Research of Wheel-Rail Wear Due to Non-Symmetrical Loading of a Flat Car
Loading...
Date
2019
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Abstract
EN: Purpose. The paper is aimed at determining the influence of non-symmetrical loading of a flat car on the magni-tude of the wear factor of a wheel-rail pair when changing the operation parameters. Methodology. The dynamic loading of 13-401 model flat car with typical three-piece bogies is studied using a model of spatial oscillations of a five-car coupling using mathematical and computer simulation. Theoretical calculations are performed for the most dangerous sections of the railway track – small and medium radius curves in the range of permissible speeds. Findings. The indicators of wear of the rolling stock wheels and the rails are analysed on the example of flat cars in the presence of a longitudinal and transverse displacement of the load mass centre relative to the car symmetry centrer. To obtain information on the effect of permissible deviations of the arrangement of cargo in the car on the magnitude of the dynamic loading of the wheel-rail contact, the authors performed theoretical studies of the spatial variations of the rail carriage and its interaction with the track. Originality. To determine the wear of the wheel-rail pair, the effect of displacement in two directions from the central axis of symmetry of the load gravity centre was studied, taking into account the value of the travel speed along the curved sections of the small and medium radius using a mathematical model of coupling of five freight cars. Practical value. As a result of the theoretical studies carried out, the authors assessed such factors as wear factor, directional force, and hunting of the wheel set of freight rolling stock in the event of load gravity centre displacement when moving along curved sections of the railway track. To establish the possible cause of intensive wear of the wheels and rails, the following parameters were ana-lysed: lozenging of front bogie side frames; hunting of the left side frame of the front bogie; mutual longitudinal movement of the side frame and axle box of the front wheel set; mutual hunting of the left side frame of the bogie relative to the front wheel set.
UK: Мета. У науковій роботі потрібно провести угол виляния колесной пары визначення впливу несиметричного завантаження вагона скорость движения -платформи на величину фактора зносу пари «колесо–рейка» в разі зміни параметрів, що мають місце в експлуатації. Методика. Динамічну навантаженість вагона-платформи моделі 13–401 з типовими трьохелементними візками досліджено з використанням моделі просторових коливань зчепу з п’яти вагонів за допомогою математичного й комп’ютерного моделювання. Теоретичні розрахунки виконано для найбільш небезпечних ділянок залізничної колії – кривих малого й середнього радіуса в інтервалі допустимих швидкостей руху. Результати. Проаналізовано показники зносу коліс рухомого складу й рейок на прикладі вагонів-платформ за наявності поздовжнього й поперечного зміщення центра мас вантажу відносно центра симетрії вагона. Для отримання інформації про вплив допустимих відхилень розташування вантажу у вагоні на величину динамічної навантаженості контакту «колесо–рейка» виконано теоретичні дослідження просторових коливань рейкового екіпажу та його взаємодії з колією. Наукова новизна. Для визначення зносу пари «колесо–рейка» досліджено вплив зміщення у двох напрямках від центральної осі симетрії центра мас вантажу з огляду на величину швидкості руху по кривих ділянках колії малого й середнього радіуса із застосуванням математичної моделі зчепу з п’яти вантажних вагонів. Практична значимість. У результаті проведених теоретичних досліджень оцінено такі показники, як фактор зносу, напрямлена сила й виляння колісної пари вантажного рухомого складу в разі зміщення центра мас вантажу під час руху по криволінійних ділянках залізничної колії. Для встановлення ймовірної причини інтенсивного зносу коліс і рейок проаналізовано параметри: забігання бокових рам переднього візка; виляння лівої бокової рами переднього візка; взаємне поздовжнє переміщення бокової рами й буксового вузла передньої колісної пари; взаємне виляння лівої бокової рами візка відносно передньої колісної пари.
RU: Цель. В научной работе нужно провести определение влияния несимметричной загрузки вагона-платформы на величину фактора износа пары «колесо–рельс» при изменении параметров, имеющих место в эксплуатации. Методика. Динамическую нагруженность вагона-платформы модели 13–401 с типовыми трехэлементными тележками исследовано с использованием модели пространственных колебаний сцепа из пяти вагонов с помощью математического и компьютерного моделирования. Теоретические расчеты выполнены для наиболее опасных участков железнодорожного пути – кривых малого и среднего радиуса в интервале допустимых скоростей движения. Результаты. Проанализированы показатели износа колес подвижного состава и рельсов на примере вагонов-платформ при наличии продольного и поперечного смещения центра масс груза относительно центра симметрии вагона. Для получения информации о влиянии допустимых отклонений расположения груза в вагоне на величину динамической нагруженности контакта «колесо–рельс» выполнены теоретические исследования пространственных колебаний рельсового экипажа и его взаимодействия с колеей. Научная новизна. Для определения износа пары «колесо–рельс» исследовано влияние смещения в двух направлениях от центральной оси симметрии центра тяжести груза с учетом величины скорости движения по кривых участках пути малого и среднего радиуса с применением математической модели сцепа из пяти грузовых вагонов. Практическая значимость. В результате проведенных теоретических исследований оценены такие показатели, как фактор износа, направленная сила и виляние колесной пары грузового подвижного состава в случае смещения центра тяжести груза при движении по криволинейным участкам железнодорожного пути. Для установления возможной причины интенсивного износа колес и рельсов проанализированы параметры: забегание боковых рам передней тележки; виляние левой боковой рамы передней тележки; взаимное продольное перемещение боковой рамы и буксового узла передней колесной пары; взаимное виляние левой боковой рамы тележки относительно передней колесной пары.
UK: Мета. У науковій роботі потрібно провести угол виляния колесной пары визначення впливу несиметричного завантаження вагона скорость движения -платформи на величину фактора зносу пари «колесо–рейка» в разі зміни параметрів, що мають місце в експлуатації. Методика. Динамічну навантаженість вагона-платформи моделі 13–401 з типовими трьохелементними візками досліджено з використанням моделі просторових коливань зчепу з п’яти вагонів за допомогою математичного й комп’ютерного моделювання. Теоретичні розрахунки виконано для найбільш небезпечних ділянок залізничної колії – кривих малого й середнього радіуса в інтервалі допустимих швидкостей руху. Результати. Проаналізовано показники зносу коліс рухомого складу й рейок на прикладі вагонів-платформ за наявності поздовжнього й поперечного зміщення центра мас вантажу відносно центра симетрії вагона. Для отримання інформації про вплив допустимих відхилень розташування вантажу у вагоні на величину динамічної навантаженості контакту «колесо–рейка» виконано теоретичні дослідження просторових коливань рейкового екіпажу та його взаємодії з колією. Наукова новизна. Для визначення зносу пари «колесо–рейка» досліджено вплив зміщення у двох напрямках від центральної осі симетрії центра мас вантажу з огляду на величину швидкості руху по кривих ділянках колії малого й середнього радіуса із застосуванням математичної моделі зчепу з п’яти вантажних вагонів. Практична значимість. У результаті проведених теоретичних досліджень оцінено такі показники, як фактор зносу, напрямлена сила й виляння колісної пари вантажного рухомого складу в разі зміщення центра мас вантажу під час руху по криволінійних ділянках залізничної колії. Для встановлення ймовірної причини інтенсивного зносу коліс і рейок проаналізовано параметри: забігання бокових рам переднього візка; виляння лівої бокової рами переднього візка; взаємне поздовжнє переміщення бокової рами й буксового вузла передньої колісної пари; взаємне виляння лівої бокової рами візка відносно передньої колісної пари.
RU: Цель. В научной работе нужно провести определение влияния несимметричной загрузки вагона-платформы на величину фактора износа пары «колесо–рельс» при изменении параметров, имеющих место в эксплуатации. Методика. Динамическую нагруженность вагона-платформы модели 13–401 с типовыми трехэлементными тележками исследовано с использованием модели пространственных колебаний сцепа из пяти вагонов с помощью математического и компьютерного моделирования. Теоретические расчеты выполнены для наиболее опасных участков железнодорожного пути – кривых малого и среднего радиуса в интервале допустимых скоростей движения. Результаты. Проанализированы показатели износа колес подвижного состава и рельсов на примере вагонов-платформ при наличии продольного и поперечного смещения центра масс груза относительно центра симметрии вагона. Для получения информации о влиянии допустимых отклонений расположения груза в вагоне на величину динамической нагруженности контакта «колесо–рельс» выполнены теоретические исследования пространственных колебаний рельсового экипажа и его взаимодействия с колеей. Научная новизна. Для определения износа пары «колесо–рельс» исследовано влияние смещения в двух направлениях от центральной оси симметрии центра тяжести груза с учетом величины скорости движения по кривых участках пути малого и среднего радиуса с применением математической модели сцепа из пяти грузовых вагонов. Практическая значимость. В результате проведенных теоретических исследований оценены такие показатели, как фактор износа, направленная сила и виляние колесной пары грузового подвижного состава в случае смещения центра тяжести груза при движении по криволинейным участкам железнодорожного пути. Для установления возможной причины интенсивного износа колес и рельсов проанализированы параметры: забегание боковых рам передней тележки; виляние левой боковой рамы передней тележки; взаимное продольное перемещение боковой рамы и буксового узла передней колесной пары; взаимное виляние левой боковой рамы тележки относительно передней колесной пары.
Description
О. Shatunov: ORCID 0000-0002-1115-0093; А. Shvets: ORCID 0000-0002-8469-3902; О. Kirilchuk: ORCID 0000-0002-0565-1692; А. Shvets: ORCID 0000-0002-0717-2521
Keywords
load, flat car, lozenging of bogie side frames, load gravity centre displacement, angle of wheel set hunting, travel speed, wear factor, вантаж, вагон-платформа, забігання бокових рам візка, зміщення центра тяжіння вантажу, кут виляння колісної пари, швидкість руху, фактор зносу, груз, забегание боковых рам тележки, смещение центра тяжести груза, угол виляния колесной пары, скорость движения, фактор износа, КВВГ, КТБМ
Citation
Research of Wheel-Rail Wear Due to Non-Symmetrical Loading of a Flat Car / O. V. Shatunov, A. O. Shvets, O. A. Kirilchuk, A. O.Shvets // Наука та прогрес транспорту. – 2019. – № 4. – С. 102–117. – DOI: 10.15802/stp2019/177457.