Формирование рациональных траекторий движения колес подвижного состава при сужении рельсовой колеи

• Автор: Зотов, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 199 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССОВ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕСНЫХ ПАР И

РЕЛЬСОВ
1.1 Обзор исследований в области изучения процессов взаимодействия колесных пар и рельсов, опубликованных в нашей
стране.
1.2 Обзор зарубежных исследований в области изучения процессов взаимодействия колесных пар и рельсов
1.3 Анализ исследований в области изучения процессов взаимодействия колес и рельсов и их износов.

1.4 Цели и задачи исследований

2 АНАЛИЗ НЕЛИНЕЙНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ

АНАЛИТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ.
2.1 Анализ нелинейной динамической системы аналитическими методами
2.2 Выбор рациональных динамических параметров экипажа на основе аналитических методов.
2.3 Разработка аналитической оценки колебательных процессов в сложных нелинейных системах
2.4 Выводы по разделу 2.
3 ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ КОЛЕБАНИЙ
ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
3.1 Принципы построения математических моделей колебаний транспортных экипажей.
3.2 Математическая модель колебаний четырехосного
вагона.
3.3 Анализ влияния сил сухого трения на вертикальные колебания четырехосного вагона
3.4 Сравнение результатов расчетов динамических показателей вагона с данными натурного эксперимента
3.5 Выводы по разделу 3.
4 АНАЛИЗ ДВИЖЕНИЯ КОЛЕСНЫХ ПАР ПО ПРЯМЫМ И
КРИВОЛИНЕЙНЫМ УЧАСТКАМ ПУТИ
4.1 Влияние различных факторов на формирование траектории движения колесных пар в прямых участках пути с различными зазорами в рельсовой колее.
4.2 Влияние различных факторов на формирование траектории движения колесных пар в кривых участках пути при различных зазорах в рельсовой колее.
4.3 Выводы по разделу
5 УСТАНОВЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ТРАЕКТОРИЙ И АНАЛИЗ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ ЭКИПАЖЕЙ С РАЗЛИЧНЫМИ ЗАЗОРАМИ В РЕЛЬСОВОЙ КОЛЕЕ
5.1 Общие положения использования программного комплекса
5.2 Результаты расчетов движения вагона по прямым участкам
5.3 Результаты расчетов движения вагона по криволинейному участку пути.
5.4 Анализ результатов расчетов по формированию рациональных траекторий движения вагона по пути с различными зазорами в рельсовой колее.
5.5 Разработка рекомендаций для формирования рациональных траекторий движения колесных пар в кривых участках пути
5.6 Выводы по разделу 5.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Нельзя согласиться с утверждением, что уширение колеи в кривых приводит к увеличению возможного перекоса колесных пар и тележек в целом и, соответственно, увеличению угла набегания гребня колеса на головку рельса, что определяет рост сил в месте их контакта и увеличение интенсивности износов. При сужении рельсовой колеи, особенно в кривых участках пути, нормируемые процессы взаимодействия колес с рельсами оказались нарушенными и при ширине рельсовой колеи в мм для кривой радиусом 0 мм, установленной согласно Правил технической эксплуатации железных дорог, ненабегающее колесо при реализации качения по малому диаметру не выходит на конусность колеса, равную . На это указывается в работе , выполненной во ВНИИЖТе в году, где при анализе влияния различных факторов на износ рельсов, гребней и бандажей колесных пар отмечается, что проход вагонов с исправными ходовыми частями по кривым с уширенной колеей сопровождается меньшим боковым износом рельсов и гребней колес. Авторы провели исследования на пути с рельсами Р и деревянными шпалами, уложенными на щебеночном балласте. К сожалению, в работе не указано, какую твердость имели уложенные рельсы и, соответственно, какую твердость имели колеса проходящего подвижного состава. В работе, с одной стороны, утверждается, что интенсивность износа рельсов в основном зависит от радиуса кривых. Так в кривых радиусом 0 м боковой износ происходит в 2,5 раза быстрее, чем в кривых радиусом 0 м. И здесь же, с другой стороны, несколько раз указывается, что получены убедительные данные о том, что ширина колеи в кривых в пределах от до мм не оказывает существенного влияния на боковой износ рельсов. В подтверждение сказанного приводятся графики, на которых показаны единичные реализации экспериментальных исследований. Получается, что первое утверждение исключает второе. Затем авторы указывают, что в кривых малого радиуса интенсивность износа выше изза больших поперечных сил, действующих на рельсы во время вписывания экипажей, то есть подтверждается тезис о влиянии ширины колеи и радиуса кривой на интенсивность износов. Если рельсы имеют твердость по Бринеллю более 0 единиц и выражаясь образно режут колеса, имеющие твердость не более 0 единиц, тогда рельсы никогда не будут интенсивно изнашиваться и ширина колеи здесь не оказывает влияния. Но после плазменной обработки колеса имеют твердость более 0 единиц и рельсы всетаки изнашиваются, а при их значительном боковом износе колеса гребнями начинают катиться по основанию выработки на боковой грани рельса. Интенсивность износа снижается, так как при таком небезопасном качении колеса ширина рельсовой колеи возрастает. Необходимо отметить, что кривая, для которой приведены данные видеосъемки в данной работе, имела радиус равный 8 м и ширину рельсовой колеи, равную мм, которую и должна иметь такая кривая, а не мм, как требует ПТЭ железных дорог. Заканчивая анализ, еще раз заметим, что сужение рельсовой колеи при неизменных размерах колесной пары привело к значительному изменению процесса взаимодействия колеса и рельса, что нарушило формирование рациональных траекторий движения колесных пар в кривых участках пути и стало возможным только при реализации двухточечного контакта, с опиранием гребней колес на рельсы. Изучению проблемы колесо рельс за рубежом также уделялось и уделяется особое внимание, так как данное взаимодействие является важнейшей составляющей динамических показателей транспортного экипажа. Во многом от характера этого взаимодействия зависят как техникоэкономические показатели работы железных дорог, так и безопасность движения поездов. Принцип движения колесных пар с колесными парами, имеющими конусность поверхности катания, был впервые изложен Стефенсоном г. Тогда под воздействием небольших неровностей рельсовой колеи в плане они слегка смещаются вправо или влево. В последнем случае, например, левое колесо начинает катиться по рельсу по большему, а правое по меньшему диаметру поверхности катания, что вызывает у правого колеса ослабление сцепления по сравнению с левым. При поперечном усилении или ослаблении сцепления того или иного колеса возникает легкое виляние колесной пары в рельсовой колее .