СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть
Показать сообщение отдельно
Старый 14.05.2012, 22:40   #1 (ссылка)
Crow indian
 
Аватар для Admin


Регистрация: 21.02.2009
Возраст: 42
Сообщений: 28,794
Поблагодарил: 397 раз(а)
Поблагодарили 5851 раз(а)
Фотоальбомы: 2566
Записей в дневнике: 647
Загрузки: 672
Закачек: 274
Репутация: 126089

Тема: [09-2010] Неровности на поверхности катания рельсов


Неровности на поверхности катания рельсов


А.А. ШИЛАДЖЯН, канд. техн. наук

При движении поезда в элементах верхнего строения пути возникают вибрации различной интенсивности. Причиной их являются неровности на поверхности катания колес и рельсов, зазоры между боковыми гранями головок рельсов и гребнями колес, расстройство болтовых соединений в стыках, неровности в зоне сварных стыков плетей, неправильное положение пути в плане и профиле. Динамическое воздействие подвижного состава возрастает при боксовании или юзе колес локомотивов и вагонов, наличии на колесах дефектов в виде ползунов, наваров металла, раковин и др. Для оздоровления поверхности катания рельсов с целью обеспечения равномерности и снижения уровня динамических сил, действующих на все элементы верхнего строения пути и земляного полотна, применяется профильное шлифование. Шлифовка позволяет продлить срок службы рельсов, устранить или замедлить развитие их фрикционного и волнообразного износа, дефектов контактно-усталостного происхождения в виде выкрашиваний и отслаиваний металла на головке, уменьшить интенсивность расстройств пути от сопротивления движению поезда за счет увеличения прямолинейности рельсов, повысить плавность хода подвижного состава и снизить уровень шума от проходящих поездов.

Необходимость в шлифовании головок рельсов возникла в связи с образованием на их поверхности катания волнообразного износа с различными длинами волн:

длинные волнообразные неровности с длиной волны от 1,5 до 3,5 м возникают при прокатке и правке рельсов на комбинатах вследствие вибрации прокатной клети, биения валков и других причин, а при эксплуатации — из-за дальнейшего развития первоначальных дефектов;

средние волнообразные неровности с длиной волны от 0,25 до 1,5 м образуются от воздействия подвижного состава с высокими нагрузками на ось, идущего по рельсам на небольшой скорости;

короткие волнообразные неровности (рифли) с длиной волны от 0 до 0,25 м появляются из-за периодического проскальзывания колес подвижного состава (главным образом из-за разности в диаметрах кругов катания), что вызывает сдвиги или повышенное истирание верхних слоев металла в
местах проскальзывания и приводит к вибрации и шуму при движении подвижного состава (так называемые «шумящие» рельсы).

Первоначально в Европе шлифование рельсов использовали лишь в исключительных случаях и на участках небольшого протяжения. В дальнейшем масштабы его применения расширились благодаря снижению вибраций, уменьшающих динамические нагрузки на верхнее строение пути.

Организация и технология шлифования рельсов постоянно совершенствуются. На начальном этапе применяли восстановительное шлифование, затем текущее и планово-предупредительное. Рост грузонапряженности, объемов грузовых и пассажирских перевозок, увеличение маршрутов с высокоскоростным движением, обращением тяжеловесных поездов, а в перспективе — подвижного состава с повышенными осевыми нагрузками, могут создать определенные трудности в предоставлении «окон» необходимой продолжительности. Все это требует совершенствования технологии перевозочного процесса, развития пропускной и провозной способности линий.


В последние годы за рубежом стали применять скоростное шлифование высокоскоростным рельсошлифовальным поездом, который позволяет проводить обработку рельсов на скорости 80 км/ч, курсируя с регулярными поездами, не нарушая графика движения и не требуя дополнительных расходов на предоставление «окон», что особенно важно при увеличении объемов перевозок. На ряде российских дорог сейчас применяется новая и единственная в мире технология шлифовки рельсов, которая позволяет использовать в «окно» два и более рельсошлифовальных поезда.

Помимо совершенствования технологии в последнее время усиливается внимание к шлифованию не только с точки зрения продления срока службы рельсов, но и улучшения условий работы системы «колесо—рельс». Оптимизация условий взаимосвязи колеса и рельса, снижение динамического воздействия позволяют существенно сократить эксплуатационные расходы и затраты на содержание пути. Это особенно актуально на участках скоростного и высокоскоростного движения, где неровностей на поверхности катания рельсов практически быть не должно.

Для поддержания пути в исправном состоянии, снижения влияния вибраций от проходящих поездов, предупреждения появления дефектов поверхности катания и контактно-усталостного характера необходимо проводить шлифовку рельсов. Ее периодичность определяется индивидуально для каждого участка дороги техническими параметрами линии, особенностями эксплуатации, изменением неровности рельсов и формы головки.

Для изучения неровностей рельсов на Горьковской, Южно-Уральской и Свердловской дорогах были выбраны опытные участки после усиленного капитального ремонта — прямые и кривые различных радиусов. Их характеристики приведены в таблице.

До проведения шлифовки определили фактическое состояние поверхности катания рельсов: вертикальные неровности — тележкой НПЦ «Инфотранс» для измерения волнообразного износа, поперечные профили головок — профилографом НПЦ «Инфотранс». Дополнительно измерили ширину колеи, возвышение наружного рельса, твердость головок, провели визуальный осмотр.
Проанализировав предварительные данные, выполнили шлифовку, после которой вновь измерили вертикальные неровности и поперечные профили головок рельсов с последующим разбором полученных материалов. Шлифовку прекращали при достижении неровностями на поверхности катания рельсов величин, соответствующих скоростям движения поездов, согласно Техническим указаниям по шлифованию рельсов (далее ТУ). Полученные данные принимали как исходные (базовые). За выбранными опытными участками вели наблюдение. Через каждые пропущенные 10 млн т груза брутто выполняли новые измерения. Записи вертикальных неровностей на головках рельсов были статистически обработаны и получены их средние значения и среднеквадратические отклонения, по которым определили средневзвешенные стрелы изгиба и их среднеквадратические отклонения. Статистические характеристики вертикальных неровностей на рельсах были получены в трех диапазонах длин.


На рис. 1 приведены средневзвешенные стрелы неровностей на опытных участках Горьковской дороги в зависимости от пропущенного тоннажа. Средние величины глубин длинных и средних неровностей на рельсах после пропуска 60 млн т груза брутто на всех трех участках не превышают нормативного значения, равного 0,4 мм, для скоростей движения поездов 101—140 км/ч согласно табл. 4.1 ТУ.

Средние величины глубин коротких неровностей превысили нормативное значение, равное 0,05 мм (табл. 4.1 ТУ), после пропуска тоннажа 10 млн т груза брутто для 1-го участка, 50 млн т груза Ору i-то — для 2-го и 20 млн т груза брутто — для 3-го.

Таким образом, для назначения повторной шлифовки на опытных участках Горьковской дороги необходимо ориентироваться на средние значения глубин коротких неровностей и проводить повторные шлифовки через каждые пропущенные 10 млн т груза брутто. Интенсивность вертикального износа на участке № 1 — 0,026 мм/млн т, № 2 — 0,041 мм/млн т, N° 3 — 0,025 мм/млн т.

Средневзвешенные стрелы неровностей на опытных участках Южно-Уральской дороги в зависимости от пропущенного тоннажа представлены на рис. 2, Свердловской дороги — на рис. 3.

Средние величины глубин длинных, средних и коротких неровностей на рельсах после пропуска 190 млн т груза брутто на всех опытных участках Южно-Уральской дороги и 160 млн т груза брутто — на Свердловской не превышают нормативных значений, равных 0,5 мм (для длинных и средних)
и 0,06 мм (для коротких) для скоростей движения поездов 61—100 км/ч (таблица 4.1 ТУ). Таким образом, на данном этапе повторная шлифовка на опытных участках этих дорог не требуется.

Интенсивность вертикального износа на участках Южно-Уральской дороги № 1 и 3 — 0,013 мм/млн т. Интенсивность бокового износа на участке № 2 — 0,058—0,086 мм/млн т, № 4 — 0,024—0,031 мм/млн т.

Интенсивность вертикального износа на Свердловской дороге участке № 2 — 0,012 мм/млн т. Интенсивность бокового износа на участке № 1 — 0,075 мм/млн т, № 3 — 0,041 мм/млн т.

За весь период наблюдений на опытных участках дополнительно рельсы не шлифовали.

Проведенные исследования наглядно показали, что выполняя качественно ремонт и текущее содержание пути, даже без периодической шлифовки, можно избежать развития неровностей на поверхности катания рельсов, а в сочетании со шлифовкой можно значительно продлить срок службы рельсов.
__________________
Если у вас возникли вопросы по работе сайте - пишите на почту admin@scbist.com
Admin вне форума   Ответить с цитированием 12
 Нажмите здесь, чтобы написать комментарий к этому сообщению