CC BY
14
22. «Metodicheskie rekomendatsii po planirovaniyu podgotovki i povysheniyu kvalifikatsii rabochikh kadrov», utverzhdennye rasporyazheniem OAO «RZhD» ot 18 fevralya 2009 goda No. 327 r. ["Methodological recommendations for planning the training and advanced training of workers", approved by the order of "Russian Railways" OAO dated February 18, 2009 No. 327 p.].
Информация об авторах
Сольская Ирина Юрьевна - д. э. н., профессор, профессор кафедры финансов и стратегического менеджмента, Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск, e-mail: irina_solskaya_@mail.ru Войлошников Алексей Лнатольевич - аспирант, Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск, e-mail: valex.82@mail.ru
DOI 10.26731/1813-9108.2020.4(68).202-210
Information about the authors
Irina Yu. Sol'skaya - Ph.D. in Economics, Professor, Professor of the Subdepartment of Finance and Strategic Management, Irkutsk State Transport University, Irkutsk, e-mail: iri-na_solskaya_@mail.ru
Aleksei A Voiloshnikov - Ph.D. student, Irkutsk State Transport University, Irkutsk, e-mail: valex.82@mail.ru
УДК 6T9.463.67
Несущая способность кузова вагона-самосвала для перевозки сыпучих грузов после длительной эксплуатации
П. М. Афанаськов И
Белорусский государственный университет транспорта, г. Гомель, Республика Беларусь И pavel.afanaskou@gmail.com
Резюме
В статье рассматривается проблема образования дефицита специализированного подвижного состава на территории Республики Беларусь, исследуются пути ее решения. Описываются особенности конструкции нижней и верхней рамы вагонов-самосвалов моделей 31-638, 31-656 и 31-661, установленные в ходе изучения конструкторской документации. Изучается специфика эксплуатации вагонов данного типа. Предложен подход к оценке остаточного ресурса вагонов-самосвалов после длительной эксплуатации, учитывающий основные физико-механические характеристики металла и специфику эксплуатационных нагружений таких вагонов. Представлены схемы обследования технического состояния несущей конструкции вагонов-самосвалов методом ультразвуковой толщинометрии. Приведены результаты обследования 186 единиц вагонов-самосвалов методами неразрушающего контроля: визуальный контроль и ультразвуковая тол-щинометрия. Описаны зоны верхней и нижней рамы вагона-самосвала, установленные путем технического диагностирования, подверженные образованию дефектов в большей степени. Кроме того, проанализированы нормативные режимы нагружения конструкции кузова вагона-самосвала. Проведен расчет несущей металлоконструкции вагона-самосвала с учетом реального физического состояния металлоконструкции кузова отобранного типового представителя, находящегося в наихудшем техническом состоянии. Представлен детальный анализ напряженно-деформированного состояния конструкции кузова вагона-самосвала. На основании результатов моделирования разработана схема наклейки тензомет-рических датчиков для проведения натурных испытаний вагона. Описан объем натурных контрольных испытаний (включающих режимы нагружения, характерные специфике эксплуатации вагонов данного типа), которым будет подвергнут отобранный типовой представитель вагона-самосвала с наихудшим техническим состоянием и локальным коррозионным износом.
Ключевые слова
вагон-самосвал, думпкар, конструкция, специфика эксплуатации, техническое состояние, схема контроля, напряженно-деформированное состояние, ресурс, испытания
Для цитирования
Афанаськов П.М. Несущая способность кузова вагона-самосвала для перевозки сыпучих грузов после длительной эксплуатации / П.М. Афанаськов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2020. -№ 4 (68). -С. 202-210. - DOI: 10.26731/1813-9108.2020.4(68).202-210
Информация о статье
поступила в редакцию: 23.10.2020, поступила после рецензирования: 18.11.2020, принята к публикации: 28.11.2020
Carrying capaclty of the dump car body to transport bulk cargo after prolonged operation
P. M. Afanas'kovS
The Belarusian State University of Transport, Gomel', the Republic of Belarus И pavel.afanaskou@gmail.com
Abstract
The article highlights the problem of the formation of a shortage of specialized rolling stock on the territory of the Republic of Belarus and the ways of solving this problem. It describes the design features of the lower and upper frame of dump car models 31-638, 31-656 and 31-661, established during the study of design documentation. The specificity of the operation of cars of this type is considered. An approach to assessing the residual life of dump cars after long-term operation is proposed, taking into account the main physical and mechanical characteristics of the metal and the specifics of the operational loads of a car of this type. The schemes of inspection of the technical condition of the supporting structure of dump cars by the method of ultrasonic thickness gauge are presented. A survey of 186 dump cars was carried out by non-destructive testing methods: visual inspection and ultrasonic thickness measurement. The paper describes the zones of the upper and lower frame of a dump car, established by means of technical diagnostics, which are prone to the formation of defects to a greater extent. It considers the standard modes of loading the body structure of a dump car. The calculation of the bearing metal structure of a dump car was carried out taking into account the real physical state of the metal structure of the body of the selected typical representative, which is in the worst technical condition. A detailed analysis of the stress-strain state of the body structure of a dump car is presented. Based on the simulation results, a scheme for applying strain gauges was developed to carry out field tests of the car. The scope of full-scale control tests (including loading modes characteristic of the specific operation of cars of this type), which will be subjected to a selected typical representative of a dump car with the worst technical condition and local corrosive wear, is described.
Keywords
dump car, construction, operation specifics, technical condition, control scheme, stress-strain state, resource, tests
For citation
Afanas'kov P. M. Nesushchaya sposobnost' kuzova vagona-samosvala dlya perevozki sypuchikh gruzov posle dlitel'noy eksplu-atatsii [Carrying capacity of the dump car body to transport bulk cargo after prolonged operation]. Sovremennye tekhnologii. Sis-temnyi analiz. Modelirovanie [Modern Technologies. System Analysis. Modeling], 2020, No. 4 (68), pp. 202-210. - DOI: 10.26731/1813-9108.2020.4(68).202-210
Article info
Received: 23.10.2020, Revised: 18.11.2020, Accepted: 28.11.2020
Введение
На территории Республики Беларусь появляется дефицит подвижного специализированного состава. Это связано с технической и экономической сложностью его обновления по истечении нормативного срока службы. Технической документацией на каждую модель вагона устанавливается его назначенный срок службы - календарная продолжительность эксплуатации, при достижении которой эксплуатация вагона должна быть прекращена независимо от его технического состояния. Выведение вагона из эксплуатации, по достижению нормативного срока службы, в первую очередь базируется на условии безопасности движения поездов. Подобный дефицит наблюдается не только на территории Белорусской железной дороги. В связи с этим Советом по железнодорожному транспорту стран СНГ и Балтии было принято решение о частичном отказе от регламентированных нормативных сроков службы для тех единиц подвижного состава, индивидуальный ресурс которых позволяет продолжить их безопасную эксплуатацию [1]. На территории Республики Беларусь в 2018 г. вступил в действие СТБ-2534-2018 «Железнодорожный подвижной состав. Порядок продления срока службы. Общие положения», согласно которому грузовым вагонам может быть продлен срок службы свыше нормативного, но не более двойного. Основным критерием продления срока службы является наличие остаточного ресурса у вагона, который оценивается индивидуально по специально разработанным методикам.
В настоящее время на железнодорожных сетях стран участниц Содружества независимых государств (СНГ) и стран Балтии имеется значительное количество единиц грузового подвижного состава, срок службы которых приближается или превышает установленный заводом-изготовителем. На сети Белорусской железной дороги для транспортировки сыпучих и кусковых грузов часто применяются вагоны-самосвалы (думпкары), оборудованные устройством механической разгрузки. Для вагонов-самосвалов моделей 31-638, 31-656 и 31-661 нормативный срок службы составляет 22 года, и значительная доля вагонов его выработала. По состоянию на 1 сентября 2020 г. парк Белорусской железной дороги насчитывал 249 единиц думпкаров. Необходимо отметить, что специфика эксплуатации вагонов рассматриваемого типа отличается от условий эксплуатации грузовых вагонов. Зачастую эти вагоны имеют низкую интенсивность эксплуатации, а, следовательно, и меньшее воздействие продольных ударных усилий (определяющих ресурс вагона).
Многолетний опыт обследования технического состояния вагонов после длительной эксплуатации сотрудниками Отраслевой научно-
исследовательской лаборатории «Технические и технологические оценки ресурса единиц подвижного состава» (далее - ОНИЛ «ТТОРЕПС»), входящей в состав Белорусского государственного университета транспорта, показывает, что указанный в технических условиях срок службы зачастую далек от предельного, это связано как с запасом прочности,
заложенным при проектировании конструкции, так и с особенностями эксплуатации вагонов конкретного типа. Стоит отметить, что проблема оценки ресурса вагонов, выработавших нормативный срок службы, актуальна не только для Республики Беларусь [2-4].
Для обеспечения безопасности движения подвижной состав, имеющий срок службы выше нормативного, требует дополнительного контроля. Существующие схемы продления срока службы вагонов базируются преимущественно на картине распределения напряженно-деформированного состояния, на основе которой выполняется оценка остаточного ресурса. По нашему мнению, должны учитываться и изменения основных физико-механических характеристик металла (предел прочности, предел выносливости, твердость и т. д.) и специфика эксплуатационных нагружений данного типа вагона. Изменение физико-механических характеристик могут показать только соответствующие испытания, для чего необходимо произвести отбор типовых образцов продляемых моделей вагонов, материал несущей конструкции которых станет объектом углубленных исследований [5].
Оценка технического состояния несущей конструкции вагонов-самосвалов, эксплуатируемых свыше нормативного срока службы, демонстрирует целесообразность проведения исследований в области разработки процедуры прогнозирования их остаточного ресурса после длительной эксплуатации при условии обеспечения их дальнейшей безопасной эксплуатации [6, 7].
Прогнозирование остаточного ресурса
Предлагаемый подход к оценке остаточного ресурса вагонов-самосвалов включает в себя ряд процедур (рис. 1). В рамках первого этапа проведен анализ специфики эксплуатации вагонов-самосвалов, изучены особенности конструкции и на основании конструкторской документации установлены номинальные толщины всех элементов вагона. Проведенный анализ специфики эксплуатации думпкаров показал, что зачастую вагоны перемещаются по одному маршруту на короткие расстояния, также присутствует сезонность в их эксплуатации.
В рамках изучения конструкторской документации было установлено что, независимо от рассматриваемой модели вагона несущие конструкции нижней рамы вагонов-самосвалов практически идентичны. Различия наблюдаются в номинальных толщинах вертикальных листов шкворневой балки нижней рамы вагона, они могут быть как 8 мм, так и 10 мм. Верхняя рама у рассматриваемых моделей думпкаров имеет незначительные конструктивные отличия.
Рис. 1. Методика оценки технического состояния вагона-самосвала после длительной эксплуатации Fig. 1. Technique of assessing the technical condition dump car after long-term operation
На втором этапе были разработаны диагностические протоколы обследования технического состояния вагонов-самосвалов, схемы обследования несущей конструкции (рис. 2). Точками обозначены зоны обследования методом ультразвуковой толщи-нометрии.
Сотрудниками ОНИЛ «ТТОРЕПС» в период с 2018 по первое полугодие 2020 г. проведено обследование 186 вагонов-самосвалов. Из общего количества обследованных вагонов 94 % находятся в удовлетворительном техническом состоянии. Обследование технического состояния проводилось методами неразрушающего контроля (визуальный контроль и ультразвуковая толщинометрия) и позволило выявить ряд зон, подверженных образованию дефектов в большей степени. В элементах нижней рамы:
- узел соединения хребтовой балки и шкворневых балок (трещины по сварным швам и основному металлу, деформация вертикальных листов шкворневых валок);
- узел соединения хребтовой балки и цилиндровых балок (трещины по сварным швам и основному металлу, деформация вертикальных листов цилиндровых балок);
- зоны упорных угольников (деформация упорных угольников);
- зоны крепления навесного оборудования (трещины по сварным швам и основному металлу кронштейна тормозного цилиндра).
В элементах верхней рамы:
Рис. 2. Схемы обследования несущей конструкции кузова вагона-самосвала модели 31-656:
а - нижняя рама; б - верхняя рама Fig. 2. Schemes of examining the supporting structure of the body of a dump car model 31 -656:
a - lower frame; b - upper frame
- узлы соединения продольных боковых и поперечных балок (трещины по сварным швам и основному металлу, обрывы);
- опорные зоны - зоны опирания верхней рамы на нижнюю и зоны связи гидравлических цилиндров с верхней рамой (трещины по сварным швам и основному металлу);
- коррозионные повреждения.
Несущая способность кузова вагона-самосвала после длительной эксплуатации
При выполнении третьего этапа работ была разработана трехмерная конечно-элементная модель вагона-самосвала. В модели предусмотрена возможность дифференцированного учета наихудших ситуаций деградации металлоконструкции, установленной по результатам обследования технического состояния.
Кинематические граничные условия включают в себя ограничение степеней свободы в местах крепления упоров автосцепного устройства, пятников и скользунов. Разработанная модель предназначена для оценки несущей способности вагона и построена для вагона-самосвала с учетом возможности приложения любого сочетания и вида эксплуатационных нагрузок. Она с достаточной точностью ап-
проксимирует металлоконструкцию кузова вагона-самосвала модели 31-656.
Нормами для оценки прочности конструкции кузова вагона-самосвала предусмотрено три расчетных режима - I, II и III [8]. Первый предусматривает приложение к конструкции продольной сжимающей (растягивающей) силы Т = ±2,0 МН в местах расположения задних (передних) упоров автосцепного устройства. Учитывается нагрузка от собственной массы кузова и массы перевозимого груза, а также давление распора сыпучего груза, которое прикладывается к торцевым стенам. Вместе с тем учитываются силы, возникающие при прохождении вагоном кривых участков пути. Они прикладываются в местах пятников и упоров автосцепки в горизонтальной плоскости. Второй расчетный режим рассматривает порожнее транспортирование вагона в составе грузового поезда (Т = +2,5 МН). При третьем режиме значение продольной силы уменьшено и составляет Т = ±1,0 МН, а полезная нагрузка и собственный вес увеличиваются на величину вертикальной динамической составляющей. В то же время при проектировании вагонов, срок службы которых к настоящему времени выработан, использовались нормы в других редакциях [9, 10], схемы нагружения в которых зачастую существенно отличны друг от друга.
После нагружения расчетной модели конструкции нижней рамы вагона-самосвала приведенными сочетаниями нагрузок была произведена серия прочностных расчетов. Максимальные расчетные эквивалентные напряжения для I, II и III расчетных режимов составляют соответственно 189,7; 102,8 и 140,7 МПа (72, 39 и 67 % от допускаемых значений). Во всех случаях максимальные напряжения возникают в верхнем листе хребтовой балки. Если детально проанализировать уровень напряжений, возникающих в металлоконструкции при I расчетном режиме, то можно констатировать, что расчетные эквивалентные напряжения, не превышающие уровня 40 % от допускаемых, наблюдаются в шкворневых и концевых балках. В элементах цилиндровых балок напряжения достигают максимального уровня - 53 % от допускаемых значений при растяжении. Анализ распределения расчетных эквивалентных напряжений для II расчетного режима показал, что во всех элементах конструкции нижней рамы, за исключением хребтовой балки, уровень напряжений не превышает 30 % от допускаемых. Эквивалентные напряжения при III расчетном режиме в элементах цилиндровых балок достигают максимального уровня - 100,8 МПа, а в остальных конструктивных элементах не превышают уровня 25 % от допускаемых.
По результатам расчетов можно сделать вывод, что максимальные напряжения концентрируются в зонах сочленения хребтовой балки с шкворневыми и цилиндровыми балками. Далее приведена картина распределения полей напряжений в металлокон-
струкции нижней и верхней рамы вагона-самосвала (рис. 3, 4).
Верхняя рама рассчитывалась на нагрузки в соответствии с [8, 11, 12] при нормативных условиях нагружения и дополнительном режиме, имитирующем разгрузку вагона. При I расчетном режиме максимальные напряжения возникают в зонах опирания верхней рамы на нижнюю и составляют 229,2 МПа (87 % от допускаемых значений). В элементах боковых балок напряжения достигают уровня 81 % от допускаемых и концентрируются в местах сочленения с поперечными балками. По остальным конструктивным группам металлоконструкции расчетные значения напряжений варьируются в диапазоне от 17 до 74 % от допускаемых.
Анализ распределения расчетных эквивалентных напряжений при воздействии на верхнюю раму вагона-самосвала ударных нагрузок показал, что максимальные напряжения концентрируются в элементах внутренней обшивки торцевой стены и в зонах связи верхней рамы с гидравлическими цилиндрами и составляют 250,3 и 239,7 МПа соответственно (95 и 91 % от допускаемых). В остальных элементах конструкции уровень напряжений не превышает 80 % от допускаемых значений.
Максимальные эквивалентные напряжения при разгрузке вагона на одну из сторон возникают в зонах связи верхней рамы с рабочими гидравлическими цилиндрами и составляют 94 % от допускаемых значений. Стоит отметить и напряжения, возникающие в элементах боковых балок - 200,2 МПа, а в
264 247,5 231 214,5 198 181,5 165 148,5 132 115,5 99 82,5 66 49,5 33 16,5 0 МПа Рис. 3. Напряженно-деформированное состояние нижней рамы вагона-самосвала модели 31-656: а - I расчетный режим сжатие; б - III расчетный режим растяжение Fig. 3. The stress-strain state of the lower frame of the dump car model 31-656: a - I design compression mode; b - III design tension mode
264 247,5 231 214,5 198 181,5 165 148,5 132 115,5 99 82,5 66 49,5 33 16,5 О МПа Рис. 4. Напряженно-деформированное состояние верхней рамы вагона-самосвала модели 31-656:
а - удар; б - режим разгрузки Fig. 4. Stress-strain state of the upper frame of the dump car model 31-656: a - impact; b - unloading mode
остальных конструктивных элементах они не превышают уровня 65 % от допускаемых.
В результате проведенного расчета на прочность, с учетом реального физического состояния металлоконструкции наихудшего типового представителя, отобранного на втором этапе работ, установлено, что прочность при всех расчетных режимах удовлетворяет требованиям [8].
Базируясь на анализе напряженно -деформированного состояния металлоконструкций вагона-самосвала, с учетом многолетнего опыта обследования технического состояния вагонов-самосвалов сотрудниками ОНИЛ «ТТОРЕПС», а также следуя рекомендациям [13, 14] на четвертом этапе разработана схема наклейки тензометрических датчиков (рис. 5).
Отобранный типовой представитель вагона-самосвала с наихудшим техническим состоянием и локальным коррозионным износом, достигающим 19 % от номинального значения толщины, будет подвергнут контрольным испытаниям, включающим режимы нагружения, характерные специфике эксплуатации:
- испытания на соударения вагонов - проверка металлоконструкции вагона на прочность при соударениях, действующих на вагон в случае осаживания состава вагонов или роспуске с сортировочных горок;
- испытания на растяжение и сжатие - проверка металлоконструкции вагона на прочность при нормируемых режимах нагружения, которым соответствуют сочетания сил, действующих на вагон при торможении и разгоне состава, двигающегося в кривом участке пути;
- испытания по сбросу с клиньев - определение амплитудных значений напряжений и собственной частоты колебаний элементов вагона.
Экспериментальные данные динамических напряжений в контрольных точках несущей конструкции вагона-самосвала будут использованы в качестве исходных данных при оценке остаточного ресурса вагона расчетно-экспериментальным методом [15].
Заключение
В результате обследования технического состояния методами неразрушающего контроля вагонов-
Рис. 5. Схема наклейки тензометрических датчиков на нижней раме вагона-самосвала Fig. 5. Scheme of sticking strain gauges on the lower frame of a dump car
самосвалов, выработавших нормативный срок эксплуатации, установлен незначительный процент их отбраковки, что свидетельствует о наличии остаточного ресурса конструкции и возможности разработки процедуры его определения.
Предложена процедура прогнозирования остаточного ресурса несущей конструкции вагона-самосвала после длительной эксплуатации, предусматривающая установление фактического технического состояния вагона с учетом физико-механических характеристик материала, из которого он изготовлен, проведение виртуальных и натурных
испытаний металлоконструкции кузова в соответствии с актуальной нормативной документацией.
Выполнена серия виртуальных исследований с анализом напряженно-деформированного состояния несущей конструкции вагона-самосвала после длительной эксплуатации. Установлено, что несущая конструкция соответствует актуальным нормативным требованиям.
На основании результатов технического диагностирования и анализа напряженно -деформированного состояния подготовлена схема наклейки тензометрических датчиков для проведения натурных испытаний.
^исок литературы
1. Бороненко Ю.П. О корректировке «Положения о продлении срока службы грузовых вагонов, курсирующих в международном сообщении» // Евразия Вести. 2012. № X. С. 13-14.
2. Boiko A. Assessment of remaining resource of tank wagons with expired life time: Summary of Doctoral Dissertation: Engineering sciences // Riga Technical University. Riga. 2013. 39 p.
3. Зимакова М.В. Продление срока службы вагонов-цистерн с учетом изменения физико-механических свойств металлоконструкций базовых узлов: дис. ... канд. техн. наук // ПГУПС. СПб. 2012. 144 с.
4. Жарова Е.А. Обоснование вариантов продления сроков службы специализированных вагонов-платформ: дис. ... канд. техн. наук // ПГУПС. СПб. 2008. 129 с.
5. Афанаськов П.М. и др. Прогнозирование остаточного ресурса тележек пассажирского вагона после длительной эксплуатации // Актуальные вопросы машиноведения. 2019. № 8. С. 220-226.
6. Коршунов С.Д. и др. Методика расчетно-экспериментальных исследований кузовов современного подвижного состава // Известия петербургского университета путей сообщения. 2015. №4 (45). С. 38-47.
7. Коршунов С.Д., Самошкин С.Л. Современные методы испытаний железнодорожного подвижного состава, прошедшего ремонты различных объемов и вновь построенного // Вагонный парк. 2012. № 7. С. 15-18.
8. Нормы для расчета и проектирования новых вагонов-самосвалов (думпкаров) колеи 1520 мм. М.: ВНИИВ. 1986. 155 с.
9. Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных) // ГосНИ-ИВВНИИЖТ. М. 1983. 260 с.
10. Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных) //ГосНИИВВНИИЖТ. М. 1971. 180 с.
11. Афанаськов П.М. Взаимодействие сыпучего груза с кузовом вагона // Вестник Белорусского государственного университета транспорта: Наука и транспорт. 2018. № 1 (36). С. 13-16.
12. Senko V. et al. Evaluation of stress-strain state bodies of the hopper cars, taking into account the impact of bulk cargo // Mechanika 2017. 2017. Pp. 331-335.
13. Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытаний на прочность и ходовые качества: РД 24.050.37-95. Введ. 02.02.1995. М.: ГосНИИВ. 1995. 101 с.
14. Муравьев В.В. акустическая структуроскопия и тензометрия металлоконструкций железнодорожного транспорта // Прочность и пластичность перспективных материалов. 2015. С. 103-121.
15. Kanavalau Y., Putsiata A. Evaluation Techniques for Residual in-Use Utility of the Railway Car Hopper-Batcher Bearing Structure with a Long-term Service // Procedia Engineering. 2016. Pp. 57-63.
References
1. Boronenko Y.P. O korrektirovke «Polozheniya o prodlenii sroka sluzhby gruzovykh vagonov, kursiruyushchikh v mezhdunarodnom soobshchenii» [On adjusting the "Regulations on the extension of the service life of freight cars plying in international traffic"]. Eurasia Vesti, 2012. No. X. Pp. 13-14.
2. Boiko A. Assessment of remaining resource of tank wagons with expired life time: Summary of Doctoral Dissertation: Engineering sciences. Riga Technical University. Riga, 2013. 39 p.
3. Zimakova M.V. Prodlenie sroka sluzhby vagonov-tsistern s uchetom izmeneniya fiziko-mekhanicheskikh svoistv metal-lokonstruktsii bazovykh uzlov: dis. na soisk. uch. step. kand. tekhn. nauk [Extension of the service life of tank cars taking into account changes in the physical and mechanical properties of metal structures of base units: Ph.D. (Engineering) diss.]. PGUPS Publ., St. Petersburg, 2012. 144 p.
4. Zharova E.A. Obosnovanie variantov prodleniya srokov sluzhby spetsializirovannykh vagonov-platform: dis. na soisk. uch. step. kand. tekhn. nauk [Substantiation of options for extending the service life of specialized platform cars: Ph.D. (Engineering) diss.]. PGUPS Publ., St. Petersburg, 2008. 129 p.
5. Afanas'kov P.M. Prognozirovanie ostatochnogo resursa telezhek passazhirskogo vagona posle dlitel'noi ekspluatatsii [Prediction of the residual resource of passenger car bogies after long-term operation]. Aktual'nye voprosy mashinovedeniya [Urgent problems of mechanical engineering], 2019. No. 8. Pp. 220-226.
6. Korshunov S. D. et al. Metodika raschetno-eksperimental'nykh issledovanii kuzovov sovremennogo podvizhnogo sostava [Methodology for calculation and experimental research of bodies of modern rolling stock]. Izvestiyapeterburgskogo universiteta putei soobshcheniya [Proceedings of Petersburg Transport University], 2015. No. 4 (45). Pp. 38-47.
7. Korshunov S.D., Samoshkin S.L. Sovremennye metody ispytanii zheleznodorozhnogo podvizhnogo sostava, proshedshego remonty razlichnykh ob"emov i vnov' postroennogo [Modern methods of testing railway rolling stock, which has undergone repairs of various volumes and is newly built]. Vagonnyipark, 2012. No. 7. Pp. 15-18.
8. Normy dlya rascheta i proektirovaniya novykh vagonov-samosvalov (dumpkarov) kolei 1520 mm. [Standards for calculation and design of new dump cars (dump cars) with a 1520 mm gauge]. Moscow: VNIIV Publ., 1986. 155 p.
9. Normy dlya rascheta i proektirovaniya vagonov zheleznykh dorog MPS kolei 1520 mm (nesamokhodnykh) [Standards for the calculation and design of railroad cars of the Ministry of Railways with a gauge of 1520 mm (non-self-propelled ones)]. Moscow: GosNIIVVNIIZT Publ., 1983. 260 p.
10. Normy dlya rascheta i proektirovaniya vagonov zheleznykh dorog MPS kolei 1520 mm (nesamokhodnykh) [Standards for the calculation and design of railroad cars of the Ministry of Railways with a gauge of 1520 mm (non-self-propelled ones)]. Moscow: GosNIIVVNIIZT Publ., 1971. 180 p.
11. Afanas'kov P.M. Vzaimodeistvie sypuchego gruza s kuzovom vagona [Interaction of bulk cargo with the car body]. Vestnik Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta transporta: Nauka i transport [Bulletin of the Belarusian State University of Transport: Science and Transport], 2018. No. 1 (36). Pp. 13-16.
12. Sen'ko V. et al. Evaluation of stress-strain state bodies of the hopper cars, taking into account the impact of bulk cargo. Mechanika 2017, 2017. Pp. 331-335.
13. Vagony gruzovye i passazhirskie. Metody ispytanii na prochnost' i khodovye kachestva: RD 24.050.37-95. Vved. 02.02.1995. [Freight and passenger cars. Test methods for strength and driving performance: RD 24.050.37-95. Introd. Feb.02,1995]. Moscow: GosNIIV Publ., 1995. 101 p.
14. Murav'ev V.V. Akusticheskaya strukturoskopiya i tenzometriya metallokonstruktsii zheleznodorozhnogo transporta [Acoustic structuroscopy and tensometry of metal structures of railway transport]. Prochnost' iplastichnost'perspektivnykh ma-terialov [Strength and plasticity of advanced materials], 2015. Pp. 103-121.
15. Kanavalau Y., Putsiata A. Evaluation techniques for residual in-use utility of the railway car hopper-batcher bearing structure with a long-term service. Procedia Engineering, 2016. Pp. 57-63.
Информация об авторах Information about the authors
Афанаськов Павел Михайлович - научный сотрудник, Pavel M. Afanas'kov - Researcher, The Belarusian State Universi-
Белорусский государственный университет транспорта, ty of Transport, Gomel', e-mail: pavel.afanaskou@gmail.com г. Гомель, e-mail: pavel.afanaskou@gmail.com
DOI 10.26731/1813-9108.2020.4(68).210-219 УДК 629.421.2-593
Исследование тормозных процессов в грузовых поездах с электровозами БКГ1 и ВЛ80C на белорусской железной дороге
Э. И. Галай, П. К. Рудов, Е. Э. ГалайИ
Белорусский государственный университет транспорта, г. Гомель, Республика Беларусь И galay_gomel@mail.ru
Резюме
В связи с развитием транспорта возрастает номенклатура подвижного состава, применяемого на Белорусской железной дороге. В настоящее время эксплуатируются двухсекционные электровозы БКГ1 и односекционные БКГ2 (белорусско-китайский грузовой). Установление особенностей действия тормозных систем электровоза БКГ1 и управления тормозами при вождении грузовых поездов в различных условиях эксплуатации, разработка основных правил эксплуатации тормозного оборудования электровозов БКГ1 вызвало необходимость проведения испытаний по совместному их действию с электровозами ВЛ80С. Исследование процессов служебного и экстренного торможений и отпуска в грузовых поездах различных длины и веса, проверка проходимости тормозной системы электровозов в процессе моделирования возможных ситуаций в эксплуатации при электронном и пневматическом режимах управления позволили произвести сравнение характеристик работы тормозов поезда при управлении с электровозов БКГ1 и ВЛ80С, получить при расшифровке записей комплексного унифицированного локомотивного устройства безопасности практические результаты и сделать выводы, которые позволили совершенствовать техническое обслуживание электровозов, что в качестве изменений и дополнений было законодательно закреплено в Правилах технического обслуживания тормозного оборудования и управления тормозами железнодорожного подвижного состава, предназначенных для использования службами, связанными с эксплуатацией, содержанием и ремонтом тормозного оборудования локомотивов.
Ключевые слова
грузовой поезд, электровоз, тормозное оборудование, тормозные испытания, эксплуатация тормозов, торможение Для цитирования
Галай Э.И. Исследование тормозных процессов в грузовых поездах с электровозами БКГ1 и ВЛ80С на Белорусской железной дороге / Э. И. Галай, П. К. Рудов, Е. Э. Галай // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. -2020. -№ 4 (68). - С. 210-219. - DOI: 10.26731/1813-9108.2020.4(68).210-219
Информация о статье
поступила в редакцию: 20.10.2020, поступила после рецензирования: 15.11.2020, принята к публикации: 25.11.2020
The study of braking processes in freight trains with electric locomotives BKG1 and VL80S on the belarusian railways
E. I. Galai, P. К. Rudov, Е. E. GalaiS
The Belarusian State University of Transport, Gomel ', the Republic of Belarus И galay_gomel@mail.ru
Abstract
Due to the development of transport, the range of rolling stock used on the Belarusian Railways is increasing. At present, two-section electric locomotives BKG1 and single-section ones BKG2 (Belarusian-Chinese freight locomotives) are in operation. Ascertainment of the characteristics of operation of the brake systems of the electric locomotive BKG1 and the control of the brakes when driving freight trains in various operating conditions, and development of the basic rules for the operation of the brake equipment of the electric locomotives BKG1 necessitated testing for their joint action with the electric locomotives VL80S. The study of the processes of uniform and emergency braking and release in freight trains of various lengths and weights, as well as checking the performance of the brake system of electric locomotives in the process of modeling possible situations in operation with electronic and pneumatic control modes made it possible to compare the characteristics of the train brakes when controlled from electric locomotives BKG1 and VL80S, to obtain practical results when decoding the records of the KLUB-U device, and to draw conclusions that helped to improve the maintenance of electric locomotives and were normatively fixed as changes and additions in the Rules for maintenance of brake equipment and control of the railway rolling stock brakes (hereinafter referred to as the Rules) intended for use by services related to the operation, maintenance and repair of brake equipment of locomotives.
