СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть
Показать сообщение отдельно
Старый 31.03.2023, 23:29   #1 (ссылка)
V.I.P.
 
Аватар для бабулер85

Регистрация: 10.03.2023
Сообщений: 14
Поблагодарил: 0 раз(а)
Поблагодарили 0 раз(а)
Фотоальбомы: не добавлял
Записей в дневнике: 33
Репутация: 0

Тема: [02-2020] Скрепления для суровых условий Сибири


Скрепления для суровых условий Сибири


АНТОНОВ Н.И., Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС), канд. техн, наук,
ВЕЛИЧКО Д.В., СГУПС, канд. техн, наук


Одна из стратегических задач ОАО «РЖД» — увеличить межремонтный ресурс железнодорожного пути до 2,5 млрд т груза брутто. Более того, указанное продление срока службы пути должно учитывать постепенное возрастание доли тяжеловесных поездов и нагрузки до 30 тс/ось. Следовательно, требуется разработка и внедрение более надежных элементов верхнего строения пути, в том числе и промежуточных рельсовых скреплений, особенно для кривых малого радиуса.

Опубликованная статья Л.Е. Мурги [1, 2], начальника участка Слюдянской дистанции пути Восточно-Сибирской дирекции инфраструктуры, и выполненный в ней анализ работы различных скреплений в сложных условиях эксплуатации заставляют нас высказать свое мнение и привести результаты многолетней работы СГУПСа по созданию и испытаниям упругих скреплений КН [3—5] для суровых условий Сибири (табл. 1).
Рассмотрим подробнее конструктивные особенности этих скреплений. Начнем с нераздельных подкладочных скреплений КН-65 и КНУ-65 (патент России № 2185471).
Подкладочное скрепление КН-65 (рис. 1), имеющее упругие пружинные клеммы, предназначено для укладки в прямых и кривых участках бесстыкового пути при высоких осевых нагрузках подвижного состава. Оно технологично и экономично в изготовлении: используются детали типового скрепления КБ-65, при этом ликвидированы два трудоемких паза в реборде, два клеммных болта и их пружинные шайбы и гайки.
Скрепление уменьшает динамические силы взаимодействия пути и подвижного состава, в связи с чем снижается отрясенность шпал (доказано наблюдениями на экспериментальных участках). За счет этого затраты на выправку пути в плане и профиле сокращаются не менее чем на 20 %, периодичность подтягивания болтов снижается не менее чем в 4 раза.

Скрепление КНУ-65 (рис. 2) является усовершенствованным вариантом скрепления КН-65. Реборды подкладки КНУ имеют меньшую толщину и большую высоту (40 мм) по сравнению с подкладкой КБ (32 мм); увеличение высоты реборды дает возможность регулировать положение рельсов по высоте до 18—20 мм с помощью регулировочных прокладок, что весьма существенно для сибирских условий. Углубление в железобетонной шпале под подкладку КНУ-65 составляет 32 мм (у подкладки КБ-65 — 25 мм), позволяя увеличить высоту торцевых краев подкладки, а это значительно уменьшает напряжения в буртиках на-шпальной прокладки и повышает ее долговечность.
При таких изменениях расстояние между закладными болтами можно сделать равным 230 мм и за счет этого увеличить давление от клемм на подошву рельса.


В 2003 г. прошли усталостные испытания скреплений КН-65 и КНУ-65 на самом современном на тот момент испытательном стенде «АпАТэК» в ЦАГИ (г. Жуковский) [6]. По сравнению с базовым на момент испытаний вариантом скрепления ЖБР-65 (бесподкладочным) рассматриваемые скрепления имели в 1,5 раза более высокую вертикальную жесткость при одинаковой горизонтальной жесткости. При этом они значительно лучше поддерживали исходную подуклон-ку, что должно в эксплуатации способствовать снижению уровня бокового износа рельса по сравнению со скреплением ЖБР-65.
Детальный осмотр изделий после испытаний показал отсутствие повреждений у них, кроме раздавливания одной заглушки во внешнем отверстии под закладной болт в узле КНУ-65.
Удивительно хорошо сохранилась целостность впервые примененных инновационных нашпаль-ных резиновых прокладок, армированных специальными полимерными волокнами, их вид после испытаний показан на рис. 3.
В целом удовлетворительное техническое состояние имели и подрельсовые прокладки ЦП-143 (из узла КНУ-65) и ЦП-318 (из узла КН-65), которые были установлены по указанию Управления пути и сооружений ОАО «РЖД», хотя по проекту СГУПСа там предполагалось использовать инновационные армированные подрельсовые прокладки из того же материала, что и нашпальные.


Отметим, что при испытании в аналогичных условиях скреплений КБ-65 разрушились 15 на-шпальных прокладок ЦП-328 из резины различных марок. Наряду с повреждениями нашпальных прокладок последовательно произошло шесть усталостных разрушений закладных болтов, а также имели место сильные повреждения полимерных изолирующих втулок и излом одной двухвитковой шайбы.
В 2003 г. во ВНИИЖТе были проведены аналогичные лабораторные испытания скреплений КН-65 и КНУ-65 — результаты также положительные.

С 2002 г. скрепления КН-65 проходили полигонные испытания на Экспериментальном кольце ВНИИЖТа, сначала в прямом участке, а затем в кривой радиусом 400 м. К осени 2006 г. кривая пропустила 500 млн т груза брутто, и скрепления находились в хорошем состоянии. Во всех испытаниях, как в прямой, так и в кривой, не вышла из строя ни одна нашпальная прокладка. Ширина колеи находилась в пределах допусков, прижатие рельсов к шпалам было стабильно, угон пути отсутствовал, рельсовые цепи работали безотказно. Наблюдения показали, что вблизи стыков в трех-четырех подкладках появились трещины, проходящие через болтовые отверстия в местах резкого изменения толщины подкладки. Однако даже при наличии трещин в подкладках нашпальные и подрельсовые прокладки сохранили целостность, уширение колеи отсутствовало, выхода из строя шпал не зафиксировано. Дальнейшие испытания на этом участке были прекращены в связи с капитальным ремонтом.
Скрепления КНУ-65 тоже проходили ресурсные испытания на Экспериментальном кольце ВНИИЖТа с 2003 г. в кривой радиусом 400 м. По кольцу обращался грузовой состав массой 10 000 т со скоростью 70 км/ч. Нагрузка на ось — 27—30 тс. На август 2008 г. по пути с этими скреплениями было пропущено 1 млрд 350 млн т груза брутто. Наблюдения (табл. 2) свидетельствуют о том, что за все время испытаний практически не было выхода деталей, ширина колеи сохранялась лучше, чем при других испытываемых в аналогичных условиях скреплениях.
В 2005—2006 гг. СГУПСом по заданию Департамента технической политики ОАО «РЖД» были разработаны и испытаны шурупно-дюбельные скрепления КН-65 ШД и КНУ-65 ШД (рис. 4).
Сборка рельсошпальной решетки на базах ПМС со скреплениями КН выполняется быстрее, чем при КБ-65 и ЖБР-65, так как шпалы укомплектованы скреплениями на заводе почти полностью: перед установкой рельсов требуется лишь уложить резиновые подрельсовые прокладки и сдвинуть клеммы из монтажного положения в рабочее на подошву рельса.
Технология замены инвентарных рельсов на бесстыковые плети полностью отработана и занимает меньше времени, чем при скреплениях КБ-65. Прутковые клеммы в данном случае не снимают, а после ослабления закладных болтов (шурупов) сдвигают на реборды подкладок. После установки бесстыковых плетей легким ударом молотка клеммы надвигают на подошву рельса, и болты (шурупы) затягивают моторным гайковертом. Установка скрепления настолько проста, что у путейцев даже появляется время рассказать короткие анекдоты.


К 2007 г. на Западно-Сибирской дороге было уложено 126 км пути со скреплением КН-65, в том числе на среднесибирском и транссибирском направлениях. Участки со скреплениями КН на среднесибирской магистрали показали высокую надежность. Так, при пропуске 850 млн т груза брутто отказы железобетонных шпал со скреплением КН отсутствовали, при тоннаже 1300 млн т зафиксировано 28 отказавших шпал на км (уровень отказов шпал скрепления ЖБР-65Ш достигал 20 шт/км уже при 450—750 млн т). Подкладки скрепления КН-65 также проявили повышенный ресурс — отказы при наработке тоннажа 1300 млн т составили 1 шт/км, что более чем в 10 раз ниже, чем для скрепления КБ. Закладные болты скрепления КН-65 до пропуска 650 млн т не имели отказов, в последующие годы отказы появились и при тоннаже 1300 млн т составили 82 шт/км. Интенсивность ослабления затяжки болтов скрепления КН меньше интенсивности для скрепления КБ как минимум в 1,5 раза, что определяет снижение затрат на текущее содержание.
В 2006 г. комиссия Управления пути и сооружений ОАО «РЖД» признала скрепление КН-65 выдержавшим приемочные испытания. Конструкторской документации присвоена литера «А».
В 2007 г. было проведено комиссионное обследование участков пути со скреплением КН-65 на Западно-Сибирской дороге. Комиссия на основании анализа материалов эксплуатационных и полигонных испытаний, а также изучения работы скрепления на месте сделала вывод, что конструкция КН надежна, стабильна в эксплуатации и весьма технологична при производстве путевых работ.

Западно-Сибирской дороге было поручено подготовить предложения по освоению массового производства этого скрепления для укладки в различных эксплуатационных условиях. Такие предложения были подготовлены, но в силу обстоятельств, не зависящих от разработчиков, не были реализованы на сети российских железных дорог.
Обновленное в последние годы скрепление КНУ-65 ШД содержит улучшенную металлическую подкладку (рис. 5) с увеличенными по высоте ребордами для обеспечения зимних выпра-вочных работ, причем верхушки реборд имеют углубления для позиционирования клемм при их монтажном положении. Торцевые края подкладки выполнены с повышением, что увеличивает боковую площадь опирания подкладки для сохранности буртика нашпальной прокладки.
Внедрение обновленного скрепления КНУ-65 ШД позволит приблизиться к решению задачи по увеличению межремонтного периода до 2,5 млрд т груза брутто.

Список источников

1. Мурга Л.Е. Недостатки узлов скреплений // Путь и путевое хозяйство. 2019. № 3. С. 24—30.
2. Мурга Л.Е. Недостатки узлов скреплений [продолжение] // Путь и путевое хозяйство. 2019. № 4. С. 32-34.
3. Карпущенко Н.И., Антонов Н.И. Совершенствование рельсовых скреплений. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2003. 299 с.
4. Карпущенко Н.И., Величко Д.В. Обеспечение надежности железнодорожного пути и безопасности движения поездов. Новосибирск: СГУПС, 2008. 320 с.
5. Виброзащитные конструкции пути для транспортных тоннелей и метрополитенов / Н.И. Карпущенко, А.В. Яковлев, Д.В. Величко, В.А. Гурский. Новосибирск: Наука, 2011. 194 с.
6. Разработка и внедрение новых скреплений с упругими клеммами для суровых условий Сибири и скоростного движения / Н.И. Антонов, Д.В. Величко, В.В. Кузнецов, А.А. Ерёмушкин, Н.Г. Новгородова, В.А. Отмахов, А.Я. Михин, П.П. Филатов, Ю.М. Стойда // Вестник СГУПС. 2007. № 16. С. 63-76.
7. Антонов Н.И. Совершенствование деталей рельсовых скреплений на основе анализа их напряженно-деформированного состояния: автореферат дис. канд. техн, наук: 05.22.06. Новосибирск, 1997. 28 с.
8. Скрепления КН-65 и ГС-65 / Н.И. Карпущенко, И.Я. Пименов, В.А. Отмахов, Н.И. Антонов, Д.В. Величко // Путь и путевое хозяйство. 2003. № 9. С. 30—33.
9. Карпущенко Н.И., Величко Д.В. Надежность скреплений // Путь и путевое хозяйство. 2008. № 10. С. 4—8
10. Эксплуатационные испытания скреплений КН-65 на Западно-Сибирской дороге / Н.А. Кривошеев, Д.В. Величко, М.П. Кузнецов, Д.А. Матюшенков, И.В. Еврасова, Л.М. Кошелева // Путь и путевое хозяйство. 2011. № 1. С. 15-17.

СКРЕПЛЕНИЯ ДЛЯ СУРОВЫХ УСЛОВИЙ СИБИРИ

Ключевые слова: железнодорожный путь, верхнее строение пути, промежуточное рельсовое скрепление, эксплуатационные испытания, текущее содержание.
Антонов Николай Иванович — канд. техн, наук, доцент Сибирского государственного университета путей сообщения. Новосибирск, Россия. E-mail: antonov tii@mail.ru
Величко Дмитрий Валерьевич — канд. техн, наук, доцент, заведующий кафедрой «Путь и путевое хозяйство» Сибирского государственного университета путей сообщения. Новосибирск, Россия. E-mail: vdv.nsk@mail.ru
Аннотация. В статье приведены сведения о результатах многолетней работы СГУПСа по созданию и испытаниях упругих скреплений для суровых условий Сибири. Приведены сравнительные результаты лабораторных, полигонных и эксплуатационных испытаний современных скреплений. Даны предложения по повышению долговечности элементов промежуточных рельсовых скреплений (подкладок, прокладок), в том числе по внедрению обновленного рельсового скрепления КНУ-65 ШД.

RAIL FASTENERS FOR THE HARSH CONDITIONS OF SIBERIA
Keywords: railway track, track structure, rail fastening, operational tests of the railway track, current railway track maintenance.
Antonov Nikolay — Ph.D., associate professor. Siberian Transport University (STU). Novosibirsk, Russia. E-mail: autonov_ui@mail.ru
Velichko Dmitriy — Ph.D., associate professor, head of the department «Track and track facilities». Siberian Transport University (STU). Novosibirsk, Russia. E-mail: vdv.nsk@mail.ru
Abstract. The article provides information about the results of many years of work on the creation and testing of SGUPS rail fasteners for the harsh conditions of Siberia. The comparative results of laboratory and operational tests of modern rail fasteners. Proposals are given to improve the durability of the elements of intermediate rail fasteners, including the introduction of an updated rail fastening KNU-65 SHD.
бабулер85 вне форума   Цитировать 0
 Нажмите здесь, чтобы написать комментарий к этому сообщению