Разработка технологического оборудования для восстановления поверхностей катания колесных пар железнодорожных вагонов

Введение. Проблема дефицита энергоэффективных технологий восстановления ставит первостепенной задачей разработку нового технологического оборудования для восстановления поверхностей катания железнодорожных колес с применением высококонцентрированных источников энергии. В настоящее время в практике ремонтного ДПО выбраковываемые безбондажные колеса все чаще заменяются новыми, но их ресурсный потенциал высок при эксплуатации. Такой подход технически и экономически не целесообразен.

Материалы и методы. В данной статье приведены результаты прочностного расчета основных моментов сил и динамических нагрузок, приходящихся на колесную пару. Сформулирована проблема эксплуатации ремонтного оборудования, связанная с отсутствием самостоятельных мобильных комплексов, обеспечивающих оперативное прибытие на место работ и высокое качество восстановления проектной геометрии поверхности катания колеса.

Результаты. Для решения данной проблемы был спроектирован и разработан мобильный комплекс, который позволяет восстанавливать проектную геометрию и обеспечивает высокие физико-механические свойства поверхности катания с оптимальными напряжениями в фазовой структуре основы колеса.

Обсуждение и заключение. Результаты проведенных исследований рекомендуется использовать для проектирования, создания и производства высокотехнологичного ремонтного оборудования.

1. Шибеко Р.В., Захаров Е.А. Система контроля колесных пар железнодорожных вагонов // Молодой ученый. 2014. № 18. С. 314–317.

2. Левчук Н.А. Обеспечение безопасной эксплуатации колес // Железные дороги мира. 2018. № 1. С. 59–63.

3. Савоськин А.Н., Васильев А.П. Дислокационная модель взаимодействия колеса и рельса при реализации вращающего момента и при боковых колебаниях экипажей // Известия ПГУПС. 2017. № 1. С. 103–109.

4. Sun, YQ, Cole, C, McClanachan, M. The calculation of wheel impact force due to the interaction between vehicle and a turnout. Proc IMechE, Part F: J Rail and Rapid Transit 2010; 224:391–403.

5. Максимов И.Н. Профиль поверхности катания колес для высокоскоростных поездов // Железнодорожный транспорт. 2014. № 11. С. 50–52.

6. Lin F., Dong X., Wang. Y. Multiobjective optimization of CRH3 EMU wheel profile // Adv Mech Eng. 2015; 7:1-8.

7. Kokhanovskii V.A., Maiba I.A., Glazunov D. V., Bol’shikh I. V. Lubricator casings for locomotive wheel rims // Russian Engineering Research. 2016; 36(5): 364-365.

8. Kokhanovskii V.A., Glazunov D.V. Control of lubricant performance // Russian Engineering Research. 2017; 37(9): 768-773.

9. Jingmang X, Ping W, Li W, Rong Ch. Effects of profile wear on wheel–rail contact conditions and dynamic interaction of vehicle and turnout // Advances in Mechanical Engineerin. 2016; 8 (1). doi.org/10.1177/1687814015623696.

10. Aniołek, K, Herian, J. Numerical modeling of load and stress on the contact surface of a turnout and a railway vehicle. J Transport Eng 2013; 139: 533–539.

11. Aalami, MR, Anari, AS, Shafighfard, T. A robust finite element analysis of the rail-wheel rolling contact. Adv Mech Eng 2013; 5: 1–9.

12. Zeng, Z, Yu, Z, Chen, X. Analysis on spatial vibration of train-turnout-continuous frame bridge with train running through turnout branch. J Vib Shock 2009; 28: 40–45.

13. Sebes, M, Ayasse, JB, Chollet, H. Application of a semi-Hertzian method to the simulation of vehicles in high-speed switches. Vehicle Syst Dynam 2006; 44: 341–358.

14. Журавлев Д.В. Система раннего диагностирования как гарантия безотказной работы буксового узла колесной пары // В мире неразрушающего контроля. 2017. № 4. С. 71–76.

15. Герасимова А.А., Керопян А. М., Гиря А. М. Исследование системы колесо–рельс карьерных локомотивов в режиме тяги // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2018. № 1. С. 39–42.

16. Воробьев А. А., Керенцев Д.Е., Федоров И.В. Испытания колесных сталей на износ и контактную усталость // Изв. Петерб. ун-та путей сообщения. 2017. Т. 14. № 4. С. 628–636.

17. Губенко С.И., Иванов И.А., Кононов Д.П. Влияние качества стали на усталостную прочность цельнокатаных колес // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. М. : Изд-во «Тест-зл». 2018. Т. 84. № 3. С. 52–60.

18. Михеев Г.В., Погорелов Д.Ю., Родиков А.Н. Методы моделирования динамики железнодорожных колесных пар с учетом упругости // Вестник Брянского государственного технического университета. 2019. № 4 (77). С. 40–51.

19. Леоненко Е.Г. Взаимодействие пути и порожних грузовых вагонов при движении в прямых и кривых участках пути // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2019. Т. 63. № 3. С. 148–154.

20. Ромен Ю.С., Суслов О.А., Баляева А.А. Определение сил взаимодействия в системе колесо–рельс на основании измерения напряжений в шейке рельса // Вестн. ВНИИЖТ. 2017. Т. 76. № 6. С. 354–361.

21. Шевченко Д. В., Савушкин Р.А., Кузьминский Я.О. [и др.] Разработка новых методов определения силовых факторов воздействия подвижного состава на путь // Техника железных дорог. 2018. № 1 (41). С. 38–51.

22. Kuznetsova, V.N., Savinkin, V.V., Ratushnaya, T.Yu., Sandu, A.V., Vizureanu, P. Study of the spatial distribution of forces and stresses on wear surfaces at optimization of the excavating part of an earthmoving machine transverse profile. Coatings, 2021, 11(2), стр. 1–16, 182

23. Kuznetsova, V.N., Savinkin, V.V. More efficient rotation of excavator platforms. Russian Engineering Research, 2017, 37(8), стр. 667–671.

24. Казанская Л. Ф. Оптимизация критериев эффективного управления безопасностью движения в железнодорожной компании // Учен. зап. Междунар. банковск. ин-та. 2017. № 21. С. 146–158.

25. Хабирова С. Проблемы ремонта подвижного состава // РЖД-Партнер. 2006. С. 114–120.

26. Savinkin, V.V., Kuznetsova, V.N., Ratushnaya, T.Yu., Kiselev, L.A. Method of integrated assessment of fatigue stresses in the structure of the restored blades of CHP and HPS. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University, Geo Assets Engineering, 2019, 330(8), стр. 65–77.