Расчетно-экспериментальная методика оценки взаимодействия вагонов и пути на горно-перевальных участках тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат наук Ермоленко Игорь Юрьевич

• Ермоленко Игорь Юрьевич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Ермоленко Игорь Юрьевич

Введение

1 Обзор исследований динамики и безопасности движения грузовых вагонов

1.1 Исследования в области динамики вагона при движении по сложным участкам пути

1.2 Анализ критериев устойчивости колеса на рельсе, используемых при исследовании схода вагона

1.3 Постановка задачи исследования

2 Исследование влияния технического состояния пути и вагона на безопасность движения

2.1 Оценка плана пути на надежность деталей тележек грузовых вагонов

2.2 Анализ технического состояния грузовых вагонов

2.3 Взаимосвязь работы буксового узла и автосцепного оборудования

2.4 Выводы по главе

3 Численные исследования движения вагона с реальным техническим состоянием системы вагон-путь

3.1 Исследование горизонтальных поперечных сил, действующих на вагон при движении по горно-перевальным участкам пути

3.2 Исследование вертикальных и продольных сил, действующих на вагон при движении по горно-перевальным участкам пути

3.3 Выводы по главе

4 Разработка расчетно-экспериментальной методики для оценки безопасности движения подвижного состава по горно-перевальным участкам пути

4.1 Организация и проведение опытных поездок на вагонах-лабораториях

4.2 Исследование вертикальных и продольных сил, действующих на вагон при движении по горно-перевальным участкам пути по результатам опытных поездок

4.3 Разработка специализированного стенда

4.4 Разработка технических рекомендаций, направленных на обеспечение безопасности движения вагонов по горно-перевальным участкам пути

4.5 Выводы по главе

Заключение

Список использованной литературы

Приложение А - Патенты на изобретение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Расчетно-экспериментальная методика оценки взаимодействия вагонов и пути на горно-перевальных участках»

Введение

Актуальность темы исследования. В настоящее время в связи с увеличением веса поездов приходится искать пути решения проблемы взаимодействия подвижного состава и пути на горно-перевальных участках, где происходят частые сходы. Только в течение 2018 года произошло 8 сходов подвижного состава на участках пути радиусами R=250-400 м (40%) и Я=800-1200 м (60%).

Исторически сложилось, что с 1995 года для усиления несущей способности основного пути прокладывались рельсы типа: Р65 (88%), Р75 (3%) и др. (9%). Произошло значительное увеличение прочности пути.

Прошло более 20 лет, за это время скорость и масса поездов существенно изменились. Сегодня необходимо обращать внимание не только на подвижной состав, но и на состояние пути, особенно в сложных горноперевальных условиях. Это связано с наличием резких переходов профиля пути, радиусов малой кривизны, перепадов высот наружного рельса, что влияет на соотношение инерционных и центробежных сил и, в целом, на безопасность движения.

Особое внимание уделено проблеме технического обслуживания и эксплуатации подвижного состава на участках Восточно-Сибирской железной дороги (далее - ВСЖД), расположенных в сложных природно-климатических и географических условиях. Развитая протяженность основных путей дороги составляет 6188 км, в том числе 3848 км федерального значения, протяженность бысстыкового пути - более 3000 км. Длина кривых составляет 45,1%, в том числе 25,4% с радиусами 250-650 м. По данным ВСЖД путь на этих отрезках имеет около 8000 правых - левых поворотов.

Из всего вышесказанного следует, что выбранное направление исследований с целью формирования комплекса технических рекомендаций по обеспечению безопасности подвижного состава, особенно на горно-

перевальных участках Восточно-Сибирской железной дороги, является значимым и актуальным.

Степень разработанности темы исследования. Проблема обеспечения безопасности движения по горно-перевальным участкам пути на данный момент раскрыта недостаточно. Это утверждение основано на множестве публикаций ведущих ученых и крупных специалистов, много лет работающих в области изучения динамики подвижного состава.

Исследованию показателей динамических качеств подвижного состава, влияющих на безопасность движения, посвящены многие работы, в том числе А. И. Беляева, Е. П. Блохина, И. В. Бирюкова, В.М. Богданов, Ю. П. Бороненко, В. И. Варавы, С. В. Вершинского, М. Ф. Вериго, И. В. Волкова, В. Е. Гозбенко, И. И. Галиева, В. Н. Данилова, С. В. Елисеева, Н. Е. Жуковского, А. А. Зарифьяна, И. П. Исаева, В. А. Камаева, В. И. Киселева, А. А. Камаева, В. П. Клюка, А. Я. Когана, В. С. Коссова, А. Д. Кочнова, С. М. Куценко, В. А. Лазаряна, В. С. Лысюк, А. А. Львова, В. Б. Мещерякова, В. Б. Меделя, Г. С. Михальченко, В. А. Николаева, В. А. Нехаева, А. М. Орловой, М. П. Пахомова, Н. А. Панькина, Н. П. Петрова, Г. И. Петрова, Д. Ю. Погорелова, Ю. С. Ромена, В. А. Симонова, А. Н. Савоськина, А. М. Соколова, М. М. Соколова, С. П. Тимошенко, Т. А. Тибилова, В. Ф. Ушкалова, В. П. Феоктистова, А. А. Хохлова, А. П. Хоменко, В. Д. Хусидова, Ю. М. Черкашина, И. И. Челнокова, а также ряда зарубежных ученых таких как Р. Дуккипати, В. Гарг, А. де Патер, Г. Марье, Ф. Картер, Дж. Калкер, Т. Мацудайр, Е. Шперлинг, Г. Шеффель, Х. Хейман и др.

В настоящее время наметились подходы к исследованию динамики подвижного состава с использованием результатов поездных лабораторных испытаний, которые особенно важны для оценки взаимодействия подвижного состава и пути на сложных горно-перевальных участках.

Целью диссертационной работы является разработка технических решений и предложений, направленных на повышение безопасности движения подвижного состава по горно-перевальным участкам пути с

использованием количественной и качественной оценки эксплуатационных факторов, влияющих на сход вагона.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

- выявление факторов, влияющих на надежность подвижного состава, и установление причинно-следственных связей отказов на основе информации с постов безопасности;

- уточнение характеристик горно-перевальных участков (на примере ВСЖД) и разработка математической модели для изучения режимов движения вагонов в составе поезда и действующих на них нагрузок;

- изготовление специализированного каткового стенда для оценки адекватности расчетов и практических исследований влияния режимов движения поезда и характеристик вагона на вероятность схода;

- разработка рекомендаций по режимам движения поездов на горноперевальных участках с учетом результатов поездных испытаний на вагон-лабораториях.

Объектом исследования является безопасность движения и сходы подвижного состава на горно-перевальных участках пути ВСЖД.

Предметом исследования является расчетно-экспериментальная методика оценки взаимодействия вагона и пути для повышения безопасности движения на горно-перевальных участках.

Научная новизна заключается в следующем:

1) установлено влияние работы автосцепки на отказы буксового узла;

2) предложена расчетно-экспериментальная методика качественной и количественной оценки влияния эксплуатационных факторов на безопасность движения подвижного состава по горно-перевальным участкам пути;

3) разработан специализированный катковый стенд для оценки динамических качеств вагона с возможностью моделирования параметров кривых участков пути и различных неисправностей колес;

4) предложен браковочный признак для оценки технического состояния автосцепки при осмотре грузовых вагонов в эксплуатации.

Реализация результатов работы. Теоретическое исследование влияния работы автосценпки на отказ буксового узла позволило обосновать причины сходов подвижного состава и разработать методические рекомендации по выбору скоростных режимов, обеспечивающих безопасность движения на горно-перевальных участках ВСЖД.

Методы исследования. Использовано сочетание теоретических, экспериментальных и численных методов исследования.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1) взаимосвязь работы автосцепки с отказами буксового узла;

2) расчетно-экспериментальная методика оценки динамического взаимодействия подвижного состава и пути горно-перевального участка;

3) рекомендации по выбору безопасного скоростного режима движения по горно-перевальным участкам ВСЖД;

4) контроль технического состояния автосцепки в эксплуатации по новому браковочному признаку.

Достоверность научных положений и результатов подтверждены четырьмя патентами Российской Федерации на изобретения по теме диссертации; результатами стендовых и поездных испытаний; сходимостью результатов численных решений и натурных экспериментов.

Апробация работы. Основные положения и выводы работы докладывались и обсуждались: на международной научно-практической конференции «Безопасность регионов - Основа устойчивого развития IV» (г. Иркутск, 2014 г.); на международной научно-практической конференции «Транспортная инфраструктура Сибирского региона» (г. Иркутск, 2015 -2018 гг.) на международной научно-практической конференции «Транссиб: на острие реформ» (г. Чита, 2016 г.); на международном научно-практическом симпозиуме «Инновации и обеспечение безопасности эксплуатации современных железных дорог (The Fourth International

Symposium on Innovation & Sustainability of Modern Railway ISMR)» (г. Наньчан, 2016 г.), (г. Иркутск, 2018 г.); на международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Молодежь. Наука. Технологии (МНТК-2017)» (г. Новосибирск, 2017 г.); на всероссийской научно-практической конференции «Авиамашиностроение и транспорт Сибири» (г. Иркутск, 2017 - 2018 гг.); на международной научно-практической конференции «Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке» (г. Хабаровск, 2017 г.); на всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Технологическое обеспечение ремонта и повышение динамических качеств железнодорожного подвижного состава» (г. Омск, 2017 г.); на всероссийской научно-практической конференции «115 лет железнодорожному образованию в Забайкалье: ОБРАЗОВАНИЕ - НАУКА -ПРОИЗВОДСТВО» (г. Чита, 2017 г.); на всероссийской молодежной научно-практической конференции «Безопасность транспорта и сложных технических систем глазами молодежи» (г. Иркутск, 2018 г.); на научно-технических семинарах кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство»: ИрГУПС (г. Иркутск, 2015-2019 гг.), ЗабИЖТ (г. Чита, 2016-2018 гг.), ОмГУПС (г. Омск, 2017 г.), РУТ (г. Москва, 2018 г.), ПГУПС (г. Санкт-Петербург, 2019 г.); на технических семинарах службы вагонного хозяйства ВСЖД (г. Иркутск, 2015-2019 г.); на техническом семинаре в АО «ВНИИЖТ» (г. Москва, 2018-2019 гг.).

Личный вклад соискателя. Автор принимал непосредственное участие во всех этапах исследования, в том числе в формулировании целей и задач диссертации; обзоре и анализе работ в области моделирования движения железнодорожных вагонов и безопасности их движения; разработке каткового стенда для оценки динамических качеств вагона; разработке математической модели движения вагонов; проведении численных экспериментов и обработке результатов; разработке расчетно-экспериментальной методики для количественной и качественной оценки

влияния эксплуатационных факторов на безопасность движения подвижного состава по горно-перевальным участкам пути; поездных испытаниях и обработке результатов.

Публикации. По результатам диссертационного исследования опубликованы 33 печатные работы, из них 4 - в изданиях из перечня рецензируемых научных журналов для опубликования основных научных результатов диссертаций, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, 1 - в изданиях, индексируемых в международных цитатно-аналитических базах данных Web of Science и Scopus, получено 4 патента на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, приложения и изложена на 121 страницах машинописного текста, содержит 66 рисунков и 15 таблиц. Список использованных источников из 96 наименований.

1 Обзор исследований в области динамики и безопасности движения

грузовых вагонов

1.1 Исследования в области динамики вагона при движении по сложным

участкам пути

Первоначальные работы по исследованию движения железнодорожного транспорта и их взаимодействия с путем, проводились одновременно с появлением железных дорог и сводились к эксплуатационным наблюдениям за техническим состоянием вагона и пути.

Значительный вклад в развитие научного направления динамики грузовых вагонов внесли исследования таких ученых как В. Р. Асадченко, П. С. Анисимова, И. В. Бирюкова, К С. Бачурина, Ю. П. Бороненко [7-8], В. Н. Белоусова, Е. П. Блохина [1], С B. Вершинского [19], М. Ф. Вериго [14-18], Л. O. Грачевой [28], В. А. Двухглавова, В. Н. Данилова, В. Г. Иноземцева [44], О. П. Ершкова [37-39], A. A. Камаева, И. П. Исаева, А. Д. Кочнова, B. A. Камаева, К A. Ковалева, M. Л. Коротенко, В. Н. Котуранова, С. М. Куценко [43], А. Я. Когана [53-59], К К Кудрявцева, В. А. Лазаряна [44-47], A. A. Львова, В. С. Лысюка, В. Б. Менделя, Л. А. Манашкина, Г. И. Петрова [82], К A. Панькина, Ю. С. Ромена [66-68], К A. Радченко, А. Н. Савоськина, М. М. Соколова [101-102], A. B. Смольянинова, С. А. Сенаторова, Т. А. Тибилова [70-72], В. Ф. Ушкалова, В. Н. Филиппова, В. Д. Хусидова [105109], A. A. Хохлова, Ю. М. Черкашина, И. И. Челнокова, Л. А. Шадура, Г. М. Шахуньянца, а также из зарубежных: Вербека, Броммеля, Р. Дуккипати [11], В. Гарга [21], Кейзера, Дж. Калкера [108-199], Ф. Картера [106], Т. Мюллера, Г. Марье, Де Патера [31], Шилена, Х. Хеймана [112] и многих других.

В настоящее время в области оценки динамики железнодорожного подвижного состава накоплен богатый опыт теоретических и экспериментальных работ. С появлением цифровых вычислительных машин и ПК при изучении динамики широко используются эффективные методы

цифрового математического моделирования для интегрирования нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих колебания железнодорожного подвижного состава [13, 45].

Изучение движения вагона на криволинейных участках пути занимает одно из важнейших мест в динамике вагона [16]. Особое внимание уделяется изучению продольных и поперечных сил, так как именно они являются основными при определении скорости движения в кривых [50].

Развитие исследований в области движения вагона в кривом участке делится на несколько этапов. На первом этапе были разработаны методы геометрического вписывания рельсовых экипажей [82]. Предполагалось, что движение по кривой продолжается длительное время, при этом радиус кривой и скорость движения постоянны, а все составляющие экипажа движутся по идеальным круговым траекториям [45]. Из рассмотрения были исключены наиболее существенные и весомые составляющие поперечных и поперечных сил - горизонтальные силы и моменты инерции неподрессоренных масс колесных пар и жестко закрепленных элементов тележки [13]. Были предприняты попытки учета этих сил методами, используемыми при расчете инерционных сил неподрессоренных масс колес подвижного состава, и методами квазистатического вписывания в гладкие изолированные неровности пути в плане [48]. При этом считалось, что экипаж движется по прямому участку, а гребни колес на всем протяжении неровностей пути в плане не теряют контакта с боковыми гранями наружного рельса [28].

На втором этапе начали использоваться расчеты по вписыванию железнодорожных вагонов в кривые с помощью графоаналитических методов, которые позволили рассмотреть задачу о движении экипажа в кривых с учетом упругости пути и сопротивления движению колесной пары.

Коэффициенты поперечной динамики в пространственной системе сил, где учитывается боковая упругость рельсовых нитей, впервые были введены в работе К. П. Королева [69].

Квазистатическая методика вписывания в трудах В. Б. Меделя [70-71] получает дальнейшее уточнение. Точки контакта колеса с рельсом (фактического профиля), как кривых второго порядка, определил С. М. Куценко [47].

При расчете вписывания тележки вагона в кривые используется ряд допущений:

- отсутствие тягового и тормозного усилия;

- поверхности катания колеса считаются коническими или цилиндрическими;

- нагрузки, передаваемые на наружную и внутреннюю нить рельса, а также коэффициенты трения качения между колесами и рельсами одинаковы.

Решение задачи получило широкое отражение в работах [1, 47], несмотря на указанные допущения.

В работах М. Л. Коротенко, С. М. Куценко [47], М. Ф. Вериго [15], Н. А Радченко [1], А. А. Львова [1, 54, 79, 80], Ю. В. Демина, В. А. Лазаряна [72], Л. А. Длугач рассматриваются вопросы устойчивости движения подвижного состава.

Ю. С. Роменом [97] была разработана математическая модель для изучения сил взаимодействия колеса и рельса при движении в кривых участках пути и накопления деформаций в рельсовой колее.

Анализ работ показал, что для изучения динамики вагона применяются сложные расчетные схемы с большим числом степеней свободы [52]. Однако в большинстве расчетных схем не учитываются реальные значения продольных, вертикальных и поперечных сил, действующих на вагон в движении по прямым и кривым участкам пути.

Рассмотренные принципы к разработке расчетных схем и последующему формированию уравнений колебаний представляют собой частный случай классического моделирования движения в пространстве систем твердых тел, объединенных кинематическими связями [45]. Такой подход целесообразен при ограниченных вычислительных возможностях и в пред-

положении относительной малости перемещений тел, что присуще телам, представляющим железнодорожный экипаж, и сводит задачу исследования движения к анализу колебаний [50].

1.2 Анализ критериев устойчивости колеса на рельсе, используемых при

исследовании схода вагона

На железных дорогах России произошло увеличение числа сходов подвижного состава, в особенности в порожнем состоянии [18]. Для решения задачи предупреждения сходов вагонов необходимо обоснование и изменение отдельных норм содержания вагонов, регламентирование скоростного режима на участках движения, где происходили сходы [48]. При решении данной задачи необходимо исследовать различное техническое состояние вагонов и пути. Для этих целей возможно и целесообразно, использование методов математического и компьютерного моделирования, а также реальные расследования причин сходов вагонов.

Железнодорожный путь не является строго прямолинейным в плане и имеет различные неровности, уклоны и подъемы. Указанные неровности могут быть системными (стык, стрелочный перевод) или случайными (боковой износ, дефект на поверхности рельса), которые образуются вследствие деформаций. На путь и ходовые части вагона возлагается обеспечение надежного направления движения колесных пар в прямых и кривых участках пути. Указанная задача решается за счет соответствующего выбора формы профилей поверхностей катания колесных пар и рельсов [13].

Обеспечение безопасности движения и оценку динамических качеств вагона часто связывают с показателем запаса устойчивости колесной пары. Коэффициент запаса устойчивости против вкатывания его на головку рельса [24] является интегральным показателем безопасности движения, так как определяется с учетом вертикальных и рамных сил, сил трения в контакте гребня колеса с рельсом и геометрических параметров колесной пары [128].

В работе [22] выявлено, что одной из причин схода колес вагона с рельса в кривых является возникновение значительных боковых сил между колесом и рельсом от действия момента сопротивления повороту тележки под кузовом. Сход является первым и наиболее серьезным по последствиям показателем неправильного взаимодействия вагона и пути [45].

Во избежание сходов с рельсов и обеспечения запаса устойчивости устанавливаются границы, выраженные с помощью определенных показателей [53]:

- условие подъема колеса над головкой рельса (угол набегания);

- опрокидывания рельса;

- расширения колеи.

Изначально наиболее распростроненным было условие, выраженное через отношение действующей на колесо боковой силы к вертикальной [150].

Для установления критического значения отношения, с помощью которого определяется жесткое ограничение на отрыв колеса от головки рельса, используется формула Надаля, которая задается в следующем виде [21-22]:

Р

<

К] (1.1)

'Р

где Pб - сила давления рамы на направляющую колесную пару (рамная

сила);

Рв - вертикальная сила, действующая на шейку у набегающего

колеса;

[Квк] - допустимая величина коэффициента устойчивости по вкатыванию.

Коэффициент устойчивости колесной пары против схода с рельса в настоящее время определяется из [155]:

к = % -и РВ >к ] (12)

уст 1 + Ш) Р уст

где в - угол наклона образующей поверхности гребня колеса с горизонталью. Для новых колес с профилем по ГОСТ 10791-2011 в = 60°;

^ - коэффициент трения поверхностей между колесом и рельсом (принимается ^ = 0,25^0,3);

Рв - вертикальная составляющая нагрузки от набегающего колеса; Pб - горизонтальная составляющая нагрузки от взаимодействия гребня набегающего колеса и головки рельса;

[Куст] - допускаемое значение коэффициента запаса устойчивости (для грузовых вагонов [Куст]=1,3 в соответствии с ГОСТ [22]).

Особенно важной является проблема устойчивости подвижного состава против схода с рельсов в нештатной ситуации, т.е. случаи, когда сходы с рельсов при неисправностях пути и подвижного состава не согласуются с накопленным опытом или не подтверждаются инженерными расчетами [148].

Авторы работы [123] предполагают, что существует диапазон значений рамных сил, при котором значение из этого диапазона зависит от угла набегания колеса на рельс. Если величина превышает верхнюю границу диапазона, то возможен сход при любом угле набегания, если на нижней границе - схода не будет. Для колесной пары под груженым вагоном нижняя граница составляет 150-175 кН; верхняя - 400-425 кН, что соответствует величинам коэффициента запаса устойчивости по условию вкатывания гребня колеса на рельс 0,9 и 0,6 соответственно.

В. Д. Данович в своей работе [29] предлагает ввести параметр подъема одного колеса над другим за счет возвышения наружного рельса при движении по криволинейным участкам пути, а в работе [30] предлагается ввести критерий величины подъема колеса за один его оборот.

Сход может рассматриваться, как потеря контакта одного из колес, предположили авторы работы [27]. Для разных условий движения рассчитаны граничные значения, что позволяет оценить безопасность движения по данному условию [45].

В работах [97-98] одним из наиболее значимых критериев опасности схода рассматривалось влияние продольных сил, которые возникают в результате нарушений режима вождения поезда. При расположении вагонов под углом друг к другу (рис. 1.1) в плане возникают поперечные горизонтальные составляющие продольных сил; а при разности высот их автосцепок - вертикальные составляющие, создающие дополнительную загрузку или разгрузку соответствующего колеса экипажа.

Это оказывает влияние на соотношения боковых и вертикальных сил взаимодействия, обусловливающих условия вкатывания колеса на рельс.

Рисунок 1.1 - Форма потери устойчивости порожнего вагона от выжимания

продольными силами

Распределение сходов подвижного состава на сети ВСЖД в период за 2000-2019 гг. представлено в таблице 1.1 и на рисунке 1.2.

Таблица 1.1 - Динамика сходов подвижного состава на сети ВСЖД

Год Перегон, км Конструкция пути и радиус Скорость в момент схода Скорость установле нная Причина схода

2000 Тайхон-Кедровая, 5413 км Звеньевой, кривая R=630 м 76 80 ПХ

2001 Выдрино-Байкальск, 5374 км Бесстыковой, кривая R=1010 м 73 80 ВХ

Таловка-Селенга, 5579 км Бесстыковой, прямой участок 71 80 ВХ

2001 Тулун-Утай, 4791 км Бесстыковой, прямой участок 63 80 ПХ

Будагово-Утай, 4769 км Бесстыковой, прямой участок 75 80 ПХ

Ук-Курят, 4659 км Звеньевой, кривая R=324 м 49 60 ПХ

Год Перегон, км Конструкция пути и радиус Скорость в момент схода Скорость установле нная Причина схода

2003 Кедровая-Выдрино, 5397 км Бесстыковой, кривая 1560 м 71 80 ПХ

2004 ст. Илька, 5722 км Звеньевой, прямой участок 70 80 ПХ

Тайхон-Кедровая, 5413 км Звеньевой, кривая Я=1200м 55 60 Тяга

2006 Кедровая-Выдрино, 5395 км Бесстыковой, кривая Я=1000м 78 80 ВХ

Топорок-Акульшет, 38 км Бесстыковой, прямой участок 79 80 ВХ (ОАО «НПК»)

Тулун-Утай, 4793км Бесстыковой, кривая Я=1030 м 70 80 ПХ

Кутулик-Головинская, 5017 км Звеньевой, кривая Я=1100 м 74 90 ПХ

2007 Куйтун-Тулюшка, 4849 км Бесстыковой, кривая, Я=542 м 79 80 ВХ

2009 Шеберта-Худоеланская 4739км Бесстыковой, кривая Я=843 м 72 80 Собственник

2010 Селенга-Таловка, 5565км Бесстыковой, прямой участок 73 80 Собственник

2011 Кимильтей-Харик, 4901км Бесстыковой, кривая Я=980 м 60 60 ВХ

2011 Харик-Куйтун, 4879км Бесстыковой, кривая Я=522 м 57 60 ВРК-3

2012 Гришево-Черемхово, 5057км Бесстыковой, кривая Я=2180 м 78 80 Собственник

2012 Посольская-Боярский, 5513км Бесстыковой, кривая Я=2400 м 65 80 Собственник

2013 Замзор-Алмазай, 4592 км Звеньевой, прямой участок 72 80 Собственник

Год Перегон, км Конструкция пути и радиус Скорость в момент схода Скорость установле нная Причина схода

2013 Разгон-Байроновка, 4548 км Комбинированная решетка, кривая R=1062 м 78 80 Собственник

2015 Разгон-Байроновка, 4548 км Комбинированная решетка, кривая R=1062 м 71 80 ООО «Вагондорма ш»

2017 Кедровая-Танхой, 5407 км 9 пк Звеньевой, кривая R=1070 м 77 80 ООО «Вагондорма ш»

Кедровая-Танхой, 5407 км 7 пк Звеньевой, кривая R=1070 м 75 80 ООО «Вагондорма ш»

2018 ст. Суховская, Механизированная горка - - Тяга

ст. Тайшет Механизированная горка - - Тяга

Слюдянка 2 -Ангасолка, Звеньевой, кривая R=1100 м 48 60 ВХ

Залари-Тыреть, 4981 км 1 пк Бесстыковой, кривая R=867 м 44 60 Собственник

ст. Лена, 723 км Звеньевой, прямой участок - - Тяга

2018 ст. Вихоревка, 276 км Звеньевой, кривая R=238 м - - Тяга

Слюдянка 2 -Ангасолка, 5296 км 7 пк Бесстыковой, кривая R=863 м 49 60 ПХ

Слюдянка 2 -Ангасолка, 5296 км 7 пк Бесстыковой, кривая R=863 м - 60 ВХ

2019 Делюр-Тыреть, 4959 км 6 пк Бесстыковой, кривая R=870 м 65 55 ПХ

Рисунок 1.2 - Динамика сходов подвижного состава на сети ВСЖД в период

за 2000-2019 гг.

Анализируя данные по сходам подвижного состава на сети ВСЖД в период за 2000-2019 годы можно заметить, что 7 случаев из 31 (22,5 %) происходили на одном и том же участке.

Диаграмма, приведенная на рисунке 1.3, показывает распределение сходов по причинаме возникновения.

Рисунок 1. 3 - Распределение числа сходов по причинам возникновения

Исследование причин схода показывает следующую статистику:

- 28% сходов происходит из-за неудовлетворительного текущего содержания железнодорожных путей, не обеспечивающего своевременное выявление и замену дефектных рельсов и шпал;

- 24% - из-за нарушения технологии осмотра вагонов на станции;

- 40% сходов вагонов произошли по причине неудовлетворительного обслуживания и ремонта подвижного состава, что привело к излому колёс и боковых рам тележки вагонов;

- 8% - из-за резкого торможения, несоблюдения скоростного режима, на негабаритных кривых и другие причины.

Радиус пути, м

Рисунок 1.4 - Анализ сходов по радиусу кривизны участка

Приведенный анализ показывает, что наиболее опасными участками для прохождения вагонов являются участки с крутыми (Я<350 м, 22,5% от общего количества) и пологими (Я=1000-1200 м, 32,3 % от общего количества) кривыми.

Проведенный краткий анализ критериев устойчивости колеса на рельсе и сходов вагонов показал, что в зависимости от возможностей и сложности модели в основе определения коэффициента запаса устойчивости могут лежать:

а) силовой признак - соотношение боковой и вертикальных реакций на колесе;

б) кинематический - величина поперечного или вертикального смещения колеса с учетом времени.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ермоленко Игорь Юрьевич, 2020 год

/ // /

у /

/у

/

/ ///

юиа гь оростей

, 1 одверже иная схо ч

ч

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

-Крытый вагон модели 11-2135-01

-Полувагон модели 12-132

Вагон-платформа модели 13-192-01

-Вагон-цистерна модели 15-150-04

■Вагон-хоппер модели 19-6870

Скорость, км/ч

Рисунок 4.14 - Изменение значения коэффициента вертикальной динамики при движении по горно-перевальным участкам Иркутск-Сортировочный -

Слюдянка (в порожнем состоянии)

В таблице 4.8 и на рисунках 4.15-4.16 представлены результаты уточненного расчета коэффициента запаса устойчивости по формуле (1.2) при движении по горно-перевальным Иркутск-Сортировочный - Слюдянка (в груженом и порожнем состояниях).

Таблица 4.8 - Расчет коэффициента запаса устойчивости при движении по горно-перевальным участкам Иркутск-Сортировочный -Слюдянка

Тип вагона Скорость движения, км/ч

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Крытый 11-2135-01 Груж 3,14 2,68 2,57 2,25 2,05 1,91 1,83 1,76 1,7 1,67 1,61 1,4

Пор 3,38 2,92 2,61 2,41 2,23 2,1 1,96 1,82 1,79 1,74 1,63 1,45

Полувагон 12-132 Груж 5,36 4,86 4,4 4,03 3,72 3,39 3,13 2,77 2,43 2,14 1,92 1,75

Пор 3,78 2,77 1,8 1,7 1,65 1,66 1,53 1,43 1,36 1,33 1,44 1,38

Платформа 13-192-01 Груж 5,69 4,86 4,4 4,03 3,71 3,36 2,98 2,54 2,2 1,9 1,71 1,52

Пор 4,78 3,78 3,76 2,74 2,51 1,58 1,43 1,39 1,38 1,35 1,34 1,25

Цистерна 15-150-04 Груж 5,0 4,85 4,4 4,03 3,7 3,34 3,04 2,68 2,27 2,11 1,93 1,8

Пор 3,81 3,58 3,02 2,32 1,8 1,82 1,63 1,45 1,6 1,7 1,82 1,85

Хоппер 19-6870 Груж 5,23 4,86 4,41 4,01 3,46 3,12 2,74 2,37 2,15 1,89 1,7 1,48

Пор 4,2 4,16 3,76 3,4 2,9 2,7 2,65 1,8 1,64 1,46 1,36 1,3

Скорость, км/ч

Рисунок 4.15 - Расчет коэффициента запаса устойчивости колесной пары против схода при движении по горно-перевальным участкам Иркутск-Сортировочный - Слюдянка (в груженом состоянии)

5.50

5.00

4.50

4.00

3.50

3.00

о 2.50

-в- 2.00

M

1.50 1.00 0.50 0.00

1 зона ci! одверже оростей гоая схо «У

-Крытый вагон модели 11-2135-01

-Полувагон модели 12-132

Вагон-платформа модели 13-192-01

-Вагон-цистерна модели 15-150-04

• Вагон-хоппер модели 19-6870

10

15 20

25

30

35

40 45 50 55

60

Скорость, км/ч

Рисунок 4.16 - Расчет коэффициента запаса устойчивости колесной пары против схода при движении по горно-перевальным участкам Иркутск-Сортировочный - Слюдянка (в порожнем состоянии)

Анализируя результаты динамических качеств вагона представленных на рис. 4.13-4.16 видим ухудшение значений коэффициентов в связи с учетом изменения реальной продольной силы. Диапазон скоростей 40-60 км/ч является предвестником опасных сходов на кривых радиусом 800-1200 м.

4.3 Разработка специализированного стенда

Для оценки динамических качеств вагона с учетом параметров кривых участков пути и различных неисправностей колес (например навара), в лабораторных условиях был разработан катковый стенд (Пат. РФ №2668485 от 01.10.2018).

Стенд (рис. 4.17) позволяет моделировать движение вагона в прямых и кривых участках пути с различным возвышением наружного рельса и учитывать силу прижатия гребня колеса к боковой поверхности рельса с возможностью изменения нагрузки вдоль оси колесной пары.

Рисунок 4.17 - Специализироованный катковый стенд для оценки

динамических качеств вагона

Стенд содержит неподвижную металлическую раму, на которой установлен участок рельсового пути, переходящий в опорные ролики, П-образный портал с возможностью создания верхней опоры для гидравлического домкрата при вертикальном нагружении испытуемой тележки. Для вращения колесной пары используется асинхронный электродвигатель и клиноременная передача. Колесная пара тележки опирается на каретки с установленными профилированными роликами с геометрическими характеристиками поверхности рельса Р65, который моделирует бесконечную длину рельса.

Сочетание геометрических параметров роликов и поверхности катания колеса с гребнем максимально приближенны к реальному контакту колеса и рельса в эксплуатации [44].

Стенд (рис. 4.18), есть механическая система, у которой одна из колесных пар устанавливается на рельсовом пути и положение ее фиксируется с помощью четырех тормозных башмаков. Вторая колесная пара устанавливается на каретки, оснащенные четырьмя роликами, в корпусе которых размещены по два роликовых подшипника тяжелого типа (№ 232410). Нагружение тележки осуществляется через пятник-подпятниковый узел на надрессорной балке тележки с помощью гидравлического домкрата ДП-50 с максимальным усилием на штоке 50 тонн. Вращение приводной колесной пары передается от четырехполюсного асинхронного электродвигателя типа АИР 180 М8 мощностью 40 кВт через клиноременную передачу. Управление электродвигателем по скорости осуществляется посредством преобразователя частоты типа ACS550-01-031A-4, установленного в блоке управления.

1 - П-образный портал; 2 - бетонное основание; 3 - рельс типа Р65; 4 -каретка; 5 - тележка модели 18-100; 6 - гидравлический домкрат ДП-50; 7 -асинхронный двигатель; 8 - тормозная рычажная передача Рисунок 4.18 - Общий вид специализированого каткового стенда Работа предлагаемого каткового стенда осуществляется следующим образом. Испытуемую тележку устанавливают на рельсовый путь, затем перекатывают под П-образный портал до такого положения, при котором ее передняя колесная пара опустится на опорные ролики. Шкивы электродвигателя и оси колесной пары соединяют клиноременной передачей обеспечивающей вращение колесной пары.

Вертикальное усилие, создаваемое гидравлическим домкратом, измеряют по манометру, а горизонтальные (поперечные) усилия через специальные пружинно-демпферные устройства (рис. 4.19) по величине сжатия пружин.

Рисунок 4.19 - Пружинно-демпферное устройство

Горизонтальное нагружение от пружинно-демпферного устройства имитирует усилия, возникающие между гребнем колеса и боковой поверхностью ролика, т.е. рельса.

Измерения динамических характеристик, возникающих при движении, производят с помощью измерительного комплекса на базе М1С-036К Автоматизированная система динамических испытаний ходовых качеств вагона в составе поезда на базе MIC-036R (АС ДИВ) предназначена для экспериментальной проверки устойчивости вагона и его узлов по взаимодействию с путем. Оценка показателей устойчивости вагона производится по следующим признакам:

- результаты измерений геометрических размеров;

- результаты измерений деформаций под действием эксплуатационных нагрузок;

- результаты измерений ускорений под действием эксплуатационных нагрузок.

Методика испытаний составлена и производится по ГОСТ 33788-2016 «Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытаний на прочность и динамические качества» [24]. Схема размещения и подключения датчиков представлена на рисунках 4.20 и 4.21.

Рисунок 4.20 - Схема размещения датчиков на испытуемой тележке

датчик измерительный модуль станция сбора данных

Рисунок 4.21 - Схема подключения датчиков к измерительному комплексу Структура измерительного комплекса на базе М1С-036Я представлена на рисунке 4.22.

Измерительный комплекс представляет собой объединенный с компьютером крейт, в который включены измерительные модули МС-201,

МС-227 и МС-212.

Рисунок 4.22 - Схема информационно-измерительной системы М1С-036Я

К каждому измерительному модулю МС подключены датчики технологических параметров (табл. 4.1). Схемы подключения модулей к МГС-ОЗбЯ представлены в инструкции по эксплуатации. Измерительные схемы акселерометров подключаются к МЮ-ОЗбЯ посредством измерительных модулей МС-201. Измерительная схема энкодера подключается к МЮ-ОЗбЯ посредством измерительного модуля МС-227и. После установки датчиков на испытуемую тележку производится их калибровка согласно инструкции пользователя по применению измерительно-вычислительного комплекса МЮ-ОЗбЯ.

Обработка результатов испытания показателей динамических качеств осуществляется с помощью сертифицированного программного продукта НПО «Мера» WinПOC.

Данные испытаний фиксируются на электронном носителе в виде таблиц формата ШМЦ ШМЬех^ графиков в формате которые в

дальнейшем могут быть представлены в виде диаграмм и графиков.

Обработка проводилась в соответствии с требованиями ГОСТ 337882016 «Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытаний на прочность и динамические качества» [24] и включала в себя расшифровку и анализ зарегистрированных динамических процессов в пакетном режиме с использованием встроенных стандартных математических и статистических алгоритмов обработки экспериментальной информации. Результаты обработки так же представляются в табличном или графическом виде (рис. 4.23). Ноль диаграммы по оси ординат соответствует Куст=1.

Рисунок 4.23 - Измерение параметров коэффициента устойчивости колесной пары против схода на испытательном стенде

В отчете о проведении испытаний представлены временные и статистические характеристики вибрационных процессов:

- временные диаграммы,

- плотность вероятности распределения измеряемых параметров,

- спектр мощности,

- огибающая коэффициента устойчивости.

На рисунке 4.24 представлены временные диаграммы преобразованных модулями МС-201 сигналов с датчиков ускорений по осям х, у, 2 и модулем МС-227и сигнала с датчика скорости. Ось х датчика ускорений соответствует продольному ускорению колеса вдоль пути, ось у соответствует вертикальным ускорениям и ось 2 - поперечным ускорениям колеса. Схема направлений координатных осей акселерометра представлена на рисунке 4.20. Сигналы 261 показывают высокую чувствительность датчиков к незначительным колебаниям скорости вагона и ускорений колесной пары.

к1.'л.11 юс!

МС-201 -< 1-1-1 >

О .0200 —

о .01 ео-

□ .СИ 40 —

о .си ооО .0080-

О .0040-

Рисунок 4.24 - Измерение сигналов скорости движения и ускорения тележки

На рисунках 4.25-4.26 представлены сигналы 291 и 301, которые демонстрируют сложные колебания колесных пар при изменении скорости

движения вагона

Рисунок 4.25 - Измерение колебаний правого колеса при движении

Рисунок 4.26 - Измерение колебаний левого колеса при движении

Катковый стенд, оснащенный автоматизированной! системой динамических испытаний ходовых качеств вагона на базе М!С-036Я (АС

ДИВ), позволяет экспериментально проверить динамические показатели устойчивости хода вагона и его узлов во взаимодействии с путем в лабораторных условиях, что позволяет оценить качество хода вагонов по разным участкам пути и определить оптимальные режимы движения поезда.

4.4 Разработка технических рекомендаций, направленных на обеспечение безопасности движения вагонов по горно-перевальным

участкам пути

На основании проведенных теоретических исследований и поездных экспериментальных данных, после определения уточненных значений коэффициентов вертикальной динамики и коэффициента устойчивости против схода, предлагается комплекс технических рекомендаций по снижению силовых воздействий на узлы и детали вагона при движении по исследуемым участкам пути.

Первая рекомендация - способ определения технического состояния автосцепки в эксплуатации, по контролю углового отклонения оси автосцепки относительно центральной оси вагона при текущем осмотре (Пат. РФ № 2689089 от 23.05.2019 г.). Способ включает проверку клина тягового хомута; расстояния автосцепки от ударной розетки до упора головы автосцепки; проверку отсутствия зазора между днищем корпуса поглощающего аппарата и тяговым хомутом.

Способ контроля заключается в следующем -белой флуоресцентной краской наносится вертикальная! метка по центру ударной розетки, а на выступающей части хвостовика - горизонтальная метка симметрии, проходящая через ось симметрии вагона. Так как корпус автосцепки способен перемещаться в горизонтальной плоскости поперёк пути 11°-12°-13° в каждую сторону, то при любом осмотре днем или ночью эти метки могут контролироваться визуально, и в том числе автоматизированной системой (на малых скоростях) при наличии в ней технического зрения.

Несоответствие положения указанных линий может классифицироваться как новый браковочный признак. На рисунке 4.27 показаны возможные положения корпуса автосцепки относительно контрольных меток.

[

ГЧ . " У* щ А 1

^^^ - - -

3/03/2018 Ъ К*

п! ЯШ

т!

Рисунок 4.27 - Новый браковочный признак: а) левый перекос; б) симметрия (нормальное положение); в) правый перекос

Вторая рекомендация - комплекс предложений по скоростным режимам движения по горно-перевальным участкам Восточно-Сибирской железной дороги (табл. 4.9).

Таблица 4.9 - Комплекс предложений по скоростным режимам движения по горно-перевальным участкам Восточно-Сибирской железной дороги

ПЧ Наименование участка, перегона, станции Предлагаемая скорость от службы П Скорость согласно приказа ВСЖД-343 Рекомендуемая скорость по результатам исследований Предлагаемая скорость от службы В

1 Тайшет - Байроновка 80 80 от 65 до 72 до 70

1 4522-4529 км 60 60 до 60 до 60

1 4527 п 1,4529 п 1 60 60

1 4530-4534 км (кривые малого радиуса) 60 60 от 50 до 58 до 60

2 ст. Байроновка 60 60

2 4537 км пк 2 стр № 2, 6 60 60

Наименование участка, перегона, станции Предлагаемая Скорость согласно приказа ВСЖД-343 Рекомендуемая скорость по результатам исследований Предлагаемая

ПЧ скорость от службы П скорость от службы В

2 Байроновка - Разгон 60 60 от 55 до 60 до 60

2 4539 п 10, 4546 п 8, 4547 п 8 60 60

2 ст. Разгон 60 60

2 Разгон - Облепиха 60 60 от 55 до 60 до 60

2 ст. Облепиха 60 60 до 60 до 60

2 Облепиха - Алзамай 60 60 до 60 до 60

2 4579 п 3 60 60

2 4585 п 1 60 60

2 ст. Алзамай 80 60

2 Алзамай - Замзор 80 60 от 65 до 75 до 60

2 4594 км (короткая прямая вставка) 75 60

2 4597-4606 км 80 60 до 70 до 60

2 ст. Замзор 60 60

2 4608 км пк 5 стр № 3 , 5 40 60

2 Замзор - Камышет 60 60 от 45 до 60 до 60

2 4610-4611 км 60 60

2 4610 п 8, 4617 п 6, 4628 п 1,4629 п 10 60 60

2 ст. Камышет 70 65

2 восточная горловина 40 40

2 4630 км пк 2-3 стр №2,4,8 60 60 до 60 до 60

2 Камышет -Ук 60 60 от 50 до 54 до 60

2 ст. Ук 60 60

2 Ук - Курят 60 60 от 55 до 55 до 60

2 ст. Курят 60 60

2 Курят - Нижнеудинск 80 60 от 70 до 75 до 70

2 4668-4672 км (по состоянию пути) 60 60

2 ст. Нижнеудинск 40 40

3 Нижнеудинск - Уда-11 60 60 55

3 ст. Уда-11 60 60

3 Уда-Хингуй 80 80 до 75 до 80

3 4688-4689 км (короткая прямая вставка) 75 70

3 4691 км, 4699-4702 км 60 60

3 ст. Хингуй 60 60

3 Хингуй - Худоеланская 80 80 до 75 до 70

3 4704-4720 км 60 60 от 50 до 58

Наименование участка, перегона, станции Предлагаемая Скорость согласно приказа ВСЖД-343 Рекомендуемая скорость по результатам исследований Предлагаемая

ПЧ скорость от службы П скорость от службы В

3 ст. Худоеланская 80 80

3 Худоеланская - Шеберта 80 80 от 60 до 70 до 65

3 ст. Шеберта 80 80

3 Шеберта - Будагово 80 80 до 75 до 70

3 4755-4761 км 60 60

3 ст. Будагово 80 70

3 Будагово - Утаи 80 80 до 75 до 80

3 ст. Утаи 80 80

3 Утаи - Тулун 80 70 от 65 до 75 до 65

3 4781-4783 км 60 60 до 60

3 ст. Тулун 60 60

3 Тулун - Нюра 60 60

3 4798-4801 км (кривые малого радиуса) 60 60 до 60

3 ст. Нюра 80 60

3 Нюра - Азей 80 60

3 ст. Азей 80 80

3 Азей - Шуба 80 80

3 ст. Шуба 80 80

3 Шуба - Тулюшка 80 80

3 4828-4834 км, 4841-4844 км 60 60

3 ст. Тулюшка 60 60 59

3 Тулюшка - Куйтун 80 80 от 65 до 75 до 80

4 ст. Куйтун 80 80

4 Куйтун - Харик 80 80 до 80

4 4879-4887 км 60 60 до 60

4 ст. Харик 80 80

4 4888 км (восточная горловина) 60 60 до 60

4 Харик - Кимильтей 80 60 до 80

4 4903-4905 км (крутой отвод возвышения) 75 70 до 60

4 ст. Кимильтей 60 60

4 Кимильтей - Перевоз 80 80 от 50 до 60 до 80

4 4908, 4909 км (кривые малого радиуса) 70 60 от 50 до 60 до 70

4 4908, 4909, 4913-4916 км 60 60 до 60

4 ст. Перевоз 80 80

4 западная горловина 60 60

ПЧ Наименование участка, перегона, станции Предлагаемая скорость от службы П Скорость согласно приказа ВСЖД-343 Рекомендуемая скорость по результатам исследований Предлагаемая скорость от службы В

4 Перевоз - Зима 80 80 от 60 до 75 до 80

4 4929-4930 км (короткая прямая вставка) 60 60 до 60 до 60

4 ст. Зима 40 40

4 Зима - Делюр 80 80 до 80 до 70

4 4939-4958 км 60 60 до 60 до 60

4 ст. Делюр 60 60

4 Делюр - Тыреть 80 80 от 68 до 75 до 80

4 4959-4969 км 60 60 до 60 до 60

4 ст. Тыреть 60 60

4 Тыреть - Залари 60 60 от 40 до 58 до 60

4 ст. Залари 60 80

4 Залари - Хотхор 60 60 от 55 до 60 до 60

4 ст. Хотхор 60 60

5 Хотхор - Головинская 60 60 от 55 до 60 до 60

5 ст. Головинская 80 80

5 Головинская - Кутулик 80 80 от 67 до 75 до 70

5 5011-5013 км 60 60

5 ст. Кутулик 75 70

5 Кутулик - Забитуй 80 75 от 70 до 75 до 80

5 5020-5022 км, 5027 км 60 60

5 ст. Забитуй 80 80

5 Забитуй - Черемхово 80 80 от 46 до 60

5 ст. Черемхово 60 60

5 Черемхово - Гришево 80 80 от 66 до 78

5 5056 км пк 5-6 (кривые малого радиуса) 60 50 до 60

5 5066 км между вх. стр. 86-16 (стрелочные переводы в кривом участке пути) 60 50 до 60

5 Касьяновка - Половина 80 80 от 65 до 79

5 5068-5073 км 60 60

5 5080 км (кривые малого радиуса) 60 60 до 60

5 ст. Половина 80 80

5 5081 км пк 1-2 60 60 до 60 до 60

5 Половина - Белая 80 80 от 60 до 75 до 80

5 ст. Белая 70 70 до 70

5 Белая - Мальта 80 70 от 60 до 70 до 70

Наименование участка, перегона, станции Предлагаемая Скорость согласно приказа ВСЖД-343 Рекомендуемая скорость по результатам исследований Предлагаемая

ПЧ скорость от службы П скорость от службы В

5 5099-5103 км 80 70 от 60 до 70

5 5104 п 1, 5105 п 2, 5106 п З 80 70 от 60 до 70

5 ст. Мальта 70 70 от 60 до 70

5 Мальта - Усолье 80 80 от 46 до 70 до 70

5 5108-5110 км (кривые малого радиуса) 60 60 до 55 до 60

5 ст. Усолье 70 70

5 Усолье - Тельма 80 80 от 70 до 75 до 80

5 5123 км 60 60 до 60 до 60

7 ст. Тельма 80 80

7 Тельма - Китой 80 80 от 70 до 75 до 80

7 ст. Китой 80 80

7 Китой - Ангарск 80 80 от 60 до 70 до 80

7 5140 км 60 60 до 60 до 60

7 ст. Ангарск 80 80

7 Ангарск - Суховская 80 80 от 70 до 78 до 80

7 5146 км 60 60 до 60 до 60

7 ст. Суховская 70 70

7 5152 км 70 70

7 Суховская - Мегет 80 75 от 66 до 78 до 70

7 5156 п 5 80 78

7 5157 км 80 60 от 65 до 75 до 80

7 5161-5162 км 80 60

7 5163 км 80 60 от 68 до 80 до 80

7 ст. Мегет 80 60

7 Мегет - Батарейная 80 60 от 70 до 75 до 80

7 5167-5168 км 60 60 до 60 до 60

7 ст. Батарейная 80 70

7 Батарейная - Иркутск-Сортировочный 80 70 от 70 до 75 до 80

7 Иркутск-Сортировочный 80 70

7 Иркутск-Сортировочный -Военный Городок 80 70 от 70 до 75 до 80

7 5179 км 80 70

8 5180-5181 км 60 60

8 ст. Военный Городок 60 60

8 Военный городок - Иркутск-Пассажирский 60 60 до 60 до 60

8 ст. Иркутск-Пассажирский 35 35

ПЧ Наименование участка, перегона, станции Предлагаемая скорость от службы П Скорость согласно приказа ВСЖД-343 Рекомендуемая скорость по результатам исследований Предлагаемая скорость от службы В

И] экутск - Слюдянка

8 Иркутск-Пассажирский - Кая 60 60 до 60 до 60

8 ст. Кая 60 60

8 Кая - Гончарово 80 80 от 70 до 75 до 80

8 5194, 5195, 5199 км (кривые малого радиуса) 60 60 до 60 до 60

8 ст. Гончарово 80 80

8 Гончарово - Большой Луг 80 80 от 70 до 75 до 80

8 5210-5214 км (кривые малого радиуса) 60 60 до 60 до 60

8 5219-5221 км (кривые малого радиуса) 60 60 от 50 до 55 до 60

8 ст. Большой Луг 60 60

8 Большой Луг - Подкаменная 60 60 52 до 60

8 ст. Подкаменная 60 60

8 Подкаменная - Глубокая 60 60 до 60

8 ст. Глубокая 60 60

8 Глубокая -Андриановская 60 60 от 50 до 59 до 60

8 ст. Андриановская 60 60

8 Андриановская - Ангасолка (кривые малого радиуса) 60 60 52 до 60

9 ст. Ангасолка 60 60

9 Ангасолка - Слюдянка-2 (кривые малого радиуса) 60 60 55 до 60

9 ст. Слюдянка-2 60 60 60

9 Слюдянка-2 - Слюдянка-1 70 65 от 60 до 68 до 70

9 ст. Слюдянка-1 40 40

Слюдянка - Улан-Удэ

9 Слюдянка - Утулик (кривые малого радиуса) 70 65 от 40 до 58 до 70

9 5315-5316 км (кривые малого радиуса) 60 60

9 5328 км (кривые малого радиуса) 60 60

9 ст. Утулик 75 70

9 Утулик - Байкальск 80 60 от 35 до 57 до 70

9 ст. Байкальск 80 70

9 Байкальск - Выдрино 60 60 от 46 до 60 до 60

Наименование участка, перегона, станции Предлагаемая Скорость согласно приказа ВСЖД-343 Рекомендуемая скорость по результатам исследований Предлагаемая

ПЧ скорость от службы П скорость от службы В

9 5355- 5357 км (кривые малого радиуса) 60 50

9 5358- 5360 км (кривые малого радиуса) 60 50

10 ст. Выдрино 80 75

10 Выдрино - Кедровая 80 75 от 60 до 70 до 80

10 5404км (Б-образные кривые) 75 70 до 70

10 5393 км, 5399-5405 км 60 60 до 60

10 ст. Кедровая 80 80

10 Кедровая - Танхой 80 80 от 70 до 78 до 80

10 ст. Танхой 80 70

10 Танхой - Переемная 80 70 от 65 до 75 до 80

10 5423- 5426 км (кривые малого радиуса) 60 60 50 до 60

10 ст. Переемная 80 80

10 Переемная - Мищиха 60 60 от 53 до 60 до 60

10 ст. Мишиха 80 80

10 Мишиха - Клюевка 80 80 от 53 до 62 до 80

10 5459-5466 км 60 60 до 60

10 ст. Клюевка 70 70

10 Клюевка - Мысовая 60 60 от 55 до 60 до 80

10 ст. Мысовая 40 40

10 Мысовая - Боярский 80 75 от 63 до 75 до 80

10 5480- 5494 км (кривые малого радиуса) 60 50

10 5483-5494 км 60 60 55 до 60

10 5494 км (кривые малого радиуса) 70 60

10 ст. Боярский 80 80

10 Боярский - Посольская 80 80 от 70 до 75 до 80

10 5500-5502 км, 5517-5523 км 80 60 55 до 60

10 ст. Посольская 80 70

10 Посольская - Тимлюй 80 70 от 60 до 75 до 80

10 5528-5534 км 60 60 до 60

12 ст.Тимлюй 80 75

12 Тимлюй - Селенга 80 75 от 60 до 77 до 80

12 5557-5558 км 60 60

12 5551-5554 км 60 60 до 60

12 ст. Селенга 80 80

ПЧ Наименование участка, перегона, станции Предлагаемая скорость от службы П Скорость согласно приказа ВСЖД-343 Рекомендуемая скорость по результатам исследований Предлагаемая скорость от службы В

12 Селенга-Таловка 80 80 от 57 до 77 до 80

12 ст. Таловка 80 80

12 Таловка - Лесовозный 80 70 от 65 до 72 до 80

12 ст. Лесовозный 80 70 от 65 до 72

12 Лесовозный - Татаурово 80 70 от 65 до 78 до 80

Примечания: 1. При отправлении поездов со ст. Слюдянка I длиной свыше 75 условных вагонов опробование автотормозов производить на середине ст. Слюдянка II (5307 км пк 1) при скорости 60 км/ч на расстоянии 450 м. В случае невозможности по условиям ведения поезда (следование на запрещающий сигнал, по боковым путям, ограничение скорости и т.п.) выполнить проверку действия автотормозов в установленном месте.

2. Проверку действия тормозов четных грузовых поездов на перегонах Батарейная - Иркутск-Сортировочный, Иркутск-Сортировочный - Военный Городок, Военный Городок - Иркутск-Пассажирский, Слюдянка II -Слюдянка I и нечетных грузовых поездов на перегонах Иркутск-Пассажирский - Военный Городок, Военный Городок - Иркутск-Сортировочный, Слюдянка I - Слюдянка II разрешается не производить, если скорость следования не превышает 40 км/ч.

Сравнительный анализ табличных данных наглядно показывает расчетные скоростные параметры, которые обеспечивают безопасность движения по конкретному исследуемому участку пути.

4.5 Выводы по главе

В результате проведенных поездных испытаний были определены значения вертикальных и продольных сил, возникающих в процессе

движения, измерены реальные характеристики пути, которые были заложены в модель подпрыгивания и галопирования кузова вагона.

На основании полученных данных выполнили уточненную оценку коэффициента вертикальной динамики.

Разработана физическая модель тележки 18-100, имитирующая движения вагона по прямым и кривым участкам дороги.

На основании проведенных исследований разработаны технические рекомендации по скоростным режимам движения поездов на исследуемом участке.

Заключение

1. Установлено влияние работы автосцепки на отказы буксового узла.

2. Разработана расчетно-экспериментальная методика для количественной и качественной оценки влияния эксплуатационных факторов на безопасность движения подвижного состава по горно-перевальным участкам пути.

3. В результате проведенных расследований сходов вагонов и систематизации факторов, влияющих на нарушение безопасности движения, определено, что сходы происходили в основном при сочетании следующих условий:

- при движении в пологих кривых участках пути радиусом от 800 м до 1200 м со скоростью 60-80 км/ч возникает поперечная нагрузка, которая длительно воздействует на дугу рельсовой нити и может являться причиной ее разрыва.

- при возникновении сверхнормативных боковых нагрузок, обусловленных заклиниванием хвостовика автосцепки в проеме УП1 в крайнем предельном положении (до 13 градусов).

4. Проведены поездные испытания, в ходе которых определены продольные и вертикальные силы, действующие на вагон при движении по горно-перевальным участкам пути ВСЖД.

5. Уточнена математическая модель движения грузового вагона, путем учета переменного действия продольных усилий от автосцепки, действующих при движении по горно-перевальным участкам пути и определенных в ходе поездных испытаний.

6. Разработан специализированный катковый стенд, который позволил в лабораторных условиях имитировать движение вагона с неисправностями колес в кривых участках пути, задавая возвышение рельса и размеры дефектов на поверхности катания колеса.

7. Установлен новый браковочный признак для визуального контроля заклинивания хвостовика автосцепки и способ его обнаружения.

8. Разработаны технические рекомендации по скоростным режимам движения вагонов для реальных участков пути Восточно-Сибирской железной дороги - филиала ОАО «РЖД».

Список использованной литературы

1. Блохин Е. П., Данович В. Д., Морозов Н. И. Математическая модель пространственных колебаний четырехосного рельсового экипажа [Текст] // Днепропетровск: Днепропетровский институт инженеров железнодорожного транспорта. - 1986. - 14 с.

2. Богданов В.М. Снижение интенсивности износа, гребней колес и бокового износа рельсов [Текст] // Железнодорожный транспорт. - 1992. -№12. - С. 34.

3. Богданов В.М., Ромен Ю.С., Влияние износов в системе «колесо -рельс» на опаснсть схода [Текст]. III науч.-тех. Конф. «Подвижнй состав XXI века: идеи, требования, проекты» // Тез. докл. - СПб. - 2003. - С. 39-40.

4. Болотин B.A., Бачурин Н.С. К вопросу о применении гибких оболочечных элементов для амортизации продольных ударных нагрузок вагона [Текст]. В кн.: Вопросы совершенствования конструкций и технческого содержания вагонов / Мезвуз. сб. науч. тр. - Днепропетровск: ДИИТ. - 1991. - С. 41-44.

5. Бороненко Ю.П., Левков Г.В., Орлова A.M., Лесничий B.C., Рудакова Е.А. Влияние нормативов содержания тележек 18-100 на устойчивость вагонов от схода с рельсов [Текст] // III науч.-тех. конференция «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты»: Тезисы докладов. - СПб, 2003. - С. 38-40.

6. Бурчак Г.П. Совершенствование методики исследования свободных боковых колебаний экипажей [Текст] // Фундаментальные проблемы динамики и прочности подвижного состава / Юбилейный сб. науч. тр. - М.: МИИТ. - 1997. Вып. 912. - С. 3-12.