Реєстраційний номер
0826U001572, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
29-06-2026
Статус
Захищена
Назва роботи
Удосконалення методів мінімізації структурної вібрації вагонів електропоїздів за рахунок підвищення точності балансування роторів електричних машин.
Здобувач
Шостак Ярослав Віталійович,
Керівник Ткаченко Віктор Петрович
Опонент Мурадян Леонтій Абрамович
Опонент Равлюк Василь Григорович
Опонент Мокрій Тетяна Федорівна
Рецензент Кульбовський Іван Іванович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Національний транспортний університет
Опис
Дисертаційне дослідження присвячене аналізу джерел та удосконаленню методів мінімізації структурної вібрації вагонів за рахунок підвищення точності балансування роторів електричних машин.
В процесі огляду наукових досліджень вібрацій вагонів, спричинених порушенням балансування роторів електричних машин виконано аналіз декількох суміжних питань. Проаналізовано несправності електродвигунів, причиною яких може бути дисбаланс роторів.. Розглянуто методи контролю дисбалансу на балансувальних верстатах, виконано огляд типів верстатів, датчиків, алгоритмів обробки результатів вимірювання, норм і класів точності балансування.
Формалізовано схему енергетичного балансу коливань, що передаються від джерела вібрацій до підлоги вагона.
З’ясовано, що існують дві основні причини вібрацій електричних машин: технологічна, пов’язана із остаточним дисбалансом роторів і конструктивна, пов’язана із невідповідними характеристиками підвішування.
Для інтегрування системи диференційних рівнянь коливань ротора, що досліджувався, було використано процедуру Given-Odesolve комп’ютерного математичного пакету MathCAD. Рішення системи отримано у вигляді часових функцій переміщень, швидкостей та прискорень в точках спирання ротора на опори балансувального верстата.
Експериментальна перевірка впливу пошкоджень опорних поверхонь ротора на результати балансування якісно підтвердила результати теоретичних досліджень. Виявлено значні розбіжності визначення параметрів балансування ротора з пошкодженнями опорних поверхонь у порівнянні із «гладким» ротором. На дослідному зразку ротора вони досягали 27 % – для балансуючих тягарців та 87 % – для фазових кутів, що визначають їх положення.
За результатами дослідження запропоновано метод підвищення точності балансування на основі включення у ланцюг перетворення сигналів датчиків віброприскорень частотного фільтра, що відфільтровує сигнали з частотою, більшою за обертову частоту ротора.
Перевірка дисбалансу роторів виконувалося на двох дослідних зразках – двічі на кожному: перед просоченням і після просочення. За результатами перевірки дисбалансу роторів перед просоченням визначалася фаза розташування дисбалансу, так званого «важкого місця», яке помічалося кернінням на торцевій поверхні валу.
При балансуванні було використано метод тестових тягарців – метод трьох пусків. Метод передбачав виконання трьох пробних пусків для визначення динамічного коефіцієнту впливу. Вхідними даними для балансувального станка були – вага ротора, відстань між опорами станка, координати площин балансування.
Для візуалізації результатів вимірювання використано програмне забезпечення балансувального верстата Digivibe MX M10. За результатами експерименту отримано, що різниця величини віброшвидкостей, пов’язаних із дисбалансом ротора, виміряних перед і після просочення є доволі суттєвою. Причому, як і очікувалося, для 1-го зразка дисбаланс збільшився на 86% – для площини балансування А і 52% – площини балансування В. Навпаки, для 2-го зразка дисбаланс зменшився відповідно – на 69% і 83%.
Результати проведених досліджень підтверджують висунуту гіпотезу про можливість часткової компенсації дисбалансу роторів шляхом управління розподілом компаунда при нанесенні електричної ізоляції (просочуванні) обмоток. Управління розподілом компаунду полягає у фіксації ротора у сушильній камері у положенні, що відповідає фазовому куту «важкого місця», а саме – шляхом його розташування вверх. Управління розподілом компаунда по об’єму ротора може розглядатися, як метод поліпшення показників балансування технологічними засобами.
Ключові слова: залізничний транспорт, рухомий склад, пасажирські вагони, вантажні вагони, кузов, електричне обладнання, двигун, підшипник, комп’ютерне моделювання, математичне моделювання, швидкість руху, безпека руху, вібрації, амплітуда, оновлення залізничного транспорту України.
Дата реєстрації
2026-05-12
Додано/оновлено в НРАТ
2026-05-12 / 2026-07-07
