CC BY
45
УДК 625.151.2.001.4
к. в. мойсЕенко (дит)
OCHOBHI ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИ НАТУРНОГО ВНПРОБУВАННЯ НА М1ЦН1СТЬ НОВОГО СТР1ЛОЧНОГО ПЕРЕВОДУ
Викладено обставини, за яких необхщно випробовувати стршочний перевщ на мщшсть, мета й завдання випробування, вимоги до укладання, експлуатацп та стану дослвдного переводу до i тд час випробування, наведено схеми встановлення прилад1в, основш вимоги до засоб1в вим1рювань та формування дослвдного по1'зда, принципи обробки та анал1зу експериментальних даних.
Ключовi слова: схема встановлення прилащв, дослвдний по!зд, експериментальш дат
Изложены условия, при которых необходимо испытывать стрелочный перевод на прочность, цель и задачи испытания, требования к укладке, эксплуатации и состоянию опытного перевода до и во время испытаний, приведены схемы установки приборов, основные требования к средствам измерений и формированию опытного поезда, принципы обработки и анализа экспериментальных данных.
Ключевые слова: схема установки приборов, опытный поезд, экспериментальные данные
The conditions, which are necessary for full-scale test of a switch on strength, purpose and tasks of tests, requirements to laying, operation and state before and during tests are described; the scheme of installation of devices, the basic requirements to measuring tools and formation of a test train, the principles of data processing and experimental data analysis are presented.
Keywords: scheme of installation of devices, test train, experimental data
Через складнють конструкци стршочного переводу та особливост1 його взаемоди з рухо-мим складом технолопю випробування звичай-но1 коли для дослщження напружено-дефор-мованого стану переводу застосовувати не можна.
3 кра!н близького заруб1жжя лише в Росш-ськш Федерацп в певнш м1р1 регламентовано загалъний порядок проведения цього типу випробування переводу [1] й зазначено, що на основ! даного документа розроблюються робоч! методики, яю враховують вимоги програми ви-пробувань конкретного типу стршочного переводу. На нашу ж думку, технолопя випробування бшьшою м1рою зумовлюеться особливо-стями взаемодп з рухомим складом, характер-ними для переводу як специф1чно! конструкцп коли, шж конструкщею конкретного переводу, 1 тому И необхщно описати детальшше.
За останш роки кафедрою коли та Кол1еви-пробувальною ГНДЛ ДИТу виконано багато експериментальних дослщжень напружено-деформованого стану нових стршочних пере-вод1в р1зних конструкцш (проекти 2215, 1740, 65109Ж-01, 1160, 65111Ж, Дн 300, Дн 355, Дн 345). Велика кшьюсть св1жих даних 1 нако-пичений досвщ оргашзацп таких експерименпв дають змогу ч1тко сформулювати основш положения технолог!! !х виконання, дотримання яко! гарантуе високу яюсть результата досл1-
джень та дозволить пор1внювати показники, одержан! для р!зних конструкц!й.
Чому випробування натурне, а не динамжо-мщшсне?
Так склалося, що експериментальне досл!-дження напружено-деформованого стану стрь лочного переводу п!д д!ею рухомого складу найчаст!ше називають «динамшо-мщшсним випробуванням», хоча випробування викону-еться задля оц!нки м!цност! та деформацп ме-талевих частин ! брушв переводу, а не його ди-нам!чних характеристик (на в!дм!ну вщ динам!-ко-м!цн!сних випробувань локомотив!в, мотор-вагонного рухомого складу та вагошв, тд час яких д!йсно визначаються динам!чн! характеристики ек!паж!в: коефщент запасу ст!йкост! проти сходу, рамш сили, коеф!ц!енти динам!-ки — та виконуеться оц!нка м!цност! !х констру-кц!й [2, 3]). У нашому випадку частина «дина-мшо-» характеризуе не одне !з завдань випробування, а умови його проведения, причому неч!тко: динам!чне навантаження можна забез-печити й у лабораториях умовах.
Дещо !накше термш «динам!ко-м!цн!сне випробування» трактуеться в [1]. Вщповщно до вимог цього документа, додатково до оц!нки мщност! нового стр!лочного переводу необхщ-но визначати також його вплив на динам!чш якост! рухомого складу шляхом визначення
© Мойсеенко К. В., 2011
рамних сил та непогашеного поперечного при-скорення кузова.
Наведен! м1ркування дозволяють стверджу-вати, що термш «дпнамшо-мщшсне випробування» неоднозначно описуе даний тип випро-бувань стршочного переводу 1 тому потребуе коригування.
Вщповщно до ГОСТ 16504-81 «Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения» [4], «випробування -це експериментальне визначення кшькюнпх та (або) якюнпх характеристик властивостей об'екта випробувань як результату дп на нього, шд час його функцюнування, шд час моделю-вання об'екта та (або) дп» (переклад тут / дал1 наш. — К. М.). Таким чином, експериментальне дослщження напружено-деформованого стану переводу - це випробування.
На нашу думку, для ч1ткого визначення цьо-го типу випробувань його назва повинна мюти-ти: умови та мюце проведения (натурне), назву об'екта випробування (стршочний перевщ), результат дп (на мщшсть).
Поодинщ щ термши, зпдно з [4], мають та-кий змют: «натурне випробування - випробування об'екта в умовах, що вщповщають умо-вам його використання за прямим призначен-ням з безпосередшм оцшюванням або контролем властивостей об'екта, що визначаються»; «випробування на мщшсть - випробування, яю проводяться для визначення значень д1ючих на об'ект фактор1в, що викликають вихщ значень характеристик властивостей об'екта за встано-влеш меж1 або його руйнування» (фактори, що д1ють на об'ект, — це швидюсть та тип екшажа, що рухаеться по переводу).
Таким чином, експериментальне дослщжен-ня напружено-деформованого стану стршочно-го переводу шд д1ею рухомого складу повинне називатися «натурным еипробуеанням стрыоч-ного переводу на м1цшстъ». До реч1, якщо не-обхщно шд час випробування стршочного переводу визначати також його д1ю на рухомий склад, випробування можна назвати «комплек-сним натурним випробуванням стршочного переводу на мщшсть та за д1ею на рухомий склад».
Мета 1 завдання випробування, допустим!
та рекомендован! величини показниюв
Метою натурного випробування нового стршочного переводу на мщшсть е визначення допустимих швидкостей руху по!зд1в по прямому та(або) боковому напрямках за умови га-
рантування безпеки руху по!зд1в (у частпш, що стосуеться мщносп переводу) та рацюнально! роботи його конструкцп.
Зпдно з практикою проведения випробувань та рекомендащями Оргашзацп сшвроб!тнпцтва затзнпць [5] для досягнення ще! мети необхщ-но за р1зних швидкостей дослщного по!зда ви-зиачити та пор1вняти з граничними величинами макспмальш значения таких показниюв взае-модй стршочного переводу та рухомого складу:
- напруження розтягу в кромках шдошвп рейкових елеменпв (рамш рейки, гостряки, рейки з'еднувально! частини, хрестовини) та неробочш граш головки контррейки;
- вертпкальш та горизонтальш сили, що д1-ють на рейки переводу, та !х деформацп;
- горизонтальш перемщення брус1в.
Напруження в несучих конструкщях переводу та контррейках — це показник, за допомо-гою якого оцшюеться безпека руху по!зд1в по переводу, решта характеристик потр!бш для тлумачення одержанпх напружень та прогнозу-вання економ1чно! ефективносн його застосу-вання.
Окреме мюце займае визначення вертикаль-них перемщень рейкових елеменпв. Ця величина дозволяе оцшити яшсть утримання балас-тового шару переводу — за наявносн перем1-щень, що перевпщують гранпчну величину, стршочний перевщ не може вважатися справ-ним, а результатн випробування достов1рними.
Кшьшсш значения граничних величин характеристик взаемодп стршочного переводу та рухомого складу наведено в табл. 1 та 2. Бшь-шють з них прийнято на шдстав! [5], величини горизонтальиих сил — [1], напруження в шдош-в1 жорстко! хрестовини — [6], горизонтальш перемщення брус1в - [7 - 9].
Аналопчно методпщ розрахунку коли на мщшсть [10], показники взаемодп, що визначаються шд час випробування, повииш матн р1зну вагу шд час прпйняття ршення стосовно допустимих швидкостей руху по!зд1в по переводу. Граничш значения показнишв, вплпв якнх на безпеку руху та економ1чну ефектив-шсть застосування переводу не шдлягае сумш-ву, повииш матн статус «допустимо! величини» (!х перевищеиня иеприпустиме), решти характеристик — «рекомендовано!» (!х перевпщення можлнве).
Допустим! швидкост! руху по!зд!в по стр1-лочному переводу визначаються як иайбшьш! кратн! 10 км/год швидкост! вщповщних дослщ-них по!зд!в, за якпх всг показники напружено-деформованого стану переводу не перевищу-
ють допустимых значень. Вони не повинш пе-ревищувати максимальш величини, наведет в техшчному завданш на створення переводу.
Таблиця 1
Допустим! величини характеристик, що визиачаються пщ час натурного випробування стршочного переводу на мщшсть
Характеристика
1. Напруження, МПа:
- кромка тдошви гостряка та осердя хре-стовини з рухомими елементами, вигото-вленими з гострякового проф1лю
- кромка тдошви рамних рейок, рейок з'еднувально! частини та рейкових зашн-чень хрестовини
- неробоча грань головки контррейки
2. Горизонтальш (поперечю) сили, що дшть на рейки стршочних перевод1в типу, кН:
- Р65 (ШС60) I важче
- легше Р65 (ШС60)
3. Горизонталью перемщення бруав, мм
4. Вертикалью перемщення рейкових елеменпв, мм
Величина
275
250 330
150 120
1,5
10
Таблиця 2
Рекомендован! величини характеристик, що визиачаються шд час натурного випробування стршочного переводу на мщшсть
Характеристика Величина
1. Вертикалью сили, що дшть на рамю
рейки та рейки з'еднувально! частини,
кН 200
2. Напруження в юдошв1 жорстко! хрес- 110
товини з литим сердечником, МПа
3. Горизонталью перемщення рейкових елеменпв, мм 4,0
Умови, за яких необхщно випробовувати стршочний перевщ на мщшсть. Вимоги до його укладання, експлуатацп та стану до 1 шд час випробування
Потреба випробування нового стршочного переводу на мщшсть визначаеться на основ! його пор1вняння ¿з сершними стршочними переводами-аналогами. Якщо наявш вщмшност1 можуть иопршити напружено-деформований стан нового переводу вщносно сершного, випробування проводит необхщно. Ршення що-
до проведения випробування на мщшсть ухва-люе м1жвщомча комю1я з приймання стршоч-ного переводу, склад яко! затверджуеться Укр-затзницею. Нов1 стршочш переводи, яю ви-пробовувалися останшм часом, вщр1знялися вщ сво1х аналопв геометричними характеристиками (початковий кут гостряка та рад1ус перевщ-но1 криво!) та (або) конструкщями окремих ча-стии (рамш рейки, хрестовина, пром1жне крш-леиия, вщсташ м1ж брусами).
Необхщно зазначити, що сершш стршочш переводи теж повинш випробовуватися на мщшсть за потреби збшьшення допустимо! швид-косп руху по!зд1в по них або теля модертза-цп, у результат! яко! може попршитися !х на-пружено-деформований стаи. Також таю випробування потр1бно включатн до програмн випробувань нового рухомого складу за впли-вом на кол1ю.
Дослщний перевщ слщ укладатп на дшянщ, характеристики (план та поздовжнш ирофшь) \ стан коли та контактно! мереж1 яко! дозволяють реатзащю дослщним по!здом по прямому та боковому напрямках переводу швпдкостей, що на 10 км/год перевищують ироектш, наведен! в техшчному завданш на його створення. Техно-лопя укладення повинна бути такою, щоб склад та яюсть виконаних роб1т вщиовщали вимогам [11] як для стршочного переводу теля модертзацп (тут модершзащя - це р1зновпд колшнпх робп)
Досвщ оргашзацп випробування вказуе, що иайкраще його проводит на станцп, що обме-жуе двоколшну електрнфшовану дшянку паса-жнрського руху з вантажонапружешетю голо-вно1 коли, на якш укладено дослщний перевщ, не бшьше 30 млн т. Звичайно, плануватн випробування в такому випадку необхщно на час, коли штенсившсть руху пасажирських по1зд1в зменшуеться. Дуже зручно для оргашзацп випробування, коли станщя розташована поблизу днрекцп затзничних перевезеиь та депо, яке надаватиме локомотиви; для оперативного фо-рмування дослщного по!зда на станцп повинш постшно бути прнсутш пращвннкп вагонного господарства.
Стан 1 утрпмання дослщного переводу та прплеглнх дшянок коли тд час випробування мають бути такими, щоб вплив таких фактор1в, як план, р1вень, вертикальний профшь на на-иружено-деформований стан дослщного переводу був мшмальнпм. Тшьки за тако! умови результати випробування вщобразять зв'язок м1ж характеристиками його напружено-дефор-мованого стану та його конструкщею, а не ва-
дами утримання або технологи укладання переводу. Тому збирання, укладання та утримання дослщного переводу повииш виконуватися в строгш вщповщносп з конструкторською до-кументащею й нормативними документами щодо утримання перевод1в та шд иаглядом ор-гашзацп, що виконуватиме випробування.
Для досягнення необхщиого стану дослщ-ного стршочного переводу за р1внем, у плаш та поздовжньому профш його виправления слщ виконувати сучасними колшиими машинами, яю спроможш забезпечити вщповщиу яюсть робт Останнш раз перевщ та прилет дшянки коли потр1био стараино виправити в плаш та профш за 2...3 тижш до початку випробування.
3 метою усунення впливу на результата випробування зменшення модуля пружносп бала-сту теля його глибокого очищения або укла-дення нового, на початок випробування по стрь лочному переводу повинно бути пропущено не менше 15 млн т брутто вантажу. Пщ час проведения випробування баласт повинен бути неза-мерзлим.
Стан переводу иеобхщно зафшсувати перед початком та в кшщ випробування, також його слщ контролюватп протягом випробування. Перед реатзащею швидкостей, що перевищують встаиовлеш на дшяищ, стан дослщного переводу та прилегло! коли необхщно перев1рити за допомогою кол1евим1рювального вагона.
Обсяг та техиолопя обм1р1в стршочного переводу повииш вщповщати вимогам [12]. До-датково до цього иеобхщно встановити факти-чш вщсташ м1ж осями брус1в та прямолшш-шсть прямого напрямку переводу, бажано також пщ час обстеження визначити його поздовжиш профшь. Осиовш положения методики обм1р1в, яка використовувалася остаишм часом, викладеш в [13].
Досвщ проведения випробувань вказуе, що за наявност1 ретельно! та вщповщальио! !х тд-готовки несправиостей, яю можуть перешкоди-ти реатзацп максимальиих швидкостей по до-слщному переводу або спотворити результата випробування, не виникае.
Схеми встановлення прилад1в на дослщному перевод!
Як уже зазначалося, пщ час випробування стршочного переводу на мщшсть необхщно одержати максималът значения показниюв його напружено-деформованого стану (перелш наведено в табл. 1, 2). Природно, що вишрюва-льш прилади в такому випадку повииш розта-
шовуватися в мюцях, де i'x величини мають бути близькими до екстремальних у всьому д1апа-зон1 швидкостей руху дослщного по!зда.
Анатз коиструкцп стршочного переводу та кшематики руху екшажа по ньому, результата випробувань на мщшсть (у тому числ1 й [7 — 9, 14]) вказують, що на звичайному одиночному стршочиому перевод! иезалежно вщ типу ею-пажа максимальш для певного елемеита переводу напруження завжди рееструються в таких мюцях:
— переднш витт рамних рейок пщ час по-шерстиого руху дослщного по!зда (кромка ni-дошви рамних рейок, боковпй напрямок);
— кшець прямо! частиии, початок вщхилен-ия контррейки (неробоча грань головки контррейки);
— пщошва жорстко! хрестовини в перер1зах з найменшими вертпкальнпм та горпзонтальнпм моментами опору або з р1зкими змшами форми (xBicT хрестовини).
Спрогнозувати положения максимум1в на-пружень по довжиш гостряюв та рейок з'еднувально! частини складшше. За данпмп наших натурних дослщжень розташування максиму-м1в напружень у пщошв1 рейки або гостряка для перевод1в р1зних проекпв не збпаються, також вони залежать вщ швидкост1 та типу ею-пажа, а найбшьше та наймеише по довжиш цих елеменпв значения нерщко вщр1зняються у 2...3 рази. Нашмов1ршше причиною цього е особливосн перевод1в р1зних проекпв та не-усталений характер руху екшаж1в по переводу, зумовлений вщиосно невеликими ращусом та довжиною перевщно! криво!, в!дсутн!стю пере-хщних крпвпх та пщвищения зовшшиьо! рейки, наявшстю стиюв.
Поява та масове застосування сучасних про-грамних комплекс1в, призиачених для автома-тизацп процесу дослщжения мехашчиих систем («Универсальный механизм», Visual Nastran, Medyna, Working Model та ш.), дозволяють спод1ватися, що в недалекому майбутньому з'являться надшш верифшоваш модел1, за допомогою яких можна буде визначати розташування максимум1в напружень у металевих час-тинах иових стршочних перевод1в для будь-якого екшажа, що входить до дослщного по!зда (це дасть можливють р1зко зменшити кшьюсть вим1рювальних прилад1в), але на сьогодш единим способом не пропустит максимум е piB-ном1рие розташування по довжиш переводу якомога бшьшо! кшькосп вим1рювальиих при-лащв, що, на жаль, для Bcix частин переводу неможливо з техшчних причин.
Лопчним виходом ¿з ще! ситуацп е установления бшьшо! частини прилащв у тих зонах переводу, де иаявшсть максимум1в зумовлю-еться юиематикою руху еюпаж!в 1 коиструкщ-ею переводу та шдтверджуеться результатами випробувань, а меишо! — у мюцях, де поява ма-ксимум1в менш ¿мов1рна.
Аиатз даних та результата випробувань одиночних звичайних иеревод1в [7 — 9, 14] дозволив виявити таю зони й умови появи тут ма-ксимум1в:
— у пор1внянш з рамннмп рейками та рейками з'еднувально! частини криволшшний та прямий гостряки працюють у бшьш несирият-ливих умовах (вщиошеиия максимальиих ймо-в1риих значень иапружеиь до допустимих величии для гостряюв бшьш! на 15...30 %, шж для рейок, а для перевод1в проекта Дн 300 та Дн 355 за швидкосп 50 км/год по боковому на-прямку досягають 0,94 [8, 9]);
— максимальш напруження, сили, деформа-цп рейкових елеменпв та перемщення брус!в рееструються за швндкостей, близьких до мак-снмальннх. Пщ час руху по боковому напрямку вс1 щ показннкп по зовшшнш рейщ (напрям-нш) бшьш! в пор1внянш з внутршньою. Для прямого напрямку така залежшсть вщсутня;
— напруження в зовшшшх вщносно ос! коли кромках тдошви рейки, гостряка або рухомого сердечника бшьш! за напруження у внутршшх;
— прилади для вим1рювання напружень повинш розташовуватися не ближче, шж через ящик вщ стику — це дозволить запоб1гти спо-творенню корисиого сигналу високочастотни-мн коливаннями, що обумовлюються ударною взаемод1ею колеса та рейки в межах стику.
Зображеш на рис. 1 схеми установления прилад1в в1диов1дають наведеним вище положениям, вони апробоваш в жовтн1-лнстопад1 2009 року тд час натурного випробування на мщшсть стршочного переводу типу Р65 марки 1/11 проекту Дн 345-08.
Пщ час розробки схем також враховано, що:
— на нашу думку, за максимальиих швидко-стей руху досл1дного ио!зда 40.50 км/год пе-рер1зи, у яких встановлюються прилади, потр1-бно розмщувати не р1дше н1ж через один ящик, для бшьших - через два;
— для полегшення штерпретацп одержанпх даних якиайб1льша к1льк1сть вим1рювальних прилад1в повинна розташовуватися в одному перер1з1 рейки;
— гранична величина горизонтально! сили, що д1е на перевщ, мае статус «допустимо!», тому кшьюсть перер!з!в, де вона вим!рюеться,
повинна бути максимальною, для вертикально! сили (гранична величина «рекомендована») кшьюсть перер!з!в можна зменшити. За цим самим принципом розм!щуються й горизонта-льн! прогином!ри;
- яюсна оц!нка стану баластного шару переводу забезпечуеться розташуванням вертпкаль-них прогпном!р!в через 5.8 ящпк!в;
— найчаспше максимальн! горизонтальн! иерем!щення брушв рееструвалися в межах стр!лки, тому прилади тут розташоваш густ!ше, шж у з'едиувальи!й частии!.
Враховуючи те, що вертикальш перем!щеи-ия рейкових елеменпв виконують контрольну функц!ю та мало залежать в!д швидкост!, краще за все !х визначати окремо в сиец!ально для цього видшений день за швидкостей досл!дного ио!зда, близьких до встановлених на дшянщ. Пюля цього ирогином!ри иотр!бно зняти та за-стосувати для вим!рювання !нших деформац!й та перем!щень.
Схеми встановлення прилад!в, наведен! на рис. 1, мютять ту м!н!мальну !х к!льк!сть, яка гарантуе як!сть результата дослщжень. За потреби детального дослщження напружено-деформованого стану окремих частпн переводу (напрнклад, стояки иезалежио! контррейки) необх!дно встановлюватп додатков! прилади за схемою, вщповщно до конструкцп ц!е! частини.
Основн1 вимоги до засоб1в вим1рювань
Ус! випробування, на яких грунтуеться дана стаття, були проведен! з внкорпстанням розро-блено! в Кол!евнпробувальн!й ГНДЛ впм!рю-вально-шформацшно! снстемп (В1С) «ПОНИЛ ДЛИТ - 1». Детальна шформащя про констру-кц!ю окремих !! частии та порядок застосування викладеиа в нормативних документах лабора-тор!!, тому в даному розд!л! звертаеться увага лише на т! характеристики В1С, як! необхщно враховувати и!д час розробки схеми встановлення прилад!в та складання висновк!в за результатами випробувань.
Як первинний датчик тд час визиачения иапружеиь у рейках та гостряках стр!лочного переводу використовуеться прямокутнпй тен-зорезнстор з базою вим!рюваиия 20 мм. Зважа-ючи на форму епюр згинального моменту, що характерш для цпх елеменпв, наявне осеред-нення напружень на довжиш базн впм!рювання практично не впливае на точн!сть внзначення напружень. Але у випадку, якщо е и!дстави вважати, що епюра момента може р!зко зм!ню-ватнся на невеликому вщр!зку, си!вм!рному з довжиною датчика (через р!зку зм!ну форми
елемента в горизонтально та(або) вертикальиш площинах), у цш частиш краще розташувати не один-два датчики базою 20 мм, а три-чотири — базою 10 мм або нав1ть менше. Такий пщхщ
добре себе зарекомендував пщ час визначення напружень у шдошв1 хвостово! частиии хрестовини переводу проекту Дн 355 [9].
Умовш позначення: X - прилад для вим1рювання вертикально! сили, що д1е на рейку;
л - прилад для ви\прювання напруження в кромщ шдошви рейки, гостряка та хрестовини; - прилад для ви\прювання напруження в неробочш кромщ контррейки;
Т I
прилади для вимфювання в1дпов1дно вертикальних 1 горизонтальних перемщень реики;
[ - прилад для вим1рювання горизонтального перемщення бруса; 1 - \псцс визначення горизонтально! сили, що д!е на рейку
Рис. 1. Схеми встановлення прилад!в: а - по прямому напрямку переводу, б - по боковому
Непоганим засобом покращення точиост! вим!рюваиь е зменшення д1апазоиу вишрю-
Дуже важливою характеристикою вишрю-вальиих каиатв В1С, яка безпосередиьо впли-вае на висновки за результатами випробувань, е величина вщносио! похибки вим1рюваиь. Для шюстрацп цього положения розглянемо такий приклад: за швидкост1 дослщного по!зда по боковому напрямку 50 км/год максимальна ймо-в1рна величина напружень у шдошв1 кривого гостряка становить 259 МПа з вщиосиою похи-бкою вишрюваиия 5,7 %, потр1бно розробити рекомеидацп стосовно допустимо! швидкост! руху по!зд!в. За тако! в!диосио! похибки точие значения дослщжуваио! величини перебувае в д1апазош 244,2...273,8 МПа, що менше за до-пустиму величину (табл. 1), тому по переводу можна рекомендуватп встановити допустиму швидюсть 50 км/год. Якби в!дносна похибка складала 7 %, тод1 д1апазои збшьшився б до 240,9... 277,1 МПа, а шдстава для встановлення допустимо! швидкост! 50 км/год зникла.
Для визначення похибки засоби вишрювань повииш щор1чио проходити державиу пере-в1рку, а величина похибки вим!рюваиия мае шдтверджуватися документом встановленого зразка.
вань. На нашу думку, для оптим1зацп похибки д!апазоии вим!рюваиь вим!рювальиих каиал1в не повииш перевищувати максимальиих значень, наведених у табл. 1 \ 2, бшьше шж на тре-тину.
Найголовшш1 характеристики В1С для нату-рних випробувань стршочного переводу на мь цшсть наведено в табл. 3, верхш меж1 частот-ннх д1апазошв вщповщають частотним характеристикам вишрювальиих каиатв В1С «ПОНИЛ ДЛИТ - 1», вщиосиа похибка вим-рюваиь - не бшьше 10 %.
Дослщний П013Д
Вплив усього р1зиомашття рухомого складу на дослщний перевщ ¿м1туеться за допомогою дослщного по!зда. Для забезпечення можливос-т1 руху «човником» П013Д складаеться з двох локомотив1в, розташованих у голов1 й хвост1 по!зда, та вагошв.
Вантажш та пасажирсью по!зди впливають на перевщ по-р1зному: ваитажиий рухомий склад характернзуеться значним навантажен-
ням на вюь, але вщносно невеликими конструк-тивними швидкостями руху, тод1 як пасажирсь-кий — меншим навантаженням на вюь, але сут-тево бшьшими швидкостями. Тому шд час випробувань переводу на мщшсть необхщно використовувати два дослщш по!зди: «вантаж-ний» та «пасажирський». До складу першого включаються вантажш локомотиви та вагоии, другого - пасажирсью.
Таблиця 3
Найголовшш! характеристики В1С для иатуриих випробувань стршочного переводу на мщшсть
Найменування витрю-вального каналу (ВК) Верхня межа частотних дiaпaзoнiв ВК, Гц Д1апазон вим1рю-вань
ВК напружень, МПа 150 0.350
ВК перемщень, мм 150 0.13
ВК вертикальних сил, кН 1000 0.250
ВК горизонтальних (поперечних) сил, кН 150 0.200
Примггка. Для вим1рювання напружень у неробочш граш контррейки краще застосовувати прилади з д1апазо-ном вим1рювань 0 .400 МПа.
Наймасовшим типом ваитажиого вагона е шввагон на в1зках модел1 18-100. Результата випробувань [7, 8, 14] вказують, що в иор1в-нянш з иорожшм та завантаженим на 3/4 швва-гон, завантажений повшстю, виливае на стршо-чний перевщ бшьш иесприятливо, тому до дослщного по!зда необхщно включатн лише повшстю завантажеш вагоии. Найкраще для цього шдходять модел1 шввагошв з розванта-жувальними люками та нормативною вантажо-шдйомшстю 68.69 тонн. Це дозволяе в наван-таженому сташ забезиечити статичне наванта-ження вщ колеса на рейку 115.120 кН.
Пасажирсью вагони р1зного призначення менше вщр1зняються м1ж собою, шж вантажш, тому до дослщного по1зда можна включати будь-який иорожнш пасажирський вагон за умови, що його конструктивна швидюсть вщ-иовщае вимогам випробування (маси пасажир-ського вагона в порожньому сташ та з иасажи-рами р1зняться м1ж собою менше шж на 5 %, тому щею р1зницею можна знехтувати).
Для випробування стршочного переводу на мщшсть найбшьше пщходять двосекцшш елек-тровозн на двовюних в1зках, що не мають зв'язку м1ж собою (наприклад, ЧС7 та ВЛ11). Використання таких локомотив1в дозволяе по-кращити точшсть результапв за рахуиок збь
льшеиия кшькосп даиих у виб1рщ. Для досяг-нення тако! само! точносп для локомотив1в се-рш ЧС2 (тришст в1зки) або ВЛ8 (иоздовжнш зв'язок м1ж в1зками) иотр1бно в кшька раз1в 61-льше по13док. Пщ час випробування техшчний стан вагошв та локомотив1в повинен вщповща-тн вимогам вщиовщних нормативних документа з 1х утримання та ремонту.
Для досягнення однаково! точносп результата кшьюсть вагошв у дослщному по!зд1 повинна вщповщати кшькосп секцш локомоти-в1в. На нашу думку, кшьюсть пасажирських вагошв можна зменшити до двох через у два-три рази кращий вилив на иеревщ та значш складнощ1 з видшенням вагошв, пов'язаш з суттево меншим парком цих вагошв на затз-ницях.
Прямування дослщного ио!зда оргашзуеться в пошерстному та иротишерстному наирямках. Незалежно вщ напрямку руху ио!здки дослщного по!зда иовинш розпочннатнся з1 швидкост! 7.10 км/год. Даш, одержан! пщ час руху з щею швидюстю, вщиовщають статичному на-вантаженню на иеревщ Зрозумшо, що навпъ за ще! швидкосп одержан! показники не зовс1м вщиовщають статищ, але за меншо! швидкосп дослщного по!зда порушуеться плавшсть його руху, що призводить до зиачиих трудиощ1в з штериретацп одержаних даних.
Для бокового напрямку градацп швидкостей руху дослщного по1зда ириймаються через 10.15 км/год, для прямого — 20.40 км/год. 3 наближенням швидкосп руху дослщного по-!зда до максимального значения и градащю необхщно зменшувати. По!здкн виконуються в режим1 вибпу.
Щоб визначити кшьюсть по!здок, був проведений факториий дисперсшний анатз впливу на напруження в ищошв1 гостряюв 1 рейок з'еднувально! частннн стршочного переводу проекту Дн 355, зареестроваш пщ колесами завантажених шввагошв [9], фактор1в ос1 ею-иажа та по1здкн. Анатз показав, що найчаснше осиовиим фактором впливу е вюь еюпажа, у реши внпадюв вилив фактор1в ос1 та по!здки однаковий. Таким чином, у першому вииадку кшьюсть значень у внб1рщ дор1внюе кшькосп осей, у другому — добутку юлькостей осей та
кшькосп п013д0к.
У ход1 обробки даиих випробувань найчаснше показания прнлад1в, одержан! пщ час руху екшажа по прямому напрямку, об'еднуються в одну групу без розподшу на окрем1 ос1, по боковому напрямку — групуються окремо для перших та других за напрямом руху осей у в1зку
[7 — 9, 14]. Таким чином, для описано! вище схеми дослщного ио!зда мшмальна кшьюсть значень в однш виб!рц! для прямого напрямку складае 16, для бокового — 8. У деяких випад-ках максимальи! значения рееструються и!д першою за наирямом руху ек!пажа вюсю (як приклад: кривол!и!йиий гостряк, протишерст-иий иапрямок, швидк!сть 40.50 км/год), що у раз! руху дослщного по!зда по боковому напрямку й обумовлюе м!н!мальну к!льк!сть по!з-док — 8. Для прямого напрямку так! ситуацп нехарактерш, тому для досягнення одиаково! точиост! даних кшьюсть ио!здок можна змен-шити до чотирьох.
Необх!дно зазначити, що за швидкостей руху дослщного по!зда б!льше 100 км/год иотр!б-но зб!льшуватп к!льк!сть по!здок, зважаючи на ймов!рн!сть иог!ршення показник!в динамши еюиаж!в з иаближеииям !х швидкосп до критично!.
Обробка та анал1з експериментальних даних
Показники напружено-деформованого стану переводу — це вппадков! величини. Найчаст!ше вони п!дпорядковуються закону нормального розподшу, але в деяких випадках експеримеи-тальиий закон розподшу вщр!зияеться в!д нормального й мае внгляд двомодального або, як-що двомодальн!сть впражена неч!тко, нормального з аснметр!ею. Двомодальному закону пщ-порядковувалпся напруження в спещальних п!дкладках контррейки стр!лочного переводу проекту 65109Ж-01 [7], горпзонтальн! сили та перемщення рейок та гостряка стршочного переводу проекту Дн 345-08 тд час руху елект-ровоза серп ЧС7 з! швидк!стю 140 км/год та 160 км/год, нормальним законам з асиметр!ею в!дпов!дали перемщення контррейки та ходово! рейки б!ля контррейки, зареестрован! и!д час випробувань переводу проекту 65111Ж [14].
У випадку, коли величина пщпорядковуеть-ся нормальному закону (нав!ть з аснметр!ею), для внр!внювання одержанпх результата най-краще скорпстатнся нормальним законом, але коли розподш двомодальний, вир!внювати дан! нормальним законом не можна.
Зважаючи на особлнвост! взаемод!! стршочного переводу з рухомим складом, що наявш в стр!лц!, з'еднувальнш частин! та хрестовинно-му вузл!, одержан! дан! анал!зуються для кож-но! частини переводу окремо, також аиал!з не-обх!дио днференц!юватн залежно в!д типу та швидкост! рухомого складу, що входить до дослщного ио!зда. 3 ще! ж причини показания однотипних прилад!в, навпь розташоваиих в
оди!й частии! переводу, необхщно розглядати окремо.
Таким чином, об'еднувати в групу можна тшьки показания одного прпладу, одержан! тд осями еюпаж!в одного типу й сер!!, за конкрет-них швидкост! та напрямку руху дослщного по!зда.
Як уже зазначалося вище, завданням випробування е одержання максимальиих значень показниюв взаемод!! стр!лочного переводу та рухомого складу, тому предметом анатзу е ма-ксимальие ймов!рне або макспмальне спосте-режене значения величини, що дослщжуеться.
Максимальне ймов!рне значения величини визначаеться, якщо експериментальний закон розиод!лу даних у груш вщповщае нормальному, тод! для кожно! тако! сукуиност! розрахо-вуються основн! характеристики вииадково! величини (статистичш середне значения та се-редне квадратичне в!дхилення) та максимальне ймов!рне значения (для нормального закону розподшу) за прийнятого в розрахунках коли на мщшсть р!вия ймов!риост! неперевищення 0,994 [10]. Якщо величина не пщпорядковуеть-ся нормальному закону, визиачаються найб!-льше та найменше п значения (меж1 д!аиазону, у якому вона иеребувае) та максимальна за модулем величина.
Дал! алгоритм анатзу даних такий. Вщпов!-дно до типу ек!пажа та швидкост! руху: для кожного приладу визначаеться найбшьше значения за трупами осей, пот!м - найб!льше з обох напрямк!в (ПШ та ПРШ), ! на останок -найбшьша величина з-пом!ж однотипних при-лад!в, розташованнх у одн!й частин! переводу.
Пюля цього будуються залежиост! максимальиих значень показниюв напружено-дефор-мованого стану переводу для кожно! його частини й ек!пажа залежно вщ швидкост! та при-ймаеться р!шення щодо допустимих швидкостей руху вантажних та пасажпрськнх по!зд!в по новому переводу, як! можна рекомендувати.
Остаточне р!шення стосовно допустимих швидкостей руху по!зд!в по дослщному переводу приймае Укрзал!знпця.
Висновки
У статт! викладено та обгрунтовано основн! вимоги до порядку проведения натурних випробувань стр!лочиих перевод!в на м!цн!сть. 1х дотрнмання гарантуе достов!рн!сть результат!в досл!джень та дозволить об'ективно оц!иювати та пор!внювати м!ж собою р!зн! конструкц!! иеревод!в.
Наведен! положения також необхщно вра-
ховувати шд час натурних випробувань на мщшсть симетричних 1 перехресних перевод1в та глухих перетишв, випробувань нових тишв рухомого складу за критер1ем впливу на стршочш переводи.
Б1БЛ10ГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. СТ ССФЖТ ЦП 13-98 Стандарт системы сертификации на федеральном железнодорожном транспорте. Стрелочная продукция для федеральных железных дорог. Типовая методика ди-намико-прочностных испытаний [Текст]. - М., 1998. - 14 с.
2. СТ ССФЖТ ЦТ 15-98 Стандарт системы сертификации на федеральном железнодорожном транспорте. Тяговый подвижной состав. Типовая методика динамико-прочностных испытаний локомотивов [Текст]. - М., 1999. - 27 с.
3. СТ ССФЖТ ЦТ 16-98 Стандарт системы сертификации на федеральном железнодорожном транспорте. Тяговый подвижной состав. Типовая методика динамико-прочностных испытаний электропоездов и дизель-поездов [Текст]. -М., 1999. - 25 с.
4. ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения [Текст]. - М.: ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ, 2003 - 22 с.
5. Рекомендации по определению параметров, необходимых для оценки работы стрелочных переводов при взаимодействии их с подвижным составом. Р755/2 [Текст]: Утв.: Совещание V комиссии ОСЖД 12-15 ноября 2002 года / Организация сотрудничества железных дорог. -2002. - 8 с.
6. НБ ЖТ ЦП 015-99 Нормы безопасности на железнодорожном транспорте. Продукция стрелочная для железнодорожного транспорта. Нормы безопасности [Текст]. - М., 1999. - 27 с.
7. Орловський, А. М. Результата натурного випробування на мщшсть стршочного переводу типу Р65 марки 1/9 проекту 65109Ж-01 [Текст] / А. М. Орловський, В. П. Гнатенко, К. В. Мойсе-енко // Вюник Дшпропетр. нац. ун-ту зал1зн.
трансп. iM. акад. В. Лазаряна. - 2010. - Вип. 31. - Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2010. - С. 144-152.
8. Мойсеенко, К. В. Напружено-деформований стан стршочного переводу типу Р65 марки 1/11 проекту Дн 300 [Текст] / К. В. Мойсеенко,
B. П. Гнатенко // Вюник Дншропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. iM. акад. В. Лазаряна. - 2010. -Вип. 34. - Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2010. -
C. 103-115.
9. Мойсеенко, К. В. Напружено-деформований стан стршочного переводу типу Р65 марки 1/11 проекту Дн 355 за даними натурного випробування [Текст] / К. В. Мойсеенко // Вюник Дншропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. iM. акад.
B. Лазаряна. - 2010. - Вип. 35. - Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2010. - С. 114-123.
10. Правила розрахуншв зaлiзничнoi коли на мщшсть i стшкють. ЦП-0117 [Текст]: Затв.: Наказ Укpзaлiзницi 13.12.04. № 960-Ц / Укpзaлiзни-ця. - К.: Транспорт Украши, 2006. - 168 с.
11. Положения про проведения планово-запоб1жних ремонтно-колшних po6iT на зал1зницях Укра!-ни. ЦП-0113 [Текст]: Затв.: Наказ Укpзaлiзницi 10.08.04. № 630-ЦЗ / Укpзaлiзниця. - К.: Видав-ничий дiм «Мануфактура», 2004. - 37 с.
12. 1нструкц1я з улаштування та утримання коли зaлiзниць Украши. ЦП-0138 [Текст]: Затв.: Наказ yKp3aTi3HHui 22.12.05. № 427-Ц - К.: TOB «НВП Полирафсервю», 2006. - 336 с.
13. Курган, М. Б. Положения сум1жних стршочних пepeвoдiв у плаш й поздовжньому профш [Текст] / М. Б. Курган, Т. А. Сенченко, К. В. Мойсеенко // BicHHK Дншропетр. нац. ун-ту зaлiзн. трансп. iM. акад. В. Лазаряна. -2009. - Вип. 26. - Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2009. -
C. 75-82.
14. Гнатенко, В. П. Результата натурного випробування на мщшсть стршочного переводу типу Р65 марки 1/11 проекту 65111Ж [Текст] / В. П. Гнатенко, К. В. Мойсеенко // BicHHK Дншропетр. нац. ун-ту 3aTi3H. трансп. iM. акад. В. Лазаряна. - 2010. - Вип. 32. - Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2010. - С. 186-192.
Надшшла до редколегп 12.11.2010.
Прийнята до друку 16.11.2010.
