Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта
ISSN (print): 2223-9731, ISSN (online): 2713-2560
Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-83067 от 11.04.2022
Учредитель
АО «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (АО «ВНИИЖТ»)
Главный редактор
Косарев Александр Борисович, доктор технических наук, профессор
Периодичность / доступ
4 выпуска в год / открытый
Входит в
Перечень ВАК, РИНЦ
Текущий выпуск
Том 83, № 2 (2024)
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Нагруженность и износ автосцепок в пассажирском вагоне локомотивной тяги
Аннотация
Введение. При применении автосцепки СА-3 в пассажирских вагонах локомотивной тяги ввиду ряда конструктивных особенностей подвижного состава и условий эксплуатации наблюдается повышенный износ трущихся поверхностей автосцепки, что требует проведения мероприятий по их упрочнению. Для грузовых вагонов вопрос нагруженности автосцепок хорошо изучен и представлен в научно-технической и нормативной документации. Для случая применения автосцепки СА-3 в пассажирском вагоне локомотивной тяги, по мнению авторов, недостаточно экспериментальных данных по продольным усилиям и относительным перемещениям автосцепок при эксплуатационных режимах. Отсутствие подобных исследований не позволяло изготовителям автосцепки СА-3, предназначенной для использования в пассажирском подвижном составе, обоснованно внедрять технологические процессы по упрочнению контактных поверхностей. Основной целью исследования являлось получение надежных экспериментальных данных по относительным перемещениям автосцепок при движении в составе пассажирского поезда, а также действующим продольным силам.
Материалы и методы. Основным методом проводимого исследования являлся метод непосредственных измерений относительных перемещений с использованием контактных датчиков перемещений. Для определения продольных сил применялись тензорезисторы, установленные на корпусе автосцепки. Предварительно до проведения опытной поездки осуществлялось определение масштаба измерительных схем растягивающими и сжимающими силами с использованием стендового оборудования испытательной лаборатории Тихвинского испытательного центра железнодорожной техники.
Результаты. Получены статистически достоверные данные по величинам продольных сил и перемещений автосцепок при движении вагона в составе пассажирского поезда локомотивной тяги.
Обсуждение и заключение. Определены продольные силы и перемещения автосцепки СА-3 при ее использовании в пассажирском вагоне локомотивной тяги. Полученные данные предназначены для последующего использования при проведении стендовых ресурсных испытаний автосцепки.



Разработка новых ремонтных профилей рельсов для различных условий эксплуатации
Аннотация
Введение. В настоящее время на рельсах преобладают контактно-усталостные дефекты, увеличилась интенсивность образования бокового и вертикального износов рельсов. Авторы считают, что необходима разработка новых ремонтных профилей для участков с различным планом пути по причине недостаточности ремонтных профилей в действующей нормативно-технической документации, при этом должны быть учтены особенности взаимодействия колес с рельсами в кривых различных радиусов и прямых.
Материалы и методы. С целью определения новых ремонтных профилей головки рельсов для различных условий эксплуатации были проведены расчеты влияния профилей колес и рельсов на силовое воздействие на путь с помощью программного комплекса «Универсальный механизм». Для выбора рациональных параметров поверхности катания головок рельсов применены методы математического анализа. Были смоделированы варианты конического колеса с двухточечным контактированием: новое колесо и среднеизношенный профиль. Были смоделированы профили рельсов типа Р65: новые профили, Р65 среднесетевой, Р65К.
Результаты. На основании полученных в результате расчетов и анализа данных сформированы рекомендуемые параметры поверхности катания для минимизации интенсивности образования дефектов и износов рельсов. Разработаны ремонтные профили головок рельсов для различных условий эксплуатации с целью их применения в программах шлифования.
Обсуждение и заключение. В качестве критерия назначения шлифования целесообразно включить основные параметры поверхности катания: центральный радиус катания R1 и длину дуги центрального радиуса d. Полученные в результате ремонтные профили могут быть использованы при актуализации действующей нормативно- технической документации на шлифование рельсов в пути.



Кривые контактной усталости рельсовой стали
Аннотация
Введение. Проблема контактно-усталостных повреждений рельсов приобрела особую актуальность в связи с ростом грузонапряженности железных дорог. Эффективным методом исследования влияния различных факторов на образование повреждений является метод математического моделирования динамики движения и процессов накопления контактно-усталостных повреждений в материале рельса. При моделировании процессов накопления повреждений используется кривая зависимости количества циклов нагружения колеса или расчетного сечения рельса до появления контактно-усталостных разрушений от значения выбранного критерия контактной усталости. Такая кривая может быть получена только экспериментальным путем.
Материалы и методы. Проведены стендовые испытания на контактную усталость образцов из рельсовой стали в форме роликов. Установка для испытаний оригинальной конструкции позволяла создавать нагрузку на ролики до 4000 Н. Обработка опытных данных выполнена с помощью метода конечных элементов. Задача перекатывания образца и контртела решалась в упругопластической постановке.
Результаты. Выполнено исследование влияния размеров и формы контактирующих поверхностей образцов для испытаний на контактную усталость на распределение контактных давлений. Сконструирована и изготовлена установка для испытаний на контактную усталость по схеме качения ролика по ролику. Проведены испытания образцов из рельсовой стали на контактную усталость. Обработка результатов выполнена с помощью метода конечных элементов, построены кривые контактной усталости рельсовой стали по трем критериям: комбинированному, критерию Данг Вана, амплитудному значению максимального касательного напряжения.
Обсуждение и заключение. В результате применения разработанного методического подхода были получены кривые контактной усталости рельсовой стали. Кривые могут быть использованы в моделировании процесса накопления контактно-усталостных повреждений в материале рельса при различных нагрузках на ось, динамических нагрузках, возникающих при движении подвижного состава в кривых и прямых участках пути, различных профилях катания колес и рельсов.



Определение дополнительного сопротивления движению поезда от подвагонных генераторов на основе анализа кривой скорости
Аннотация
Введение. При выполнении тяговых расчетов учет дополнительного сопротивления движению поезда от действия подвагонных генераторов производится на основе статистических данных, полученных в результате натурных испытаний образцов подвижного состава. Сравнительный анализ расчетных и фактических результатов показал наличие системных отклонений, при которых значения реального расхода топливно-энергетических ресурсов превышают расчетные значения.
Материалы и методы. Для анализа и детализации применялись данные блока памяти микропроцессорной системы управления и диагностики электровоза, данные расшифровки записей комплексного локомотивного устройства безопасности и системы взаимодействия с локомотивом по технической радиосвязи. Применены методы аппроксимации и экстраполяции массивов данных, численного интегрирования, статистической обработки данных, метод энергооптимального тягового расчета.
Результаты. При учете в методике тягового расчета влияния подвагонных генераторов на сопротивление движению, показатели расхода топливно-энергетических ресурсов превысили значения расхода без учета влияния генераторов в среднем на 15%. Установлено, что интенсивность применения электрического оборудования пассажирских вагонов оказывает переменное влияние на работу подвагонных генераторов. Главным достижением исследования стало создание нового способа определения силы сопротивления движению от воздействия подвагонных генераторов.
Обсуждение и заключение. Применение предлагаемого способа по оценке дополнительных сил сопротивления движению поезда от действия подвагонных генераторов можно масштабировать, используя в различных задачах движения поездов, которые можно решить, опираясь на статистические данные с применением математических моделей. Разработанный авторами алгоритм найдет свое применение в системах расчета, анализа и планирования расхода топливно-энергетических ресурсов.



АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
Автоматизация измерения стыковых зазоров рельсового пути магнитным методом
Аннотация
Введение. Способы автоматического измерения стыковых зазоров рельсового пути обладают недостаточной точностью измерений или предусматривают использование дорогостоящей аппаратуры и датчиков. В силу этого мониторинг стыковых зазоров до сих пор во многих случаях производится вручную. Цель работы — экспериментально исследовать новый способ автоматического измерения зазоров в болтовых стыках рельсов с помощью магнитного (MFL) метода дефектоскопии.
Материалы и методы. В работе использованы результаты контроля реальных путей, выполненного вагоном- дефектоскопом на одной из железных дорог ОАО «РЖД». Специально разработанная программа по сигналам магнитного канала выделила места болтовых стыков рельсов и определила величину стыковых зазоров. Дополнительно проведено ручное измерение стыковых зазоров по видеоизображениям болтовых стыков, полученным с бортовой системы видеорегистрации рельсов.
Результаты. Получены выражения для расчета величины стыкового зазора по характеристикам сигналов магнитных датчиков. Малые зазоры (до 8 мм) оцениваются по амплитудному параметру, средние и большие зазоры (более 9 мм) — по пространственному параметру сигналов от стыковых зазоров. Проведен сравнительный анализ результатов измерений зазоров двумя указанными (визуальным и магнитным) методами.
Обсуждение и заключение. Подтверждено, что автоматическое выделение болтовых стыков и определение величины стыковых зазоров по сигналам магнитного метода дефектоскопии рельсов можно производить с достаточной для практики достоверностью. Сравнительный анализ полученных значений по данным видеоконтроля и по сигналам магнитного метода показал высокую точность измерения стыковых зазоров при использовании последнего. Отмечена высокая стабильность и повторяемость сигналов магнитного метода.



Комплексная оценка обращения скоростных пассажирских поездов на существующей железнодорожной инфраструктуре в Сибирском федеральном округе
Аннотация
Введение. Сокращение времени следования пассажиров на современном этапе развития транспорта — необходимое условие качественной услуги пассажирских перевозок, позволяющее повысить уровень конкурентоспособности железных дорог. Для отдаления значительных инвестиций Российскими железными дорогами выбран путь развития смешанного движения скоростных поездов на существующей инфраструктуре. Рассмотрен действующий двухпутный участок магистрального железнодорожного транспорта, на котором организуется скоростное движение пассажирских поездов. Предметом исследования являются эффекты от введения в обращение скоростных пассажирских поездов на существующей железнодорожной инфраструктуре. Для решения проблемы необходима формализация и адаптация методического инструментария для оценки получаемых эффектов от введения в обращение скоростных пассажирских поездов.
Материалы и методы. Оценка эффектов от введения в обращение скоростных пассажирских поездов проведена с использованием теории управления движением поездов, показателей экономической эффективности и расчета удельного показателя, выражающего отношение рассматриваемого абсолютного экономического критерия к сокращению времени в пути следования. Использованы формулы для расчета измерителей работы и стоимостных показателей, адаптированные для решения задачи организации скоростного пассажирского движения на существующей железнодорожной инфраструктуре.
Результаты. Рассмотрено условное железнодорожное направление О — Н, выбранное в качестве объекта апробации разработанного инструментария, получены значения эффектов от введения в обращение скоростных пассажирских поездов для пассажиров, владельца инфраструктуры и перевозчиков.
Обсуждение и заключение. Приведенный инструментарий после некоторой адаптации может быть использован для проведения расчетов для направлений железных дорог с различным техническим оснащением (однопутных и многопутных линий) при условии организации смешанного движения (при следовании пассажирских и грузовых поездов различных категорий, а также скоростных пассажирских поездов). Полученные результаты для направления О — Н позволяют оценить и понять разносторонние эффекты, возникающие при введении в обращение скоростных поездов на существующей двухпутной инфраструктуре железнодорожного транспорта.



ВНИИЖТ: ВЧЕРА, СЕГОДНЯ, ЗАВТРА
Анатолий Петрович Абрамов — патриарх экономической транспортной науки
Аннотация
Введение. Статья посвящена 100-летию со дня рождения крупного ученого в области экономики железнодорожного транспорта, доктора экономических наук, профессора Анатолия Петровича Абрамова, который внес огромный вклад в развитие отечественной экономической науки. В трудах ученого отразились яркие черты неординарной личности, оставившей неизгладимый след в памяти тех, кому посчастливилось взаимодействовать с этим незаурядным человеком.
Материалы и методы. При написании статьи использованы факты биографии А. П. Абрамова, воспоминания работавших с ним сотрудников института, а также результаты его работы в виде многочисленных научных изданий.
Результаты. Приводятся основные этапы жизненного пути выдающегося ученого-экономиста, исследуется его вклад в развитие экономической науки на железнодорожном транспорте, раскрывается многогранность его таланта.
Обсуждение и заключение. Представленная статья является возможностью отдать дань памяти А. П. Абрамову — известному ученому в области экономики железнодорожного транспорта, основателю и руководителю научной школы и удивительному человеку.


