автореферат диссертации по транспорту, 05.22.06, диссертация на тему:Комплексная система снижения интенсивности бокового износа рельсов на Забайкальской железной дороге

о

г з нов :>/М|ШИС!СрС1ЬО путец сообщения РФ

Забайкальская железная дорога Всероссийский ордена 'Грудовш о Красного Знамснс Паучно-исслсдовагсльский икешгутжелезнодорожного фанснорга (ВИИИЖГ)

На нравах рукописи УДК 625.143

I

Редькин Владимир Ильич

КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА СНИЖЕНИЯ ПШЕПСНШЮСТП БОКОВОЮ ИЗНОСА РКЛЬСОВ НА ЗАБАЙКАЛЬСКОЙ Ж.Д.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

• Специальность: 05.22.06. "Железнодорожный путь"

Чига - Москва 1998

Рабона выполнена на Забайкальской железной дорою и во Всероссийском 11ауч)]о-несдедол'пельеком институте железнодорожного транспорт МПС РФ.

Научный руководитель - Псвзнср Виктор Ошсровнч доктор технических наук, профессор.

Официальные оппоненты-

докюр технических наук Ромен Юрий Семенович,

кандидат технических наук Ермаков Вячеслав Михайлович.

Ведущее предприятие - Управление технической нодшики М11С РФ.

.Защита состоится " (^екЪЗрЯ__199_£Ц года н "0 ••

час на заседании диссертационного совета Д. 114.01.03 нри Всероссийском Научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта РФ по адресу: (129344, Москва," проезд Русанова, д. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в филиале Да 2 Щ1ТБ МПС по адресу. 129344, Москва, Игарский проезд, д. 2.

Автореферат разослан " 17- - ноября___199£ года.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять по адресу: 129851, Москва, 3-я Мытищинская ул., д. 10, Ученому секретарю В11ИИЖТ.

Л'ч

Ученый секретарь диссертационного ' 1 . I л»лл V /

соье1а, канд. техн. наук У^ * ^'Д-Кравченко

\

В современных условиях эксплуатации железных дорог Российской Федерации все возраснощую актуальность приобретает внедрение ресурсосберегающих технологий, обеспечивающих продление срока эффективной службы технических средств. В наибольшей степени это относится к хозяйству нуги, являющемуся основным элементом инфраструктуры железных дорог, в котором сосредоточено более 50 % стоимости основных фондов.

Одной из наиболее сложных задач ресурсосбережения является продление срока службы рельсов, непосредственно воспринимающих весь спектр нагрузок от колес подвижного состава.

Начиная с конца восьмидесятых годов, широкое распространение в кривых участках пути получило повреждение рельсов боковым износом головки. Па борьбе с этим видом повреждения рельса сосредоточены усилия научных коллективов и специалистов-практиков. Разрабатываемые мероприятия направлены как на поиск технических решений по продлению сроков службы рельсов, так и на выявление условий вэзникковения и механизма развития данного дефекта.

Однако решение этой задачи во многом сдерживалось из-за отсутствия точной и объективной информации о состоянии поверхности катания головок рельсов и, в первую очередь, о величине бокового износа.

Промеры, выполняемые с помощью ручного инструмента работниками различной квалификации 1-2 раза в год, не позволяли создать действенную систему мониторинга состояния рельсов и, соответственно, оценить эффективность принимаемых технических решений по снижению интенсивности износов.

Необходимость решения задач борьбы с бокоьым износом рельсов потребовала разработки и внедрения новых технических решений, как по средствам диагностики, так и по мерам продления сроков службы рельсов.

АКТУАЛЬН()(,"П> Ш'СИк'И-'.МЫ Условия эксплуатации технических средств (нуги и подвижного состава) на Забайкальской железной дороге отличаются по сравнению с другими дорогами большей еложносию вследствие географических и климатических условий, а также рсобснностямк прохождения трассы.

Дорош имеет наибольшую по ссги долю кривых участков (более 3S %). В этой ситуации изменения в характере перевозочного процесса проявляются на дороге наиболее рельефно.

Поэтому, котда па ссги дорог и конце восьмидесятых - начало девяностых юдои и рамках внедрения интенсивных технологий одновременно решались задачи ускорения пассажирских поездов и пропуска грузовых нос ¡дон повышенной массы и .гишы при одновременном увеличении осевых iiai р> зок грузовых вагонов до 25.75 тс, эю не могло не сказаться на работе дороги и, в первую очередь, на сосймшим путевого хозяйства.

13 этот же период на восточном полигоне, включающем весь главный ход дороги, был'организован пропуск маршрутов из восьмиосных цистерн массой 6000 - 8000 т - ежесуточно пропускалось до 10 1аких составов.

Вес эю способствовало интенсивному развитию процессов боковою износа рельсов ц кривых участках пущ и подреза гребней колес подвижного состава. '

В этих условиях на дороге, как и на всей ссги, начались интенсивные исследования по продлению сроков службы взаимодействующих элементов пути и подвижного состава.

В комплекс исследований входило решение следующих вопросов.

• разработка новых технологии, технических средств и смазок дня луб-рикации рельсов и колес подвижного состава,

• упрочнение контактирующих элементов пути и подвижного состава,

•совершенствование технических средств диагностики пути к годвижимо состава,

• совершенствование режимов вождения поездов.

Данная paooia, выполненная на Ззбайкдльской ж.д., хапиыся составной частью проводившихся на сети исследовании.

Весь этот комплекс исследований возглавил ВНИИЖТ - как головная научно-неслсдова(ел1»ск;и: организация железнодорожного транспорта.

ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Основной целью работы, вытекающей из необходимости обеспечения устойчивой зкемуатации технических средств Забайкальской ж.д. в современных условиях, является разработка комплексном ciicicmu обеспечения снижения интенсивности износа рельсов и подреза гребней до нормативных уровней.

11ри этом разрабатываемая система должна обеспечить пропуск поез-допотока с установленным!« скоростями при минимизации расходов на эксплуатацию технических средств, в части зависящей ог износов.

НАУЧНАЯ НОВИ И1А работы состоит а том, что га основе системного подхода к решению проблемы автором лично получены следующие результаты:

• создаиы п внедрены в практику диапюстшси луги и подвижного состава пршщипизльио новые техшпеские средства контроля параметров износов н геометрии пути;

• установлены основные закономерности развития износов рельсов и колес подвижного состава в условиях Забайкальской ж. д.;

• разрабо5гн и внедрен комплекс мер по снижению интенсивности износов взаимодействующих элементов пути и подвижно! о состава, базирующийся на полученных закономерностях и новых технологических решениях.

ИРАКТиЧЕСКАЯ 1 IKilHOCS b. В диссертационной pa6oie изложены научно-обоснованные технические и технологические разработки, обеспечивающие решение важной прикладной задачи - снижение интенсивности износов рельсов и гребией колее подвижного состава в условиях Забайкальской ж.д., что позволило продлить сроки их службы за счет:

• применения единои комплексной технологии луирикации рельсов и колес подшжного состава;

• применения новых технических средств диагностики состояния пуш

I

и подвижного состава; .

• применения новых технических средств лубрикации и смазочных материалов.

Полученные результаты также позволили:

• повысить скорости пропуска поездов,

•сократить количество предупреждений по состоянию пуш;

•повысить безопасность движения поездов.

РЕАЛИЗАЦИЯ РАКО'ГЫ. На основе полученных научных и практических результатов разработаны: .

• комплексная система размещения средств лубрикации на Забайкальской ж.д.; ■

• передвижная лаборатория комплексной диагностики объектов железнодорожного транспорта.

Расчетный экономический эффект от проведенных и внедренных работ составляет по Забайкальской ж.д. 19.3 млн. руб./год.

АНРОКАЦИЯ РАКОТЫ. Достоверность и обоснованность сформулированных в диссертационной работе положений, выводов и практических рекомендации подтверждается опытом работы дороги по внедрению комплексных технологий лубрикации взаимодействующих элементов пути и подвижного состава.

Основные научные положения и практические рекомендации были одобрены на:

- научно-техническом Совете Министерства путей сообщения;

- межвузовской научно-технической конференции ДВГАЛСе;

- на секции Дальневосточного отделения Академии Транспорта России,

- технических советах Забайкальской ж.д..

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 9 статьях и защищено 9 патентами. -

Работа содержит 456 стр. текста, 73 .иллюстраций, 47 таблиц, 1 приложение.

СОДЕРЖАНИЕ РА КОТЫ

В первой главе дана характеристика условий эксплу атации технических средств'на Забайкальской ж.д., которая является составным звеном Транссибирской магистрали. •

Характерной особенностью дороги является прокладка трассы, в основном, по речным долинам, следствием чего является наличие значительного количества кривых малого радиуса - до 35 % общей протяженности - при сравнительно небольших уклонах, за исключением нескольких перевальных участков, а на Могочинском н Сковородннском отделениях - соответственно 49.4 и 45.2 % общей длины. Протяженность кривых радиусом 299 м и менее составляет 0.3% длины дороги, радиусом 300 - 650 м - 22% развернутой длины. При этом профиль лишш позволяет водить тяжеловесные поезда массой до 8000 т с использованием толкачей лишь наотдельных участках.

Технические скорости грузовых поездов на дороге держатся, начиная с 1985 года на уровйс 44.5 - 46.5 км/ч.

Несмотря на снижение грузонапряженности в 1997 году по сравнению с 1990 годом почти в два раза, количество действующих на дороге предупреждений об ограничении скорости за этот период у величилось на 52% из-за из-носов и дефектности пути и искусствсиных сооружений. Однако, протяженность пути с ограничением скорости непосредственно по рельсам, достигнув максимума в 1989 году - 85 км - благодаря принимаемым мерам неуклонно снижалась и в 1997 году составила всего 12.3 км.

Средняя интенсивность бокового износа рельсов за период с 1988 года снизилась с 0.25 до 0.1 мм/млн. т, а максимальная интенсивность бокового износа в 2 и более раза выше средней, что свидетельствует о значительном влиянии на процессы взносов местных факторов.

На рис. 1 приведены данные по количеству ежегодно изымавшихся из пути рсльсов в т.ч. по д фекту 44. Как следует из приведенных данных, в последние годы изъятия по этому дефекту составляли в среднем 6000 шт./год.

Анализ параметров устройства кривых на дороге показал, что по крутизне отвода возвышения они соответствуют установленным скоростям движения.

Интенсивность износа гребней колес локомотивов за 1997 год и первые месяцы 1998 года по сравнению с 1996 годом благодаря принятым на дороге мерам и в первую очередь внедрению средств лубрикацни и установке автоматических грсбнесмазывателей снизилась по пассажирским электровозам на 7%, по грузовым - на 25% и по тепловозам на 35%. В отдельных депо снижение интенсивности износа значительно выше: в депо Чита - 60%, в депо Ерофей Павлович - 52%.

Таким образом^ основной причиной роста интенсивности бокового износа рельсов в кривых и подрезов гребнем а условиях Забайкальской ж.д. явилось нарушение равновесия во взаимодействии пути и подвижного состава при внедрении интенсивной технологии эксплуатационной рзботы, возникшее вследствие пропуска с малыми скоростями иагопоо с повышенными осевыми нагрузками, увеличения масс поездов и тяготей погруженности локомотивов, а также роста числа предупреждений» повлекших за собой снижение скоростей, эксплуатации в крнзых малого радиуса тепловозов большой . мощности с трехосными тележками, имеющими, плохие характеристики вписывания.

Следует также отметить, что повышение осевой загрузки вагонов, помимо непосредственного воздействия на путь, неизбежно сказалось на ухудшении состояния ходовых частей вагонов, что токах повлияло на интенсивность износа. Кроме того, движение вагопов с повышешюй загрузкой по кривым с ограничением скорости движения повлекло за собой изменение характера вписывания вагонов в кривые, обусловленное опирали м кузова на бо-

шт.

Рельсы, изъятые из пути

Года

СИ Всего по дороге — по рис.

Рис.1.

ковыс скользуны с соответствующим увеличением момента сопротивлеши повороту тележек относлгсльно кузова вагона.

Сложившееся на дороге положение с нзносами колес и рельсов, потребовало разработки и принятия мер по продлению сроков их службы.

Проводимые мероприятия по снижению интенсивности износов уже дали значительный положительный эффект на локомотивных и вагонных колесах и позволили более чем в 2 раза снизить среднюю интенсивность бокового износа рельсов. '

Основным из этих мероприятий было полное прикрытие всей дороги передвижными и стационарными средствами лубрикацин.

Разработка схемы их размещения потребовала изучения влияния различных факторов на интенсивность износов, в первую очередь, рельсов. Это связано с тем, что их невозможно изъять из пути для переобточки, как колеса подвижного состава, а стоимость тогаы рельсов непрерывно возрастает.

Влияние ряда факторов па интенсивность бвкового износа рельсов в условиях Забайкальской ж.д. рассмотрено во второй главе.

Явление бокового износа рельсов и меры п ^ борьбе с ним широко рассматривались в трудах отечественных и зарубежных ученых. В числе первых исследователей этого зяення профессора Н.П.Петров, А.А.Холодецкий, К.Ю.Цеглинскнй.

В более позднее время проблема рассматривалась' в работах В.Г.Альбрехта, В,И.Ангелейко, Г.Е.Андреева, С.М.Андриеьского, М.Ф.Вериго, Ю.Д.Волошко, В.Н.Данилова, Т.А.Евдокимова, О.П.Ершкова, Г.Г.Желнина, А.Ф.Золотарского, А.Я.Когана, П.Г.Козийчука, Н.И.Карпущенко, Ю Н.Ликратова, Б.Д.Никифорова, Н.А.Паньюша, В.О.Псвзнера, ВЛ.Порошика, Ю.СРомена, МЛ.Смирнова, МА.Фришмана, ХХоймана, Г.М.Шахуаялца, Е.А.Шура, В.Я.Шульги, И.П.Щапова, В.Ф.Яковлева, Л.И.Бартецьевой, В.М.Богданова, В.М.Ёрмакова, В.Б.Каменского, Б.В.Каратаева, В.Я.Карцева, Л,. .Крысанова, и.М.Кузнецова,

и

М.А.Левинзона, С.АЛинсва, В.С.Лысюка, Л.П.Мслентьева,

B.А.Молодикова, Ю.Н.Маркова, А.Н.Орловского, А.НЛротасова, А.И.Скакова, А.П.Татуревича, О.Н.Усковой, В.В.Цытаненко, П.П.Цуканова,

C.Н.Шар&юва, В.И.Широглазова, Г.Г.Ядрошниковой.

Выполненный обзор исследований показал, что интенсивность Сокового износа рельсов зависит от широко' о круга факторов, которые, в основном, можно разделить на три группы;

• неуправляемые - план и профиль линии. Их изменение возможно только при реконструкции линии.

•мало управляемые - грузонапряженность, уровень осевых нагрузок, веса поездов. Их изменение связано с реорганизацией эксплуатационной работы. ' _

•управляемые - скорости движения и соответствующие параметры устройства пути, твердость рельсов, применение средств лубрикацин.

. Исследование статистических закономерностей выхода рельсов из строя но боковому износу на дороге показало, что удельный выход, оцениваемый как отношение суммы изменения протяженности лежащих в пути рельсов с боковым износом более 15 мм и протяженности, смененных но боковому износу рельсов к прошедшему тоннажу держится на весьма высоком уровне (Таблица 1).

Таблица I

Годы 1988 1989 1990 1991 1991 1993 1994 1995 1996 1997

Удельный выход, шт./млн. т 129 45.3 53.6 124 96 58 74 195 144 170

При этом следует учитывать, что если ранее изымались рельсы с боковым износом до 25 мм, то в последние годы - 15 - 18 мм. Снижение протяженности пути с рельсами, имеющими боковой износ рельсов более 15 мм на 1.] .98 г. по сравнению с 1.1.95 г. составило почти 2 раза .

Сравнительная оценка выхода рельсов на дорогах восточного полигона (Таблица 2) показывас., что на Забайкальской ж.д. выход рельсов из строя по боковому износу существенно выше, чем на соседних дорогах и это может быть объяснено особенностями работ ы пути на дороге, и, в первую очередь, с уровнем непогашенных ускорений о кривых'.

' Таблица 2

Дорога Длина кривых радиусом 650 м >1 менее, км с Средний выход рельсов по боковому износу за 3 года, км Удельный выход ка 100 км кривых радиусом 650м, и менее, км/100 км

Восточно-Сибирская : 1590 97.3 6.12

Дальневосточная 1758 . 59.1 3.36

Забайкальская .1398 ■ .' 131.8 с 9.43

Для- оценки влияния непогашенных ускорений на интенсивность "око-вого износа в условиях Забайкальской лС.д. рассмотрены данные по 315 кривым большинства дистанции главного хода дорога. В результате было установлено, < го доля кривых, эксплуатируемых и? дороге с отрицательными непогашенными ускорениями до - 0.6 м/с2, составляет на дистанциях пути от 40% до 90% (ПЧ-8 -82%, ПЧ-11 - 90%).

По состоянию на 1.4Л 998 г. иа дороге отрицательные непогашенные ускорения ниже -0.3 м/с* имеют место в 2258 xpirewx.

По данным за 1997 год, на четном пути, где идет грузовой поток на восток, интенсивность бокового износа возрастает от 0.2- 0.24 мм/млн. т в диапазоне непогашенных ускорений ±0.3 м/с2 до 0.46 мм/млн.т при непогашенных ускорениях -0.5 м/с2 .

На нечетном пути (порожний поток поездов) интенсивность бокового износа не превышает 0.26 мм/млн. т во сеем диапазоне непогашенных ускорений +0.5 м/с2.

Наличие больших отрицательных непогашенных ускорений связано с действием длительных предупреждений об ограничении скорости, в основном, по состоянию земляного'полотна и искусственных сооружений.

Сравнение данных по Забайкальской и Восточно-Сибирской ж.д. показывает, что средняя величина непогашенного ускорения составляет на Забайкальской ж.д. - 0.23 м/с2 ( Н = 70 мм, К - 732 м, = 43.2 км/ч), а на Восточно-Сибирской только - 0.15 м/с2 ( Н = 68 мм, & = 734 м, Утсч = 50 км/ч). Сред 1нй выход рельсов за последние три года составил,на Забайкальской ж.д. ¡31.8 км, а на Восточно-Сибирской - 97.3 км. Учитывая актуальность вопроса, несмотря на высокую стоимость работ по изменению возвышений, в 1997 году на дорогах выправлено 644 кр.тые, а на 1998 год запланировано еще 154 кривые.

Явно выраженное направление грузового потока на Забайкальской ж.д. определяет существенное отличие в уровне осевых нагрузок по 1 и 2 пути-и даот возможность оценить влияние этого фактора иа интенсивность бокового износа.

Анализ отчетных данных за период с 1990 года показал, что средняя осевая нагрузка по четному пути составляет 18.5 тс, а по нечетному - 9.3 тс. Наличие данных по интенсивности бокового износа по дистанциям, позволило оценить связь этих факторов, исходя из зависимости:

И ■ ( Р

щмгнт_| ос. чет

^м.нечшн I,

где '

Иигяети и Иигпечгти - интенсивность бокового износа рельсов по четному и нечетному пути;

Расчет« и не*™ - соответствующие осевые нагрузки; П - искомый показатель степени.

При средних значениях интенсивности износа получено значение п = 0.59, что несколько ниже, чем в ранее опубликованных исследованиях. Для детального исследования этого явления были проведены расчеты вписывания четырехосного полувагона в кривые и определены значения фактора износа при Рлг — 18 тс и 9 тс для различных радиусов кривых но методике, разработанной к.т.н. М.ЛЛевинзоном.

После приведения результатов расчета к одному пропущенному тоннажу, получены следующие значения показателя п (Таблица 3).

Таблица 3

Радиус кривой (м) ' 350 500 650

Отношение факторов износа при одном пропущенном тоннаже . 0.8 1.35 1.75

Показатель степени п - 0.32 0.43 0.81

В кривых радиусом 1000 м а менее, в которых наблюдается наиболее интенсивный боковой износ на Забайкальской ж.д., средний радиус составляет 540 м, чему соответствует показатель степени П »0.54-0.56, хорошо совпадающей с результатами натурных наблюдений.

Это позволило сделать следующие выводы по оценке влияния осевых нагрузок на интенсивность бокового износа рельсов:

• степень влияния осевых нагрузок зависит от радиусов кривых, возрастая по мере увеличения радиусов, что объясняется относительным уменьшением как самих горизонтальных сил, так и углов набегания;

• по мере .' асыщения участков смазкой, улучшения состояли пути и ходовых частей подвижного состава влияние осевой нагрузки возрастает, так как падает влияние локальных факторов.

Влияние ширины рельсовой колеи на ичтенсивиость бокового износа анализировалось на основании результатов наблюдении за участками, за; и и-

тыми при сборка на различные нормы -ширины колеи, а'также результатов расчетов, выполненных на математической модели, разработанной в рамках

комплекса теоретических работ, проводимых под руководством д.т.н., про»

фсссора А.Я.Когана. В результате расчетов установлено, что влияние ширины колеи не превышает 10%.

Результаты эксплуатационных наблюдений показали, что в опытных и контрольных кривых радиусом 300-350 м максимальная интенсивность боковое мЗноса в кривых с шириной колеи 1520 мм примерно на 40% ниже, чем в контрольной, с шириной колен 1530 мм, а средняя - ниже на 15 -20%.

Таким образом, можно коне тировать, что нормативы устройства ширины колеи ие оказывают заметного влияния на интенсивность бокового износа рельсов, но возврат к нормам нсунифицироБанной ширины колеи ведет к резкому росту объемов перешивки и интенсивности расстройств ширины колеи. '

Анализ полученных результатов теоретических расчетов показывает, что основными показателями, влияющими на фактор износа, являются величины осевых нагрузок, коэффициента трения колес по рельсам и непогашенных ускорений.

Проьеденные исследования влияния на боковой износ рельсов параметров устройства пути и условии эксплуатации показали, что из рассмотрениях управляемых факторов наибольшее значение в условиях Забайкальской ж.д. имеет уровень непогашенных ускорений, который зависит от соот-ветс. мя уровня скоростей движения и еозвышснш наружного рельса в кривых, особенно примыкающих к местам действия длительных 01раничений скорости. В результате работ по уменьшению количества кривых, где это соответствие нарушалось, удалось добиться значительного снижения интенсивности износов.

В третьей главе рассмотрены вопросы совершенствования системы диагностики рельсовой колеи. Совершенствование системы управления техни-

ческпмп отрас.тями железнодорожного транспорта и, в первую очередь, путевого хозяйства, требует разработки и создания высокоточных средств диаг-НОС1ИКИ, обладающих необходимой эксплуатационной надежностью. Параметры геометрии рельсовой колеи и устройства пути в настоящее время достаточно успешно контролируются путензмернтелями ЦНИИ - 2 и ЦНИИ - 4, однако, на сети практически нет Надежных систем контроля таких параметров пути, как боковой износ, зазоры и ступеньки в стыках, температура рельсов, без коюрых практически невозможно создать устойчивую систему мониторинга боковою износа и своевременно принимать необходимые управленческие решения.

Ятя решения этих задач при одновременном контроле геометрии рельсовой колеи a у вязке с геометрией контактной сети на Забайкальской дороге в сотрудничестве с НПО " Спектр" была создана передвижная лаборатория контроля и диагностики параметров инфраструктуры. Для измерения игра-метров износа рельсов лаборатория оборудовала локальными матричными многопарамстровымн внхретоковыми преобразователями ( ВТП ), основанными на методах измерения вихревых токоа.

Совместный анализ данных контроля различных объектов системой ПЛКД позволяет получать комплексное заключение о сссготшп! инфраструктуры железнодорожного транспорта на данном участке или направлении в целом. *

В январе . 1998 г. на испытательном кольце ВШШЖТ <сг. Щербинка) были проведены испытания системы. Их цель заключалась з определении характеристик устойчивости и точности работы измерительных каналов в диапазоне скоростей до ICO км/ч, удобства и эффективности средств сбора, хранения, обработки и отображения данных измерений.

Анализ результатов испытаний показал устойчивую работу канала измерения бокового износа при скоростях движения до 80 км/ч при этом погрешность измерений составляла до 15-20 % от действительной величины.

Было установлено влияние формы износа на точность измерений. Для повышения точности измерения износа требуется корректировка коэффициентов преобразования сигналов датчиков в программе вычисления износов.

По итогам проведенных испытаний программно-аппаратный комплекс Ш1КД для измерения ширины колеи, бокового износа рельса, зазора и ступеньки в стыке, температуры рельсов, поперечного уровня, высоты п расположения кошакгного провода в плане, расположения опор контактной сети вдоль пути, а тахже система хранения, анализа и отображения собранных данных признаны соответствующими функциональному назначению.

Основываясь на положительных результатах испытаний ПЛКД на испытательном кольце ВНИИЖТа с мая 199$ г. организован систематический контроль парам строи геометрии путн н коггтахтпон сети в условиях дороги. Б первую очередь внимание \ дсляется контролю величин бокового износа для получения достоверных данных по интенсивности его развития в различных условиях эксплуатации.

В четвертой главе диссертационной работы описан разработанный под ру ководством автора комплекс мер, принимаемых па дороге для снижения интенсивности бокового износа рельсов.

Основным направлением борьбы с боковым износом рельсов была принята лубрикация с помощью передвижных и стационарных устройств. На дороге для нанесения смазки на боковую грань головки рельсов применяются передвижные рельсосмазысатедн трех систем:

- разработанная на дороге под руководством автора конструкция ваго-на-рельсосмазывателя, в котором смазка наносится с помощью форсунок на боковую грань головки рельса;

- дрезины да* нанесения смазки конструкшш Людиновского завода;

- электровозы ВЛ-60, оборудованные системой ВНИТИ для нанесения смазки.

11а .юдвнжиом состава активно внедряются средства, позволяющие снизить интенсивность подреза гребней - устройства автоматического греб-несмазьшання налом» тиьах, средства упрочнения и восстановления гребней колее.

13 1997 г. на дороге работало 16 электровозов - рельсосмазывателс.1, 4 дрезины рельсос.чазывателя, 4 вагона рельсосмазывателя собственной конструкции и в пути установлено 144 стационарных лубрикатора.

С учетом технических возможностей передвижных средств лубрикации с целью достижения максимального эффекта ^т их применения на дороге под руководством автора была разработана схема их размещения н зон обслуживания эшх средств, учитывающая фактические характеристики интенсивности износа. На участках наиболее интенсивного износа предусмотрено применение нескольких различных средств лубрикации.

Схема размещения передвижных средств лубрикации приведена на рис. 2 . •

Б таблице 4 приведены результаты сравнительной оценки эффективности применения различных средств лубрикации на дороге.

Таблица 4

Применяемые технические средства лубрикации Интенсивность бокового износа по путям,

Четный....... Нечетный

Вагоны-рельсосмаэыват^ш 0.17 0.19

Электровозы с устройствами для ианесения смазки 0.11 0.22

Дрез1 ш ы-рел ьсос'маз ывагели 0,11 0.09

Совместно вагоны-рельсосмазыватели и электровозы с устройствами для нанесения смазки о.з 0.25

Совместно дрезикы-рсльсосмазыватели и электровозы с устройствами для нанесения смазки 0.27 0.62

Совместно вагоны-рельсосмазыватели, дре-зины-рельеосмазыватели и электровозы с устройствами д.' 1 нанесения смаэхи 0.08 0 03

В среднем по дороге 0.16 0.29

■ Репер ají ыюя cxéfaa раьметения, и ff/iGgvf оБс^^жи&аниА щедвитыху^мсостш&ате^и на -Заьайкапьс/ои жел доьоге аладныи участок. ' .. ' г

ноп-1 • \ I

ПЧ-1 1 ЛЧ-2 I ПЧ-З I ,П<Ы< I ПЧ-& I ПЧ-6-| ПЧ-7 I пч-8 ■ *

п-завод

XvyiOK

у Чита. Кврьшшз liinjiKa ■■; Черныыеьбк,

• f/üßw/t/c fftyfäß/WMW,

¿fsemp гег/ткУп Ñ //uHMCltOA депо ¿te/Oíz-C- «i

(W-УОУГС* 1¿0jff// РАЗ i

flV-i/г/лгег f/a Гч-Борзя S72/0Jt г/vse/me éZ ss

TV- l/uma ¿■¡■jc-ja/s/e

7¡/-¿¿/tsjrjra • ¿¿foejvtftf fi/t ' P Û/-6P 2Û sf 3S

/п/- (fcr¿irírs/cr jß.v/e.v //<?

3 ftf-fpßa&j. ßJZ-бО

!4~ rlfrfCYV ' Tir-ffi. ßpFsejr&t tes-/* А/с # ГМьтв tí¿> 4P-9/1 2 2 *

ТЧ- //сггёягаю ¿/¿S-r jaf/с ... 70 Xí¡ (Oí

TV' Se.fûtcfo* 12-íjr - /а А/с.

Злбанха/ьсу

Рис. . 2.,

tVs

Vr

v

<0/

r<

Na V

II..

^ 1

' ^

Ii- ■

а* ъ .

& V

J : "

Л-:. * ^ .

о

Pt

о

rr

e

ÍÍ

à

«4

Âî о

sa

ft

va

i i

i: I

V

V ■

!

. i

^

V

1

ti t I

I

it

V V

i I

i ! s § s I

1

Sí

I

I *•■

II i

* 1

I I

Г

I §

4

V:

* I

CN

"tí-Q.

Средняя интенсивность бокового износа рельсов по дистанциям пути Забайкальской ж.д. (мм/млн.т брутто) за 1997 год приведена в таблице 5.

Таблица 5

Интенсивность бокового износа рельсов по дистанциям пути Забайкальской ж.д. в 1997 т., мм/млн.т брутто

Дистанции пути (ГГЧ) Четный 11\ТЪ Нечетный путь Дистанции пути (ПЧ) Четный путь Нечетный пуп,

114-1 П.Завод 0.18 ПЧ-12 Сковородино 0.2 0.38

1ТЧ-2 Хилок 0.08 НЧ-13 Талдан - -

ПЧ-3 Мопюн 0.3 ПЧ-14 Магдагачи 0.14 0.37

114-4 Чита 0.14 НЧ-15 Шимановская 0.12 0

114-5 Карымская 0 07 0.03 114-16 М.Чесноковск 0.07 -

ПЧ-6 Шилка 0.08 0.13 . 114-17 Ьелогорск . 0.05 0.09

ПЧ-7 Чернышевск 0.03 0.08 ПЧ-18 Завитая 0.12 0.18

ПЧ-8 Зилово 0.2 0.3 ПЧ-19 Бурея 0 0

ОМДП-9 Могоча 0.11 0.09 ПЧ-20 Борзя 0.15 0.14

ПЧ-10 Амазар 0.33 0.93 ПЧ-21 Маргуцек 0 -

ПЧ-11 Ер.Павлович 0.25 0.81

Приведенные в таблице данные показывают, что добиться одинаковой интенсивности боковою износа пока не удалось/ Наименьшая интенсивность бокового износа имеет место на участке совместной работы всех технических средств, где она в 2-3 раза ниже, чем в среднем по дороге. Разброс интенсивности бокового износа по четному пути составляет до 4 раз, по нечетному -

до 8 раз. Наибольшая интенсивность бокового износа имеет место на участке Могоча - Чернышсвск, где она почти в 2 раза выше, чем в среднем по дороге, несмотря на пршшмаемь.. меры] '

Необходимо та1сже отмстить, что в ряде случаев интенсивность" бокового износа по нечетному пути выше, чем по четному, что может быть объяснено недостаточной лубрикацией рельсов по нечетному пути и тем, что число осей на 1 млн. т. прошедшего груза по нечетному пути вдвое больше.

Из приведенных данных следует, что не во зсех случаях существующий порядок применения средств лубрикацин полностью снимает проблему бокового износа рельсов, без устранения влияния садшх факторов, вызывающих износ. ■ .

Оценкой эффективности применения средств лубрикацин на дороге может служить отношение максимальной интенсивности износа рельсов, наблюдаемой в случаях сбоев в работе лубрикаторов, к средней интенсивности износа^

Анализ данных по кривым, специально взятым под наблюдение на всех дистанциях пути, показал, что отношение .максимальной интенсивности износа к средней составляет но дороге 2,64.

Исходя из нолучешсых дашк .х, можно констатировать, что применение средств лубрикацин позволяет снизить интенсивность бокового износа рельсов в 2,64 раза (Тсак отношение максимальной шггенсивности износов . прн сбоях в работе средств лубрикацин к средней). В тоже, время наличие в отдельных кривых максимальной интенсивности бокового износа 0,4-0,6 мм/млн.т, аналогичное интенсивности в период конца восьмидесятых - начала девяностых годов, показывает, что на них основные факторы, вызывающие интенсивный боковой износ сохраняют свое действие.

Экономическая оценка эффективности проводимых на дороге мероприятий по сокращению расходов, вызванных повышенной интенсивностью бокового износа рельсов, выполненная согласно п. 2.3 "Методики определе-

ния эффекта внедрения мер по снижению износа гребней колес и рельсов", утвержденной МПС 30.06.97 (Ы ЦЭУП11 -26/13) с учетом трех основных составляющих:

- сокращение потребности в закупке новых рельсов;

- экономии в затратах, связанных с работами но замене рельсов;

- экономии в затратах,, связанные с предоставлением "окон" для замены

рельсов, .■

На основе данных по интенсивности бокового износа рельсов при наличии и отсутствии средств лубрикации определено, что смазка рельсов позволяет снизить их годовой выход по дефекту 44 на 2400 шт., что при ценах на рельсы 1998 г позволяет снизить затраты на их закупку на 19,1 млн.руб., а суммарное сокращение затрат с учетом остальных составляющих составит 19,3 млн.руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Применение разработанной под руководством автора системы организации работы средств лубрикации и совершенствования самих средств лубрикации на Забайкальской ж.д, позволили по данным за 1997 г снизить интенсивность бокозо. о износа рельсов в среднем по дороге в 2,6 раза.

2. Максимальная интенсивность бокового износа при отсутствии средств лубрикации составляет в отдельных кривых 0,4-0,6 ым/млн.т и находится на уровне максимальной интенсивности износа конца восьмидесятых -нача. а девяностых годов. Это свидетельствует о том, что на них продолжают действовать основные факторы, вызывающие повышенную интенсивность бокового износа рельсов в кривых.

3. Наибольшая эффективность от применения средсгв лубрикации достигнута на участках, где совместно применяются вагоны-рельсосмазывателк,

дрезины-рсльсосмазыоатели и электровозы с устройством для нанесения смазки. На этих участках средняя интенсивноегь бокового износа - 0,1 мм/млн.т, что обеспечивает нормативный срок службы рсльсоЬ. На учас"ак, где существующие объемы и частота нанесения смазки являются недостаточными, интенсивность бокового износа выше.

4. Созданная на дороге под руководством автора передвижная лаборатория комплексной диагностики состояния нуги и контактной сети, использующая принципиально новые вцхретоковые датчики измерения параметров рельсовой колеи и системы автоматизации внАсоконтроля для промеров контактной сети, является первым отечественным опытом по комплексному получению я анализу данных о различных объектах инфраструктуры железнодорожного транспорта

5. Система непрерывного измерения бокового износа рельсов с помощью вихретоковых датчиков позволяет организовать непрерывный контроль состояния рельсов и своевременно принимать меры при возрастании интенсивности бокового износа. Это позволит существенно снизить затраты на лубрикацию рельсов.

6. Оценка влияния показателей устройства и содержания пути, а также условий эксплуатации на интенсивность бокового износа рельсов а кривых показала, что:

6.1 Влияние норматива ширины колеи не превышает 10 %, но при унифицированных нормах ширины колен объем перешивки пути и, соответственно, выход из строя деревянных шпал ниже на 20-30%.

6.2 Влияние коэффициента трения колес по рельсам составляет 30-45 %.

6.3 Влияние уровня осевых нагрузок на интенсивность бокового износа ■зависит от радиуса кривых, возрастая в кривых более пологих радиусов. Для средних условий Забайкальской ж.д. (11=540 м) на основании натурных наблюдений и расчетов установлено соотношение

2<5

И.

«»1 _

р.

«1

р V ОС1 У

с показателем степени п ■= 0,6 в диапазоне непогашенных ускорений ¿0,5м/с2. '' ' •

6.4 Наивысшая интснсизность бокового износа имеет место на участках действия длительных ограничений скорости при избытке возвышения, приводящем к движению поездов; с непогашенными ускорениями до (-0,5-Ю,6) м/с2 и доходит др 0,5 -0,6 мм/млн т. Наименьшая интенсивность износа имеет место при аип=0-Ю.1м/с2.

7. Проведенные на дороге мероприятия по оборудованию локомотивов устройствами автоматического грсбнссмазывання, введение прикрепленной езды и методов стимул ироьлшя за снижение подреза гребней позволили только в 1997 г по сравнению с 1996 г добиться снижения интенсивности подреза гребней по пассажирским электровозам - на 7 по грузовым на 25 %, по тепловозам на 35 %. В тоже время разброс интенсивности подреза гребней на машинах одной серии, работающих в одном депо на постоянных участках доходит до 3,5 раз. .

8. Проведенные исследования показали, что помимо мероприятий, направленных на снижение бокового износа от воздействия массового подвижного состава необходимо уделять больше внимания воздействию отдельных единиц подвижного состава, формирующих значительную долю износов.

Основное содержание диссертационной работы наложено в девяти опубликованных статьях и подтверждайся девятью патентами:

1.Клюев В.В., Запускалов В.Г., Редькии В.И. и др. Стационарный комплекс контроля негабаритное™ груза и диагностики ходовых частей подвижного сосгава. Тезисы докладов семинара- совещания и 39-й научно-технической конференции ученых транспортных вузов, главных инженеров

дорог, отделений и линейных предприятий Дальневосточного региона. Под редакцией I ончарука С.М., Хабаровск, ДВГАПС, 1995, с. 16-17.

2. Певзнер В.О., Кдькнн В.И., Карцев В.Я. и др. Возвышение рс .ьса при смешанном движении . - " Путь и путевое хозяйство ", 1997, № 5, с. 3335.

3. Клюев В.В., Запускало» В.Г., Редькин В.И. и др. Перспективы развития мобильных комплексов для диагностики технических средств транспорта. Тезисы докладов семинара - совещания и 39-й научно-технической конференции ученых транспортных вузов, главных инженеров дорог, отделений и линейных предприятий Дальневосточного региона. Под редакцией Гоичарука С.М, Хабаровск, ДВГАПС, 1995, с. 17.

4. Клюев В.В., Запускалов В.Г., Редькин В.И. и др. Передвижная лаборатория комплексной диагностики объектов хозяйства сообщения Тезисы докладов 14-й научно-технической конференции " Неразрушающий кокгроль н диагностика ", Москва, Академия народного хозяйства, 1996, с. 509-510.

5. Клюев В.В., Запускалов В.Г., Редькин В.И. и др. Измерение радиуса

кривой железнодорожного пути методом коп фоля нормальных ускорений.

(

Тезисы докладов 14-й научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика", Москва, Академия народного хозяйства, 1996, с. 525.

6. Клюев В.В., Запускалов В.Г., Редькин В.И. и др. Многопараметровые • вихретоковые датчики для контроля параметров объектов железнодорожного транспорта. Тезисы докладов 14-й научно-технической конференции " Неразрушающий контроль и .диагностика ", Москва, Академия народного хозяйства, 1996, с. 526.

7. Редькин В.И., Запускалов В.Г., Певзнер В.О. и др. Новые средства диагностики. - " Железнодорожный транспорт", 1997, № 1, с. 36- 38.

8. Запускало» В.Г., Редькин В.И.. Егназарин A.B., Туробов Б.В., Ковалевский U.M. Современные элементы инфраструктуры АСУ - " Железнодорожный транспорт-, 19У8, № о, с. 2 - 5.

9. Певзиер В.О., Редькин В.И. Оптимизация возвышения в кривых на линиях смешанною движения. Сборник «Железнодорожный транспорт сегодня и зав фа». Юбилейная научно-техническая конференция. 1сзисы докладов Екатеринбург., 1998. с. 150.

10. Редькчн В.И., Ei назарян A.B., Заиускалов В Г., Туробов Б.В. Устройство для измерения радиуса кривой рельсового пути. Патент № 2066283 от 10.09.96r. ■

11. Клюев В.В., Редькнн В.И., Li иазарян A.B., Запускало» В.Г., Рябиев В.К., Туробов Б.В., Ковалевский В.М. Ус1ройс1во для диагностики ходовой части подвижно) о cociaaa. Патент Na 2066284 or 10.09.96r.

12. Залу скалов В.Г., Редькин В.И., Епдаарян A.B., Туробов Б.В., Соколов С.М., Ковалевский В.М. Мобильный контрольно-вычислительный диагностический комплекс Патент Xs 2066645 от 20.09.96r.

13. Редькин В.И., Егиазарян A.B., Рябиев В.К., Затгускалое В.Г., Туробов Б.В., Ковалевский В.М. Устройство для технической диашоешки рельсового пути. Патент № 2066646 от 20.09.96r.

14. Запускалоь Б.Г.,-Редькин В.И., Егиазарян A.B., Рябиев В.К., Туро-оов Б.В. Вихре;оковос устройство для ыногонарамстровою контроля объектов путей сообщения. Патент На 2082640 БИ Л'а 18,1997.

15. Занускалов В.Г., Редькин В.И., Ешазарян A.B., Рябцев В.К., Туробов Б.В., Печзнер В.О. Способ определения параметров износа ходовых частей подвижного состава. Патент № 2085424 БИ № 21,1997.

16. Запускалов В.Г., Редькин В.И., Егиазарян A.B., Рябиев В.К., Туробов Б.В., Певзнер В.О. Устройо ьо для диагностики состояния ходовых частей железнодорожного транспорта. Патент As 2085425 БИ Л'*> 21, 1997.

17. Запускалов В.Г., Редьккн В.И., Егиазарян Л.В.,Туробов Б.В. Наземный диагностический контрольно-вычислительный комплекс. Патент N» 2114872 ¿И .N'2 30, 1998. 1S. Запускхтоп В.Г., Редькин В.И., Егназарян Л.В.. Рябцев В.К., Туробов Б.В. Стенд для проверки матричных ВТП. Патент .V» 2082641 БИ 18, 1997.

В.Редькин

/

Подписано к печати '< 98

Формат бумаги 60 к 90 1/16. Объем <5 п.л.

Заказ-?«* Тираж экз.

Типография В№ШТ, 3-я Мытищинская ул., д. 10.

Введение:

Глава 1. Характеристика условий эксплуатации технических средств на Забайкальской железной дороге.

1.1. Показатели эксплуатационной работы.

1.2. Показатели работы пути на Забайкальской железной дороге.

1.3. Анализ параметров устройства кривых.

1.4. Анализ интенсивности подреза гребней колес локомотивов на Забайкальской железной дороге.

1.5. Анализ интенсивности подреза гребней колес вагонов на Забайкальской железной дороге.

Глава 2. Основные факторы, определяющие боковой износ рельсов на Забайкальской железной дороге и зависящие от параметров устройства пути и условий эксплуатации.

2.1. Обзор исследований по боковому износу рельсов.

2.2. Основные статистические закономерности выхода рельсов из строя по боковому износу на Забайкальской железной дороге.

2.3. Оценка влияния скоростей движения поездов и непогашенных ускорений на показатели взаимодействия пути и подвижного состава.

2.4. Влияние непогашенных ускорений на интенсивность бокового износа.

2.5. Оценка влияния осевых нагрузок на интенсивность бокового износа.

2.6. Оценка влияния ширины колеи в кривых на интенсивность бокового износа.

2.6.1.Обзор исследований по влиянию ширины колеи на боковой износ рельсов.

2.6.2.Результаты наблюдений на Забайкальской железной дороге.

2.6.3.Результаты теоретического исследования влияния ширины колеи на боковой износ рельсов.

Глава 3. Совершенствование системы диагностики рельсовой колеи.

3.1. Основные принципы разрабатываемой системы.

3.2. Результаты испытаний системы.

3.2.1.Результаты испытаний отдельных каналов.

3.2.2.Выводы по результатам испытаний и рекомендации по возможностям использования системы.

3.3. Результаты промеров величин износов на дороге с помощью ПЛКД.

Глава 4. Комплекс мер по снижению интенсивности бокового износа рельсов.

4.1. Работа передвижных и стационарных средств лубрикации.

4.2. Оценка эффективности применения средств лубрикации.

4.3. Экономическая оценка полученных результатов. Заключение.

В современных условиях эксплуатации железных дорог Российской Федерации все возрастающую актуальность приобретает внедрение ресурсосберегающих технологий, обеспечивающих продление срока службы технических средств. В наибольшей степени это относится к хозяйству пути, являющемуся основным элементом инфрастуктуры железных дорог, в котором сосредоточено более 50% стоимости основных фондов.

Одной из наиболее сложных задач ресурсосбережения является продление срока службы рельсов, непосредственно воспринимающих весь спектр нагрузок от колес подвижного состава.

Начиная с конца восьмидесятых годов широкое распространение в кривых участках пути получило повреждение рельсов боковым износом головки. На борьбе с этим видом повреждения рельса сосредоточены усилия научных коллективов и специалистов-практиков. Разрабатываемые мероприятия направлены как на поиск технических решений по продлению сроков службы рельсов, так и на выявление условий возникновения и механизма развития данного дефекта.

Однако, решение этой задачи во многом сдерживалось из-за отсутствия точной и объективной информации о состоянии поверхности катания головки рельсов и, в первую очередь, о величине и интенсивности бокового износа.

Промеры, выполняемые с помощью ручного инструмента работниками различной квалификации 1-2 раза в год, не позволяли создать действенную систему мониторинга состояния рельсов и, соответственно, оценить эффективность принимаемых технических решений по снижению интенсивности износов.

Необходимость решения задач борьбы с боковым износом рельсов потребовала разработки и внедрения новых технических решений как по средствам диагностики, так и по мерам продления сроков службы рельсов.

Актуальность проблемы.

Условия эксплуатации технических средств (пути и подвижного состава) на Забайкальской железной дороге отличаются по сравнению с другими дорогами большей сложностью вследствие географических и климатических условий, а также особенностями прохождения трассы.

Дорога имеет наибольшую по сети долю кривых участков (более 38%). В этой ситуации изменения в характере перевозочного процесса проявляются на дороге наиболее рельефно.

Поэтому, когда на сети дорог в конце восьмидесятых - начале девяностых годов в рамках внедрения интенсивных технологий одновременно решались задачи ускорения пассажирских поездов и пропуска грузовых поездов повышенной массы и длины при одновременном увеличении осевых нагрузок грузовых вагонов до 25, 75 т, это не могло не сказаться на работе дороги и, в первую очередь, на состоянии путевого хозяйства.

В этот же период на восточном полигоне, включающем весь главный ход дороги, был организован пропуск маршрутов из восьмиосных цистерн массой 6000-8000 т. Ежесуточно пропускалось до 10 таких составов.

Все это привело к интенсивному развитию процессов бокового износа рельсов в кривых участках пути и подреза гребней колес подвижного состава.

В этих условиях на дороге, как и на всей сети, начались интенсивные исследования по продлению сроков службы взаимодействующих элементов пути и подвижного состава.

В комплекс исследований входило решение следующих вопросов:

- разработка новых технологий, технических средств и смазок для лубрикации рельсов и колес подвижного состава;

- упрочнение контактирующих элементов пути и подвижного состава;

- совершенствование технических средств диагностики пути и подвижного состава;

- совершенствование режимов вождения поездов и т.д.

Весь этот комплекс исследований возглавил ВНИИЖТ - как головная научно-исследовательская организация железнодорожного транспорта (руководитель темы - кандидат технических наук В.М.Богданов).

Данная работа, выполненная на Забайкальской железной дороге, является составной частью проводившихся исследований.

Основная цель работы.

Основной целью работы, вытекающей из необходимости обеспечения устойчивой эксплуатации технических средств Забайкальской железной дороги в современных условиях, является разработка комплексной системы обеспечения снижения интенсивности износа рельсов и подреза гребней до нормативных уровней.

При этом, разрабатываемая система должна обеспечить пропуск поездопотока с установленными скоростями при минимизации расходов на эксплуатацию технических средств, в части зависящих от износов.

Научная новизна.

Автором лично получены следующие результаты:

- созданы и внедрены в практику диагностики пути и подвижного состава принципиально новые технические средства контроля параметров износов и геометрии пути;

- установлены основные закономерности развития износов рельсов и колес подвижного состава в условиях Забайкальской железной дороги; разработан комплекс мер по снижению интенсивности износов взаимодействующих элементов пути и подвижного состава, базирующийся на полученных закономерностях и новых технологических решениях.

Практическая ценность.

В диссертационной работе изложены научно обоснованные технические и технологические разработки, обеспечивающие решение важной прикладной задачи - снижение интенсивности износов рельсов и гребней колес подвижного состава в условиях Забайкальской железной дороги, что позволило продлить сроки их службы за счет:

- применения единой комплексной технологии лубрикации рельсов и колес подвижного состава;

- применения новых технических средств диагностики состояния пути и подвижного состава;

- применения новых технических средств лубрикации и смазочных материалов.

Полученные результаты также позволили:

- повысить скорости пропуска поездов;

- сократить количество предупреждений по состоянию пути;

- повысить безопасность движения поездов.

Реализация работы.

На основе полученных научных и практических результатов разработаны:

- комплексная система прикрытия средствами лубрикации Забайкальской железной дороги; передвижная лаборатория комплексной диагностики объектов железнодорожного транспорта;

Расчетный экономический эффект от проводимых работ составляет по путевому хозяйству Забайкальской железной дороги 16419 тыс.руб. в год.

Апробация работы.

Достоверность и обоснованность сформулированных в диссертационной работе положений, выводов и практических рекомендаций подтверждается опытом работы дороги по внедрению комплексных технологий лубрикации взаимодействующих элементов пути и подвижного состава.

Основные научные положения и практические рекомендации были доложены и одобрены:

- на научно-техническом совете МПС РФ 11.09.1998 года;

- на межвузовской научно-технической конференции ДВГАПСа;

- на секции Дальневосточного отделения Академии Транспорта России;

- на региональном совещании главных инженеров дорог и вузов Дальневосточного региона;

- на технических советах Забайкальской железной дороги.

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 9 статьях и подтверждено 9 патентами РФ. 6

3.2.2. Выводы по результатам испытаний и рекомендации по возможностям использования системы.

По итогам проведенных испытаний программно-аппаратный комплекс ПЛКД для измерения ширины колеи, бокового износа рельса, зазора и ступеньки в стыке, температуры рельсов, радиуса кривой, поперечного уровня и уклона пути, высоты и расположения контактного провода в плане, расположения опор контактной сети вдоль пути, а также система хранения, анализа и отображения собранных данных могут быть признаны соответствующими функциональному назначению.

Все компоненты выполнены модульно, на основании использования унифицированных средств сопряжения. Добавление новых возможностей и совершенствование уже имеющихся может происходить в ходе эксплуатации системы.

Достигнутая в ходе испытаний точность измерения уровня , уклона и кривизны пути не позволяет использовать ПЛКД в качестве вагона-путеизмерителя без существенной доработки аппаратуры.

Каналы измерения параметров рельсовой колеи на основе вихретоковых датчиков являются первыми в отечественной практике и по результатам рабочих и настоящих испытаний показали целесообразность их активного использования в составе железнодорожной диагностической аппаратуры. Так же надо использовать канал измерения температуры рельсов.

Подобной уникальностью обладают и каналы измерений расположения контактного провода по высоте и в плане на основе использования систем технического зрения. Опыт разработки системы технического зрения в составе ПЛКД показал целесообразность использования подобных систем и в других диагностических средствах.

Комплексирование отдельных датчиков и подсистем требует трудозатрат совместимых с затратами на разработку самих датчиков. Это обстоятельство необходимо учитывать при желании использовать отдельные подсистемы испытанного комплекса в составе других диагностических комплексов.

Система сбора, хранения, обработки и отображения данных о состоянии пути и контактной сети в составе ПЛКД (ИСС «Путь») является первым м отечественным опытом по комплексному сведению данных о различных объектах инфраструктуры железнодорожного хозяйства.

ИСС «Путь» имеет современный графический интерфейс, рассчитанный на пользователя неспециалиста в вычислительной технике. Опыт эксплуатации этой системы показал его удобство и дружелюбность пользователю при выполнении самых разнообразных операций с системой.

Встроенные алгоритмы обработки собранных данных и аппарат автоматизированного формирования отчетных форм позволяют оперативно, по завершению инспекционного объезда выдать заинтересованным службам дороги ведомости количественных оценок по контролируемым параметрам.

Возможность сравнения данных, собранных на одних и тех же перегонах в различное время может быть информационной основой для анализа тренда изменения параметров и прогноза их будущего состояния.

Совместный анализ данных о состоянии различных объектов открывает возможность делать выводы и о тех параметрах состояния объектов инфраструктуры железнодорожного хозяйства, которые непосредственно не измеряются подсистемами ПЛКД.

Первый опыт использования ИСС «Путь» в сочетании с другими подсистемами ПЛКД показал, что этот комплекс может успешно использоваться как для оперативного контроля состояния, так и для проведения паспортизации объектов инфраструктуры железнодорожного хозяйства.

3.3. Результаты промеров величины износов на дороге с помощью ПЛКД.

Основываясь на положительных результатах испытаний ПЛКД на испытательном кольце ВНИИЖТа, после внесения необходимых коррективов в аппаратно-программный комплекс в апреле 1998 г. были организованы массовые промеры величин бокового износа рельсов на дороге с одновременным измерением всех других параметров инфраструктуры.

Вагон-лаборатория осуществляет проверки состояния пути и контактной сети по утвержденному графику на всем протяжении магистрального хода дороги от станции Петровский Завод до станции Архара. Результаты обследования хранятся в памяти ЭВМ и в дальнейшем по мере накопления информации будут использованы для прогнозирования состояния и планирования ремонтов технических средств.

В процессе эксплуатации ВТП показала высокую надежность в различных климатических и погодных условиях. Одновременно выявлены некоторые недоработки в программном обеспечении. Формы выдаваемой информации по согласованию с пользователями могут быть представлены в различных масштабах при необходимости в виде графиков и таблиц (Рис.3.12-3.20, таблица 3.6).

В настоящее время совершенствуется программное обеспечение комплекса и дорабатываются датчики положения пути в плане.

Рис.3.12

Рис.3.15.

7 243 500 7 244 ООО

Расстояние, м

Рис.3.19.

7 244 500

7 245 ООО

7 245 500

Ni

I I I I I I

7 243 000 7 243 050 7 243 100

7 243 150 7 243 200 7 243 250

Расстояние, м

Рис.3.20.

7 243 300 i i

7 243 350 7 243 400 i "I i i i'

7 243 450 7 2

4/4

0188 Улягир - Мадалан - 18.08.98г.

Дефекты по параметру «Износ правого рельса» (всего 30) Норматив: 0 Допуск «+»: 15 Допуск « - » : 0

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

1. Применение разработанной под руководством автора системы лубрикации на Забайкальской железной дороге позволило по данным за 1997 год снизить интенсивность бокового износа рельсов в среднем по дороге в 2,6 раза.

2. Максимальная интенсивность бокового износа при отсутствии средств лубрикации составляет 0,5 -г- 0,6 мм/млн.т. и находится на уровне максимальной интенсивности износа конца 80-х и начала 90-х годов. Это свидетельствует о том, что продолжают действовать основные факторы, вызывающие повышенную интенсивность бокового износа рельсов в кривых.

3. Наибольшая эффективность от применения средств лубрикации достигнута на участках, где совместно применяются вагоны-рельсосмазыватели, дрезины-рельсосмазыватели и электровозы с устройствами для нанесения смазки. На этих участках средняя интенсивность бокового износа ~ 0,1 мм/млн.т., что обеспечивает нормативный срок службы рельсов. На участках, где интенсивность бокового износа рельсов выше, существующие объемы и частота нанесения смазки являются недостаточными.

4.Созданная на дороге под руководством автора передвижная лаборатория комплексной диагностики состояния пути и контактной сети, использующая принципиально новые вихретоковые датчики измерения параметров рельсовой колеи и системы автоматизации видеоконтроля для промеров контактной сети, является первым отечественным опытом по комплексному сведению данных о различных объектах инфраструктуры железнодорожного транспорта.

5. Система непрерывного контроля бокового износа рельсов с помощью вихретоковых датчиков позволяет организовать непрерывный контроль состояния рельсов и своевременно принимать меры при возрастании интенсивности бокового износа, что позволит существенно снизить затраты на лубрикацию рельсов.

6. Оценка влияния показателей устройств и содержания пути, а также условий его эксплуатации, на интенсивность бокового износа рельсов в кривых показала, что:

6.1.Влияние норматива ширины колеи не превышает 5-7%, но при унифицированных нормах ширины колеи интенсивность расстройства пути и выход из строя деревянных шпал ниже на 20-30%.

6.2.Влияние коэффициента трения колес по рельсам составляет 30-45% от расчетной величины фактора износа.

4 б"

6.3.Влияние уровня осевых нагрузок зависит от радиуса кривых, возрастая в кривых более пологих радиусов. Для средних условий Забайкальской железной дороги (Я = 540 м) на основании натурных наблюдений и расчетов установлено соотношение: ииз1 Рос! -=(-)■ и, из2 ос2 с показателем степени п = 0.6

6.4.Наиболыпая интенсивность бокового износа имеет место на участках действия длительных ограничений скорости при избытке возвышения, приводящим к движению поездов с непогашенными ускорениями до ( -0,5) ч- ( - 0,6) м/с и доходит до 0,5 мм/млн.т. Наименьшая интенсивность износа имеет место при анп = 0 -4-0,1 м/с2.

7. Проведение на дороге мероприятий по оборудованию локомотивов устройствами автоматического гребнесмазывания, введение прикрепленной езды и методов стимулирования за снижение подреза гребней позволили только в 1997 году по сравнению с 1996 годом добиться снижения интенсивности подреза по пассажирским электровозам на 7%, по грузовым -на 25%, по тепловозам на 35%. В то же время разброс интенсивности подреза гребней на машинах одной серии, работающих в одном депо на постоянных участках доходит до 3,5 раз.

8.Проведенные исследования показали, что помимо мероприятий, направленных на снижение бокового износа от воздействия массового подвижного состава, необходимо уделять больше внимания воздействию отдельных единиц подвижного состава, формирующих значительную долю износов.

1. Шахунянц Г.М., Ершков О.П. Развитие науки и техники в области пути. Очерки развития железнодорожной науки и техники.- М.:, 1953.- С.51-67.

2. Ускова О.Н. Работа в пути опытных рельсов, М.: - 1936. - С.240.

3. Золотарский А.Ф. Износ и сроки службы рельсов: Вопросы исследования работы рельсов. // Тр. ВНИИЖТ. 1946. - С.487.

4. Скаков А.И. Качество железнодорожных рельсов. М.: Металлург. - 1955. -С.87-127.

5. Козийчук П.Г. Износ рельсов в кривых в связи с возвышением наружного рельса и уширением колеи: Тр. Киевский ин-т инженеров ж-д. трансп. -1934.- С.7-67.

6. Щапов Н.П., Золотарский А.Ф., Цуканов П.П. Работоспособность рельсовой стали и пути ее повышения. // Вестн. ВНИИЖТ. М. - 1963. - № 6, - С.3-7.

7. Цуканов П.П. Эксплуатационная стойкость рельсов современного производства: Исследования рельсов тяжелых типов. // Тр. ВНИИЖТ. М. -1961. Вып. 220. - С.4-32.

8. Шахунянц Г.М. Расчеты верхнего строения пути. М: Трансжелдориздат, 1959. - С.71-149.

9. Мелентьев Л.П. Исследование причин бокового износа рельсов в кривых:

10. Исследования рельсов тяжелых типов. // Тр. ВНИИЖТ. 1958 - Вып. 154. -С.261-311.

11. Ю.Мелентьев Л.П. Влияние формы головки рельса на интенсивность развития бокового износа и дефект 82. Исследования рельсов тяжелых типов. // Тр. ВНИИЖТ.-1961.- Вып. 220. -С.123-143.

12. П.Андриевский С.М. Боковой износ рельсов в кривых. // Тр. ВНИИЖТ. -1961.- Вып. 207. С.128.

13. Шафрановский А.К. Результаты экспериментального определения мест контакта колеса и рельса: Особенности работы в пути рельсов с контактными повреждениями. / Под ред. проф. Вериго М.Ф. М.-Трансжелдориздат. - 1963. - С.99-145.

14. Лужнов Ю.М., Копысов B.C., Карпечко И.П. Исследование напряженного состояния материала в контактной зоне колеса с рельсов. Физико-химическая механика сцепления. // Тр. / Моск.ин-т. инженеров трансп. -1973. Выпуск 445. - С. 100-109.

15. Молодиков В.А. О возможных путях увеличения нагрузок, возникающих в контактах колес локомотивов с рельсами: Взаимодействие пути и подвижного состава при высоких скоростях движения и повышенных осевых нагрузках. // Тр. ВНИИЖТ. Вып. 592. - С. 121-133.

16. Яковлев В.Ф. Исследование контактных напряжений в элементах колеса и рельса при действии вертикальных и касательных сил: Исследование контактной прочности рельсов. // Тр. / Ленингр.ин-т инженеров ж-д. трансп. 1962. - Вып. 187. - С.3-89.

17. Крысанов Л.Г., Джанполадова Л.А. Работа рельсов в кривых в различных эксплуатационных условиях. Скорости движения поездов в кривых. // Тр. ВНИИЖТ. 1988. - С.72-80.

18. Вериго М.Ф., Каменский В.Б. Совершенствование норм содержания пути и подвижного состава. // Ж-д. трансп. 1994. № 11. - С.30-36.

19. Мелентьев Л.П., Порошин В.Л., Фадеев С.И. Содержание и ремонт рельсов. -М.- 1974. С.45.

20. Сливец Д.П. О сплошной смене рельсов. // Путь и путевое хоз-во. 1994. -№ 10.- С.13.

21. Рейхарт В.А. Можно ли узнать, соответствуют рельсы конкретным условиям, или нет?. // Путь и путевое хоз-во. 1994. - № 8. - С.10-12.

22. Бельтюков В.П. Твердость и боковой износ. // Путь и путевое хоз-во.1991.- № 11.- С.27.

23. Вериго М.Ф. Взаимодействие пути и подвижного состава в кривых малого радиуса и борьба с боковым износом рельсов и гребней колес. М. - 1997. С.207.

24. Иванов П.С., Галунин А.П. Система причин. // Жд. трансп. 1997. - № 12. -С.40-41.

25. Богданов В.М., Евдокимов Ю.А., Кашников В.Н., Майба И.А. Возможные способы борьбы. // Ж-д. трансп. 1996. - № 12. - С.30-31.

26. Никифоров Б.Д. Причины и способы предупреждения износа гребней колесных пар. // Ж-д. трансп. 1995. - № 10. - С.36-40.

27. Крысанов Л.Г., Никулин А.Н., Джанполадова Л.А. Рельсы специального профиля для наружных нитей кривых участков пути. // Вестн. ВНИИЖТ. -№2.- 1992.-С.8-11.

28. Мелентьев Л.П. Как использовать рельсы Р65К. // Путь и путевое хоз-во.1992.- №4.- С.10.

29. Богданов В.М. Снижение интенсивности износа гребней колес и бокового износа рельсов. // Ж-д. трансп. 1992. - № 12. - С.30-34.

30. Крысанов Л.Г., Джанполадова JI.A. Перекладка рельсов в кривых. // Путь и путевое хоз-во. 1992. - № 8. - С. 18-19.

31. Васильев A.C. Боковой износ стал меньше. // Путь и путевое хоз-во. -1992. -№ 11.-С.9.

32. Широглазов В.В. Влияние режимов эксплуатации локомотивов на износ гребней. // Ж-д. трансп. 1992. - № 9. - С.64-68.

33. Крутиков A.M., Григорьев О.В. Причины неравномерного износа рельсов. // Путь и путевое хоз-во. 1992. - № 9. - С. 12.

34. Кузнецов В.М. Об износе гребней колес и рельсов. Путь и путевое хоз-во. -1996.- № 5. С.12-14.

35. Певзнер В.О. Влияние ширины колеи. // Ж-д. трансп. 1996. - № 12. - С.36-39.

36. Ермаков В.М., Войцеховская Н.В., Степанова Г.Е. Причины бокового износа рельсов. // Путь и путевое хоз-во. 1997. - № 8. - С.2-5.

37. Карпущенко Н.И., Николаенко A.A., Ядрошникова Г.Г. Влияние ширины колеи на износ рельса. // Путь и путевое хоз-во. 1997. - № 3. - С. 18-21.

38. Каменский В.Б., Певзнер В.О. Для чего нужна новая методика. // Путь и путевое хоз-во. -1997. № 6. - С.19-21.

39. Eisenbahntechnische Rundechau, 1991, № 1/2, s. 87-92.

40. Railway Gazzette International, 1993, № 1, p. 51.

41. Railway Technology International., 1993, p. 218-223.

42. Zarembski A. The evolution and application of rail profile grinding. // American Railway Engineering Association, 1988-1989, № 718, p. 471-487.

43. Шахунянц Г.М. Расчеты верхнего строения пути. М: Трансжелдориздат, 1959.- С.129.

44. Welty G. Tracking heavy-car impact // Railway Age, 1989, N 3, p.29-31.

45. Цеглинский К.Ю. Железнодорожный путь в кривых: М., 1903.

46. Крачковский В.П. Нормы уширения пути в кривых. // Ж-д. дело. 1931. -№ 1.

47. Королев К.П. Вписывание паровозов в кривые участки пути. // Тр. ЦНИИ МПС. 1950.-Вып. №37.

48. Козийчук В.П., Королев К.П. Об унификации ширины колеи в прямых и кривых участках пути. // Техника железных дорог. 1948. - № 11.

49. Ершков О.П., Мелентьев Л.П., Яхов М.С. Расчеты железнодорожного пути и порядок его устройства. // Тр. ЦНИИ МПС. 1960. - Вып. 192.

50. Ершков О.П. Вопросы подготовки железнодорожного пути к высоким скоростям движения. // Тр. ЦНИИ МПС. 1959.- Вып. 176.

51. Фришман М.А. Исследование взаимодействия пути и подвижного состава методом киносъемки. М., Трансжелдориздат, 1950.

52. Фришман М.А., Шпак Т.М. Унификации ширины колеи в прямых и кривых. // Информационное письмо ДИИТ, № 5 (20). Днепропетровск, 1957.

53. Bazawt. J. Spurweite im Schienenverkehr. « Glasers Annalen», 1959, № 10.

54. Американская железнодорожная энциклопедия: Пер. с англ. М: Трансжелдориздат, 1969.

55. Хемнетт Р. Английский железнодорожный путь. Пер. с англ. М., Трансжелдориздат, 1969.

56. Шрамм Г. Верхнее строение и содержание пути железных дорог ФРГ. Пер. с нем. М., Трансжелдориздат, 1962.

57. Милошевич С. Регулирование пути в прямых и кривых. Пер. с серб.-хорв. 1968.

58. Чернышев М.А. Расчеты ширины колеи в кривых. // Вест. ЦНИИ МПС. 1965. - № 5. - С.16-18.

59. Крейнис З.Л., Певзнер В.О. Экспериментальное определение боковых сил в кривой в радиусе 400 м. // Тр. ВЗИИТ. 1960. - Вып. - № 42. - С.38-62.

60. Младенов Г.И. Някои въпроси по разширенията в кривите «Железопътем. Транспорт». 1969.- №10.- С.11-12.

61. Solid lubricants aid urban rail transit systems // Programme Railroading, 1992, № 5, p.64.

62. Hubertus Hohne Verschleißminimierung in Weichen // Eisenbahningenieur, 1993, №3, s.155-157.

63. Muller R. Optimierung der Wirtschafteichkeit bei Fahrzeugen und Fahrwagen durch. Modelle// Eisenbahntechnische Rundschau, 1993, № 3, s.171-174.$■-О

64. Вериго М.Ф. Взаимодействие пути и подвижного состава в кривых малого радиуса и борьба с боковым износом рельсов и гребней колес. // Бюл. ОСЖД. 1998. - № 4. - С. 10-14.

65. Редькин В.И., Запускалов В.Г., Певзнер В.О. и др. Новые средства диагностики. // Ж-д. трансп. 1997. -№ 1. - С.36-38.

66. Запускалов В.Г., Редькин В.И., Егиазарян A.B., Рябцев В.К., Туробов Б.В. Вихретоковое устройство для многопараметрового контроля объектов путей сообщения. Патент № 2082640 БИ № 18, 1997.

67. Запускалов В.Г., Редькин В.И., Егиазарян A.B., Туробов Б.В., Соколов С.М., Ковалевский В.М. Мобильный контрольно-вычислительный диагностический комплекс. Патент № 2066645 от 20.09.96г.

68. Редькин В.И., Егиазарян A.B., Рябцев В.К., Запускалов В.Г., Туробов Б.В., Ковалевский В.М. Устройство для технической диагностики рельсового пути. Патент № 2066646 от 20.09.96г.

69. Редькин В.И., Егиазарян A.B., Запускалов В.Г., Туробов Б.В. Устройство для измерения радиуса кривой рельсового пути. Патент № 2066283 от 10.09.96г.

70. Клюев В.В., Редькин В.И., Егиазарян A.B., Запускалов В.Г., Рябцев В.К., Туробов Б.В., Ковалевский В.М. Устройство для диагностики ходовых частей подвижного состава. Патент № 2066284 от 10.09.96г.

71. Запускалов В.Г., Редькин В.И., Егиазарян A.B., Рябцев В.К., Туробов Б.В., Певзнер В.О. Способ определения параметров износа ходовых частей подвижного состава. Патент № 2085424 БИ № 21, 1997.

72. Запускалов В.Г., Редькин В.И., Егиазарян A.B., Рябцев В.К., Туробов Б.В., Певзнер В.О. Устройство для диагностики состояния ходовых частей железнодорожного транспорта. Патент № 2085425 БИ № 21, 1997.

73. Запускалов В.Г., Редькин В.И., Егиазарян A.B., Туробов Б.В. Наземный диагностический контрольно-вычислительный комплекс. Патент № 2114872 БИ№ 30, 1998.

74. Запускалов В.Г., Редькин В.И., Егиазарян A.B., Туробов Б.В., Ковалевский

75. B.М. Современные элементы инфраструктуры АСУ. // Ж-д. трансп. 1998. -№ 8. - С.2-5.

76. Ov ^ <N <N (N <N <N (N M M M (N

77. С4 Г- Г- Ln m m !N о (N m (M гл ^t (S ^ Ф V) N

78. N OOOvooOOOOOOraOOOOOOOOOOOOOOOOOO t^^^^VO^fNOOOOr^inr^rqu-i^-^-^OOsON-^-iOfNOONONOOt^OOOO

79. VO <4 <N (N <N (N N M M (N <N <N <N <N г-н <Nm mONOooocN^ocN-—i(NrHoo-40oomo\ttort(S oo о сч oo oo r—i О т—i i т—i *-н i (S < *—1 О (N О 1 1 ' < *—' < О * О ' О О

80. OO^trj'OvDOM'ítvOíiN^M'tOOOoOM (N О О rf <N О ONOOVCVlrtl^^nrHOOVOfnOOao0®^^©^^ H«»rtV)V) 1—1 *—1 *—1 í-H 1 t-Hm O-^-OOO^OOfN^OOCNO^OTf^O^vO^OO^t-VO 1 O O O "t VO O h- 'í M гн ю (S Н 1Л m rH м гч Tj- —i (S (N i-ч i «Л Tf

81. N ooooooooooooooooooooo oooooo оооооо1>^мглоо©тооооо\т©сч©г~сЧ'-'© т^'ф^ооо *-Н ч—1 *—1 ч—i ч—1 *—1 *—1 г-н *—1 *-Н *—1 ч—(

82. ГО O't^OOVOOO'ílO^NOOOtMOOOO^i-O^n-^O-iO^mvovOfNroO^-t^OOOOO-^-ir

83. Ч oooooooooooooooooooo ONOooooot^^ií^^víhmooooo^^HOooo 1—1 »—1 r—i- 7350 пк4 7350 пк7 7351 пк4 7351 пк7 7352 пк2 7352 пк7 7354 пк2 7355 пк7 7355 пкЮ 7356 пк5 7360 пк2 7361 пк4 7362 пк8 7364 пк2 7365 пк5 7366 пк9 7373 пк7 7375 пк4 7376 пкб