CC BY
56Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2022. № 1 (60). С. 38-48. The Siberian Transport University Bulletin. 2022. No. 1 (60). Р. 38-48.
ТРАНСПОРТ
Научная статья
УДК 625.1:629.4+06
doi 10.52170/1815-9265_2022_60_38
Совершенствование методологических и технико-технологических решений по закреплению перспективных видов подвижного состава на станционных железнодорожных путях
Олег Николаевич Числов1н, Александр Михайлович Ильин2
1 Ростовский государственный университет путей сообщения, Ростов-на-Дону, Россия, [email protected]
2 Ростовский центр организации работы железнодорожных станций - СП Северо-Кавказской дирекции управления движением - филиал ОАО «РЖД», Ростов-на-Дону, Россия, [email protected]
Аннотация. Организация работы железнодорожного транспорта неотъемлемо связана с обеспечением безопасности движения. В настоящее время важное значение приобретает расчет закрепления разнородного по длине перспективного грузового подвижного состава на приемо-отправочных путях с переменным профилем. Существующие методологические решения по расчету норм закрепления необходимо совершенствовать в части расчета количества тормозных башмаков. В работе представлено развитие методики моделирования и расчета норм закрепления разнородного по длине и инновационного сочлененного подвижного состава на железнодорожных путях. Разработаны схемы приложения сил, действующих на закрепленный разнородный подвижной состав на железнодорожных путях с профилем «гора». Предложено развитие метода определения сочетания сил за счет более точного итерационного расчета результирующей силы, действующей на каждую ось закрепляемого состава, и ее суммирование с учетом ветровой нагрузки. Предлагается единый методологический подход с вариантами расчета в зависимости от типа подвижного состава: первый вариант на основе использования известных формул с учетом итерационного повагонного расчета средств закрепления и значений средних уклонов пути; второй вариант основан на использовании уточненных формул определения сил и итерационного поосного расчета средств закрепления в зависимости от уклонов под каждой осью вагона. В качестве расчетной единицы используется вагон, в случае занятия вагоном смежных участков продольного профиля пути за единицу принимается каждая ось вагона в отдельности. Представлен интерфейс авторской программы расчета норм закрепления подвижного состава. Разработанная методика и полученные значения норм закрепления позволят исключить ошибки, связанные с человеческим и технологическим факторами, а также обеспечить точный расчет количества тормозных башмаков при учете физических данных закрепляемого подвижного состава и характеристик продольных профилей путей.
Ключевые слова: физико-математическая модель, инновационный подвижной состав, продольный профиль пути, тормозной башмак, нормы закрепления, схема приложения сил
Финансирование: исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ, НТУ «Сириус», ОАО «РЖД» и Образовательного фонда «Талант и успех» в рамках научного проекта № 20-38-51014.
Для цитирования: Числов О. Н. Ильин А. М. Совершенствование методологических и технико-технологических решений по закреплению перспективных видов подвижного состава на станционных железнодорожных путях // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2022. № 1 (60). С. 38-48. DOI 10.52170/1815-9265_2022_60_38.
TRANSPORT
Original article
Improvement of methodological and technico-technological solutions for fixing promising types of rolling stock on station railway tracks
Oleg N. Chislov1H, Alexander M. Ilyin2
1 Rostov State Transport University, Rostov-on-Don, Russia, [email protected]
2 The Rostov center for organizing the work of railway stations is a joint venture of the North Caucasian Directorate of Traffic Control, a branch of Russian Railways, Rostov-on-Don, Russia, [email protected]
© Числов О. Н., Ильин А. М., 2022
Abstract. The organization of the railway transport work is inherently connected with ensuring traffic safety. Currently, it is important to calculate the fixing of promising freight rolling stock with a heterogeneous length on the receiving and forwarding tracks with a variable profile. The existing methodological solutions for calculating the fixing standards require improvement in terms of calculating the number of brake shoes. The paper presents the development of a methodology for modeling and calculating the norms for fixing heterogeneous in length and innovative articulated rolling stock on railway tracks. Schemes of application of forces acting on fixed heterogeneous rolling stock on railway tracks with a "mountain" profile have been developed. The development of the method for determining the combination of forces is proposed due to a more accurate iterative calculation of the resulting force acting on each axis of the fixed composition, and its summation taking into account the wind load. A unified methodological approach is proposed with calculation options depending on the type of rolling stock: the first option is based on the use of known formulas, taking into account the iterative car-by-car calculation of fixing means and the values of average track slopes; the second option is based on the use of refined formulas for determining forces and iterative axial calculation of fixing means depending on the slopes under each axle of the car. The car is used as the calculation unit, in the case of the car occupying adjacent sections of the longitudinal profile of the track, each axis of the car is taken as a unit separately. The interface of the author's program for calculating the norms of fixing rolling stock is presented. The developed methodology and the obtained values of the fixing standards will allow eliminating errors related to human and technological factors, as well as providing an accurate calculation of the number of brake shoes when taking into account the physical data of the fixed rolling stock and the characteristics of the longitudinal profiles of the tracks.
Keywords: physical and mathematical model, innovative rolling stock, longitudinal track profile, brake shoe, fixing standards, force application scheme
Funding: the study was financially supported by the Russian Foundation for Basic Research, NTU Sirius, Russian Railways, and the Talent and Success Educational Foundation within the framework of research project No. 20-38-51014.
For citation: Chislov O. N., Ilyin A. M. Improvement of methodological and technico-technological solutions for fixing promising types of rolling stock on station railway tracks. The Siberian Transport University Bulletin. 2022;(60):38-48. (In Russ.). DOI 10.52170/1815-9265_2022_60_38.
Введение
Эксплуатационная деятельность железнодорожного транспорта неотъемлемо связана с обеспечением безопасности движения. Требуют непреложного исполнения ГОСТы, правила, инструкции [1-4] и другие нормативные документы по безопасности станционных транс-портно-технологических процессов, нормам закрепления подвижного состава, охране труда и т. п. Следует учесть, что нарушения норм закрепления могут привести к несанкционированному движению подвижного состава, произвести расчет ущерба от которого часто не представляется возможным из-за последствий крушения или аварии (рис. 1).
В настоящее время особо важное значение приобретает расчет закрепления разнородного по длине перспективного (сочлененного) грузового подвижного состава на станционных приемо-отправочных путях переменного профиля. Существующие методологические решения по расчету норм закрепления требуют совершенствования в части расчета количества тормозных башмаков вследствие разнородности профилей станционных путей. Выполненный анализ 373 продольных профилей приемо-отправочных путей 16 основных станций Северо-Кавказской железной дороги -
филиала ОАО «РЖД» показал, что 45 % профилей путей относится к типу «гора», 23 % -к монотонному типу, 20 % - к пилообразному и 12 % - к вогнутому. Известно, что наиболее проблемным типом продольного профиля железнодорожного пути, на котором необходимо производить закрепление подвижного состава, с точки зрения безопасности станционных технологических процессов, является продольный профиль типа «гора». Именно данный тип продольного профиля преобладает на путях рассматриваемых станций.
Исследование вопросов закрепления подвижного состава было начато с момента строительства первых железных дорог. Отечественный научный опыт в данном направлении был заложен трудами известных ученых - докторов технических наук В. Н. Образцова, С. Д. Ко-рейши, В. Н. Никитина, Е. А. Сотникова, В. П. Шейкина, К. С. Исаева, кандидатов технических наук В. А. Рудановского, И. П. Старшова, М. В. Стрелкова, В. А. Буракова, С. К. Цымба-лова, инженера Н. И. Пачеса и др. В ведущих научно-исследовательских институтах и вузах страны (ВНИИЖТ, НИИАС, РУТ (МИИТ) и др.) продолжаются исследования проблем закрепления вагонов в рамках научных школ (проф. В. М. Лисенков, И. Н. Розенберг, А. М. За-
Рис. 1. Диаграмма причинно-следственных связей несанкционированного движения
подвижного состава
* У каждого устройства закрепления есть перечень положительных характеристик, но имеются и недостатки. Например, тормозной башмак - простое, универсальное средство, но оно не позволяет производить закрепление подвижного состава на путях, имеющих уклоны больше 2,5 %о, не оборудованных устройствами, предохраняющими выход подвижного состава на маршруты следования поездов, а также требует использования ручного труда. Затруднено производство наката колесными парами на полозья тормозных башмаков при использовании их в количестве более 10 шт.
** Нормы закрепления, содержащиеся в техническо-распорядительных актах станций, рассчитаны для составов поездов, одинаковых по роду (количеству осей и длине по осям автосцепок). Однако требуется расчет норм закрепления для различного по роду подвижного состава (вагонов условной длины, короткобазных, длиннобазных, пассажирских и др.). Затруднения в расчетах будут еще значительнее при включении в составы поездов перспективных вагонов сочлененного типа и восьмиосного подвижного состава, т. е. различного по количеству осей и длине по осям сцепления автосцепок. Также затруднен расчет норм закрепления башмаков в произвольном месте пути, имеющего продольный профиль «гора», вследствие чего требуется выполнение нескольких расчетов норм закрепления для одного и того же пути.
мышляев, И. А. Ольгейзер, Н. А. Коваленко, Р. А. Ефимов, В. А. Кобзев, А. В. Саврухин и др.).
Обоснование актуальности развития методики расчета норм закрепления
В настоящее время на сети дорог остаются нерешенными проблемы, связанные с расчетом норм закрепления подвижного состава. Сложность заключается в том, что существующая методика расчета актуальна для составов, состоящих из вагонов с одинаковыми длинами по осям автосцепок и с одинаковым количеством осей, которые составляют около 20 % от общего количества грузовых поездов
[5-7]. Нормы закрепления для составов, состоящих из различных по длине и количеству осей вагонов, отсутствуют.
При включении в составы грузовых поездов, вагонов, различных по длине и массе, появляется риск того, что нормы закрепления в одних случаях будут недостаточны, а в ряде других случаев - избыточны. Наиболее актуальна данная проблема для станционных путей с продольным профилем типа «гора».
Существующий способ расчета не позволяет определять количество тормозных башмаков, необходимых для закрепления грузо-
вых поездов, в составе которых имеются варианты сочетания типов разноосных вагонов, а также перспективный подвижной состав сочлененного типа на трех двухосных тележках (например, шестиосный вагон-хоппер для перевозки минеральных удобрений и зерна, модель 19-6978-01 сочлененного типа, грузоподъемность 113,5 т, тара 35,8 т; шестиосный вагон-цистерна для перевозки сжиженных углеводородных газов, модель 19-9541-01 сочлененного типа, грузоподъемность 90 т, тара 57,9 т), особенно если сочленение вагонов попадает на перелом профиля типа «гора».
Нормы закрепления необходимо определять индивидуально для конкретного состава поезда в зависимости от физических условий.
Физико-математическая модель закрепляемого подвижного состава
Для решения данной проблемы предлагается авторское развитие существующего метода расчета норм закрепления, включающее единый методологический подход с двумя вариантами расчета:
- 1-й вариант расчета основан на использовании формул, приведенных в [3], с учетом итерационного повагонного расчета средств закрепления и значений средних уклонов пути (для однородного подвижного состава или близкого к однородному) [7];
- 11-й вариант расчета основан на использовании формул определения сил, действующих на статический подвижной состав, и в авторской интерпретации итерационного поосного расчета средств закрепления в зависимости от
уклонов под каждой осью вагона (для разнодно-родного и сочлененного подвижного состава).
Схема приложения сил, действующих на закрепляемый подвижной состав, представлена на рис. 2.
В обоих вариантах необходимо определить уклоны, на которых располагается каждая подвижная единица закрепляемого состава. В первом варианте в качестве единицы используется вагон, когда требуется определить уклон, в том числе спрямленный. При расположении вагона на элементах профиля с разными уклонами требуется определение спрямленного уклона, определяемого по длине вагона по осям автосцепки.
Во втором варианте за единицу принимается каждая ось вагона в отдельности, когда определяется величина действующих на подвижной состав сил: сила тормозного действия башмаков при трогании с места, сила трения состава при трогании с места, результирующая сила воздушного напора вдоль пути, тангенциальная составляющая силы тяжести состава. При расчете тангенциальной составляющей силы тяжести состава рассматривается воздействие данной силы для каждой оси колесной пары вагона в отдельности, а затем производится суммирование данных сил.
Силы, действующие на неподвижно стоящий (закрепленный) на станционном пути подвижной состав, должны удовлетворять условию равновесия
+ ХЖр = Жвт + ХQ^, (1)
где Х ^О - сила тормозного действия башмаков при трогании с места; Х ^Тр - сила трения со-
Рис. 2. Схема приложения сил на закрепляемый грузовой состав
става при трогании с места; Швт - составляющая силы воздушного напора вдоль пути; Qт -тангенциальная составляющая силы тяжести, рассчитанная для каждой оси вагона в отдельности.
Значения сил определяются по формулам:
УЪ = тЦ^ГоЩо, 103; (2)
Т.Щ-Р = Ъщ^тр; (3) и/ 17,8(4СЖ + (п- 4)СХХ2
^ =-4(273+7)-^ (4)
УQт = УпщК (5)
где кб - количество тормозных башмаков; foj - коэффициент трения сталь по стали; Цщ - нагрузка на ось, под которую положен тормозной башмак, т/ось; п - количество осей подвижного состава; - нагрузка на ось состава, т/ось; штр - удельное сопротивление состава при трогании с места, кгс/тс; Сх - коэффициент воздушного сопротивления одиночного вагона; Схх - коэффициент воздушного сопротивления группы вагонов в середине состава; 5 - мидель (площадь поперечного сечения) вагона, м2; £ - температура воздуха, °С; рвт - скорость ветра, м/с; I - уклон пути, %.
Так как на практике условия закрепления отличаются от расчетных (идеальных), то для надежности норм закрепления введем дополнительную поправку - среднеквадратические отклонения удельного сопротивления сил трения при трогании состава с места и силы тормозного действия башмаков при трогании с места, предложенные в работах [8-10].
С учетом среднеквадратических отклонений удельного сопротивления сил трения при трогании состава с места и силы тормозного действия башмаков при трогании с места уравнение равновесия (1) примет вид у™ + !-7,8(4Сх + (П-4)Схх)5 л2 = 4(273+1) Увт~
= 103 + ущ^тр -
- ^у-б^ч^ 106 + ппо1д2, (6)
где а^ - среднеквадратическое отклонение коэффициента тормозного действия башмака при трогании с места; ow - среднеквадратиче-ское отклонение удельного сопротивления трогания вагонов, кгс/тс; Ьх - доверительный интервал, равный трем. Постоянные вели-
чины принимаются равными значениям, указанным в работе [4]: Сх = 1,76, Схх= 0,88, 5 = 8,5 м2, foj = 0,15, №тр = 1 кгс/тс, Ьх = 3, а^-у = 0,055, аw = 0,25 кгс/тс.
Для расчетов значений сил тормозного действия башмаков при трогании с места, сил трения при трогании состава с места, результирующей силы воздушного напора вдоль пути и тангенциальной составляющей сил тяжести необходимо определить осевые нагрузки подвижного состава (по данным о весе вагонов в информационных системах ОАО «РЖД»).
Затруднение вызывает расчет воздействия тангенциальной составляющей силы тяжести, которую необходимо определить для каждой оси отдельно. Для определения данной силы необходимо знать координату каждой оси на продольном профиле пути. Хотя данные сведения известны и определены для каждого вагона, эксплуатируемого на сети ОАО «РЖД», они не содержатся в информационных базах ОАО «РЖД». Для реализации данной методики необходимо внести в базы данных информацию о расстояниях каждой оси вагона относительно осей автосцепок. Для определения тангенциальной составляющей силы тяжести необходимо уточнить расположение состава относительно элементов продольного профиля пути. Данную операцию можно выполнить путем разметки мест установки крайних вагонов на путях. Как вариант, возможно нанести ряд отметок на шейках рельсов, которые можно привязать к длинам локомотивов, эксплуатируемых на станциях, либо нанести разметку в зоне закрепления через каждые 10 м. При закреплении необходимо произвести установку подвижного состава путем совмещения оси крайней автосцепки с одной из отметок. Производится привязка размещения подвижного состава к продольному профилю пути. Имея информацию о координатах каждой оси вагона, можно определить координаты расположения каждой оси закрепляемого подвижного состава относительно элементов продольного профиля пути, а затем произвести расчет величин уклонов пути, на которых располагается каждая ось закрепляемого состава.
Алгоритм модифицированного метода расчета и его апробация
Для формирования алгоритма определения норм закрепления помимо данных о расположении каждой оси эксплуатируемого подвижного состава необходимо сформировать электронный массив информации, который должен содержать сведения о характеристиках продольных профилей путей станций и закрепить данную информацию за каждой железнодорожной станцией в отдельности. С целью повышения точности многовариантного способа определения норм закрепления подвижного состава составлена программа расчета в табличном процессоре MS Excel. Для повышения автоматизации расчета предлагаемый алгоритм планируется использовать в программном комплексе, который будет автоматически подгружать данные состава из электронных систем, действующих в ОАО «РЖД».
В алгоритме расчета принято условие, при котором воздействие силы воздушного напора вдоль пути будет независимо от его направления, т. е. при определении количества тормозных башмаков, которые необходимо уложить с головы состава, принято условие воздействия ветра с хвоста состава в голову, а при определении количества тормозных башмаков с хвоста состава, воздействие от воздуш-
Параметры закрепляе
ной среды принято с головы в хвост. В алгоритм расчета внесено условие, при котором воздействие ветра происходит при угле между вектором ветра и вектором оси пути, равном 30°. Фактическое направление ветра целесообразно учитывать при достижении его скорости до значений свыше 5-6 м/с.
Рассмотрим пример расчета норм закрепления для состава, характеристики которого приведены в табл. 1, на пути, имеющего характеристики продольного профиля, приведенные в табл. 2.
Принято условие расположения подвижного состава у границы полезной длины с нечетной стороны. Расчет координат каждой оси колесной пары рассматриваемых вагонов относительно осей автосцепок приведен в табл. 3.
На основе данных длин вагонов по осям автосцепок определяются координаты каждой оси автосцепки вагона рассматриваемого состава (столбец 6 табл. 1). Расчет нагрузки на каждую ось вагонов приведен в столбце 7 табл. 1. Далее производится определение уклонов, на которых находится каждая ось колесной пары вагонов, через определение координаты их расположения на продольном профиле пути. Расчеты сведены в табл. 4. Рассчитываются значения Qт для каждого вагона, производится вычисление воздействия сил на
Таблица 1
о подвижного состава
Порядковый номер вагона Род вагона Длина вагона, м Количество осей Вес брутто вагона, т Расстояние от оси автосцепки головного вагона до оси автосцепки последующих вагонов, м Нагрузка брутто на оси вагонов, т/ось
1 2 3 4 5 6 7
1 Полувагон 13,92 4 40 13,92 10,0
2 Полувагон 13,92 4 80 27,84 20,0
3 Полувагон 13,92 4 80 41,76 20,0
4 Сочлененный 19,54 6 120 61,30 20,0
5 Сочлененный 19,54 6 120 80,84 20,0
6 Сочлененный 19,54 6 115 100,38 19,2
7 Цистерна 4 12,02 4 82 112,40 20,5
8 Цистерна 8 21,12 8 140 124,42 17,5
9 Цистерна 8 21,12 8 140 136,44 17,5
Таблица 2
Данные продольного профиля приемо-отправочного пути типа «гора»
Характеристика продольного профиля Порядковый номе э элемента профиля пути
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Длина элемента пути, м 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 46
Уклон элемента пути, м 1,5 2,2 2,0 1,6 1,7 2,3 1,9 2,4 1,4 -2,4 -2,39
Расстояние с нарастающим итогом, м 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 546
Расстояние от осей автосцепок вагонов до осей колесных пар, м
Порядковый номер оси Полувагон Цистерна четырехосная Цистерна восьмиосная Сочлененный шестиосный вагон
1 1,71 1,185 1,14 1,825
2 3,56 3,035 2,99 3,675
3 10,36 8,985 5,265 8,845
4 12,21 10,835 7,115 10,695
5 - - 14,93 15,865
6 - - 16,78 17,715
7 - - 18,13 -
8 - - 19,98 -
подвижной состав отдельно для 1-го вагона с головы, затем для 1-го и 2-го, затем для 1-го, 2-го и 3-го и т. д., вплоть для всего состава с нарастающим итогом.
Производится выбор оси вагона, под которую планируется наиболее рационально уложить тормозной башмак, т. е. она должна иметь наибольшую нагрузку, учитывая требование об обязательном закреплении крайних вагонов. Получаются итоговые значения результирующих сил, действующих на состав.
Из полученных значений, для выполнения условия гарантированного удержания подвижного состава в случае саморасцепа, выбирается минимальное положительное значение. В случае, когда результирующая сила меньше нуля, производится дополнительная укладка тормозных башмаков до тех пор, пока результирующее значение итоговой силы не станет положительным. Аналогично рассчитываются необходимое количество тормозных башмаков, которые необходимо уложить с противоположной стороны.
Пример расчета результирующих сил приведен в табл. 5.
Вид интерфейса разработанной программной страницы по определению норм закрепления приведен на рис. 3.
Пояснения к рис. 3:
- в строку 4 вносятся условия закрепления;
- в столбцы С-¥ (начиная с 7-й строки) вносится информация из АСУ станции;
- в столбец I, начиная с 7-й строки, вносится информация о планируемой раскладки тормозных башмаков с нечетной стороны, в столбец J - с четной стороны;
- в столбцах Н и К выводится информация о величинах результирующих сил, действующих на состав.
Из столбца 8 табл. 5 следует, что после укладки двух тормозных башмаков под голов-
ной вагон минимальный запас результирующей силы имеет положительное значение и составляет 0,904 тс. С четной стороны укладка тормозных башмаков не требуется, так как минимальная результирующая сила имеет положительное значение до укладки тормозных башмаков и составляет 0,249 тс. При укладке одного тормозного башмака под головной вагон минимальная результирующая сила будет иметь отрицательное значение, равное -0,249 тс. Это означает, что одного тормозного башмака, уложенного с нечетной стороны, будет недостаточно для гарантированного удержания состава.
Выводы
Данный подход к развитию методики расчета позволит исключить нарушения норм закрепления, связанные с ошибками:
- человеческого фактора - невнимательность при использовании большого массива табличных данных, содержащихся в технически-распорядительных актах станций;
- расчетного характера - на этапе принятия решения об однородности / разнородности закрепляемого подвижного состава, производимого в соответствии с установленным ранее порядком;
- технологического характера - риск закрепления подвижного состава на участках станционных путей, имеющих средний уклон более 2,5 %о (в настоящее время определить фактическое значение среднего уклона пути, на котором располагается подвижной состав, состоящий из разнородных по типу и длине вагонов, также не представляется возможным).
Основное достоинство предложенного развития метода определения норм закрепления заключается в уточненном расчете количества тормозных башмаков при учете физических данных закрепляемого подвижного состава и характеристик продольных профилей путей.
Расчет расстояний между осью автосцепки головного вагона до осей каждой колесной пары
последующих вагонов
Показатель Номер вагона
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Расстояние каждой оси 1,71
колесной пары относи- 3,56 15,63
тельно оси сцепления 10,36 17,48 29,55
крайней с головы со- 12,21 24,28 31,4 43,585
става автосцепки вагона, 26,13 38,2 45,435 63,125
м 40,05 50,605 64,975 82,665
52,455 70,145 84,515 101,57
57,625 71,995 89,685 103,42 113,54
59,475 77,165 91,535 109,37 115,39 134,66
79,015 96,705 111,22 117,67 136,51
98,555 119,52 138,79
127,33 140,64
129,18 148,45
130,53 150,3
132,38 151,65
153,5
Значение уклонов, на ко- 1,5
торых располагается 1,5 1,5
каждая ось вагона рас- 1,5 1,5 1,5
сматриваемого состава, 1,5 1,5 1,5 1,5
% 1,5 1,5 1,5 2,2
1,5 2,2 2,2 2,2
2,2 2,2 2,2 2
2,2 2,2 2,2 2 2
2,2 2,2 2,2 2 2 2
2,2 2,2 2 2 2
2,2 2 2
2 2
2 2
2 1,6
2 1,6
1,6
Значение ц%1 - тангенцаль- 0,015
нои составляющей силы тя- 0,015 0,030
жести, действующей на 0,015 0,030 0,030
каждую ось, тс 0,015 0,030 0,030 0,030
0,030 0,030 0,030 0,044
0,030 0,044 0,044 0,042
0,044 0,044 0,042 0,041
0,044 0,044 0,042 0,041 0,035
0,044 0,044 0,042 0,041 0,035 0,035
0,044 0,042 0,041 0,035 0,035
0,042 0,035 0,035
0,035 0,035
0,035 0,035
0,035 0,028
0,035 0,028
0,028
Значение <ЭТ1 - тангенциальной составляющей силы 0,060 0,120 0,120 0,236 0,264 0,253 0,164 0,280 0,259
тяжести, тс
Расчет результирующих сил, действующих на закрепляемый грузовой состав с нечетной стороны
Тангеници-альная составляющая силы тяжести, на каждый вагон в отдельности, Тангеници-альная составляющая силы тяжести, с нарастающим итогом, тс Сила трения состава при трогании с места, тс Сила трения состава при трога-нии с места с нарастающим итогом, тс Составляющая силы воздушного напора вдоль пути, тс Сила тормозного действия башмаков с нарастающим итогом, тс Среднеквадратические отклонения удельного сопротивления сил трения состава при трога-нии с места и силы тормозного действия башмаков при трогании с Суммарная величина сил, действующая на состав, тс
тс места
1 2 3 4 5 6 7 8
бт Е0т Гвт ЕР, Ц -106 + +
0,060 0,060 0,066 0,066 0,003 3,000 1,273 1,730
0,120 0,180 0,083 0,149 0,003 3,000 1,276 1,690
0,120 0,300 0,083 0,232 0,003 3,000 1,280 1,648
0,236 0,536 0,124 0,356 0,004 3,000 1,287 1,530
0,264 0,800 0,124 0,481 0,005 3,000 1,295 1,381
0,253 1,053 0,123 0,604 0,005 3,000 1,304 1,241
0,164 1,217 0,083 0,687 0,006 3,000 1,317 1,148
0,280 1,497 0,160 0,847 0,006 3,000 1,328 1,016
0,259 1,756 0,160 1,007 0,007 3,000 1,341 0,904
Минимальное значение результирующей силы, тс 0,904
Примечание. Аналогично производится расчет сил, действующих с четной стороны.
С D Е F G Н 1 1 К 1
2 Номер Номер Сторона расположе Расстояни е от Температу ра Скорость ветра Выбор вагонов, под которые производится
3 ния горловины t VBT укладка тормозных башмаков и
4 02 3522 неч 20 3 количество
5 Исходные данные состава из АСУ станции
Длина
Порядков вагона по Вес Оси с Величина Величина
ыи номар осям вагона нарастаю результиру нечетной с четной результиру
вагона автосцепо (брутто), т щим ющеи силы ющеи силы
6 к, м
7 1 13.92 40 4 1,730 2 0,249
S 2 13,92 80 8 1,690 0,557
9 3 13,92 80 12 1,648 0,744
10 4 19,54 120 18 1,530 1,070
11 5 19,54 120 24 1,381 1,404
12 6 19,54 115 30 1,241 1,709
13 7 12,02 82 34 1,148 1,861
14 8 21,12 140 42 1,016 2,091
15 9 21,12 140 50 0,904 2,298
16 м исходные данные (2) ■ ни н ■J
Рис. 3. Интерфейс программной страницы по расчету норм закрепления
Список источников
1. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации : утв. приказом Минтранса России от 04.06.2012 № 162. М., 2012. 388 с.
2. Инструкция по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах РФ. Приложение № 8 к Правилам технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации : утв. приказом Минтранса России от 04.06.2012 № 162. М., 2012. 447 с.
3. Инструкция по сигнализации на железнодорожном транспорте РФ. Приложение № 7 к Правилам технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации : утв. приказом Минтранса России от 04.06.2012 № 162. М., 2012. 156 с.
4. Правила и технические нормы проектирования станций и узлов на железных дорогах колеи 1520 мм. М. : Техинформ, 2001. 256 с.
5. Бураков В. А., Сычев Е. С. Повышение безопасности движения поездов на основе совершенствования и развития станционной техники : учеб. пособие. М. : МИИТ, 2006. 137 с.
6. Гунбин А. А., Старостина Т. И. Нормы закрепления вагонов // Хроники объединенного фонда электронных ресурсов «Наука и образование». 2014. Т. 1. № 2 (57). С. 23.
7. Числов О. Н., Ильин А. М. Развитие автоматизированной методики расчета норм закрепления подвижного состава на станционных железнодорожных путях // Транспорт и логистика: инновационная инфраструктура, интеллектуальные и ресурсосберегающие технологии, экономика и управление : сб. науч. тр. II Междунар. науч.-практ. конф. / Ростов. гос. ун-т путей сообщения. Ростов н/Д, 2018. С. 247-251.
8. Рудановский В. М. О надежности закрепления подвижного состава на станционных путях // Труды ЦНИИ МПС. 1972. № 464. С. 81-90.
9. Методические указания по расчету и применению норм закрепления подвижного состава тормозными башмаками на станционных путях : введ. в действие 31.01.2005 № ЦДТ-32. М. : Техинформ, 2005. 48 с.
10. Скутин Д. А. Определение мест возникновения наибольших поперечных сил при движении подвижного состава по кривой // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2017. № 2 (34). С. 101-110.
References
1. Rules for the technical operation of the Russian Railways: approved by order of the Ministry of Transport of Russia dated 04.06.2012 No. 162. M.; 2012. 388 р. (In Russ.).
2. Instructions for the movement of trains and shunting work on the railways of the Russian Federation. Appendix No. 8 to the Rules for the Technical Operation of Railways of the Russian Federation: approved. Order of the Ministry of Transport of Russia dated 04.06.2012 No. 162. M.; 2012. 447 р. (In Russ.).
3. Instructions for signaling on the railway transport of the Russian Federation. Appendix No. 7 to the Rules for the technical operation of the railways of the Russian Federation: approved. by order of the Ministry of Transport of Russia dated 04.06.2012 No. 162. M.; 2012. 156 р. (In Russ.).
4. Rules and technical norms for the design of stations and units on 1520 mm gauge railways. M.: Tekhinform; 2001. 256 р. (In Russ.).
5. Burakov V. A., Sychev E. S. Improving the safety of train traffic based on the improvement and development of station technology: textbook. M.: MIIT; 2006. 137 р. (In Russ.).
6. Gunbin A. A., Starostina T. I. Norms for fastening cars. Chronicles of the United Fund of Electronic Resources "Science and Education". 2014;1(57):23. (In Russ.).
7. Chislov O. N., Ilyin A. M. Development of an automated method for calculating the norms for securing rolling stock on station railway tracks. Transport and logistics: innovative infrastructure, intelligent and resource-saving technologies, economics and management: scientific papers II International scientific-practical conference. Rostov State University of Communications. Rostov-on-Don; 2018. Р. 247-251. (In Russ.).
8. Rudanovsky V. M. On the reliability of fixing rolling stock on station tracks. Proceedings of the Central Research Institute of the Ministry of Railways. 1972;(46):81-90. (In Russ.).
9. Guidelines for the calculation and application of the norms for securing rolling stock with brake shoes on station tracks: introduction into effect on January 31, 2005 No. TsDT-32. M.: Tekhinform; 2005. 48 р. (In Russ.).
10. Skutin D. A. Determining the places of occurrence of the largest transverse forces during the movement of rolling stock along a curve. Bulletin of the Ural State University of Communications. 2017;2(34):101-110. (In Russ.).
Информация об авторах
О. Н. Числов - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Станции и грузовая работа» Ростовского государственного университета путей сообщения.
А. М. Ильин - ревизор движения, инженер Ростовского центра организации работы железнодорожных станций - СП Северо-Кавказской дирекции управления движением - филиала ОАО «РЖД».
Information about the authors
O. N. Chislov - Doctor of Engineering, Professor, Head of the Stations and Freight Work Department, Rostov State Transport University.
A. M. Ilyin - traffic supervisor, engineer of the Rostov Center for organizing the work of railway stations - joint venture of the North Caucasian Directorate of Traffic Control, a branch of Russian Railways.
Статья поступила в редакцию 22.07.2021; одобрена после рецензирования 06.10.2021; принята к публикации 17.01.2022.
The article was submitted 22.07.2021; approved after reviewing 06.10.2021; accepted for publication 17.01.2022.
