автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Прогнозирование развития ползуна и оценка его влияния на динамику колеса

кандидата технических наук
Гарипов, Дмитрий Сергеевич
город
Самара
год
2012
специальность ВАК РФ
05.22.07
цена
450 рублей
Диссертация по транспорту на тему «Прогнозирование развития ползуна и оценка его влияния на динамику колеса»

Автореферат диссертации по теме "Прогнозирование развития ползуна и оценка его влияния на динамику колеса"

На правах рукописи

005012591

ГАРИПОВ ДМИТРИЙ СЕРГЕЕВИЧ

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ПОЛЗУНА И ОЦЕНКА ЕГО ВЛИЯНИЯ НА ДИНАМИКУ КОЛЕСА

Специальность 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

12 ш

Самара 2012

005012591

Работа выполнена на кафедрах «Вагоны» и «Механика» ФГБОУ ВІІО «Самарский государственный университет путей сообщения» (СамГУПС)

Научный руководитель: - доктор технических наук, профессор

КУДЮРОВ Лев Владимирович

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

ТУРАНОВ Хабибулла Туранович

- кандидат технических наук, доцент ВОРОБЬЕВ Александр Алфеевич

Ведущая организация - ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет путей сообщения»

Зо

Защита диссертации состоится <Л> оз 2012 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 218.011.01 в Самарском государственном университете путей сообщения по адресу: 443066, г. Самара, 1-й Безымянный пер., 18, СамГУПС, в аудитории 5216, корпус 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан ¿7Х 2012 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу диссертационного совета университета

Ученый секретарь диссертационного совета Д 218.011.01,

кандидат технических наук, доцент

В.С. ЦЕЛИКОВСКАЯ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Наиболее распространенным дефектом на поверхности катання колеса является ползун, возникающий при скольжении колесной пары, заклиненной тормозной колодкой. У специалистов железнодорожного транспорта принято, что при движении кромки ползуна скругляются, и он закатывается с образованием неравномерного проката. Расчеты показывают, что существует скорость и (около 36 км/ч), при которой колесо в месте контакта передней кромки ползуна с рельсом отрывается и на доли секунды «зависает» над рельсом. В следующее мгновение колесо ударяется задней кромкой ползуна о рельс. Это значит, что при скоростях выше и^ ползун действительно закатывается, и колесо в этом месте принимает овальную форму. При скоростях ниже критической для глубины ползуна есть граница (0,5 - 0,8 мм), зависящая от нагрузки, ниже которой ползун тоже будет закатываться, но не вследствие удара, а из-за деформации кромок ползуна под действием нагрузки на ось. Выше этой границы кромки ползуна тоже будут скругляться, но часть ползуна все-таки будет оставаться, и колесо этой частью ползуна будет ударяться о рельс. Под действием удара поверхность ползуна будет пластически деформироваться, развиваться (его площадь и глубина становятся больше).

Таким образом, при движении груженого вагона со скоростью ниже и^

нельзя говорить только о закатывании ползуна, так как на самом деле происходит одновременно и закатывание, и развитие. И если последний процесс более интенсивный, то необходимо принять факт увеличения размеров ползуна. Развитие ползуна приводит к увеличению ударной силы, циклическое воздействие которой приведет к возникновению трещины, к потере устойчивости движения и, наконец, к возникновению аварийной ситуации, если своевременно не снять колесную пару с эксплуатации. Возникает необходимость контроля, прогнозирования развития ползуна, что сводится к

весьма актуальной проблеме, имеющей научный и практический интерес и направленной на повышение, безопасности движения.

Цель и задачи исследования

Целью исследования является повышение безопасности движения методом прогнозирования развития плоского дефекта (ползуна) на поверхности катания колеса с течением времени за счет определения максимально допустимых размеров ползуна и оценка его вклада в разгрузку колесной пары с учетом влияния упругости рессорного подвешивания кузова вагона и вертикальной неровности пути.

Для достижения поставленной дели сформулированы следующие задачи:

- разработать метод расчета динамики колеса, позволяющий прогнозировать развитие ползуна с течением времени при скоростях поезда, меньших критической, с учетом указанных выше возмущений;

- разработать метод прогнозирования развития ползуна с течением времени при скоростях поезда, больших критической, с учетом указанных выше возмущений;

- изучить характер изменения силы реакции рельса, действующей на колесо в месте контакта, и на базе этих исследований оценить вклад ползуна в разгрузку колеса.

Объект и методы исследования

Объектом исследования является вагонное колесо, имеющее ползун на поверхности катания. Предметом исследования является динамика колеса, имеющего ползун на поверхности катания. В работе использованы методы и законы классической механики, теории упругости и пластичности, а также математический аппарат линейных и нелинейных дифференциальных уравнений.

Научную новизну представляет разработанный в диссертации метод расчета динамики колеса, имеющего ползун, с учетом упругости рессорного подвешивания и вертикальной неровности пути, который позволяет прогнозировать развитие ползуна с течением времени и оценивать вклад ползуна в разгрузку колеса.

На защиту выносятся следующие положения:

- метод прогнозирования размеров ползуна и высоты смятия вследствие пластической деформации при ударе при скоростях, меньших критической, с учетом возмущений, обусловленных упругостью рессорного подвешивания и вертикальной неровностью рельса;

- метод прогнозирования развития ползуна с учетом возмущений, обусловленных упругостью рессорного подвешивания кузова вагона и вертикальной неровностью рельса, при скоростях поезда, больших критической;

- метод оценки вклада ползуна в разгрузку колеса.

Достоверность научных положений и выводов

Достоверность научных результатов подтверждается сравнением с теоретическими и экспериментальными исследованиями других авторов, а также отчетными данными комиссии по расследованию схода грузового вагона. Практическая ценность работы

Разработанный метод прогнозирования развития ползуна и оценки вклада ползуна в разгрузку колеса позволяет:

- определить текущие размеры ползуна и высоту смятия материала колеса вследствие пластической деформации при ударе и оценить текущий вклад ползуна в разгрузку колеса;

- предложить дополнения к ПТЭ в части движения колеса с ползуном, направленные на повышение безопасности движения.

Реализация результатов работы

Полученные результаты внедрены в учебный процесс Самарского государственного университета путей сообщения (СамГУПС) по специальности 190302 «Вагоны», а также в службу вагонного хозяйства Куйбышевской железной дороги - филиала ОАО «РЖД».

Апробация работы

Основные положения работы докладывались и одобрены на: V Международной научно-практической конференции студентов и молодых

ученых «TRANS-MECH-ART-CHEM» (г. Москва, 24-25 апреля 2008 г.); ХП Международной конференции «Проблемы механики железнодорожного транспорта. Безопасность движения, динамика, прочность подвижного состава и энергосбережение» (г. Днепропетровск, 28-30 мая 2008 г.); Научно-техническом семинаре «Компьютерное моделирование в железнодорожном транспорте: вопросы динамики, прочности и износа» (г. Брянск, 9-12 февраля 2009 г.); научных конференциях студентов и аспирантов СамГУПС (г. Самара 2006-2010 гг.).

Публикации

Результаты диссертации отражены в 12 научных работах (из них 3 в перечне изданий, рекомендованных ВАК РФ): 8 статей, тезисы 3 докладов, 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов по главам, заключения, библиографического списка, 2 приложений. Объем работы: 152 страницы машинописного текста, включая 54 рисунка, 2 таблицы и приложения на 2 страницах. Список литературы состоит из 145 источников. Общий объем работы 154 страницы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выполненных исследований, дана общая характеристика работы и полученных в диссертации результатов.

В первой главе проведен обзор и выполнен анализ исследований по динамике колеса, имеющего ползун. Теоретическим и экспериментальным исследованиям по вопросам взаимодействия колеса с ползуном и рельса посвящены работы Вериго М.Ф., Когана А .Я., Вертинского C.B., Данилова В.Н., Хусидова В.Д., Шахунянца Г.М., Добычина И.А., Комарова K.JL, Яшина А.Ф., Анисимова П.С., Сладковского A.B., Погорелова Д.Ю., Кудюрова JI.B., Федорова В.В., Червинского В.П., Hersalek Stanislav, Masin Aloisi, Верхотина A.A., Богданова B.M., Сергеева Д.А., Ginalski Marian, Benedek Teofil, Шевченко

6

В,В., Жданова С.М., Birmann F., Яковлева В.Ф., Кудрявцева H.H., Кривошеева В.Н., Кривободрова A.A., Сато Ютака, Пахомова М.П., Кучеренко В.К., Семенова И.И., Костов Тодов, Данченко O.A., Towpik Kazimierz, Ono Kazuyosi, Кузнецова A.B., Баранова B.A., Сакало В.И., Демьянова Ал.Ал. и других исследователей.

Основное внимание в этих работах уделяется вопросам взаимодействия колеса, имеющего неровности на поверхности катания, и рельса: исследованию напряженного состояния при ударе и характеру разрушения кругов катания колесных пар в зависимости от размеров ползуна; исследованию динамических нагрузок на экипажную часть вагона и верхнее строение пути; разгрузке колеса, вызванной ползуном; оценке ударных сил при движении колеса с ползуном по неровностям пути в зависимости от скорости движения.

Вместе с тем отсутствуют сведения, содержащие оценку развития ползуна с течением времени.

Вторая глава посвящена разработке метода прогнозирования размеров ползуна на поверхности катания колеса при скоростях поезда, меньших критической.

Исследования были проведены при следующих допущениях: принимается обобщенная модель нагружения при входе ползуна в контакт с рельсом, которая позволяет свести задачу к определению высоты смятия eiyKl

поверхности катания колеса после удара; рельс - абсолютно твердый, материал колеса упруго - пластический; вторичная остаточная деформация при разгрузке пренебрежимо мала; форма колеса - круглая, площадка контакта имеет форму эллипса с большой полуосью а и малой - Ь; радиус кривизны кромки ползуна не учитывается.

Показано, что при скоростях поезда, меньших некоторого значения (критическая скорость 36-39 км 1ч), удар колеса, имеющего ползун, о рельс происходит многократно всей плоскостью ползуна AB (рис. 1). В системе координат хС0у с началом С0 в точке, совпадающей с геометрическим центром колеса в момент, когда радиус С0А занимает положение по нормали к

поверхности рельса (рис. 1), колесо поворачивается вокруг точки А (передняя кромка ползуна) до тех пор, пока плоскость ползуна не вступит в контакт с поверхностью рельса. В течение времени поворота колеса вокруг точки А на шейку оси колеса действуют: сила О, - вес колеса, сила Г - со стороны кузова вагона, сила N реакции рельса.

Рис. 1. Расчетная схема взаимодействия колеса с ползуном и рельса с учетом упругости рессорного подвешивания и вертикальной неровности рельса

Развитие ползуна с течением времени можно оценить текущей высотой смятия е1 (величина вертикального смятия колеса в месте ползуна в результате удара) поверхности катания колеса после удара. Следует ожидать, что, в связи с упрочнением материала колеса от многоцикловой ударной нагрузки и в связи с увеличением площади контакта, величина е1, от удара. к удару будет уменьшаться, а суммарная высота смятия е (величина полного вертикального

смятия за N ударов) в соответствии с этим должна увеличиваться.

Для определения текущей высоты смятия е1 поверхности катания колеса получено кубическое уравнение

X

где площадь поперечного сечения за фронтом волны пластической деформации; 7} - время удара; коэффициент пропорциональности; р-плотность материала.

Согласно экспериментальным данным, кривая циклического деформирования перестает расти, когда напряжение в месте удара превосходит предел текучести материала колеса в 3-3,5 раза, то есть при сг га 3 — 3,5сгГ. Это означает, что при дальнейших ударах смятие уменьшается до нуля, происходит жестко - упругий удар, который способствует развитию трещин, что и случилось при сходе поезда Л? 2764 17 марта 2002 года на перегоне Давлекано - Шингак - Куль Башкирского отделения Куйбышевской железной дороги.

Поэтому расчет с момента, когда а - Зат, был осуществлен по формуле

где а, к, 9- коэффициенты; число ударов.

Результаты исследований, проведенных ВНИИЖТ по оценке нагруженности и живучести цельнокатаных колес, показали, что при превышении нормативного значения неравномерного проката 2 мм динамическая нагрузка ударного характера взаимодействия колеса и рельса в условиях зимней эксплуатации при минимальной толщине обода 22 возрастает в 4 - 5 раз относительно нормальных условий эксплуатации. При этом в диске в приободной зоне колеса под действием динамических ударных нагрузок величиной более 60 тс возникают напряжения, значительно превышающие допускаемые и снижающие более чем в 2,5 раза усталостную выносливость металла диска, в результате чего в диске возникают усталостные трещины, приводящие к изломам колес в эксплуатации. Так, в случае схода, упомянутом выше, на месте закатанного ползуна образовался неравномерный прокат 3 мм, что привело к большим ударным нагрузкам.

Расчеты проводились для колеса массой тк =410кг, плотностью

р = 7800 кг/мъ, пределом текучести <тТ =\000МПа.

9

Результаты расчетов представлены на рис. 2-3.

200 300 400 Пройденный путь, км

600

Рис. 2. Зависимость суммарной высоты смятия от пройденного пути для разных значений скорости о поезда: 1 - о = 1,2 км/ч; 2 - и = 14,4 км/ч; 3 - о = 21,6 км/ч; 4 - 28,8 км/ч; 5 - и = 36км/ч - экспериментальные точки

см 50

40

о 30 в

20

10 0

2 Л !

и : 1 1

/.....-...........................-......-..............

100 200 300 400 Пройденный путь

500 600 км

Рис. 3. Зависимость площади ползуна от пройденного пути для разных значений скорости и поезда: 1 - и = 7,2км/ч; 2- о = 21,вкм/ч; 3 - и --- Збкч/ч; • - экспериментальные точки

Экспериментальные точки приняты в соответствии с «Заключением о причине излома цельнокатаного колеса колесной пары № 393264 грузового вагона № 91361368 поезда № 2764, произошедшего 17 марта 2002 года», а также сведениями, полученными в службе вагонного хозяйства Куйбышевской железной дороги — филиале ОАО РЖД. При этом разница между расчетными и экспериментальными данными не более 20 %.

Суммарная высота смятия (рис. 2), как и площадь ползуна (рис. 3), сначала быстро растут (я до 70км), затем этот рост снижается, и исследуемая величина

стремится к некоторому постоянному значению, в связи с упрочнением материала колеса. Это позволяет прогнозировать момент прекращения накопления пластической деформации и появления усталостных трещин.

Для учета вклада неравноупругости пути в развитие ползуна необходимо учесть амплитуду и ускорения подпрыгивания колесной пары, которые, согласно результатам Р.Д. Сабирова, не превышают 1,5 мм и 5g соответственно. Учитывая, что амплитуда этих отклонений весьма мала, а также тот факт, что период этих отклонений (« 0,015 - 0,05 с) на порядок выше, чем продолжительность вращения колеса, имеющего ползун, вокруг передней кромки А 0,002 с), можно принять, что на развитие ползуна эти отклонения повлияют незначительно.

Что касается влияния ускорения подпрыгивания колесной пары на развитие ползуна, то, как показали расчеты, появляющаяся вследствие этого ускорения сила инерции не приводит к погрешности в определении скорости в начальный момент удара выше, чем 0,034%. Учитывая периодичность силы инерции в соответствии с ускорением подпрыгивания, это влияние на развитие ползуна также незначительно.

Сравнение полученных в этой главе результатов с результатами М.Ф. Вериго и А.Я. Когана, показали, что отличие фазовых траекторий центра масс колеса при повороте вокруг точки А в момент начала удара составляет около 15%. Это объясняется тем, что по методике М.Ф. Вериго и А.Я. Когана ускорение центра колесной пары считалось постоянным при движении вокруг точки А и поэтому скорость в конце поворота (скорость до удара) на 15% меньше, чем у автора.

Третья глава посвящена разработке метода прогнозирования размеров ползуна на поверхности катания колеса при скоростях поезда, больших критической. При скоростях, больших критической (рис. 4), сила N реакции рельса становится равной нулю, и передняя кромка А ползуна теряет контакт с рельсом.

Ríe. 4. Положения колеса в моменты отрыва и удара

Начиная от момента отрыва точки А, центр колеса движется вниз к рельсу под действием силы тяжести GK и силы F со стороны кузова.

Учитывая, что сила F, а также сила тяжести колеса прижимают колесо к рельсу, а инерционные факторы, способствующие разгрузке, весьма малы, колесо на некоторое малое время оказывается вне контакта с рельсом. Оно продолжает вращаться, а его центр масс движется по некоторой кривой С,С, С3 в направлении движения поезда, одновременно опускаясь вниз, до того момента, пока задняя кромка В ползуна не вступит в контакт с рельсом.

Для оценки высоты смятия принято, что кинетическая энергия, возникшая до удара, расходуется на pa6oiy пластической и упругой деформации и на нагревание материала колеса при ударе:

ЛГ = Ап+Ау+Аи.

Этот подход к задаче оценки текущей высоты смятия позволил получить решение в виде зависимости от указанных выше переменных, представленной на рис. 5-6 в функции от числа ударов при различных значениях скорости поезда с учетом вертикальной неровности пути.

Расчеты проводились для колеса массой тк =410 кг, плотностью

р = 7800 кг/.и3, пределом текучести оТ == 1000 МП а, модулем упругости £ = 2,1-10" Па, начальной глубиной ползуна sH = 0,001 м .

Рис. 5. Изменение высоты смятия с числом ударов для разных скоростей поезда и при с = 2-10' Н/м: 1- и = 54юи/ч,2- о = 72км/ч ,3- и = 90км/ч

Рис. 6. Изменение высоты смятия с числом ударов для разных значений максимальной глубины неровности рельса ен при и = 54 км/ ч:1 — ев= 0,2 - = 3 мм, 3 - е„ = 5 мм,

4- ея =10 мм

Из анализа результатов следует: при скоростях поезда, больших критической, передняя кромка ползуна теряет контакт с рельсом, колесо на мгновение «зависает» над рельсом и ударяется каждый раз задней кромкой площадки, образованной на предыдущем ударе в результате пластической деформации. При этом высота смятия зависит как от скорости поезда (рис. 5), так и от неровности пути (рис. 6), имеет общую тенденцию к снижению («ползун закатывается») и колебательный характер изменения в соответствии с периодичностью силы упругости.

В четвертой главе рассматривается задача динамики вагонного колеса с ползуном с учетом упругости рессорного подвешивания и дисбаланса центра

масс. Получены результаты исследования влияния ползуна на изменение силы N при различных скоростях движения поезда.

На участке %<р<2(тг-аг) на шейку оси колеса действуют (рис. 7): сила б,- вес колеса, сила Г - со стороны кузова, сила N реакции рельса.

Вследствие отклонения центра масс от геометрического центра колеса, к внешним силам следует добавить силу инерции J. В этом случае сила N из условия Даламберова равновесия равна Рис. 7. Расчетная схема взаимодействия колеса с ползуном и рельса при <р0 < /? < 2(тг - а)

N = Gк+F + Jcos£, (2)

где 3 = т/о1С,С, С,С - дисбаланс.

Движение колеса при /? > 2(тг - а)

зависит от скорости поезда. Так, при скорости поезда, меньшей критической, кромка ползуна А не отрывается от рельса, и колесо вращается вокруг нее до удара плоскостью ползуна о рельс (рис. 8). На этом участке на шейку оси колеса действуют: Св - соответствующая часть

Рис. 8. Расчетная схема взаимодействия колеса с ползуном и рельса при Р > 2{я - а)

веса вагона, сила N реакции рельса, восстанавливающая сила , сила инерции J, Ог- сила тяжести колеса.

В течение времени поворота в результате ускоренного движения центра колеса сила N уменьшается на величину ткхс, а в результате снижения силы

2

Р, - на величину Таким образом, сила реакции N определится по

формуле

Ы = вк + Оё - Jcos¿;-ml;xc

сг(р

При р = 2л-а происходит удар колеса плоскостью ползуна о рельс с силой

4ткок(к.+1)

уд.кол

(3)

'уд

где а>к - угловая скорость в момент удара, с 1; ¡уд - время удара, с.

Сила N скачкообразно возрастает в результате удара колеса о рельс. По окончании времени удара реакция рельса мгновенно уменьшается до величины

В момент времени, когда Р>2я-а, колесо начинает вращаться вокруг задней кромки хп В ползуна (рис. 9).

На этом участке на шейку оси колеса действуют: Ог - вес колеса, восстанавливающая сила Ре, сила инерции I и сила реакции рельса Рис. 9. Расчетная схема взаимодействия N, определяемая по формуле

колеса с ползуном и рельса при /}>2л-а

N = Gк + Gв-Jcost; + ткхс + схпк - схпв, где хпк и хпа- координаты подъема колеса и падения кузова соответственно, м.

При скорости поезда, большей критической, для 0 < ß < 2(тг - а) сила реакции рельса находится по формуле (2). При ß = l{n-a) передняя кромка А ползуна отрывается от рельса, и сила N становится равной нулю. В результате отрыва колесо поворачивается на угол а + у/, где цг - угол наклона ползуна к рельсу в момент удара (рис. 4). Затем следует удар, и сила N скачкообразно возрастает от нуля до F^^. Величина F^^ определяется по формуле (3).

Результаты, полученные автором по величине силы реакции в контакте примерно в 2л/2 раза меньше полученных Д.Ю. Погореловым и A.B. Сладковским с помощью «Универсального механизма» (UM) (табл. 1).

Таблица 1

Влияние скорости движения вагона на величину контактной силы в момент удара

Скорость движения вагона, м/с Величина контактной силы N в момент удара, кН

Порожний Груженый

Результаты, полученные автором Результаты Д.Ю. Погорелова и A.B. Сладковского, уменьшенные в 2а/2 раза Результаты, полученные автором Результаты Д.Ю. Погорелова и A.B. Сладковского, уменьшенные в 2-^2 раза

Статическая нагрузка, кН 22,8 22,8 104,5 104,5

1 44,6 48,1 128,5 120,7

2 62,1 60,2 145 131,3

5 264,9 297,8 186,7 136,3

10 244,4 271,3 543,1 620,6

20 334 276,6 489 604,9

Указанное отличие обусловлено тем, что в модели ЦМ начальная скорость при ударе завышена в 2>/2 раза, в силу того, что, в отличие от классической схемы (модель автора), в модели ЦМ ползун имитируется на рельсе в виде

16

сопряжения дуг окружностей радиуса, равного радиусу колеса, что и приводит к завышенному значению скорости в начале удара в 2^2 раза.

При движении колеса с ползуном по рельсу происходит разгрузка колеса, равная динамической составляющей вертикальной реакции рельса.

Результаты расчетов по разгрузке колеса представлены на рис. 10,11.

120 -

К

р, С-

U

3 р.

s s

о и

cd 2

90

3 60

30

2

4 б

Скорость поезда, м/с

10

Рис. 10. Зависимость максимальной разгрузки колеса вследствие влияния инерционных факторов при вращении колеса вокруг передней кромки ползуна от скорости поезда для разных значений суммарной высоты смятия: 1 - е -1 мм; 2 - ес)м -10 мм

200

£ t

§,35

СЗ 2

80 40 0

4 6

Скорость поезда, м/с

:

У/Л

\

10

Рис. 11. Зависимость максимальной разгрузки колеса в результате вертикальных колебаний кузова вагона от скорости поезда для разных значений суммарной высоты смятия: 1 " =1 ЛШ ; 2 " = 2 т< ! 3 - еам = 3 мм ; 4 - е = 4 мм

Анализируя полученные в четвертой главе результаты, можно сделать выводы:

- оценка достоверности полученных автором результатов по величине нормальной силы реакции рельса показала, что они мало отличаются от известных;

- разгрузка колеса с ползуном возрастает с увеличением скорости поезда и суммарной высоты смятия (рис. 10, 11). Максимальное значение разгрузки для колеса с ползуном глубиной 1 мм вследствие колебаний кузова и влияния инерционных факторов при вращении колеса вокруг передней кромки ползуна для груженого вагона составляет соответственно ~ 75 кН при скорости 8 м/с (рис. 11) и » 91 кН при скорости 10 м/с (рис. 10). Влияние дисбаланса за счет ползуна на величину N составляет от 2 Я при скорости 2 м/с и до 726 Н при 30 м/с.

В пятой главе с целью повышения безопасности движения (снижения вероятности появления и развития усталостных трещин от циклически повторяющейся ударной нагрузки) предлагаются дополнения к ПТЭ в части движения колеса с ползуном и рассчитывается ожидаемый экономический эффект от их применения.

Проведенные расчеты позволяют установить предельное значение суммарной глубины ползуна, до появления которого можно разрешить движение на предельное для этого ползуна расстояние с указанной скоростью, не снижая уровень безопасности (табл. 2).

Представленные результаты исследований позволяют в целях полного использования ресурса колесной пары без снижения уровня безопасности движения рекомендовать пользователям ПТЭ приведенную ниже контрольную таблицу предельных глубин ползуна в качестве дополнения к инструкции.

Экономическая эффективность от применения предлагаемых дополнений обусловлена возможностью избежать ущерб от транспортных происшествий, в которых может произойти сход вагонов из-за излома колеса вследствие появления и развития усталостных трещин.

Таблица 2

Контрольная таблица предельных глубин ползуна

Начальная глубина ползуна, мм Скорость движения, км/ч Предельная глубина ползуна, мм Предельное расстояние, км

1 ДО 70 закатывается 1

2 15 3,9 376

3 15 4,8 350

4 15 5,7 290

5 15 6,7 287

6 10 7,7 276

7 10 8,7 252

8 10 9,6 234

9 10 10,6 227

10 10 11,5 203

11 10 12 60

Для проведения расчетов были выбраны следующие исходные данные: капитальный ремонт сошедшего подвижного состава - 2500000 руб.; ущерб от повреждений и потери груза - 250000 руб.; время работы восстановительного поезда на месте схода по подъему единицы подвижного состава - 41 мин.; расходная ставка на один час работы крана на железнодорожном ходу Сокол 80 - 17738 руб.; число задержанных из-за транспортного происшествия поездов -10 грузовых и 10 пассажирских; продолжительность времени от момента закрытия движения поездов до его восстановления в расчете на единицу поднятого подвижного состава - 94 мни.; расходная ставка на 1 поездо-час для грузового и пассажирского составов соответственно - 1855 руб. и 2340 руб.

Ожидаемый годовой экономический эффект от применения дополненийк ПТЭ в часта движения колеса с ползуном в среднем составит 3137519 руб. (в ценах начала 2011 года) из расчета на один предотвращенный случай схода.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Полученные в работе аналитические и численные результаты приводят к следующим выводам:

1. Разработан метод прогнозирования развития плоского дефекта на поверхности катания колесной пары при малых скоростях поезда с учетом упругих сил рессорного подвешивания кузова вагона и неровности пути, позволяющий решать следующие задачи:

- определять текущие размеры ползуна и глубину пластического смятия материала колеса вследствие удара поверхностью ползуна о рельс;

- определять напряжение на площадке контакта и степень упрочнения материала в месте ползуна;

- определять силу удара;

- прогнозировать момент начала разрушения для своевременного снятия колесной пары с эксплуатации.

2. Показано, что при скоростях, меньших критической, упругость рессорного подвешивания и вертикальная неровность пути на развитие ползуна влияют незначительно.

3. Разработан метод прогнозирования развития ползуна на поверхности катания колесной пары при скоростях, больших критической, с учетом упругости рессорного подвешивания и неровности пути, позволяющий решать следующие задачи:

- определять глубину пластического смятия материала колеса вследствие удара и установить время, когда эта величина становится минимальной (приближенное время «закатывания ползуна»);

- оценить влияние силы упругости рессорного подвешивания и неровности пути при больших скоростях на высоту смятия;

- оценить вклад силы трения фрикционных клиньев в снижение амплитуды силы реакции рельса и время наступления статического равновесия.

4. Разработан метод оценки вклада ползуна в разгрузку колеса,

позволяющий оценить величину нормальной реакции рельса в момент удара и

20

продолжительность обезгрузки колеса при отрыве поверхности ползуна от рельса при больших скоростях, что необходимо знать при оценке боковой силы, способствующей закатыванию колеса на рельс (особенно при движении в кривых).

5. На базе полученного решения задачи прогнозирования развития ползуна в процессе эксплуатации рекомендуется способ предварительной оценки размеров ползуна (площади ползуна от пройденного пути), обеспечивающий специалистов необходимой текущей информацией для принятия решения о допустимом плече транспортировки вагона с ползуном и допустимой скорости движения.

6. Предложены дополнения к Правилам технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации в части движения колеса с ползуном, направленные на повышение безопасности движения.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Гарипов, Д. С. О развитии «ползуна» на поверхности катания колеса с учетом упругих сил подвески и вертикальной неровности рельса [Текст] / Д.С. Гарипов, JI.B. Кудюров, В.В. Федоров // Проблемы механики железнодорожного транспорта: тез. докл. - Днепропетровск: ДИИТ, 2008. - С. 51.

2. Гарипов, Д. С. Исследование динамики колеса, имеющего «ползун», при больших скоростях [Текст] / Д.С. Гарипов, Л.В. Кудюров // Наука и образование транспорту : материалы междунар. науч.-практ. конфер., Самара, 5-7 октября 2009 г. - Самара : СамГУПС, 2009. - С. 128-130.

3. Гарипов, Д. С. К задаче о развитии «ползуна» на поверхности катания колеса при больших скоростях поезда [Текст] / Д.С. Гарипов, Л. В. Кудюров // Проблемы механики современных машин : материалы четвертой междунар. конфер. - Улан-Удэ : ВСГТУ, 2009. - Т. 2. - С. 15- 21.

4. Гарипов, Д. С. Математическая модель развития плоского дефекта на поверхности катания колеса с учетом упругости подвески и вертикальной неровности пути [Текст] / Д.С. Гарипов, Л.В. Кудюров // Вести. Сам. гос. техн.

ун-та. Сер. Физ.мат. науки,-2010.-№ 1.-С. 178-187.

21

5. Гарипов, Д. С. О развитии «ползуна» на поверхности катания колеса при больших скоростях поезда [Текст] / Д.С. Гарипов, Л.В. Кудюров // ОПиПМ : тез. докл. - М.: [б. и.], 2007. - Т. 14. — С. 11-14.

6. Гарипов, Д. С. О развитии «ползуна» на поверхности катания колеса с учетом упругих сил подвески [Текст] / Д С. Гарипов // Труды 5-й междунар. науч.-практ. конфер.: тез. докл. - М.: МИИТ, 2008. - С. 40.

7. Гарипов, Д. С. О развитии «ползуна» на поверхности катания колеса с учетом упругости подвески и вертикальной неровности рельса при малых скоростях поезда [Текст] / Д.С. Гарипов, Л. В. Кудюров // Механика и процессы управления : тр. XXXVIII Уральского семинара. - Екатеринбург : УрО РАН, 2008.-Т. 1.-С. 219-229.

8. Гарипов, Д. С. О развитии «ползуна» на поверхности катания колеса с учетом упругости подвески и вертикальной неровности рельса при больших скоростях поезда [Текст] / Д. С. Гарипов, Л. В. Кудюров // Компьютерное моделирование в железнодорожном транспорте: вопросы динамики, прочности и износа : науч.-техн. семинар, Брянск, 9-12 февраля 2009 г. : тез. докл. -Брянск: Брянск, гос. техн. ун-т, 2009. - С. 15-17.

9. Гарипов, Д.С. Динамика вагонного колеса, имеющего ползун [Текст] / Д.С. Гарипов, Л.В. Кудюров // Вестник транспорта Поволжья. - 2010. - №3. -С. 64-71.

10. Гарипов, Д.С. К задаче о развитии ползуна на поверхности катания колеса при скоростях поезда, меньших критической [Текст] / Д. С. Гарипов // Инновации для транспорта : Сб. науч. статей с международным участием в трех частях. Часть 1. - Омск : ОмГУПС, 2010. - С. 109-114.

11. Гарипов, Д.С. Оценка достоверности результатов исследования динамики колеса, имеющего ползун [Текст] / Д.С. Гарипов, Л.В. Кудюров // Вестник транспорта Поволжья. - 2011. №2. - С. 4 - 8.

12. Программа для определения глубины пластического смятия материала вследствие удара колеса с ползуном о рельс / Д.С. Гарипов, Ю.К. Мустафаев, Л.В. Кудюров // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011614641. - 10 июня 2011 г.

Гарипов Дмитрий Сергеевич

Прогнозирование развития ползуна и оценка его влияния на динамику колеса

05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

Подписано в печать 15.02.2012. Формат 60x90 1/16. Усл. печ. л. 1,4. Тираж 100 экз. Заказ № 26.

Отпечатано в Самарском государственном университете путей сообщения. 443022, Самара, Заводское шоссе, 18. Тел. (846) 999-01-56.

Текст работы Гарипов, Дмитрий Сергеевич, диссертация по теме Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

61 12-5/1998

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ

СООБЩЕНИЯ

На правах рукописи

ГАРИПОВ Дмитрий Сергеевич

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ПОЛЗУНА И ОЦЕНКА ЕГО ВЛИЯНИЯ НА ДИНАМИКУ КОЛЕСА

05.22.07- Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор КУДЮРОВ Лев Владимирович

Самара 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................................................................................................................................................4

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ....................................................10

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ПОЛЗУНА НА ПОВЕРХНОСТИ КАТАНИЯ КОЛЕСА ПРИ СКОРОСТЯХ, МЕНЬШИХ КРИТИЧЕСКОЙ 25

2.1. Дифференциальные уравнения движения колеса с ползуном ..............25

2.2. Определение скорости, при которой происходит отрыв колеса

от рельса (критическая скорость)............................................................................................................42

2.3. Прогнозирование развития площади контакта и высоты смятия поверхности катания колеса вследствие удара..................................................................46

2.3.1. Развитие площади контакта и высоты смятия поверхности катания колеса вследствие удара.............................................................................................................46

2.3.2. Оценка влияния температуры на деформирование............................................57

2.3.3. Анализ результатов расчетов и выводы..................................................................................60

2.3.4. Оценка достоверности полученных результатов.............................. 62

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ПОЛЗУНА НА ПОВЕРХНОСТИ КАТАНИЯ КОЛЕСА ПРИ СКОРОСТЯХ, БОЛЬШИХ КРИТИЧЕСКОЙ 64

3.1. Исследование движения колеса после отрыва от рельса................................64

3.2. Прогнозирование развития площади контакта и высоты смятия поверхности катания колеса вследствие удара..................................................................78

3.3. Анализ результатов расчетов и выводы........................................................................................86

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОЛЗУНА НА ДИНАМИКУ КОЛЕСА ....................................................................................................................................................................................................................................89

4.1. Динамика колеса при % < (3 < 2(я- - ai)......................................................................................89

4.2. Динамика колеса при скоростях, меньших критической ................................90

4.2.1. Динамика колеса при 2(л - а1) < /? < 2ж - а( ....................................................................90

4.2.2. Динамика колеса при 2п-а1< р< 2к................................................99

4.2.3. Исследование вертикальных колебаний кузова вагона................................103

4.2.4. Определение момента инерции колеса со смещенным центром

масс....................................................................................................... 109

4.3. Динамика колеса при скоростях, больших критической............... 114

4.4. Влияние скорости движения вагона на величину контактной силы N в момент удара.......................................................................... 117

4.5. Оценка вклада ползуна в разгрузку колеса....................................... 122

Глава 5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТ ВНЕДРЕНИЯ РАЗРАБОТКИ................................................................................... 125

5.1. Дополнения к Правилам технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации в части движения колеса с ползуном ....................................................................................................... 125

5.2. Экономическая эффективность дополнений к Правилам технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации в

части движения колеса с ползуном ................................................... 130

ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................................... 133

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.......................................................................... 136

ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................................ 152

ВВЕДЕНИЕ

Надежность подвижного состава в эксплуатации определяется техническим состоянием основных узлов, таких, как буксы, колесные пары, автосцепки, тележки и др. В соответствии с требованиями Правил технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации от 26.05.2000 № ЦРБ - 756 (ПТЭ), Инструкции по осмотру, освидетельствованию, ремонту и формированию вагонных колесных пар ЦВ/3429, Технологической инструкции по ремонту колесных пар ГОСТ 3.1105 - 84, Инструкции по техническому обслуживанию вагонов в эксплуатации ЦВ - ЦЛ -408, в отношении колесных пар предъявляются повышенные требования, в частности, к поверхности катания, от состояния которой зависит безопасность движения.

Наиболее распространенным дефектом на поверхности катания колеса является ползун, появляющийся в результате скольжения колесной пары, заклиненной тормозной колодкой. Как отмечено в [8], он относится к числу коротких неровностей, «у которых мгновенный центр вращения колеса мгновенно переходит из одного положения в другое, то есть имеет место ударное взаимодействие колеса и рельса». Возникновение на поверхности катания колеса ползуна способствует снижению безопасности движения. Доказательством тому служит тот факт, что при безотрывном движении колеса с ползуном по рельсу наблюдается многократное повторение удара плоскостью ползуна о рельс. Это приводит к росту длины площадки ползуна и увеличению ударной нагрузки на рельс. И если своевременно не снять такое колесо с эксплуатации, то возможен излом рельса или разрушение кругов катания колеса. При скоростях, больших критической (ц, = 37-39км/ч), удар происходит по задней кромке ползуна, а затем по задней кромке площадки, образованной вследствие предыдущего удара. Происходит «закатывание ползуна», а колесо приобретает овальную форму.

Другая опасность состоит в том, что ползун способствует дополнительной разгрузке колеса (вплоть до обезгрузки). Это может привести к тому, что при

возможном набегании колеса гребнем на боковую грань головки рельса гребень не будет скользить по головке рельса, а накатится на нее, и произойдет сход.

Необходимо отметить, что помимо разгрузки, ползун способствует появлению дополнительной нагрузки на колесо, обусловленной динамикой кузова вагона.

В соответствии с [79], запрещается выпускать в эксплуатацию и допускать к следованию в поездах вагоны при наличии ползуна (выбоины) на поверхности катания у вагонов с роликовыми подшипниками глубиной более 1 мм. При обнаружении на промежуточной станции у вагона с роликовыми буксовыми подшипниками ползуна (выбоины) глубиной более 1 мм, но не более 2 мм разрешается довести такой вагон без отцепки от поезда (пассажирский со скоростью не выше 100 км/ч, грузовой не выше 70 км/ч) до близлежащего пункта

технического обслуживания (ПТО), имеющего средства для смены колесных пар.

В соответствии с этим принято, что глубина ползуна, близкая к 1 мм (при и является границей, ниже которой ползун закатывается, а выше которой -развивается (его размеры становятся больше) вследствие пластической деформации. Теоретическое обоснование существования указанной границы представляет самостоятельную задачу, требует специального исследования и не входит в цели автора. С учетом этого задачу дальнейшего развития ползуна в процессе эксплуатации можно рассматривать как задачу прогнозирования размеров ползуна с учетом таких важных возмущающих факторов, как упругость рессорного подвешивания и неровность рельса, которая представляется актуальной и имеет научный и практический интерес.

С учетом вышесказанного, название диссертационной работы сформулировано так: «Прогнозирование развития ползуна и оценка его влияния на динамику колеса». В диссертационной работе рассматривается динамика вагонного колеса, имеющего ползун, при движении по прямой. Движение в кривых не рассматривается. Из соображений простоты выкладок исследуется движение только одного колеса, но все рассуждения справедливы и для другого колеса пары.

Под прогнозированием развития ползуна понимается способ предварительной оценки размеров ползуна (площади ползуна от пройденного пути). Причем считается, что площадь эта увеличивается до определенных размеров. Одной из причин роста площадки контакта может быть проскальзывание с трением, когда ползун касается рельса. Однако, по мнению автора, наиболее распространенной причиной является пластическая деформация поверхности обода вследствие удара, возникающего при каждом обороте в момент контакта ползуна с рельсом. Именно это обстоятельство положено в основу разработки методики расчета этого дефекта в процессе эксплуатации.

Целью исследования является повышение безопасности движения методом прогнозирования развития плоского дефекта (ползуна) на поверхности катания колеса с течением времени за счет определения максимально допустимых размеров ползуна и оценка его вклада в разгрузку колесной пары с учетом влияния упругости рессорного подвешивания кузова вагона и вертикальной неровности пути.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

- разработать метод расчета динамики колеса, позволяющий прогнозировать развитие ползуна с течением времени при скоростях поезда, меньших критической, с учетом указанных выше возмущений;

- разработать метод прогнозирования развития ползуна с течением времени при скоростях поезда, больших критической, с учетом указанных выше возмущений;

- изучить характер изменения силы реакции рельса, действующей на колесо в месте контакта, и на базе этих исследований оценить вклад ползуна в разгрузку колеса.

Объектом исследования является вагонное колесо, имеющее ползун на поверхности катания. В работе использованы методы и законы классической механики, теории упругости и пластичности, а также математический аппарат линейных и нелинейных дифференциальных уравнений.

Теоретическим и экспериментальным исследованиям по вопросам взаимодействия колеса с ползуном и рельса посвящены работы Вериго М.Ф.,

Когана А .Я., Вертинского C.B., Данилова В.Н., Хусидова В.Д., Шахунянца Г.М., Сладковского А В., Погорелова Д.Ю. и многих других ученых.

Основное внимание в этих работах уделяется вопросам взаимодействия колеса с неровностями на поверхности катания и рельса, а именно: исследованию дополнительных напряжений в рельсах, возникающих при ударах бандажей колесных пар с плоской деформацией; исследованию дополнительных механических напряжений на теле колеса и других элементах ходовой части вагона и локомотива и, как следствие, характеру разрушения кругов катания колесных пар в зависимости от размеров ползуна; исследованию динамических нагрузок на экипажную часть вагона и верхнее строение пути (вертикальным колебаниям более высокой частоты, вибрациям пути, перегружающим ускорениям необрессоренной массы вагона, акустическому эффекту, дополнительным силам и ускорениям ходовых частей вагонов); разгрузке колеса, вызванной ползуном; расчету сил удара при движении колеса с ползуном по неровностям пути в зависимости от скорости движения и размеров ползуна.

Вместе с тем отсутствуют сведения, содержащие оценку развития ползуна с течением времени, а также вклада в это явление таких важных факторов, как упругость рессорного подвешивания кузова вагона и неровность пути.

Научную новизну представляет разработанный в диссертации метод расчета динамики колеса, имеющего ползун, с учетом упругости рессорного подвешивания и вертикальной неровности пути, который позволяет прогнозировать развитие ползуна с течением времени и оценивать вклад ползуна в разгрузку колеса.

Достоверность научных результатов подтверждается сравнением с теоретическими и экспериментальными исследованиями других авторов, а также отчетными данными комиссии по расследованию схода грузового вагона.

Разработанный метод расчета динамики колеса с ползуном позволяет: - определить текущие размеры площадки ползуна и высоту смятия материала колеса вследствие пластической деформации при ударе и оценить текущий вклад ползуна в разгрузку колеса;

- рекомендовать способ прогнозирования развития ползуна, обеспечивающий специалистов - эксплуатационников необходимой текущей информацией о размерах ползуна для своевременного принятия решения о допустимом плече транспортировки вагона с ползуном и допустимой скорости движения;

- предложить дополнения к ПТЭ в части движения колеса с ползуном, направленные на повышение безопасности движения.

На защиту выносятся следующие положения:

- метод прогнозирования размеров ползуна и высоты смятия вследствие пластической деформации при ударе при скоростях, меньших критической, с учетом возмущений, обусловленных упругостью рессорного подвешивания и вертикальной неровностью рельса;

- метод прогнозирования развития ползуна с учетом возмущений, обусловленных упругостью рессорного подвешивания кузова вагона и вертикальной неровностью пути, при скоростях поезда, больших критической;

- метод оценки вклада ползуна в разгрузку колеса.

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов по главам, заключения, списка литературы, 2 приложений. В первой главе проведен обзор и выполнен анализ исследований других авторов по динамике колеса, имеющего ползун. Вторая глава [18, 56, 57, 59, 80] посвящена разработке метода прогнозирования развития ползуна на поверхности катания колеса при скоростях поезда, меньших критического значения. Третья глава [16, 17, 19, 20, 58] посвящена разработке метода прогнозирования развития ползуна на поверхности катания колеса при скоростях поезда, больших критической. В четвертой главе [15, 60] рассматривается задача динамики вагонного колеса с ползуном с учетом упругости рессорного подвешивания и дисбаланса центра масс. В пятой главе на основании разработанной методики расчета развития ползуна на колесной паре в зависимости от его первоначальных размеров, скорости движения и статической нагрузки на ось предлагаются дополнения к ПТЭ в части движения колеса с ползуном и

рассчитывается ожидаемый экономический эффект от применения этих рекомендаций.

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов по главам, заключения, библиографического списка, 2 приложений. Объем работы: 152 страницы машинописного текста, включая 54 рисунка, 2 таблицы и приложения на 2 страницах. Список литературы состоит из 145 источников. Общий объем работы 154 страницы.

Диссертационная работа выполнена в рамках отраслевой программы обеспечения устойчивого взаимодействия в системе «колесо-рельс» на 2009-2015 гг.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Теоретическим и экспериментальным исследованиям по вопросам взаимодействия колеса с ползуном и рельса посвящены работы Вериго М.Ф., Когана А.Я., Вершинского C.B., Данилова В.Н., Хусидова В.Д., Шахунянца Г.М., Добычина И.А., Комарова K.JL, Яшина А.Ф., Анисимова П.С., Сладковского A.B., Погорелова Д.Ю., Кудюрова JI.B., Туранова Х.Т., Воробьева A.A., Федорова В.В., Червинского В.П., Hersalek Stanislav, Masin Aloisi, Верхотина A.A., Богданова B.M., Сергеева Д.А., Ginalski Marian, Benedek Teofïl, Шевченко B.B., Жданова С.М., Birmann F., Яковлева В.Ф., Кудрявцева H.H., Кривошеева В.Н., Кривободрова A.A., Сато Ютака, Пахомова М.П., Кучеренко В.К., Семенова И.И., Костов Тодов, Данченко O.A., Towpik Kazimierz, Ono Kazuyosi, Itoo Yosio, Кузнецова A.B., Баранова B.A., Сакало В.И., Демьянова Ал.Ал. и других исследователей.

Труды авторов прошлых лет и настоящего времени, работающих в данном научном направлении, в основном посвящены: причинам образования геометрических неровностей на поверхности катания колеса; способам обнаружения ползунов, выбоин, наволакивания металла на поверхности катания колеса; взаимодействию колеса с неровностями на поверхности катания и рельсом; исследованию геометрических неровностей колес подвижного состава и рельсовых нитей; исследованию динамики колесных пар с изношенными бандажами; исследованию эксцентриситета железнодорожного колеса; исследованию износа бандажей железнодорожных колес вследствие трения скольжения; проблеме устойчивости движения колеса по рельсу; исследованию развития ползуна на поверхности катания колеса; другим аспектам проблемы.

К работам, посвященным причинам образования геометрических неровностей на поверхности катания колеса, относятся [35], [37-38], [58-59], [98], [103-104], [112]. В [103] отмечено, что «наиболее распространенным дефектом поверхности катания являются местные отколы кругового наплыва (25,56%), если не считать ползуны, образование которых в малой степени зависит от геометрии поверхности

катания колес». В [58-59] даны рекомендации по выбору стали для колес подвижного состава. В [38], [104], [112] приводится анализ причин образования ползунов на поверхности катания бандажей колес, а также рекомендации, направленные на снижение дефектов. Так, в [112] приведены следующие причины возникновения ползунов и наплывов на бандажах колес: неисправность тормозного оборудования и неудовлетворительное его содержание, оставление ручных тормозов включенными, атмосферные явления, примерзание тормозных колодок к бандажам колес, попад