Независимое вращение
Учёные смогли снизить износ рельсов и гребней колёс
Для железнодорожных колёсных пар учёными предложена технология, обеспечивающая независимость вращения одного колеса относительно другого, что позволяет снизить их продольное проскальзывание и направляющие усилия на 40% при движении в кривых участках пути. Данное решение не только повысит долговечность колёсной пары вагона и рельсов, но и обеспечит устойчивость движения подвижного состава.
Существующие методы снижения износа колёсных пар направлены в основном на увеличение твёрдости колёс и рельсов (термическое упрочнение или нанесение износостойких покрытий) или на снижение трения путём нанесения различных смазок на поверхности катания (лубрикация).
По мнению научного сотрудника Иркутского государственного университета путей сообщения Евгения Чупракова, эти способы не очень эффективны, так как борются со следствиями проблемы, а не устраняют её причину. Дело в том, что при вписывании колёсной пары в кривую длина пути, проходимая наружным и внутренним колесом, различна.
Так как у типовой колёсной пары оба колеса жёстко связаны с осью, то нарушается необходимое условие качения колёс, увеличиваются силы проскальзывания в точках контакта с рельсом и углы набегания гребня наружного колеса на боковую грань головки рельса.
Вследствие чего колёсная пара движется в кривой в перекошенном к оси пути состоянии, постоянно раздвигая и изгибая рельсы, нарушая их крепление со шпалами. Всё это приводит к интенсивному износу как рельсов, так и поверхности катания колёс подвижного состава и ухудшению безопасности движения.
Специалисты кафедры «Электроподвижной состав» ИрГУПСа предлагают конструкцию, в которой правая часть оси имеет цилиндрическую полость, куда вкладывается полимерная вставка, предназначенная для уменьшения трения.
Левая часть оси оканчивается полусферой, входит в цилиндрическую полость правой части и упирается в полимерный вкладыш. Благодаря такой конструкции независимость вращения колёс обеспечивается за счёт подшипника качения и полимерной вставки.
Подобные подшипники в настоящее время уже существуют и серийно используются. Причём для установки предлагаемой учёными вуза колёсной пары не требуются модификация рамы тележки вагонов и внесение каких-либо изменений в её конструкцию.
Сотрудники кафедры планируют провести необходимые прочностные и динамические расчёты нового устройства. А подробная разработка и внедрение данной конструкции потребуют сотрудничества с ведущими отраслевыми научными институтами и проектными организациями.
Андрей Стрельцов
