CC BY
52
УДК 625.151.2 : 629.4.015 : 656.2.08
к. в. моисеснко, о. в. шатунов (дпт)
ВПЛИВ ДОВЖИНИ ПРЯМО1 ВСТАВКИ НА БЕЗПЕКУ РУХУ ВАГОН1В СУМ1ЖНИМИ ПЕРЕВОДАМИ, УКЛАДЕНИМИ ЗА ДРУГОЮ СХЕМОЮ
Наведено результати експериментального дослвдження впливу довжини прямо! вставки м1ж сум1жними стршочними переводами, укладеними за другою схемою, на безпеку руху вагошв (за критер1ем спйкосп колеса в1д сходу з рейок).
Ключовi слова: стршочний перевщ пряма вставка, вагон, безпека руху
На сьогодшшнш день значна кшьюсть най-масовших стршочних перевод1в типу Р65 марок 1/11 та 1/9 на головних та приймально-вщправних кол1ях Укрзал1знищ експлуатуеться з порушенням вимог «1нструкцп з улаштування та утримання коли зал1зниць Укра!ни» [1] у частит, що стосуеться довжини прямо! вставки м1ж ними. З р1зних причин щ порушення три-валий час не усуваються нашмов1ршше, усу-нут не будуть, що робить актуальним досл1-дження впливу зменшення довжини прямо! вставки (включаючи також випадок !! вщсутно-сп) на безпеку руху вагошв такими переводами.
У робот! [2] викладено результати експериментального дослщження впливу прямо! вставки на безпеку руху вагошв сум1жними переводами марки 1/11 типу Р65 на зал1зобетонних брусах, укладеними за першою схемою. У цш статп наведено результати натурного випробу-вання, метою якого було дослщження впливу довжини прямо! вставки на безпеку руху ваго-шв такими самими переводами, але укладеними за другою схемою.
У натурних умовах ощнити безпеку руху вагона можна за допомогою датчиюв, яю вста-новлюються на коли або рухомому склад!. У першому випадку визначаються вертикальш та горизонтальн! сили, що д1ють на рейку, у другому — вертикальш та рамш сили, що д1ють на буксу колюно! пари. Рух вважаеться безпечним, коли вщношення м1ж цими величинами вщпо-вщае деякому граничному значенню [3, 4].
Для ощнки безпеки руху вагошв стршочни-ми переводами «колшний» спос1б визначення сил не тдходить: конструкщя стршки не до-зволяе забезпечити працездатшсть тензодатчи-ка, наклееного на неробочу грань головки гост-ряка в межах горизонтального стругання (на кафедр! «Кол1я та колшне господарство» Д11Ту горизонтальна сила визначаеться за методом д-ра техн. наук О. П. Сршкова [5]), а вертикальне
його стругання та солидарна робота разом з ра-мною рейкою не дають змоги виконати тару-вання прилад1в, яю визначають вертикальну силу. Також слщ зауважити, що застосування цього способу потребуе наклеювання 5 тензо-датчиюв у кожному перер1з1 рейки на вщсташ 10...20 см один вщ одного. Така технолопя проведення дослщження дуже витратна та сут-тево збшьшуе його тривалють. Останшм часом для дослщження взаемодп коли та рухомого складу почали застосовувати тензометричну колюну пару, яка шдкочуеться шд вагон, але дозволяе одержувати вщношення м1ж горизонтальною та вертикальною силами, що д1ють на рейку [6]. Використання тензометричних кол1-сних пар дае змогу ощнити безпеку руху вагона по всш довжиш переводу, але на сьогодшшнш день для в1тчизняних дослщниюв практично неможливе через дуже високу вартють ще! ви-м1рювально! системи.
Методика визначення можливосп викочу-вання гребеня колеса на рейку, що використо-вуеться шд час дослщження ходових якостей рухомого складу [4], позбавлена недолтв, пе-рерахованих вище, що й зумовило !! застосування в робота
Польова частина дослщжень проводилася ГНДЛ «Вагони» Д11Ту з 12 до 15 травня 2008 року на переводах № 12 1 № 14 ст. Запор1жжя-Вантажне Придншровсько! зал1знищ одночасно з дослщженнями [2]. Через це методика вико-нання роботи, характеристики апаратури, тех-нолопя обробки одержаних результат1в щенти-чш наведеним у [2] { в цш статп детально не описуються.
Дослщш переводи розташоваш на головнш коли (рис. 1), тип Р65, марка 1/11, проект 1740, бруси зал1зобетонш, пряма вставка м1ж ними вщсутня. По прямому напрямку перевод1в для пасажирських по!зд1в встановлена максимальна швидюсть 100 км/год, для вантажних — 80 км/год; по боковому — 40 км/год для обох
© К. В. Мойсеенко, О. В. Шатунов, 2012
категорш noi^iB. Рух пoiздiв з бокового на-прямку одного переводу на боковий напрямок iншoгo вiдсутнiй, рух вщбуваеться в основному по прямих напрямках перевoдiв i3 швидкостя-ми, близькими до встановлених, по бокових виконусться тiльки маневрова робота.
На початок випробувань по дослщних переводах було пропущено близько 140 млн т ван-тажу брутто, але завдяки особливостям 1х екс-плуатаци та якiснoму утриманню металевих частин 1х вертикальний та горизонтальний знос не перевищував 1...2 мм. Баластний шар та за-лiзoбетoннi бруси, стан стрiлoчних перевoдiв i прилеглих кoлiй за рiвнем та положенням у планi загалом вщповщали вимогам [1]. Обмiри дoслiдних перевoдiв та перевoдiв № 10 i № 16 разом з кoлieю мiж ними, викoнанi пiсля закш-чення випробувань за технoлoгieю, аналопч-ною наведенiй в [7], пщтвердили цей висновок.
До складу дослщного по!зда входили заван-тажений чотиривюний пiввагoн на вiзках моде-лi 18-100 з пружними ковзунами (маса 88,5 т, щебшь), пoрoжнiй чотиривюний тввагон на вiзках мoделi 18-100 (20,7 т), пасажирський вагон на вiзках КВЗ-ЦНИИ (вагoн-лабoратoрiя ГНДЛ «Вагони») та два електровози сери ВЛ11 (один у гoлoвi по!зда, другий — у хвoстi). По!з-дки здiйснювалися iз швидкостями 5, 15, 25 i 40 км/год у режимi вибiгу (по 3-4 по!здки з ко-жною швидкютю). Процеси, що рееструвалися, наведенi на рис. 2.
Вплив довжини прямо! вставки на безпеку руху вагошв сумiжними переводами визначав-ся шляхом пoрiвняння результатiв, одержаних за ii крайнiх значень (d=0 i d=w), з допустими-ми величинами. Цикл d=0 (дoслiдний по!зд ру-хаеться по бокових напрямках обох сумiжних перевoдiв) — дoслiдний, цикл d=w (рух тiльки по боковому напрямку дoслiднoгo переводу) — контрольний. Даш, одержат за циклу d=w, по-
трiбнi для оцiнки стану дослщних переводiв i вагонiв з позици !х придатностi для дослiджень. Для пщвищення надiйностi результатiв випробувань проведено два експерименти (дослщний по!зд рухався з переводу № 12 на перевщ № 14 та, тсля розвороту, навпаки).
Розрахунок коефщента запасу стiйкостi ви-конано вщповщно до [4]. Перед розрахунком процеси, що вимiрювались (крiм прискорень букс), були профшьтроват за допомогою про-грамного забезпечення ГНДЛ «Вагони», тсля чого частоти !х складових не перевищували 20 Гц.
За початок та кшець реалiзащl прийнято пе-реднiй стик рамно! рейки дослщного переводу та найближчий до нього кшець вщхилення контррейки (довжина 28,8 м). Вщповщно до кшькост значень в однш реалiзацil за граничне значення коефiцieнта запасу стiйкостi проти сходу прийнято для пасажирського вагона 1,7, для вантажного — 1,5 [4].
Залежносп коефщента запасу стшкосп проти сходу пiд час викочування на рейку(гостряк) дослщного переводу вщ швидкост для колеса, що набтае, наведенi на рис. 3 i 4. Тут чорним кольором показано дат, одержат за циклом d=0, шрим — d=да, кружечками позначен вели-чини, отриманi для дослщного переводу № 12, трикутниками — № 14, горизонтальна лшя вка-зуе допустиму величину. На рис. 5-7 зображеш оригiнальнi реалiзацil коефщента запасу стш-костi по довжиш переводу, одержанi для рiзних вагошв тд час руху iз швидкютю 40 км/год (в> дiбранi найбшьш несприятливi випадки вщпо-вiдно до даних рис. 3 i 4: завантажений тввагон та другий вiзок порожнього шввагона — пе-ревiд № 14, у решт випадкiв — перевiд № 12). Значення шрого та чорного кольорiв тут таке саме, як i на рис. 3.
Рис. 1. Фрагмент схеми станцп Запор1жжя-Вантажне (суцшьними стршками зображено маршрут руху пойда тд час випробувань переводу № 14 за циклом d=0, пунктирною — d=»)
ст. Янцеве IН
ст, Запортжя-1
щ
к
I
н
У
ГИввагон
Р
¡4
1
I н
I н
/
.у к
"V
Лзсэжирський вагон
7
р
—сг-
Умовнi позначення: Р - коефiцieнт вертикально! динамiки в першому ступеш пiдвiшування; Н - рамна сила;
У - горизонтальне прискорення п1дп'ятника пiввагона;
У - горизонтальне прискорення кузова пасажирського вагона над шворневою балкою на рiвнi шдлоги; ф - кут повороту вiзкiв вiдносно кузова; 7 - вертикальне прискорення букс
Рис. 2. Процеси, що вимiрювалися пiд час дослвджень
Аналiз цих даних дае змогу стверджувати:
- безпека руху дослщних вагонiв по боковому напрямку кожного з дослщних переводiв за умови прямування як по одиночному (цикл дослщжень гарантуеться, що шдтверджуе справний стан дослiдних переводiв i вагонiв та !х придатшсть для проведення дослiджень;
- коефщент запасу стiйкостi, зареестрова-ний за циклу бiльший за допустиму величину в ушх дослщжених випадках. Це дозволяе зробити попереднш висновок, що конструкцi! переводу типу Р65 марки 1/11 проекту 1740, шввагошв на вiзках 18-100 та пасажирського вагона на вiзках КВЗ-ЦНИИ гарантують немо-жливiсть викочування колеса на рейку тд час прямування по бокових напрямках сумiжних переводiв, укладених за другою схемою, навггь без прямо! вставки, тобто вплив прямо! вставки в даному випадку вiдсутнiй;
- для вшх дослiджених вагонiв тенденщя щодо зменшення коефiцiента запасу стшкост iз збiльшенням швидкостi руху виражена не так яскраво, як для переводiв, укладених за пер-шою схемою [2];
- аналопчно [2] найкраще залежносп кое-фiцiента запасу вщ довжини переводу збта-ються для пасажирського вагона, прше - для завантаженого i зовсiм погано - для порожньо-го тввагона. Для пасажирського вагона реал>
зацп практично однаковi, для завантаженого довжина дшянки незбiгу не перевищуе 14 м (рахуючи вщ переднього стику рамно! рейки). Також слiд зазначити, що одержат за рiзних швидкостей руху дослiдного по!зда залежностi коефщента запасу стiйкостi по довжинi переводу дуже подiбнi мiж собою (незалежно вiд циклу дослiдження).
Висновки
1. Результати виконаних дослiджень дозво-ляють стверджувати, що конструкцi! переводу типу Р65 марки 1/11 проекту 1740, шввагошв на вiзках моделi 18-100 та пасажирського вагона на вiзках моделi КВЗ-ЦНИИ гарантують не-можливiсть викочування колеса на рейку тд час прямування по бокових напрямках сумiж-них переводiв, укладених за другою схемою. Таким чином, довжина прямо! вставки мiж стршочними переводами зазначеного проекту на безпеку руху вагошв наведено! вище конс-трукцi! за цим критерiем не впливае.
2. Для вагошв, що входили до складу досл> дного по!зда, рух по боковому напрямку стрь лочного переводу проекту 1740 характеризу-еться слабкою тенденщею щодо зменшення коефiцiента запасу стшкосп проти сходу iз зб> льшенням швидкостi.
4,5-1
3,02,52,01,51,0
0
4,5
4,0 3,5 3,0 2,52,0 1,5 1,0
0
4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0
0
10
10
10
20
20
20
30
30
30
А- -
км/год
40
км/год
40
— :—&—
—. ч - ^
N— — — ^
км/год
40
Рис. 3. Залежшсть коефщента запасу стшкосп в1д швидкосп для р1зних тишв вагошв (перший в1зок): а — завантажений тввагон, б — порожнш тввагон, в — пасажирський вагон
4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0
0
4,5 4,0 3,5 3,02,5 2,0 1,5
1,0 0
45
4,03,53,02,52,01,51,0
10
20
30
Эчг-
д-
км/год
Рис. 4. Залежшсть коефщента запасу стшкосп в1д швидкосп для р1зних тишв вагошв (другий в1зок): а — завантажений шввагон, б — порожнш тввагон, в — пасажирський вагон
а
а
б
в
10 8 6 4 2 0
10 8 6
f с Р* ч г А чА N "V Л V
V и Л Г ЧА
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
11ТУ
4 4
2
0
1
ЩЕК
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
Рис. 5. Коефщенти запасу стшкосп завантаженого тввагона : а - перший вiзок, б - другий вiзок
10 8 6 4 2 0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
10 8 6 4 2 0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 Рис. 6. Коефщенти запасу стшкосп порожнього тввагона: а - перший вiзок, б - другий вiзок
10
8 6 4 2 0
10
м
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
8 6 -4 -2 0
-г-
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
Рис. 7. Коефщенти запасу стшкосп пасажирського вагона: а - перший вiзок, б - другий вiзок
а
м
б
м
а
б
а
б
Б1БЛЮГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. 1нструкщя з улаштування та утримання коли зал1зниць Украши. ЦП-0138 [Текст]: Затв.: Наказ Укрзал1знищ вщ 22.12.05 № 427-Ц. - К.: ТОВ «НВП Пол1графсерв1с», 2006. - 336 с.
2. Мойсеенко, К. В. Експериментальне дослщжен-ня впливу довжини прямо! вставки на безпеку руху вагошв сум1жними переводами, укладе-ними за першою схемою [Текст] / К. В. Мойсеенко, О. В. Шатунов // Вкник Днш-ропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. 1м. акад. В. Лазаряна. - 2012. - Вип. 40. - Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2012. - С. 102-108.
3. Лысюк, В. С. Причины и механизм схода колес с рельса. Проблема износа колес и рельсов [Текст] / В. С. Лысюк. - М.: Транспорт, 1997. -188 с.
4. РД 24.050.37-90 Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытаний на прочность и ходовые качества [Текст]. - М.: ВНИИВ, 1990. - 49 с.
5. Ершков, О. П. Исследование жесткости железнодорожного пути и ее влияние на работу рельсов в кривых участках [Текст] / О. П. Ершков // Тр. ВНИИЖТ. - М.: Трансжелдориздат, 1963. -Вып. 264. - С. 39-98.
6. Цюренко, В. Н. Экспериментальное кольцо ВНИИЖТ - уникальный полигон для проведения натурных испытаний вагонов [Текст] / В. Н. Цюренко // Вестн. ВНИИЖТ. - 2002. -№ 4. - С. 12-14.
7. Курган, М. Б. Положення сум1жних стршочних перевод1в у плаш й поздовжньому профш [Текст] / М. Б. Курган, Т. А. Сенченко, К. В. Мойсеенко // Вюник Дншропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. 1м. акад. В. Лазаряна. - 2009. - Вип. 26. -Д.: Вид-во Дншропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. гм. акад. В. Лазаряна, 2009. - С. 75-82.
Надшшла до редколегп 09.12.2011.
Прийнята до друку 12.12.2011.
к. в. моисеенко, а. в. шатунов
ВЛИЯНИЕ ДЛИНЫ ПРЯМОЙ ВСТАВКИ НА БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ВАГОНОВ ПО СМЕЖНЫМ ПЕРЕВОДАМ, УЛОЖЕННЫМ ПО ВТОРОЙ СХЕМЕ
Приведены результаты экспериментального исследования влияния длины прямой вставки между смежными стрелочными переводами, уложенными по второй схеме, на безопасность движения вагонов (по критерию устойчивости колеса от схода с рельсов).
Ключевые слова: стрелочный перевод, прямая вставка, вагон, безопасность движения
K. V. MOYSEYENKO, O. V. SHATUNOV
INFLUENCE OF LENGTH OF DIRECT INSERT ON SAFETY OF MOTION OF CARS ON CONTIGUOUS SWITCHES LAID ACCORDING TO THE SECOND SCHEME
Results of an experimental research of influence of length of a direct insert between adjacent switches, laid according to the second scheme, on traffic safety of cars (by a criterion of derailment resistance). Keywords: switch, direct insert, car, traffic safety
