Конструктивное решение и методика исследования нагруженности колёсных пар
Аннотация
Колёсная пара относится к наиболее уязвимой части экипажа с точки зрения возникновения отказов. Как правило, это выявляется на этапе эксплуатации и зависит не только от вида применяемого материала, из которых изготовлены колесо и рельсы, но также и от технологии их изготовления и эксплуатации. Основные неисправности колёсных пар, характер и причина их появления рассмотрены с точки зрения эксплуатации железнодорожных составов.
Целью исследования являлся краткий анализ отказов колёсных пар, способов борьбы с ними, а также разработка подходов к принятию конструктивных решений.
В качестве темы для дискуссии авторы выдвигают тезис, что существующие способы восстановления колёс наплавкой менее перспективны по сравнению с представленным ими техническим решением, которым предлагается повысить надёжность колёсных пар на этапе проектирования путём внесения несущественных изменений в конструкцию колеса без изменения его геометрических характеристик и параметров. Учитывая причину и места, подвергающиеся наибольшим дефектам (гребни колёс и реборда), на колесо существующей конструкции в местах наиболее вероятного возникновения дефекта напрессовывается обод (обруч), выполненный из материала, твёрдость которого соизмерима с твёрдостью рельса. Внутренняя поверхность обруча должна полностью повторять внешний контур колеса, контактирующий с ободом, что обеспечивает необходимую прочность соединения. Предлагаемое техническое решение позволит снизить напряжённо-деформированное состояние гребня колеса, являющегося основной причиной отказа.
Для оценки целесообразности предложения рекомендуется использовать методику расчёта суммарного напряжения, возникающего на поверхности контакта колеса и для этого воспользоваться классической теорией прочности. Эту же методику предлагается использовать и для решения других задач, связанных с расчётом подходов к повышению ресурса колёсных пар.
Таким образом, основная идея проведённых исследований заключается в разработке цели, задач и основных направлений, связанных с принятием принципиально новых решений по повышению ресурса колёсных пар в процессе их эксплуатации и разработке для этого теоретических положений и научнометодологического аппарата.
Целью исследования являлся краткий анализ отказов колёсных пар, способов борьбы с ними, а также разработка подходов к принятию конструктивных решений.
В качестве темы для дискуссии авторы выдвигают тезис, что существующие способы восстановления колёс наплавкой менее перспективны по сравнению с представленным ими техническим решением, которым предлагается повысить надёжность колёсных пар на этапе проектирования путём внесения несущественных изменений в конструкцию колеса без изменения его геометрических характеристик и параметров. Учитывая причину и места, подвергающиеся наибольшим дефектам (гребни колёс и реборда), на колесо существующей конструкции в местах наиболее вероятного возникновения дефекта напрессовывается обод (обруч), выполненный из материала, твёрдость которого соизмерима с твёрдостью рельса. Внутренняя поверхность обруча должна полностью повторять внешний контур колеса, контактирующий с ободом, что обеспечивает необходимую прочность соединения. Предлагаемое техническое решение позволит снизить напряжённо-деформированное состояние гребня колеса, являющегося основной причиной отказа.
Для оценки целесообразности предложения рекомендуется использовать методику расчёта суммарного напряжения, возникающего на поверхности контакта колеса и для этого воспользоваться классической теорией прочности. Эту же методику предлагается использовать и для решения других задач, связанных с расчётом подходов к повышению ресурса колёсных пар.
Таким образом, основная идея проведённых исследований заключается в разработке цели, задач и основных направлений, связанных с принятием принципиально новых решений по повышению ресурса колёсных пар в процессе их эксплуатации и разработке для этого теоретических положений и научнометодологического аппарата.
Ключевые слова
транспорт,
железная дорога,
техническое решение,
колёсная пара,
колесо,
экипаж,
железнодорожный вагон,
исследования,
нагруженность,
износ,
отказ
Об авторах
Л. А. Сладкова
Российский университет транспорта
Россия
Россия
доктор технических наук, профессор кафедры наземных транспортно-технологических средств
Москва, Россия,
А. Н. Неклюдов
Российский университет транспорта
Россия
Россия
кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой путевых, строительных машин и робототехнических комплексов
Москва
Список литературы
1. Дефекты и неисправности колёсных пар и буксового узла. [Электронный ресурс]: http://www.вагонник.рф/2018/01/blog-post_21.html. Доступ 04.06.2019.
2. Неисправности колёсных пар подвижного состава. [Электронный ресурс]: https://poznayka.org/s62361t1.html. Доступ 04.06.2019.
3. Коржин С. Н. Анализ и выбор технологических решений по повышению износостойкости гребней колёсных пар / Дис… канд. техн. наук. – М.: МГУПС (МИИТ), 2000. – 196 с.
4. Буйносов А. П. Методы повышения ресурса бандажей колёсных пар тягового подвижного состава / Автореф. дис… док. техн. наук. – Екатеринбург, УрГУПС, 2011. – 44 c.
5. Dumpala, R., Chandran, M., Rao, M. S. R. Engineering CVD diamond for machining and tribological applications. JOM, 2015, Vol. 67, No. 7, pp. 1565–1577. DOI: https://doi.org/10.1007/s11837-015-1428-2.
6. Pefiffer, H., Solf, W. Fortentwicklung des Fristensystems für die Instandhaltung elektrischer Triebfahrzeuge in den Wertatten des Betriebsmaschinendienstes des Dentschen Bundesbahn. Elektrische Bahnen, 1978, No. 7, pp. 171–186.
7. Sohst, D., Greschke, K. H. Wirtschaftliche Underhaltung der elektrischen Lokomotiven im Bahnbetriebswerk. Eisenbahntechische Praхis, 1979, No. 3, pp. 12–17.
8. ГОСТ. Колёсные подвижные пары железнодорожного подвижного состава. Методы определения показателей прочности. – М.: Межгосударственный стандарт, 2018. – 99 с.
9. Саврухин А. В., Киселёв С. Н., Неклюдов А. Н., Кузьмина Г. Д., Киселёв А. С. Компьютерная диагностика формирования структурного состава при закалке цельнокатаного колеса // Контроль. Диагностика. – 2008. – № 6. – С. 45–49.
10. Воробьёв А. А., Сорокин П. Г. Исследования напряжённого состояния пятна контакта колеса и рельса. – СПб.: ПГУПС, 2017. – 17 с.
11. Сладковский А. В. Особенности контактного взаимодействия колёс и рельсов с различными профилями // Вiсник схiдноукраинського нацiонального униiверситету iменi Володимира Даля. – 2004. – № 8. – С. 4.
12. Тариков Г. П., Акулова Е. М. Определение напряжений под площадкой контакта в системе «рельс–колесо» // Вестник ГГТУ им. П. О. Сухого. Машиностроение и машиноведение. – 2015. – № 3. – С. 10–18.
13. Epp, C. J., Fuller, R. N. The influence if suspension characteristics on wheel wear: Prepr. Pap. Conf. Railway Eng. Manag. Assetts., 23–25 Sept. 1991, pp. 18–25.
14. Tulecki, A. Renewal of the eхternal profile of the road wheel of wheel sets. Monogr. Techn. Univ., Cracow, 1988, No. 72, pp. 1–59.
15. Феодосьев В. И. Сопротивление материалов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. – 416 с.
16. Любошиц М. И., Ицкович Г. М. Справочник по сопротивлению материалов. – Минск: Вышэйш. Шк., 1969. – 464 с.
Для цитирования:
Сладкова Л.А., Неклюдов А.Н. Конструктивное решение и методика исследования нагруженности колёсных пар. Мир транспорта. 2019;17(6):74-81. https://doi.org/10.30932/1992-3252-2019-17-74-81
For citation:
Sladkova L.A., Neklyudov A.N. Design and Methodology for Studying Wheelset Load. World of Transport and Transportation. 2019;17(6):74-81. https://doi.org/10.30932/1992-3252-2019-17-74-81
Просмотров: 53
Послать статью по эл. почте 