CC BY
48
УДК 625.151.2.001.4
к. в. мойсеенко (дпт)
ВПЛИВ ДОВЖИНИ ПРЯМО1 ВСТАВКИ НА ДОПУСТИМ1 ШВИДКОСТ1 РУХУ ПО1ЗД1В СУМ1ЖНИМИ СТР1ЛОЧНИМИ ПЕРЕВОДАМИ, УКЛАДЕНИМИ ЗА ПЕРШОЮ СХЕМОЮ
Наведено результати експериментального дослвдження впливу довжини прямо! вставки м1ж сум1жними стршочними переводами, укладеними за першою схемою, на допустим! за критер1ем мщносл переводу швидкосп руху по!зд1в та напружено-деформований стан таких перевод1в.
Ключовi слова: стршочний перевщ пряма вставка, швидкосп руху по!зд1в
Приведены результаты экспериментального исследования влияния длины прямой вставки между смежными стрелочными переводами, уложенными по первой схеме, на допустимые по критерию прочности перевода скорости движения поездов и напряженно-деформированное состояние таких переводов.
Ключевые слова: стрелочный перевод, прямая вставка, скорости движения поездов
The results of experimental research of influence of length of a direct insert between adjacent switches laid according to the first scheme on admissible speeds of movement of trains by criterion of switch strength and the strained-and-stressed state of such switches are presented.
Keywords: switch, direct insert, speeds of movement of trains
Вщповщно до вимог «1нструкци з улашту-вання та утримання коли залiзниць Укра!ни» (ЦП/0138) [1] мiж двома сумiжними стршочни-ми переводами, розташованими на прямш дшя-нщ, повинен бути вiдрiзок коли (пряма вставка довжина якого залежить вщ встановлено! максимально! швидкосп руху по!здiв, поло-ження одного переводу вщносно шшого та !х сторонностi. Вiдсутнiсть прямо! вставки або !! недостатня довжина, що характерно для знач-но! кiлькостi сумiжних переводiв, укладених навт на головних колiях, розглядаеться як по-рушення [1], яке повинне усуватися тд час !х ремонтов. Збiльшити ж довжину прямо! вставки мiж сумiжними переводами можна тшьки одним способом — розсунувши !х.
Практично завжди змiна положення одного переводу зумовлюе перемiщення кшькох сусщ-нiх (iнколи кiлькiсть переводiв, якi необхiдно перемiстити, досягае 10), тому в кошторис тако! реконструкцп станцi!, крiм витрат на перем> щення та ремонт переводiв, обов'язково вклю-чаються кошти на розробку проекту та перебу-дову контактно! мережi й кабельного господар-ства СЦБ, у результат чого вартiсть усунення порушення ЦП/0138, пов'язаного з розташу-ванням переводiв, суттево перевищуе вартiсть ремонту переводу. На сьогодшшнш день грун-товних дослiджень впливу довжини прямо! вставки мiж сумiжними переводами на витрати з !х утримання та безпеку руху по!здiв немае, чим i пояснюеться той факт, що недолши роз-
ташування переводiв усуваються аж нiяк не в першу чергу.
Об'ектом цього дослщження е пряма вставка мiж одиночними стрiлочними переводами типу Р65 на залiзобетонних брусах. Сьогодш в Укра!нi цi переводи не мають альтернативи з погляду гарантування безпеки руху по!ящв та вартост й тому практично витюнили з головних та приймально-вщправних колiй вто-чизняних залiзниць переводи на дерев'яних брусах.
У статп наведено результати експериментального дослщження впливу довжини прямо! вставки на допустимi за критерiем мiцностi переводу швидкосп руху по!здiв сумiжними стрь лочними переводами, укладеними за першою схемою.
Призначення прямоТ вставки
Вiдомо, що конструкщя стрiлочного переводу суттево вiдрiзняеться вiд звичайно! колi!. До особливостей переводу можна вщнести:
- наявшсть гострякiв та хрестовини, що за-безпечують перекочування колеса з одного елемента переводу на шший, наслщком чого е поява вертикальних нерiвностей в !х межах;
- значну кшьюсть стикiв, розташованих не в одному створц
- вщсутшсть пiдвищення зовнiшньо! рейки й перехщних кривих у межах перевiдно! криво!, !! невеликi радiус (у найбшьш масових перево-дiв марки 1/11 i крутiше) i довжина;
© Мойсеенко К. В., 2011
- зм1нну по довжиш переводу масу, що вза-емод1е з колюною парою рухомого складу (гос-тряк разом з рамною рейкою, тшьки гостряк, звичайна рейка, хрестовина, контррейка);
- наявшсть контррейки, яка, разом з вусови-ком хрестовини, зумовлюе горизонтальш зм1-щення колюних пар;
- неоднакову по довжиш переводу жорст-юсть шдрейково! основи, спричинену р1зними довжинами брус1в та вщстанями м1ж ними.
Бшьшють цих особливостей разом з вщсту-пами вщ норм утримання за шириною коли, положенням у плат та осщаннями призводять до появи неусталеного режиму руху екшагав переводом, який супроводжуеться коливаннями значно! ампл1туди.
Дуже рщко стршочш переводи укладаються поодинщ, найчаспше вони розташовуються групами, близько один бшя одного. Тому думка, що ампл1туди коливань екшажу, яю виник-ли на одному перевод^ можуть збшьшуватися за рахунок ди збурюючих фактор1в наступного, е загальноприйнятою.
Зрозумшо, що коливання екшаж1в !з знач-ною ампл1тудою призводять до попршення плавност ходу по!'зд1в, збшьшення вартосп утримання перевод1в та, як крайнш випадок, порушень безпеки руху, тому !х необхщно га-сити шляхом влаштування м1ж переводами прямо! вставки. У раз1 зустр1чного розташуван-ня сум1жних перевод1в (схеми 1 { 2) пряма вставка повинна також покращувати умови впису-
вання рухомого складу тд час руху з бокового напрямку одного переводу на боковий напря-мок шшого.
Кр1м цього, наявшсть прямо! вставки м1ж переводами полегшуе утримання ¡золяцшних стиюв, розмщених у передньому вильот рам-них рейок, та дае можливють коригувати поло-ження перевод1в тд час !х ремонту.
Аналiз результатiв випробувань несумiжних стрiлочних переводiв на мiцнiсть
За останш роки кафедрою коли та Кол1еви-пробувальною ГНДЛ Д11Ту виконано багато натурних випробувань на мщшсть нових стр> лочних перевод1в р1зних конструкцш. У табл. 1 наведено найбшьш1 максимальш ймов1рш або спостережеш значення показниюв напружено-деформованого стану перевод1в типу Р65 на зал1зобетонних брусах [2 — 6] (перелш показни-юв та !х граничш значення прийнято за [7]).
Ц даш характеризують ус конструкци стрь лочних перевод1в на зал1зобетонних брусах, що застосовуються сьогодш на головних та при-ймально-вщправних кол1ях зал1зниць Укра!ни: вщ найсучасшших проектов Дн 300 та Дн 355 до розроблених ще в Радянському Союз1 проектов 1740 та 2215 (переводи марки 1/6 вщсутш в цьому перелшу, тому що !х заборонено укла-дати на головних кол1ях та дуже рщко викорис-товують на приймально-вщправних).
Таблиця 1
Показники напружено-деформованого стану стршочних перевод1в типу Р65 |)П11и\ конструкц1й на зал1зобетонних брусах
Грани- Максимальш швидкосп, досягнул тд час випробувань по прямому та боковому напрямках (км/год), для переводу (марка [ проект)
Показник чна ве- 1/9 1/11 1/9 1/11 1/11 1/11
личина 2215 1740 65109Ж-01 65111Ж Дн 300 Дн 355
140/— 140/40 120/50 140/50 160/50 140/50
Показники, для яких визначено допустим! величини
Напруження, МПа: - кромка тдошви гостряка - кромка тдошви рейки - неробоча грань головки контррейки 275 240 330 161,0 188,0 142,0 121,7 195,5 197,3
145,0 209,7 180,0 171,3 214,3 127,7 203,2 201,5 181.5 143.6 208,3 185.7 259,0 168,5 178,3 258,8 166,8 213,5 190,5 304,2
Горизонтальна (поперечна) сила, що д1е на рейку, кН 150 87,0 97,8 91,5 40,4 132,2 55,2 110,4 86,1 107,7 132,2
Горизонтальне перемщення бруса, мм 2,0 08 08 0,6 0,4 0,7 — 02 10
Показники, для яких визначено рекомендован величини
Вертикальна сила, що д1е на рейку, кН 200 190,6 166,0 176,9 198,2 204,0 194,0 195,7 185,9 196,6 194,8 195,2
Горизонтальне перемщення рейкових елеменпв, мм 6,0 25 25 3,7 12 3,4 22 3,3 34 5,6 35 6,6
Примтки: 1. У чисельнику наведено дат для прямого напрямку, у знаменнику — для бокового. 2. Вщповщно до [7] перевищення показником, що контролюеться, допустимоI величини е тдставою для обмеження швидкост руху по!зд1в переводом, перевищення рекомендованого значення не потребуе обмеження швидкост руху.
Наведет в табл. 1 дат дозволяють зробити висновок, що для бокового напрямку п'ять з чотирьох показниюв, для яких визначенi допус-таш величини (вони зумовлюють допустимi швидкост руху по!здiв переводом), суттево б> льшi, нiж для прямого. Кшьюсно цей висновок пiдтверджено табл. 2, у якш мiстяться середнi за вшма випробуваними переводами коефщен-ти запасу (вщношення гранично! величини до максимально!, зареестровано! пiд час випро-бувань) для кожного з контрольованих пока-зникiв.
Таблиця 2
Середнi значення коефмисита запасу показникiв напружено-деформованого стану переводу
Показник
Напрямок
боковик | прямий
Показники, для яких визначено допустим! величини
Напруження: - кромка тдошви гостряка - кромка тдошви рейки - неробоча грань головки контррейки 1,22 1,23 1,08 1,64 1,55 1,71
Горизонтальна (поперечна) сила, що д1е на рейку 1,31 2,05
Горизонтальне перемщення бруса 3,33 2,86
Показники, для яких визначено рекомендован величини
Вертикальна сила, що д1е на рейку 1,03 1,06
Горизонтальне перемщення рейкових елеменпв 1,33 2,31
З цього випливае, що з позицп мщносп переводу попршення показникiв динамiки рухо-мого складу, ймовiрне пiд час прямування су-мiжними переводами, небезпечнiше тд час руху боковим напрямком, нiж прямим. Таким чином, випробування сумiжних переводiв на мщтсть за умови прямування рухомого складу боковими напрямками обох переводiв потрiбно виконати в першу чергу.
Методика проведения дослщження та обробки даних
Сумiжнi стрiлочнi переводи можуть розта-шовуватися за однiею з п'яти схем, наведених на рис. 1 [1]. З рисунка зрозумшо, що пряму-вання по!зда з бокового напрямку одного переводу на боковий напрямок сусщнього можливе тiльки за умови розмщення переводiв за пер-шою та другою схемами (найчастiше по!зди приймаються та вiдправляються по переводах, розташованих за першою схемою).
Метою дослщження е визначення впливу довжини прямо! вставки на допустимi за крите-рiем мiцностi переводу швидкосп руху по!здiв сумiжними стршочними переводами, укладе-ними за першою схемою, за умови руху по бо-кових напрямках обох переводiв.
Теоретично пряма вставка мiж сумiжними
переводами може мати будь-яку довжину в ш-тервалi вщ нескiнченностi (на практицi — дов-жиною з перегiн) до 0. Не тдлягае сумнiву, що iз зменшенням довжини прямо! вставки взаем-ний вплив сумiжних переводiв збшьшуеться, досягаючи, найiмовiрнiше, максимуму у випад-ку, коли пряма вставка мiж переводами вщсут-ня (очевидно, що мшмум впливу повинен спо-стертатися за умови дуже велико! прямо! вставки). Тому визначення й порiвняння мiж собою допустимих швидкостей руху по!здiв сумiжни-ми переводами, що властивi для крайнiх зна-чень довжини прямо! вставки (й = 0 i й = да), дозволяе чггко вiдповiсти на запитання впливае довжина прямо! вставки на допустимi швидко-стi чи т. На практицi ця щея була реалiзована шляхом натурних випробувань на мiцнiсть су-мiжних стршочних переводiв, розташованих без прямо! вставки, за умови руху по бокових напрямках обох переводiв (й = 0) та тшьки по боковому напрямку дослiдного переводу (й = да).
Одержанi тд час випробувань данi дозволили також визначити вплив довжини прямо! вставки на напружено-деформований стан сумiжно-го переводу, укладеного за першою схемою, та додатково ощнити стан дослiдних переводiв ^ як наслiдок, !х придатнiсть для проведення випробувань (якщо даш, одержат за циклу й = да, вимагають обмеження швидкостi руху по]дщв, то такий перевiд не е справним i для випробувань не шдходить). Також для шдвищення на-дiйностi результатiв було проведено два експе-рименти: дослщжено вплив довжини прямо! вставки тд час руху дослiдного по!зда з переводу № 43 на перевщ № 29 та навпаки.
Рис. 1. Схеми розташування сумгжних стршочних перевод1в: а - 1, б - 2, в - 3, г - 4, д - 5
Дослщш стршочш переводи розташованi на головнш парнiй коли станци Запорiжжя-Вантажне Придншровсько! залiзницi (№ 29 i № 43). Це переводи типу Р65, марки 1/11, проекту 1740, на залiзобетонних брусах. По прямому напрямку переводiв (як i по коли) для паса-жирських поlздiв встановлена максимальна швидюсть 100 км/год, для вантажних — 80 км/год; по боковому — 40 км/год (нормативна допустима швидюсть по боковому напрямку переводу проекту 1740 [1]) для обох категорш поlздiв. Переважна бшьшють поlздiв рухасться по прямому напрямку дослщних переводiв, по бокових напрямках обох переводiв виконуеться здебiльшого тiльки маневрова робота. Фрагмент схеми станци iз зображеними на нiй до-слiдними переводами наведено на рис. 2.
Дослщження проводилося в перюд з 30 листопада до 18 грудня 2007 року. На його початок по дослщних переводах було пропущено бли-зько 230 млн т вантажу брутто, кшька разiв за-мiнювалися хрестовини та один раз решта ме-талевих частин, тому на момент випробувань !х вертикальний та горизонтальний знос не пере-вищував 1...2 мм. Баластний шар та залiзобе-тонш бруси, стан стрiлочних переводiв i приле-глих колiй за рiвнем та положенням у планi за-галом вiдповiдали вимогам [1]. Якась спещаль-на пiдготовка переводiв до випробувань не проводилася. Пiд час випробувань баласт пере-бував у незамерзлому сташ.
Вiдповiдно до [7] (у даному випадку першо! редакци вказiвок, яка набула чинностi в жовтш 2006 р. [9]), основним завданням випробування стрiлочного переводу на мщшсть е визначення напружень, якi виникають у його елементах. Додатково до цього знаходять також вертика-льнi та горизонтальш (поперечнi) перемiщення металевих частин переводу та сили, що на них дiють, горизонтальш перемщення брусiв та рейкових елеменпв. Крiм перерахованих вище
ст. Янцеве
характеристик, з метою визначення впливу до-вжини прямо! вставки на безпеку руху поlздiв у межах хрестовинного вузла тд час випробувань також дослiджувалися зусилля в контр-рейкових болтах.
Для реестраци напружень у рейках i гостря-ку та вертикальних сил, що передаються вщ колiс на рейки, використовувалися прямокутш тензорезистори КФ5П1 з базою 20 мм вироб-ництва ВФ «Веда» (ТВ 3.06 Украши 7710-000193), датчики одноразового застосування. Для визначення напружень у пiдошвi рейок та гост-ряка вони наклеювалися на вщсташ близько 5 мм вщ внутршньо! або зовшшньо! кромки. Парний номер приладу означае, що вш розм> шений на внутрiшнiй кромщ, непарний - на зовнiшнiй. Деформаци та перемiщення рейкових елеменпв i брусiв визначалися за допомо-гою прогиномiрiв типу ЦНИИ. Горизонтальш сили одержано за методом д-ра техн. наук О. П. Сршкова у перерiзах, де розташовувалися прилади для вимiрювання напруження в неро-бочiй кромщ головки рейки. Для визначення зусиль у контррейкових болтах застосовували-ся колшш болти, обладнаш тензорезисторами.
Схема встановлення приладiв на переводi № 29 (рис.3) розроблена з використанням принцишв, викладених у [8]. Розташування приладiв на переводi № 43 вiдрiзнялося лише для приладiв «1»—«4», «Ш1», «Ш2», «Г1», «Г2», «ПГ1», «ПГ2», «ПВ1», «ПВ2»: через техшчш причини цей перерiз був змщений у бiк перед-нього стику рамних рейок у сусщнш ящик.
Визначення показникiв напружено-дефор-мованого стану стршочних переводiв викону-валося тд дiею дослiдного по!зда, який рухався переводами в режимi вибту. Вiн складався з двох електровозiв сери ВЛ11 (один у головi по!зда, другий — у хвосп), чотирьох чотиривю-них пiввагонiв на вiзках моделi 18-100 та паса-жирського вагона на вiзках моделi КВЗ-ЦНИИ.
ст. Запор/жжя-1
Рис. 2. Фрагмент схеми станци Запор1жжя-Вантажне (суцшьними стршками зображено маршрут руху по!зда пвд час випробувань переводу № 29 за циклом ё = 0, пунктирною — ё = да)
сч сч
I I
Умовш позначення:
- прилад для вимiрювання вертикально! сили, що дie на рейку;
- прилад для вимiрювання напруження в кромцi пiдошви рейки та гостряка;
- прилад для вимiрювання напруження в неробочiй кромщ головки рейки;
- прилади для вимiрювання вiдповiдно вертикальних i горизонтальних перемщень рейки;
- прилад для вимiрювання горизонтального перемiщення бруса;
- прилад для вимiрювань зусиль у контррейкових болтах
Рис. 3. Схема встановлення приладiв на стрiлочному переводi № 29
Три тввагони були завантажет щебенем (до навантаження 21,5...23,0 т/вюь), один - порож-нш. Щд час випробування техшчний стан ваго-шв та локомотив1в задовольняв вимоги вщпов> дних нормативних докумешгв з !х утримання та ремонту. Дослщний по!зд рухався ¡з швид-костями 5, 15, 25 i 40 км/год. Пщ час протише-рстного напрямку руху за кожним ¡з циктв здшснювалося вщ 4 до 7 по!здок, тд час поше-рстного - 8-11. По дослщному переводу по!зд-ки виконувалися лише по боковому напрямку.
Випробування та розшифровка одержаних даних виконаш Кол1евипробувальною ГНДЛ ДНУЗТ за допомогою вим1рювально-1нформа-цшно! системи «ПОНИЛ ДИИТ - 1», що прой-шла державну метролопчну атестащю в1дпов1-дно до чинного порядку.
Обробка та анатз даних зроблет за техно-лопею, наведеною в [8]. Групування показань прилад1в виконано окремо для перших та других за напрямом руху по!зда осей в1зк1в, для !х вир1внювання використано нормальний закон. Допустим1 та рекомендован значення сил, де-формацш та напружень в елементах стршочно-го переводу прийнято за [7].
Довжина прямоТ вставки та допустимi швидкост руху потздiв сумiжними переводами, розташованих за першою схемою, за умови руху по бокових напрямках обох переводiв
У табл. 3 разом ¡з середшми значеннями наведено найб1льш1 з-пом1ж вс1х екiпажiв дослщ-ного по!зда максимальш ймов1рн1 величини показниюв, що визначалися тд час дослщжень, вщповщно до номера випробуваного переводу, швидкост руху дослщного по!зда та циклу
(найчаспше це дат, зареестроват тд час руху електровоза серп ВЛ11, у решт випадюв - за-вантаженого шввагона). У верхнш половит клггинки подано значення, одержане тд час циклу й = 0, у нижнш - й = да. Коли в клггинщ замють двох значень наведено одне - це озна-чае, що величина для пошерстного напрямку руху дослщного по!зда бшьша за значення для протишерстного незалежно вщ циклу.
Дат про вертикальт перемщення рейок не потрапили до табл. 3 тому, що вони потр1бн1 не для визначення допустимих швидкостей руху по!зд1в переводом, а для ощнки достов1рност1 результат випробувань (за наявносп перем> щень, що перевищують граничну величину, стршочний перевщ не може вважатися справ-ним, а результати достов1рними). Величини вертикальних перемщень рейок по довжиш стршочного переводу № 29 знаходилися в д1а-пазот вщ 0,8 мм до 4,3 мм, № 43 - вщ 0,7 мм до 2,5 мм, що суттево менше за допустиму величину 10 мм [7]. Справний стан перевод1в та-кож пщтверджують даш, одержат за циклом й = да, - !х величини суттево менш1 за граничт значення, наведет у [7].
Пор1вняння м1ж собою даних р1зних циктв випробувань дозволяе стверджувати, що з по-казниюв, для яких визначено допустим1 величини, лише напруження в п1дошв1 гостряка за швидкост 40 км/год суттево залежить вщ дов-жини прямо! вставки (29-й перевщ), решта величин практично однаков1 або менш1 за значення, одержан! для пошерстного руху. Зютав-лення ж даних з граничними значеннями до-зволяе зробити висновок, що для переводiв проекту 1740 довжина прямо! вставки не впли-вае на допустиму швидюсть: за вшх швидко-стей руху дослщного по!зда та циктв
Таблиця 3
Середш та максимальш ймош|)1м величини показникш напружено-деформованого стану дослiдних
переводiв, що визначалися п1д час випробувань
Перевщ № 29 Переввд № 43
Швидюсть руху, км/год
5 15 I 25 | 40 5 | 15 | 25 40
Напруження (рамт рейки та рейки з'еднувально! частини), МПа
ст _й тах ст _й тах ст стй тах ст стй тах ст стй тах ст стй тах ст стй тах ст стй тах
132,7 154,0 133,6 159,1 132,6 163,1 141,2 171,3 132,2 159,5 128,6 144,4 126,4 152,0 131,1 157,8
Напруження (гостряк), МПа
ст й СТтах ст й СТтах ст й сттах ст й сттах ст й сттах ст й сттах ст й сттах ст й сттах
165,3 205,2 163,9 193,5 182,4 201,2 210,5 240,1 158,2 178,0 165,7 196,9 176,0 205,1 191,4 217,7
170,5 199,9 173,3 198,4 157,8 168,8 163,9 184,7 169,2 191,9 182,8 209,7
Горизонтальна сила, кН
Н Нй тах Н Нй тах Н НЙ тах Н НЙ тах Н НЙ тах Н НЙ тах Н Нй тах Н Нй тах
47,6 77,9 49,3 74,2 55,6 84,7 57,1 79,4 58,1 82,2 58,1 81,8 57,1 80,3 62,2 91,5
53,2 73,9 55,3 77,7 58,2 84,6 54,4 79,2
Горизонтальш перемщення брусш, мм
уб уб тах уб уй б тах уб уй б тах уб уй б тах уб у б тах уб уй б тах уб уй б тах уб уб б тах
0,35 0,59 0,37 0,55 0,40 0,57 0,49 0,74 0,10 0,19 0,12 0,24 0,12 0,24 0,15 0,28
0,27 0,45 0,40 0,58 0,10 0,20 0,12 0,21 0,15 0,27
Зусилля в контррейкових болтах, кН
Рк рй к тах Рк Рй к тах Рк Р й к тах Рк Р й к тах Рк Рй к тах Рк Рй к тах Рк Рй к тах Рк Рй к тах
56,3 69,9 54,9 69,2 55,4 74,3 52,1 74,8 39,3 45,0 39,8 45,0 39,6 45,0 39,4 45,5
55,9 70,9 57,3 71,4 57,7 72,1 52,3 63,0 42,7 45,3 43,1 45,6 43,8 51,2 41,1 48,6
Вертикальна сила, кН
Р р й тах Р Рй тах Р Р й тах Р Р й тах Р Р й тах Р Р й тах Р Рй тах Р Р й тах
132,7 184,7 129,0 175,7 127,9 166,8 142,6 179,4 123,7 157,0 128,7 158,2 126,5 156,1 138,3 182,8
128,9 168,0 129,1 157,7 124,5 160,9 126,8 162,3 141,3 176,9
Горизонтальш перемщення рейок, мм
у уй тах у у" тах у У" тах у У" тах у уй тах у У" тах у у" тах у уй тах
2,32 2,57 2,34 2,72 2,11 3,10 2,62 3,39 2,95 3,71 2,75 3,70 3,10 3,66 3,20 4,02
2,61 3,24 2,78 3,50 2,45 3,70
Примтка: Допустиме значення зусилля в контррейкових болтах - 381 кН (прийнято за [10 наведено з урахуванням монтажних зусиль 30 кН.
). Величини в таблиц
випробувань одержат величини показниюв не перевищують допустимих та рекомендованих значень [7].
Дат розглянемо бшьш детально напруження в шдошв1 гостряка. Для переводу № 29 за циклом й = 0 зареестровано максимальне напруження 240,1 МПа (прилад «17»), за циклом й=да - 198,4 МПа («21»), р1зниця складае 21 %. Для переводу № 43 - 217,7 МПа («21») та 209,7 МПа («21») вщповщно, р1зниця - 4 %. Таким чином експериментально встановлено, що за умови руху по!'зд1в по бокових напрямках обох сум1жних перевод1в, розташованих за пер-шою схемою, вщсутшсть прямо! вставки може призводити до збшьшення напружень у шдошв1 криволшшного гостряка на 20 %. Для вщповщ на запитання, чому в одному випадку спостер> галося суттеве збшьшення напруження, а в ш-шому - ш, потр1бно виконати спещальш досл1-дження, яю з очевидних причин тд час дано! роботи не проводилися. У даному випадку для
нас дуже важливий сам факт збшьшення напруження в шдошв1 гостряка переводу, укладе-ного без прямо! вставки ¡з сум1жним, невипад-ковють якого шдтверджуеться обома викона-ними експериментами та одержаними розпод> лами напружень по довжиш гостряка.
Як уже зазначалося, для перевод1в проекту 1740 збшьшення напруження в шдошв1 гостряка, зареестроване тд час циклу й = 0, не мае особливого значення, тому що допустима величина в цьому випадку не перевищуеться. 1нша картина спостер1гаеться для перевод1в, запрое-ктованих недавно.
Випробування на мщшсть нових перевод1в на затзобетонних брусах типу Р65 марки 1/11 проекпв Дн 300, Дн 355 [5, 6] та Дн 345 (результата готуються до друку) показали, що тд час протишерстного руху по боковому напрям-ку з1 швидюстю 40 км/год напруження в ш-дошв1 криволшшного гостряка досягають 240,0 МПа, 255,2 МПа \ 253,5 МПа вщповщно
(прилади, що реестрували максимальнi на-пруження, встановлювалися на вiдстанi 3,36...4,34 м вщ вiстря гостряка, як i прилади «17» i «21» — 3,58 м i 4,10 м). Тому зумовлене вщсутнютю прямо! вставки !х ймовiрне збшь-шення на 20 % призведе до появи напружень 288...306 МПа, що бшьше за нормативну величину 275 МПа.
На нашу думку, головною причиною збшь-шення напружень у пiдошвi криволiнiйних гос-трякiв нових переводiв е змiни, внесенi в конс-трукцiю рамно! рейки. У цих переводiв по дов-жиш рамно! рейки наявна лише одна горизонтальна упорка — бшя вютря гостряка, тодi як у переводу проекту 1740 упорки розташовано на кожному брус вщ вютря й до кореня гостряка. Вилучення упорок призвело до зменшення за-гально! горизонтально! жорсткостi просторово! системи рамна рейка — гостряк нових переводiв ^ як наслiдок, збiльшення напружень у пiдошвi гострякiв.
Наведенi вище результати дають пiдставу рекомендувати для сумiжних стрiлочних пере-водiв типу Р65 марки 1/11 на залiзобетонних брусах, розташованих за першою схемою з прямою вставкою, що не вщповщае вимогам ЦП/0138, встановлювати допустимi швидкосп руху по!здiв (за умови руху по бокових напря-мках обох переводiв) залежно вiд наявностi або вщсутносп в конструкцi! рамних рейок упорок: за наявност — як для одиночних переводiв, за вщсутносп — не бiльше 25 км/год.
Вплив довжини прямоТ вставки на напру-жено-деформований стан переводу за умови руху потздiв по бокових напрямках обох пе-реводiв, розташованих за першою схемою
Для визначення особливостей взаемоди ру-хомого складу та переводу, розташованого за першою схемою без прямо! вставки iз сумiж-ним, iз всiх показникiв напружено-деформова-ного стану переводу найбiльшою мiрою пщхо-дять напруження в зовшшнш кромцi пiдошви рейки й гостряка. Крiм важливостi цього показ-ника самого по собi (як уже зазначалося, визна-чення напружень е головним завданням випро-бування на мщшсть), це дозволяе також порiв-няти сили, що дiють на рейковi елементи переводу за кожним iз циклiв, — напруження е результатом дп обох цих чинниюв.
Як i завжди пiд час випробувань стрiлочних переводiв на мщшсть, напруження в зовшшнш кромщ шдошви рейки перевищували напруження у внутршнш. Максимальнi значення для зовшшшх рейок (рейки, що е продовженням
кривого гостряка) найчастiше рееструвалися шд першими за напрямом руху дослщного по-!зда осями, для внутршшх — пiд другими.
Незважаючи на тип екшажа, цикл досл> джень, номер дослщного переводу, якюш характеристики (положення локальних екстрему-мiв) розподiлу напружень по довжинi переводу вщ швидкостi не залежать. Швидкють впливае на кiлькiснi характеристики розподшу: з ïï зро-станням значення локальних максимумiв зб> льшуються, досягаючи найбiльших величин за швидкостi 40 км/год. Одержат в цьому випад-ку розподши для кожного екшажа наведено на рис. 4 i 5. Тут тонкою лшею показаш середнi значення, товстiшою — максимальш ймовiрнi. Чорний колiр — це даш, одержанi пiд час циклу дослщжень d = 0, шрий — d = œ.
Для визначення ютотносп рiзницi мiж на-пруженнями, одержаними за рiзних ци^в до-слiджень, використано двовибiрковий /-крите-рiй Стьюдента для вибiрок з рiзними дисперс> ями (нульова гшотеза, рiвень ймовiрностi 0,999). Прилади, для яких величина 1>критерда перевищуе критичне значення, на рис. 4 i 5 об-ведеш кружечком.
Аналiз даних, наведених на рис. 4 i 5, дозволяе зробити таю узагальнення:
— довжина прямоï вставки впливае тшьки на напружено-деформований стан криволшшних гостряка та рамноï рейки переводу. Для най-бшьш несприятливого випадку (d = 0) та типу екшажа (локомотив) ютотна рiзниця спостер> гаеться на вiдрiзку, який закiнчуеться в мiсцi розташування приладу «23». Таким чином, д> лянка, на якiй наявний вплив довжини прямоï вставки на напружено-деформований стан стр> лочного переводу, заюнчуегься на вiдстанi бли-зько 7,5 м вщ переднього стику рамно!' рейки;
— наявна якюна рiзниця мiж дiею на дослщ-ний перевщ локомотива та вагонiв. Для елект-ровоза напруження, що зареестроваш прилада-ми, розташованими ближче до вютря гостряка («7», «11», «13»), за циклу d = 0 були меншi за напруження, одержат за циклу d = œ, а напруження, що фшсувалися приладами «15», «17» i «21» за циклу d = 0, перевищували напруження за циклу d = œ. Тодi як для вагошв, незалежно вщ мiсця розташування приладу, напруження, одержат за циклу d = 0, перевищували напруження, одержат за циклу d = œ.
Для переводу № 29 (див. рис. 4, б-г) це можна пояснити тшьки дiею значноï горизонталь-ноï сили, тому що в цих перерiзах вертикальне навантаження вiд колеса на гостряк вщсутне через його помтоне пониження вiдносно рамноï
а) 240 220 200 180 160 140 120 100 80
20 0
б) 240 220 200 180 160 140 120 100
80 60 40 20 0
в) 240 220 200 180 160 140 120 100
80 60 40 20 0
г) 240 220 200 180 160 140 120 100
80 60 40 20 0
— МПв
г
1 3 9 19 29 5 71113 15 21 23 25 27 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55
1 -МПа
Поилад
1 3 -1-1 9 19 -1-1 29 5 7 1-1-1 11 13 15 17 21 23 25 27 31 33 35 -1-1-1 37 39 41 -1-г 43 45 47 49 51 -1-1 53 55
-МПа
А
А А гут ■о*
п L г/\ V. Й I к _г Три/ 1ад
С'* яСЬш л А 4 V
н V М _ V«- сг _ > ф V -
1 3 9 19 29 @@ 11 13 15 17 21 23 25 27 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55
МПа
/7
/
/
ь- -О
1 3 9 19 29 15 17 21 23 25 27 31 33 35 37 39 41 43 45 4 7 49 51 53 55
Рис. 4. Напруження в зовшшшй кромщ тдошви рейок та гостряка переводу № 29 за швидкосп 40 км/год: а - електровоз серп ВЛ11, б - пасажирський вагон, в - порожнш шввагон, г - завантажений шввагон
а) 240 220 200 180 160 140 120 100
80 60 40 20 0
19 29 5 7 23 25 27 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57
б) 240 220 200 180 160 140 120 100
80 60 40 20 0
в) 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
г) 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
Рис. 5. Напруження в зовшшшй кромщ тдошви рейок та гостряка переводу № 43 за швидкосп 40 км/год: а - електровоз серп ВЛ11, б - пасажирський вагон, в - порожнш шввагон, г - завантажений тввагон
— МПа
л
га уУ« к
; V
/7к / N Ч
.А ГР/ ч А д. _ А _м
1 ! II ЙГ \ N V и А л 5 к
-1 А/ г! У N У ■V
-'А — ■ V V
ТГ" \\ / 1 /
ммшл П 7 плг
—1—1—
рейки (табл. 4, прилади «5» i «7»). У решт ви-падюв для однозначного пояснення цього яви-ща пiдстав немае: тут, кр!м збiльшення горизонтального навантаження, можливе зростання й вертикального - висота гостряка дозволяе;
- довжина дшянки, на якш спостерiгаеться вплив прямо! вставки на напружено-дефор-мований стан переводу, залежить вщ навантаження на вюь: вона бiльша для локомотива та завантаженого шввагона, менша для пасажир-ського вагона та порожнього шввагона;
- суттева р!зниця м!ж результатами, одер-жаними для кожного з дослщних переводiв, вщсутня, що свщчить про !х невипадковють.
Таблиця 4
Висота кривол1н1йного гостряка вщповщно до м1сця розташування прилад1в, мм
Прилад Ширина Дослщний перевщ
головки, мм № 29 № 43
«5» 9 129,6 130,4
«7» 15 132,6 134,8
«11» 22 136,4 137,3
«13» 31 140,4 139,3
«15» 41 140,5 140,0
«17» 50 140,7 140,6
Висновки
1. За KpOTepieM мiцностi стрiлочного переводу результати виконаних дослiджень дають пiдставу рекомендувати для сумiжних перево-дiв типу Р65 марки 1/11 на залiзобетонних бру-сах, розташованих за першою схемою з прямою вставкою, що не вщповщае вимогам ЦП/0138, встановлювати допустимi швидкостi руху по!з-дiв (за умови руху по бокових напрямках обох переводiв) залежно вщ наявностi або вщсутно-стi в конструкци рамних рейок сумiжних пере-водiв упорок: за наявностi — як для одиночних переводiв, за вщсутност — не бiльше 25 км/год.
2. Д^нка, на якш спостер^аеться вплив довжини прямо! вставки на напружено-дефор-мований стан переводу типу Р65 марки 1/11 проекту 1740 на залiзобетонних брусах, у най-бшьш несприятливому випадку закiнчуеться на вщсташ близько 7,5 м вiд переднього стику ра-мно! рейки.
Зменшення довжини прямо! вставки при-зводить до збшьшення горизонтального та, ймовiрно, вертикального навантаження на кри-волшшний гостряк у найбiльш уразливому йо-го мiсцi — у межах бокового стругання.
Б1БЛЮГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. 1нструкщя з улаштування та утримання колй' зал1зниць Укра!ни. ЦП-0138 [Текст] : Затв.: Наказ Укрзал1знищ 22.12.05. № 427-Ц. - К.: ТОВ «НВП Полнрафсервю», 2006. - 336 с.
2. Даниленко, Э. И. Результаты испытаний стрелочных переводов типа Р65 марок 1/11 и 1/9 на железобетонных брусьях [Текст] / Э. И. Даниленко, Н. Н. Шавловский // Зал1зн. трансп. Укра!ни. — 2000. — № 4. — С. 19-23.
3. Орловський, А. М. Результати натурного випробування на мщнють стршочного переводу типу Р65 марки 1/9 проекту 65109Ж-01 [Текст] /
A. М. Орловський, В. П. Гнатенко, К. В. Мойсе-енко // Вюник Дшпропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. 1м. акад. В. Лазаряна. - 2010. — Вип. 31. — Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2010. — С. 144-152.
4. Гнатенко, В. П. Результати натурного випробу-вання на мщшсть стршочного переводу типу Р65 марки 1/11 проекту 65111Ж [Текст] /
B. П. Гнатенко, К. В. Мойсеенко // Вюник Дшпропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. 1м. акад. В. Лазаряна. — 2010. - Вип. 32. — Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2010. — С. 186-192.
5. Мойсеенко, К. В. Напружено-деформований стан стршочного переводу типу Р65 марки 1/11 проекту Дн 300 [Текст] / К. В. Мойсеенко,
B. П. Гнатенко // Вюник Дшпропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. 1м. акад. В. Лазаряна. — 2010. -Вип. 34. — Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2010. —
C. 103-115.
6. Мойсеенко, К. В. Напружено-деформований стан стршочного переводу типу Р65 марки 1/11 проекту Дн 355 за даними натурного випробу-вання [Текст] / К. В. Мойсеенко // Вюник Дшпропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. 1м. акад. В. Лазаряна. — 2010. - Вип. 35. — Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2010. — С. 114-123.
7. Техшчш вказ1вки з проведения натурних випро-бувань стршочних перевод1в на мщнють [Текст] : Затв.: Наказ Укрзал1знищ 04.03.10 № 028-ЦЗ. - К., 2010. - 15 с.
8. Мойсеенко, К. В. Основш положення технологи натурного випробування на мщнють нового стршочного переводу [Текст] / К. В. Мойсеенко // Вюник Дшпропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. 1м. акад. В. Лазаряна. — 2011. - Вип. 37. - Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2011. — Вип. 37. — С. 125-133.
9. Техшчш вказ1вки з проведення натурних випро-бувань стршочних перевод1в на мщнють [Текст]: Затв.: Наказ Укрзал1знищ 13.10.06. № 640-ЦЗ. - К., 2006. - 16 с.
10. ГОСТ 11530-93 Болты для рельсовых стыков железнодорожного пути. Технические условия [Текст]. - Введ. в Украине 01.01.99. - М.: Стан-дартинформ, 2006. - 7 с.
Надшшла до редколегп 16.05.2011.
Прийнята до друку 25.05.2011.
