Совершенствование профиля поверхности катания колеса для тяжеловесных вагонов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат наук Федорова Вероника Игоревна

• Федорова Вероника Игоревна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Федорова Вероника Игоревна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР РАБОТ В ОБЛАСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕС И РЕЛЬСОВ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ статистических данных об износах и дефектах колес для вагонов эксплуатационного парка с осевой нагрузкой 25 тс

1.2 Обзор профилей колес для тяжеловесного движения

1.3 Исследования в области взаимодействия колеса с рельсом и динамики рельсовых экипажей

1.4 Исследование износа и контактной усталости колес

1.5 Обзор методов выбора рациональных профилей колес

1.6 Постановка цели и задач исследования

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

КОЛЕСА С РЕЛЬСОМ

2.1 Разработка моделей профилей колес и рельсов

2.2 Разработка кинематической модели взаимодействия колесной пары и пути

2.3 Разработка компьютерной модели движения вагона

2.4 Разработка конечно-элементных моделей взаимодействия колесной пары с рельсом

2.5 Выводы

ГЛАВА 3 РАСЧЕТЫ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОФИЛЯ КОЛЕСА ДЛЯ ТЯЖЕЛОВЕСНОГО ДВИЖЕНИЯ

3.1 Разработка методики выбора рациональной геометрии профиля колеса для грузовых вагонов

3.2 Расчет показателей динамических качеств вагона с проектным профилем колес и их износов

3.2.1 Расчет показателей динамических качеств вагона на компьютерной модели движения

3.2.2 Результаты расчета износа проектного профиля в сравнении с профилем по ГОСТ

3.3 Расчет контактных напряжений проектного профиля колеса

3.4 Выводы

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ХОДОВЫХ КАЧЕСТВ ВАГОНА И ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ПУТЬ

4.1 Разработка программы и методики сравнительных комплексных испытаний

4.2 Оценка показателей ходовых качеств и воздействия на путь по результатам испытаний и динамического моделирования

4.3 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование профиля поверхности катания колеса для тяжеловесных вагонов»

Актуальность темы исследования.

В настоящее время в эксплуатации находится более 120 тысяч грузовых вагонов с осевой нагрузкой 25 тс, которые имеют тележки современной конструкции (18-9855, 18-194-1). В таких тележках повышение связности боковых рам за счет улучшенного рессорного подвешивания, боковые скользуны постоянного контакта и улучшенные допуски на соследность и параллельность колесных пар обеспечивают средний пробег до обточки колес 350 тыс. км при назначенном плановом ремонте 500 - 1000 тыс. км. Отцепки в обточку между плановыми ремонтами приводят к простою вагонов в эксплуатации, снижают ресурс колеса за счет исчерпания толщины его обода. Таким образом, задача повышения износостойкости и сопротивления контактной усталости профиля обода колеса (поверхности, которой колесо взаимодействует с рельсом) для увеличения пробега грузовых вагонов между обточками является актуальной.

Мировая практика показала, что добиться повышения долговечности колес грузовых вагонов в эксплуатации до 500 - 1000 тыс. км можно путем применения специальной формы профиля обода колеса, которая обеспечит более низкие контактные напряжения и силы крипа при взаимодействии с рельсом.

При этом выбор конкретной формы рационального профиля обода колеса определяется особенностями эксплуатации, к которым можно отнести как характеристики подвижного состава (рессорное подвешивание, режимы загрузки, реализация тяги), так и железнодорожного пути (план, профиль, возвышение наружного рельса в кривых, скорости движения, профили рельсов).

Целью диссертационной работы является обеспечение увеличения ресурса по износу и по образованию контактного выкрашивания, улучшение показателей безопасности движения и ходовых качеств за счет разработка научно-обоснованного технического решения профиля обода колеса для тяжеловесных грузовых вагонов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложен выбор формы профиля обода железнодорожного колеса в зоне поверхности катания, основанный на анализе модели износа при качении, влияния формы пятна контакта (соотношение полуосей эллипса) на износ и размера пятна контакта на напряжения в металле колеса, обеспечивающий снижение износа и контактной усталости этой зоны при движении вагона.

2. С использованием разработанных кинематических моделей контакта колесной пары и рельсов установлено влияние геометрии профиля обода на косвенные показатели динамических качеств вагона: функцию разницы радиусов кругов катания, эквивалентную конусность, форму и размер пятен контакта.

3. Определены качественные показатели влияния профиля обода колеса на его износ в эксплуатации для характерного выбранного участка пути, основанные на комплексе результатов компьютерного моделирования.

4. Разработана новая форма профиля обода поверхности катания колеса для тяжеловесных грузовых вагонов (новизна подтверждена патентом № 2018123345 ФИПС (Роспатент): МПК В60В 17/00 (2019.02) на изобретение [114]), отличающаяся наличием нелинейной зоны в основании гребня, обеспечивающей непрерывность перемещения пятна контакта при боковом перемещении колесной пары относительно рельсов, а также двух сопряженных радиусов в зоне круга катания.

Практическая значимость работы.

1. Разработанные кинематические модели взаимодействия профилей ободьев колес в колесной паре и рельсов позволяют косвенно исследовать влияние формы профиля на показатели динамических качеств, износ контактирующих поверхностей.

2. Дополненная Б-образным участком пути компьютерная модель движения грузового вагона и одновременного расчета износа профилей ободьев колес позволяет получить результаты для конкретных маршрутов,

характеризующихся соотношением длин прямолинейных и криволинейных участков пути.

3. Полученные расчетные зависимости, описывающие влияние кривизны различных зон профиля обода колеса на его износ и сопротивление контактной усталости, позволили спроектировать профиль, обеспечивающий повышение ресурса колеса в эксплуатации в 1,4-1,8 раза.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика выбора рациональной формы профиля обода колеса, основанная на анализе износа при качении, влиянии формы пятна контакта на износ и размера пятна контакта на напряжения в металле колеса, обеспечивающая снижение износа и контактной усталости.

2. Результаты исследований влияния разных зон профиля обода колеса на функцию разницы радиусов кругов катания, эквивалентную конусность, форму и размер пятен контакта с рельсами.

3. Результаты разработки и комплексных испытаний нового профиля обода колеса для грузовых вагонов с осевой нагрузкой до 25 тс.

Достоверность результатов исследования в части обоснованности результатов расчетов по влиянию параметров профиля обода колеса на показатели динамических качеств грузового вагона подтверждается применением апробированных методов компьютерного моделирования, выполненных с использованием верифицированных программных продуктов.

Достоверность результатов расчетов подтверждена сравнением результатов расчетов и испытаний грузового вагона модели 12-9853 на тележках 18-9855.

Полученная новая форма профиля обода колеса не противоречит сложившимся научным представлениям о её влиянии на износ и контактное выкрашивание колес и рельсов.

Реализация результатов работы.

Результаты исследования использованы при обточке в ремонте колесных пар вагонов с осевой нагрузкой до 25 тс изготовления АО «ТВСЗ» (Тихвинский вагоностроительный завод).

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы были доложены на научно-технических конференциях: «Транспорт: проблемы, идеи, перспективы» (г. Санкт-Петербург, ПГУПС, Неделя науки, 2016-2019 гг.); «Подвижной состав XXI века (идеи, требования, проекты)» (г. Санкт-Петербург, ПГУПС, 2016 -2019 гг.); 1П:егпа1:юпа1 ^ЪееЬе! Со^геББ (Па1у, Уетсе, 16-20 Липе, 2019).

Публикации.

Основные положения диссертационной работы и научные результаты опубликованы в 1 4 печатных работах, из них 3 - в печатных изданиях, включенных в Перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов диссертационных работ, получен один патент на изобретение и полезную модель.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа включает в себя введение, четыре главы, заключение, и изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 18 таблиц и 106 рисунков. Список использованных источников насчитывает 177 наименований.

ГЛАВА 1 ОБЗОР РАБОТ В ОБЛАСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕС И РЕЛЬСОВ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

В данной главе произведен обзор научных работ, посвященных анализу основных неисправностей в системе колесо-рельс, проанализированы тенденции и направления совершенствования профилей ободьев колес (далее - профилей колес) грузовых вагонов, разрабатываемых и эксплуатируемых в странах с развитым тяжеловесным движением (осевые нагрузки от 25 до 39 тс), определены основные критерии, оценивающие взаимодействие колеса с рельсом.

Выполненный обзор позволил сформулировать цель, выбрать задачи исследования и методы их решения.

1.1 Анализ статистических данных об износах и дефектах колес для вагонов эксплуатационного парка с осевой нагрузкой 25 тс

В условиях роста нагрузок на ось и скоростей движения повышение износостойкости и сопротивления контактной усталости колес приобретает особое значение. Частично этот результат достигнут при использовании типового профиля по ГОСТ 10791 [32] с применением более эффективного рессорного подвешивания, как например в тележках модели 18-9855, которые обеспечивают существенное снижение темпа износа гребня по сравнению с тележками 18-100 за счет повышения связанности боковых рам, более жестких допусков на изготовление литых деталей, обеспечивающих соследность и параллельность колесных пар [115].

Основными отличиями, которые влияют на износ гребня в эксплуатации, тележки 18-9855 от тележки 18-100 является то, что тележка снабжена кассетными коническими подшипниками, когда в свою очередь 18-100 снабжена цилиндрическими подшипниками в корпусе буксы, зона опирания боковой рамы на буксу в 18-100 имеет плоскую поверхность, 18-9855 снабжена адаптером, поверхность которого, в зоне опирания рамы имеет сферическую поверхность, что позволяет тележке лучше вписивыться в кривые участки пути, но главной отличительной чертой тележки 18-9855 от тележки 18-100 является двухрядное

девяти-пружинное рессорное подвешивание совместно с фрикционным клином пространственной конфигурации, которые повышают жесткость на забегание боковых рам [70, 71], что положительно сказывается на износах колес (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Темпы износа колес тележек 18-9855 и 18-100 за период 2014-2018 гг.

Ресурс серийной колесной пары, снабженной колесами из стали марки Т, с нагрузкой 23,5 тсъсоставляетъоколо 400 тыс. км, из чего следует, что за каждые 100 тыс. кмъпробегаътолщинаъободаъколесаъснижаетсяъпримерно наъ10 мм (рисунок 1.2). Средний пробег полувагонов на тележках 18-9855 до первой обточки колесной пары составляет примерно 300 тыс. км, но хочется отметить, что есть вагоны пробег которых превысил 450-600 тыс. км до первой обточки. Динамика изменения толщины обода колес тележки 18-100 и 18-9855 построена с учетом износа колеса в эксплуатации, периодичностью обточек и величины снимаемого слоя металла при обточке [72].

Полувагон на тележке 18-100 ^—Полувагон модели 12-9853 (ТВСЗ)

со У| гм VD

Предел толщины обода. Колесная пара подлежит направлению в

<апитальныи ое монт го 1Л U4

нл

со Iß СП at Ы

Разница в периодичности

ц К обточек колесных пар в 5 раз

Обточка приДР

- J У J ш о со <JD О

3 сГ ш О о" т-1 (N О

10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210 230 250 270 290 310 330 350 370 390 410 430 450 470 490

Пробег, тыс.км

Рисунок 1.2 - Количество обточек колесных пар под одним вагоном по неисправности «Тонкий гребень»

При проектировании улучшенного профиля поверхности катания колеса необходимо решить задачу увеличения ресурса колесной пары до первой обточки (по износу) до 500-600 тыс. км, тем самым сократить количество отцепок по неисправности «Тонкий гребень» и предотвратить появление дефектов, вызванных контактной усталостью материала.

Для перехода к дальнейшему совершенствованию профиля были собраны исходные данные по темпу износа колес в тележках 18-9855. Для определения темпа износа колес в тележках 18-9855 были проанализированы результаты подконтрольной эксплуатации полувагонов модели 12-9853, которые курсировали между станциями Челутай Восточно-Сибирской дорогой и Ванино Дальневосточной дороги, маршрут подконтрольной эксплуатации был замкнутым (рисунок 1.3). Расстояние от места погрузки до места выгрузки составляло более 3500 км, с большим количеством кривых (более десяти тысяч участков), затяжных подъемов и спусков (с уклоном до восемнадцати тысячных), маршрут, расположен в тяжелом климатическом регионе (с температурами от -55 0С до +40 0С и дневным перепадом до 20 0С) [71].

Рисунок 1.3 - Полигон курсирования замкнутого маршрута Челутай - Ванино при проведении

подконтрольной эксплуатации

По результатам подконтрольной эксплуатации были определены темпы износа колес и определены периоды их приработки, результаты приведены в таблице 1.1-1.2 и на рисунках 1.4-1.5.

Таблица 1.1 - Средний износ поверхностей катания колес вагонов подконтрольной группы

Параметр При новом изготовлении При пробеге 65 тыс. км При пробеге 145 тыс. км При пробеге 210 тыс. км При пробеге 315 тыс. км При пробеге 400 тыс. км Допустимый в эксплуатации показатель

Вагон № 50873371

Средняя толщина гребня, мм 33 30,5 29,4 29 28,7 28,2 Не менее 24

Средний износ по кругу катания, мм 0 1,7 3,6 4,6 8,3 8,9 Не более 9

Вагон № 50873389

Средняя толщина гребня, мм 33 30,5 28,8 28,6 28,5 27,1 Не менее 24

Средний износ по кругу катания, мм 0 1,7 3,6 4,8 6,5 8,7 Не более 9

Таблица 1.2 - Результаты расчета периода приработки и темпов износа профилей колес

Зона колеса Период приработки, тыс. км Темп износа в период приработки, мм/10 тыс. км Темп износа в стационарном режиме, мм/10 тыс. км

Поверхность катания 210 0,73 0,713

Гребень 65 0,381 0,034

0,8

О 65 145 210 315

Рисунок 1.4 - Средний темп износа поверхности катания колёс на тележках 18-9855

находящихся в подконтрольной группе

0 65 145 210 315

Рисунок 1.5 - Средний темп износа гребней колёс на тележках 18-9855 находящихся

в подконтрольной группе

Анализ результатов подконтрольной эксплуатации вагонов показал, что: - гребень прирабатывается за 65 тыс. км, при меньшем пробеге наблюдается увеличенный темп износа, (до 0,381 мм/10 тыс. км) затем темп износа падает практически до нуля;

- при пробегах до 300 тыс. км приработка поверхности катания не происходит. Темп износа непрерывно растет до 0,729 мм/10 тыс. км, а затем становится постоянным.

Таким образом, при разработке нового профиля необходимо в первую очередь совершенствовать форму поверхности катания для снижения темпа износа, а также исключить период приработки гребня для обеспечения сниженного темпа износа и поверхности катании в первый период эксплуатации.

1.2 Обзор профилей колес для тяжеловесного движения

Профиль обода колеса в общем случае состоит из поверхности катания (1) - зоны в окрестности круга катания (5), которая в основном взаимодействует с верхней частью головки рельса в прямой; гребня (3) - зоны, которая взаимодействует с боковой гранью головки рельса и служит направлением колеса в кривых участках пути; переходной зоны, которую называют выкружкой (2); фаски (4). Общий вид профиля колеса приведен на рисунке 1.6.

3

Рисунок 1.6 - Общий вид профиля обода колеса Форма профиля обода колеса для грузовых вагонов, применяемая на отечественных железных дорогах, с момента её появления, практически не изменилась [89].

В настоящее время на железных дорогах пространства колеи 1520 мм эксплуатируются профили колес по ГОСТ 10791-2011 [32], ГОСТ 11018-20011 [33]. Профессором В.Ф. Ушкаловым был разработан профиль, который предназначен для использования в тележках 18-100 и её аналогах с осевой нагрузкой 23,5 тс - профиль ИТМ-73 [110, 111], для высокосортного поезда

«САПСАН» был разработан профиль ВНИИЖТ-РМ-70 [74, 75], в работе [109] предлагается профиль ИТМ-73 Л, предназначенный для бандажей колес тягового подвижного состава, который сравнивается с профилями по ГОСТ 11018-2011, с профилем «ДМеТИ» разработанный Зинюком-Никитским и Днепропетровским металлургическим институтом и профилем «МИНЕТЕК», который является уточненным после математического описания АО «МИНЕТЕК» профиля «ДМеТИ». Кроме этого, ранее был разработан объединенный профиль колес, который был учтен в ГОСТ 9036-88 [31] и для восстановления профиля поверхности катания после браковки колес из эксплуатации предложены три варианта ремонтных профилей, один из которых это восстановление до нового состояния и два других со смещенным гребнем и уменьшенной его толщиной до 30 мм и 27 мм и увеличенным на 5° углом наклона гребня к горизонтали.

Необходимо отметить работу, проводимую АО «ВМЗ», по результатам которой был получен патент на профиль обода колес грузовых вагонов [48], предназначенный, для грузовых вагонов, эксплуатируемых на тележках 18-100 и её аналогах, а также для тележек с осевой нагрузкой 25 тс.

Многократно на Научно-технических советах ОАО «РЖД» представлялись доклады компании ООО «Хекса», посвященные исследованию взаимодействия системы колесо-рельс, в которых представлены результаты расчетов профиля колеса «Хекса» в сравнении с профилем по ГОСТ 10791, профилем ВНИИЖТ-РМ-70 и разработанным профилем «ВНИИЖТ-2016».

Геометрия некоторых вышеперечисленных профилей колес приведена в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Профили колес, применяемые в различных странах.

Наименование профиля

Геометрия профиля

Угол наклона гребня, °

Радиус выкружки, мм

Геометрия поверхности катания

ГОСТ 10791-2011 (рис.Б.1)

60

15

Коническая

ГОСТ 11018-2011 (рис.5)

134

100 е»

70

33-0.5

14,24

\ 5.93

30" 1

\<] 1:3,5 <1:10/ 20* ! д^

§ — Д23,17 Я

20 ,5 /

70

13,5

Коническая

ИТМ-73

69,5

13,3

Криволинейная

ВНИИЖТ-РМ-70

70

15

Криволинейная

Наименование профиля

Геометрия профиля

Угол наклона гребня, °

Радиус выкружки, мм

Геометрия поверхности катания

ДМеТИ (МИНЕТЕК)

68

16

Криволинейная

ГОСТ 9036-88 Объединенный профиль

65

15

Коническая

ВМЗ-К-70

70

14,3

Криволинейная

«Хекса»

60

20,5

Криволинейно-коническая

Наименование профиля

Геометрия профиля

Угол наклона гребня, °

Радиус выкружки, мм

Геометрия поверхности катания

«ВНИИЖТ-2016» УНИСОН

65

16

Криволинейно-коническая

ААЯ-1Б

75

14,3

Криволинейно-коническая

Профиль Р8

68

13,0

Криволинейная

Профиль 81002

70

13,0

Криволинейная

Профиль ЬМ

70

14,0

Криволинейная

Профиль Индии

68

14,0

Криволинейная

Наименование профиля

Геометрия профиля

Угол наклона гребня, °

Радиус выкружки,

Геометрия поверхности катания

Профиль ЮАР

68

16,0

Криволинейная

мм

Снижение износов достигается применением профилей с криволинейной формой поверхности катания Представленные криволинейные профили, например, профиль ИТМ-73 разрабатывался для тележки 18-100 и её аналогов, которые обладают низкой жесткостью на забегание боковых рам, профиль в основном был предназначен для снижения темпа износа гребня. Разработанный профиль АО «ВМЗ» имеет криволинейную поверхность катания, но в настоящее время нет ни одной апробации по данному профилю, поэтому судить о его эффективности возможно только по результатам кинематического моделирования движения колесной пары, определения функции разницы радиусов кругов катания колесной пары, эквивалентной конусности и др. характеристиках. Профиль, разработанный для скоростного поезда «Сапсан» имеет криволинейную поверхность, но он для исследования мало интересен, так как осевая нагрузка достаточно мала и его геометрические параметры подбирались для прямого участка пути или кривых большого радиуса. Таким образом, необходимо разработать новую геометрию профиля колеса, в которой учесть особенности рессорного подвешивания тележки 18-9855, необходимость снижение темпа износа поверхности катания и сокращения периода приработки гребня.

В Северной Америке в конце прошлого столетия была произведена большая научная работа, которая была посвящена увеличению осевых нагрузок и увеличению межремонтного пробега вагонов [118]. В частности, на основе исследований, выполненных Центром транспортных технологий (Колорадо), основываясь на результатах технико-экономического обоснования полученных

результатов, была произведена оптимизация профиля. После оптимизации профиля колеса с 1 сентября 1990 г. в Северной Америке для всех новых грузовых вагонов был обязательным к применению профиль ААR-1B. Профиль ААR-1B был изменен путем увеличения угла наклона гребня к горизонтали до 75° и была уменьшена конусность поверхности катания на 40%, которая находится от линии круга катания к наружной части обода колеса. Результаты предварительных испытаний за колесами с профилем ААR-1B в эксплуатации показали, что снизился на 30% износ гребня колеса [118]. В 2018 году Ассоциацией Американских железных дорог были начаты работы по дальнейшему усовершенствованию профиля колеса для грузовых вагонов. В результате проделанного исследования был разработан профиль колеса ААR-2А, который получил больший угол наклона гребня, и зона перехода от радиуса выкружки к поверхности катания приобрела форму близкую к изношенной головке рельса (рисунок 1. 7). Планируется постепенный переход на новый профиль колеса с 1 января 2020 года с последующим полным его использованием под грузовыми вагонами с 1 января 2021 года [131].

В Европе, когда стали возрастать осевые нагрузки грузовых вагонов, связанных с перевозкой угля, щебня и оборудования, также производились работы по усовершенствованию профиля колес. Так, например, в Германии компания (Rhеmbrаun АG) перешла на использование колесных пар с профилем Хеймана-Лоттера (КЬ) [105], который имеет цилиндрический участок в средней части колеса шириной 30 мм. Предполагалось, что за счет такой формы произойдет распределение нагрузки по большей площади колеса, что позволит снизить износ поверхности катания колеса, однако, наоборот продемонстрировала

AAR 1:20 AAR-1B

AAR-2A

Typical Worn High Rail

Рисунок 1.7 - Геометрия профилей колес США в паре с изношенным рельсом

себя склонной к чрезвычайно большому износу, что повлекло за собой восстановление профиля колеса через 100 тыс. км, в последующем профиль ИЬ не получил дальнейшего распространения.

В Германии использовали для грузового подвижного состава профиль колеса ЭБ II, который использовался в паре с рельсом ШС 60 с подуклонкой 1/40 [160]. Также немецкими специалистами был разработан профиль колеса БББ32-3, отличающийся от профиля Б1002 тем, что угол наклона гребня более крутой 75° вместо 70°, толщина гребня профиля SBB32-3 также лежит в диапазоне 32,5 мм, как и у профиля Б1002. Форма поверхности катания криволинейная и предполагает конформный контакт с рельсом [177].

Кроме выше указанных профилей в Европе разработаны и используются профили Б1002 (разработанный на основе профиля ЭБ II), Р8 (разработан в Великобритании и используется в основном там) и профиль [141]. Основные размеры профилей Б1002 и Р8 приведены в [135, 133].

В Швеции для грузового подвижного состава используют профиль WP4, который имеет криволинейную поверхность катания колеса, толщину гребня 32,5 мм и угол наклона к горизонтали 70°. На железных дорогах Чехии и Словакии использовали профиль ККУМ7 с конической формой поверхности катания [105].

В Китае в тяжеловесных вагонах транспортируют уголь, железной дорогой Да-Цин протяженностью 653 км, перевозят почти 405 миллионов тонн угля, начиная с 2010 года, тяговая нагрузка достигает 20000 тонн. Используют полувагоны С80В на тележках с перекрестными связями боковых рам (7К6) и полувагоны С80ББ на тележках (7К7) с радиальной установкой колесных пар, осевая нагрузка которых составляет 25 тс. Обе тележки 7К6 и 7К7 являются стандартной ходовой частью в Китае, которые оборудованы колесными парами со стандартным профилем ЬМ [144]. Профиль ЬМ имеет криволинейную поверхность катания, состоящую из трех участков (от наружной части обода колеса к выкружке, соответственно 220 мм, 500 мм и 100 мм), и гребень колеса с

толщиной 32 мм и уголом наклона 70°, гребень с поверхностью катания соединен выкружкой, которая имеет радиус 14 мм.

За счёт обработки железнодорожных рельсов наклепом, сеть железных дорог в ЮАР решают проблему, связанную с износами железнодорожных колес и рельсов. Такая технология обработки железнодорожных рельсов подтвердила себя в качестве благоприятного мероприятия, но помимо данного решения была поставлена задача увеличить конусность поверхности катания колеса и обеспечить использования под грузовым подвижным составом ходовых частей с колесными парами с их радиальной установкой. Все перечисленные мероприятия подвели к тому, что с 1996 года грузовой вагонный парк ЮАР перешёл на новые требования [166]. Но всё-таки базовым показателем, который поспособствовал снижению темпа износа колес и рельсов на сети железных дорог Индии, ЮАР, стала увеличенная эквивалентная конусность, которая способствовала развороту колесной пары в кривом участке пути за счет разницы в радиусах колес колесной пары.

С другой стороны, снижение же эквивалентной конусности обеспечивает равномерно-распределённый износ поверхности катания железнодорожных колёс в связи с увеличением свободного поперечного перемещения железнодорожной колесной пары в кривой [176]. Поэтому, в ЮАР и Индии стали использовать профиль поверхности катания колес близким к изношенному. Гребни таких колес утоненные (ЮАР толщина гребня 16 мм, Индия - 25 мм), радиус выкружки на колесах ЮАР 16 мм, Индии - 14 мм и поверхность катания сопряжена гладкими кривыми линиями.

Специалисты железных дорог Индии считают, что именно увеличенная конусность поверхности катания железнодорожных колес (не их радиальная установка) способствует снижению износа радиальных тележек [176]. Перечисленные выше профили колес представлены в таблице 1.3.

В эксплуатации профили колес изнашиваются (износ гребня и поверхности катания) с образованием криволинейной поверхности катания, увеличивается угол наклона гребня и меняется его толщина. Для контроля геометрии

поверхности катания колеса железнодорожной администрацией разработаны и установлены нормативные требования по износу: для гребня - износ или толщина гребня, а для поверхности катания - износ по кругу катания. Для браковки колес по износу иногда применяют дополнительные критерии, такие как: высота гребня, угол наклона гребня, вогнутую форму износа, ложный гребень и т.п. Достижение колесом предельного состояния по износу контролируют на пунктах технического осмотра, используя шаблоны для контроля, но также существуют автоматизированные системы контроля (КТИ, «Комплекс» и др.) для контроля геометрических параметров колеса при движении. При достижении предельного состояния по износу обода колесные пары обтачиваются. Пробег между обточками характеризирует долговечность колеса и зависит в том числе от профиля обода колеса. Помимо этого, важно сохранять форму профиля колеса без образования нетиповых форм.

Анализ конструктивных особенностей профилей колес в странах с развитым тяжеловесным движением позволил сделать вывод, что в настоящее время в мировой практике для снижения износа колес, увеличения межремонтного пробега и сокращения затрат на обслуживание пути выбирается профиль, который имеет близкую к изношенной криволинейную поверхность катания, профиль колеса и рельса согласованы при поперечном перемещении относительно друг друга, угол наклона гребня в среднем составляет 70°, возможно применение тележек с радиальной установкой колесных пар или с диагональными связями, в зависимости от участка пути, где эксплуатируются вагоны. Эти предпосылки использованы в дальнейшем для проектирования профиля колеса.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Федорова Вероника Игоревна, 2019 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абдурашитов, А.Ю. О влиянии особенностей профилей колес и рельсов на их взаимодействие / А.Ю. Абдурашитов // Путь и путевое хозяйство. - 2015. - №11. - С. 2-7.

2. Абдурашитов, А.Ю. Взаимоувязанные профили рабочих поверхностей колес и рельсов / А.Ю. Абдурашитов // Железнодорожный транспорт. - 2018. - №12. - С. 41-46.

3. Абдурашитов, А.Ю. Сборника трудов ученых ОАО «ВНИИЖТ» под редакцией А.Ю. Абдурашитова. Повышение эффективности устройства и содержания железнодорожного пути // Хромов И.В. «Сравнительный анализ вертикальных отклонений головки новых рельсов различного производства от эталона Р65 по данным ПР-03 производства НПЦ «Инфортранс».

4. Абдурашитов, А.Ю. Повышение эффективности устройства и содержания железнодорожного пути. Современные технологии профильного шлифования рельсов и их эффективность. Об оптимизации профилей в системе «колесо-рельс. С.4-24, 2014г.

5. Абдурашитов, А.Ю. Профильное шлифование рельсов / А.Ю. Абдурашитов, Л.Г. Крысанов, В.Б. Каменский и др. - М.: Транспорт, 2001г. С. 79.

6. Андриевский, С.М. Боковой износ рельсов на кривых / С.М. Андриевский // Труды ВНИИЖТ - 1961. №207. - 128 с.

7. Астахова, Л.Г. «Математическая теория планирования эксперимента». // Учебное пособие ФАО Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный технологический университет), Владикавказ, с. 96, 2013 г.

8. Беляев, Н.М. Труды по теории упругости и пластичности. М.: ГИТТЛ, 1957. 632 с.

9. Бирюков, И.В. Механическая часть тягового подвижного состава / И.В. Бирюков, А.Н. Савоськин и др. - М.: Транспорт, 1992. - 439 с.

10. Блохина, А.С. Метод оценки профилей колес подвижного состава / ДИИТ, 2009 г., с. 176-181.

11. Блохин, Е.П. Динамика поезда / Е.П. Блохин, Л.А. Манашкин. - М.: Транспорт, 1982. - 222 с.

12. Богданов, В.М. Снижение интенсивности износа гребней колес и бокового износа рельсов / В.М. Богданов // Железнодорожный транспорт. - 1992. - №12. - С.30-34.

13. Богданов, В.М. Обеспечение устойчивой работы системы колесо-рельс на отечественных и зарубежных железных дорогах / В.М. Богданов // Вестник ВНИИЖТ 2/2010. С.10-14.

14. Бороненко, Ю.П. Вагоны с увеличенными нагрузками от колеса на рельсы-резерв повышения провозной способности железных дорог / Ю.П. Бороненко // Транспорт Российской Федерации. - 2008. - №5(18). С. 52-55.

15. Бороненко, Ю.П. Стратегические задачи вагоностроителей в развитии тяжеловесного движения / Ю.П. Бороненко // Транспорт Российской Федерации. - 2013г. №5(48). С.68-73.

16. Бороненко, Ю.П. Проектирование ходовых частей вагонов: учебное пособие / Ю.П. Бороненко, А.М. Орлова, Е.А. Рудакова - СПб.: Петербургский государственный университет путей сообщения (ПГУПС-ЛИИЖТ). - 2003. - том Проектирование рессорного подвешивания двухосных тележек грузовых вагонов.

17. Бороненко, Ю.П., Орлова А.М., Лесничий В.С., Рудакова Е.А., Артомонов Е.И. Проведение натурных испытаний в кривых участках пути локомотивов и грузовых вагонов в соответствии с разработанными программами и методиками. Полигонные испытания износов в составе на участке Старый Оскол-Новолипецк. Материалам работ, выполненных ОАО «НВЦ «Вагоны» и ПГУПС по заказу АО «ВНИИЖТ» в рамках плана НИОКР ОАО «РЖД». Стр.40. Санкт-Петербург, 2007 г.

18. Бороненко, Ю.П., Орлова А.М., Лесничий В.С., Рудакова Е.А. Комплексные теоретико-экспериментальные исследования взаимодействия пути и порожних вагонов. Проведение вариантных расчетов устойчивости от сходов вагонов с различными формами износа колес. Рекомендации по нормированию и отбраковке опасных форм износа колес. Отчёт по теме НИОКР МПС 19.5.00 ЦТех (78р-02). Санкт-Петербург, 2002 г. - 274 с.

19. Вериго, М.Ф. Взаимодействие пути и подвижного состава / Е.М. Бромберг, М.Ф. Вериго, М.А. Данилов, М.А. Фришман. - М.: Трансжелдориздат, 1956. - 279 с.

20. Вериго, М.Ф., Коган А.Я. Взаимодействие пути и подвижного состава / М.Ф. Вериго, А.Я. Коган - М.: Транспорт, 1986. - 560 с.

21. Вериго, М.Ф. Взаимодействие пути и подвижного состава в кривых малого радиуса и борьба с боковым износом рельсов и гребней колес / М.Ф. Вериго. - М.: ПТКБ ЦП МПС, 1997. - 207 с.

22. Вершинский, С.В. Динамика вагона / С.В. Вершинский, В.Н. Данилов, И.И. Челноков. - М.: Транспорт, 1972. - 304 с.

23. Вершинский, С.В. Железнодорожный путь и подвижной состав для высоких скоростей движения / А.Ф. Золотарский, С.В. Вершинский. - М.: Транспорт, 1964. - 272 с.

24. Воробьев, А.А. Прогнозирование ресурса и совершенствование технологии ремонта колес железнодорожного подвижного состава / А.А. Воробьев// Диссертация ...доктора технических наук: 05.22.07/ Петербургский государственный университет путей сообщения. 2018 - 289 с.

25. Воробьев, А.А., Конограй О.А. Сопоставление территориальных филиалов ОАО «РЖД» по условиям эксплуатации колесных пар подвижного состава / Журнал: Новые материалы и технологии в машиностроении №21, 2015г. с.98-107.

26. Гарг, В.К., Дуккипати Р.В. Динамика подвижного состава: Пер. с англ. / Под ред. Н А. Панькина. - М.: Транспорт, 1988, 391 с.

27. Глюзберг, Б.Э. Влияние параметров гребней вагонных колес на безопасность движения по стрелочным переводам / Б.Э. Глюзберг // Вестник ВНИИЖТ Том 77 №2, 2018 г. 67-76 с.

28. Грачева, Л.О. Взаимодействие вагонов и железнодорожного пути / Л.О. Грачева // Труды ЦНИИ МПС - М.: Транспорт, 1968. № 356. - 207 с.

29. Грачева, Л.О. Спектральный анализ внутренних колебаний вагонов при случайных неровностях железнодорожного пути и выбор параметров рессорного подвешивания / Л.О. Грачева // Труды ЦНИИ МПС. - М.: Транспорт, 1967. № 347- 151-168 с.

30. Горячев, И.Г. Трибодинамическое моделирование эволюции профилей колес и рельсов и контакто-усталостной поврежденности при некоторых параметрах пути и экипажа / ИГ. Горячев, С М. Захаров, С.Н. Сощенко и др. // Вестник ВНИИЖТ 2/2010. С.19-26.

31. ГОСТ 9036-88. Колеса цельнокатаные. Конструкция и размеры.

32. ГОСТ 10791-2011. Колеса цельнокатаные. Техническое условие. Дата введения 01.01.2012 г.

33. ГОСТ 11018-2011. Колесные пары тягового подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия.

34. ГОСТ 33211-2014 Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам.

35. ГОСТ 33788-2016 «Вагоны грузовые. Методы испытаний на прочность и ходовые качества».

36. ГОСТ 4835-2013 Колесные пары железнодорожных вагонов. Технические условия.

37. ГОСТ Р 55050-2012 «Железнодорожный подвижной состав. Нормы допустимого воздействия на железнодорожный путь и методы испытаний».

38. ГОСТ 51685-2013. Рельсы железнодорожные. Общие технические условия.

39. Джонсон, К. Механика контактного взаимодействия / К. Джонсон. - М.: Мир, 1989. -

510 с.

40. Ершков, О.П. Расчеты поперечных горизонтальных сил в кривых: труды ЦНИИ МПС / О.П. Ершков. - М.: Транспорт, 1966. № 301 - 236 с.

41. Жаров, И.А. Совместное изнашивание пары колесо-рельс при заданных нагрузке и угле набегания / ВНИИ железнодорожного транспорта (Трение и износ) // Том 21, №3. - 2000г. С.276-284.

42. Жаров, И.А. Зависимость типа изнашивания колес и рельсов от параметров их контакта и ширины колеи / И.А. Жаров, С.М. Захаров // Вестник ВНИИЖТ 2/2010. С.46-49.

43. Захаров, С.М. Математическое моделирование влияния параметров пути и подвижного состава на процессы изнашивания колеса и рельса / С.М. Захаров, Ю.С. Ромен // Вестник ВНИИЖТ 2/2010. С.26-30.

44. Захаров, С.М. Анализ влияния параметров экипажей и пути на интенсивность износа в системе колесо-рельс (на основе полного факторного численного эксперимента) / С.М. Захаров, Д.Ю. Погорелов, В.А. Симонов // Вестник ВНИИЖТ 2/2010. С.31-35.

45. Захаров, С.М. Контактно-усталостные повреждения колес грузовых вагонов [Текст] /С.М. Захаров. - М.: Интекст, 2004. -160 с.

46. Иванов, Д.В., Доль А.В. Введение в Ansys Workbench: Учебно-методическое пособие для студентов естественно-научных дисциплин. Саратов: Амирит, 2016. - 56 с: ил.

47. Катен-Ярцев, А.С., Григорьев В.В., Чертковский А.А. Монография «Современные методы и средства рельсовой дефектоскопии». Хабаровск, издательство ДВГУПС, 2010г. 4-12с.

48. Керенцев, Д.Е., Середа Д.С., Симонов В.А., Разумов А.С. Профиль поверхности обода колес грузовых вагонов. Патент на изобретение RU №2017137721 от 27.10.2017.

49. Киселёв, C.H. Оценка взаимодействия колеса с рельсом с учётом остаточных напряжений / С.Н. Киселёв, А.С. Киселёв, А.В. Саврухин и др. // Тяжёлое машиностроение. — 2002. - №12. - С. 20-21.

50. Киселёв, С.Н. Сравнительный анализ напряженно-деформированного состояния цельнокатаных колес вагонов от термических и механических эксплуатационных нагрузок /

С.Н. Киселёв, Ю.М. Черкашин, А.С. Киселёв и др. // Тяжёлое машиностроение. - 2005. - №2. -С. 36-42.

51. Ковалев, Р.В. Разработка и реализация эффективных методик компьютерного исследования динамики и оптимизации параметров ходовых частей железнодорожных экипажей. / Р.В. Ковалев// Диссертация...кандидата технических наук: 05.22.07 / Брянский государственный технический университет. 2004 - 114 с.

52. Коган, А.Я. Оценка эквивалентной конусности ободьев колес вагонов с изношенной поверхностью катания / А.Я. Коган // Вестник ВНИИЖТ Том 77 №3, 2018 г. С.127-132.

53. Коган, А.Я., Черняков Е.А. Оценка достаточного условия устойчивости колеса на рельсе с учетом вероятностного характера влияющих на нее некоторых факторов / А.Я. Коган, Е.А. Черняков // Вестник ВНИИЖТ, №2, 2008 г. 36-41 с.

54. Коган, А.Я. Взаимодействие колеса и рельса при качении / А.Я. Коган // Вестник ВНИИЖТ, №5, 2004 г. 33-40 с.

55. Коган, А.Я. Об основных параметрах, определяющих устойчивое движение экипажа / А.Я. Коган // Вестник ВНИИЖТ, №2, 2005 г. 4-6 с.

56. Коган, А.Я., Загитов Э.Д. Определение относительной скорости неустойчивого скольжения колеса по рельсу / А.Я. Коган, Э.Д. Загитов // Вестник ВНИИЖТ, №6, 2006 г. 1921 с.

57. Коган, А.Я. Оценка износа рельсов и бандажей колесных пар при движении подвижного состава в кривых участках пути / А.Я Коган // Вестник ВНИИЖТ, 1990. №2. - С. 36-40.

58. Кононов, Д.П. Повышение работоспособности цельнокатаных колёс подвижного состава железных дорог / Д.П. Кононов// Диссертация .доктора технических наук: 05.22.07/ Петербургский государственный университет путей сообщения. 2019 - 336 с.

59. Королев, К.П. Вписывание паровозов в кривые участки пути / К.П. Королев. -М.: Трансжелдориздат, 1959. - 224 с.

60. Кудрявцев, Н. Н., Бартенева Л.И., Сасаковец В.М. Динамические нагрузки ходовых частей грузовых вагонов [Текст]. - М.: Транспорт, 1977, 143 с.

61. Коссов, В.С. Контактные задачи железнодорожного транспорта / В.И. Сакало, В.С. Коссов. - М.: Машиностроение, 2004. - 496 с.

62. Коссов, B.C. Моделирование энергетического взаимодействия локомотива и 164 пути для различного трибологического состояния колес и рельсов / В.С. Коссов // Вестник ВНИИЖТ. 2001. №2. - С.13-16.

63. Коссов, В.С., Оганьян Э.С., Овечников М.Н. и др. Исследование резонансных явлений в колесной паре локомотива на основе расчета собственных частот и форм колебаний на конечно-элементных моделях / В.С. Коссов, Э.С. Оганьян, М.Н. Овечников, Г.М. Волохов, А Л. Протопопов, М.В. Тимаков // Вестник ВНИИЖТ, Т. 76 №4, 2017 г. с.231-237.

64. Кочегурова, Е.А. «Теория и методы оптимизации». / Е.А. Кочегурова; Томский политехнический университет. - Томск: Издательство Томского политехнического университета, с. 157 - 2012 г.

65. Кузнецов, В.Н. Анализ износа колесных пар, в том числе на инновационных вагонах. Анализ межремонтных износов колесных пар. Из доклада Научно-технического совета ОАО

«РЖД» по теме «О рассмотрении взаимодействия в системе «колесо-рельс» от 14.12.2018. г. Москва.

66. Лазарян, В.А., Длугач Л.А., Коротенко М.Л. Устойчивость движения рельсовых экипажей. - Киев: Наукова думка, 1974.

67. Лазарян, В.А. Динамика вагонов / В.А. Лазарян. - М.: Транспорт,1964. - 255 с.

68. Лазарян, В.А. Колебания железнодорожного состава / В.А. Лазарян. Вибрации в технике. - М.: Машиностроение, 1980. - 398-433 с.

69. Леденев, В.В. Теоретические основы механики деформирования и разрушения: монография / В.В. Леденев и др. - Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2013. - 312 с.

70. Лосев, Д.Н. Вагоны на тележках «Барбер» итоги эксплуатации / «Вагоны и вагонное хозяйство» №4 (48) - 2016 г. С. 8-9.

71. Лосев, Д.Н. Опыт эксплуатации и дальнейшие пути развития технического обслуживания инновационных вагонов на тележках Barber S-2-R / «Транспорт Российской Федерации» №3 (52) - 2014 г. С. 24-28.

72. Лосев, Д.Н. Ресурс колесных пар вагонов повышенной и обычной грузоподъемности. // Техника железных дорог. №1 (41) февраль 2018 г. 52-56 с.

73. Лысюк, В.С., Каменский В.Б., Башкитова Л.В. Надежность железнодорожного пути. М., Транспорт,2001. 286с.

74. Максимов, И.Н. Разработка профиля колес для скоростных поездов и прогнозирование его эволюции в процессе взаимодействия подвижного состава и пути. / И.Н. Максимов// Диссертация.. .кандидата технических наук: 05.22.07 / Научно исследовательский институт железнодорожного транспорта. 2014 - 226 с.

75. Максимов, И.Н., Кочергин В.В., Грабнер Г. Профиль поверхности железнодорожного колеса. Патент на изобретение RU № 2011108019/11 от 02.03.2011.

76. Марков, Д. П. Контактная усталость колес и рельсов [Текст] / Д. П. Марков // Вестник ВНИИЖТ. - 2001. - № 6. - с. 8 - 14.

77. Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных 1996 года.) 319 с.

78. Орлова, А.М. Влияние конструктивных схем и параметров тележек на устойчивость, ходовые качества и нагруженность грузовых вагонов: дис. ... докт. техн. наук. - СПб., 2008. -с.403.

79. Орлова, А.М., Савушкин Р.А., Федорова В.И. Разработка улучшенного профиля колеса для грузового вагона. Теоретическое обоснование. Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2018;77(5):269-279.

80. Орлова А.М., Федорова В.И. Теоретический расчет ресурса поверхности катания колес на основе экспериментальных наблюдений за вагонами модели 12-9853 на тележках 189855 с осевой нагрузкой 25 тс // Известия ПГУПС. - 2017. Том 14, выпуск 4. - С. 664-672.

81. Орлова, А.М., Воробьев А.А., Саидова А.В. «Определение параметров контакта колеса с рельсом для различных условий эксплуатации полувагона». Журнал «Известия ПГУПС», №2 - 2015г. с.74-84.

82. Орлова, А.М., Лесничий В.С., Рудакова Е.А. и др. «Требования к динамическим качествам грузовых вагонов и методы их подтверждения» / учебное пособие - СПб.: ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014г., с.4-11.

83. Орлова, А.М., Лесничий В.С., Артамонов Е.И. «Исследование влияния состояния тележек грузовых вагонов на боковой износ гребней колес по результатам математического моделирования и обследования вагонов в эксплуатации», УДК 629.4.027.24, 23.06.2008г. с.69-75.

84. Оценка безопасности движения вагонов при отклонениях от норм содержания ходовых частей и пути. - М.: Глобус, 2003, 257 с.

85. Погорелов, Д.Ю., Языков В.Н. Модификация алгоритма FASTSIM решения задачи контакта колеса и рельса / Д.Ю. Погорелов, В.Н. Языков // Вестник Брянского государственного технического университета, №2(2), 2004 г.

86. Погорелов, Д.Ю., Черкашин Ю.М., Левинзон М.А. и др. Анализ условий, влияющих на безопасность движения грузовых вагонов, методами компьютерного моделирования / Ю.М. Черкашин, М.А. Левинзон, Г.С. Михальченко, Д.Ю. Погорелов, В.А. Симонов // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного трансорта, 2004 г, 227-232 с.

87. Погорелов, Д.Ю. Компьютерное моделирование динамики рельсовых экипажей // Сб. докл. междунар. конгресса «Механика и трибология транспортных систем - 2003»: В 2 т. -Ростов-на-Дону, 2003. - Т. 2, С. 226-232.

88. Ромен, Ю.С. Гармонизация профилей рельса и колесной пары / Ю.С. Ромен, Ю.П. Бороненко // Вестник ВНИИЖТ Том 75 №4. С. 201-206.

89. Ромен, Ю.С. Гармонизация профилей рельса и колесной пары / тезисы XI Международной научно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты», с. 20-22, СПб - 2016 г.

90. Ромен, Ю.С. Проблема формы профиля в системе «колесо-рельс» / Ю.С. Ромен // Путь и путевое хозяйство. - 2016. - №11. С.35-39.

91. Ромен, Ю.С. Проблема формы профиля в системе «колесо-рельс» / Ю.С. Ромен // Путь и путевое хозяйство. - 2016. - №12. С.22-24.

92. РД 32.68-96. Расчетные неровности железнодорожного пути для использования при исследованиях и проектировании пассажирских и грузовых вагонов».

93. Рудакова, Е.А. RS GEO и RS PROF. Общее руководство Аппроксимация профилей и моделирование взаимодействия колесной пары и рельса или колесной пары и ролика. Version 8.5.2. / Пер. с англ. Е.А. Рудаковой под ред. Ю.П. Бороненко // ArgeCare (Computer aided railway engineering), НВЦ «Вагоны». - СПб, 2003. - 33 с.

94. Руководящий документ по ремонту и техническому обслуживанию колесных пар с буксовыми узлами грузовых вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 (1524 мм). Введен с 01.01.2013.

95. Руководство по эксплуатации «Лазерный профилометр поверхности катания колесной пары серии ИПК5», [Версия 2.2] 24 Сентября 2012 г.

96. Саидова, А.В. Совершенствование прогнозирования износа профилей колес грузовых вагонов. / А.В. Саидова// Диссертация...кандидата технических наук: 05.22.07 / Петербургский государственный университет путей сообщения. 2013 - 121 с.

97. Сакало, А.В. Совершенствование профиля поверхности катания колеса вагона на основе критерия контактной усталости. / А.В. Сакало// Диссертация.. .кандидата технических наук: 05.22.07 / Брянский государственный технический университет. 2011 - 142 с.

98. Сакало, В.И. Усилия взаимодействия колеса и рельса. Вопросы транспортного машиностроения / В.И. Сакало, А.И. Фурлетов // Сборник научных трудов. - Брянск, 1981. - С. 103-116.

99. Сатников, И.Н., Фирсов Г.И. «Использование ПЛП-поиска в задачах обработки результатов вычислительного эксперимента». // Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, г. Москва, 2004г.

100.Смольянинов, А.В., Якупов А.Р. Сравнительный анализ методик расчета устойчивости колесной пары от схода с рельсов / А.В. Смольянинов, А.Р. Якупов // Транспорт Урала №2 (49) 2016г., 48-54 с.

101.СП 119.13330.2012 Свод правил. Железные дороги колеи 1520 мм.

102. Справочные материалы по поступлению колесных пар грузовых вагонов в ВКМ и КРЦ вагоноремонтных и эксплуатационных депо России за 3 месяца 2014 года. Материалы ПКБ ЦВ ОАО «РЖД» / Москва - 2014г.

103.Справочные материалы по причинам поступления грузовых вагонов в текущий отцепочный ремонт. Часть 1.2017г. Материалы ПКБ ЦВ ОАО «РЖД» - Москва - 2018г.

104.Сосновский, Л.А. Контактно-механическая усталость: основные закономерности / Л. А. Сосновский, Н. А. Махутов, В. А.Шуринов // Вестник мешиностроения. - 1992. - № 10. -с. 44 - 61.

105.Суслов, А.Г. «Инженерия поверхностей деталей» с. 289-290. М.: Машиностроение

2008г.

106. Тимошенко, С.П. Теория упругости / С.П. Тимошенко, Дж. Гудьер. - М.: Наука, 1975. - 576 с.

107. ТИЦЖТ-316-ПМ-24-2019. Программа и методика ходовых динамических испытаний и испытаний по воздействию на путь и стрелочные переводы.

108.Тыныбекова, Б.У. Влияние подуклонки и ширины колеи на износ рельсов в кривых. КазАТК УДК 621+533 от 02.06.2010.

109.Ушкалов, В.Ф., Мокрий В.Ф. и др. Прогнозирование динамических качеств грузового локомотива и износа его колес с разными профилями бандажей // ИТМ НАН Украины и НКА Украины, Днепропетровск, 2013 г., с. 3-16.

110.Ушкалов, В.Ф., Мокрий Т.Ф., Мащенко И.А., Малышева И.Ю., Лашко А.А. Свидетельство Российской Федерации на полезную модель «Колесо железнодорожного вагона» № 2011123145/11 09.06.2011.

111.Ушкалов, В.Ф., Подъельников И.В. Типовые формы изношенных профилей колес // ИТМ НАН Украины и НКА Украины, Днепропетровск, 2009 г., с. 50-55.

112.Ушкалов, В.Ф. Модернизация тележек грузовых вагонов как вариант обновления ходовых частей грузового подвижного состава. Вестник ВНИИЖТ 5/2013г., с.8-15.

113.Ушкалов, В.Ф., Мокрий В.Ф. и др. Влияние толщины гребня колес на их износ и динамические качества грузового вагона с модернизированными тележками, оборудованными диагональными связями. Техническая механика выпуск №3, 2010г.

114.Федорова, В.И., Орлова А.М., Савушкин Р.А. и др. Профиль поверхности обода железнодорожного колеса. Патент на изобретение RU № 2018123345 от 27.06.2018.

115.Федорова, В.И., Лесничий В.С. Об эффективности мер для снижения темпа износа гребней колёс в эксплуатации» Тезисы докладов. Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты: материалы XIII Международной научно-технической конференции, Санкт-Петербург, 04-08 июля 2018 г. - СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2018. - с.53-55.

116.Федорова, В.И., Орлова А.М., Определение основных характеристик взаимодействия колеса с рельсом для разработки улучшенного профиля колеса грузового вагона. Тезисы «Недели науки-2017 «Транспорт: проблемы, идеи перспективы» Сборник трудов LXXVII Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых 1724 апреля 2017г стр.126-130. ФГБОУ ВО ПГПС, Санкт-Петербург.

117.Хохлов, А.А. Анализ проблемы взаимодействия колеса с рельсом / А.А. Хохлов, СИ. Тимков, Д.В. Зотов // Железнодорожный транспорт. — 2005.-№3.-С. 65-67.

118.Харрис, У. Дж. «Обобщение передового опыта тяжеловесного движения: вопросы взаимодействия колеса и рельса», США. Пер. с англ./, С.М. Захаров, Дж. Ландгрен, Х. Турне, В. Эберсен: М. Интеккст, 2002.

119.ЦП-774. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути. Утв. МПС РФ 01.07.2000 г.

120.Челноков, И.И. Установление параметров гасителей колебаний грузовых вагонов: дис. ... докт. техн. наук. - Л., 1954.

121. Челноков, И.И. Основные направления совершенствования и разработки рессорного подвешивания вагонов для перспективных условий эксплуатации / И.И. Челноков, М.М. Соколов, Г.В. Левков // Труды ЛИИЖТ, 1977. - №403.- С. 3-20.

122.Щапов, Н.П. Влияние холодной правки на прочность стальных деталей [Текст] / Н. П. Щапов - М.: Трансжелдориздат. 1953.

123.Alb M., Zernig J., Kotz H.-P., Wang W. «Scenario based development of a wheel profile using numerical optimization». // The Dynamics of Vehicles on Roads and Tracks - Rosenberger et al., London, May, p. 879-888, 2016.

124.Archard, J. F. Elastic deformation and the laws of friction //Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences. - 1957. - Т. 243. - №. 1233. - С. 190-205.

125.Ayasse, J.B. Determination of the wheel rail contact patch for semi-Hertzian conditions. / J.B. Ayasse, H. Cholet // Vehicle System Dynamics. - 2005. -Vol.43, №3, - Р. 161-172.

126.Cakdi, Sabri, Tournay Harry, Integrated Freight Car Truck Curving: Part 1 - Test Procedure / Technology Digest // TD-16-017, June 2016, p.4.

127.Carter, F.W. On the action of locomotive Driving wheel / F.W. Carter // Proc. of Royal Society of London. - 1926. - Ser. A, Vol.112. - 151 р.

128.Carter, F.W. On the stability of running locomotive / F.W. Carter // Proc. of Royal Society of London. - 1928. - V. 121, ser.788. A, P.585. -611.

129.Kalker, J. J. Survey of wheel-rail rolling contact Theories. In the General Problem of Rolling Contact (A. L. Browne and N.T. Tsai. Eds.). - Transactions of American Society of Mechanical Engineers, Applied Mchanic Division. 1980, v.40, N. pp. 77-92.

130.Kalker, J. J. Survey of wheel-rail rolling contact theory. - Vehicle System Dynamics, 1979, v.8, N., pp. 317-379.

131.Commings, Scott. Wheel Profile design and maintenance / 24th Annual AAR Research Review // Colorado Springs, Colorado, USA, 25-26 March.

132.Cottaneo, C. Sul Contactto di due corpi elastici distribuzione locale degli sforzi: I, II, III, Rendiconti dela R / C. Cottaneo // Academia nazionale Del linzei. -1938. - Vol.27, Ser.6, Sem.1, №9. - P. 434-436.

133.Crosbee, David, Allen Paul, Carroll Robert «Development of a Tram-Train wheel profile for dual-operation running», Journal of Rail and Rapid Transit, 2016.

134.Casanueva, C., Enblom R., Berg M. Comparison of wear prediction models for different contact condition. The Dynamics of Vehicles on Roads and Tracks, pp.871-878.

135.EN 13715:2006+A1 «Railway applications - Wheelsets and bogies - Wheels - Tread profile», 2010.

136.De Pater, A.D. The motion of a single wheelset along curved track. Delft University of Technology, Report 1072, 1995.

137.De Pater, A.D. The approximate determination of the hunting movement of a railway vehicle by aid of the method of Krylov and Bogoljubov // Applied Science Results. Section A. - Vol. 10.

138.EN 14363: 2016-10. Railway applications - Testing and Simulation for the acceptance of running characteristics of railway vehicles - Running Behavior and stationary tests.

139.EN 15302:2008+A1:2010, Railway applications — Method for determining the equivalent conicity.

140.Fromm, H. Berechnung des schlupfes beim Rollen deformierbaren Scheiben / H. Fromm // Zeitschrift fur angewandte Mathematik und Mechanik. -1927. - Bd.7, H.l, - P. 27-58.

141. Garner, R. «MkIV Coach Wheel wear», Interfleet Technology and N. Harwood, GEC ALSTHOM Metro-Cammell Ltd, UK, 1994.

142.Ghidini, A., Enblom R. «Продление срока службы колес», Журнал «Железные дороги мира» №11 - 2010 г., с. 66-74.

143.Goree, J.G. User's Manual for Kalkers Exact Nonlinear Creep Theory. - Report FRA/ORD-78, 50, Springfield, Virginia, National Technical Information Service, 1978.

144.Hengli, LI, Fu LI, Yunhua Huang «Research on wheel hollow wear and Dynamic Performance of Freight Radial Bogie», Journal of Rail Rapid Transit, November 2015, China.

145.Hossein-Nia, C., C. Casanueva, S. Stichel. Fast wear calculation for wheel profile optimization // The 10th international conference on contact mechanics and wear of rail/wheel systems. Colorado Springs, USA - 2015.

146.Hossein-Nia, C., C. Casanueva, S. Stichel. Wheel life prediction model considering wear and rolling contact fatigue: example LKAB iron-ore locomotive // Proceedings of the 11th International Heavy Haul Association Conference (IHHA 2017), Cape Town, South Africa, 2-6 September, 2017. (Ed. P.J. Grabe, R.D. Frohling) // ISBN: 978-0-911-382-66-2 // - P. 749-756.

147.Hourlier, F. and Pineau A. Propagation of fatigue cracks under polimodal loading // Fatigue Engineering Material. 1982. Vol 5. p. 287 - 302.

148.Iwnicki, S. Handbook of Railway Vehicle Dynamics / S. Iwnicki. -Taylor & Francis Group, 2006. - 535 с.

149.Joly, R.: Untersuchungen der Querstabilität eines Eisenbahnfahrzeugs bei hoher Geschwindigkeit. Schienen der Welt, März 1972.

150. Johnson, K.L. Contact of non-spherical bodies transmitting tangentional forces / K.L. Johnson, P.J. Vermeulen // Journal of applied mechanics. - 1964. - V.31. - N. 2. P. 338-340.

151.Kalker, J.J. Wheel-rail wear calculation with the program CONTACT / J.J. Kalker // Contact mechanics and wear of rail/wheel system II: Gladwell, Ghonem and Kalousek, 1987. - Р.3-26.

152.Kalker, J.J. Three-dimensional elastic bodies in rolling contact / J.J. Kalker. - Dorrecht; Boston; London: Kluwer academic publishers, 1990. - 314 p.

153.Kapoor, A., Schmid F., Fletcher D. Managing the critical wheel/rail interface // Railway Gazette International January 2002. p. 25 - 27.

154.Kik, W. A fast approximate method to calculate normal load at contact between wheel and rail and creep forces during rolling. / W. Kik, J. Piotrowski // Paper, presented at Second MiniConference on Contact Mechanics and Wear of Rail/Wheel Systems, Budapest, July 29 - 31. - 1996.

155.Knothe, K., Moelle D., Steinborn H. Rolson. Ein Schnelles vielseitiges Digitprogramm zum rollenden Kontakt. - ILR Mitt. 55, TU, Berlin, 1978.

156.Krettek, O. About the influence of wheel-profile of self-steering wheel-set on the amount of wear: Proceeding of the 2nd mini conference on Contact Mechanics and Wear of Rail // Wheel Systems. Budapest, 29-31 July 1996. P. 224-234.

157.Mauer, L.: Die Modulare Beschreibung des Rad/Schiene-Kontaktes im linearen Mehrkörperformalismus. Diss. TU-Berlin (1988).

158.MEDYNA. Общее руководство. ArgeCare (Computer aided railwayeengineering), НВЦ "Вагоны". - СПб, 2000. - с. 543.

159.Mutton, P.J., Epp C. J., Dudec J. Rolling Contact Fatigue in Railway Wheels under High Axle Load // Wear. 1997. V. 211. P. 280 - 288.

160.Nebojsa, B., Vojkan L. «Influence of wheel profiles on rolling contact fatigue and wear rate of railway wheels», Journal of Mechanics transport communications, Serbia, 2013.

161.Nickerson, B. M. Development of an integrated numerical method for the fatigue analysis of railway bogies / Thesis presented in partial fulfilment of the requirement for the degree of Master of Engineering (Mechanical) in the Faculty of Engineering at Stellenbosch University, March 2017, p.78.

162.Pearce, T.G. Theory of Railway Vehicle Dynamics, Part 1: Derivation of the Equations of Motion. B.R. Rep. TNDA 31 (1973) Derby.

163.Persson, I., Iwnicki S. «Optimization of Railway Wheel Profiles Using a Genetic Algorithm». // Extensive summaries of 18th IAVSD Symposium "Dynamics of vehicles on roads and tracks", Japan, 2003.

164.Polach, A. «Wheel profile design for the targeted conicity and a wide contact spreading», 8th International conference on contact mechanical and wear of rail/wheel systems (CM 2009), September 15-18, Firenze, Italy, 2009.

165.Popov, V.L. Contact mechanics and friction // Springer Verlag Berlin Physical principles and applications. - 2010, p.55-71.

166.Frohling, R., present «Wheel/rail interface management in South Africa - The past and future», Transnet freight rail.

167.Saidova, A., Orlova A. 2013. Refining the parameters of Archard's wear model for calculating wear of wheels applied for 25t per axle freight wagons on Russian railways. Vehicle System Dynamics, vol. 52, supplement, p.3-15.

168.Sladkowski, A., Monograph «Rail vehicle dynamics and associated problems». // Silesian University of Technology Gliwice, p. 71-85, 2005.

169.Schiehlen, W., Multibody System Dynamics: Roots and Perspectives. Multibody system dynamics 1: 149-188, 1997.

170.Shaltout, R., Ulianov C. Assessment of wheel and rail profile combinations in extreme axle load conditions // International wheelset congress 18th, China, 2016.

171.Shen, G., Ayasse J.B., Chollet H., Pratt I. A unique design method for wheel profiles by considering the contact angle function. Proc. Inst. Mech. Engrs Vol. 217 Part F: Rail and Rapid Transit.

172.Shen, G., Zhong X. Implementations of newly developed wheel and rail profile design methods // Journal of traffic and transportation engineering, 1 (3), p. 221-227, 2014.

173.Shen, G., Hedrick J. K., Elkins J.A. A comparison of alternative creep-force models for rail vehicle dynamics analysis. In.: J.K. Hedrick (Ed.): The dynamics of vehicles on Roads and on Tracks, Pros. 8th IAVSD Symposium, Cambridge, Mass., August 1983. Swetz and Zeitlinger Publishers, Liss, 1984, pp. 591-605.

174.Shevtsov, I. Y., Markine V. L., Ecveld C. Optimal design of wheel profile for railway vehicles // Presented at the 6th international conference on contact mechanics and wear of rail/wheel systems (SM 2003) in Gothenburg, Sweden, June 10-13, 2003.

175.Shevtsov, I. Y. Wheel/Rail Interface Optimization, the Netherlands. - 2008. p.218.

176.Upadhyay, R. International Railway Journal, 2000, N 7, p. 33- 34.

177.Wolfram, H., patent «Wheels for freight cars»/ international classification B60B17/00, B61K9/12, 2012.