CC BY
38
УДК 625.151.2.001.4
к. в. мойсеенко (дпт)
НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНИЙ СТАН СТР1ЛОЧНОГО ПЕРЕВОДУ ТИПУ Р65 МАРКИ 1/11 ПРОЕКТУ Дн 355 ЗА ДАНИМИ НАТУРНОГО ВИПРОБУВАННЯ
Наведено результати натурного випробування на мщшсть стршочного переводу типу Р65 марки 1/11 проекту Дн 355.
Ключовi слова: стршочний перевщ, випробування на мщшсть, напружено-деформований стан
Приведены результаты натурного испытания на прочность стрелочного перевода типа Р65 марки 1/11 проекта Дн 355.
Ключевые слова: стрелочный перевод, испытания на прочность, напряженно-деформированное состояние
The results of verification strength test in site of the switch type R65 mark 1/11 of the design Dn 355 are presented.
Keywords: switch, strength test, stressed-and-strained state
Принциповою вщмшнютю стршочного переводу типу Р65 марки 1/11 проекту Дн 355 на залiзобетонних брусах вщ сво!х попередниюв — переводiв таких самих марки й типу проекпв М1740, 65111Ж, Дн 300 — е застосування в його конструкцп криволшшного гостряка дотичного типу, тодi як у перерахованих вище використо-вуеться шчний гостряк.
Наслщком змши типу гостряка стало збшь-шення його довжини, що, разом з потребою мати однакову практичну довжину з переводами проекпв М1740 та 65111Ж, зумовило змен-шення довжини переднього вильоту рамно! рейки нового переводу бшьше нiж на 500 мм. Змша довжини гостряка вплинула також на схему розкладення брусiв пiд ним: у межах бокового стругання з'явилося шють прогошв по 620 мм (донедавна максимальна вщстань мiж брусами в цш зонi не перевищувала 580 мм).
Крiм стрiлки, серйозних змш зазнала також конструкцiя хрестовини. У новому переводi застосовуеться жорстка хрестовина, у якш най-бiльш зношуваш частини вусовикiв та сердечника вщлит з марганцевисто! сталi у виглядi одного моноблока, а виготовлеш зi стандартних рейок закiнчення привареш до його торцiв. Разом зi зменшенням нерiвножорсткостi у хвост хрестовини та очевидними зручностями в утриманнi И заднього стику, це дозволяе вва-рювати перевiд у колда за допомогою алюмшо-терм^ного зварювання.
У нового переводу е багато спшьних рис з переводами проекпв М1740 та Дн 300.
У переводiв проектiв Дн 355 та М1740: збь гаються радiуси гостряка та перевщно! криво!, ширина коли по прямому та боковому напрям-
ках, починаючи з 25-го бруса — схема розкладення брушв; у промiжному крiпленнi застосовуеться жорстка клема; щентичш конструкцп незалежних контррейок.
З переводом проекту Дн 300 у нового анало-пчш конструкцп рамних рейок (вiдсутнi горизонталью упорки) та однакове промiжне крш-лення рейок (шурупно-дюбельне).
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ВИПРОБУВАННЯ ТА ОБРОБКИ ДАНИХ
Дослщний стрiлочний перевiд був укладе-ний у колда на початку грудня 2005 року (пе-ревiд № 12 ст. Вшьнянськ Придншровсько! за-лiзницi). Випробування проводилися в другш половинi квiтня 2006 року. До початку випро-бування по боковому напрямку переводу було пропущено близько 20 млн т вантажу брутто, по прямому — близько восьми.
На початку та в кшщ випробування дослщ-ний перевщ обмiрювався вiдповiдно до ви-мог [1]. Обмiри виявили, що:
— за рiвнем та положенням у плаш прямого напрямку перевщ утримувався дуже добре, а за шириною колп були наявнi вщступи в бiк збi-льшення. По прямому напрямку в межах пе-реднього стику рамно! рейки, вютря та кореня гостряка ширина колi! перевищувала номшал на 9.. .10 мм, за межами стршки була в нормi; у перевщнш кривiй ширина колi! перебувала в дiапазонi вiд 1 529 до 1 532 мм;
— майже вс ординати перевiдно! криво! були меншi за нормативы на 5.. .8 мм (що не су-перечить вимогам [1]);
© Мойсеенко К. В., 2010
— величина горизонтального зносу гостряка та рейок перевщно! криво! становила близько 3 мм. Спостерталися викришування гостряка в межах вютря довжиною до 80 мм та глибиною до 5 мм, яю були вчасно зашлiфованi. До упор-них накладок та стршочних подушок гостряки прилягали щiльно. Розмiри жолобiв у хресто-винi та контррейках вiдповiдали нормативу.
Анатз фактично! схеми розкладення брушв вказуе на те, що рiзниця мiж проектним та фак-тичним положенням у 85 % брушв не переви-щувала 50 мм; у решт випадкiв рiзниця доходила до 80 мм. Викликае занепокоення, що в межах бокового стругання гостряка вiдстань мiж брусами № 5 i 6 склала 700 мм, а № 8 i 9 -680 мм, за норми 620 мм. Для лшвщацн цих вiдступiв необхiдно шд час укладення стршоч-них переводiв проекту Дн 355 в колда контро-лювати вiдстанi мiж брусами в стршщ та не-гайно усувати виявлеш недолiки.
Пiд час обстеження стану залiзобетонних брусiв у багатьох з них були виявлеш трщини, а в межах хрестовинного вузла - навггь кшька невеликих виколiв бетону. Найчастiше трiщини зус^чалися на боковiй поверхнi бруса в зош дюбеля, !х довжини досягали 5 см, розкриття не спостерталось.
По прямому напрямку дослiдного переводу було встановлено 59 приладiв, по боковому 89. Схеми !х розташування зображенi на рис. 1.
Прилади встановлювалися в мiсцях, де ве-личини !х показань повиннi бути близькими до екстремальних, або якомога частше в разi вщ-сутносп тако! шформацн (гостряк). Рiшення не встановлювати прилади в межах з'еднувально! частини та не визначати горизонтальну силу, що дiе на рейковi елементи дослщного переводу пiд час руху по прямому напрямку, було прийнято з огляду на аналопчнють з'еднуваль-них частин дослiдного переводу й переводiв проектiв М1740 i Дн 300 та наявнiсть результата, що суттево меншi за допустимi значення. Детальне положення приладiв для вимiрювання напружень у хрестовиш та в межах контррей-кового вузла наведено на рис. 2, 3.
Для реестрацн напружень у металевих час-тинах дослщного переводу та вертикальних сил, що передаються вiд колю на рейки, вико-ристовувалися прямокутш тензорезистори типу КФ5П1 з базами 20 мм та 10 мм та номшаль-ним опором 200 Ом виробництва ПКФ «Веда» (ТВ 3.06 Укра!ни 7710-0001-93). Датчики з базою 10 мм застосовувалися у хвостовш частинi хрестовини (прилади «45»(«47»)—«50»(«52»)). Для визначення напружень у тдошвах рейок та гостряюв, а також у пiдошвi (у межах горла) й рейкових закшченнях хрестовини тензорезис-
тори наклеювалися в межах внутршньо! та(або) зовшшньо! кромок (на вщсташ 5.. .7 мм вщ кромки). Прилади для визначення напру-жень у кромках головки рейки та контррейки наклеювалися на !х неробочих гранях у перерь зах посередиш ящика (для контррейки в мюцях, де закiнчувалася !! пряма частина й починалося вiдхилення, та приблизно посередиш прямо! частини).
Перемщення рейкових елеменпв дослщно-го переводу та бруав визначалися за допомо-гою прогиномiрiв типу ЦНИИ. Вертикальнi сили встановлювалися за методикою Колiевип-робувально! ГНДЛ. Горизонтальнi сили одержано за методом д-ра техн. наук О. П. Сршкова у перерiзах, де розташовувалися прилади «Г».
Випробування та розшифровка одержаних даних виконанi Колiевипробувальною ГНДЛ ДНУЗТ за допомогою вимiрювально-iнформа-цшно! системи «ПОНИЛ ДИИТ — 1», що прой-шла державну метрологiчну атестацiю вщпов> дно до чинного порядку.
Випробування виконувалося пiд дiею досл> дного по!зда, який рухався в режимi вибiгу.
Пiд час руху по прямому напрямку переводу по!зд складався з двох електровозiв (за швидко-стей до 80 км/год включно - серш ВЛ8 i ВЛ11, за бшьших - два ЧС7), двох пасажирських ва-гонiв на вiзках моделi КВЗ-ЦНИИ (12,75 т/вюь) i трьох чотиривiсних пiввагонiв на вiзках моде-лi 18-100, завантажених щебенем (25,1; 24,5 i 24,1 т/вюь). За швидкостей бiльше 80 км/год вантажш вагони з дослщного по!зда вилуча-лись, швидкiсть 140 км/год була реалiзована тiльки одним електровозом сери ЧС7. Пщ час випробування по боковому напрямку викорис-товувалися тi самi вагони, що й тд час випробування по прямому: половина по!здок була виконана з електровозами серiй ВЛ8 i ВЛ11, половина — з двома ЧС2. По!здки по переводу здшснювалися зi швидкостями: по прямому напрямку - 5, 40, 80, 100, 120 i 140 км/год; по боковому - 5, 15, 25, 40 i 50 км/год.
Статистична обробка та аналiз даних вико-наш за технолопею, наведеною в [2]. Групу-вання даних зроблено таким чином. Пщ час руху по прямому напрямку для кожного екша-жа вони об'еднувалися без розподшу на окремi осц по боковому — показання, одержат для локомотива серп ВЛ11 та вагошв, групувалися окремо для перших та других за напрямом руху по!зда осей вiзкiв, для локомотива серi! ВЛ8, зважаючи на наявнiсть поздовжнього зв'язку мiж його вiзками, iншим порядком: група 1 -вiсь 1; 2 - 2; 3 - оа 3 та 5; 4 - 4 та 6; 5 - 7; 6 - 8; а вплив кожно! ош електровоза серн ЧС2 на перевщ розглядався окремо.
x
Ci
л
î \
S3
Умовш познaчeння:
— пpилaд для вимipювaння вepтикaльниx сил, що дшть нa peйковi eлeмeнти;
— npraaA для вимipювaння нaпpyжeнь y кpомцi пвдошви peйки, гоcтpякa тa xpecтовини;
— пpилaд для вимipювaння нaпpyжeнь y нepобочиx кpомкax головки peйки тa контppeйки;
— пpилaди для вимipювaння вiдповiдно вepтикaльниx i гоpизонтaльниx пepeмiщeнь peйки;
— пpилaд для вимipювaння гоpизонтaльниx пepeмiщeнь бpyca;
— пpилaд для вимipювaння гоpизонтaльниx пepeмiщeнь пiдклaдки нa бpyci;
— npraaA для вимipювaнь нaпpyжeнь y cпeцiaльнiй cтpiлочнiй пiдклaдцi контppeйки
Рис. 1. Сxeмa ycтaновлeння пpилaдiв: а - по пpямомy нaпpямкy пepeводy, б - по 6оковому S4 SS S6 S? SS S9 60 в!
в2
41 45 4547 49 51 53 п г h
1У i =| iF^i II- г
----1_L i 1 1 —1
lI 1 4 '50 48 e 52
42 54
Рис. 2. Сxeмa ycтaновлeння пpилaдiв для визнaчeння нaпpyжeнь у пiдошвi xpecтовини
Допycтимi тa peкомeндовaнi знaчeння сил, дeфоpмaцiй тa нaпpyжeнь у eлeмeнтax cтpiлоч-ного пepeводy cтaновлять [2]:
1. Нaпpyжeння, Mna:
- гоcтpяки.......................................275
- контppeйки...................................330
- peштa eлeмeнтiв..............................250
- пiдклaдки, що yклaдaютьcя в мeжax ж-зaлeжноï контppeйки (peкомeндовaнe) [3]....200
- пiдошвa xвоcтовоï чacтини xpecтовини (peкомeндовaнe) [4]...............................110
2. Вepтикaльнi сили взaeмодiï колeca тa pefe^ кН..............................................200
Рис. 3. Розтaшyвaння пpилaдiв для визнaчeння 3. ПePeмiЩeння peйковиx eлeмeнтiв, мм:
нaпpyжeнь у cпeцiaльнiй cтpiлочнiй пiдклaдцi - вepтикaльнi ....................................10
тa в нepобочiй гpaнi контppeйки - гоpизонтaльнi (peкомeндовaнe)..............4
а
НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНИЙ СТАН ПЕРЕВОДУ П1Д ЧАС РУХУ ДОСЛ1ДНОГО
ПО1ЗДА ПО ПРЯМОМУ НАПРЯМКУ
Результати випробування вiдповiдно до типу та швидкосп руху екшаж1в, що входили до дослiдного по!зда, наведено в табл. 1 - 4.
Найбiльшi значення дослiджуваних показ-никiв спостерiгалися пiд час руху завантажено-го пiввагона та електровозiв серiй ЧС7 та ВЛ11 з максимальними швидкостями.
Напруження в рейкових елементах та гос-тряку. Максимальш напруження в пiдошвi ра-мних рейок незалежно вiд типу рухомого складу найчастiше рееструвалися приладом «9», найменшi — приладом «17» ^зниця мiж най-меншим та найбшьшим значеннями складала 180...240 %).
Максимуми напружень у пiдошвi гостряка пiд час руху вантажних вагошв та локомотивiв фiксувалися приладом «21», електровоза сери ЧС7 — «13», пасажирського вагона — приладами «13», «15», «19», «21». Необхщно зазначити, що напруження, зареестроваш приладами, як
розмiщувалися в межах бокового стругання гостряка, перевищували напруження, що були зареестроваш приладами поза межами стругання.
Найбiльшi значення напружень у рамних рейках склали 166,8 МПа, у гостряку — 197,3 МПа, ходовш рейщ бiля контррейки (при-лад «45») — 112,5 МПа. Ус цi значення не пе-ревищують вiдповiдних допустимих величин.
Напруження в хрестовит. Найбiльшi напруження зареестроваш приладами «51» i «52», вони суттево перевищують рекомендоване зна-чення. Решта приладiв фiксували напруження в межах рекомендованого значення або дещо ме-ншь
На рис. 4 зображено залежностi максималь-них напружень вщ швидкостi для всiх екшажв дослiдного по!зда; крiм максимальних ймовiр-них величин тут пунктирною лшею позначено також середнi значення. Ц данi дозволяють зробити висновок, що конструкщя хрестовини в мiсцi сполучення лито! частини з рейковими вусовиками недосконала: у всьому дiапазонi
Таблиця 1
Середш (а) та максимальш ймовiрнi (атах) величини напружень у рейкових елементах та хрестовиш, одержанi шд час руху дослiдного поТзда по прямому напрямку, МПа
Рухомий склад
Швидюсть руху, км/год
5 40 80 100 120 140
а _й тах а ай тах а ай тах а ай тах а ай тах а ай тах
Рамт рейки
ВЛ11 75,0 98,6 84,2 121,4 99,1 143,8 — — — — — —
ВЛ8 76,7 94,2 84,0 103,9 106,3 140,8 — — — — — —
ЧС7 85,6 107,9 86,4 103,7 80,2 103,4 85,6 115,9 82,7 122,4 115,5 163,9
Шввагон 73,3 100,8 75,1 127,2 102,6 166,8 — — — — — —
Пасажирський вагон 39,8 74,9 42,5 73,7 46,7 73,1 50,8 69,9 49,3 69,3 — —
Гостряк
ВЛ11 124,1 142,1 127,2 148,0 141,8 176,1 — — — — — —
ВЛ8 121,3 147,7 124,1 170,0 128,4 177,9 — — — — — —
ЧС7 110,7 121,4 112,5 131,4 117,1 149,4 118,7 145,8 128,6 158,0 114,6 167,8
Шввагон 126,6 145,2 130,0 158,2 138,6 197,3 — — — — — —
Пасажирський вагон 74,6 97,8 73,0 100,7 75,2 101,5 66,8 87,6 71,0 94,3 — —
Ходова рейка бшя контррейки
ВЛ11 64,6 78,0 69,7 87,7 68,4 92,4 — — — — — —
ВЛ8 60,1 76,5 63,0 90,9 63,0 85,2 — — — — — —
ЧС7 64,6 77,0 61,2 70,2 67,0 78,8 68,2 97,0 79,9 100,7 65,9 112,5
Шввагон 54,8 80,8 60,3 92,4 60,4 104,0 — — — — — —
Пасажирський вагон 33,3 50,7 32,0 51,6 30,3 45,1 38,6 45,5 37,8 50,8 — —
Моноблок хрестовини
ВЛ11 120,9 153,5 123,5 193,0 176,0 232,0 — — — — — —
ВЛ8 115,6 137,4 152,1 205,1 164,9 227,4 — — — — — —
ЧС7 108,2 126,1 103,6 146,4 144,7 196,9 175,3 215,0 192,9 234,2 204,6 242,6
Шввагон 101,7 125,5 111,4 140,8 148,6 185,0 — — — — — —
Пасажирський вагон 56,8 79,6 85,3 123,2 120,0 173,4 150,0 174,1 171,6 195,1 — —
Рейков1 закшчення хрестовини
ВЛ11 39,5 53,4 57,8 68,2 67,3 85,2 — — — — — —
ВЛ8 37,5 46,6 46,7 86,8 74,7 95,3 — — — — — —
ЧС7 34,2 39,7 51,5 66,2 69,8 87,9 74,2 87,8 74,4 93,3 54,4 106,5
Шввагон 30,8 48,6 37,9 63,5 55,2 83,1 — — — — — —
Пасажирський вагон 19,4 28,8 20,6 38,5 23,0 53,4 49,9 57,6 56,6 65,6 — —
швидкостеи для електровоз1в та п1ввагона не тшьки максимальш Имов1рн1, але нав1ть середш значення напружень дор1внюють рекомендова-нш величиш або перевищують И (для пасажир-ського вагона це твердження вщповщае дшсно-ст за швидкостей 80 км/год та бшьше). Зважа-ючи на те що рекомендоване значення вщпов> дае меж витривалосп стал1 Г13Л, з яко! виготовлено моноблок, Имов1рн1сть виникнення в цьому мющ трщин вщ утомленосп е знач-ною та шдвищуеться з1 збшьшенням швидкосп.
Напруження в п1дошв1 рейкових заюнчень не перевищують 106,5 МПа, що суттево менше допустимо! величини.
Напруження в контррейц та спец^альних тдкладках. Середш та максимальш спостере-жеш значення обох величин наведено в однш таблиц та шдроздш, тому що ф1зика появи напружень у цих елементах однакова: за наяв-
260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
ност удару колеса об контррейку напруження е, за вщсутносп - немае (до реч^ через це не-можна було застосовувати нормальниИ закон для вир1внювання даних). 3i збшьшенням швидкост ефект удару збшьшуеться, тому И максимальш величини напружень зростають, хоча середш значення незначш Це вказуе на те, що шд час руху по прямому напрямку стр> лочного переводу колюш пари екiпажiв контак-тують з контрреИкою вiдносно рщко.
За наявностi значного горизонтального удару колеса об контрреИку найбiльшi напруження завжди рееструвалися приладами «ГК1» та «ПК1» або «ГК3» та «ПК4». За менших ударiв показання приладу «ГК2» iнодi дещо переви-щували показання приладiв «ГК1» або «ГК3» (вiдповiдно до напрямку руху дослщного по!з-да). Слiд зазначити, що контакпв контррейки та колюних пар вагонiв було дуже мало, тому И
Рис. 4. Залежносп максимальних Имов1рних та середшх значень напружень у м1сщ сполучення лито! частини хрестовини з рейковими вусовиками в1д швидкосл для р1зних екшаж1в
Таблиця 2
Середнi (а) та максимальнi спостереженi (om„) величини напружень у неробочш граш контррейки та в спещальнш стрiлочнiй пiдклaдцi, одержaнi п1д час руху дослщного поТзда по прямому напрямку, МПа
Рухомий склад
Швидюсть руху, км/год
5 40 80 100 120
а max а max а max а max а max
140
КонтрреИка
ВЛ11 4,1 52,7 9,2 62,1 55,0 190,5 - - - - - -
ВЛ8 -24,0 -28,8 -16,1 -30,5 -10,9 64,2 - - - - - -
ЧС7 -16,5 -23,4 -19,4 -27,1 -15,3 -26,1 -8,8 45,9 -7,8 112,8 11,7 165,3
Шввагон -18,1 35,2 -12,8 56,0 -20,4 31,1 - - - - - -
ПасажирськиИ вагон -14,7 -25,7 -9,4 35,2 -15,1 -26,9 -14,3 -19,0 -6,5 26,6 - -
Спещальна стрiлочна тдкладка
ВЛ11 30,2 117,5 28,1 131,6 50,5 176,5 - - - - - -
ВЛ8 -22,4 -40,3 -17,2 -44,2 6,8 115,7 - - - - - -
ЧС7 -25,7 -32,3 -25,8 -48,8 -16,0 -78,3 -6,5 67,2 -14,0 93,4 46,9 158,6
Шввагон -10,0 60,0 -1,4 82,2 1,5 50,6 - - - - - -
ПасажирськиИ вагон -6,7 32,6 -2,6 54,2 -4,4 -41,7 -2,9 13,2 -5,7 36,6 - -
max
с»
Таблиця 3
Середш (Р) та максимальнi ймош|)1м (р^) величини вертикальних сил, одержанi пiд час руху дослiдмого поТзда по прямому мапрямку, кН
Швидюсть руху, км/год
Рухомий склад 5 40 80 100 120 140
Р рй тах Р рй тах Р рй тах Р р й тах Р Рй тах Р Рй тах
ВЛ11 125,9 148,5 128,2 169,1 137,7 175,9 — — — — — —
ВЛ8 124,9 147,4 128,3 151,6 144,8 184,8 — — — — — —
ЧС7 116,5 149,5 112,2 144,3 129,8 150,9 138,6 172,3 126,9 162,0 136,0 168,2
Шввагон 123,2 151,5 122,8 170,7 146,5 194,8 — — — — — —
Пасажирський вагон 63,2 88,2 61,0 84,2 67,1 91,4 72,8 95,0 74,0 106,3 — —
Таблиця 4
Середнi (у) та максимальнi ймош|)1м (Уи*) величини горизонтальних перемiщемь рейкових елемен^в, одержам1 пiд час руху дослвдного поТзда по прямому мапрямку, мм
Швидюсть руху, км/год
Рухомий склад 5 40 80 100 120 140
у уй тах у уй тах у уй тах у уй тах у уй тах у уй тах
ВЛ11 0,50 1,16 0,50 1,11 1,20 2,05 — — — — — —
ВЛ8 -0,64 -1,43 -0,72 -1,89 0,51 1,89 — — — — — —
ЧС7 -0,96 -1,21 -0,88 -1,17 -0,96 -1,48 -1,17 -1,54 1,03 2,05 0,74 2,92
Шввагон -0,71 -1,34 0,58 2,17 1,49 3,46 — — — — — —
Пасажирський вагон -0,58 -1,02 -0,61 -1,06 -0,78 -1,11 -0,73 -1,16 -0,76 -1,20 — —
Примака: мiнус означае, що перемщення спрямоване всередину коли.
зустр1чаються вщ'емш максимальш значення (контррейка та тдкладка працювали на стис-кання).
Одержат максимальш величини напружень у контррейщ та спещальних шдкладках (190,5 МПа та 176,5 МПа) допустимих та реко-мендованих значень не перевищують.
Вертикалью сили. За швидкостей вантажних локомотив1в та вагошв близьких до максималь-них величини сил наближуються до допустимих значень, але !х не перевищують (максимальна величина склала 194,8 кН).
Горизонталью перем1щення рейок. Макси-мальне перемщення зареестровано приладом «ПГ1» тд час руху тввагона, воно дор1внюе 3,5 мм, що менше рекомендовано! величини.
Горизонтальш перемщення ходово! рейки, контррейки та хрестовини корелюють з напру-женнями в контррейках та шдкладках. 1х значення перебувають у таких д1апазонах: ходова рейка -1,5... 1,7 мм, контррейка -1,8...1,1 мм, хрестовина — -1,0.1,3 мм. Ус щ значення не перевищують рекомендовано! величини.
НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНИЙ СТАН ПЕРЕВОДУ П1Д ЧАС РУХУ ДОСЛ1ДНОГО ПО1ЗДА ПО БОКОВОМУ НАПРЯМКУ
Результати анатзу напружень, сил та де-формацш, одержаних тд час руху дослщного по!зда по боковому напрямку, наведено в табл. 5 - 10. Найчастше найбшьш1 значення
спостер1галися п1д час прямування по переводу електровоз1в з1 швидкостями 40 та 50 км/год.
Напруження в рейкових елементах та гос-тряку. Найбшьш1 по довжиш рамних рейок напруження практично завжди рееструвалися приладом «1» у раз1 пошерстного напрямку руху дослщного по!зда.
У гостряку в переважшй бшьшосп випадюв максимальш напруження фшсувалися тд час протишерстного напрямку руху приладом «17». Под1бно до прямого гостряка в межах бокового стругання криволшшного гостряка середне значення напружень перевищуе аналопчну величину за його межами в 1,5.2,0 разу. Це характерно для обох напрямюв руху дослщного по!зда, щоправда, за пошерстного напрямку в тонких перер1зах гостряка напруження набага-то бшьш^ шж за протишерстного.
У шдошв1 ходово! рейки найб1льш1 напруження досягають 129,9 МПа (прилад «43»), рамних рейок — 213,5 МПа, гостряка — 258,8 МПа, що допустимих значень не перевищуе.
Напруження в хрестовим. Одержан1 напруження аналопчш даним, отриманим тд час руху дослщного по!зда по прямому напрямку. Найбшьш! напруження зареестровано прилада-ми «49» i «50». За вс1х реатзованих швидкостей для вс1х екiпажiв, кр1м пасажирського вагона, нав1ть середш значення напружень дорiв-нюють рекомендованш величинi або перевищують !!.
У шдошвах рейкових заюнчень найбiльшi напруження досягають 101,2 МПа, що менше допустимо! величини.
Напруження в контррейц та спец^альних тдкладках. Пщ час руху локомотивiв у 2/3 ви-падкiв найбiльшi напруження спостерiгалися в пошерстному напрямку (прилад «ГК3»), ре-шта — у протишерстному (прилад «ГК1»); для вагонiв максимальнi значения рееструвалися лише за протишерстного напрямку (прилад «ГК1»). Показання приладу «ГК2», що розмь щувався на прямш дiлянцi контррейки, у всiх
випадках були меншi за показання приладiв «ГК», розташованих на першому за напрямком руху по!зда вiдхиленнi контррейки.
Звертае на себе увагу суттеве перевищення напружень у неробочiй гранi контррейки, оде-ржаних пiд час руху самохщних екiпажiв у по-рiвияннi з несамохiдними, хоча максимальна зареестрована величина (304,2 МПа) допустиме значення не перевищуе.
У спещальних пiдкладках найбiльшi напруження рееструвалися приладом «ПК1» за протишерстного напрямку руху дослщного по!зда,
Таблиця 5
Середнi (а) та максимальнi ймов1рм1 (ат„) величини напружень у рейкових елементах, хрестовиш, неробочiй г|)ан1 контррейки та спещальнш стрiлочмiй пiдкладцi, одержанi п1д час руху дослiдмого по-
1зда по боковому напрямку, МПа
Швидюсть руху, км/год
Рухомий склад 5 15 25 40 50
а _й тах а _й тах а _й тах а _й тах а _й тах
Рамшрейки
ВЛ11 130,5 150,8 138,1 167,0 149,8 184,1 157,0 193,7 165,5 199,0
ВЛ8 157,1 195,4 154,7 175,6 156,2 197,8 163,5 207,2 174,4 198,1
ЧС2 134,8 159,8 134,8 163,0 139,0 170,4 159,5 196,2 175,4 213,5
Шввагон 131,0 160,6 123,6 149,4 130,8 165,9 145,0 176,8 144,8 171,7
Пасажирський вагон 76,3 89,8 86,0 113,2 87,1 114,0 89,0 111,8 90,8 117,7
Гостряк
ВЛ11 173,3 212,6 181,5 223,6 187,9 236,5 203,9 242,7 203,2 234,6
ВЛ8 190,2 211,1 189,8 207,7 193,0 211,4 191,4 221,0 217,5 243,6
ЧС2 210,1 230,8 205,3 229,1 223,7 252,7 235,7 255,2 242,6 258,8
Шввагон 171,2 201,9 168,3 197,3 175,1 205,6 182,2 215,9 185,1 208,8
Пасажирський вагон 111,1 137,5 110,7 137,5 116,4 144,2 115,2 140,1 118,5 147,8
Ходова рейка б1ля контррейки
ВЛ11 77,1 110,7 81,2 112,3 78,7 112,4 81,3 129,9 73,9 114,6
ВЛ8 84,3 92,0 95,2 106,4 91,1 113,3 94,3 109,7 86,1 100,3
ЧС2 55,2 75,8 62,7 78,1 69,9 81,0 66,9 78,8 72,2 85,1
Шввагон 69,4 88,1 77,0 98,8 76,1 97,4 77,4 100,1 67,8 90,2
Пасажирський вагон 44,6 56,1 47,3 63,7 50,6 68,3 43,8 63,3 39,0 67,1
Моноблок хрестовини
ВЛ11 120,0 152,3 130,8 165,7 130,1 157,8 139,3 166,0 160,5 188,1
ВЛ8 109,6 126,6 124,0 137,6 116,7 135,9 148,8 161,7 135,8 167,4
ЧС2 112,7 128,4 114,2 141,3 125,0 151,4 177,9 192,6 191,2 207,4
Шввагон 108,9 131,6 109,9 126,9 113,6 139,5 116,0 144,7 128,7 165,2
Пасажирський вагон 60,1 75,2 60,3 77,9 61,1 80,9 83,2 115,3 92,1 134,8
Рейков1 закгнчення хрестовини
ВЛ11 46,6 67,4 47,7 73,9 48,3 72,5 57,9 75,8 62,4 76,0
ВЛ8 46,0 60,9 56,8 69,2 66,5 77,9 78,4 87,5 64,9 88,7
ЧС2 40,9 50,3 47,2 58,5 49,3 63,9 67,5 79,7 62,2 101,2
Шввагон 32,2 48,2 30,8 46,7 30,8 52,3 31,4 53,0 43,4 64,2
Пасажирський вагон 15,4 39,3 20,0 44,3 22,5 54,1 24,5 49,3 31,3 51,3
Контррейка
ВЛ11 — — 159,7 242,1 169,4 235,2 200,7 264,8 191,9 304,2
ВЛ8 — — 101,1 131,6 116,9 144,0 108,3 147,4 126,5 182,4
ЧС2 172,7 186,2 149,1 193,2 175,6 204,2 186,2 256,1 203,9 234,0
Шввагон 93,0 129,0 96,5 126,7 102,2 136,5 94,0 134,5 98,5 135,4
Пасажирський вагон 69,0 103,1 73,3 122,5 77,9 130,2 91,4 141,2 82,5 142,0
Спещальна стршочна тдкладка
ВЛ11 — — 231,9 266,2 234,2 306,0 245,1 304,7 237,9 314,0
ВЛ8 — — 168,5 219,7 169,3 229,4 156,3 232,6 142,1 230,9
ЧС2 180,7 220,7 179,0 222,1 204,5 254,0 218,1 260,6 220,2 257,3
Шввагон 138,2 182,6 147,9 217,1 151,1 197,6 153,7 202,0 146,7 205,2
Пасажирський вагон 70,8 110,2 83,4 139,4 83,2 147,6 89,2 160,6 84,0 157,1
показання приладу «ПК2» були такого самого порядку, але дещо меншi, прилади «ПК3» та «ПК4» (за протишерстного напрямку) реестру-вали напруження меншi в 2.4 рази.
Максимум напружень зафшсовано пiд час руху по дослщному переводу електровоза серн ВЛ11 (314,0 МПа), одержана величина переви-щуе рекомендоване значення в 1,6 разу. Це характерно для вшх локомотивiв, що були вклю-ченi до дослщного по!зда: за всiх швидкостей максимальш напруження були бiльшi за реко-мендоване значення. Пiд час руху вагошв напруження в шдкладщ значнi, але рекомендова-не значення практично не перевищують.
Наявнiсть таких значних напружень може викликати появу в тдкладках трщин вiд утом-леностi та подальший вихiд !х з ладу, що неми-нуче призведе до порушень безпеки руху по!з-дiв через рiзке збiльшення величини жолоба та втрату контррейкою сво!х напрямних функцш.
Одержанi результати вказують на потребу проведення додаткових лабораторних випробу-вань конструкцн незалежно! контррейки з метою визначення !! нормативного й гарантшного термiнiв служби та на необхщшсть обов'я-зкового перюдичного обстеження спецiальних стрiлочних шдкладок контррейок незалежного типу на наявшсть трiщин.
Вертикалью сили та перемщення рейок. Порiвняння вертикальних сил, що зареестрова-нi по внутрiшнiй та зовшшнш рейках, вказуе на наявшсть впливу непогашеного вiдцентрового прискорення на величину перерозподшу вертикальних сил мiж рейками. Тому цiлком приро-
дно, що сили по зовшшнш рейщ (напрямнiй) бiльшi в порiвняннi з внутрiшньою. I зi збшь-шенням швидкостi руху дослiдного по!зда ця рiзниця збiльшуеться. Максимальна вертикальна сила зареестрована приладом «Ш1» i складае 195,2 кН, що не перевищуе допустимо! величини.
Найбшьше вертикальне перемiщення рам-них рейок склало 4,8 мм, хрестовини та ходово! рейки бшя контррейки — 2,8 мм, що свщчить про хороший стан баластового шару переводу та повнiстю вщповщае нормативу.
Горизонтальш сили. Максимальнi значення сил незалежно вщ типу екшажа зареестровано в передньому вильотi прямо! рамно! рейки за пошерстного напрямку руху дослщного по!зда (найбiльша величина склала 132,2 кН). Слiд зазначити, що в криволшшнш рамнiй рейщ (особливо за невеликих швидкостей) реестру-валися теж значнi горизонтальнi сили, спрямо-ванi назовнi.
За протишерстного напрямку руху дослщ-ного по!зда в передньому вильотi рамних рейок та в перерiзi криволшшно! рамно! рейки мiж 4-м та 5-м брусами горизонтальш сили були незначш, максимального значення — 45,5.106,6 кН (вщповщно до типу екшажа) — вони досягли в перерiзах мiж брусами 8 i 9 та 14 i 15 за швидкосп 15.25 км/год.
Горизонтальш7 перемщення рейок, тдкла-док, зал1зобетонних бруав; зм1на ширини коли. Найбiльшi горизонтальш перемщення рамних рейок та шдкладок — 6,6 мм та 2,7 мм —
Таблиця 6
Середш (Р) та максимальш ймовiрнi (р^) величини вертикальних сил, одержат пщ час руху досл1дного поТзда по боковому напрямку, кН
Швидюсть руху, км/год
Рухомий склад 5 15 25 40 50
Р р й тах Р Р й тах Р Р й тах Р Рй тах Р Р й тах
ВЛ11 146,9 163,8 140,6 167,7 153,6 183,6 161,8 193,2 166,7 190,6
ВЛ8 158,6 178,9 155,7 174,7 158,3 189,3 165,2 194,0 170,9 191,0
Шввагон 136,5 150,4 132,6 155,9 145,7 179,4 156,8 195,2 165,2 188,3
Пасажирський вагон 62,9 91,1 76,1 94,9 69,4 93,2 78,1 93,0 82,7 Та 97,0 элиця 7
Середнi (н) та максимальнi ймош|)1м (я^) величини горизонтальних сил, одержанi п1д час руху досл1дного поТзда по боковому напрямку, кН
Швидюсть руху, км/год
Рухомий склад 5 15 25 40 50
н нй тах я нй тах я н й тах н н й тах н н й тах
ВЛ11 55,2 87,2 61,3 86,4 65,1 97,7 70,7 99,5 76,0 106,9
ВЛ8 73,0 105,4 82,7 104,0 84,5 116,9 96,0 124,0 111,7 132,2
ЧС2 72,8 84,4 71,0 89,7 70,1 86,8 77,5 102,1 98,7 117,3
Шввагон 62,9 76,7 66,3 80,7 71,7 93,1 80,3 102,5 82,3 103,8
Пасажирський вагон 25,6 45,5 38,1 52,6 39,6 57,8 41,6 56,2 43,3 60,9
зареестровано приладами «ПГ3» та «ПГП1» вщповщно за пошерстного напрямку руху дослщного по!зда. Перемiщення ходово! рейки бшя контррейки, контррейки та хрестовини були в штервалах вiдповiдно 2,0.3,6 мм, -2,1.1,7 мм, -1,1.1,0 мм.
Для дослщження горизонтальних перем> щень бруав дослiдного переводу прилади встановлювалися на два найкоротшi бруси (2,55 м та 3,00 м), що розташовувались у пе-редньому вильот рамно! рейки. Найбiльшi перемщення зареестровано приладом «ПГБ2» тд час руху дослiдного по!зда в пошерстному на-прямку (1,0 мм).
Для визначення змш ширини колi! показан-ня прогиномiрiв, що розташованi один напроти шшого, додавалися й одержанi суми складали первиннi вибiрки, якi надалi тдлягали статис-тичнiй обробцi та анатзу. Максимальнi розши-
рення в межах рамних рейок зареестровано приладами «ПГ3» та «ПГ4» — 8,9 мм, хресто-винного вузла — 4,5 мм.
Подiбно до результатiв випробування переводу проекту Дн 300 [5], горизонтальш пере-мiщення рамних рейок перевищують рекомен-довану величину для вшх екiпажiв, крiм паса-жирського вагона (максимальна величина б> льша в 1,7 разу). Найiмовiрнiше, що основною причиною цього е конструкщя рамних рейок та шурупно-дюбельне кршлення пiдкладок до брусiв, а не застосування гостряка дотичного типу. У будь-якому випадку одержанi перем> щення вказують на зменшення боково! жорст-костi дослiдного переводу в порiвняннi з переводами проекпв 1740 та 65111Ж, що повинно привести до зменшення штенсивност горизонтального зносу рейок перевщно! криво! та гост-ряка.
Таблиця 8
Середнi (у) та максимальнi ймошрн1 (ут^) величини горизонтальних перемiщемь рейкових елемемтiв, одержан! шд час руху дослiдмого поТзда по боковому напрямку, мм
Швидюсть руху, км/год
Рухомий склад 5 15 25 40 50
у й утах у й утах у й утах у й утах у й утах
ВЛ11 4,92 6,44 5,09 6,46 5,09 6,49 5,17 6,57 5,54 6,50
ВЛ8 4,64 5,26 4,67 5,37 4,55 5,47 4,87 5,83 4,95 5,87
ЧС2 5,00 5,77 4,92 5,78 4,80 5,24 5,07 5,77 5,13 5,67
Шввагон 4,18 5,40 4,42 5,70 4,42 6,04 4,51 5,64 4,50 5,99
Пасажирський вагон 2,58 3,50 2,54 3,65 2,45 3,58 2,69 3,83 3,06 3,98
Таблиця 9
Середнi (уп) та максимальнi ймошрн1 (упйтах) величини горизонтальних перемщень п1дкладок, одержанi п1д час руху досл1дного поТзда по боковому напрямку, мм
Швидюсть руху, км/год
Рухомий склад 5 15 25 40 50
УП й уп тах УП й уп тах УП й уп тах УП й уп тах уп й уп тах
ВЛ11 1,84 2,21 1,85 2,22 1,86 2,38 1,89 2,47 1,79 2,26
ВЛ8 1,64 2,70 1,94 2,51 1,74 2,72 1,68 2,58 1,71 2,50
П1ввагон 1,81 2,33 1,82 2,28 1,83 2,39 1,67 2,12 1,77 2,18
Пасажирський вагон 1,49 1,92 1,54 1,85 1,61 2,09 1,64 2,11 1,46 1,81
Середнi (А) та максимальнi ймошрн1 (д^) величини змiми ширини коли, одержамi пщ час руху досл1дного поТзда по боковому напрямку, мм
Таблиця 10
Рухомий склад
Швидюсть руху, км/год
5 15 25 40
А А* тах А а* тах А а* тах А А* тах
50
Рамт рейки
ВЛ11 7,14 8,61 7,50 8,72 7,43 8,76 7,35 8,63 7,79 8,87
ВЛ8 6,31 7,16 7,04 7,71 7,07 7,55 6,98 7,91 7,19 7,86
П1ввагон 5,95 7,42 6,46 7,95 6,42 7,96 6,23 7,64 6,22 7,84
Пасажирський вагон 3,52 4,49 3,71 4,85 3,43 4,65 3,87 4,97 4,10 4,97
Хрестовинний вузол
ВЛ11 2,31 3,14 2,38 3,83 2,36 3,97 2,33 4,00 2,35 3,93
ВЛ8 2,97 3,25 3,21 4,15 3,20 3,67 3,27 4,53 3,07 4,10
П1ввагон 1,65 2,37 1,61 2,58 1,51 2,57 1,55 2,35 1,82 2,38
Пасажирський вагон 1,27 2,38 1,14 2,56 1,05 2,58 1,09 3,01 0,87 2,79
А
тах
ВИСНОВКИ
1. Результати натурного випробування стрь лочного переводу типу Р65 марки 1/11 проекту Дн 355 на мщнють зi швидкостями руху досл> дного по!зда до 140 км/год по прямому напрям-ку та до 50 км/год по боковому вказують, що показники напружено-деформованого стану переводу не перевищують допустимих величин за вшх реалiзованих швидкостей.
2. Для всiх екiпажiв, ^м пасажирського вагона, незалежно вщ напрямку та швидкостi руху дослщного по!зда не тiльки максимальш ймовiрнi, але навiть середнi значення напру-жень у мiсцi сполучення лито! частини хресто-вини з рейковими вусовиками дорiвнюють ре-комендованш величинi або перевищують И. Це свщчить про те, що конструкщя хрестовини в цьому мiсцi потребуе удосконалення.
3. Напруження в спещальних пiдкладках, що спостерiгались пiд час руху електровозiв по боковому напрямку дослщного переводу, пере-вищували рекомендоване значення.
Наявнiсть таких значних напружень може викликати появу в тдкладках трщин вiд утом-леностi та подальший вихiд !х з ладу, що неми-нуче призведе до порушень безпеки руху по!з-дiв через рiзке збшьшення величини жолоба та втрату контррейкою сво!х напрямних функцiй.
Одержанi результати вказують на потребу проведення додаткових лабораторних випробу-вань конструкци незалежно! контррейки з метою визначення И нормативного й гарантшного термшв служби та на необхщшсть обов'я-зкового перiодичного обстеження спещальних стршочних пiдкладок контррейок незалежного типу на наявшсть трiщин.
4. Максимальш ймовiрнi величини горизон-тальних перемщень рейкових елементiв, одер-жанi тд час руху локомотивiв та завантажених пiввагонiв по боковому напрямку дослщного
переводу, перевищують рекомендованi значення за вшх дослiджених швидкостей.
Сподiваемося, що зменшення боково! жорс-ткосп дослiдного переводу (про що свщчать цi результати) приведе до зменшення штенсивно-стi горизонтального зносу рейок перевщно! криво! та гостряка.
Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. 1нструкщя по устрою та утриманню коли зал1з-ниць Украши. ЦП-0050 [Текст]: Затв.: Наказ Укрзал1знищ 06.04.98. № 82-Ц. - К.: Транспорт Укра!ни, 1999. - 248 с.
2. Рекомендации по определению параметров, необходимых для оценки работы стрелочных переводов при взаимодействии их с подвижным составом. Р755/2 [Текст]: Утв.: Совещанием V комиссии ОСЖД 12-15 ноября 2002 года. - Организация сотрудничества железных дорог, 2002. - 8 с.
3. Орловський, А. М. Результати натурного випробування на мщнють стршочного переводу типу Р65 марки 1/9 проекту 65109Ж-01 [Текст] /
A. М. Орловський, В. П. Гнатенко, К. В. Мойсе-енко // Вюник Дншропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. 1м. акад. В. Лазаряна. - 2010. - Вип. 31. - Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2010. - С. 144-152.
4. СТ ССФЖТ ЦП13-98 «Стрелочная продукция для федеральных железных дорог. Типовая методика динамико-прочностных испытаний» [Текст]. - М.: ВНИИЖТ, 1998. - 17 с.
5. Мойсеенко, К. В. Напружено-деформований стан стршочного переводу типу Р65 марки 1/11 проекту Дн 300 [Текст] / К. В. Мойсеенко,
B. П. Гнатенко // В1сник Дншропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. 1м. акад. В. Лазаряна. - 2010. -Вип. 34. - Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2010. -
C. 103-115.
Надшшла до редколегп 22.04.2010.
Прийнята до друку 19.05.2010.
