CC BY
27
Оригинальная статья / Original article УДК 534.134
DOI: http://dx.doi.org/10.21285/1814-3520-2020-3-527-547
О вибрации колесно-моторного блока вследствие взаимодействия колеса с рельсом и работы зубчатой передачи электровоза 3ЭС5К в условиях горно-перевального участка
© А.Ю. Портной, О.В. Мельниченко, К.П. Селедцов, А.О. Линьков, Д.А. Яговкин, С.Г. Шрамко, Г.Г. Грузин
Иркутский государственный университет путей сообщения, г. Иркутск, Россия
Резюме: Цель - экспериментальное исследование вибрации, возникающей на узлах колесно-моторного блока электровоза при движении в кривых малого радиуса (R = 250-350 м) в условиях горно-перевального участка (с уклонами до 17 %о). Измерение вибраций осуществлялось экспериментально на электровозе 3ЭС5К «Ермак» при помощи вибропреобразователей типа АР-2038-10 и АР-2038-100, установленных на буксе первой по ходу движения колесной пары, кожухе зубчатой передачи и остове тягового двигателя. Для измерений использовалась система, позволяющая непрерывно записывать сигнал вибропреобразователей по восьми каналам с частотой дискретизации 12,8 кГц. Получены экспериментальные данные параметров вибраций, возникающих на буксе колесной пары, кожухе зубчатой передачи и остове тягового двигателя электровоза, при взаимодействии колеса электровоза и рельса на практически бесстыковом пути при движении в кривых малого радиуса. Установлена закономерность, что уровень вибрации при входе в кривые малого радиуса по трем координатам X, Y, Z практически на порядок выше, чем вне кривой. При работе электровоза в режиме тяги выявлено, что резкое увеличение амплитуды (до 10 раз) гармоник с частотами, кратными зубчатой частоте, связано с совпадением с собственными частотами кожуха зубчатой передачи. В режиме выбега, в области частот около 1,5 кГц, на буксе регистрируется псевдослучайная вибрация, среднеквадратичное значение ускорения которой выше 100 м/с2, что сопоставимо со значениями ускорения при прохождении стыка пути. Полученные данные параметров вибрации позволяют предположить, что надежность локомотивов, работающих в условиях горно -перевальных участков с большим количеством кривых малого радиуса, будет существенно меньше, чем при работе на равнинных участках, а переход к бесстыковому пути не является эффективной мерой снижения вибрации в кривых малого радиуса.
Ключевые слова: электроподвижной состав, вибрация, система «колесо - рельс», колесно-моторный блок, вибрационное воздействие, кривые малого радиуса
Благодарности: Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и ОАО «Российская железная дорога» в рамках научного проекта № 17 -20-01059/18 от 27.11.2018.
Информация о статье: Дата поступления 05 декабря 2019 г.; дата принятия к печати 27 мая 2020 г.; дата он-лайн-размещения 30 июня 2020 г.
Для цитирования: Портной А.Ю., Мельниченко О.В., Селедцов К.П., Линьков А.О., Яговкин Д.А., Шрамко С.Г., Грузин Г.Г. О вибрации колесно-моторного блока вследствие взаимодействия колеса с рельсом и работы зубчатой передачи электровоза 3ЭС5К в условиях горно-перевального участка. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2020. Т. 24. № 3. С. 527-547. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2020-3-527-547
Study into vibration effects due to the wheel-rail interaction on the operation of an 3ES5K electric locomotive gear transmission under conditions of mountain pass traversal
Aleksandr Yu. Portnoy, Oleg V. Melnichenko, Konstantin P. Seledtsov, Aleksey O. Linkov, Dmitriy A. Yagovkin, Sergey G. Shramko, Gennadiy G. Gruzin
Irkutsk State Transport University, Irkutsk, Russia
Abstract: The aim of the present work is to carry out an experimental study of vibration occuring at the nodes of the electric locomotive wheel and motor unit during motion in small radius curves (R = 250-350 m) of a mountain-pass sec-
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(3):Б27-Б47
tion (with gradients up to 17 V). The vibration measurement was carried out experimentally at the 3ES5K Ermak electric locomotive using AR-2038-10 and AR-2038-100 vibration transducers mounted on the axle box of the first wheel pair, gear cover and traction engine frame. A specially designed system was used to continuously record the signal from vibration transducers over eight channels with a sampling frequency of 12.8 kHz. Experimental data on the parameters of vibration occurring the specified locations of the electric locomotive were are obtained during the wheel-rail interaction of the electric locomotive on an almost jointless trajectory of small radius curves. The level of vibration at the entrance to the small radius curves along the three coordinates of X, Y and Z was established to be almost an order of magnitude higher than outside the curve. In the case of traction mode operation of the electric locomotive, a sharp increase in the amplitude (up to 10 times) of harmonics with multiples of the gear frequency was shown to be caused by a coincidence with the natural frequencies of the gear cover. In coasting mode, in the frequency region of about 1.5 kHz, a pseudorandom vibration is recorded on the axle box with the RMS acceleration value of above 100 m/s2, which is comparable to the acceleration values when passing a junction. The obtained data of the vibration parameters suggest the reliability of locomotives operating in mountain pass areas having many small radius curves to be significantly less than for flat area operation with the alternative of a jointless trajectory representing ineffective measure of reduction vibrations in small radius curves.
Keywords: electric rolling stock, vibration, wheel-rail system, wheel-motor unit, vibration impact, small radius curves
Acknowledgements: The research has been carried out with financial support from the Russian Foundation for basic research and Russian Railways JSC in the framework of the scientific project No. 17-20-01059/18 of November 27, 2018.
Information about the article: Received December 05, 2019; accepted for publication May 27, 2020; available online June 30, 2020.
For citation: Portnoy AYu, Melnichenko OV, Seledtsov KP, Linkov AO, Yagovkin DA, Shramko SG, Gruzin GG. Study into vibration effects due to the wheel-rail interaction on the operation of an 3ES5K electric locomotive gear transmission under conditions of mountain pass traversal. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2020;24(3):527-547. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/1814-3520-2020-3-527-547
1. ВВЕДЕНИЕ
Срок службы узлов подвижного состава напрямую зависит от наличия колебаний, возникающих при эксплуатации1. Особенно остро данная проблема проявляется в условиях прохождения горноперевальных участков с большим количеством кривых малого радиуса. Основным источником вибраций является система «колесо - рельс» [1-5]. Применения смазки с целью уменьшения трения в данной системе недостаточно для горноперевальных условий, а возможные попадания смазки на поверхность качения рельса резко уменьшают силу тяги локомотива. Взаимодействие пары «колесо -рельс» подробно рассмотрено в работе [6], однако в ней нет данных о характеристиках вибраций, возникающих на криволинейных участках пути малого радиуса. Помимо этого, фрикционное взаимодействие в системе
«колесо - рельс» обычно изучается на прямых участках пути в условиях предельно возможной тяги, при этом дополнительную вибрацию, возникающую в кривых малого радиуса, не учитывают [7].
Анализ причин вибраций, возникающих на электровозе, требует учета множества факторов: наличие большого количества зазоров в элементах механической части; собственный спектр частот зубчатой
передачи; присутствие магнитного поля,
2
создаваемого тяговым электродвигателем . Исследование причин возникновения вибраций экспериментальными методами позволит разработать мероприятия и технические решения для их устранения, что необходимо для обеспечения безотказной работы элементов тягового подвижного состава в условиях роста веса поездов и нагрузок на тяговое оборудование локомотивов.
Объект исследования - колесно-
1Вибрации в технике: справочник: в 6 т. Т. 1. / под ред. В.Н. Челомея. М.: Машиностроение, 1978. 352 с. 2Вибрации в технике: справочник: в 6 т. Т. 3. /под ред. В.Н. Челомея. М.: Машиностроение, 1980. 544 с.
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(3):Б27-Б47
моторный блок электровоза 3ЭС5К «Ермак», работающего при движении в кривых малого радиуса ^ = 250-350 м) в условиях горно-перевального участка (с уклонами до 17 %о). Приведенные в статье данные являются базовыми для дальнейшей постановки задач исследований, направленных на увеличение надежности электровозов, работающих в рассматриваемых условиях.
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРАЦИИ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ КОЛЕСА И РЕЛЬСА
Вибродиагностика широко применяется для анализа дефектов, возникающих во вращающихся узлах машин [8, 9]. Для такой диагностики достаточно хорошо разработан математический аппарат и критерии дефектов, как при анализе сигнала во временной области [10], так и в спектраль-
« 3
ной, например, в литературных источниках3 [11].
Тем не менее в работе, касающейся выявления дефектов при помощи вибрации, возникающей в паре «колесо - рельс» [12, 13], отмечено, что до сих пор описание взаимодействия колеса и рельса является сложной задачей и не позволяет однозначно интерпретировать изменение характеристик сигнала. Описать достаточно точно такую систему математической и физической моделями на сегодняшний день чрезвычайно сложно и зачастую даже невозможно.
Моделирование вибрации при взаимодействии колеса и рельса на стыках рельсов в условиях высокоскоростного движения рассматривается в работах [1416], однако моделирование производится только на прямых участках пути. В работах [17-19] проведено моделирование вибрации в районе дефектов рельсов типа 404 методом конечных элементов, но снова только на прямых участках пути. Экспери-
ментальное измерение вибрации приведено в работе [20], однако измерения производились только в районе стрелочных переводов.
Таким образом, можно заключить, что ни экспериментальными, ни математическими методами вибрация, возникающая в кривых малого радиуса на горноперевальных участках, не рассматривается. По мнению авторов статьи, это необходимо, т.к. подобных участков достаточно много. Например, на Транссибирской магистрали участок Большой Луг - Подкамен-ная Восточно-Сибирской железной дороги имеет 70% кривых от общей длины.
Очевидно, надежность элементов машин и механизмов напрямую зависит от уровня вибрации, возникающей при их работе. Наличие вибраций приводит к возникновению трещин, изломов, раскручиванию болтовых соединений и т.п.
В зависимости от условий эксплуатации обычно рассматривают различные диапазоны частот и максимальные амплитуды ускорения вибраций согласно ГОСТ 30631-995. Для необрессоренных изделий тележек транспортных средств железнодорожного транспорта по группе механического исполнения М27 предъявляются следующие требования:
- диапазон частот синусоидальных вибраций - 0,5-100 Гц;
- максимальная амплитуда ускорения синусоидальных вибраций - 150 м/с2.
Предельные рабочие значения механических внешних воздействующих факторов по ГОСТ 30631-99:
- диапазон частот синусоидальных вибраций - 100-500 Гц;
- максимальная амплитуда ускорения синусоидальных вибраций - 40 м/с2.
Разработка достаточно сложной модели колесно-моторного блока электровоза без экспериментальных данных является
3Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов: учебник. СПб.: Питер, 2003. 604 с.
4Инструкция «Дефекты рельсов. Классификация, каталог и параметры дефектных и остродефектных рельсов». Утв. распоряжением ОАО «РЖД» № 2499р от 23.10.2014.
5ГОСТ 30631-99. Межгосударственный стандарт. Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам при эксплуатации М.: ИПК Изд-во стандартов, 1999.
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(3):Б27-Б47
на сегодняшний день трудновыполнимой задачей. Получение и анализ экспериментальных данных о вибрации необходимы для выявления причин, приводящих к выходу из строя элементов электровоза.
На сегодняшний день существует возможность экспериментальных измерений длительных вибрационных сигналов в практически постоянном режиме с сохранением мгновенных значений амплитуды вибрации в файлах [21]. На выходе получаемый сигнал может быть преобразован в удобную для рассмотрения форму. В настоящей работе использовалась аналогичная система, позволяющая по 8-ми каналам фиксировать данные с частотой дискретизации 12,8 кГц, которая является стандартной для большинства систем сбора информации с датчиков вибрации.
Измерение вибраций осуществлялось на электровозе 3ЭС5К «Ермак» посредством вибропреобразователей АР-2038-10 и АР-2038-100. Датчики крепились посредством изолирующих магнитов. Дополнительно датчики с магнитами фиксировались киперной лентой. Частота среза такого крепления вибропреобразователя оценивалась значением 2,5 кГц, поэтому приведенные данные ограничены этой частотой. Кадры данных, где по характеру сигнала можно было предположить отрыв датчика с магнитом от буксы (три случая за поездку), удалялись в ручном режиме. В диапазоне частот до половины частоты дискретизации систематических резонан-сов на частоте около 2,5 кГц при такой конструкции основных и дополнительных креплений не выявлено.
На рис. 1 а представлена упрощенная схема секции электровоза 3ЭС5К «Ермак»6. Данный электровоз имеет двухступенчатое подвешивание, которое показано на примере задней тележки. Конструкция тяговых двигателей электровоза предусматривает установку подшипников качения на оси двигателя и подшипников скольжения на оси колесной пары. Уста-
новка вибропреобразователей производилась на буксе первой по ходу движения колесной пары, кожухе зубчатой передачи и остове тягового двигателя (см. рис. 1 Ь). Оси вибропреобразователей представлены на рис. 1 а: Х - ось поперек пути, Y - ось вдоль пути, Z - вертикальная ось.
Для проведения измерений был использован электровоз 3ЭС5К, прошедший ТР-1 и обточку бандажей колесных пар. Зазоры в моторно-осевых подшипниках по результатам замеров при ремонте составляли 0,4-0,9 мм. Опытная поездка проводилась на участке Большой Луг - Подка-менная Восточно-Сибирской железной дороги на электровозе 3ЭС5К-034 с поездом массой 6900 т в режиме подталкивания, где путь в большей части бесстыковой.
На рис. 2 представлены полученные диаграммы скорости и тока двигателя электровоза. В нижней части рисунка приведен упрощенный профиль пути.
Погода ясная, температура воздуха от +5 до +10°С, рельсы сухие, что соответствует хорошим условиям для рассматриваемого участка пути.
После поездки визуально оценивалось состояние пути. В кривых малого радиуса наблюдался дефект типа 44, согласно инструкции4, по внешнему рельсу на участках с типовым выбегом, а также дефект типа 40 по внутреннему рельсу и типа 44 по внешнему рельсу на участках с типовыми режимами: тяга и рекуперация. Типовая длина рифлей составляла 0,2-0,6 м. На участках, где износ по внешнему рельсу составлял от 15 до 20 мм, было выставлено ограничение по скорости - 50 км/ч.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
На рис. 3-5 приведены среднеквад-ратические значения ускорений на буксе, которые регистрировались в ходе опытной поездки, по осям Х, Y, Z, соответственно. На условных обозначениях представлены
6Электровоз магистральный 2ЭС5К (3ЭС5К). Руководство по эксплуатации. Новочеркасск: Изд-во НЭВЗ, 2007. Т. 1. 635 с.; Т. 2. 640 с.
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(3):Б27-Б47
радиусы поворотов, направления поворотов и длины участков с поворотами.
Из результатов измерений видно, что при входе электровоза в кривую малого радиуса среднеквадратическое значение вибрации на буксе резко возрастает, что требует отдельного рассмотрения процессов на прямых участках и в кривых малого радиуса. Из рис. 3-5 также следует: как
только электровоз выходит из кривой малого радиуса на выбеге, уровень вибрации по всем трем координатам падает практически на порядок. На рис. 6 представлены типовые зависимости амплитуды ускорений на буксе от времени по трем координатам, полученные при прохождении стыка на прямом участке стыкового пути.
Подшипник качения (МЯП)
a
b
Рис. 1. Расположение вибропреобразователей: a - упрощенная схема головной секции электровоза
3ЭС5К «Ермак»; b - расположение преобразователей на колесно-моторном блоке Fig. 1. Location of vibration transducers: a - simplified diagram of the head section of the electric locomotive Ermak 3ES5K; b - transducer location on the wheel-motor unit
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(3):Б27-Б47
«Л t/i
Вертикальный профиль пути
Рис. 2. Параметры работы электровоза 3ЭС5К-034 с поездом № 2326 при опытной поездке 25.10.2017 Fig. 2. Operation parameters of an electric locomotive 3ES5K-034 with the train no. 2326
at a trial trip on 25 October, 2017
Радиус кривой Направление кривой Длина кривой
70
60
t^MD MDm
in чо о\ о\
<Г) CA CA <Г)
Сц Сц Сц Сц
о о^о^о^т
<Г) САСАСА<Г) Сц СцСцСцСц
On-hONO 0\0\ in r^rnfNfl (N(N ^f РнРнРнРн ОнСЦ СЦ
0\ in О О
m ca СцСц
(NO G\ <Г)<Г) c<\
Сц Сц Сц
и
п un пиши nununnuun UU П
s
X
9i
а о
ы
о
>>
50
40
30
20
10
0
IT о n IT о Ci ЧО
n Ci Ci Ci Ci
n n n n n n n n n n
IT IT IT IT IT IT IT IT
d in it
Рис. 3. Зависимость среднеквадратичных значений ускорений на буксе колесной пары по оси X Fig. 3. Dependence of rms acceleration values on the wheelset box along X axis
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(3):Б27-Б47
Радиус кривой Направление кривой Длина кривой
50
Is- Ю ЮГО
in чо С\ С\
СП CA CA СП
ОнОн ОнОн
С-» СП^^ЮСП
о\ оо^о^о^т (N
Сц СцСцСцСцСц
С-
O^-HOnO 0\0\ in о o\ McntNcn^fN^ сп ся СцСцСцСцСцСцСц СцСц
^ сп ^f
(NO ON
mm (N
СцСц Сц
и
n un nuiiuiiu nununnuun UU П
о =
X
а о
ы
о
>>
40
, 30
20
10
Рис. 4. Зависимость среднеквадратичных значений ускорений на буксе колесной пары по оси Y Fig. 4. Dependence of rms acceleration values on the wheelset box along Y axis
Радиус кривой Направление кривой Длина кривой
140
120
С-» ЧО ЧО СП
in чо о\ о\
СП CA CA СП
ОнОн ОнОн
СП
О 0\0\0\СП СП САСАСАСП Сц СцСцСцСц
С-&
ОЧО^-^ lOCN Oin O-HONO 0\0\ in о ON СП CA
СцСцСцСцСцСцСц СцСц
(NO o\ СП СП CA
СцСц Сц
и
п ип пиши nununnuun ии п
=
X
9i
а о
ы
о
>>
100
80
60
40
20
Рис. 5. Зависимость среднеквадратичных значений ускорений на буксе колесной пары по оси Z Fig. 5. Dependence of rms acceleration values on the wheelset box along Z axis
0
0
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(3):Б27-Б47
4
40 30 20 10 0
о с
<u К К
<D CP
§ -10
0 10
-20
-30
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000110012001300
Время, мс
о
о с
е
к
К
е р
§ £
N о с
е
к
К
е р
§ £
40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40
160 120 80 40 0 -40 -80 -120 -160
1 1 1 1 1 1 1
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000110012001300
Время, мс
........ ' ' 1 ч щ Г.........
1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000110012001300
Время, мс
Рис. 6. Зависимость амплитуды ускорений на буксе от времени по трем координатам при прохождении стыка на прямом участке стыкового пути Fig. 6. Dependence of the axle box acceleration amplitude on time by three coordinates when passing
a joint in a straight section of a joint rail track
На рис. 7, 8 представлены зависимости амплитуды ускорений на буксе от времени по трем координатам, полученные при вписывании электровоза в кривую радиусом 300 м по внутреннему и внешнему рельсам, соответственно. Показания реги-
534
стрировались в режиме выбега при скорости электровоза около 30 км/ч. Данный режим выбран для упрощения анализа возникающих колебаний при вписывании электровоза в кривую.
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(3):Б27-Б47
200 о 150 100 50 0 -50 100 150 200
4
о с
<u К К
<D
CP
§
£
1 1 ,1. 1 111
■IHIW 'TV1'WW '!' ,ri 1ИГ Tl ™ ri гммми^нкппн r[ '"'"'F'T^llfriflW1'!1^*' '
jJlüL iL L\ Iii
T ,|lf IFP W Irl |f|rl 11 l|Pr 1|
■ i rnl II
l
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000110012001300
Время, мс
150 2 100 50 0 -50 100 150 200
о с
е
к
К
е р
§ £
J. 1 1 . 1
I, üLI,.1 < Iii, lli Mi iLii. .1 1. lul 11
"ГФ'ичирч f ^ 1 |1Г|Г'И 1 'IH'TI1'
JLL.uJliiJlllli . 1, .,1
' 1 |[ ' |П 1 1 r f 1 1 " 1 Г РГ r«
f 1 1 !| I 11 1
1 i
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000110012001300
Время, мс
b
с
^
о с
е
к
К
е р
§ £
500 400 300 200 100 0 -100 -200 -300 -400 -500 -600 -700 -800
1 . II , .
1 Ii LIJ 1 1 1 П iL
Ml ,ll. , llll 1 , ll. ill 111 . .. 1 llll t
mi 1 гит1 т щ м hi if и in пчпиштм г iimhivi i i w 1
H T I ■ T|'H'i ■ II Iirvi ■ "ГГ'ГЦП^Ч I [ n'HU'ljTr1 M ' 1 1 1
i.iiHi Л1 ,,1.1 . >ni. ! I lAti.il I, ,
I illjULlltlll 11 ill I iiU 11 ii ilil Ii J I ШЫ111|111 I i JliU
IIIIIUIUIUIJIIIIIIIIIIllUIIIUHMIIi^MlllllLAIIi
I
1 L
II
r 4|
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000110012001300
Время, мс
Рис. 7. Зависимость амплитуды ускорений на буксе от времени по трем координатам (а-с) при
вписывании в кривую радиусом 300 м по внутреннему рельсу в режиме выбега Fig. 7. Dependence of the axle box acceleration amplitude on time by three coordinates (a-c) when passing around the curve with the radius of 300 m on the inner rail in the coasting retardation mode
а
c
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(3):Б27-Б47
4
о с
е
к
X
е р
§ £
250 200 150 100 50 0 -50 -100 -150 -200 -250 -300
I III! [III,, ll J. JjhlJ ll .1,1
J ... ,
■in nnrnn I» \ттшим vini HI
"ff IIг11 '"|т "Щ и ]' III" 1 I " 'I ' PTf" 11 11 1'11" 1....... V] P '' n hi
L I I
11 .III lll .lu, I ill , „Ii |,„|| I lllL illii.y 1. I , . I 111, ill . L .1
■ ^LÜiMlÜJlJIJ.Ml .llii.iiJA J.Hi JJ,I li.iiilLI
LULL
I 1 P Г I"!1 1 1 4 1
I I
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
Время, мс
200 2 150 100 50 0 -50 100 150 200
о с
е
к
X
е р
§ £
JI I L.i I I I I j , ,1 I I.
If I'HT 1 ■ ' ' '"I " 1 1 "■! ' 1 ' 'IT 'J
.IL . I . hi I , , J I , , .
IT "
I I« П
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
Время, мс
b
350
300
<N О 250
S 200
IN 150
о 100
С 50
е X 0
X е -50
р -100
-150
£ -200
-250
-300
-350
IJ J I I ll ll
■1П1ГИГ
Г Ii1 1" '
IMIMil
hJbitt
I
ижл
J, ill
тгиигагнгг f
I'M I I у I ' ' Г
1 L J , , I I . I , Ii Ih I. ., . > I . l.i lllj
iMI.IJ illk liliJiuM L hiiliiliiili in JI , IHJiiL j ,lil I IiLiJiI ÜJJJ kill 1 ii 1 ill IHUMillHilJIIiliUlilllIllilHUIkllillil^ljllHillftillHJlllllH
I
I
II
mil
I
I 111 Ml
I I II
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
Время, мс
Рис. 8. Зависимость амплитуды ускорений на буксе от времени по трем координатам (a-c) при
вписывании в кривую радиусом 300 м по внешнему рельсу в режиме выбега Fig. 8. Dependence of the axle box acceleration amplitude on time by three coordinates (a-c) when passing around the curve with the radius of 300 m on the outer rail in the coasting retardation mode
а
c
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(3):Б27-Б47
Из диаграмм видно, что в кривых малого радиуса даже в режиме выбега вибрация достигает предельных значений по ГОСТ 30631-99. Установленное (более продолжительное) превышение уровня вибрации с позиции взаимодействия колеса и рельса при движении в кривой над уровнем вибрации, регистрируемой при прохождении стыка стыкового пути, означает, что при движении электровозов в кривых малого радиуса применение бесстыкового пути на железобетонных шпалах не означает существенного уменьшения вибрации по всем координатам. Полученные отличия вибрационных процессов в прямых участках и кривых малого радиуса бесстыкового пути не рассматриваются в доступной литературе и обладают научной новизной. Для уменьшения вибрации необходимо рассматривать процессы диссипации энергии колебаний в рельсошпальной решетке, амортизаторах электровоза, а также процессы рельсосмазывания.
При рассмотрении вибраций необходимо использовать и спектральный анализ, который является мощным средством, позволяющим оценивать колебательные процессы3,7.
На рис. 9 и 10 показаны спектры виброускорений на буксе в режимах тяги при вписывании электровоза в кривую большого радиуса и выбега при вписывании электровоза в кривую малого радиуса (300 м), соответственно. В режиме тяги явно просматриваются 1-4 гармоники зубчатой частоты тягового редуктора.
Анализ амплитуды виброускорений по осям датчика на буксе показывает, что изменение геометрии внешнего рельса при вписывании электровоза в кривую малого радиуса включает процесс не столько «выдавливания», сколько стачивания рельса колесом электровоза, а также стачивания самого колеса электровоза рельсом.
Спектр вибрации при вписывании электровоза в кривую малого радиуса -широкополосный, не имеющий преимущественно проявляющихся гармоник, что показывает наличие большого количества псевдослучайных событий типа ударов, приводящих к вибрации. Подобные удары могут возникать при наезде гребня колеса на изношенный рельс (дефект типа 40 инструкции4) с последующим соскальзыванием с достаточно большой высоты (до 10 мм по измерениям, связанными с двукратным
3 1
N о
с «
s
К
сР Я о и а •
о ^
£ е
cö
S Р
S Ч С
s <
2,5
1,5
0,5
500 1000
Частота, Гц
1500
2000
2
1
0
0
Рис. 9. Спектр при вписывании в кривую большого радиуса в режиме тяги (скорость 50 км/ч) Fig. 9. Spectrum when passing around a large radius curve in the traction mode (speed of 50 km/h)
7Неразрушающий контроль: справочник: в 7 т. Т. 7. Кн. 2. / под общ. ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 2005. 489 с.
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(3):Б27-Б47
6 1
Рис. 10. Спектр при вписывании в кривую малого радиуса в режиме выбега, соответствующий
временной части рис. 8 (скорость 30 км/ч) Fig. 10. Spectrum when passing around a small radius curve in the coasting retardation mode corresponding
to the time part of Fig. 8 (speed of 30 km/h)
интегрированием сигнала) и достаточно случайным временем между соскальзываниями. Необходимо отметить, что ручной анализ большого количества спектров сложный для понимания и трудоемкий процесс, поэтому для дальнейшего анализа многочисленных спектров вибраций применялся следующий способ.
Кадр измерений за 1,2 с подвергался Фурье-преобразованию (с разрешением по частоте примерно 0,8 Гц). В дальнейшем спектральная плотность виброускорений кодировалась цветом в логарифмическом масштабе и наносилась на график зависимости спектральной плотности виброускорений от времени. Дополнительно на диаграммы нанесены данные о радиусах поворотов и их направлениях. Диаграммы позволяют достаточно точно различать вибрации, возникающие от пути и от узлов ко-лесно-моторного блока.
Для лучшего визуального анализа амплитуда спектральной плотности ускорений кодируется цветом. В отличие от построения 3й-графиков кодирование цветом позволяет достаточно точно оценивать именно частоты вызывающих колебаний. Способ представления спектральных данных может быть рассмотрен как способ
Б38
вейвлет-преобразования [22] со стандартным для спектрального анализа гармоническим базисом.
На рис. 11-13 представлены зависимости спектральной плотности амплитуды ускорения вибрации буксы колесной пары по осям X, Y, Z от времени.
На построенных таким образом диаграммах узкополосные вибрации, соответствующие гармоникам зубчатой частоты (см. рис. 9), представляются как линии, частота которых пропорциональна скорости, а широкополосные вибрации (см. также рис. 10) - как вертикальные полосы. Широ-кополосность спектра вибраций, возникающих вследствие взаимодействия пары «колесо - рельс» в кривых малого радиуса бесстыкового пути также обладает научной новизной.
На рис. 14-16 представлены зависимости спектральной плотности амплитуды ускорения вибрации на кожухе зубчатой передачи по осям X, Y, Z от времени.
Широкие горизонтальные темные полосы на рис. 14-16 говорят о наличии некоторых собственных частот кожуха в диапазоне частот 800-1600 Гц. Как только гармоника зубчатой частоты совпадает с данными частотами, амплитуда ее резко
ISSN 1814-3520
Радиус кривой Направление кривой
Длина кривой
0\ Ш^О 0\0\ 0\ -Н-Н
т тс-) от сч ют Он ОнОн ОнОн Он ОнОн
О
Он ОнОнОнОнОн ОнОнОнОн ОнРн Он ОнОн
П un nununu nununnuun UU П
Рис. 11. Зависимость спектральной плотности амплитуды ускорения вибрации буксы колесной пары по оси Х от времени Fig. 11. Dependence of spectral density of acceleration amplitude of of wheelset box vibration along X axis on time
Радиус кривой Направление кривой
Длина кривой у
- Ю ЮСЛ 00 Г-Г-1 1 Ю 0\0\ 0\ ^^
п ио nununu nununnuun ии п
Рис. 12. Зависимость спектральной плотности амплитуды ускорения вибрации буксы колесной пары
по оси Y от времени
Fig. 12. Dependence of spectral density of acceleration amplitude of wheelset box vibration
along Y axis on time
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(3):Б27-Б47
L.
♦
я
с
и я =Г
Радиус кривой Направление кривой Длина кривой 2000 1900 1800 1700 1600 1500 Г 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
Ол ШОлОлОлС^ Ол<—I^O^^^O^ (NO Ол
(ч тсчсчсчтсчтсчтсчсчттсч mm сч
CL, PhDHDHDHDHDHPHDHDHDHDHDHDH&H СЦСЦ CL,
пио nununu nunurnuun UU П
TT
г- = г-«
L N N
Ы V.
II № II
и
10 - Ct
1 ' ' I
о,з
3 U
и О X ► Н ж о =
к £•
Г 2
I
I 2
С. г»
Е р
и s
0.1
W =
я
•с -г
N К.
■С
к
Рис. 13. Зависимость спектральной плотности амплитуды ускорения вибрации буксы колесной пары по оси Z от времени Fig. 13. Dependence of spectral density of acceleration amplitude of wheelset box
vibration along Z axis on time
г- тт-^ют «печ^ ^«n
0\ О OiO^Oifl 0\ •—i^O 0\0\ W} OOl
сч течечечт (NmfNm счсч T тсч
CL, PhDHDHDHC^ PHP^DHC^ PHPHPH PH&H
я У
Радиус кривой Направление кривой
Длина кРивой и пи пи п un nununu пипиппиип
aJU)
1900 1800 1700 1800 1500 - 1400 1300 1200 1100 1000 900
я
п
700 600 500 400 300 200 100 о
,0-m w S
I« Ssr
-г н
и о S
ь- я о =
I г
« 52 5
0J
0.1
Я х
О. s Р
-
F § w =
I I I I I I I
Т"]
г- с г^
'X
•А Г» N г»
Рис. 14. Зависимость спектральной плотности амплитуды ускорения вибрации на кожухе зубчатой передачи по оси Х от времени Fig. 14. Dependence of spectral density of vibration acceleration amplitude on the gear casing
along X axis on time
Б40
ISSN 1814-3520
я _
о &
я У
Радиус кривой Направление кривой Длина кривой 2000 1900 1800 1700 1600 1500 з 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
1 Ю 0\0\ 0\
t-- тт-^ют ^ют-^^счт
Ол Ол'—О^
сч тсчсчсчт счгпсчтсчсчт п м
О ООООО PhPHDHDHDHDHC^ СЦСЦ
nun nunununununnuun UU П
fe* * f
i'f'i"!.....РГТ г 1111111J11 * i 11" 11111
X
10 с о
з 2
SC Я
- 06
о —
с X о
я
0,3 о-£
-а
ч р
«м с =
•л
« Г.
г-« <Л
Рис. 15. Зависимость спектральной плотности амплитуды ускорения вибрации на кожухе зубчатой передачи по оси Y от времени Fig. 15. Dependence of spectral density of vibration acceleration amplitude on the gear casing
along Y axis on time
я H
o
H о я У
Радиус кривой о Направление кривой £ Длина кривой I I 2000 1900 1800 1700 1600 1500 Н а 1400 -1 1300 1200 1100 1000 900
Он Он Он Он ООООО 0,0,0,0, ооооо оо о
nun nununu nununnuun UU П
700 600 500 400 ЭОО 200 100 О
i« : г
— R
3 в ■
— 3
11
2 S»
1 2
2 J 0J С- п
S Р
SJ S
0,1 й I
3?
я
тт
Ii i i <i i
тт^
'X
Рис. 16. Зависимость спектральной плотности амплитуды ускорения вибрации на кожухе зубчатой передачи по оси Z от времени Fig. 16. Dependence of spectral density of vibration acceleration amplitude on the gear casing
along Z axis on time
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(3):Б27-Б47
увеличивается. Дополнительный набор частот, возникающий рядом с частотами зубчатой передачи и отличающийся на величину порядка 50 Гц, говорит о возможном нелинейном сложении амплитуд колебаний. Данный процесс требует отдельного детального изучения.
Данные о наличии вибрации со значительной амплитудой в диапазоне частоты выше 500 Гц на кожухе зубчатой передачи обладают научной новизной и говорят о том, что кожух должен быть устойчив к подобным колебаниям.
На рис. 17, 18 представлены зависимости спектральной плотности амплитуды ускорения вибрации на остове тягового двигателя осям X, Z от времени.
Из диаграмм на рис. 17 и 18 видно, что на остове двигателя значения низкочастотных вибраций пути значительно ниже, чем на буксе колесно-моторной пары. Однако широкополосные колебания, возникающие в паре «колесо - рельс», достаточно хорошо передаются и на остов двигателя.
Амплитуда высокочастотных гармоник зубчатой передачи также меньше, чем на кожухе зубчатой передачи. Последнее дает основание предполагать, что кожух зубчатой передачи значительно усиливает амплитуду колебаний в районе своих резо-нансов на звуковой частоте.
Предельные значения частоты вибраций для колесно-моторного блока электровоза составляют до 2 кГц, что выше, чем вибрации, определяемые по ГОСТ 30631-99 группой М27 (0,5-500 Гц). Колесно-моторный блок электровоза на сегодняшний день не устойчив к данным вибрациям, в первую очередь по частотному диапазону вибраций, что подтверждается данными по надежности колесно-моторных блоков по результатам эксплуатации. Можно сделать вывод, что оптимизация как узлов колесно-моторного блока, так и узлов всего подвижного состава является необходимой мерой для создания устойчивости к вибрациям с частотой большей, чем по группе М27 ГОСТ 30631-99.
Радиус кривой Направление кривой
о г-ю ют
CL, CL, Он ОнОн
-
н* с н
О Я
Длина кривой 11 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 О
(N с— п'Т-'Юп аю^-илмт тт т
■—1 Os OGsGsGscb Os-—lUiO CMJi ^ ОФ (NO Os
m <N m<N(N(Nm<Nm<Nm<N(NTm<N mm <N
CL, Он Он ОчОчОчОч Он Он Он Он СцСцСцСцСц 0,0, Он
nun nununuпипиппиип ии п
1« z ~
о 7 s ,
- ■
3 2
о =
«.3
« о 2 а
£
i 3 S F
0.1 и =
я
I I I I I I I
г
•Л г|
Рис. 17. Зависимость спектральной плотности амплитуды ускорения вибрации
на остове тягового двигателя по оси X от времени Fig. 17. Dependence of spectral density of vibration acceleration amplitude on the traction
engine body along X axis on time
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(3):Б27-Б47
Радиус кривой Направление кривой
О Юго СО Г— (N
СЛ 1ЛЮ СЛСЛ СЛ -—"—I
m COIN (Neo <N Юго
Рн РнРн РнРн Рн РнРн
Г— co^t-—'"ОГО СЛЮ^-—1 ^(N^t ^teo
0\ ОСЛСЛСЛсО 0\ <—'СЛ О ОСЛ (NO
<N (NeOiNfO MN i" COM COCO
Рн РнРчРчРчРч РнРнРнРч РнРнРн РнРн РнРн
Л
я
т
Длина кривой 11 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100
nun nunununununnuun UU П
— íj
10 П
3 £
о s
— a>
* с
2 a
£ ï.
I I
a £
aj я
«Л О =
о.з
я
11 i
i 4 i J i i i i i i i| i i i ; i i i i i i i i i i i i i i i i
'X
V, p*l f « v.
Г-* M
M
Vi
Г** Г-1
«Г. I/,
ri Vi
ri Vi
M Vi
«
Г-"
ft V.
Рис. 18. Зависимость спектральной плотности амплитуды ускорения вибрации
на остове тягового двигателя по оси Z от времени Fig. 18. Dependence of spectral density of vibration acceleration amplitude on the traction
engine body along Z axis on time
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Получены и представлены результаты исследования вибраций при испытании электровоза 3ЭС5К «Ермак» (на колес-но-моторном блоке при взаимодействии колеса и рельса) на выбеге и в режиме тяги на горно-перевальном участке пути со значительным количеством кривых малого радиуса (Р = 250-350 м).
Установлено, что уровень вибрации, измеренной на буксе колесной пары и вызванной вписыванием электровоза в кривую малого радиуса даже в режиме выбега, значительно превышает уровень, возникающий при прохождении стыка по прямому участку пути.
Выявлено, что во времени данная вибрация является непрерывной, а в спек-
тральной области - широкополосной. Кроме вибрации, обусловленной внешними причинами (со стороны верхнего строения пути), на колесно-моторный блок электровоза действуют вибрации, возникающие при работе его зубчатой передачи (внутренние), что при определенных условиях вызывает резонансы, а это значительно усиливает амплитуду колебаний его локальных частей.
Анализ полученных данных позволяет предположить, что надежность локомотивов, работающих в условиях горноперевальных участков с кривыми, будет существенно меньше таковой при работе на равнинных участках, а переход к бесстыковому пути не является эффективной мерой снижения вибрации в кривых малого радиуса.
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(3):Б27-Б47
Библиографический список
1. Iwnicki S.D., Bevan A.J. Damage to Railway Wheels and Rails: A Review of the Causes, Prediction Methods, Reduction and Allocation of Costs // International Journal of Railway Technology. 2012. Vol. 1. Issue 1. P. 121-146. https://doi.org/10.4203/ijrt. 1.1.6
2. Cigada A., Manzoni S., Vanali M. Vibro-acoustic characterization of railway wheels // Applied Acoustics. 2008. Vol. 69. Issue 6. P. 530-545. https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2007.01.002
3. Черняк А.Ю., Гриндей Е.О., Кравченко Е.А., Кравченко К.А. Проблема износа трибосистемы «колесо - рельс» // Вюник Хмельницького нацюнального уыверситету. 2014. № 6. С. 53-58.
4. Giannakos K. Modeling the influence of short wavelength defects in a railway track on the dynamic behavior of the Non-Suspended Masses // Mechanical Systems and Signal Processing. 2016. Vol. 68-69. P. 6883. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2015.07.020
5. Thakkar N.A., Steel J.A., Reuben R.L. Rail-wheel interaction monitoring using Acoustic Emission: A laboratory study of normal rolling signals with natural rail defects // Mechanical Systems and Signal Processing. 2010. Vol. 24. Issue 1. P. 256-266. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2009.06.007
6. Харрис У.Дж., Захаров С.М., Ландарен Дж., Торне Х., Эберсен В. Обобщение передового опыта тяжеловесного движения: вопросы взаимодействия колеса и рельса / пер. с англ. М.: Интекст, 2002. 408 с.
7. Самме Г.В. Фрикционное взаимодействие колесных пар локомотива с рельсами. Теория и практика сцепления локомотива: монография. М.: Учеб.-метод. центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2014. 104 с.
8. Muszynska A. Vibrational Diagnostics of Rotating Machinery Malfunctions // International Journal of Rotating Machinery. 1995. Vol. 1. No. 3-4. P. 237-266. https://doi.org/10.1155/S1023621X95000108
9. Khadersab A., Shivakumar S.Dr. Vibration Analysis Techniques for Rotating Machinery and its effect on Bearing Faults // Procedia Manufacturing. 2018. Vol. 20. P. 247-252. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2018.02.036
10. Tang Jian, Zhao Lijie, Yue Heng, Yud Wen, Chai Tianyou. Vibration Analysis Based on Empirical Mode Decomposition and Partial Least Square // Procedia Engineering. 2011. Vol. 16. Р. 646-652. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.08.1136
11. You Lei, Hu Jun, Fang Fang, Duan Lintao. Fault Diagnosis System of Rotating Machinery Vibration Signal // Procedia Engineering. 2011. Vol. 15. P. 671-675. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.08.125
12. Baasch B., Groos J.C., Roth M. Sensorgestützte Anomalie-Detektion zur Zustandsbewertung der Schiene mit Regelzügen // Eisenbahntechnische Rundschau. 2018. No. 12. P. 32-35.
13. Groos J.C., Roth M., Havrila P. Zustandsüberwa-chung mit kostengünstigen Multi-Sensor-Systemen // EI-Der Eisenbahningenieur. 2017. No. 10. P. 41-45.
14. An Boyang, Wang Ping, Xiao Jieling, Xu Jingmang, Chen Rong. Dynamic Response of Wheel-Rail Interaction at Rail Weld in High-Speed Railway // Hindawi. 2017. 11 р. [Электронный ресурс]. URL: https://www.hindawi.com/journals/sv/2017/5634726/ (15.02.2019). https://doi.org/10.1155/2017/5634726
15. Zhao Xin, Wen Ze-feng, Wang Heng-yu, Jin Xue-song, Zhu Min-hao. Modeling of high-speed wheel-rail rolling contact on a corrugated rail and corrugation development // Journal of Zhejiang University SCIENCE A. 2014. Vol. 15. No. 12. Р. 946-963. https://doi.org/10.1631/jzus.A1400191
16. An Boyang, Wang Ping, Xu Jingmang, Chen Rong, Cui Dabin. Observation and Simulation of Axle Box Acceleration in the Presence of Rail Weld in HighSpeed Railway // Applied Sciences. 2017. Vol. 7. Issue 12. Р. 16. https://doi.org/10.3390/app7121259
17. Molodova M., Li Zili, Nunez A., Dollevoet R. Valid a-tion of a finite element model for axle box acceleration at squats in the high frequency range // Computers and Structures. 2014. No. 141. Р. 84-93. https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2014.05.005
18. Molodova M., Li Zili, Nunez A., Dollevoet R. Par a-metric study of axle box acceleration at squats // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part F: Journal of Rail and Rapid Transit. 2015. Vol. 229. Issue 8. Р. 841-851. https://doi.org/10.1177/0954409714523583
19. Nunez A., Hendriks J., Moraal J., Ramirez I., Dollevoet R., Li Zili. Rail Condition Monitoring using Axle Box Acceleration Measurements: defect detection in the Netherlands and Romania // Proceedings of the 2018 World Transport Convention. 2018. Р. 12. [Электронный ресурс]. URL: https://pdfs.semanticscholar.org/91d6/ab34a4bd43b0b4 6952e0b7d14234891e58e2.pdf (15.02.2019).
20. Boogaard M.A., Li Zili, Dollevoet R.P.B.J. In situ measurements of the crossing vibrations of a railway turnout // Measurement. 2018. Vol. 125. P. 313-324. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2018.04.094
21. Лукьянов А.В., Алейников Д.П., Портной АЮ. Система защиты обрабатывающих центров от опасных динамических нагрузок на основе анализа параметров вибрации и силы // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21. № 4. С. 30-38. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2017-4-30-38
22. Kovacevic J., Goyal V.K., Vetterli M. Fourier and Wavelet Signal Processing // Creative Commons. 2013. [Электронный ресурс]. URL: https://b-ok.cc/ireader/2863473 (15.02.2019).
References
1. Iwnicki SD, Bevan AJ. Damage to Railway Wheels and Rails: A Review of the Causes, Prediction Methods, Reduction and Allocation of Costs. International Journal of Railway Technology. 2012;1(1):121—146. https://doi.org/10.4203/ijrt. 1.1.6
2. Cigada A, Manzoni S, Vanali M. Vibro-Acoustic Characterization of Railway Wheels. Applied Acoustics. 2008;69(6):530-545.
https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2007.01.002
3. Chernyak AY, Gryndei OO, Kravchenko KA, Kravchenko CA. The Problem of Wear Tribosystem "Wheel - Rail". Всник Хмельницького национального ун'!верситету. Технiчнi науки = Herald of Khmelny-tskyi National University. 2014;6:53-58.
4. Giannakos K. Modeling the Influence of Short Wavelength Defects in a Railway Track on the Dynamic Behavior of the Non-Suspended Masses. Mechanical Systems and Signal Processing. 2016;68-69:68-83. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2015.07.020
5. Thakkar NA, Steel JA, Reuben RL. Rail-Wheel Interaction Monitoring Using Acoustic Emission: A Laboratory Study of Normal Rolling Signals with Natural Rail Defects. Mechanical Systems and Signal Processing. 2010;24(1 ):256-266.
https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2009.06.007
6. Harris UDzh, Zaharov SM, Landaren Dzh, Torne H, Ebersen V. Summarized Best Practices of Heavy Traffic: Issues of Wheel-Rail Interaction, 2002, 408 р. (Russ. ed.: Obobshchenie peredovogo opyta tyazhe-lovesnogo dvizheniya: voprosy vzaimodejstviya kolesa i rel'sa. Moscow, Intekst, 2002, 408 р.)
7. Samme GV. Frictional Interaction of Locomotive Wheelsets and Rails. Theory and Practice of Locomotive Coupling: a monograph. Moscow: Uchebno-metodicheskiy tsentr po obrazovaniyu na zheleznodorozhnom transporte; 2014, 104 р. (In Russ.)
8. Muszynska A. Vibrational Diagnostics of Rotating Machinery Malfunctions. International Journal of Rotating Machinery. 1995:1 (3-4):237-266. https://doi.org/10.1155/S1023621X95000108
9. Khadersab A, Shivakumar SDr. Vibration Analysis Techniques for Rotating Machinery and its Effect on Bearing Faults. Procedia Manufacturing. 2018;20:247-252. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2018.02.036
10. Tang Jian, Zhao Lijie, Yue Heng, Yud Wen, Chai Tianyou. Vibration Analysis Based on Empirical Mode Decomposition and Partial Least Square. Procedia Engineering. 2011; 16:646-652. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.08.1136
11. You Lei, Hu Jun, Fang Fang, Duan Lintao. Fault Diagnosis System of Rotating Ma-chinery Vibration Signal. Procedia Engineering. 2011;15:671-675. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.08.125
12. Baasch B, Groos JC, Roth M. SensorgestQtzte Anomalie-Detektion zur Zustandsbewer-tung der Schiene mit RegelzQgen. Eisenbahntechnische Rund-
schau. 2018;12:32-35.
13. Groos JC, Roth M, Havrila P. Zustandsüberwa-chung mit kostengünstigen Multi-Sensor-Systemen. EIDer Eisenbahningenieur. 2017; 10:41-45.
14. An Boyang, Wang Ping, Xiao Jieling, Xu Jingmang, Chen Rong. Dynamic Response of Wheel-Rail Interaction at Rail Weld in High-Speed Railway. Hindawi. 2017:11. Available from: https://www.hindawi.com/journals/sv/2017/5634726/ [Accessed 15th February 2019]. https://doi.org/10.1155/2017/5634726https://doi.org/10. 1155/2017/5634726
15. Zhao Xin, Wen Ze-feng, Wang Heng-yu, Jin Xue-song, Zhu Min-hao. Modeling of High-Speed Wheel-Rail Rolling Contact on a Corrugated Rail and Corrugation Development. Journal of Zhejiang University SCIENCE A. 2014;15(12):946-963. https://doi.org/10.1631/jzus.A1400191
16. An Boyang, Wang Ping, Xu Jingmang, Chen Rong, Cui Dabin. Observation and Simulation of Axle Box Acceleration in the Presence of Rail Weld in HighSpeed Railway. Applied Sciences. 2017;7(12):16. https://doi.org/10.3390/app7121259
17. Molodova M, Li Zili, Nunez A, Dollevoet R. Valid a-tion of a Finite Element Model for Ax-Le Box Acceleration at Squats in the High Frequency Range. Computers and Structures. 2014;141:84-93. https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2014.05.005
18. Molodova M, Li Zili, Nunez A, Dollevoet R. Parame t-ric Study of Axle Box Acceleration at Squats. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part F: Journal of Rail and Rapid Transit. 2015;229(8):841-851. https://doi.org/10.1177/0954409714523583
19. Nunez A, Hendriks J, Moraal J, Ramirez I, Dollevoet R, Li Zili. Rail Condition Monitoring using Axle Box Acceleration Measurements: Defect Detection in the Netherlands and Romania. In: Proceedings of the 2018 World Transport Convention. 2018:12. Available from: https://pdfs.semanticscholar.org/91d6/ab34a4bd43b0b4 6952e0b7d14234891e58e2.pdf [Accessed 15th February 2019].
20. Boogaard MA, Li Zili, Dollevoet RPBJ. In Situ Measurements of the Crossing Vibrations of a Railway Turnout. Measurement. 2018;125:313-324. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2018.04.094
21. Lukyanov AV, Aleinikov DP, Portnoy AY. Vibration and Force Parameter Analysis-Based System of Machining Center Protection from Dangerous Dynamic Loads. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnich-eskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2017;21(4):30-38. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/1814-3520-2017-4-30-38
22. Kovacevic J, Goyal VK, Vetterli M. Fourier and Wavelet Signal Processing. Creative Commons. 2013. Available from: https://b-ok.cc/ireader/2863473 [Accessed 15th February 2019].
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(3):Б27-Б47
Критерии авторства
Портной А.Ю., Мельниченко О.В., Селедцов К.П., Линьков А.О., Яговкин Д.А., Шрамко С.Г., Грузин Г.Г. заявляют о равном участии в получении и оформлении научных результатов и в равной мере несут ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Портной Александр Юрьевич,
доктор физико-математических наук, доцент, доцент кафедры «Физика, механика и приборостроение», Иркутский государственный университет путей сообщения,
664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15, Россия; e-mail: portnoyalex@yandex.ru
Мельниченко Олег Валерьевич,
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Электроподвижной состав», Иркутский государственный университет путей сообщения,
664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15, Россия; e-mail: olegmelnval@mail.ru
Селедцов Константин Павлович,
аспирант,
Иркутский государственный университет путей сообщения,
664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15, Россия; Н e-mail: kostyans7kss@gmail.com
Линьков Алексей Олегович,
кандидат технических наук, доцент доцент кафедры «Электроподвижной состав», Иркутский государственный университет путей сообщения,
664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15, Россия; e-mail: linkovalex@mail.ru
Яговкин Дмитрий Андреевич,
кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроподвижной состав», Иркутский государственный университет путей сообщения,
664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15, Россия; e-mail: yagovkinda@mail.ru
Authorship criteria
Portnoy A.Yu., Melnichenko O.V., Seledtsov K.P., Linkov A.O., Yagovkin D.A., Shramko S.G., Gruzin G.G. declare equal participation in obtaining and formalization of scientific results and bear equal responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.
The final manuscript has been read and approved by all the co-authors.
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Aleksandr Yu. Portnoy,
Dr. Sci. (Physics and Mathematics), Associate Professor,
Associate Professor of the Department of Physics, Mechanics and Instrument Engineering, Irkutsk State Transport University, 15, Chernyshevsky St., Irkutsk 664074, Russia; e-mail: portnoyalex@yandex.ru
Oleg V. Melnichenko,
Dr. Sci. (Eng.), Professor,
Head of the Department of Electric Rolling Stock,
Irkutsk State Transport University,
15, Chernyshevsky St., Irkutsk 664074, Russia;
e-mail: olegmelnval@mail.ru
Konstantin P. Seledtsov,
Postgraduate Student,
Irkutsk State Transport University,
15, Chernyshevsky St., Irkutsk 664074, Russia;
H e-mail: kostyans7kss@gmail.com
Aleksey O. Linkov,
Cand. Sci. (Eng.),
Associate Professor of the Department
of Electric Rolling Stock,
Irkutsk State Transport University,
15, Chernyshevsky St., Irkutsk 664074, Russia;
e-mail: linkovalex@mail.ru
Dmitriy A. Yagovkin,
Cand. Sci. (Eng.),
Associate Professor of the Department
of Electric Rolling Stock,
Irkutsk State Transport University,
15, Chernyshevsky St., Irkutsk 664074, Russia;
e-mail: yagovkinda@mail.ru
Шрамко Сергей Геннадьевич,
кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроподвижной состав», Иркутский государственный университет путей сообщения,
664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15, Россия; e-mail: novorosserg@mail.ru
Грузин Геннадий Григорьевич,
аспирант,
Иркутский государственный университет путей сообщения,
664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15, Россия; e-mail: margeni@mail.ru
Sergey G. Shramko,
Cand. Sci. (Eng.),
Associate Professor of the Department
of Electric Rolling Stock,
Irkutsk State Transport University,
15, Chernyshevsky St., Irkutsk 664074, Russia;
e-mail: novorosserg@mail.ru
Gennadiy G. Gruzin,
Postgraduate Student,
Irkutsk State Transport University,
15, Chernyshevsky St., Irkutsk 664074, Russia;
e-mail: margeni@mail.ru
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(3):Б27-Б47
