THE STRESS-STRAIN STATE OF THE SWITCH TYPE R65 MARK 1/11 PROJECT DN 300

УДК 625.151.2.001.4 К. В. МОЙСЕЄНКО, В. П. ГНАТЕНКО (ДІІТ) РЕЗУЛЬТАТИ НАТУРНОГО ВИПРОБУВАННЯ НА МІЦНІСТЬ СТРІЛОЧНОГО ПЕРЕВОДУ ТИПУ Р65 МАРКИ 1/11 ПРОЕКТУ Дн 300 Наведено результати натурного випробування на міцність стрілочного переводу типу Р65 марки 1/11 проекту Дн 300. Изложены результаты натурного испытания на прочность стрелочного перевода типа Р65 марки 1/11 проекта Дн 300. The results of full-scale strength test of the switch type R65 mark 1/11 of the design Dn 300 are described. Стрілочний перевід типу Р65 марки 1/11 проекту Дн 300 запроектовано та виготовлено ВАТ «Дніпропетровський стрілочний завод» для укладання на головних коліях зі швидкостями руху поїздів по прямому напрямку до 160 км/год. У конструкції нового переводу використано багато рішень, що були апробовані під час експлуатації серійного переводу-аналога цих же типу й марки проекту 65111Ж: повністю збігаються радіуси гостряка та перевідної кривої, початковий кут гостряка та стрілочний кут; теоретична довжина переводу, довжини гостряків та рамних рейок; відстані від початку рамних рейок до центру переводу та від центру переводу до математичного центра хрестовини; ширина колії по прямому та боковому напрямках. Однотипні також конструктивні рішення окремих частин дослідного переводу та аналога: ідентична стрілка, до бруса № 43 однакова епюра їх розкладення, в обох переводів пружне проміжне кріплення (клеми типів КП-2 і КП-3). До особливостей, якими дослідний перевід відрізняється від переводу проекту 65111Ж, відносяться такі: – замість жорсткої хрестовини запропонована нова конструкція з рухомим поворотним сердечником; – вилучено упорки в межах рамних рейок та перевідної кривої (залишилася лише одна біля вістря гостряка); – прикріплення стрілочних підкладок до брусів за допомогою закладних болтів замінено на шурупно-дюбельне; – стрілочна й хрестовинні гарнітури доповнено зовнішніми замикачами, а самі гарнітури розміщені в металевих порожнистих брусах; − запропонована нова конструкція залізобетонних брусів з постійним поперечним перерізом по всій довжині. Зважаючи на суттєвість наведених вище конструктивних відмінностей нового переводу від серійного, потреба в проведенні натурного випробування дослідного переводу на міцність очевидна. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ВИПРОБУВАННЯ ТА ОБРОБКИ ДАНИХ Дослідний перевід був укладений у кінці листопада 2004 року на ст. Вільнянськ Придніпровської залізниці (перевід № 1). Випробування проведені у квітні−травні 2005 року, на їх початок по переводу було пропущено близько 30 млн т вантажу брутто. Під час випробування стан дослідного переводу, прилеглих стрілочних переводів і колій, контактної мережі в цілому відповідав вимогам нормативної документації на дослідний стрілочний перевід та чинних «Тимчасової інструкції з організації швидкісного руху пасажирських поїздів. Вимоги до інфраструктури та рухомого складу» [1] й «Інструкції по устрою та утриманню колії залізниць України» [2] (спостерігалося відхилення положення рейкових ниток дослідного стрілочного переводу в межах з’єднувальної частини за рівнем до 10 мм по прямому напрямку та до 14 мм − по боковому). Знос металевих частин переводу не перевищував 1,0 мм. Слід зазначити, що під час обстеження дослідного переводу було виявлено значну кількість брусів з волосовими тріщинами в бетоні. Довжина тріщин досягала 5 см, найчастіше вони спостерігалися на боковій поверхні бруса в зоні дюбеля. Наявність тріщин на момент проведення випробування, на нашу думку, на несучій здатності брусів не позначилися, хоча не виключено, що їх наявність може негативно відбитися на терміні служби брусів надалі. © Мойсеєнко К. В., Гнатенко В. П., 2010 103 Також необхідно зауважити, що за 16 днів випробування через зовнішній замикач двічі не переводився сердечник хрестовини та один раз − гостряк. Визначення показників напружено-деформованого стану переводу виконувалося під дією спеціального дослідного поїзда. Дослідний поїзд складався з двох електровозів (при швидкостях до 80 км/год включно – серій ВЛ8 і ВЛ11, за більших – серії ЧС7), пасажирського вагона на візках моделі КВЗ-ЦНИИ і чотирьох чотиривісних піввагонів на візках моделі 18-100, завантажених щебенем (один з навантаженням на вісь 10,6 т, другий – 18,1 т і два з навантаженням на вісь 23,9 т і 23,4 т). При швидкостях більше 80 км/год вантажні вагони з дослідного поїзда вилучалися, замість електровозів серії ВЛ використовувались електровози серії ЧС7. Швидкість 160 км/год реалізовано тільки одним електровозом серії ЧС7. Схеми дослідних поїздів наведено на рис. 1. Цифрами тут позначено номери осей, які використовувалися під час обробки даних. Поїздки виконувалися човником (туди і назад) зі швидкостями 5, 40, 80, 100, 120, 140 і 160 км/год по прямому напрямку та 5, 15, 25, 40 і 50 – по боковому. З кожною швидкістю було зроблено від 5 до 23 заїздів (половина заїздів у протишерстному напрямку, половина − у пошерстному). Крім стандартних показників напруженодеформованого стану стрілочного переводу, що завжди визначаються під час випробування (напруження в металевих частинах; горизонтальні та вертикальні сили, що діють на перевід; деформації та переміщення рейкових елементів та брусів), для оцінки впливу нової конструкції проміжного кріплення та металевих брусів на роботу дослідного переводу вимірювалися також їх горизонтальні та вертикальні переміщення й деформації. Схеми установки приладів по прямому й боковому напрямках дослідного переводу наведено на рис. 2. У порівнянні зі схемами, які використовувалися під час випробування стрілочних переводів проектів 65109Ж-01 та 65111Ж [3, 4], особливістю цих схем є наявність приладів для визначення напружень у межах внутрішніх кромок підошов гостряка та рухомого сердечника. Випробування та розшифровка одержаних даних виконані Колієвипробувальною ГНДЛ ДНУЗТ за допомогою вимірювально-інформаційної системи «ПОНИЛ ДИИТ-1», що пройшла державну метрологічну атестацію відповідно до чинного порядку. Характеристики приладів, методики їх установки та визначення вертикальних і горизонтальних сил не відрізнялися від наведених у [3]. Техніка статистичної обробки та аналізу даних для кожного екіпажа в цілому теж відповідала наведеній у [3], крім порядку групування даних, одержаних для електровоза серії ВЛ8 та завантажених піввагонів під час руху по боковому напрямку. Результати, отримані для ВЛ8, розглядалися не окремо для кожної осі, а групувалися таким чином (див. рис. 1): група 1 – вісь 29, 2 – 30, 3 – 31 та 33, 4 – 32 та 34, 5 – 35, 6 – 36, а дані, одержані для піввагонів з навантаженням на вісь 23,9 т і 23,4 т, об’єднувалися в одну вибірку (групування результатів, отриманих для ВЛ11, виконано як для вагонів). Одержані результати аналізувалися окремо для стрілки, гостряка, з’єднувальної частини та рухомого сердечника. Аналогічно до [3, 4] об’єктом аналізу були тільки максимальні ймовірні значення. Допустимі та рекомендовані величини сил, деформацій та напружень в елементах стрілочного переводу становлять (відповідно до рекомендацій, розроблених експертами V комі (...truncated)