Admin

Результаты испытаний моноблочной крестовины марки 1/10 Новосибирского стрелочного завода

ТИТАРЕНКО М.И., Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ), канд. техн, наук, ТРЕГУБЧАК П.В., ВНИИЖТ, начальник отдела «Устройства верхнего строения пути и стрелочных переводов»


Аннотация. В статье приведены результаты динамико-прочностных и полигонных испытаний моноблочной крестовины типа Р65 марки 1/18. Сделан вывод, что прочностные и эксплуатационные качества крестовины обеспечивают её надежную работу. Отмечена возможность эксплуатации данных крестовин в стрелочных переводах проекта 2870 без ограничений перевозочного процесса.
Ключевые слова: моноблочная крестовина, повышение скоростей движения, надежность, эксплуатационные качества.
Применение стрелочных переводов марки 1/18 на сети ОАО «РЖД» продиктовано необходимостью сокращения времени занятия горловин сортировочных и технических станций при отправлении грузовых поездов, а также при безостановочном обходе крупных узлов. Предусмотренный конструкцией таких переводов уровень скоростей движения по боковому направлению до 80 км/ч соответствует установленным скоростям грузовых поездов на главных путях. Возможность выходить грузовым составам со станций на главный путь сразу со скоростью 80 км/ч позволяет повысить пропускную способность линий, что особенно важно на грузонапряженных направлениях.


Для работы на главных путях сети ОАО «РЖД» в условиях смешанного обращения грузовых и пассажирских поездов созданы стрелочные переводы марки 1/18 с крестовиной с непрерывной поверхностью катания на железобетонных брусьях. Проектами реконструкции БАМа и Северного широтного хода предусмотрено повышение скоростей движения поездов для увеличения пропускной и провозной способности указанных магистралей, что возможно реализовать укладкой стрелочных переводов марки 1/18. Однако использование таких переводов, имеющих дополнительный переводной механизм и электропривод на крестовине с непрерывной поверхностью катания, связано с необходимостью реконструкции системы СЦБ станций и увеличением затрат на выполнение капитальных работ и текущего содержания. Для снижения перечисленных расходов потребовалась разработка современного стрелочного перевода марки 1/18 с жесткой крестовиной, не требующей применения дополнительного привода, но при этом взаимозаменяемого с переводом, имеющим крестовину с непрерывной поверхностью катания.
Такая жесткая крестовина моноблочной конструкции проекта Н01.006.3000.00 разработана АО «Новосибирский стрелочный завод». Проектирование изделия проводилось с применением нового метода расчета моноблочных крестовин, отработанного на крестовине марки 1/11. Основные геометрические параметры, предусмотренные проектом крестовины марки 1/18, обеспечивают возможность ее использования в составе стрелочного перевода проекта 2870.00.000 после его модернизации.
Крестовина новой конструкции представляет собой цельнолитой блок сердечника с усовиками и четырьмя приварными рельсовыми окончаниями (рис. 1).



На Экспериментальном кольце АО «ВНИИЖТ» проведены динамико-прочностные и полигонные испытания указанной крестовины в отдельной «ячейке» на прямолинейном участке III главного пути под воздействием опытного поезда с осевыми нагрузками до 25 тс при скоростях движения до 70 км/ч. Динамикопрочностными испытаниями оценено напряженно-деформированное состояние крестовины, полигонными — эксплуатационные качества.
Рассмотрим подробнее особенности конструкции нового изделия стрелочной продукции. Моноблочная крестовина типа Р65 марки 1/18 проекта Н01.006.3000.00 с четырьмя приварными рельсовыми окончаниями предназначена для стрелочного перевода, эксплуатируемого в главных путях сети ОАО «РЖД» при скоростях движения поездов до 160 км/ч по прямому направлению и 80 км/ч по боковому. Полная длина крестовины составляет 12520 мм, передний вылет — 3950 мм, задний — 8570 мм.
Улучшенный профиль крестовины (рис. 2) позволяет снизить динамику взаимодействия пути и подвижного состава, предупредить расстройство и преждевременный отказ элементов, а также уменьшить интенсивность износа и расходы на содержание узла.
При испытаниях напряженное состояние крестовины оценивалось в зонах литой моноблочной части, приварных рельсовых окончаний и сварных стыков. Расположение измерительных устройств на крестовине иллюстрирует рис. 3.
Наибольшие зарегистрированные напряжения в кромках подошвы сердечника крестовины от воздействия обращающегося подвижного состава не превысили 80 МПа при допускаемом значении ПО МПа. Образец осциллограммы напряжений в подошве сердечника от воздействия опытного поезда представлен на рис. 4.
Максимальные напряжения, зафиксированные в ходе испытаний в кромках подошвы приварного рельса окончания крестовины, не превысили 140 МПа при допускаемых 240 МПа. Вид осциллограммы напряжений в кромках подошвы приварного рельса от воздействия грузового поезда аналогичен осциллограмме напряжений в подошве сердечника.
Сварной шов в зоне приварки рельсового окончания к сердечнику крестовины тоже показал неплохие результаты — наибольшие напряжения в кромках подошвы не превысили 105 МПа. Образец осциллограммы напряжений в кромках подошвы сварного шва крестовины под поездной нагрузкой представлен на рис. 5.

Таким образом, максимальные зарегистрированные напряжения в кромках подошвы сердечника крестовины не превышают допустимые.
Упругие изменения ширины колеи в зонах крес-товинного узла оценивали прогибомерами. Наибольшие упругие деформации ширины колеи в сторону ее уширения не превысили 1,5 мм, что отвечает требованиям обеспечения безопасности движения поездов. Осциллограмма упругих изменений ширины колеи в зоне крестовинного узла представлена на рис. 6.

После наработки 80 млн т груза брутто ширина колеи и желобов в зоне крестовинного узла находилась в пределах допускаемых значений, а вертикальный износ сердечника и усовика не превысил 3,5 мм. На поверхности катания литых частей усовика и сердечника крестовины отмечено незначительное выкрашивание металла глубиной до 1 мм.
Поверхность катания приварного рельсового окончания со стороны переднего вылета крестовины в зоне между передним и сварным стыками оказалась поражена дефектом выкрашивания металла, по причине которого после наработки 80 млн т груза брутто условия движения поездов с нагрузкой 25 тс/ось по крестовине были ограничены.
Зоны сварных стыков в переднем и заднем вылетах крестовины после наработки 80 млн т груза брутто не подверглись поражению этим дефектом. В целом состояние крестовины типа Р65 марки 1/18 проекта Н01.006.3000.00 после пропуска указанного тоннажа соответствует требованиям безопасной эксплуатации при
установленном скоростном режиме на III главном пути Экспериментального кольца АО «ВНИИЖТ».

Выводы

По результатам динамико-прочностных и полигонных испытаний крестовины марки 1/18 моноблочной конструкции установлено следующее:
наибольшие напряжения в литой части и рельсовых окончаниях не превышают соответственно 80 и 140 МПа при допускаемых значениях ПО и 240 МПа;
упругие изменения ширины колеи в пределах крестовинного узла не превышают 1,5 мм, что отвечает требованиям обеспечения стабильности ширины колеи для безопасной эксплуатации;
вертикальный износ крестовины составил 3,5 мм после наработки 80 млн т груза брутто, что находится в пределах допусков;
выкрашивания металла на поверхности катания крестовины не превысили 1 мм;
зоны сварных стыков в переднем и заднем вылетах крестовины не поражены дефектами.
Следует отметить низкое качество металла приварных рельсовых окончаний, однако этот недостаток не связан с конструктивными особенностями крестовины.
Результаты исследований показали, что крестовина проекта Н01.006.3000.00 обладает необходимыми прочностными и эксплуатационными свойствами и может быть рекомендована к серийному производству.

Список источников

1. Глюзберг Б.Э. Разработка и внедрение новых конструкций стрелочных переводов // Железнодорожный транспорт. 2012. № 3. С. 31-36.
2. Возможность повышения скоростей движения скоростных и высокоскоростных электропоездов по стрелочным переводам и съездам / А.М. Бржезовский, Б.Э. Глюзберг, М.И. Титаренко, И.Е. Ильин, В.С. Викторов, В.Н. Ту-лушев // Вестник Научно-исследовательского института же-лезнодоржного танспорта. 2016. Т. 75, № 4. С. 217—223.
3. Титаренко М.И. Новый стрелочный перевод от новосибирцев // Путь и путевое хозяйство. 2018. № 8. С. 16—18.
4. Титаренко М.И., Глюзберг Б.Э. Проблемы применения шурупно-дюбельного скрепления на стрелочных переводах // Путь и путевое хозяйство. 2020. № 2. С. 13-16.
5. Титаренко М.И., Маркин М.А., Кузнецов С.В. О классификаторе дефектов и повреждений элементов стрелочных переводов 2019 г. // Путь и путевое хозяйство. 2022. № 10. С. 24-27.


TEST RESULTS OF 1/18 MONOBLOCK CROSSING
Titarenko Mikhail — Ph.D., Senior Researcher of the Laboratory «Turnout facility» Research Institute of railway transport (JSC «VNIIZHT»). Moscow, Russia. 77tit@mail.ru
Tregubchak Pavel — Head of the Department «Devices of the track superstructure and turnouts» of the Research Institute of Railway Transport (JSC «VNIIZHT»). Moscow, Russia, pavel.tregubchak@mail.ru
Abstract. The article presents the results of dynamic-strength and operational tests of a 1/18 monoblock crossing. It is concluded that the strength and performance qualities of the crossing provide its reliable operation. The possibility of using these crossings in turnouts of project 2870 without restrictions on the transportation process is noted.
Keywords: monobloc crossing, increase in speed, reliability, operational quality.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК