bricstransportТранспорт БРИКСBRIСS Transport2949-0812ФГБУ ДПО «УМЦ ЖДТ»10.46684/2023.2.5bricstransport-43Research ArticleТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА И ПОДВИЖНОЙ СОСТАВVEHICLES AND ROLLING STOCKПрименение различных типов моторно-осевых подшипников колесо-моторных блоков локомотивов в районах Крайнего СевераApplication of different types of motor-axle bearings of locomotive wheel-motor units in the Far Northhttps://orcid.org/0000-0001-6935-0306ОсиповА. В.OsipovA. V.

Артем Владимирович Осипов, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры

кафедра «Локомотивы и локомотивное хозяйство»

190031

Московский пр., д. 9

Санкт-Петербург

РИНЦ ID: 684296

Artem V. Osipov, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of the Department

Department of “Locomotive Facilities”

190031

9 Moskovsky pr.

St. Petersburg

ID RSCI: 684296

osipart@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-0848-2481КурилкинД. Н.KurilkinD. N.

Дмитрий Николаевич Курилкин, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой

кафедра «Локомотивы и локомотивное хозяйство»

190031

Московский пр., д. 9

Санкт-Петербург

РИНЦ ID: 361958,

Dmitriy N. Kurilkin, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Head of the Department

Department of “Locomotive Facilities”

190031

9 Moskovsky pr.

St. Petersburg

ID RSCI: 361958

kurilkin_d@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0821-5754ХамидовО. Р.KhamidovO. R.

Отабек Рустамович Хамидов, доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой

кафедра «Локомотивы и локомотивное хозяйство»

100167

1-й проезд Темирйулчилар, д. 1

Мирабадский район

Ташкент

РИНЦ ID: 965905

Otabek R. Khamidov, Dr. Sci. (Eng.), Associate Professor, Head of the Department

Department of “Locomotive Facilities”

100167

1 1st passage Temiryulchilar

Mirabad district

Tashkent

ID RSCI: 965905

otabek.rustamovich@yandex.ruПетербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I (ПГУПС)РоссияEmperor Alexander I St. Petersburg State Transport University (PGUPS)Russian FederationТашкентский государственный транспортный университет (ТГТрУ)УзбекистанTashkent State Transport University (TSTU)Uzbekistan2023280620232217Copyright © Осипов А.В., Курилкин Д.Н., Хамидов О.Р., 20232023Осипов А.В., Курилкин Д.Н., Хамидов О.Р.Osipov A.V., Kurilkin D.N., Khamidov O.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.bricstransport.ru/jour/article/view/43

   Совершенствование конструкции колесо-моторного блока (КМБ) локомотива в последние десять лет осуществлялось в части перехода на моторно-осевые подшипники (МОП) качения вместо подшипников скольжения, что стало основанием для предлагаемого исследования.

   Цель исследования – теоретическая оценка уровня потерь мощности в различных типах МОП КМБ локомотивов и ее апробация в зависимости от температуры нагрева и технических характеристик подшипников.

   Задача исследования — определение потерь мощности в МОП с использованием новых подходов к их установлению.

   Предлагаются новые методики определения потерь мощности в МОП скольжения и качения КМБ локомотивов. Данные методики позволяют рассчитывать величины потерь мощности в зависимости от технических характеристик МОП и его температуры нагрева. В зависимости от температуры нагрева подшипника приводятся рекомендации по условиям эксплуатации конкретного типа подшипника КМБ локомотива. Моторно-осевые подшипники скольжения рекомендуется эксплуатировать в диапазоне температур от 10 до 20 °C, подшипники качения от 20 °C и выше. Предложенные методики расчета потерь мощности МОП КМБ локомотивов могут быть использованы для установления энергетической эффективности данного типа привода, принимая во внимание тип смазочного материала, его температуру, конструктивные особенности и условия его эксплуатации. Полученные результаты могут послужить рекомендациями по выбору типа МОП.

   Improvements in locomotive wheel-motor unit (WMU) design over the last decade have been made in terms of the transition to rolling motor-axle bearings (MAB) instead of plain bearings, which was the basis for the proposed study.

   The study is aimed to provide a theoretical estimation of power losses in different types of locomotive WMU MAB and its validation depending on heating temperature and bearing specifications.

   The study is aimed to determine power losses in MABs using new approaches to their determination.

   New methods of determining the power losses in the plain and rolling MABs of locomotive WMUs are suggested. These methods allow calculating the values of power losses depending on the specifications of MAB and its heating temperature. Depending on the bearing heating temperature, recommendations are provided with regard to operating conditions of a particular type of locomotive WMU bearing. It is recommended to operate motor-axle plain bearings in the temperature range of 10 to 20 °C, and rolling bearings from 20 °C and above. The suggested methodologies for calculating power losses of locomotive WMU MABs can be used to determine the energy efficiency of a given drive type, taking into account the type of the grease, its temperature, design features and operating conditions. The obtained results can serve as recommendations for the selection of the type of MAB.

моторно-осевой подшипникосевое маслодинамическая вязкостькоэффициент трениятяговый подвижной составподшипник скольженияподшипник каченияпотери мощностиколесо-моторный блокmotor-axle bearingaxial oildynamic viscosityfriction coefficienttraction rolling stockplain bearingrolling bearingpower lossand wheel-motor unitReferencesКулабухов В. В., Кулабухов А. В., Тимаков М. В. Качественные и количественные оценки использования моторно-осевых подшипников качения на примере тепловоза ТЭМ18 // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института электровозостроения. 2015. № 1 (69). С. 175–185.Kulabukhov V. I., Kulabukhov A. V., Timakov M. V. Qualitative and quantitative assessment of axle roller bearings application on the example of TEM18 diesel locomotive. Bulletin of the All-Russian Research and Design Institute of Electric Locomotive Building. 2015; 1 (69): 175-185. (In Russ.).Cui W., Raza K., Zhao Z., Yu C., Tao L. et al. Role of transfer film formation on the tribological properties of polymeric composite materials and spherical plain bearing at low temperatures // Tribology International. 2020. No. 152. P. 106569. DOI: 10.1016/j.triboint.2020.106569Cui W., Raza K., Zhao Z., Yu C., Tao L. et al. Role of transfer film formation on the tribological properties of polymeric composite materials and spherical plain bearing at low temperatures // Tribology International. 2020. No. 152. P. 106569. DOI: 10.1016/j.triboint.2020.106569Rodichev A., Novikov A., Gorin A., Tokmakova M. Analysis of the wear resistance of a hard anti-friction coating, applied to a plain bearing, under the conditions of boundary friction // Transportation Research Procedia. 2021. No. 57. Pp. 573–580. DOI: 10.1016/j.trpro.2021.09.086Rodichev A., Novikov A., Gorin A., Tokmakova M. Analysis of the wear resistance of a hard anti-friction coating, applied to a plain bearing, under the conditions of boundary friction // Transportation Research Procedia. 2021. No. 57. Pp. 573–580. DOI: 10.1016/j.trpro.2021.09.086Kasai M., Fillon M., Bouyer J., Jarny S. Influence of lubricants on plain bearing performance: Evaluation of bearing performance with polymer-containing oils // Tribology International. 2012. No. 46 (1). Pp. 190–199. DOI: 10.1016/j.triboint.2011.03.009Kasai M., Fillon M., Bouyer J., Jarny S. Influence of lubricants on plain bearing performance: Evaluation of bearing performance with polymer-containing oils // Tribology International. 2012. No. 46 (1). Pp. 190–199. DOI: 10.1016/j.triboint.2011.03.009Mansoor Y., Shayler P. The effect of oil feed pressure on the friction torque of plain bearings under light, steady loads // Tribology International. 2018. Vol. 119. Pp. 316–328. doi: 10.1016/j.triboint.2017.11.013Mansoor Y., Shayler P. The effect of oil feed pressure on the friction torque of plain bearings under light, steady loads // Tribology International. 2018. Vol. 119. Pp. 316–328. doi: 10.1016/j.triboint.2017.11.013Осипов А. В., Курилкин Д. Н., Дворкин П. В., Кулеш Р. В. Оценка потерь мощности в моторно-осевых подшипниках скольжения тягового подвижного состава // Вестник транспорта Поволжья. 2022. № 2. С. 23–30.Osipov A. V., Kurilkin D. N., Dvorkin P. V., Kulesh R. V. Estimation of power losses in motor-axial plain bearings of traction rolling stock. Bulletin of transport of the Volga region. 2022; 2 (92): 23-30. (In Russ.).Мышкин Н. К., Петроковец М. И. Трение, смазка, износ. Физические основы и технические приложения трибологии. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. 368 с.Myshkin N. K., Petrokovets M. I. Friction, lubrication, wear. Physical foundations and technical applications of tribology. Moscow, FIZMATLIT, 2007; 368. (In Russ.).Кузьмин А. В. Чернин И. М., Козинцов Б. С. Расчеты деталей машин: справ. пособие. Минск: Высшая школа, 1986. 400 с.Kuz′min A. V., Chernin I. M., Kozintsov B. S. Calculations of machine parts: reference guide. Minsk, Higher School, 1986; 399. (In Russ.).Курилкин Д. Н. Определение параметров тягово-энергетических характеристик автономных локомотивов по данным микропроцессорных систем управления и диагностики : монография. СПб.: ООО «ИД-Т-ПРЕССА». 2022. 160 с.Kurilkin D. N. Determination of parameters of traction and energy characteristics of autonomous locomotives according to microprocessor control and diagnostic systems: monograph. St. Petersburg, ID-T-PRESSA, 2022; 160. (In Russ.).Патент RU № 146099U1, МПК B61C 9/50. Колесо-моторный блок / Е. С. Васюков, О. А. Чернявский, Н. В. Романенков, Т. В. Резникова, А. Ю. Маевский, В. Н. Пичугин, С. В. Федькин, А. С. Кулабухов; патентообладатель ЗАО «Управляющая компания «Брянский машиностроительный завод» – № 2013147128/11; заявл. 22. 10. 2013; опубл. 27. 09. 2014.Patent RU No. 146099U1, IPC B61C 9/50. Wheel-motor unit / E. S. Vasyukov, O. A. Chernyavsky, N. V. Romanenkov, T. V. Reznikova, A. Yu. Mayevsky, V. N. Pichugin, S. V. Fedkin, A. S. Kulabukhov; patent holder CJSC Management Company Bryansk Machine-Building Plant; No. 2013147128/11 application dated 22. 10. 2013; publ. 09/27/2.Скалин А. В., Кононов В. Е., Бухтеев В. Ф., Ибрагимов М. А. Экипажная часть тепловозов. Конструкция, долговечность, ремонт. М.: ООО «Желдориздат», 2008. 304 с.Skalin A. V., Kononov V. E., Bukhteev V. F., Ibragimov M. A. The crew of locomotives. Construction, durability, repair. Moscow, Zheldorizdat, 2008; 304. (In Russ.).Астахов В. Н., Лысиков Е. Н., Коновалов П. Е. Оценка режимов трения и смазки в подшипниках осевого подвешивания локомотивов // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту ім. академіка В. Лазаряна. 2012. № 40. С. 55–62.Astakhov V. N., Lysikov E. N., Konovalov P. E. Evaluation of friction and lubrication modes in locomotive axial suspension bearings. Science and Progress of Transport. Bulletin of the Dnepropetrovsk National University of Railway Transport. 2012; 40: 55-62. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.