авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |

«ОБОБЩЕНИЕ передово-о.опыта тяжеловесно-о.движения: вопросы.взаимодействия ;олеса.и.рельса ox GUIDELINES ...»

-- [ Страница 9 ] --

На решение о замене подшипниа на новый или отремонтированный влияют степень износа олеса, величины связанных с техничесим обсл живанием и ремонтом расходов и требования ровню надежности.

Для линии COALlink типовая продолжительность цила для бсовых подшипниов рзовых ваонов составляет:

! 1 млн. м для подшипниов ласса F при осевой нарзе 23,5 т;

! 700 тыс. м для подшипниов ласса D при осевой нарзе 18 т.

Ваоны, в оторых становлены эти подшипнии, эсплатирются с относительно небольшим временем оборота на замнтых маршртах, о нечные станции оторых находятся: одна — в возвышенной схой мест ности, драя — на низинном морсом побережье. В последнем слчае влажность и оррозия являются основными причинами выхода подшип ниов из строя.

5.5.1.2. Старо&одные+,омпоненты+,олесных+пар Ка правило, олеса заменяются тольо тода, ода они достинт ми нимальноо диаметра по р атания, реомендованноо стандартом AAR в ачестве браовочноо.

Напротив, оси подлежат повторном использованию. Если олеса до стили минимальноо диаметра, они снимаются с оси, а ось использется повторно. В этом слчае помимо обычной льтразвовой дефетосопии таие оси в дальнейшем при эсплатации подвераются таже дополни тельной провере манитно-порошовым методом.

Ролиовые подшипнии, достишие онца сроа слжбы, заменяются и возвращаются изотовителю для повторной сбори в соответствии с тех ничесими словиями Spoornet на подшипнии.

5.5.1.3. Мониторин&+состояния 5.5.1.3.1. Контроль+с+помощью+напольных+9стройств (см.+та,же+раздел+5.6.2) Придавая большое значение надежной системе мониторина (онтроля состояния) олесных пар, COALlink в течение последних 3 – 4 лет финан сировала разработ системы интерированной системы мониторина со стояния подвижноо состава (Integrated Condition Monitoring System, ITCMS). Ее стртрная схема представлена на рис. 5.50.

Система представляет собой совопность напольных онтрольно-из мерительных пнтов, размещенных вдоль пти следования поездов и под соединенных специализированной омпьютерной сети напрямю или через модемы. Автоматичесая система идентифиации подвижноо со става считывает номера ваонов с мареров. Информация, полченная в o 5-88 x ходе измерений, вместе с номером соответствющео ваона хранится в ба зе данных ITCMS. Кроме тоо, резльтаты онтроля параметров сопостав ляются с ритериями, харатеризющими опасные состояния, для плани рования при надобности предпредительных мер или же, при наличии эстренной ситации, для принятия решения о немедленной останове поезда, например, с неисправной олесной парой. В таом слчае тревож ный синал передается от ITCMS в центр правления движением поездов, отда после изчения ситации постпает оманда об останове поезда.

Информация, хранящаяся в базе данных, использется для анализа тех ничесоо состояния ваонов и в исследовательсих целях. Резльтаты анализа слжат, в частности, для выявления тенденций изменения ряда онтролиремых параметров и интенсивности износа деталей. Сведения мот таже использоваться для более тщательноо изчения взаимозави симостей, оторые сществют межд резльтатами различных измерений на одном и том же ваоне — например, для становления связи межд си лами, действющими в момент поворота тележе, и разностью диаметров олес или распределением рза в ваоне.

В омплет обордования системы ITCMS входят следющие измери тельные стройства:

! дететоры перерева бс. Они представляют собой средство срочноо предпреждения, посоль, а правило, температра неисправноо бсовоо подшипниа повышается очень быстро, и последющее раз ршение происходит в течение весьма малоо пробеа;

! астичесие дететоры дефетных бсовых подшипниов (находятся в стадии разработи). Они рассматриваются а средство раннео опо вещения, посоль изчение спетра излчаемоо подшипниами зв а позволяет выделить составляющие, свидетельствющие о появлении в подшипние неисправности задоло до ео разршения;

! аппаратра для оцени эффетивности тормозов по температре олес.

Эти измерения производятся на частах, де обычно применяется тор можение. Температра олес позволяет сдить об эффетивности рабо ты тормозной системы поезда в целом: излишне высоая температра отдельных олес свидетельствет о возможном неотпсе тормозов, за линивании тормозных олодо, неотлюченном рчном тормозе или Станция отправления Станция прибытия Контрольно AVI AVI измерительный пункт Техническое Программа Программа Центр управления обслуживание Sprint MONARCS движением и ремонт вагонов Рис. 5.50. Схема интерированной системы мониторина ITCMS на линии COALlink сети Spoornet o 5-89 x тече сжатоо воздха в тормозной системе соответствющео ваона;

пониженная температра, в свою очередь, может быть следствием не срабатывания по той или иной причине тормозов ваона;

! дететоры неисправных тормозов по температре олес. Устанавлива ются на частах, де обычно торможение поезда не применяется. В этом слчае по сильном нарев отдельных олес можно выявлять ва оны с неотпщенными тормозами, залиненными тормозными олод ами или неотлюченным рчным тормозом;

! аппаратра для оцени поперечных сил, действющих на олесню па р, и сопротивления тележи поворот. Ее фнцией является выявле ние ваонов, олесные пары оторых оазывают чрезмерно высоие боовые нарзи на рельсы, или тех, чьи тележи имеют слишом вы сою сопротивляемость поворот в олее. Резльтаты измерений ис пользются для выявления тележе ваонов, оторые нждаются в тех ничесом обслживании и ремонте;

! аппаратра для взвешивания подвижноо состава в движении и измере ния дарных нарзо от олес на рельсы (WIM-WIIM). Применяется для выявления ваонов с недопстимо высоой олесной нарзой.

Кроме тоо, измерение дарной нарзи от олес на рельсы позволяет определить олеса с ползнами, оторые требют особоо внимания;

! пнт измерения профилей и диаметров олес (планирется).

5.5.1.3.2. Э"спл&атационные/испытания/системы Система напольноо мониторина техничесоо состояния подвижно о состава в настоящее время все еще находится в состоянии доработи и проходит испытания в эсплатационных словиях. При их проведении осществляется визальный и астичесий онтроль состояния ваонов на станциях прибытия. К числ же достинтых спехов относится, в частности, надежное выявление системой дефетных олес и ролиовых подшипниов. На этой стадии испытаний проводятся мероприятия по ве личению надежности всей системы в целом, но ожидается, что напольная система снизит потребность в тещих осмотрах олесных пар.

5.5.1.3.3. Четырехмесячный/ци"л/техничес"о7о обсл&живания/в/депо Каждый ваон пара COALlink с интервалом 4 мес инспетирется в де по. В процессе техничесоо осмотра проверяется состояние олес и под шипниов. Поверхность атания олес онтролирется с целью выявления термичесих трещин;

если они обнаржены, измеряют их лбин. В том слчае, ода лбина трещин превосходит допстимый предел, олесная пара выатывается и олеса обтачиваются. В ходе инспеции возможна таже замена отдельных деталей, таих, а тормозные олоди.

Если вознила необходимость проведения специальных испытаний, они выполняются во время нахождения ваона в депо. Обычно необходи o 5-90 x мость в таих испытаниях возниает, ода особенно высоа вероятность появления дефета, оторый ранее был обнаржен рппы олес опреде ленной численности.

5.5.1.3.4. Деповс'ой)ремонт При проведении периодичесоо ремонта ваонов в депо выполняется льтразвовая дефетосопия олес и осей.

При онтроле осей особое внимание деляют зонам повышенных на пряжений и посадочным поверхностям, де возможно появление фрет тин-оррозии. Обследются таже места, де в эсплатации чаще всео мот иметь место повреждения слчайноо харатера, например при со приосновении оси с провисшими тормозными тяами.

При обследовании олес лавное внимание деляется состоянию по верхности атания. Ультразвовю дефетосопию с использованием по верхностных волн выполняют после восстановления профиля поверхности атания олеса для арантии тоо, что все трещины на поверхности олеса в резльтате обточи далены.

Управление рисами выхода из строя олесных пар с использованием азанноо подхода зареомендовало себя а весьма эффетивное сред ство обеспечения надежности олесных пар, и блаодаря этом в настоя щее время число их неисправностей сведено достаточно низом ровню.

5.5.1.4. Мониторин0)профилей)'олес В течение аждоо цила оборота ваон по прибытии на сортировочню станцию или перед отправлением с нее подверается осмотр, при отором таже проверяется состояние олес. Если с помощью шаблонов «проход ной/непроходной» обнаржено, что износ олес же близо предельно допстимом, ваоны с дефетными олесами направляются в ремонтное депо, де олесные пары с предельным износом выатываются и затем подвераются обточе для восстановления профиля.

Типовой жизненный цил олесной пары определяется следющими параметрами.

! Для олесных пар с осевой нарзой 20 т Диаметр олеса: новоо 863 мм, полностью изношенноо (минималь ный) 812 мм;

допстимая общая толщина даляемоо при обточах слоя металла (863 – 812) : 2 = 25 мм.

Средняя толщина даляемоо при аждой обточе слоя при 2-мм изно се профиля по р атания равна 5 мм (2 мм на странение износа, 3 мм на подрез), та что число возможных обточе за сро слжбы олеса до ео ислючения из эсплатации варьирется от пяти до шести.

! Для олесных пар с осевой нарзой 26 т Диаметр олеса: новоо 915 мм, полностью изношенноо (минималь ный) 870 мм;

допстимая общая толщина даляемоо при обточах слоя металла (915 – 870) : 2 = 22,5 мм.

o 5-91 x Средняя толщина даляемоо при аждой обточе слоя при 2-мм изно се профиля по р атания равна 5 мм (2 мм на странение износа, 3 мм на подрез), та что число возможных обточе за сро слжбы олеса до ео ислючения из эсплатации варьирется от четырех до пяти.

Вдоль птей линии Spoornet по перевозе железной рды на эспорт (OREX Iron Ore) смонтирована аппаратра непрерывно действющей системы измерений высоты ребня олес. Данные измерений проверяются на небольшой партии ваонов с помощью системы MINIPROF. Посоль для олес ваонов, эсплатиремых на этой линии, харатерно тольо изнашивание поверхности атания при пратичесом отстствии изнаши вания ребня, сществет прямая связь межд резльтатами измерения вы соты ребня и величиной износа поверхности атания олеса. Поэтом из мерения высоты ребня можно с большой степенью достоверности ис пользовать для пронозирования изнашивания поверхности атания и, со ответственно, определения сроа техничесоо обслживания и ремонта олесных пар.

5.5.2. Техничес(ое*обсл-живание*и*ремонт* (олесных*пар Равное двм или большее число обточе олес для восстановления про филя поверхности атания с тоним ребнем — обычная пратиа содер жания олес на железнодорожных линиях с тяжеловесным движением во всем мире. Центр транспортных технолоий (TTCI, США) недавно оп блиовал весьма интересные резльтаты исследований, асающихся эо номичесих последствий эсплатации олес с орытообразным профи лем по р атания (проатом). Проат на поверхности атания появ ляется в том слчае, если оничесая поверхность олес интенсивнее всео изнашивается по осевой линии, — ситация, оторая чаще наблюдается олес с высоим дельным онтатным давлением.

В отличие от Европы, Австралии и Южной Африи на железных доро ах Северной Америи отстствет стандарт, реламентирющий допсти мю лбин проата на поверхности атания (рис. 5.51). Вонтый про филь олеса является зеральным отражением типичноо стандартноо профиля поверхности атания рельса, оторый восстанавливается шлифо ванием после достижения определенной степени площения олови (в данном слчае внтреннео рельса ривой). Проведенный в ТТСI анализ 6500 олес поазал, что 6 % из них имели на поверхности атания проат лбиной более 3 мм. Колеса с таим проатом величивают сопротивле ние движению поезда и, следовательно, расход топлива, а таже интенси фицирют силовое воздействие подвижноо состава на пть в прямых и ривых большоо радиса, и поэтом обточа олес с проатом, читывая эти явления, в итое приносит доход.

Большие расходы для странения дефетов рельсов, требющие прове дения специальных птевых работ, считаются таже обсловленными вы o 5-92 x Рис. 5.51. На железных дороах Северной Аме рии с тяжеловесным движением отстствова ли нормы на износ олес по орытообразном проат соими напряжениями вследствие воздействия со стороны ложных реб ней олес. Влючение требований проат олес в стандарт, реламенти рющий их техничесое обслживание и ремонт, является одной из задач TTCI, реализемых через AAR.

В Австралии и ЮАР с полным правом ордятся длительным сроом слжбы ваонных олес, оторый зареплен в соответствющих стандартах. Данные Spoornet поазывают, что средний сро слжбы олес, обтачиваемых 2 раза, составляет 1,6 млн.

м, а во мноих слчаях он пре вышает 2,4 млн. м, в то время а в Северной Америе он равен в среднем примерно 510 тыс. м. Большая доловечность олес достинта за счет ре лярноо восстановления обточой профиля олеса, подобноо профилю олови рельса после шлифования. У новоо профиля при обточе снима ется минимальное оличество металла. Та, на железных дороах ЮАР за весь сро слжбы олеса выполняют до пяти обточе для восстановления профиля и за счет этоо полчают ощтимю эономию. Основным пре пятствием на пти введения таой технолоии на железных дороах Север ной Америи является Роводство по олесам и осям AAR, в отором предписано, что при аждой плановой постанове ваона в депо для ре монта, в том числе для восстановления профиля олес, должны станавли ваться новые или отремонтированные бсовые подшипнии.

В Северной Америе требющие восстановления профиля олесные пары рзовых ваонов обычно заменяются дрими олесными парами, взятыми из обменноо фонда [5.19]. При этом олесный цех зачастю на ходится вблизи тоо места, де производится выата олесных пар. Таая технолоия ремонта делает частю обточ олес с целью восстановления профиля невыодной.

Мноие железные дорои с тяжеловесным движением использют для восстановления профиля олес тоарные стани, оторые не требют вы ати олесных пар из-под ваонов.

o 5-93 x Большинство современных олесотоарных станов относится ласс та называемых бесцентровых станов. Они воспринимают на себя нео торю часть веса ваона через нижние опорные поверхности орпсов под шипниовых бс и не требют центрови олесной пары при обточе. Их достоинством является таже то, что для обточи олес не требется сни мать рыши бс. Кроме тоо, в них можно использовать два онтрных резца с очертаниями, соответствющими требемом профилю поверх ности атания, что позволяет обтачивать одновременно оба олеса олес ной пары;

более тоо, на неоторых станах можно одновременно обраба тывать две олесные пары одной тележи. Стоимость одноо подпольноо олесотоарноо стана составляет 2 – 3 млн. дол. США, но таие стани имеют более высою производительность, чем олесотоарные стани, обрабатывающие выаченные олесные пары. Обточа на них олес одно о ваона занимает от 30 до 60 мин.

Одним из достижений последнео времени является отстствие необхо димости в замене бсовых подшипниов. Это стало возможным блаода ря совершенствованной технолоии восстановления ролиовых подшип ниов и их монтажа на оси, обеспечивающей лчшение эсплатацион ных харатеристи. Использование при этом астичесих дететоров по моает оценивать состояние подшипниов, оставляемых на олесной паре на весь сро слжбы олес.

В свою очередь, тоарных станов, обрабатывающих выаченные о лесные пары, есть свои преимщества. Они, а правило, дешевле, их на стройа на различные требемые профили олес производится быстрее.

Но аоо бы типа стани ни применялись на онретной железной доро е, ясно, что пратиа своевременноо восстановления профиля олес, имеющих проат на поверхности атания, является одним из наиболее действенных средств повышения эффетивности использования олес на железных дороах с тяжеловесным движением.

5.6. Измерение()олес(и(-словий(взаимодействия э)ипажей(и(п-ти Постоянно растщая потребность железных доро в величении массы и повышении сорости движения рзовых поездов привела необходи мости достижения веренности в том, что олесные пары и ходовая часть подвижноо состава в целом обеспечивают безопасность в новых, более тяжелых словиях эсплатации. В противном слчае затраты на техни чесое обслживание и ремонт подвижноо состава мот сщественно возрасти, особенно в тяжеловесном движении. Блаодаря применению на дежных онтрольно-измерительных стройств, позволяющих онтролиро вать состояние олес, дрих элементов механичесой части и словия их взаимодействия, риси, связанные с величением эсплатационных рас ходов и возмещением щерба от последствий таих, например, наршений безопасности движения поездов, а сходы подвижноо состава с рельсов, мот быть значительно снижены. Наибольший эффет в этом аспете да o 5-94 x ют цифровые стройства, использемые для измерения профилей поверх ностей атания олес и рельсов, та а они позволяют соласовывать эти профили и, а следствие, правлять параметрами взаимодействия в систе ме олесо — рельс.

5.6.1. Техноло'ия*измерения*износа*0олес Геометричесие параметры профиля олеса в течение сроа слжбы с щественно изменяются (рис. 5.52), обычно более интенсивно, чем профи ля рельса.

Измерение профиля олеса в определенных точах, а этоо требют соответствющие техничесие словия, дает оличественню оцен ео изнашивания. Для таих измерений применяется следющее обордование:

! рчные механичесие шаблоны и профиломеры;

! рчные элетронные шаблоны и профиломеры;

! бесонтатные оптичесие измерительные системы.

В настоящее время провера олес выполняется инспеторами-осмотр щиами ваонов, использющими разные переносные рчные шаблоны, соответствющие техничесим требованиям AAR (примеры шаблонов, применяемых на CPR, поазаны на рис. 5.53 и 5.54). Однао шаблонами пользются нечасто. Ка правило, первоначально осмотрщи визально оценивает состояние олес и необходимость в применении шаблона и тольо затем, если в этом есть надобность, выполняет измерения олес в полном объеме.

Один из примеров резльтатов измерения профиля поверхности ата ния олеса с помощью элетронноо профиломера MINIPROF поазан на рис. 5.55.

Если измерения выполняются с помощью рчноо шаблона, обычно измеряют высот и толщин ребня олеса, а таже толщин обода. Хотя провера наличия вырашивания и трещин, радиса ребня и дрих пара Гребень Основание Поверхность Наружная зона гребня катания Износ поверхности Корытообразный катания прокат Изношенное колесо Новое колесо Основная зона Наружная ня тел еб контакта колеса зона Гал ия гр и рельса контакта Ложный ь гребень ан ь в ан сно ая ня гр чб бо е уо Ра гр Рис. 5.52. Зоны изнашива Износ гребня ния олес o 5-95 x Рис. 5.53. Пример применения рчных механичесих шаблонов метров таже важна, эти харатеристии, а правило, в процессе рчноо онтроля оличественно не оцениваются. Этот процесс, даже бдчи при вычным и связанным с небольшим числом замеров, все еще требет време ни, при нем возможны ошиби, он не вседа может быть выполнен долж ным образом вследствие сбъетивных фаторов, зависящих от валифи ации осмотрщиа. На неоторых железных дороах измерения олес про водят исходя из пробеа ваона, оторый является надежным ритерием для точной оличественной оцени, тода а на дрих олеса измеряют от слчая слчаю в зависимости от возможностей штата осмотрщиов.

Долое время железные дорои исали эономичеси приемлемю систем онтроля, позволяющю измерять параметры изнашивания олес и обнарживать их дефеты при движении поезда. И тольо недавно систе o 5-96 x Рис. 5.54. Второй пример применения рчноо механичесоо шаблона ма, работающая на принципе бесонтатноо оптичесоо измерения, бы ла применена на пратие. WheelScan [5.12] представляет собой пример та ой системы, позволяющей при движении поезда измерять высот и тол щин ребня, а таже ширин изнашиваемой части поверхности атания и толщин обода олеса.

o 5-97 x Рис. 5.55. Резльтаты измерения профиля поверхности атания олеса с помощью системы MINIPROF Система WheelScan создана на основе оптио-лазерной технолоии и выполняет требемые замеры в тот момент, ода олесо, двиаясь по рельс, проходит над чвствительным элементом системы (рис. 5.56).

Рис. 5.56. Общая схема напольной системы бесонтатноо измерения профиля олес WheelScan o 5-98 x Рис. 5.57. Схема лазерно-опти чесоо модля системы WheelScan Оптичесий модль WheelScan состоит из источниов лазерноо изл чения и видеоамер на приборах с обратной зарядовой связью. Лазерный источни излчает плосий лч света, ода олесо входит в сетор обзора амер (рис. 5.57). Этот лч высвечивает на олесе зю полос, перпенди лярно пересеающю поверхность атания и ребень олеса. Видеоа мера фисирет изображение и затем передает информацию в миропро цессор, оторый рассчитывает еометричесие параметры профиля олеса в цифровом виде.

Лазер, являющийся источниом излчения, синхронизирован с прохо дом измеряемоо олеса. С помощью лазера можно а бы на мновение «остановить» движщееся с определенной соростью олесо и полчить фисированное изображение ео поверхности. К том же применение ла зера дает надежный и приодный для работы в эсплатационных словиях источни света. Специальная оптиа позволяет ориентировать лазерный лч на поверхности олеса в нжном направлении и распространить на всю ее ширин. За счет применения омбинаций из специально подобран ных фильтров и высоосоростной цифровой видеоамеры система мо жет полчать изображение профиля олеса таже и в солнечню поод.

Ка тольо олесо входит в зон обзора видеоамер WheelScan, система посылает амерам синал на полчение видеоизображения обоих олес данной олесной пары. Видеоизображения имеют отмет времени, что позволяет привязать их общей информации о проходящем поезде с иден тифиацией отдельных олесных пар. Каждый видеосинал затем преобра зовывается в аналоовю форм лавным омпьютером системы. После этоо внтренние параллельно работающие процессоры омпьютера пре образют аналоовый синал в цифровю информацию (рис. 5.58, а).

После орреции цифровых данных изображение санирется, чтобы зафисировать расположение роми обода и внтренней рани ребня о o 5-99 x Рис. 5.58. Параметры изнашивания олеса леса. Эти две исходные точи позволяют определить центровю линию обода олеса (рис. 5.58, б).

По нахождении центровой линии система санирет верхнюю точ ребня. Высота ребня рассчитывается затем птем вычитания вертиаль ной оординаты центровой линии обода из оординаты верхней точи ребня (рис. 5.58, в).

Система WheelScan вычисляет ширин поверхности атания птем определения поперечноо расстояния межд ребнем и ободом, оторое o 5-100 x измеряется от наржной рани обода до точи ребня, оторая находится на высоте 9,5 мм над центровой линией обода (рис. 5.58, ).

Толщин ребня система вычисляет птем определения оординаты точи на переходной ривой в том месте, де ребень сочетается с поверх ностью атания, с последющим ее вычитанием из оординаты внтрен ней рани ребня (рис. 5.58, д).

Кроме тоо, WheelScan вычисляет толщин обода по оординатам ео наиболее даленной от поверхности атания точи и центровой линии (рис. 5.58, е).

5.6.2. Напольная)система)мониторин0а)взаимодействия 5олесо)—)п6ть)и)э5ипаж)—)п6ть Система мониторина взаимодействия эипажа и пти, позволяющая оценить фатичесие динамичесие параметры движения подвижноо со става, рассматривается а важное словие спешной эсплатационной деятельности железных доро с тяжеловесным движением, посоль по зволяет интерировать в единое целое различные аспеты этоо взаимо действия. Таая система обеспечивает полчение информации, оторая дает возможность становить наличие синеричесой связи межд эипа жами, рельсовым птем и эономичесой эффетивностью тяжеловесных перевозо.

В ачестве примера далее более подробно представлена помянтая вы ше действющая на сети Spoornet интерированная система мониторина техничесоо состояния подвижноо состава ITCMS. Эта система ос ществляет наблюдение за ваонным паром линии COALlink, на оторой ваоны, обращаясь по заданном маршрт, систематичеси проходят ми мо несольих напольных онтрольно-измерительных пнтов, станов ленных на пти (см. раздел 5.5.1.3). Посоль аждый из таих пнтов выполняет специализированные онтрольно-измерительные фнции, ео положение относительно пти зависит от местонахождения на линии и словий движения поездов в данном месте.

Система ITCMS предсматривает, в частности:

! визальный осмотр с помощью видеоамер состояния механичесой части подвижноо состава при входе на рпные сортировочные стан ции для выявления незарепленных или отстствющих деталей, таих, например, а пржины, пневматичесие рава, тормозные башмаи и т. д.;

! выявление переревшихся бсовых подшипниов с помощью детето ров реющихся бс;

! определение эффетивности работы тормозов с помощью дететоров «орячих» тормозов;

! выявление неработающих тормозов с помощью дететоров «холодных»

тормозов;

o 5-101 x ! выявление дефетных подшипниов по спетр излчаемоо шма с помощью астичесих дететоров;

! выявление волочащихся частей подвижноо состава с помощью соот ветствющих дететоров (DED), становленных с интервалами 10 м и выявляющих таже переошенные олеса;

! взвешивание подвижноо состава в движении и оцена дарных воз действий олес на рельсы с помощью системы WIM-WIM;

! выявление переошенных тележе птем измерения поперечных сил взаимодействия олес и рельсов;

! измерение высоты ребней для оцени изнашивания олес;

! автоматичесая идентифиация подвижноо состава с помощью систе мы AVI (эти стройства необязательно должны находиться в аждом онтрольно-измерительном пнте).

5.6.2.1. Взвешивание)подвижно.о)состава)в)движении и)измерение)3дарных)на.р3зо6)от)6олес на)рельсы)(система)WIM-WIM) Система WIM-WIM измеряет нарзи, передаваемые от олес на рель сы, чтобы выявить неравномерню зарз ваонов и их перерз, а та же дары, вызванные олесами с ползнами или значимыми нерлостя ми (рис. 5.59). Администрация Spoornet выделила средства на станов шести систем WIM-WIM на линиях с тяжеловесным движением.

Система WIM-WIM основана на применении тензометричесих датчи ов и способна выполнять измерения при движении поездов со соростью более 250 м/ч. Все обордование может быть смонтировано на рельсах без их демонтажа и без наршения рафиа движения поездов. Для ислюче ния влияния на резльтаты измерений разницы в диаметрах олес (в диа пазоне 730 – 1220 мм) может понадобиться сдвижа отдельных шпал.

Система WIM-WIM позволяет выполнять измерения и определять:

! сил дарноо воздействия олеса на рельс, т;

! динамичесий ол набеания олеса на рельс и ео связь с поперечны ми силами взаимодействия олес с рельсами, т;

! масс отдельных единиц подвижноо состава с четом неравномерной зарзи ваонов, т.

Система WIM-WIM позволяет полчать на выходе информацию различ ноо харатера, оторая может использоваться для выдачи предпредитель ных оповещений о необходимости останови поезда или направления он ретной единицы подвижноо состава в депо для техничесоо обслжива ния и ремонта, а таже для омплетования полной базы данных в целях архивирования. Если дарная нарза от олеса на рельс превышает 45 т, поезд останавливают и олесные пары заменяют, при дарной нарзе 27 – 45 т производится отмета о том, что данное олесо требет ремонта.

Резльтаты измерения массы ваона использют для предотвращения дополнительных нарзо на пть вследствие неравномерной или чрезмер ной зарзи ваона. Перерза может стать причиной мноих неисправ o 5-102 x Рис. 5.59. Установленное в пти обордование системы WIM-WIM и система анализа ностей, вызывая в определенных словиях босование олес. Неравномер ные нарзи необходимо онтролировать для арантии тоо, что фатиче сие осевые нарзи на рельсы не превышают расчетных для данных словий эсплатации величин.

5.6.2.2. Взвешивание)подвижно.о)состава при)движении)с)малой)с5оростью Системы измерения массы отдельных единиц подвижноо состава с помощью весоизмерительноо моста при движении с малой соростью (рис. 5.60) сертифицированы Бюро стандартов ЮАР в ачестве стройств, Рис. 5.60. Весоизмерительный мост для взвешивания подвижноо состава при движении с ма лой соростью (слева) и отдельный датчи массы (справа) o 5-103 x допщенных использованию для взвешивания подвижноо состава в словиях релярной эсплатации, и Министерством торовли – в расче тах рентабельности перевозо.

Масимальная допстимая сорость движения подвижноо состава, взвешиваемоо с помощью мостовоо стройства, равна 8 м/ч, что может создавать проблемы для частов с высоой плотностью движения поездов, посоль для проследования по нем поезда из 200 ваонов мо жет понадобиться 20 – 35 мин.

5.6.2.3. Дете$торы()реющихся(б1$с,(«)орячих»

и(«холодных»(тормозов Дететоры для обнаржения переретых бсовых подшипниов, изме ряющие температр бс (рис. 5.61), станавливают вдоль пти с опреде ленными интервалами. Таие стройства относятся атеории ритиче сих, посоль обеспечивают безопасность движения поездов, немедлен но посылая оповестительный синал местном пост центра правления движением поездов. Кроме тоо, наблюдение за температрой аждоо бсовоо подшипниа при проследовании ваона мимо последовательно становленных дететоров использется для определения тенденций изме нения ео техничесоо состояния. Применяемая в настоящее время си стема чвствительна температре оржающей среды, что создает про блемы при становлении динамии процесса. Усовершенствование систе мы в дальнейшем позволит повысить точность и надежность резльтатов онтроля.

Определение эффетивности работы тормозов с помощью дететоров «орячих» тормозов осществляется по резльтатам измерений температ ры олес подвижноо состава на тех частах пти, де обычно произво дится торможение, например на протяженных спсах.

Выявление неработающих тормозов с помощью дететоров «холодных»

тормозов осществляется по резльтатам измерений температры олес на тех частах пти, де обычно торможение не производится, например на затяжных подъемах.

Рис. 5.61. Дететор реющихся бс и вычислительный омплес в онтейнере o 5-104 x Рис. 5.62. Напольная астичесая система онтроля состояния бсовых подшипниов и вы числительный омплес в напольном онтейнере Дететоры «орячих» и «холодных» тормозов представляют собой раз новидности дететоров реющихся бс и отличаются от них лишь направ ленностью чвствительных элементов измерения температры — в места онтата тормозных олодо и олес, а не на бсы.

5.6.2.4. Выявление)неисправных)подшипни2ов а23стичес2им)методом Эта измерительная система (рис. 5.62) разработана Центром транспорт ных технолоий (TTCI) в рамах реализации прораммы величения доло вечности подшипниов. Для прослшивания бсовых подшипниов ис пользются мирофоны, лавливающие звовые синалы аждоо под шипниа и сравнивающие их спетр с образцовым спетром шма, излча емоо заведомо исправным подшипниом. На фоторафии (см. рис. 5.62) можно видеть, что на одноптной линии, использемой для двстороннео движения поездов, мот быть проблемы при анализе синалов.

5.6.3. Общая)схема)инте:рированной)системы мониторин:а На рис. 5.63 представлена стртрная схема системы ITCMS. Данные, постпающие с аждоо онтрольно-измерительноо пнта, сммирются и затем передаются на станцию напольных измерений (Field Measuring Station, FMS). К аждой FMS может быть подлючено до четырех пнтов (например, два дететора реющихся бс и два дететора для измерения дарных нарзо от олес на рельс или два весоизмерительных моста для взвешивания подвижноо состава и пнт выявления переоса ваонов).

FMS направляет обобщенню информацию в становленный в местном центре правления движением поездов (СТС) омпьютер, выполняющий фнции онцентратора данных. Затем из местноо СТС информация че рез лавный сервер передается в оловной центр правления движением o 5-105 x Система WIM WIM на пути 1 Детектор греющихся букс на пути Система WIM WIM на пути 2 Детектор греющихся букс на пути Станция напольных измерений в Хафгевоннене Станция напольных WIM WIM измерений в Эрмело Детектор греющихся букс Станция напольных Детектор греющихся букс измерений в Шипмуре Станция напольных измерений в Ишвепе Система акустического контроля подшипников Концентратор данных в центре управления движением в Эрмело Концентратор данных в центре управления движением во Фрейхейде Концентратор данных в центре управления движением в Ричардс Бее Центральная база даных и аналитическая система в центральном офисе в Эмпангени Сигнализация об опасных ситуациях Архивирование Выявление тенденций Определение периодичности технического обслуживания и ремонта Рис. 5.63. Стртрная схема интерированной системы мониторина состояния (ITCMS) o 5-106 x поездов, де осществляется ее анализ. Обработанные данные привязыва ются идентифиационным номерам отдельных единиц подвижноо со става. Все обработанные и проанализированные резльтаты измерений по элетронной почте мот быть направлены в соответствющие подразделе ния для принятия необходимых оперативных решений. Кроме тоо, все ре зльтаты измерений хранятся в центральной базе данных для последюще о использования в слчае надобности.

5.7. Применение'напольных'л/бри1аторов Железные дорои Северной Америи на протяжении мноих лет ос ществляют смазывание соответствющих поверхностей олес и рельсов с целью онтроля их изнашивания, снижения поперечных сил в ривых и полчения значительной эономии топливно-энеретичесих ресрсов на тя поездов. Традиционно смазочный материал наносят на рельсы с по мощью стационарных напольных лбриаторов. В последние оды в он стрцию этих стройств внесены сщественные совершенствования, что позволило повысить их надежность, снизить расходы на тещее содержа ние, величить длин смазываемых аждым лбриатором рельсов и свес ти минимм потери смазочных материалов. Однао напольные лбри аторы не вседа обеспечивают эффетивное смазывание олеса и рельса.

Опыт их применения на железной дорое CPR поазывает, что одни на польные лбриаторы не мот обеспечивать реомендемый ровень тре ния на поверхности атания олови рельса. Их следет дополнять борто выми стройствами, станавливаемыми, например, на транспортных средствах на омбинированном ход или на лоомотивах (совершенство вание таих стройств таже продолжается), что обеспечит эффетивное правление трением не тольо на рабочей рани олови рельса, но и на поверхности атания.

Далее рассмотрены пратичесие реомендации по правлению трением.

5.7.1. Управление'трением Управление трением (см. таже п. 3.4) представляет процесс онтроля параметров в онтате олеса и рельса с приданием им значений, оторые в наибольшей степени соответствют онретным словиям эсплатации [5.20]. В общих чертах задачами правления трением являются:

! смазывание рабочей рани олови рельса для минимизации трения, изнашивания и сопротивления движению поездов в ривых (оэффи циент трения µ = 0,10 0,25);

! обеспечение среднео оэффициента трения (µ = 0,30 0,35) на по верхности олови рельса под ваонами для онтроля поперечных сил в ривых и сопротивления ачению в ривых и прямых. Для достижения среднео ровня трения обычно требются специальные материалы (модифиаторы трения — см. п. 3.4.3.1) [5.21, 5.22, 5.23], посоль o 5-107 x обычные для этоо не одятся, та а они хдшают тяовые харате ристии лоомотивов и снижают эффетивность торможения поездов;

! величение силы тяи ведщих олес лоомотивов (лчшение их сцепных харатеристи) и, возможно, повышение эффетивности эс тренноо торможения посредством применения материалов, лчшаю щих сцепление. Чаще всео для лчшения сцепления, иначе оворя, для повышения оэффициента трения использют песо, однао име ются и дрие материалы, влючая оись алюминия, применяемю на высоосоростных линиях железных доро Японии, и твердые мате риалы [5.24].

5.7.2. Преим&щества,эффе/тивной,л&бри/ации,рельсов Преимщества эффетивной лбриации олес и рельсов отмечены во мноих исследованиях, связанных с применением напольных лбриато ров и модифиаторов трения, наносимых на поверхность атания рельсов.

Примеры таих исследований приведены в следющих работах:

! Дж. Де Коер (J. de Koker) [5.25] ссылается на испытания, проведенные на сети Spoornet, в ходе оторых достинто меньшение на 51 % расхо да топливно-энеретичесих ресрсов на тя поездов при движении в ривых радисом 200 м. На левозной линии в Ричардс-Бее снижено на 28 % потребление элетроэнерии на тя поездов и достинто шес тиратное величение сроа слжбы олес;

! там же азано, что в ходе испытаний, проведенных на железных доро ах Santa Fe, Conrail и Illinois Central Gulf (все — США), достинта эо номия топлива на тя поездов на 25 – 30, 24 и 17,5 % соответственно;

! Р. Рейфф (R. Reiff) в работе [5.26] доментально подтверждает сниже ние на 30 % расхода топлива на полионе FAST при обильной лбриа ции рельсов по сравнению с схими рельсами. Подтверждена таже эономия топлива на 5 – 15 % в ходе мноочисленных испытаний на железных дороах США первоо ласса на частах с длинными прямы ми, ривыми малоо радиса и значительными лонами продольноо профиля. Установлено, что при смазанной поверхности атания олов и внтреннео рельса и обильно смазанной рабочей рани наржноо рельса значительно снижаются поперечные силы в ривых;

! проведенные в TTCI исследования [5.28] с использованием прораммы омпьютерноо моделирования динамии подвижноо состава и пти (NUCARS) выявили эономию энерии на 15 % при применении на польных лбриаторов, на 39 % при нанесении модифиаторов трения тольо на поверхность атания рельсов и на 65,5 % при смазывании по верхности атания и обильном смазывании рабочей рани рельсов;

! Дж. Рчинси (J. Rucinski), железная дороа Queensland Rail, Австралия, в работе [5.27] отмечает эономию энерии на зоолейных левоз ных линиях на 4,3 % для рженых поездов и на 1,4 % для порожних;

! в ходе недавних исследований на CPR становлено, что лбриация рельсов с помощью совершенствованных напольных лбриаторов в o 5-108 x сочетании с профилатичесим шлифованием позволила величить сро слжбы рельсов в среднем на 80 % при смазывании рабочей рани и на 50 % при смазывании поверхности атания наржных рельсов ри вых. CPR работает над величением сроа слжбы внтренних рельсов ривых за счет смазывания поверхности атания олови.

Для совершенствования правления трением на поверхности атания рельсов испытываются новые бортовые системы лбриации на лоомоти вах и транспортных средствах на омбинированном ход с использованием смазочных материалов с различными оэффициентами трения, однао здесь они не рассматриваются.

5.7.3. Возможности*напольных*л1бри4аторов Применение напольных лбриаторов может приносить железным до роам значительные эономичесие выоды вследствие снижения изнаши вания олес и рельсов, меньшения расстройств пти и соращения по требления топливно-энеретичесих ресрсов. Обеспечение эффетивной лбриации рельсов влючает:

! выбор наиболее подходящео обордования для дозированноо нанесе ния смазочных материалов;

! подбор оптимальноо смазочноо материала для онретных словий эсплатации;

! оцен эффетивности смазывания и правление им;

! правильню станов напольных лбриаторов;

! оптимальное размещение лбриаторов.

5.7.4. Выбор*обор1дования*для*дозированно8о нанесения*смазочных*материалов Рабочие харатеристии смазочных материалов в пти зависят от ли матичесих и эсплатационных словий, обордования для их дозирован ноо нанесения, валифиации и добросовестности обслживающео пер сонала. Для определения приодности смазочноо материала и обордова ния в онретных словиях требются эсплатационные испытания. Вы бор смазочных материалов для эсплатационных испытаний лчше всео делать на основании резльтатов их лабораторных испытаний с точи зре ния соответствия основным эсплатационным требованиям, приведен ным в разделе 5.7.5. В настоящее время имеется современное обордова ние, позволяющее сщественно повысить эффетивность смазывания рельсов напольными лбриаторами. Выбор лчшео лбриатора для он ретных словий эсплатации зависит от следющих фаторов:

! простота станови и принципа действия;

! надежность работы и леость обслживания;

! достпность запасных частей;

! достпность подходящих смазочных материалов;

! финансовые соображения.

o 5-109 x Большинство эсплатиремых напольных лбриаторов имеют меха ничесий или идравличесий привод. Более надежными и добными в обслживании являются лбриаторы с элетронным правлением. В их онстрцию влючен прирепленный рельс бесонтатный датчи, оторый определяет момент прохождения олес и подает синал на влю чение элетродвиателя механизма подачи смази. Систем правления можно настраивать для релирования объема подаваемой онсистентной смази с минимальными потерями и с масимальной дальностью переноса смази от аждоо лбриатора.

Длина смазоподающих аналов напольных лбриаторов варьирется от 61 см при 18 смазочных отверстиях до 140 см при 48 отверстиях. Более длинные аналы наносят смаз на длине рельса, соответствющей длине оржности олеса, с минимальными потерями. Обычно на рельс стана вливают два анала в прямых, преимщественно перед началом ривых ра дисом более 580 м, что позволяет переносить смаз на бльшие расстоя ния. Рейфф в работе [5.22] отмечает, что железная дороа Norfolk Southern (NS) внедрила совершенствованные длиненные смазоподающие ана лы и добилась величения на 107 % дальности переноса смази, наноси мой на рабочю рань олови рельса, снижения на 67 % расхода смази и на 57 % ее потерь. Блаодаря повышению эффетивности смазывания по требность в лбриаторах соратилась с 49 до 20 омплетов на располо женном в орной местности часте длиной 129 м;

были полностью ли видированы слчаи останови тепловозных дизелей.

Для эффетивноо смазывания рельсов напольными лбриаторами требется обченный и специально выделенный для их обслживания пер сонал. Железные дорои СРR и CN для обеспечения бесперебойной и на дежной работы напольных лбриаторов содержат постоянный штат пте вых рабочих. При таом подходе достиается непрерывная лбриация рельсов, снижается изнашивание рельсов и олес, а таже расход топлива лоомотивами.

5.7.5. Выбор&оптимально/о&типа&0онсистентной&смаз0и для&0он0ретных&8словий&э0спл8атации Эффетивность работы напольных лбриаторов определяют три основные харатеристии смазочных материалов:

! смазывающая способность — способность смазочноо материала мень шать оэффициент трения;

при недовлетворительной смазывающей способности интенсивность изнашивания рельсов возрастает. Однао посоль интенсивность изнашивания схих рельсов на порядо выше, чем смазанных, лавное залючается в обеспечении надлежаще о смазывания зоны онтата олеса и рельса там, де это нжно.

Меньшее значение имеет то, аю именно величин оэффициента трения обеспечивает смазочный материал (0,10 или 0,25). Резльтаты недавних испытаний поазали, что онсистентные смази разных по ставщиов имеют примерно одинаовю смазывающю способность;

o 5-110 x ! держивающая способность (доловечность) — способность смазочноо материала сохранять свои свойства в течение определенноо времени, оторая может выражаться через число прошедших олес или наработ в млн. т бртто. При раничной смазе онтатирющие поверх ности олеса и рельса мот разделяться тольо частично. В этом слчае отдельные миронеровности на двх онтатирющих поверхностях взаимодействют др с дром. Фриционный нарев, имеющий место при взаимодействии, может вызывать «температрню вспыш». Под воздействием высоой температры в этой мирозоне смаза теряет свои свойства. После этоо оэффициент трения быстро возрастает от 0,05 – 0,10 (смазанное состояние) до 0,60 (схое состояние). Доловеч ность смазочноо материала является фнцией нарзи и просальзы вания — резльтаты лабораторных испытаний поазали, что она снижа ется с величением нарзи и поперечноо просальзывания при боль шом ле набеания ребня олеса на рельс. На пратие это означает, что рженые поезда расходют онсистентню смаз ораздо интен сивнее порожних, а в ривых малоо радиса смаза расходется на мноо быстрее, чем в ривых среднео радиса;

! способность переачиванию — возможность непрерывной подачи сма зочноо материала в зон онтата олеса и рельса. Предотвращение износа рабочих раней олово рельсов в ривых в значительной сте пени зависит от проачиваемости онсистентной смази (на оторю, помимо дрих фаторов, влияет таже способность смази переме шиваться), а таже от недопщения отстствия смази в лбриаторах или отлючения их на длительное время. Работоспособность смазоч ноо материала при разных температрах зависит от ео способности переачиваться при любой температре, харатерной для данноо ре иона. Например, на СРR температра оржающей среды может о лебаться от –40 до +60 °C. Испытания в холодильной амере при темпе ратре –40 °C поазали, что онсистентная смаза застевает, а при +60 °C начинает отделяться и сползать с рельса.

Эсплатационные свойства смазочных материалов часто определяют по резльтатам специальных испытаний по методие омпании Timken или по метод четырехшариовой машины, в ходе оторых при высоом давлении и сорости оценивается способность смазывающих омпонентов выделяться из носителя для выполнения своих фнций в измеряемой миллиметрами онтатной зоне. Однао резльтаты этих испытаний пло хо оррелирют с резльтатами эсплатационных испытаний.

Площадь зоны онтата межд олесом и рельсом соответствет разме р монеты в 10 центов и несоизмерима с толщиной слоя смази. В зон онтата смазывающие омпоненты (например, рафит или молибден) для обеспечения требемых смазочных свойств вводятся вместе с носителями (например, мылообразными веществами). Моделирование в лабораторных словиях с использованием полноразмерных или в меньшенных масшта бах испытательных стендов оазалось эффетивным средством оцени ра ботоспособности различных типов смази в онтате олеса и рельса. Од o 5-111 x нао в онечном счете эффетивность смази следет оценивать в реаль ных эсплатационных словиях.

СРR использовала резльтаты лабораторных исследований для выбора онсистентной смази, обладающей высоой доловечностью и хорошей смазывающей способностью при нанесении на рабочю рань олови рельса, приодной для работы в летний и зимний периоды в словиях се верноо лимата и имеющей приемлемю стоимость.

5.7.6. Оцен%а'эффе%тивности'л0бри%ации и'0правление'ею'(см.'та%же'п.'3.4.2) Для полчения реальных эономичесих выод от эффетивной лб риации рельсов железные дорои вынждены надлежащим образом правлять технолоией смазывания с помощью напольных лбриаторов.

Для этоо производят релярные измерения на харатерных частах п ти. В течение ряда лет оцен эффетивности смазывания рельсов произ водят с помощью рчноо трибометра (рис. 5.64). В этом стройстве ро ли, оторый атят по рабочей вырже или поверхности атания рельса, приладывается заданная нарза. Вначале роли атится сво бодно, но сопротивление ачению постепенно величивается до тех пор, поа не вознинет просальзывание. Сила сопротивления ачению про порциональна оэффициент трения межд ролиом и рельсом. Этот из мерительный прибор целесообразно применять на оротих частах. На рис. 5.65 поазан передвижной трибометр на омбинированном ход, о торый позволяет проводить измерения на частах большой длины в дви жении со соростью до 40 м/ч. Одновременно измерения проводятся на рабочих ранях и поверхности атания обоих рельсов. На рис. 5.66 и 5. приведены резльтаты измерений оэффициента трения, выполненных в Рис. 5.64. Рчной трибометр, применяе мый на CPR o 5-112 x Рис. 5.65. Передвижной трибометр омпании Portec на омбинирован ном ход, применяемый на CPR 2000 и 2001. на неоторых частах СРR с использованием трибомет ров двх азанных типов.

В отябре 1999. на всей сети линий СРR провели измерения оэффи циента трения на поверхности атания и рабочей рани олови рельсов с помощью передвижноо трибометра на омбинированном ход. На рис.

5.66 приведены резльтаты измерений на часте Томпсонсоо отделе ния дорои длиной 80 м. В то время на этом часте фнционировали 18 идравличесих лбриаторов. Проведенные измерения выявили пло хое ачество смазывания рельсов на этом часте. Хотя птевые бриады Canadian Pacific Томпсонское отделение Усредненные данные 18.10. 0, Поверхность катания Поверхность катания 0, левого рельса правого рельса 0, Коэффициент трения 0, 0, 0, Рабочая грань Рабочая грань 0, левого рельса правого рельса 0, 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 Отметки пути, мили Рис. 5.66. Резльтаты измерения оэффициента трения передвижным трибометром на Томп сонсом отделении CPR o 5-113 x 0, Рекомендуемый коэффициент Рекомендуемый диапазон трения на рабочей грани коэффициента трения менее 0,25 на поверхности Коэффициент трения 0, катания 0,3 — 0, 0, 0, 0, Лубрикатор Лубрикатор Поверхность катания наружного рельса Поверхность катания 0, внутреннего рельса Рабочая грань наружного рельса,4,2,7,8,4,2,8,6 L A D 13 13 12 11 11 11 10 Отметки пути, мили Рис. 5.67. Резльтаты измерения оэффициента трения рчным трибометром на Томпсонсом отделении CPR в 2001.

тратили мноо времени на обслживание лбриаторов и непрерывно ре монтировали их, эти лбриаторы и применяемые в них смазочные мате риалы оазались неэффетивными. В отябре 2000. на этом часте становили 10 новых элетричесих лбриаторов, заправили их онси стентной смазой новоо типа и назначили для их обслживания специ ально выделенноо человеа. Смазочный материал выбрали на основа нии лабораторных испытаний и с четом стоимости. В резльтате этоо эффетивность лбриации рельсов значительно повысилось, что видно из рис. 5.67.

Участо пти на Томпсонсом отделении с 16-о по 24-й м состоит из ряда сопряженных ривых радисом до 160 м. Проведенные в январе 2001.

измерения с помощью рчноо трибометра на этом харатерном часте выявили лчшения в смазывании рабочей рани рельсов. Коэффициент трения на рабочей вырже олови рельса оазался ниже заданноо ровня 0,25 (см. рис. 5.67). Раньше на этом часте стояло три идравличе сих лбриатора, теперь два. При этом с использованием тольо птевых лбриаторов не далось достинть заданноо ровня оэффициента тре ния на поверхности атания рельсов.

СРR на основе наопленноо опыта становила новые задания по лб риации в надежде, что это даст возможность лчшить правляемость процессом. Железная дороа работает таже над выводом расчетной фор млы, оторая позволит оптимизировать размещение лбриаторов исходя из различных эсплатационных параметров (см. раздел 5.9). Наличие формлы дает возможность сравнивать эсплатационные харатеристии лбриаторов и смазочных материалов новых типов, оторые планирют o 5-114 x внедрить в перспетиве. СРR приняла в ачестве реомендемых для правления процессом лбриации следющие значения:


! разница µ в оэффициенте трения на поверхностях атания рельсов (слева направо) должна быть менее 0,1;

! оэффициент трения на поверхности атания рельса должен поддержи ваться в пределах 0,30 – 0,35;

! оэффициент трения на рабочей рани олови наржноо рельса не должен превышать 0,25.

Хотя заданный ровень оэффициента трения на поверхности атания рельсов еще не достинт, СРR исследет различные возможности. Лбри аторы постоянно релирют и настраивают для обеспечения оптималь ных размещений и режимов подачи смазочноо материала.

5.7.7. Размещение)напольных)л0бри3аторов Каждая железная дороа имеет различные лиматичесие словия, план и профиль пти, радисы ривых, длин прямых, ртизн лонов про дольноо профиля, род перевозимых рзов, степень износа пти, сорость движения и режимы торможения поездов, осевые нарзи, технолоию шлифования рельсов и т. п. Все эти фаторы влияют на доловечность и на перемещение смазочноо материала по рельс. Для оптимизации размеще ния напольных лбриаторов необходимо читывать эти внешние и внт ренние (эсплатационные) фаторы с четом возможных ораничений.

Эсплатационные испытания мот подтвердить надежность и эффетив ность напольных лбриаторов исходя из следющих требований, пред сматривающих:

! предотвращение непроизводительноо расхода смазочноо материала из-за ео разнесения олесами и попадания на верх олови рельса;

! наблюдение за выоранием смази при прохождении поездов;

! измерение дальности переноса смази от аждоо лбриатора;

! поддержание способности переачиванию во всем диапазоне темпе ратры;

! предотвращение запори смазочных отверстий лбриаторов;

! обеспечение несмываемости онсистентной смази дождем и снеом;

! обеспечение сохранности смази на рабочей вырже олови рельса, предотвращение зарязнения поверхности атания и сползания смази с рабочей выржи при высоой температре оржающей среды.

Дрими требованиями, не связанными непосредственно с онстрци ей лбриатора или свойствами смази, являются: обеспечение ладой поверхности рабочей выржи наржноо рельса после шлифования без выраженных ребер, оторые препятствют перенос смази;

поддержание от лонения ширины олеи в месте станови лбриатора в пределах ±1,0 мм;

отстствие виляния ваонов в месте станови лбриатора.

Последствиями недовлетворительной лбриации рельсов мот быть:

! просальзывание олес лоомотивов и снижение тормозной эффетив ности поезда на лонах;

o 5-115 x ! хдшение правляемости поездов;

! создание помех проведению льтразвовой дефетосопии рельсов;

! вырашивание металла на рабочей вырже редо шлифемоо рельса;

! непроизводительный расход и потери смази;

! высоие поперечные силы в ривых и интенсифиация расстройства пти.

На Томпсонсом отделении CPR провели испытания элетричесих лбриаторов с целью определения оптимальноо, с минимальными поте рями режима подачи смазочноо материала длинными и оротими стерж нями. На часте со средними размерами движения 30 поездов в сти в обоих направлениях от элетричесоо лбриатора отлючили на 3 дня по одном соседнем лбриатор, чтобы странить влияние с их стороны.

На пть межд рельсами по обе стороны лбриатора ложили чистый пластмассовый настил длиной 15 м и после прохода аждоо поезда вели чивали продолжительность подачи смази, поа не происходило сбрасы вание смази с олес. При длинных смазоподающих аналах оптималь ный режим подачи смази для лбриатора CPR составлял 0,25 с работы элетродвиателя привода на аждые 16 олес. При таом режиме объем подаваемой смази измеряли в нциях на олесо. Дальность переноса смази измеряли до места, де оэффициент трения превышал 0,22.

Все азанные выше фаторы оценивали в зимние и летние месяцы.

Выделенноо для обслживания лбриаторов человеа представитель омпании — поставщиа новых лбриаторов ознаомил с правилами их эсплатации и особенностями стройства, в том числе с элетронной системой правления.

В прошлом CPR для определения местоположения лбриаторов ис пользовала формл, влючающю ривизн ривых в радсах и их длин вместе с половиной переходной ривой. На сети Spoornet [5.25] на одно птных линиях с двсторонним движением напольные лбриаторы ста новлены на расстоянии 6 м др от дра по наржной рельсовой нити, на левозной линии в Ричардс-Бее — с интервалами 1,5 м.

5.7.8. Модель'расстанов.и'л0бри.аторов На железных дороах ЮАР разработаны ритерии и выведено равне ние для расстанови напольных лбриаторов [5.29]. Подобный подход применила CPR для частов со специфичесими словиями эсплата ции.

На выбор местоположения лбриаторов влияют разнообразные фато ры. Расстояние межд лбриаторами сначала определяется рядом фато ров, относящихся пти. Затем рассчитанню длин орретирют в зави симости от фаторов, связанных с движением поездов. Далее рассмотрены эти фаторы.

o 5-116 x 5.7.8.1. Фа#торы,(относящиеся(#(п0ти Длина ривой. Определяется по длине аждой ривой рассматриваемоо часта и орретирется по радис ривой. Этот фатор в онечном сче те является основным среди относящихся пти.

Длина прямой межд ривыми. Сммирется с первичной длиной ривой и фатичеси длиняет ее приведенню длин. В прямых зазор межд реб нями олес и рабочими ранями рельсов составляет 15 – 35 мм в зависи мости от величины износа ребней. Виляние тележе или ваонов приво дит онтатированию ребней олес с рельсами. При соприосновении с рельсом смаза на ребнях олес истирается, и это следет иметь в вид при определении местоположения лбриаторов. Для аждоо места ста нови лбриатора следет читывать онтат ребней олес с рельсами.

Улон продольноо профиля пти. Влияние лона оценить трдно. Од нао известно, что ртые лоны обычно сочетаются с длинными ривы ми малоо радиса, редими и оротими прямыми, низой соростью движения поездов и непрерывным торможением поездов, следющих по спс. Эти фаторы следет читывать по их значимости.

Тип использемоо смазочноо материала. Каждая железная дороа обыч но в течение длительноо времени применяет стандартизированню онси стентню смаз или смази специальных типов на отдельных частах п ти. При замене смази одноо типа на дрой необходимо провести лабора торню или эсплатационню провер дальности переноса новой смази.

При внедрении смази новоо типа на всей длине линии необходимо от орретировать расстояние межд лбриаторами, в противном слчае это может привести излишнем или недостаточном смазыванию рельсов.

Длина смазоподающих аналов. При использовании оротих аналов на олеса наносится меньше смазочноо материала, в резльтате чео меньшается длина смазанных ривых.

5.7.8.2. Фа#торы,(связанные(с(движением(поездов и(параметрами(подвижно6о(состава Направление движения. На одноптных линиях с двсторонним движе нием поезда движтся по пти в обоих направлениях, и смаза разносится в обе стороны. На линиях с односторонним движением этоо не происходит, и поэтом требется двоенное число лбриаторов. На CPR схема движе ния поездов на частах с двсторонним движением аналоична схеме од ностороннео движения — соласно рафи несольо поездов следют др за дром в одном направлении, после чео пропсают рпп поез дов в обратном направлении. Резльтаты измерений выявили наличие с хой боовой поверхности рельсов при расположении лбриаторов с ин тервалом, соответствющим двстороннем движению.

Констрция тележе. Констрция механичесой части подвижноо состава ирает важню роль в эффетивности лбриации. Базовое равне ние следет сорретировать исходя из особенностей вписывания тележе o 5-117 x в ривю. Если бльшая часть тележе — самостанавливающиеся, потреб ность в смазе меньше. На CPR тележи с перерестными поперечными связями мот вписываться без набеания ребней олес на рельсы в ри вые радисом не менее 350 м, трехэлементные тележи — в ривые ради сом не менее 875 м. На сети Spoornet самостанавливающиеся тележи мо т вписываться в ривые радисом не менее 220 м.

Осевые нарзи подвижноо состава. При величении осевых нарзо ваонов и лоомотивов возрастают поперечные силы, передающиеся от ребней олес на рельсы, поэтом следет читывать величин осевых на рзо и их распределение в поезде.

Колесная база тележе лоомотивов. С величением базы тележи лоо мотива возрастает вероятность онтатирования ребней ее олес с рель сами.

Сорость движения поезда. С повышением сорости движения возраста ют динамичесие силы в поезде, оторые отрицательно влияют на распро странение смази.

Уол набеания ребня олеса на рельс. Уол набеания определяет силы, действющие на слой смази на рельсе. Чем больше ол набеания, тем выше поперечные силы.

Переошенные олесные пары и тележи. Испытания поазали, что при наличии в поезде ваонов с переошенными олесными парами и тележ ами значительно возрастает сопротивление движению поезда;

в основном это имеет место в прямых. Выявлено, в частности, что переос осей в 4 мрад может дваивать сопротивление ачению ваона в прямой. На CPR средний переос осей в тележах ваонов составляет 1 мрад, это следет читывать при расстанове лбриаторов.

Торможение. Торможение поездов обсловливает наревание олес, по этом в местах интенсивноо торможения смаза выорает. На частах, де это имеет место, следет меньшать расстояние межд напольными лбриаторами.

5.7.9. Рез$льтаты*л$бри.ации*на*линии в*Ричардс-Бее,*ЮАР На специализированной рзовой линии межд Эрмело и портом Ри чардс-Бей наблюдался интенсивный износ ребней олес лоомотивов, вследствие чео пробе межд очередными обточами олес составлял 50 – 100 тыс. м. Поэтом решили смазывать рабочю рань наржных рельсо вых нитей во всех ривых радисом менее 1000 м с помощью стройства, становленноо на дрезине. На рис. 5.68 проиллюстрировано величение сроа слжбы олес по мере величения подачи смазочноо материала. Из приведенных ривых видно, что сро слжбы олес зависит от оличества наносимой смази и онстртивных особенностей эипажа (осевой на рзи и олесной базы тележи).


o 5-118 x Рис. 5.68. Изменение Электровоз 7Е 300 сроа слжбы олес эле Срок службы колеса до износа гребня 10 мм, тыс. км тровозов серий 11E, 7E3 Электровоз 7Е3 и 7E1 в зависимости от расхода смазочноо мате- 250 риала 200 Расход смазочного Расход смазки, кг/мес материала 150 100 50 Электровоз 11Е 0 1 2 3 4 Время, годы На этой линии ширина олеи равна 1065 мм, в пти ложены рельсы массой 60 /м из маранцовистой стали;

распределение ривых по ради сам приведено на рис. 5.69. Элетровозы серии 11Е, 7Е1 и 7Е3 имеют по две трехосные тележи, их основные харатеристии следющие:

Серия лоомотива 11Е 7Е1 7Е Номинальная осевая нарза, т 28 21 Колесная база тележи, мм 4,4 4,4 4, Общая длина, км 0 – 800 800 – 1000 1000 – 2000 Более Радиус кривых, м Рис. 5.69. Распределение ривых по радисам на левозной линии Spoornet o 5-119 x Срок службы колес, км 10 Износ гребня, мм ай луч 6 йс ши уд их 4 На % 50 2 чай Наилучший слу 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 Доля смазанных рельсов от общей Доля смазанных линий от общей длины участка, % длины участка, % Рис. 5.70 Рис. 5. Из ривых на рис. 5.68 видно, например, что с величением в 2,5 раза оличества наносимой смази сро слжбы олес элетровозов серии 7Е возрастает в 10 раз. Месячный расход смази менее 1000 оазывает не значительное влияние на сро слжбы олес. Количество наносимой смаз и в неоторой степени может быть связано с числом смазываемых ривых на линии, что дает основания для следющей ипотезы.

Допстим, единичный пробе лоомотива составляет 100 м. После аждоо пробеа износ ребней ео олес достиает 10 мм. Этот износ представлен на рис. 5.70 линией наихдшео слчая. После этоо часто пти начали смазывать на всей длине, что привело снижению интенсив ности износа в 10 раз. Соответствющая линия представлена на рис. 5. а линия наилчшео слчая. Если с рельсов далить смаз на второй по ловине часта и оставить на первой половине пти, интенсивность изна шивания может быть представлена линией 50 %-ноо слчая. Этот процесс можно повторять с различной относительной длиной смазываемой части.

Если резльтирющий сро слжбы олес вычертить в зависимости от от носительной длины смазанной части часта, полчается рафи, пред ставленный на рис. 5.71. Этот рафи поазывает, что масимальная эоно мия от лбриации достиается тольо при смазывании всей линии и треб ется определенное время для полчении реальных резльтатов от снижения износа. (Рассмотренная ипотеза на пратие проверена не была.) 5.8. Оптимизация*сро.а*сл0жбы*.олес*и*рельсов Колесо и рельс выполняют фнции передачи статичесих и динамиче сих нарзо от зова ваона на верхнее строение пти. На площаде онтата межд олесом и рельсом должна восприниматься вертиальная нарза и передаваться тормозная и тяовая направляющие силы. Вза имодействие в системе олесо — рельс ирает основню роль в обеспече нии работы системы эипаж — пть. Рассмотрение рельса, олеса и зоны их онтата в ачестве самостоятельных элементов системы, а таже правление взаимодействием олес и рельсов а системой позволяют оп тимизировать их работ в словиях тяжеловесноо движения.

o 5-120 x 5.8.1. Оптимизация*сро.а*сл0жбы*рельсов Рельс является неподвижным элементом системы олесо — рельс, по этом ео лече измерять и содержать. Для оптимизации сроа слжбы рельсов предельно допстимые значения онтатной сталости и износа должны достиаться одновременно. Однао лчше снимать рельсы с пти по износ до возниновения высоой степени риса сталостноо разр шения. Если онтатная сталость рельса находится под онтролем по средством релярноо шлифования, рельсы в ривых или прямых можно в плановом поряде заменять по достижении предельноо износа.

5.8.1.1. Условия*ма.симально9о*использования*рес0рса рельсов Опыт поазывает, что в процессе эсплатации рельсы работают неоди наово и степень их износа зависит от радиса ривых, режима лбриации и даже от вида подрельсовоо основания. Имеет смысл с эономичесой точи зрения рассмотреть планиремю замен отдельных рельсовых нитей в ри вых и в прямых длиной 300 – 400 м. Из-за более высоой стоимости рельсов а таовых по сравнению со стоимостью их лади обычно считают неце лесообразным заменять обе рельсовые нити ривой одновременно, если есть возможность продлить хотя бы на од эсплатацию одной из нитей.

Поэтапное развитие износа рельса можно проиллюстрировать диарам мой износа, приведенной на рис. 5.72. Двмерное представление в виде вертиальноо износа по оси y и боовоо износа по оси х является при знанием тоо фата, что еометричесие ораничения износа рельса и на опление внтренних напряжений совместно вязаны с величиной верти альноо и боовоо износа олови рельса.

Изображение целесообразно интерпретировать через линию развития износа рельса. Нарастание износа рельса в течение сроа ео слжбы мож но налядно представить в виде ветора. Цель залючается в вычерчивании траетории, следование оторой в резльтате приводит масимальном сро слжбы с ислючением влияния рисов или стоимостных фаторов, но с четом возможноо соращения сроа слжбы дрих элементов пти.

Пронозирование развития износа рельса можно вести по направлению тоо же ветора.

На приведенной на рис. 5.72 диарамме поазаны несольо зон выбо ра решений, оторые способствют продлению сроа слжбы рельса. В слчае если онтатная сталость рельса находится под онтролем, износ может развиваться до тоо момента, ода следет рассмотреть возмож ность перелади рельса на второстепенню линию. Этой ситации соот ветствет зона возможной перелади. Решение зависит от соотношения спроса на лад староодных или новых рельсов, оторое в свою очередь зависит от распределения рзопотоов по железной дорое и рзонапря женности линий. Цель залючается в повторном использовании рельсов, имеющих остаточный ресрс по износ, в ривых, в оторых рельсы таоо ачества довлетворяют предъявляемым требованиям. Часто решение о o 5-121 x Рис. 5.72. Зоны выбора ре Диаграмма износа рельсов на участке ХХХ шений при правлении ис Линия А пользованием ресрса рель сов Плановая замена Поперечный дефект в стыке или усталостное повреждение Линия В Плановая замена Профилактическое шлифование Вертикальный износ В ме та Линия С лл По ол на вт Испо ом ор льз со Предельно ова рт но допустимый ни ир е и ев ов сп износ ка оч ол че ны ьз ст х с ов ве та ан Зона возможной нц ие ре перекладки ия зе х рв ны х Зона транспозиции Боковой износ переладе зависит от цены использования новых рельсов из стали повы шенноо ачества на лавных птях. Дрим распространенным поводом переладе рельсов может быть насщная потребность в рельсах на второ степенных линиях. Перелада частично изношенной рельсовой плети бесстыовоо пти на второстепенню линию со стыовым птем позволя ет лчшить состояние пти на этой линии.

На стыовом пти при определенной величине вертиальноо и боо воо износа ребень олеса с проатом может асаться верхней части сты овой налади (линия А). На рис. 5.73 поазана стыовая налада новой онстрции с вырезом в верхней части для странения асания ребня, что позволяет величить предельный допс на износ рельса. При разра боте таих онстрций их рассчитывали по современном метод онеч ных элементов с четом перераспределения напряжений сдвиа и изиба в стыовой наладе под воздействием динамичесой нарзи. С примене нием стыовых наладо с величенным зазором межд их верхней частью и ребнем можно выполнять эстренный ремонт сильно изношенных рельсовых плетей бесстыовоо пти.

Предельный допс для стыа может быть таим же, а и для рельса, имеющео внтренние дефеты, посоль в нем, по всей вероятности, на оплен таой ровень подповерхностной сталости, что величивать пре дельные допси на износ же нельзя.

С дрой стороны, рельсы бесстыовоо пти при их релярном шли фовании мот быть изношены до величенной предельной величины (ли o 5-122 x ния В на рис. 5.72). Однао должна быть веренность в том, что замена рельса по предельном износ произведена до тоо момента, ода напря жения в нем достили ровня, при отором имеется недопстимый рис внезапноо излома (линия С).

На рзовых линиях со смешанным движением рельс, состояние ото роо соответствет промежт межд линиями А и В, может быть снят с пти раньше времени, чтобы использовать ео в ачестве резервноо для замены отдельных отрезов дефетных рельсов. Этот рельс должен иметь неоторый остаточный ресрс и по поперечном сечению соответствовать заменяемым рельсам. Рельсы, по состоянию находящиеся межд линия ми В и С, мот приодиться для лади в пть на сортировочных станци ях, де поезда движтся с небольшой соростью. Рельсы, находящиеся вы ше линии С, должны списываться в металлолом.

Использя достаточно обоснованные предельные нормы износа рель сов при словии обеспечения онтроля их онтатной сталости птем ре лярноо шлифования и дефетосопии, можно продлить сро слжбы таоо дороостоящео элемента пти, а рельсы.

Харатер износа рельсов в аждой ривой можно представить в виде диараммы, подробно поазанной на рис. 5.72. В разных областях нараста ния износа специалист-птеец вынжден принимать одно из следющих решений:

! перепрофилирование рельса птем шлифования;

! орретирова режима лбриации;

! орретирова подлони рельсов;

! орретирова ширины олеи;

! перелада рельса в дрю нить (транспозиция);

! снятие рельса с последющим использованием на малодеятельной линии;

! снятие рельса со сдачей в металлолом.

При надежном и релярном онтроле состояния рельсов и четом представлении о масимально допстимом ровне изнашивания можно с дить о значимости принимаемых решений и обеспечить ативное правле ние состоянием рельсов в аждой отдельной ривой или прямой с целью продления их сроа слжбы.

Рис. 5.73. Стыовая налада новой онстрции с вырезом в верхней части o 5-123 x Довольно часто имеет смысл осществлять в ривых транспозицию рельсов с большим отношением боовоо износа вертиальном для полноо использования ресрса рельсов по вертиальном износ.

Транс позиция может выполняться по несольим вариантам: с взаимной пере ладой наржноо и внтреннео рельсов одной и той же ривой и, соот ветственно, переменой их рабочих раней, с переладой рельсов нарж ной нити на внтреннюю и ладой в наржню нить новых рельсов или с обменом изношенными рельсами с дрой ривой или прямой. Зона транспозиции на рис. 5.72 соответствет стадии изнашивания рельсов, при оторой целесообразно рассмотреть возможность изменения их местопо ложения. Более эономично предсматривать транспозицию рельсов, имеющих сорее боовой, чем вертиальный износ. Посоль оптималь ные профили наржноо и внтреннео рельсов различны и при транспо зиции направление пластичесих деформаций изменяется на обратное, необходимо своевременное перепрофилирование олови рельса посред ством шлифования. По этой причине неоторые железные дорои не вы полняют транспозицию со строим соблюдением азанноо словия, а просто переладывают изношенные рельсы с наржной на внтреннюю нить. Чтобы полчить реальню эономию от транспозиции рельсов, ее следет проводить своевременно. Исследования [5.6] поазали, что вре менне оно, в течение отороо возможна транспозиция, может быть весьма ораниченным по продолжительности.

5.8.1.2. Контроль(изнашивания(рельсов (определение(предельно(доп3стимо5о(износа) Целью величения предельных величин износа является обеспечение замены рельсов непосредственно перед тем моментом, ода расчетная стоимость содержания оставленных в пти рельсов превысит стоимость отсроченной замены. Если в процессе эсплатации профиль рельса сще ственно не изменился или боовой износ незначителен, этот эономиче сий допс, возможно, оррелирет с ростом напряжений внтри рельса.

Высоие внтренние напряжения в итое приводят величению интен сивности выхода рельсов из строя по дефетам, что имеет неблаоприят ные эономичесие последствия.

Поэтом имеет смысл определить предельно допстимые значения внтренних напряжений в рельсах для становления заданий по плановой замене рельсов. Предельные величины износа, станавливаемые исходя из напряженноо состояния рельса, должны подрепляться частым шлифова нием и онтролем состояния рельсов.

Внтренние напряжения в рельсах зависят в основном от оставшеося материала сечения олови. Наиболее высоие напряжения возниают вследствие воздействия нарзо на рабочю вырж олови рельса, од нао они онтролирются шлифованием. При значительном меньшении высоты олови рельса вследствие износа настпает ритичесое состоя ние, при отором зоны влияния онтатных напряжений и изибных на o 5-124 x пряжений в олове и шейе совпадают. При этом ровень напряжений в шейе рельса обычно не превышает 207 МПа.

Эти зоны влияния изчены в исследовании, выполненном в 1992. при финансовой поддерже железных доро CPR и BC Rail (Канада). Напря жения в рельсах массой 50, 57 и 68 /м при различных ровнях износа и схемах наржения определяли методом онечных элементов в линейной прой постанове.

В исследовании моделировали совместное действие пиовых значений вертиальной нарзи (173 Н), поперечных сил при вписывании в ривю (87 Н) и продольных сил (87 Н) для оцени реации подрельсовоо осно вания. Однао разница во внтренних напряжениях оазалась минимальной.

Опыт эсплатации с чрезмерно изношенными рельсами, а это име ло место в прежние оды, поазал повышенню интенсивность вознино вения дефетов в виде вертиальноо расслоения олови. Поэтом рите рием становления масимальноо износа рельса являлось возниновение недопстимых напряжений в опасной зоне, определяемой на основании анализа области зарождения трещин вертиальноо расслоения олови рельса. Эта опасная зона поазана на рис. 5.74.

Рельс массой 57 кг/м Только вертикальный износ Только боковой износ Сочетание вертикального Максимальные напряжения по Мизесу, МПа и бокового износа Зона зарождения трещин Максимальные напряжения в целом рельсе Максимальные напряжения Рис. 5.74. Масимальные напря в опасной зоне жения по Мизес для всех сл чаев наржения в зависимости от сммарноо износа олови 0 10 20 30 рельса массой 52 /м Величина износа, мм o 5-125 x Рис. 5.75. Линии износа, соответствющие различ ным ровням напряжений в опасной зоне рельса массой 52 /м Вертикальный износ, мм 18 М Пa a 16 М МП П 14 П a ре де М Пa ль ны е ве ли П зно чи ре с и ны де а н из ль а но ны C P са еR ве на ли BC чи Ra ны il 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Боковой износ, мм Рельс массой 68 кг/м Линия А Линия В Плановая замена Плановая замена 25 Поперечный дефект в стыке Профилактическое или усталостное повреждение шлифование Линия С Предельно допустимый Вертикальный износ, мм износ Зона возможной перекладки Зона транспозиции Рис. 5.76. Зоны выбора реше ний при правлении использо 0 5 10 15 20 ванием ресрса рельсов массой Боковой износ, мм 68 /м o 5-126 x Рис. 5.77. Зоны выбора ре Рельс массой 57 кг/м шений при правлении использованием ресрса Линия А рельсов массой 57 /м Плановая замена Поперечный дефект в стыке или усталостное повреждение Линия В Плановая замена Профилактическое шлифование Вертикальный износ, мм Линия С Предельно допустимый износ Зона возможной перекладки Зона транспозиции 0 5 10 15 20 Боковой износ, мм На рис. 5.74 построены рафии зависимости масимальных напряже ний по Мизес от сммарноо износа для трех вариантов изнашивания:

! тольо вертиальный износ;

! вертиальный и боовой износ в равных долях;

! тольо боовой износ.

Хотя последний вариант не встречается в эсплатации, однао он вос требован для построения оибающей линии изнашивания. Выбирая задан ный ровень напряжений и определяя точи пересечения с ривыми, по строенными для аждоо из трех вариантов изнашивания, можно пол чить номорамм, приведенню на рис. 5.75. На этом рисне построены ровни износа, соответствющие различным значениям масимальных на пряжений в опасной зоне, там же приведены прежние предельные величи ны износа, принятые на CPR и BC Rail.

Установлено, что масимально допсаемый (безопасный) ровень на пряжений для внтренних дефетов составляет 345 МПа, что соответств ет 67 % предела течести стандартноо рельса из леродистой стали, равноо 517 МПа. Это позволило построить исходню линию А для новых предельных величин износа, оторые изменены в связи с необходи мостью ораничения износа рабочей рани рельса для онтроля ширины олеи. Оончательные предельные величины износа для рельсов массой 68 /м и 57 /м приведены на рис. 5.76 и 5.77.

Линия С соответствет износ рельса, при отором поезда должны сле довать с ораниченной соростью до замены рельса. Линия В соответств o 5-127 x Рис. 5.78. Предельно изношенный рельс массой 68 /м ет износ, при отором предсматривается плановая замена рельса;

при этом ровень напряжений по этой линии равен 276 МПа. На рис. 5. изображен предельно изношенный рельс массой 68 /м, соответствю щий линии С.

5.8.1.3. Страте&ия)использования)рельсов Стратеия масимальноо использования эсплатационноо ресрса рельса залючается в релярном определении ровня износа через ветор изнашивания. Релярное шлифование с предварительной оценой со стояния рельса предназначено для ислючения преждевременной замены рельса вследствие чрезмерноо наопления онтатной сталости поверх ности атания. Перепрофилирование позволяет таже держать под он тролем зон онтата олеса и рельса в наржной области олови рельса, на оторой происходит внецентренная передача нарзи. Таже онтро лирется чрезмерное повреждение рабочей рани олови рельса.

В ривых большоо и среднео радиса при величине износа, соответ ствющей линии В, планирется замена рельсов (рис. 5.79). В наржных нитях ривых малоо радиса при величине износа, соответствющей зоне транспозиции, для масимальноо использования ресрса рельса планир ется перелада рельсов с одной нити на дрю (рис. 5.80). Параллельно с этим для оцени потребности в замене рельсов из-за наличия внтренних дефетов проводят льтразвовю дефетосопию и пронозирование воз ниновения и развития дефетов.

Для лчшения взаимодействия олеса и рельса ряд преимществ дает использование более твердых рельсов из чистой стали. Прежде всео они требют меньшей частоты шлифования. При шлифовании по шаблонам, оторые соответствют естественном харатер изнашивания, т. е. обес печивают онформный онтат, профиль олови рельса остается неиз o 5-128 x Рис. 5.79. Стратеия исполь- Линия А зования рельсов для ривых Плановая замена большоо и среднео Поперечный дефект в стыке радиса или усталостное повреждение Линия В Плановая замена Вертикальный износ, мм Профилактическое шлифование Линия С Предельно допустимый износ Зона возможной перекладки Зона транспозиции 0 5 10 15 20 Боковой износ, мм Линия А Плановая замена Поперечный дефект в стыке или усталостное повреждение Линия В Плановая замена Вертикальный износ, мм Профилактическое шлифование Линия С Предельно допустимый износ Зона возможной перекладки Зона транспозиции Рис. 5.80. Стратеия исполь- 0 5 10 15 20 зования рельсов для ривых Боковой износ, мм малоо радиса o 5-129 x менным и требется меньшее снятие металла для омпенсации пластиче сих деформаций. Хотя для более твердых рельсов требются более жест ие допси на профиль, однао при правильном очертании олови рель са и надлежащих пределе течести и чистоте металла термопрочненные рельсы из леированной стали мот выдерживать современные нарзи без преждевременноо наопления онтатной сталости. Если приходит ся часто восстанавливать профиль олови рельса, это свидетельствет о неправильно выбранном шлифовальном шаблоне.

5.8.1.4. Мониторин'(л*бри,ации(и(возвышения нар*жно'о(рельса Для онтроля эффетивности лбриации рельсов целесообразно ис пользовать надежню систем измерения их износа. Если имеет место си стематичесая разница в величине износа рабочей рани рельсов в начале и онце ривой, это может свидетельствовать о недовлетворительном распределении смази вдоль ривой. Если по записям птеизмерительноо ваона наблюдается орреляция межд изменениями износа и отлоне ниями в возвышении наржноо рельса, это может азывать на необходи мость орретирови возвышения.



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.