АНАЛІЗ РОЗВИТКУ ОСНОВНИХ ДЕФЕКТІВ І ТЕОРЕТИЧНЕ ПРОГНОЗУВАННЯ РЕСУРСУ РЕЙОК В УМОВАХ МАЩЕННЯ

Autor: Voronin, S. V., Asadov, B. S., Stefanov, V. O., Onopreichuk, D. V., Gubin, O. O.
Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport; № 2(86) (2020); 35-45
Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта; № 2(86) (2020); 35-45
Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту; № 2(86) (2020); 35-45
ISSN: 2307-3489
2307-6666
Popis: Purpose. The study is aimed at identifying the patterns of the load influence on the rail and the parameters of the two-layer lubrication on the development of the main rail defects, namely, lateral wear in the curved track sections. Methodology. To establish the distribution of the main rail defects by type and sections of the track, expert estimates of the track service of the Azerbaijan Railway were used with respect to the results of measurements of defective parameters and rail service life on individual sections. To establish the load influence patterns and the parameters of the two-layer lubrication on the intensity of lateral wear of the rails and their service life in the curves, we used the main provisions of the contact interaction mechanics, as well as tribology and chemmotology. Findings. The authors proved: 1) the leading rail defects in the curved track sections are defects associated with low contact fatigue strength of steel, high contact stresses and friction forces along the lateral surface; 2) according to the obtained distribution, the main rail defects in the curves should include: lateral wear of the head, metal shelling along the lateral surface, transverse cracks in the head in the subsurface area; 3) the use of a two-layer lubrication leads to an increase in the actual contact area of the wheel and the rail, a decrease in the contact pressure on the rail, and in aggregate, to a decrease in lateral wear and an increase in the rail service life. Originality. The authors first systematized the results of measurements of the rail defects parameters in curves and, on this basis, obtained a distribution of the main defects depending on the curve radius. The authors improved the mathematical model for calculating the service life of rails in curves, which, unlike the existing ones, takes into account the thickness of the lubricating film and the concentration of the solid anti-friction additive in the oil when lubricating the lateral surface. Practical value. The obtained results allow us to perform predictive calculations of the rail service life in curved sections depending on the load from the wheel for different operating conditions, namely, with dry contact of the wheel with the rail and in the conditions of their two-layer lubrication. The implementation of two-layer lubrication in railway transport, taking into account the influence of the studied parameters, will lead to an increase in the rail service life in the curves by 55%, 50% and 45% with an estimated rolling stock mass of 60, 70 and 80 tons.
Цель. Исследование направлено на выявление закономерностей влияния нагрузки на рельс и параметров двухслойной смазки на развитие основных дефектов рельса, а именно - бокового износа в кривых участках железнодорожного пути. Методика. Для распределения основных дефектов рельсов использованы результаты экспертных оценок службы пути Азербайджанской железной дороги касательно измерений дефектных параметров и сроков службы рельсов по отдельным участкам. Для установления закономерностей влияния нагрузки и параметров двухслойной смазки на интенсивность бокового изнашивания рельсов и их ресурс в кривых использованы основные положения механики контактного взаимодействия, трибологии и химмотологии. Результаты. Авторы доказали: 1) основными дефектами рельсов в кривых участках пути являются дефекты, связанные с низкой контактно-усталостной прочностью стали и высокими контактными напряжениями и силами трения; 2) согласно полученному распределению, к основным дефектам рельсов в кривых следует относить: боковой износ головки, выкрашивание металла по боковой поверхности, наличие поперечных трещин в головке; 3) использование двухслойной смазки приводит к увеличению фактической площади контакта колеса и рельса, снижению контактного давления на рельс и, в совокупности, к замедлению бокового изнашивания и повышению ресурса рельсов. Научная новизна. Авторы впервые провели систематизацию результатов измерений параметров дефектов рельсов в кривых и на этой основе получили распределение основных дефектов в зависимости от радиуса кривой. Также авторы усовершенствовали математическую модель для расчета ресурса рельсов в кривых, которая, в отличие от существующих, учитывает толщину смазочной пленки и концентрацию твердой антифрикционной добавки в масле при проведении смазывания боковой поверхности. Практическая значимость. Полученные результаты позволяют выполнять прогнозные расчеты ресурса рельсов в кривых участках в зависимости от нагрузки от колеса для разных эксплуатационных условий, а именно при сухом контакте колеса с рельсом и в условиях их двухслойной смазки. Реализация двухслойной смазки рельсов на железнодорожном транспорте с учетом влияния исследованных параметров приведет к повышению ресурса рельсов в кривых на 55, 50 та 45 % при расчетной массе подвижного состава 60, 70 и 80 т.
Мета. Дослідження спрямовано на виявлення закономірностей впливу навантаження на рейку та параметрів двошарового мащення на розвиток основних дефектів рейки, а саме - бокового зносу у кривих ділянках залізничної колії. Методика. Для розподілу основних дефектів рейок використано результати експертних оцінок служби колії Азербайджанської залізниці щодо виміру дефектних параметрів та строків служби рейок за окремими ділянками. Для встановлення закономірностей впливу навантаження та параметрів двошарового мащення на інтенсивність зношування рейок та їх ресурс у кривих використано основні положення механіки контактної взаємодії, трибології та хімотології. Результати. Автори довели: 1) основними дефектами рейок у кривих ділянках колії є дефекти, пов’язані з низькою контактно-втомною міцністю сталі та високими контактними напруженнями й силами тертя; 2) згідно із встановленим розподілом, до основних дефектів рейок у кривих слід відносити: боковий знос головки, викришування металу по боковій поверхні, наявність поперечних тріщин у головці; 3) застосування двошарового мащення призводить до збільшення фактичної площі контакту колеса та рейки, зменшення контактного тиску на рейку та, у сукупності, до уповільнення бокового зношування та збільшення ресурсу рейок. Наукова новизна. Автори вперше виконали систематизацію результатів вимірювань параметрів дефектів рейок у кривих та на цій основі отримали розподіл основних дефектів залежно від радіуса кривої. Також автори вдосконалили математичну модель для розрахунку ресурсу рейок у кривих, яка, на відміну від наявних, ураховує товщину мастильної плівки та концентрацію твердої антифрикційної добавки в оливі під час виконання мащення бокової поверхні. Практична значимість. Отримані результати дозволяють виконувати прогнозні розрахунки ресурсу рейок у кривих ділянках залежно від навантаження від колеса для різних експлуатаційних умов, а саме за сухого контакту колеса рейкою та в умовах їх двошарового мащення. Реалізація двошарового мащення рейок на залізничному транспорті з урахуванням впливу досліджених параметрів призведе до підвищення ресурсу рейок у кривих на 55, 50 та 45 % за розрахункової маси рухомого складу 60, 70 та 80 т.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: