Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СКРЕПЛЕНИЙ НА ПОДУКЛОНКУ РЕЛЬСОВ'

ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СКРЕПЛЕНИЙ НА ПОДУКЛОНКУ РЕЛЬСОВ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
8
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
промежуточное рельсовое скрепление / усилие прижатия / подрельсовая прокладка / жесткость / поездная нагрузка / квазистатическая и динамическая подуклонка рельсов / intermediate rail fastening / clamping force / rail pad / stiffness / train load / quasi-static and dynamic rail inclination

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Коссов Валерий Семенович, Краснов Олег Геннадьевич, Ноздрачев Геннадий Сергеевич, Богданов Олег Константинович

В статье приведены результаты исследования усилий прижатия подошвы рельса к шпале на выборке из 30 новых клемм ЦП369.102. Установлено, что усилия прижатия подошвы рельса к шпале при одинаковых моментах затяжки шурупа ЦП54 имеют существенные различия: при Мзат = 250 Н·м максимальный разброс достигал 385 кгс. Среднее значение усилия прижатия подошвы рельса к шпале при Мзат = 250 Н·м для шурупа ЦП54 в среднем составляет 900 кгс, что ниже нормированного значения 1000 кгс. Лишь у 20 % измеренных клемм усилие прижатия было близко к нормативному значению. Устойчивые нормативные значения усилия прижатия 1000 кгс были достигнуты при Мзат = 300 Н·м. В статье приведены результаты исследования изменения квазистатической и динамической подуклонки рельсов в кривых малого радиуса на подкладочных скреплениях ЖБР65-ПШМ. Установлено, что изменение квазистатической подуклонки под наружным и внутренним рельсами в кривых участках пути определяется доминирующими уровнями непогашенных ускорений. Изменение квазистатической и динамической подуклонки рельсов определяет изменение параметров взаимодействия колес и рельсов, что влияет на изменение площади пятна контакта, нормальных и касательных напряжений в зоне контакта и увеличивает интенсивность износа поверхности рельсов и скорость образования контактно-усталостных дефектов. Для стабилизации параметров подуклонки рельсов, обеспечения достаточного сопротивления продольному перемещению рельса предлагается проработать вопрос увеличения усилий прижатия клеммой подошвы рельса путем повышения момента затяжки путевых шурупов и применения подрельсовых прокладок повышенной жесткости (196… 294 кН/мм) с одновременным использованием подшпальных подкладок для сохранения способности гашения высокочастотных вибраций от взаимодействия колес с рельсами.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Коссов Валерий Семенович, Краснов Олег Геннадьевич, Ноздрачев Геннадий Сергеевич, Богданов Олег Константинович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE INFLUENCE OF FASTENING CHARACTERISTICS ON RAIL INCLINATION

The article provides the results of studying the force of the rail base clamping to the sleeper on a sample of 30 new clips TsP369.102. It has been established that the force of rail base clamping to the sleeper at the same tightening torques of screw TsP54 has significant differences. At Mtight = 250 N·m the maximum range reaches 385 kgf. The average value of the force of the rail base clamping to the sleeper at Mtight = 250 N·m is 900 kgf, which is lower than the normalized value of 1000 kgf. Only 20% of measured clips have the clamping force close to the standard value. Stable standard values of clamping force 1000 kgf are achieved at Mtight = 300 N·m. The article provides the results of studying the changes in the quasi-static and dynamic rail inclination in sharp curves on plate fastenings ZhBR65-PShM. It has been established that the change in the quasi-static inclination under high and low rails in track curves is determined by dominant levels of unbalanced accelerations. The change in the quasistatic and dynamic rail inclination determines the variance of the wheelrail interaction parameters, which affects the change in the contact patch area, normal and tangential stresses in the contact zone and increases the wear rate of the rail surface and the rate of contact fatigue defects. In order to stabilize parameters of the rail inclination and provide sufficient resistance to the longitudinal rail displacement, it is proposed to study the issue of increasing the force of clamping the rail base with the clip by increasing the tightening torque of screw spikes and applying rail pads of increased stiffness (196…294 kN/mm) with the simultaneous use of sleeper pads to maintain the ability to damp high-frequency vibrations caused by the wheel-rail interaction.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СКРЕПЛЕНИЙ НА ПОДУКЛОНКУ РЕЛЬСОВ»

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Гончарова, Н. Ю. Организация пассажирских перевозок смешанного типа. Мультимодальные туристические перевозки / Н. Ю. Гончарова, Р. С. Большаков, Н. В. Давыдова. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2023. - № 2 (54). - С. 68 - 79.

УДК 625.143.5(045)

Goncharova N.Yu., Bolshakov RS., Davydova N.V. Organization of passenger traffics of mixed type. Multimodal turistic traffics. Journal of Transsib Railway Studies, 2023, no. 2 (54), pp. 68-79 (In Russian).

В. С. Коссов, О. Г. Краснов, Г. С. Ноздрачев, О. К. Богданов

Акционерное общество «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (АО «ВНИКТИ»), г. Коломна, Российская Федерация

ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СКРЕПЛЕНИЙ НА ПОДУКЛОНКУ РЕЛЬСОВ

Аннотация. В статье приведены результаты исследования усилий прижатия подошвы рельса к шпале на выборке из 30 новых клемм ЦП369.102. Установлено, что усилия прижатия подошвы рельса к шпале при одинаковых моментах затяжки шурупа ЦП54 имеют существенные различия: при Мзат = 250 Нм максимальный разброс достигал 385 кгс. Среднее значение усилия прижатия подошвы рельса к шпале при Мзат = 250 Нм для шурупа ЦП54 в среднем составляет 900 кгс, что ниже нормированного значения 1000 кгс. Лишь у 20 % измеренных клемм усилие прижатия было близко к нормативному значению. Устойчивые нормативные значения усилия прижатия 1000 кгс были достигнуты при Мзат = 300 Нм.

В статье приведены результаты исследования изменения квазистатической и динамической подуклонки рельсов в кривых малого радиуса на подкладочных скреплениях ЖБР65-ПШМ. Установлено, что изменение квазистатической подуклонки под наружным и внутренним рельсами в кривых участках пути определяется доминирующими уровнями непогашенных ускорений. Изменение квазистатической и динамической подуклонки рельсов определяет изменение параметров взаимодействия колес и рельсов, что влияет на изменение площади пятна контакта, нормальных и касательных напряжений в зоне контакта и увеличивает интенсивность износа поверхности рельсов и скорость образования контактно-усталостных дефектов. Для стабилизации параметров подуклонки рельсов, обеспечения достаточного сопротивления продольному перемещению рельса предлагается проработать вопрос увеличения усилий прижатия клеммой подошвы рельса путем повышения момента затяжки путевых шурупов и применения подрельсовых прокладок повышенной жесткости (196... 294 кН/мм) с одновременным использованием подшпальных подкладок для сохранения способности гашения высокочастотных вибраций от взаимодействия колес с рельсами.

Ключевые слова: промежуточное рельсовое скрепление, усилие прижатия, подрельсовая прокладка, жесткость, поездная нагрузка, квазистатическая и динамическая подуклонка рельсов.

Valeriy S. Kossov, Oleg G. Krasnov, Gennady S. Nozdrachev, Oleg K. Bogdanov

Scientific-Research and Design-Technology Institute of Rolling Stock (VNIKTI), Kolomna, the Russian Federation

THE INFLUENCE OF FASTENING CHARACTERISTICS ON RAIL INCLINATION

Abstract. The article provides the results of studying the force of the rail base clamping to the sleeper on a sample of 30 new clips TsP369.102. It has been established that the force of rail base clamping to the sleeper at the same tightening torques of screw TsP54 has significant differences. At Mtight = 250 Nm the maximum range reaches 385 kgf. The average value of the force of the rail base clamping to the sleeper at Mtight = 250 Nm is 900 kgf, which is lower than the normalized value of1000 kgf. Only 20% of measured clips have the clamping force close to the standard value. Stable standard values of clamping force 1000 kgf are achieved at Mtight = 300 Nm.

The article provides the results of studying the changes in the quasi-static and dynamic rail inclination in sharp curves on plate fastenings ZhBR65-PShM. It has been established that the change in the quasi-static inclination under high and low rails in track curves is determined by dominant levels of unbalanced accelerations. The change in the quasi-static and dynamic rail inclination determines the variance of the wheel- rail interaction parameters, which affects the change in the contact patch area, normal and tangential stresses in the contact zone and increases the wear rate of the rail surface and the rate of contact fatigue defects. In order to stabilize parameters of the rail inclination and provide

sufficient resistance to the longitudinal rail displacement, it is proposed to study the issue of increasing the force of clamping the rail base with the clip by increasing the tightening torque ofscrew spikes and applying rail pads ofincreased stiffness (196...294 kN/mm) with the simultaneous use of sleeper pads to maintain the ability to damp high-frequency vibrations caused by the wheel-rail interaction.

Keywords: intermediate rail fastening; clamping force; rail pad; stiffness; train load; quasi-static and dynamic rail inclination.

Рельсовые скрепления служат для прикрепления рельсов к шпалам и выполняют при этом ряд важных задач [1, 2]:

- сохранять стабильность ширины рельсовой колеи;

- обеспечивать достаточное сопротивление продольному перемещению рельса;

- упруго передавать динамические воздействия от колес подвижного состава;

- гасить высокочастотные вибрации, расстраивающие путь.

В кривых малого радиуса на участках пути с высокой грузонапряженностью рекомендовано применять подкладочные скрепления ЖБР-65ПШМ. Общий вид скрепления представлен на рисунке 1.

ШАЙБА СТО 24

В узле 2 штуки

КЛЕММА ЖБР ЦП 369.102

В узле 2 штуки

ШУРУП ЦП-54

В узле 2 штуки

ПРОКЛАДКА УПРУГАЯ ВП

920.1281

В узле 1 штука

ПРОКЛАДКА УПРУГАЯ БП

920.1282

В узле 1 штука

ПРОКЛАДКА ЦП-638У53В/363

В узле 1 штука

ПОДКЛАДКА ЖБР М ЦП 369.607

В узле 1 штука

Рисунок 1 - Подкладочное скрепление ЖБР-65ПШМ

В данной конструкции скрепления металлические подкладки значительно усиливают узел скрепления и стабилизируют упорную рельсовую нить. В качестве прикрепителя пружинной клеммы используют путевой шуруп ЦП 54, вкручиваемый в дюбель железобетонной шпалы с усилием 220...250 Нм.

Нашпальные прокладки имеют разную толщину кромок. Разворот нашпальных прокладок позволяет изменять подуклонку рельса и тем самым регулировать ширину колеи.

Стабильность работы узла скрепления определяется параметрами упругих клемм, подрельсовых и нашпальных прокладок. От параметров указанных элементов зависят сопротивление продольному перемещению рельса, динамическая разуклонка рельса от действия поездной нагрузки, квазистатическая подуклонка рельса.

Для определения стабильности прижатия подошвы рельса к шпале упругими клеммами ЖБР ЦП 369.102 проведены экспериментальные исследования клемм, снятых с новой

рельсошпальной решетки. Для определения усилия прижатия использовалась шпала Ш-3 с куском рельса Р65, закрепленного скреплениями ЖБР-65ПШМ. Предварительно шпалы и принадлежащие им клеммы маркировались масляной краской. В измерительное скрепление устанавливались клеммы с разных шпал новой рельсошпальной решетки, после чего шурупы ЦП54 затягивались последовательно с разных сторон от рельса тензометрическим ключом до величины крутящего момента 150 Нм.

Измерения усилия прижатия проводились с использованием измерителя прижатия клемм АРС-4 фирмы АпАТэК (рисунок 2).

С учетом того, что измеритель АпАТэК предназначен для измерения усилия прижатия подошвы рельса клеммами скрепления АРС-4, потребовалась конструктивная доработка подошвы рельса. Для установки захватов измерителя АпАТэК под клеммы ЖБР предварительно в подошве рельса были профрезе-рованы пазы для беспрепятственного охвата прутка упругой клеммы, лежащего на подошве рельса. Это позволило использовать измеритель АпАТэК с клеммами ЖБР. Для использования этого прибора на участках укладки рельсошпальной решетки со скреплениями ЖБР требуется доработка конструкции захватов. В процессе измерений производили затяжку путевых шурупов ЦП-54 последовательно с разных сторон от рельса с моментом затяжки от 150 до 350 Нм и шагом 50 Нм. При каждой величине затяжки выполняли измерение прижатия клеммой подошвы рельса к шпале с одной и другой стороны.

Было исследовано 30 клемм с восьми новых шпал. Измерения усилия прижатия подошвы рельса производили с одной и другой стороны от рельса для конкретного момента затяжки Мi зат.

После проведения измерений усилия прижатия рельса при фиксированном моменте момент затяжки увеличивали с использованием тензометрического ключа до М+1 зат. Цикл измерения усилий повторялся до достижения величины крутящего момента Мзат = 350 Нм.

Результаты измерений представлены в таблице 1.

По данным таблицы 1 построены зависимости изменения усилия прижатия подошвы рельса к шпале от момента затяжки шурупа ЦП54 (рисунок 3) для разных клемм с одной шпалы и по средним значениям для всех клемм.

Характеристики кривой Р298 К506, на которой проводились замеры бокового отжатия головки рельса, представлены в таблице 2.

Отступления пути на опытной кривой отсутствовали. Суточный пакет поездов на участке составил: грузовых - 79.85, пассажирских - 6, моторвагонных - 2.

Измерительный участок был заложен в середине круговой части кривой. Для измерения боковых и вертикальных сил в соответствии со схемой оборудования пути на шейку рельса наклеивали тензорезисторы согласно ГОСТ Р 55050-2012 [3]. Для измерения отжатия головки рельсов использовали балочные прогибомеры, измерительный тракт которых тарировали путем подкладки мерных пластин.

В условиях эксплуатации боковое отжатие головки рельсов происходит при вертикальном пригрузе от воздействия колес подвижного состава. Для установления величин бокового отжатия при нагруженном пути поездной нагрузкой были выполнены измерения бокового отжатия рельсов при движении поездов в кривых участках пути Я298 и Я565 м на втором главном пути со скреплениями ЖБР-65ПШМ.

Рисунок 2 - Приспособление для измерения усилия прижатия подошвы рельса к шпале с использованием измерительного ключа АпАТэК

Таблица 1 - Результаты измерений усилия прижатия рельса при различной величине момента затяжки

Номер шпалы упругой клеммы Усилие прижатия рельса, кН

Величина момента затяжки шурупа, Нм

150 200 25 300 350

1.1 6,09 6,76 8,99 9,43 11,44

1.2 4,98 7,21 8,76 10,55 11,65

1.3 7,21 8,32 8,99 10,55 11,65

1.4 6,32 6,98 8,99 9,43 10,32

2.1 8,09 9,43 10,99 12,77 13,88

2.2 6,09 6,53 7,21 10,32 12,55

2.3 6,32 8,54 9,43 10,77 12,55

2.4 4,98 7,65 8,54 10,08 11,44

3.1 5,87 7,43 9,21 10,77 12,99

3.2 6,32 7,43 9,21 10,55 11,21

3.3 5,42 6,53 7,88 9,21 11,65

3.4 6,32 7,65 9,43 10,77 12,55

4.1 6,32 8,09 8,54 10,99 13,44

4.2 5,42 7,43 8,32 10,55 11,21

4.3 6,76 8,09 8,76 11,21 14,11

4.4 6,98 8,32 8,99 10,77 13,88

5.1 6,76 7,88 9,96 11,44 12,55

5.2 6,09 8,54 10,55 12,55 12,99

5.3 7,21 7,88 8,99 12,11 12,55

5.4 5,42 6,32 7,43 9,43 10,32

6.1 4,76 6,98 8,09 10,08 10,99

6.2 6,09 7,88 9,43 10,77 11,44

6.3 6,76 7,65 8,54 10,55 11,21

6.4 8,09 8,99 10,77 11,88 11,65

7.1 6,09 6,76 8,32 9,65 10,99

7.2 7,21 8,99 9,88 11,65 13,44

7.3 4,98 6,09 7,88 8,99 10,32

7.4 5,87 7,21 8,09 10,08 11,65

8.1 8,32 9,65 11,65 12,11 13,44

8.2 6,53 7,88 8,99 10,32 12,55

Среднее значение 6,17 7,52 8,81 10,43 11,81

а)

X

а

14 12 10 8 6 4 2 0

150 200 250 300

Величина момента затяжки шурупа, Н^м

350

б)

14 12 10 8 6 4 2 0

150 200 250 300

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Величина момента затяжки шурупа, Н^м

350

Рисунок 3 - Зависимость изменения усилия прижатия подошвы рельса к шпале от момента затяжки шурупа ЦП54 для разных клемм с одной шпалы (а) и по средним значениям для всех клемм (б)

Таблица 2 - Характеристики кривой Р298 К506 на спуске 16,4 %о (перегон Ангасолка - Слюдянка-2)

Показатель Значение показателя

Местоположение кривой, км, ПК 5300 км ПК6 - 5301 км ПК2

Радиус кривой, м 298

Протяженность кривой / круговой части, м 506 / 325

Возвышение наружного рельса, мм 105

Продольный профиль пути, %: уклоны / средневзвешенный уклон круговой части кривой Спуск: 15,3-17,3 / 16,4

Ширина колеи с учетом износа, мм 1533,6

Скорости движения поездов в кривой, установленные приказом, пасс./ груз., км/ч 70 / 60

Рельс (тип - Р65, производитель - АО «ЕВРАЗ ЗСМК»): - местоположение - категория Наружный ДТ350 Внутренний ДТ370ИК

Пропущенный тоннаж на дату исследований, млн т брутто 42,5 158,6

Путь Бесстыковой

Шпалы Железобетонные 1-го срока службы

Эпюра, шт. на 1 км пути 2000

Тип промежуточного рельсового скрепления ЖБР-65ПШМ

На рисунках 4, 5 представлены осциллограммы бокового отжатия головки рельсов и синхронно действующих боковых сил от колес подвижного состава в кривом участке пути с радиусами К298 и Я565 м на скреплениях ЖБР-65ПШМ.

VI

- - ■■ - -...... - ................. ...... -...... ■■■■ .................. ■■■■......... -...... .......................

26 27 28 29 30 31 32

Время, с

б)

1 - 1 1 -

- — - ,

J рА—^ И- 1 и*-- Н! 1г а и—1 и ) ^ ^ .1

26

27

29 Время.

30

31

32

Рисунок 4 - Боковое отжатие головки наружного рельса (а) и боковые силы (б) от колес подвижного состава в кривом участке пути Я298 м на скреплениях ЖБР-65ПШМ

LUSIIOC

1,4

■asi-,-,-,-,-,-

30 31 32 33 34 35 36

BjJtíMfl, с

50

Время, с

Рисунок 5 - Боковое отжатие головки наружного рельса (а) и боковые силы (б) от колес подвижного состава в кривом участке пути R565 м на скреплениях ЖБР-65ПШМ

Анализ величин бокового отжатия наружного рельса под проходящим поездом показал, что отжатие наружного рельса определяется не кратковременным воздействием на измерительное сечение набегающего колеса, а суммарным действием колес тележки, что определяет боковое отжатие рельса на базе тележки. Поэтому продолжительность динамической разуклонки определяется базой тележки и скоростью движения.

Величины бокового отжатия головки наружного и внутреннего рельсов носят вероятностный характер. Для определения параметров распределения бокового отжатия и соответствующих им боковых сил выполнен статистический анализ.

На рисунках 6 и 7 представлены гистограммы величин бокового отжатия и боковых сил, зарегистрированных в кривом участке пути R298 м.

0 18 о ль

ОЛЛ

0.12

щ 0.10 с о

4 0.08 0.06 ОСИ

оог о.оо

i

J

О 0.1 0,2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1,2 1.3 1.4 1.й 1.6 1.7 1.8 1.9 Боковое отжатие головки релма, мм

Рисунок 6 - Распределение бокового отжатия на наружном рельсе в кривом участке пути R 298 м на скреплениях ЖБР-65ПШМ

0.25

0.20

0.15

к с с <5

0.10

0.05 0.00

О 5 10 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Боковая сила, кН

Рисунок 7 - Распределение боковых сил на наружном рельсе в кривом участке пути Я 298 м на скреплениях ЖБР-65ПШМ

Статистические характеристики бокового отжатия и боковых сил на наружном рельсе от воздействия груженых полувагонов в кривых участках пути Я298 и Я565 м на скреплениях ЖБР-65ПШМ представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Статистические характеристики по величинам бокового отжатия и боковых сил на наружном рельсе от воздействия груженых полувагонов в кривых участках пути Я298 и Я565 м

Кривая Я298 м Кривая Я565 м

Параметр боковые отжатия, мм боковые силы, кН боковые отжатия, мм боковые силы, кН

Среднее значение 0,69 40,6 0,49 20,1

Стандартное отклонение 0,26 10,2 0,39 11,5

Дисперсия выборки 0,07 103,6 0,15 131,7

Минимальное значение 0,08 5,1 0,32 -10,8

Максимальное значение 1,33 61,9 1,28 59,7

Анализ вероятностных характеристик бокового отжатия и боковых сил, действующих на наружный рельс от проходящих поездов, показал следующее:

значения бокового отжатия наружного рельса при нагружении последнего поездной нагрузкой имеют существенные различия;

фактические величины бокового отжатия в кривых малого радиуса 298 м не превышали 1,2...1,3 мм, средняя величина бокового отжатия составила 0,69 мм при средних значениях боковых сил 40,6 кН и среднеквадратических отклонениях 10,2 кН;

боковое отжатие головки рельса на 1,2 мм приводит к увеличению подуклонки до 1/17,5; с увеличением радиуса кривой до 565 м величины боковых сил снизились, среднее значение составило 20,1 кН при среднеквадратическом отклонении 11,5 кН, при этом средняя величина бокового отжатия составила 0,49 мм при среднеквадратическом отклонении 0,39 мм.

Рассмотрим влияние динамической разуклонки рельсов на изменение точек контакта колеса с рельсом.

При нормативной подуклонке 1/20 угол между линией горизонта шпалы и линией подошвы рельса составляет 2,86 ° ^ 2,86 ° = 0,05).

Для серийных груженых грузовых вагонов при движении в кривой Я300 м для большинства современных типов скреплений характерно боковое усилие 40 кН. При воздействии бокового усилия на головку рельса происходит поворот рельса относительно внешнего края подошвы рельса на угол 0,009.0,011 рад или на 0,5.0,65 °. При повороте на 1° угол между линией горизонта шпалы и линией подошвы рельса будет составлять 1,86 °,

что соответствует значению подуклонки 0,0325. Изменение динамической подуклонки рельсов под воздействием боковых сил от подвижного состава определяет изменение параметров взаимодействия колес и рельсов, приводит к изменению площади пятна контакта, нормальных и касательных напряжений в зоне контакта. Это может способствовать увеличению интенсивности износа поверхности рельсов и скорости образования контактно-усталостных дефектов.

Дополнительно проведено исследование изменения квазистатической подуклонки от пропущенной поездной нагрузки. Проведен анализ результатов измерения подуклонки наружного и внутреннего рельсов диагностическим комплексом инфраструктуры «Спринтер-Интеграл» (АО «Фирма Твема») на участках Слюдянской дистанции пути ВосточноСибирской дирекции инфраструктуры.

Осциллограммы изменения подуклонки рельсов на наружном и внутреннем рельсах в кривых ^300 м на подъеме 17 %о представлены на рисунке 8.

Текущая координата пути, м

Текущая координата пути, м

Рисунок 8 - Осциллограммы изменения подуклонки рельсов на наружном (а) и внутреннем (б) рельсах в кривом участке пути R298 м на скреплениях ЖБР-65ПШМ при отрицательных непогашенных ускорениях

Анализ изменения подуклонки рельсов показал, что данное изменение по длине круговой части кривой представляет собой случайный гармонический процесс с размахом от 1/18 до

1/23 и происходит при увеличении пропущенного тоннажа случайным образом с отклонением от номинальных параметров.

Возможно это связано с колебаниями виляния эксплуатирующегося подвижного состава, которые определяют гармоническое изменение подуклонки рельсов.

Тенденции изменения подуклонки наружного и внутреннего рельсов определялись главным образом доминированием уровней непогашенных ускорений: при нереализованных значениях скоростей (отрицательных непогашенных ускорениях) подуклонка наружного рельса увеличивается (рисунок 8, а), а на внутреннем рельсе снижается (рисунок 8, б).

При положительных непогашенных ускорениях наблюдается обратная тенденция: на наружном рельсе подуклонка уменьшается до 1/22.1/30, на внутреннем - возрастает.

На рисунке 9 приведены осциллограмма изменения подуклонки наружного рельса и спектр сигнала, который показал широкий набор частотных составляющих.

Ш.Я ! Ш. 1 ж Кто Утта | Имр.-та Иир П Иид.П Хмеч-^кон | 7г/и УМЙКС I ЯпНГЧЙ

юс.сю ооюосо - - 0 45259 595 503 - 1066.093 16.602 22.767 4э:ео

имя | 1 ах хгек утек. | ^Нц.геи инл.л | хнач - хин 1 тмин УМЙЕС

-ЕЦ "Ж 1 С1И 337.ee 13.00Ж2 - □ ее 1] (1(10 - 0:200 13.000 0Б73 1ЕЙМ

Рисунок 9 - Осциллограмма эпюры распределения подуклонки на наружном рельсе (а) и

спектр сигнала (б)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В спектре геометрической линии подуклонки рельсов присутствуют гармонические составляющие, соизмеримые с базами подвижного состава, курсирующими по рассматриваемому участку. Получены длины основных гармонических составляющих: 1/0,0336 = 29,8 м, 1/0,0549 = 18,2 м, 1/0,0793 = 12,6 м, 1/0,0916 = 10,9 м и 1/0,1159 = 8,6 м.

Исследование гармонического процесса изменения подуклонки рельсов при других моментах затяжки путевых шурупов в рамках данной работы не проводилось.

Таким образом, опыт эксплуатации современных промежуточных рельсовых скреплений показывает, что как квазистатическая подуклонка, так и динамическая разуклонка рельсов изменяются в процессе эксплуатации от пропущенного тоннажа и непогашенного ускорения, это оказывает негативное влияние на систему взаимодействия колес с рельсами.

Так как в процессе изменения подуклонки изменяются также условия взаимодействия колес с рельсами, то, как правило, изменяется и площадь пятна контакта колеса с рельсом, что определяет увеличение нормальных и касательных напряжений.

N

Исследования квазистатической и динамической подуклонки рельсов в кривых малого радиуса показали следующее:

- в процессе эксплуатации в кривых малого радиуса на подкладочных скреплениях ЖБР-65ПШМ под действием поездной нагрузки изменяется квазистатическая подуклонка рельсов;

- характер изменения подуклонки имеет случайный гармонический характер;

- изменение квазистатической подуклонки наружного и внутреннего рельсов в кривых участках пути определяется уровнями непогашенных ускорений, колебаниями виляния подвижного состава, эксплуатирующегося в пределах данного перегона.

Выводы и предложения:

1. Измерения усилия прижатия подошвы рельса к шпале клеммами скрепления ЖБР-65 ПШМ при одинаковых моментах затяжки шурупа ЦП54 имеют существенные различия: при Мзат = 250 Нм максимальный разброс достигал 3,8 кН (385 кгс). Это может быть связано как с нестабильностью режимов термообработки, так и с изменениями в моментах трения пары «путевой шуруп - дюбель».

2. Изменение квазистатической и динамической подуклонки рельсов определяет изменение параметров взаимодействия колес и рельсов, что приводит к изменению площади пятна контакта, нормальных и касательных напряжений в зоне контакта, а в дальнейшем - к увеличению интенсивности износа поверхности рельсов и скорости образования контактно-усталостных дефектов.

3. Для повышения качества определения усилия прижатия подошвы рельсов к шпалам при использовании скреплений типа ЖБР предлагается разработать методику контроля усилия прижатия вместо момента затяжки.

4. Для стабилизации параметров подуклонки рельсов предлагается проработать вопрос увеличения усилий прижатия клеммами подошвы рельса путем повышения момента затяжки путевых шурупов и применения подрельсовых прокладок повышенной жесткости (196.. .294 кН/мм) с одновременным использованием подшпальных подкладок для сохранения перерабатывающей способности гашения высокочастотных вибраций.

Список литературы

1. Прокопенко, О. С. Перспективные решения для инфраструктурного комплекса / О. С. Прокопенко, С. Ю. Радыгин, М. Р. Низамиев. - Текст : непосредственный // Путь и путевое хозяйство. - 2022. - № 8. - С. 6-7.

2. Петров, А. В. Анализ требований российских и европейских стандартов к рельсовым скреплениям / А. В. Петров, А. В. Савин, А. В. Лебедев. - Текст : непосредственный // Путь и путевое хозяйство. - 2016. - № 9. - С. 22-27.

3. ГОСТ Р 55050-2012. Железнодорожный подвижной состав. Нормы допустимого воздействия на железнодорожный путь и методы испытаний. - Москва : Стандартинформ, 2019. - 19 с. - Текст : непосредственный.

References

1. Prokopenko O.S., Radygin S.Yu., Nizamiev M.R. Promising solutions for the infrastructure complex. Put' i putevoye khozyaystvo - Track and track facilities, 2022, no. 8, pp. 6-7 (In Russian).

2. Petrov A.V., Savin A.V., Lebedev A.V. Analysis of the requirements of Russian and European standards for rail fastenings. Put' i putevoye khozyaystvo - Track and track facilities, 2016, no. 9, pp. 22-27 (In Russian).

3. National Standard 55050-2012. Railway rolling stock. Standards for permissible impact on railway track and test methods. Moscow, Standartinform Publ., 2019, 19 p. (In Russian).

Транспортные и транспортно-технологические системы страны]^ ее регионов и городов, организация производства на транспортов

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Коссов Валерий Семенович

АО «Научно-исследовательский и конструк-торско-технологический институт подвижного состава» (АО «ВНИКТИ»).

Октябрьской революции ул., д. 410, г. Коломна, Московская область, 140402, Российская Федерация.

Доктор технических наук, профессор, генеральный директор.

Тел.: +7 (496) 618-82-39.

E-mail: [email protected]

Краснов Олег Геннадьевич

АО «ВНИКТИ».

Октябрьской революции ул., д. 410, г. Коломна, Московская область, 140402, Российская Федерация.

Доктор технических наук, заведующий отделом.

Тел.: +7 (496) 618-82-48, доб. 11-14.

E-mail: [email protected]

Ноздрачев Геннадий Сергеевич

АО «ВНИКТИ».

Октябрьской революции ул., д. 410, г. Коломна, Московская область, 140402, Российская Федерация.

Заведующий лабораторией.

Тел.: +7 (496) 618-82-48, доб. 11-96.

E-mail: [email protected]

Богданов Олег Константинович

АО «ВНИКТИ».

Октябрьской революции ул., д. 410, г. Коломна, Московская область, 140402, Российская Федерация.

Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник.

Тел.: +7 (496) 618-82-48, доб. 11-23.

E-mail: [email protected]

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ

Kossov Valery Semenovich

JSC «Scientific-Research and Design-Technology Institute of Rolling Stock» (JSC «VNIKTI»).

410, Oktyabrskoy Revolutsii st., Kolomna, 140402, the Russian Federation.

Doctor of Sciences in Engineering, professor, general director.

Phone: +7 (496) 618-82-39. E-mail: [email protected]

Krasnov Oleg Gennadyevich

JSC «VNIKTI».

410, Oktyabrskoy Revolutsii st., Kolomna, 140402, the Russian Federation.

Doctor of Sciences in Engineering, head of the department.

Phone: +7 (496) 618-82-48, ext.: 11-14 E-mail: krasnov-og@vnikti. com

Nozdrachev Gennady Sergeyevich

JSC «VNIKTI».

410, Oktyabrskoy Revolutsii st., Kolomna, 140402, the Russian Federation.

Head of the laboratory.

Phone: +7 (496) 618-82-48, ext.: 11-96.

E-mail: [email protected]

Bogdanov Oleg Konstantinovich

JSC «VNIKTI».

410, Oktyabrskoy Revolutsii st., Kolomna, 140402, the Russian Federation.

Ph. D. in Engineering, leading researcher.

Phone: +7 (496) 618-82-48, ext.: 11-23. E-mail: [email protected]

BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Влияние характеристик скреплений на подуклон-ку рельсов / В. С. Коссов, О. Г. Краснов, Г. С. Ноздрачев, О. К. Богданов. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2023. - № 2 (54). -С. 79 - 89.

Kossov V.S., Krasnov O.G., Nozdrachev G.S., Bogdanov O.K. The influence of fastening characteristics on rail inclination. Journal of Transsib Railway Studies, 2023, no. 2 (54), pp. 79-89 (In Russian).

УДК 656.212.5

Ю. Б. Тихонов

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация

ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТЫ КОЗЛОВЫХ КРАНОВ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ СТАНЦИЯХ И СОРТИРОВОЧНЫХ ГОРКАХ

Аннотация. В данной статье предметом исследования является безопасность работ, проводимых козловым краном над железнодорожными путями, в том числе и на сортировочных горках. Целью исследования является введение автоматического ограничения рабочей зоны козлового крана с таким расчетом, чтобы

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.