ВИЯВЛЕННЯ ПРИЧИН УТВОРЕННЯ ПОВЕРХНЕВИХ ДЕФЕКТІВ КОЛІС ВАГОНІВ, ОБЛАДНАНИХ КОМПОЗИЦІЙНИМИ КОЛОДКАМИ
Анотація
У роботі висвітлено результати аналізу виникнення поверхневих дефектів і несправностей коліс вантажних вагонів, що обумовлені фрикційною взаємодією з композиційними гальмовими колодками. Встановлено, що основний вплив на термомеханічну поведінку коліс вантажних вагонів спричиняють теплові навантаження, що мають місце під час гальмувань. У випадках термічних перевантажень, які виникають в основному в результаті тривалого гальмування, відбувається генерація напружень і деформацій, наслідками яких є поява високотемпературних місцевих дефектів на поверхні кочення коліс вантажних вагонів. Ці дефекти негативно впливають на безпеку руху поїздів і суттєво збільшують експлуатаційні витрати на залізничному транспорті.
Для визначення термонапруженого стану колеса вантажного вагона під час гальмування проведено його розрахунок. В якості розрахункового застосований метод скінчених елементів, який реалізовано в програмному комплексі SolidWorks Simulation. Визначено допустимий з точки зору забезпечення міцності колеса температурний вплив на нього під час гальмування.
Проведені дослідження сприятимуть створенню рекомендацій щодо керування температурним впливом на колесо, а також підвищенню безпеки руху поїздів і суттєвому зменшенню експлуатаційних витрат на залізничному транспорті.
Посилання
Fomin, O., Lovska, A. (2021). Determination of dynamic loading of bearing structures of freight wagons with actual dimensions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(7(110)), 6-15. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.220534.
Fomin, O., Lovska, A., Skok, P., & Rogovskii, I. (2021). Determination of the dynamic load of the carrying structure of the hopper wagon with the actual dimensions of structural elements, Technology audit and production reserves, 1(1(57)), 6-11.
Bogdanov, V. M., Zakharov, S. M. (2004). Sovremennie problemi sistemi koleso – rels [Modern problems of the wheel-rail system] Zheleznie dorogi mira, 1. 3-5 [in Russian].
Zakharova, S. M. (2004). Kontaktno-ustalostnie povrezhdeniya koles gruzovikh vagonov [Contact fatigue damage to the wheels of freight cars]. Moskva: Intekst [in Russian].
Panchenko, S. V. (2018). Kolisni pary vahoniv mahistralnykh zaliznyts kolii 1520 mm (konstruktsiia, tekhnichne obsluhovuvannia ta remont): Pidruchnyk dlia navchalnykh zakladiv zaliznychnoho transportu [Wheel pairs of wagons of main railways gauge 1520 mm (construction, maintenance and repair): Textbook for educational institutions of railway transport]. Kharkiv: UkrDUZT [in Ukrainian].
Shakina, A. V. (2014). Razrabotka effektivnoi tekhnologii polucheniya vagonnoi tormoznoi kolodki iz metallokeramicheskogo friktsionnogo materiala [Development of an effective technology for obtaining a wagon brake shoe from a ceramic-metal friction material]. Komsomolsk-na-Amure [in Russian].
Abdurashitov, A. Yu. (2011). Rels s uluchshennim profilem [Rail with improved profile]. Put i putevoe khozyaistvo, 2. 5-10 [in Russian].
Vorobev, A. A., Sorokin, P. G. (2004). Issledovanie napryazhennogo sostoyaniya pyatna kontakta kolesa i relsa [Investigation of the stress state of the wheel-rail contact patch]. Peterburgskii gosudarstvennii universitet putei soobshcheniya, URL: http://science-bsea.narod.ru/2004/mashin_2004/vorobiev_issled.htm [in Russian].
Markov, D. P. (2004). Zadir bokovikh poverkhnostei relsov i grebnei koles [Seizure of the side surfaces of the rails and wheel flanges]. Vestnik VNIIZhT, 4. 10-13 [in Russian].
Morozkin, I. S., Rozman, O. A., Rodin, A. Ye., & Aleksandrov, A. A. (2008). Termomekhanicheskie povrezhdeniya koles vagonov i metodi ikh ustraneniya [Thermomechanical damage to wagon wheels and methods for their elimination]. Vestnik RGUPS, 2. 5-14 [in Russian].
Hryshchenko, M. A. (2009). Prychyny vynyknennia defektiv na poverkhni kochennia zaliznychnykh kolis [Causes of defects on the rolling surface of railway wheels]. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetutu zaliznychnoho transportu im. akad. V. Lazariana, 27. 223–225. (in Ukrainian)
Mikhaylov, Ye.V., Slashchev, V.A., Semenov, S.A. (2012). Puti snizheniya iznosa grebney koles relsovykh ekipazhey [Ways to reduce wear of the ridges of the wheels of rail vehicles]. Vestnik VNU im. V. Dalya, 5. 61–67 [in Russian].
ERRI B 169/RP 4. (1993). Standardization of coach wheelsets. Standardization of a block-braked solid wheel (rim diameter 920 mm) for coaches with a maximum speed of 160 km/h. Standard wheelsets for block brakes.
ERRI B 169/RP 5. (1993). Standardisation des essieux. Méthodes de surveillance des roues monoblocs (mesures immédiates contre les ruptures des roues).
ERRI B 169/RP 6. (1995). Standardisation des essieux. Méthodes de surveillance des roues monoblocs en service. Méthode aux ultrasons pour la détermination non destructive des contraintes résiduelles dans les jantes de roues monobloc.
ERRI B 169/RP 8. Standardisation des essieux. Détermination de la ténacité des roués monobloc en R7. Définition d`une méthode d`essai et d`un critère d`acceptation.
Milošević, M., Stamenković, D, S., Milojević, A, P., & Tomić M. M. (2012). Modeling Thermal Effects in Braking Systems of Railway Vehicles. THERMAL SCIENCE, 16. 581-592.
ORE B 106/RP 12. (1989). Standardization of coaches, Standardization of a block-braked solid wheel (tread diameter 920 mm) for coaches with a top speed of 160 km/h. Basic calculations. Utrecht.
Jovanović, R., Milutinović, D. (1999). Modern Ways for Preventing the Damages Caused by the Railway Vehicle Solid Wheel Fractures (in Serbian). VI International Scientific Conference of Railway Experts – JUŽEL.
Milutinović, D., Tasić, M., Jovanović, R. (1999). Thermal Load as a Primary Cause for the Fracture of the Block-Braked Solid Wheel. Železnice, 11-12.
UIC 510-2. (1998). Matériel remorqué. Roues et essieux montés. Conditions concernant l`utilisation des roues de différents diamètres. 3e édition 1.1.
UIC 812-3. (1984). Technical specification for the supply of solid (monoblock) wheels in rolled non-alloy steel for tractive and trailing stock. 5th edition 1.1.
Pavlyukov A. E., Cherepov O. V., & Shalupina P. I. (2017). Tormoznie kolodki gruzovikh vagonov: analiz povrezhdaemosti i faktorov, vliyayushchikh na sozdanie tormoznoi sili [Brake pads of freight cars: analysis of damage and factors influencing the creation of braking force]. Vestnik Uralskogo gosudarstvennogo universiteta putei soobshcheniya, 4 (36). 4–11.
Asadchenko V. R. (2006). Avtomaticheskie tormoza podvizhnogo sostava [Automatic rolling stock brakes] : tutorial for high schools of railways trans. Moscow : Marshrut [in Russian].
Klasyfikatsiia nespravnostei vahonnykh kolisnykh par ta yikh elementiv [Classification of malfunctions of wagon wheel pairs and their elements] (2006) Zatverdzhena nakazom Ukrzaliznytsi № 095-Ts 15.03.2006 [Approved by the order of Ukrzaliznytsia No. 095-C on 15.03.2006], Kyiv [in Ukrainian].
Kolisni pary vantazhnykh vahoniv. Pravyla tekhnichnoho obsluhovuvannia, remontu ta formuvannia [Wheel pairs of freight cars. Rules of maintenance, repair and formation]. (2015). STP 04-001:2015. Kyiv [in Ukrainian].
Ravlyuk, V. G. (2019). Modernizatsiia elementiv halmovoi vazhilnoi peredachi vizkiv vantazhnykh vahoniv [Modernization of elements of brake lever transmission of carts of freight cars]. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetutu zaliznychnoho transportu im. akad. V. Lazariana, 5(83), 108-121 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15802/stp2019/182013.
Analiz stanu bezpeky rukhu v strukturi AT «Ukrzaliznytsia» u 2019 rotsi. (2019). Aktsionerne tovarystvo «Ukrainska zaliznytsia» Departament bezpeky rukhu. Kyiv [in Ukrainian].
Vostrikov, Ya. A., & Zhatchenko, V. M. (2016). Investigation of cast iron for a brake pad. II Scientific-technical and economic cooperation of the countries ofthe Asia-Pacific region in the XXI century, 1. 48-51 [in English].
Shakin, A. V., Fadeev, V. S., & Shtanov, O. V. (2014). Wagon brake pads of increased wear resistance. II Railway engineering, 4. 68-71 [in English].
Fomin O., Lovska A., Daki O., Bohomia V., Tymoshchuk O., & Tkachenko V. (2019). Determining the dynamic loading on an open-top wagon with a two-pipe girder beam. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(7(99)), 18 – 25.
Instruktsiia z ekspluatatsii halm rukhomoho skladu na zaliznytsiakh Ukrainy : TsT – TsV – TsL ‒ 0015 [Operating Instructions for Rolling Stock Brakes on Railways of Ukraine: CT - CB - CL - 0015] (2004). Zatverdzhena nakazom Ukrzaliznytsi №264-Ts 28.10.1997 [Approved by the order of Ukrzaliznytsia No. 264-Ц on October 28, 1997], Kiev [in Ukrainian].
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ліцензійні умови: Це стаття з відкритим доступом, поширювана за умовами Ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє необмежено використовувати, розповсюджувати та відтворювати на будь-якому носії за умови представлення автора та джерела оригіналу.
