Научная статья на тему 'Импортозамещающая технология подавления шума на сортировочных комплексах'

Импортозамещающая технология подавления шума на сортировочных комплексах Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
876
103
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ФРИКЦИОННЫЕ АВТОКОЛЕБАНИЯ / FRICTION / УРОВЕНЬ ШУМА / NOISE / ТРЕНИЕ / ВИБРАЦИЯ / VIBRATION / СОРТИРОВОЧНЫЕ ГОРКИ / SORTING SLIDES / ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ / PHYSICAL AND MATHEMATICAL MODELING / FRICTION OSCILLATIONS

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Шаповалов Владимир Владимирович, Майба Игорь Альбертович, Муртазаалиев Руслан Муртазаалиевич, Корниенко Роман Андреевич

В процессе работы сортировочных горок сети ОАО «РЖД» при взаимодействии рабочих органов фрикционных замедлителей типа ВЗПГ с колесами сортируемых грузовых вагонов возникают интенсивные фрикционные автоколебания. Для решения данной трибологической задачи на базе методов физико-математического моделирования были выполнены модельные исследования по созданию и оптимизации рецептур ряда шумоподавляющих модификаторов трения (МПТ-Ф). На базе комплексного долеоктавного анализа данных эксплуатационных испытаний по спектрам фрикционных автоколебаний и упруго-диссипативным составляющим трибоспектров были выбраны шумоподавляющие композиции, обладающие максимальным шумоподавляющим эффектом на проблемных диапазонах частот шумового воздействия. Выполнен анализ существующих методов модифицирования и выбран наиболее эффективный контактно-ротапринтный. Для реализации способа разработано и испытано специальное устройство шумоподавления. В работе приведены результаты испытаний, дан сравнительный анализ эффективности разработанного устройства шумоподавления и наиболее близкого зарубежного аналога.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Шаповалов Владимир Владимирович, Майба Игорь Альбертович, Муртазаалиев Руслан Муртазаалиевич, Корниенко Роман Андреевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

IMPORT SUBSTITUTION NOISE SUPPRESSION TECHNOLOGY FOR SORTING COMPLEXIMPORT SUBSTITUTION NOISE SUPPRESSION TECHNOLOGY FOR SORTING COMPLEX

In the process of sorting hills network of JSC "Russian Railways" in the interaction of working bodies of the friction type retarders VZPG with wheels sorted wagons rise to intense friction oscillations. To solve this problem based on the tribological methods of physical and mathematical modeling were carried out modeling studies for the establishment and optimization of formulations of a number of noise-canceling friction modifiers (MPT-F). Based on an integrated fractional octave analysis data performance tests on the spectra of frictional self-oscillations and the elastic-dissipative components tribospektrov were selected noise-canceling compositions having a maximum noise-canceling effect on problematic frequency ranges of noise exposure. The analysis of existing methods for modifying and choose the most effective contact-rotaprintny. To implement the method developed and tested a special device noise reduction. The results of the test, the comparative analysis of the effectiveness of the developed device noise reduction and closest foreign analogue.

Текст научной работы на тему «Импортозамещающая технология подавления шума на сортировочных комплексах»

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ MAŒINE BUILDING AND THEORETICAL ENGINEERING

УДК 621.891: 534.83 + 06621.891: 534.83 + 06 DOI: 10.17213/0321-2653-2016-1-63-70

ИМПОРТОЗАМЕЩАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОДАВЛЕНИЯ ШУМА НА СОРТИРОВОЧНЫХ КОМПЛЕКСАХ

IMPORT SUBSTITUTION NOISE SUPPRESSION TECHNOLOGY FOR SORTING COMPLEXIMPORT SUBSTITUTION NOISE SUPPRESSION TECHNOLOGY FOR SORTING COMPLEX

© 2016 г. В.В. Шаповалов, И.А. Майба, Р.М. Муртазаалиев, Р.А. Корниенко

Шаповалов Владимир Владимирович - д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Транспортные машины и триботехника», Ростовский государственный университет путей сообщения, г. Ростов-на-Дону, Россия. E-mail: tmt@rgups.ru

Майба Игорь Альбертович - д-р техн. наук, профессор, декан, кафедра «Транспортные машины и триботехника», Ростовский государственный университет путей сообщения, г. Ростов-на-Дону, Россия. E-mail: mia@rgups.ru

Муртазаалиев Руслан Муртазаалиевич - аспирант, кафедра «Транспортные машины и триботехника», Ростовский государственный университет путей сообщения, г. Ростов-на-Дону, Россия. E-mail: rus-mur11@mail.ru

Корниенко Роман Андреевич - аспирант, кафедра «Транспортные машины и триботехника», Ростовский государственный университет путей сообщения, г. Ростов-на-Дону, Россия. E-mail: kornienkoroman23@mail.ru

Shapovalov Vladimir Vladimirovich - Doctor of Technical Sciences, professor, head of department «Transport Machines and Tribotechnics», Rostov State Transport University, Rostov-on-Don, Russia. E-mail: tmt@rgups.ru

Maiba Igor Albertovich - Doctor of Technical Sciences, dean, professor, department «Transport Machines and Tribotech-nics», Rostov State Transport University, Rostov-on-Don, Russia. E-mail: mia@rgups.ru

Murtazaaliev Ruslan Murtazaalievich - post-graduate student, department «Transport Machines and Tribotechnics», Rostov State Transport University, Rostov-on-Don, Russia. E-mail: rus-mur11@mail.ru

Kornienko Roman Andreevich - post-graduate student, department «Transport Machines and Tribotechnics», Rostov State Transport University, Rostov-on-Don, Russia. E-mail: kornien-koroman23@mail. ru

В процессе работы сортировочных горок сети ОАО «РЖД» при взаимодействии рабочих органов фрикционных замедлителей типа ВЗПГ с колесами сортируемых грузовых вагонов возникают интенсивные фрикционные автоколебания. Для решения данной трибологической задачи на базе методов физико-математического моделирования были выполнены модельные исследования по созданию и оптимизации рецептур ряда шумоподавляющих модификаторов трения (МПТ-Ф). На базе комплексного долеоктавного анализа данных эксплуатационных испытаний по спектрам фрикционных автоколебаний и упруго-диссипативным составляющим трибоспектров были выбраны шумоподавляющие композиции, обладающие максимальным шумоподавляющим эффектом на проблемных диапазонах частот шумового воздействия. Выполнен анализ существующих методов модифицирования и выбран наиболее эффективный - контактно-ротапринтный. Для реализации способа разработано и испытано специальное устройство шумоподавления. В работе приведены результаты испытаний, дан сравнительный анализ эффективности разработанного устройства шумоподавления и наиболее близкого зарубежного аналога.

Ключевые слова: фрикционные автоколебания; уровень шума; трение; вибрация; сортировочные горки; физико-математическое моделирование.

In the process of sorting hills network of JSC "Russian Railways" in the interaction of working bodies of the friction type retarders VZPG with wheels sorted wagons rise to intense friction oscillations. To solve this problem based on the tribological methods of physical and mathematical modeling were carried out modeling

studies for the establishment and optimization offormulations of a number of noise-canceling friction modifiers (MPT-F). Based on an integrated fractional octave analysis data performance tests on the spectra of fric-tional self-oscillations and the elastic-dissipative components tribospektrov were selected noise-canceling compositions having a maximum noise-canceling effect on problematic frequency ranges of noise exposure. The analysis of existing methods for modifying and choose the most effective - contact-rotaprintny. To implement the method developed and tested a special device noise reduction. The results of the test, the comparative analysis of the effectiveness of the developed device noise reduction and closest foreign analogue.

Keywords: friction oscillations; noise; friction; vibration; sorting slides; physical and mathematical modeling.

Снижение уровня шума и вибраций, возникающих при фрикционном взаимодействии поверхностей трения, является одной из наиболее важных и актуальных трибологических проблем всего транспорта, и в частности железнодорожного подвижного состава.

Фрикционная система «колесо вагона - вагонный замедлитель» должна рассматриваться как динамическая система. Динамическая система начинает совершать колебания, когда имеются ненулевые начальные условия или силовое внешнее воздействие, причем колебания тем значительней, чем резче меняется внешняя сила. Неплавность скольжения в условиях трения твердых тел может сопровождаться или не сопровождаться периодическими остановками. Эту неплавность называют фрикционными автоколебаниями [1, 2].

Динамические процессы, протекающие во фрикционном контакте, являются более сложными по сравнению с аэродинамическими и гидродинамическими, существенно нелинейно зависят от большего количества взаимосвязанных факторов. Линеаризация данных зависимостей ведёт к получению результатов значительно (иногда на порядок и более) отличающихся от реальных результатов, фиксируемых при исследовании тех или иных процессов в реальных фрикционных системах. Применение методов суперпозиции в данном случае исключено из-за существенно нелинейной зависимости процессов трения от взаимосвязанных внешних и внутренних факторов.

Подавить фрикционные автоколебания, а соответственно, снизить или устранить шум и вибрацию при функционировании фрикционной системы можно следующим образом:

- путем снижения величины адгезионных составляющих фрикционных связей;

- путем введения антифрикционных смазочных материалов в контакт;

- активизацией диссипативных процессов, протекающих во фрикционном контакте (А,);

- путем введения в контакт фрикционных смазочных материалов с повышенным уровнем диссипа-тивной составляющей;

- путем варьирования величинами: коэффициентов жесткости фрикционных связей С е, С гш, С'е, С'гш, С'не, С'гш; коэффициентов демпфирования А' е,

Аа11е, А ' А111Е, А '' т т,Е, тт

Из-за фрикционных автоколебаний движение тела оказывается колебательным, в котором периодически сменяются фазы прилипания и скольжения, что

оказывает нежелательный эффект в технике (снижение устойчивости, надежности и долговечности механических систем) [3, 4].

Количество методов борьбы с шумом и вибрацией увеличивается ежегодно, так как негативное воздействие этих факторов на организм и состояние человека является актуальной проблемой в современном мире.

Негативное воздействие шума и вибрации заключается в следующем:

- как правило, в диапазонах этого шума присутствуют особо усиленные тона;

- он имеет резко выраженный динамический и импульсивный характер;

- данный высокочастотный шум с высокой звуковой энергией чрезвычайно опасен для здоровья;

- этот шум не зависит от людей, люди не могут повлиять на него или должным образом подготовиться к нему;

- высокие уровни шума и вибрации сопровождаются интенсивным износом рабочих органов и боковых поверхностей колес вагонов.

По данным работ зарубежных и отечественных авторов [5, 6] изменение всего на 5 - 10 % величины какой-либо из масс или жесткости одной из связей механической системы, т. е. незначительное изменение механических систем может привести к изменению на порядок и более выходных триботехничес-ких характеристик фрикционной механической системы.

Динамические процессы, протекающие на фрикционном контакте, их резонанс с внешним возмущающим воздействием, наличие зависимости сил адгезионного взаимодействия от времени создают условия изменения коэффициента трения от 0 до ж [7]. Так, например, при резонансных процессах происходит разрыв фрикционных связей при амплитудах колебаний контактирующих тел, превышающих величину их микро- и макрошерховатостей.

Экспериментальные исследования шума, возникающего при движении поездов, показали, что измеренный уровень звука по сравнению с общим расчетным снижается по спектру не одинаково: на низких частотах снижение уровня меньше, на средних эти значения совпадают, а на высоких больше расчетного. В результате проведенных исследований установлено, что при удвоении расстояния от источника величина снижения шума составит для общего уровня 6 дБ.

На расстоянии 100 м от главных железнодорожных магистралей эквивалентные уровни звука составляют 60 - 64 дБ. Заметное шумовое воздействие на прилегающие жилые районы города оказывают сортировочные станции. Сортировочная горка в сортировочных станциях - вид железнодорожного сортировочного устройства для ускорения расформирования составов из грузовых вагонов, использующий для перемещения вагонов земное тяготение, т. е. скатывание вагонов и групп вагонов с уклона [8]. Основной шум на станциях возникает от соударения вагонов, создающих ударную волну вдоль составов, скрежет при проходе вагонов тормозных позиций и кривых участков пути, пневматические замедлители, маневровые тепловозы, сигналы локомотивов и громкоговорителей.

Кроме того, рядом с сортировочной станцией обычно проходят железнодорожные пути с интенсивным движением поездов. Эти источники создают уровни звука в среднем от 60 - 65 до 80 - 85 дБ в зависимости от территориальных разрывов и перерабатывающей способности сортировочной станции на расстоянии 100 м от ее границы [9].

Определить уровни звука на границах сортировочных станций довольно сложно, так как непосредственно на территории станции располагаются объекты, значительно различающиеся по уровням шума. Так, например, парки приема, отправления и отстоя являются относительно тихими по сравнению с горками и парками сортировки. В связи с этим шумовое воздействие отдельных районов сортировочной станции на прилегающую жилую застройку города различно.

Наиболее полное представление о многообразии шумовых данных для столь сложной системы, как железнодорожный узел, дает карта шума. На ней показываются уровни звука, измеренные на расстоянии 100 м от железнодорожных линий и сортировочных станций, что соответствует ширине санитарно-защитной зоны. Внешний шум сортировочных станций, учитывая большую неоднородность и разнотипность его источников и расположение их на больших территориях, целесообразно представлять в обобщенном виде как в эквивалентных уровнях, так и в минимальных и максимальных значениях. Карты шума могут иметь разные масштабы и разрабатываться для отдельных наиболее сложных участков линий и объектов и в целом для отдельных железнодорожных узлов и дорог.

Образование шума при движении поездов является результатом сложного нестационарного процесса взаимодействия подвижного состава и пути. Кроме того, шум вызывают энергетические установки тяговых единиц подвижного состава - тепловозов, электровозов, моторных вагонов электропоездов и др. Шум возникает в месте контактной поверхности «колесо - рельс».

На данный момент наиболее распространенной технологией шумоподавления при работе фрикционных замедлителей на сортировочных комплексах, используемой на дорогах Европы, Северной Америки и других стран, является разработанная словенской компанией ELPA система BREMEX - ANNSYS (Extra/sws и Basic) и CL-E1 top [10]. Они являются монополистам в данном сегменте рынка. Их мульти-активные рельсозащитные системы основаны на технологии WONROS™ (Wear Out and Noise Reduction On Source - Уменьшение износа и шума на источнике), которая позволяет уменьшить:

- шум, возникающий при контакте между рельсами и колесами;

- износ рельсов и реборды колеса;

- GCC (образование трещин на внутренней боковой поверхности рельсов);

- RCF (образование внутренних контактно-усталостных дефектов в металле);

- волнообразный износ рельсов (образование выбоин) и т.п.

Противошумовая система для рельсовых тормозов BREMEX-ANNSYS - это запатентованная система, которая может применяться на сортировочных горках, сортировочных станциях и маневровых стрелках [11].

Система BREMEX-ANNSYS может быть использована с фрикционными замедлителями пневматического или гидравлического типа.

Обладая рядом плюсов, система BREMEX-ANNSYS имеет ряд существенных недостатков, особенно при эксплуатации в российских климатических зонах:

- надежность и эффективность резко падает при минусовых температурах окружающей среды;

- так как реализуется дистанционная схема луб-рикации, надежность, эффективность и экологические показатели системы зависят от ветровой нагрузки;

- необходимость установки системы BREMEX-ANNSYS перед каждой тормозной позицией;

- высокая стоимость системы;

- использование для работы системы зарубежного расходного материала (модификатора), монопольно производимого компанией «ELPA» и др.

На основе проведенных исследований и анализа проблемы шумоподавления, учитывая условия работы на сортировочных горках (наличие ветровой нагрузки, динамики широкого температурного диапазона, внешней среды и т.д.) открытого узла трения «колесо вагона - вагонный замедлитель», учеными РГУПС, в качестве способа модифицирования, нанесения модификатора трения предложено использовать контактно-ротапринтный. Решая задачу шумоподавления на сортировочных горках, использовали нанотехноло-гичные смазочные материалы, эффективно снижающие уровень амплитуд фрикционных автоколебаний и не снижающие предельно минимальный уровень коэффициента трения (т.е. энергетическую высоту гор-

ки). Кроме данных требований, разработанный учеными РГУПС модификатор сохраняет свои фрикционные свойства в широком диапазоне температур от +50 до -40 °С.

В основе разработанной технологии подавления шума лежит способ послойного модифицирования поверхностей трения, реализуется он путем фрикционного нанесения на поверхность трения нанослоя, герметичные поры (капсулы) которого заполнены нанофрикционным или антифрикционным смазочным материалом, модификатора поверхности трения (МПТ) за счет экзотермических трибопроцессов, происходящих при фрикционном взаимодействии твердого тела, состоящего из МПТ; при этом твердое тело (брикет, стержень, полоса и т.д.) состоит из механической наносмеси термопластичных природных (например: битума) или синтетических (например: поливи-нилхлоридный клей, синтетический клей и др.) адге-зивов, химически и механически не связанных с фрикционными (порошок SiO2) или антифрикционными (порошок графита) или шумоподавляющими (порошок алюминия) присадками.

Интенсивность подачи смазочного материала регулируется путем варьирования усилия прижатия смазочной балки к смазываемой поверхности, таким образом, это позволяет обеспечить подачу расчетного количества модификатора на поверхность трения и связанную с этим нормируемую интенсивность изнашивания адгезионной, термопластичной основы. Повышение ресурсных характеристик осуществляется за счет образования подслоя термопластичного адгезива, прочно связанного с модифицируемой поверхностью за счет экзотермических процессов фрикционного взаимодействия МПТ с модифицируемой поверхностью и переносу на данный подслой наночастиц функциональных присадок.

Для решения задачи шумоподавления на сортировочных горках были выполнены следующие работы:

- определены величины интегрального и удельного тормозного эффекта (погашаемой энергетиче-

ской высоты) при торможении вагонов различного веса на различных ступенях торможения, отрабатываемых замедлителем, в широком диапазоне изменения внешних факторов (температуры воздуха, влажности, осадков и т. д.) и скорости входа вагона на замедлитель при отсутствии и при нанесении различных композиций модификатора трения на боковые поверхности колес тормозимых вагонов;

- произведена оценка результатов измерений, выбор наиболее эффективной композиции модификатора и способ ее нанесения на боковые поверхности колес вагона;

- выполнена оценка предложенного технического решения устройства для шумоподавления, его работоспособности в условиях эксплуатации;

- произведена разработка предложений по совершенствованию конструкции устройства и повышению эффективности его работы с целью наиболее полного удовлетворения требованиям охраны труда, промышленной безопасности и экологического контроля.

В ходе исследований по разработке технологического оборудования для подавления шума фрикционных автоколебаний, вызванных работой фрикционных замедлителей, были проведены испытания по замеру уровня шума при роспуске вагонов на сортировочной станции города Батайск. Замеры шума были произведены прибором ЭКОФИЗИКА-110А.

В результате проведенного 1/12-долеоктавного анализа шумов, возникающих при сортировке грузовых вагонов на механизированных сортировочных горках ст. Батайск Северо-Кавказской железной дороги, было установлено, что высокий уровень шума наблюдается на частотах, превышающих 2000 Гц. На рис. 1 представлены результаты измерений среднего значения уровня шума и его среднеквадратичного отклонения (СКО).

Методом ранговой корреляции выявлены значимые, существенные и малозначимые октавные частоты по уровню шумового воздействия на окружающую среду. Результаты представлены на рис. 2.

Рис. 1. Результаты измерений среднего значения уровня шума и его среднеквадратичного отклонения

Процессы трения колес вагона о рабочие органы вагонных замедлителей сопровождаются шумом и вибрацией с большими амплитудами и максимальной мощностью звука в диапазоне частот около 5000 Гц, что воспринимается как раздражающий скрежет. Измерения показали, что пиковая громкость звука достигает 150 дБ. Сопутствующее высокое звуковое давление может привести к травме органов слуха у людей, находящихся в непосредственной близости от тормозных рельсов (вагонных замедлителей), оказывая также раздражающее воздействие на окружающую среду.

Полученные измерения позволили сделать вывод, что уровень шума на значимых и существенных частотах превышает предельно допустимые нормы и, как следствие, является опасным для человека.

В связи с вышесказанным можно судить о том,

что существует неразрывная связь между фрикционной динамической системой пары трения «колесо вагона - вагонный замедлитель» на сортировочных станциях и возникновением высокочастотного шумового эффекта, который необходимо понизить путем введения антифрикционных смазочных материалов в контакт для комфортного нахождения вблизи сортировочных станций. Для решения поставленной задачи учеными РГУПС проанализированы и созданы принципиально новые технологии, технологическое оборудование и расходный материал для снижения уровня шума и доведение его до и ниже уровней допустимых санитарных норм, в частности на сортировочных горках. На рис. 3 представлена схема устройства для подавления шума, возникающего при взаимодействии колес грузовых вагонов с рабочими органами (балками) фрикционных замедлителей вагонов типа ВЗПГ.

Рис. 2. Ранжирование частот по уровню шумового воздействия на окружающую среду

Рис. 3. Устройство для нанесения модификатора трения (УНМТ): 1 - балка с брикетами модификатора трения; 2 - устройство прижимное; 3 - винт; 4 - привод вращения винта

Устройство для нанесения модификатора трения представляет собой сборную конструкцию, которая монтируется на рельсошпальную решетку по обе стороны рельсов и прижимает модификатор трения, представляющий собой шину размером 3000x80x20 мм, к боковым поверхностям колес проходящих вагонов. Оптимальная сила прижатия автоматически регулируется при помощи токового реле.

Эксплуатационные испытания опытного устройства для понижения шума на механизированных сортировочных горках по нанесению модификатора поверхности трения на боковые грани колёсных пар грузовых вагонов:

- порожних вагонов № 52264620, № 63641179, № 67632067, № 63864359;

- гружёных вагонов № 56313711 массой 69 т, № 53259412 массой 71 т, № 59090084 массой 70,2 т.

Общий вид испытаний по нанесению модификатора поверхности трения на боковые грани колёсных пар и проверки действия тормозных шин опытного устройства представлен на рис. 4.

В результате взаимодействия колёсных пар грузовых вагонов с рабочими органами УНМТ зафиксирован выход фрикционного модификатора поверхности трения МПТ-Ф-03-02 из специальных брикетов на боковые грани колёсных пар, а также формирование модифицирующего покрытия на тормозных шинах ВЗПГ.

Как показано на рис. 5, степень демпфирования системы после нанесения на боковую поверхность колес вагонов МПТ-Ф возрастает с 0,1 до 0,40 - 0,65. Это свидетельствует о значительном снижении амплитуд вибрационных колебаний и времени переходных процессов.

Рис. 4. Взаимодействие рабочих органов УНМТ с боковыми поверхностями грузовых вагонов

0,7 0,6

= 0,5

я Е

0,4 0,3 0,2 0,1 0

-Сухой контакт

Модификатор

Возрастание диссипации системы

0,50

60 80 * Время, с

0,45

0,40

с.

0,35

о

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Ей

0,30

0,25

0,20

Рис. 5. Трибохарактеристики исследуемой системы при отсутствии модификаторов трения и их наличии

Эксплуатационные испытания опытного образца устройства понижения уровня шума, возникающего при взаимодействии боковых поверхностей колёс грузовых вагонов с тормозными шинами вагонных замедлителей, проводились на Северной сортировочной горке ст. Батайск Северо-Кавказской железной дороги (табл. 1).

Установлено, что при пропуске исследуемого вагона на всех трёх тормозных позициях механизированной сортировочной горки было выявлено подавление шума по всем частотным диапазонам до уровня, не превышающего требования СНиП 23-03-2003.

В табл. 2 представлены технико-экономические показатели импортно-заменяющей технологии РГУПС

и ближайшего зарубежного аналога системы фирмы BREMEX, являющейся монополистом в данной области.

В результате анализа данных эксплуатационных испытаний были сделаны следующие выводы.

1. Опытная конструкция устройства обеспечивает нанесение необходимого объёма фрикционной композиции МПТ-Ф-03-02 на боковую поверхность колёс вагонов, обеспечивая снижение возникающего шума при взаимодействии тормозных шин с боковыми поверхностями колес до величин, не превышающих допустимые нормы по СНиП-23-03-2003.

Таблица 1

Октавный анализ шумов, выполненный прибором ЭКОФИЗИКА - 110А при проведении мероприятий по снижению уровня акустических шумов

На расстоянии, м Частота, Гц (среднее по 10 замерам)

31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000

2,0 56,1 53,4 49,9 48,7 52,3 49,9 51,2 49,4 46,8 40,8

7,5 41,9 44,3 42,8 47,7 52,7 44,6 40,4 41,9 44,3 42,8

Таблица 2

Сравнение системы BREMEX - ANNSYS (Extra/sws и Basic) и CL-E1 top словенской компании ELPA

и устройства МПТ-Ф по подавлению шума

Система BREMEX - ANNSYS Устройство МПТ-Ф

Преимущества Недостатки Преимущества Недостатки

1. Уменьшение шума, возникающего при контакте между рельсами и колесами 1. Надежность и эффективность резко падают при минусовых температурах окружающей среды 1. Устранение шума, а также предотвращение износа всех элементов пути и подвижного состава (колес, рельсов, вагонных замедлителей и т.п.)

2. Уменьшение износа рельсов и реборды колеса 2. Так как реализуется дистанционная схема лубрикации, надежность, эффективность и экологические показатели системы зависят от ветровой нагрузки 2. Благодаря контактно-ротапринтному способу нанесения устройство может эксплуатироваться в широком диапазоне температур от -50 до +60 °С

3. Уменьшение GCC (образования трещин на внутренней боковой поверхности рельсов) 3. Необходимость установки системы BREMEX-ANNSYS перед каждой тормозной позицией 3. Обеспечение заданного коэффициента трения для эффективного торможения вагонов (не менее 0,2), обеспечение работы вагонных замедлителей в штатном режиме 1. Время замены изношен-

4. Уменьшение RCF (образования внутренних контактно-усталостных дефектов в металле) 4. Высокая стоимость системы (около 15 млн руб.), для оборудования трех тормозных позиций более 40 млн руб. 4. Сокращение затрат в 6-7 раз (6,2 млн руб.) на реализацию мероприятий по снижению или устранению шума ных шин из модификатора трения -

5. Уменьшение волнообразного износа рельсов (образование выбоин) 5. Использование для работы системы зарубежного расходного материала (модификатора) монопольно производимого компанией <^РЛ» 5. Удовлетворение нормы охраны окружающей среды, использование в качестве модифицирующего материала экологически безвредных природных адгезивов 30 мин

6. Снижение до 40 % тормозного усилия горочных вагонных замедлителей 6. Необходимость установки одного устройства только перед первой тормозной позицией

7. Исключение затрат, связанных с приобретением импортного расходного материала

2. За счёт наличия приёмного устройства и отсутствия связей в горизонтальной плоскости конструкция комплекса хорошо адаптируется (ориентируется) относительно колёс грузового вагона, боковая поверхность которых модифицируется устройством УМПТ.

3. За счёт применения опытного устройства привода подачи МПТ-Ф перед первой тормозной позицией обеспечивается снижение уровней звукового давления и шума с 85...97 дБ до 40...52 дБ в октав-ных полосах частот до значений, регламентированных СНиП 23-03-2003.

4. Введение в контакт боковых поверхностей колес грузовых вагонов МПТ-Ф полностью снижает уровень звукового давления и шума с 97.0 дБ на необходимых частотах.

5. Контактный способ нанесения МПТ-Ф обеспечивает надёжную и эффективную работу устройства в широком температурном диапазоне (от - 50 до +60 °С) и наличии ветровой нагрузки, обеспечивая при этом экологическую чистоту в результате отсутствия эффектов замасливания поверхностей рельсов и подвижного состава.

Литература

1. Дерягин Б.В., Пуш В.Э., Толстой Д.М. Теория фрикционных автоколебаний с периодическими остановками

// Тр. Ш Всесоюз. конф. по трению и износу в машинах. Т. II, М.: Изд-во АН СССР, 1960. С. 132 - 152.

2. Ишлинский А.Ю., Крагельский И.В. О скачках при трении // ЖТФ. 1944. Т. XIV, вып. 4-5, С. 276 - 283.

3. Демкин Н.Б., Рыжов Э.В. Качество поверхности и контакт деталей машин. М.: Машиностроение, 1981. 244 с.

4. Крагельский И.В. Трение и износ; 2-е изд., перераб. М.: «Машиностроение», 1968. 480 с.

5. Озябкин А.Л. Теоретические основы динамического мониторинга фрикционных мобильных систем // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2011. № 10. С. 17 -28.

6. Озябкин А.Л. Динамический мониторинг трибосистемы «Подвижной состав - путь» // Вестн. РГУПС. Ростов н/Д: РГУПС. 2011. № 2. С. 35 - 47.

7. Кудинов В.А. Природа автоколебаний при трении // Исследование колебаний металлорежущих станков при резании металлов. М.: Машгиз, 1958. С. 251 - 273.

8. Лубягов А.М., Корниенко Р.А, Шестаков М.М. Превращение энергии при станционно сортировочных работах / Тр. Междунар. науч.-практ. конф. «Транспорт-2014». Ч. 2. Ростов н/Д, 2014. С. 95.

9. Larmreduktion direct am Gleis // Guterbahnen. 2003. № 1. S. 34 - 37.

10. Gerg N., Sharma O. Noise emissions of transit trains at curvature due to track lubrication // Indian Journal of Pure&Applied Physics, 2010. Vol. 48. P. 881 - 885.

11. Altenbaher B. The Anti-Noise and Anti-Wear Systems for Railways, World Academy of Science, Engineering and Technology. 2013. Vol. 78. P. 392 - 395.

References

1. Derjaguin B.V., Push V.E., Tolstoy D.M. [The theory of frictional self-oscillations with periodic stops]. Trudy III Vsesoyuznoi konferentsii po treniyu i iznosu v mashinakh [Trudy Ш All-Union Conference on Friction and wear in machines]. Moscow, AN SSSR Publ., 1960, pp. 132-152.

2. Ishlinskii A.U., Kragelsky I.V. O skachkakh pri trenii [About races through friction]. Zhurnal tekhnicheskoi fiziki, 1944, vol. XIV, no. 4-5, pp. 276-283.

3. Demkin N.B., Ryzhov E.V. Kachestvo poverkhnosti i kontakt detalei mashin [The surface quality and the contact of machine parts]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1981, 244 p.

4. Kragelsky I.V. Trenie i iznos [Friction and wear]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1968, 480 p.

5. Ozyabkin A.L. Teoreticheskie osnovy dinamicheskogo monitoringa friktsionnykh mobil'nykh system [Theoretical Foundations of dynamic friction monitoring systems Mobile]. Trenie i smazka v mashinakh i mekhanizmakh, 2011, no. 10, pp. 17-28. [In Russ.]

6. Ozyabkin A.L. Dinamicheskii monitoring tribosistemy «Podvizhnoi sostav - put'» [Dynamic monitoring tribosystem "rolling stock - the path"]. VestnikRGUPS, 2011, no. 2, pp. 35-47.

7. Kudinov V.A. [Nature of oscillation by friction]. Sbornik «Issledovanie kolebanii metallorezhushchikh stankov pri rezanii metallov» [The study of oscillations of machine tools in metal cutting]. Moscow, Mashgiz Publ., 1958, pp. 251-273.

8. Lubyagov A.M., Kornienko R.A., Shestakov M.M. [Transformation of energy at work sorting of station]. Trudy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii «Transport-2014» [Proceedings of the International scientific and practical conference "Transport 2014"]. Rostov on Don, 2014, 95 p.

9. Lärmreduktion direct am Gleis. Güterbahnen. 2003, no. 1, pp. 34-37

10. Gerg N., Sharma O. Noise emissions of transit trains at curvature due to track lubrication, Indian Journal of Pure&Applied Physics, 2010, vol. 48, pp. 881-885.

11. Altenbaher B. The Anti-Noise and Anti-Wear Systems for Railways, World Academy of Science, Engineering and Technology 2013, no. 78, pp 392-395.

Поступила в редакцию 7 сентября 2015 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.