Управление трением на дорожке катания как способ снижения силового взаимодействия в контакте «колесо – рельс»
Ключевые слова:
коэффициент трения, продольная сила, боковая сила, дорожка катания рельса, лубрикацияАннотация
Взаимодействие пути и подвижного состава, а именно, снижение износа рельсов и колес, актуальное направление исследования в настоящее время в железнодорожной отрасли. Первоочередной мерой по улучшению взаимодействия в паре «колесо – рельс» в странах Европы, Америки и России принята лубрикация боковой поверхности наружной рельсовой нити. Вопрос эффективности лубрикации приобрел большое значение после опытов по нанесению смазочного материала на поверхность головки рельса (дорожку катания), проведенных на дорогах Северной Америки. По итогам экспериментов в прямых участках получено снижение силового воздействия на путь от колес подвижного состава, значительное снижение расходов, затрачиваемых на электрическую тягу и ремонт элементов верхнего строения и подвижного состава. В статье приведены результаты исследований вариантов трибологического состояния (изменение коэффициентов трения на дорожках катания) рельсовых нитей и выбор оптимального способа, обеспечивающего наилучшее взаимодействия колес подвижного состава и рельсов. Представленные варианты получены путем моделирования продольных и боковых сил в программном комплексе «Универсальный механизм». На основании полученных в ходе моделирования результатов сделаны выводы о положительном влиянии снижения коэффициента трения по дорожке катания рельсов на продольные и боковые силы, возникающие в зоне контакта «колесо – рельс», доказана безопасность нанесения смазочного материала на поверхность головок рельсов, рассчитана возможная экономия эксплуатационных расходов от снижения расходов на топливно-энергетические ресурсы.
Библиографические ссылки
Концепция развития лубрикации в системе «колесо – рельс». ОАО «РЖД». М.: 2008. 75 с.
Kumar S. Railway Track & Structures. 2009. No 5, p. 35–38.
Эффективность лубрикации рельсов // Железные дороги мира. 2011. № 1. С. 65–68.
UM. Электрон. журн. Лаборатория вычислительной механики, 2019. URL: http:/ www.umlab.Ru/pages/index.php?id=1.
Iwnicki Simon D. The Manchester benchmarks for rail vehicle simulation. Lisse: Swets & Zeitlinger, 1999.
Ромен Ю.С. Факторы, обуславливающие процессы взаимодействия в системе «колесо – рельс» при движении поезда в кривых // Вестник ВНИИЖТ. 2015. № 1. С. 17–25.
Ромен Ю.С., Суслов О.А., Баляева А.А. Определение сил взаимодействия в системе «колесо – рельс» на основании измерений напряжений в шейке рельса // Вестник ВНИИЖТ. 2017. Т. 76. № 6. С. 354–361.
Моделирование динамики железнодорожных экипажей (Руководство пользователя «Универсальный механизм 8»). 2016. URL: http://www.umlab.ru/pages/index.php?id=1.
Калкер И.И., де Патер А.Д. Обзор теории локального скольжения в области упругого контакта с сухим трением // Прикладная механика. 1971. Т. 7. № 5. С. 9–20.
Kalker Y.Y. Uber die Mechanik des Kontaktes zwischen Rad und Schiene // Zev Glasers Annalen. 1978. Vol. 102. № 7/8. pp. 214–218.
Захаров С.М., Жаров И.А., Комаровский И.А. Трибологические аспекты взаимодействия колеса и рельса // Проблемы взаимодействия колеса и рельса. М.: 1999. Т. 1. С. 221–228.
Парахненко И.Л., Аккерман С.Г. Эффективность управления трением в контакте «колесо – рельс» // Транспорт Урала. 2014. № 2 (41). С. 58–61.
Парахненко И.Л. Анализ сил взаимодействия в контакте «колесо – рельс» при различных трибологических вариантах. Транспорт Урала. 2019. № 2 (61). С. 54–57.
Парахненко И.Л., Аккерман С.Г. Исследование влияния вариантов лубрикации на силы, возникающие в контакте «колесо – рельс» // Развитие инфраструктуры и логистических технологий в транспортных системах (Рилттранс-2019): сборник трудов Третьей междунар. науч.-практ. конф. Ч. 1 Развитие транспортной инфраструктуры и управление перевозками. ПГУПС, 2020. С. 367–382.
Правила тяговых расчетов для поездной работы. М.: Транспорт, 1985. 287 с.
Парахненко И.Л. Влияние лубрикации на безопасность движения грузовых поездов // Инновационный транспорт. 2020. № 1(35). С. 43–45.
Методические рекомендации по расчету экономического эффекта внедрения научно-технических достижений и передового опыта на железных дорогах – филиалах ОАО «РЖД». Утверждены распоряжением ОАО «РЖД» 21.09.2005. № 1392р.
Методика оценки энергоэффективности применения лубрикации зоны контакта «колесо – рельс». Утв. распоряжением ОАО «РЖД» 09.10.2012 № 1998р.
