Influence of length of direct insert on safety of motion of cars on contiguous switches laid according to the second scheme

УДК 625.151.2 : 629.4.015 : 656.2.08 К. В. МОЙСЕЄНКО, О. В. ШАТУНОВ (ДІІТ) ВПЛИВ ДОВЖИНИ ПРЯМОЇ ВСТАВКИ НА БЕЗПЕКУ РУХУ ВАГОНІВ СУМІЖНИМИ ПЕРЕВОДАМИ, УКЛАДЕНИМИ ЗА ДРУГОЮ СХЕМОЮ Наведено результати експериментального дослідження впливу довжини прямої вставки між суміжними стрілочними переводами, укладеними за другою схемою, на безпеку руху вагонів (за критерієм стійкості колеса від сходу з рейок). Ключові слова: стрілочний перевід, пряма вставка, вагон, безпека руху На сьогоднішній день значна кількість наймасовіших стрілочних переводів типу Р65 марок 1/11 та 1/9 на головних та приймальновідправних коліях Укрзалізниці експлуатується з порушенням вимог «Інструкції з улаштування та утримання колії залізниць України» [1] у частині, що стосується довжини прямої вставки між ними. З різних причин ці порушення тривалий час не усуваються і, найімовірніше, усунуті не будуть, що робить актуальним дослідження впливу зменшення довжини прямої вставки (включаючи також випадок її відсутності) на безпеку руху вагонів такими переводами. У роботі [2] викладено результати експериментального дослідження впливу прямої вставки на безпеку руху вагонів суміжними переводами марки 1/11 типу Р65 на залізобетонних брусах, укладеними за першою схемою. У цій статті наведено результати натурного випробування, метою якого було дослідження впливу довжини прямої вставки на безпеку руху вагонів такими самими переводами, але укладеними за другою схемою. У натурних умовах оцінити безпеку руху вагона можна за допомогою датчиків, які встановлюються на колії або рухомому складі. У першому випадку визначаються вертикальні та горизонтальні сили, що діють на рейку, у другому − вертикальні та рамні сили, що діють на буксу колісної пари. Рух вважається безпечним, коли відношення між цими величинами відповідає деякому граничному значенню [3, 4]. Для оцінки безпеки руху вагонів стрілочними переводами «колійний» спосіб визначення сил не підходить: конструкція стрілки не дозволяє забезпечити працездатність тензодатчика, наклеєного на неробочу грань головки гостряка в межах горизонтального стругання (на кафедрі «Колія та колійне господарство» ДІІТу горизонтальна сила визначається за методом дра техн. наук О. П. Єршкова [5]), а вертикальне його стругання та солідарна робота разом з рамною рейкою не дають змоги виконати тарування приладів, які визначають вертикальну силу. Також слід зауважити, що застосування цього способу потребує наклеювання 5 тензодатчиків у кожному перерізі рейки на відстані 10…20 см один від одного. Така технологія проведення дослідження дуже витратна та суттєво збільшує його тривалість. Останнім часом для дослідження взаємодії колії та рухомого складу почали застосовувати тензометричну колісну пару, яка підкочується під вагон, але дозволяє одержувати відношення між горизонтальною та вертикальною силами, що діють на рейку [6]. Використання тензометричних колісних пар дає змогу оцінити безпеку руху вагона по всій довжині переводу, але на сьогоднішній день для вітчизняних дослідників практично неможливе через дуже високу вартість цієї вимірювальної системи. Методика визначення можливості викочування гребеня колеса на рейку, що використовується під час дослідження ходових якостей рухомого складу [4], позбавлена недоліків, перерахованих вище, що й зумовило її застосування в роботі. Польова частина досліджень проводилася ГНДЛ «Вагони» ДІІТу з 12 до 15 травня 2008 року на переводах № 12 і № 14 ст. ЗапоріжжяВантажне Придніпровської залізниці одночасно з дослідженнями [2]. Через це методика виконання роботи, характеристики апаратури, технологія обробки одержаних результатів ідентичні наведеним у [2] і в цій статті детально не описуються. Дослідні переводи розташовані на головній колії (рис. 1), тип Р65, марка 1/11, проект 1740, бруси залізобетонні, пряма вставка між ними відсутня. По прямому напрямку переводів для пасажирських поїздів встановлена максимальна швидкість 100 км/год, для вантажних − 80 км/год; по боковому − 40 км/год для обох © К. В. Мойсеєнко, О. В. Шатунов, 2012 124 категорій поїздів. Рух поїздів з бокового напрямку одного переводу на боковий напрямок іншого відсутній, рух відбувається в основному по прямих напрямках переводів із швидкостями, близькими до встановлених, по бокових виконується тільки маневрова робота. На початок випробувань по дослідних переводах було пропущено близько 140 млн т вантажу брутто, але завдяки особливостям їх експлуатації та якісному утриманню металевих частин їх вертикальний та горизонтальний знос не перевищував 1…2 мм. Баластний шар та залізобетонні бруси, стан стрілочних переводів і прилеглих колій за рівнем та положенням у плані загалом відповідали вимогам [1]. Обміри дослідних переводів та переводів № 10 і № 16 разом з колією між ними, виконані після закінчення випробувань за технологією, аналогічною наведеній в [7], підтвердили цей висновок. До складу дослідного поїзда входили завантажений чотиривісний піввагон на візках моделі 18-100 з пружними ковзунами (маса 88,5 т, щебінь), порожній чотиривісний піввагон на візках моделі 18-100 (20,7 т), пасажирський вагон на візках КВЗ-ЦНИИ (вагон-лабораторія ГНДЛ «Вагони») та два електровози серії ВЛ11 (один у голові поїзда, другий − у хвості). Поїздки здійснювалися із швидкостями 5, 15, 25 і 40 км/год у режимі вибігу (по 3-4 поїздки з кожною швидкістю). Процеси, що реєструвалися, наведені на рис. 2. Вплив довжини прямої вставки на безпеку руху вагонів суміжними переводами визначався шляхом порівняння результатів, одержаних за її крайніх значень (d=0 і d=∞), з допустимими величинами. Цикл d=0 (дослідний поїзд рухається по бокових напрямках обох суміжних переводів) − дослідний, цикл d=∞ (рух тільки по боковому напрямку дослідного переводу) − контрольний. Дані, одержані за циклу d=∞, по- трібні для оцінки стану дослідних переводів і вагонів з позиції їх придатності для досліджень. Для підвищення надійності результатів випробувань проведено два експерименти (дослідний поїзд рухався з переводу № 12 на перевід № 14 та, після розвороту, навпаки). Розрахунок коефіцієнта запасу стійкості виконано відповідно до [4]. Перед розрахунком процеси, що вимірювались (крім прискорень букс), були профільтровані за допомогою програмного забезпечення ГНДЛ «Вагони», після чого частоти їх складових не перевищували 20 Гц. За початок та кінець реалізації прийнято передній стик рамної рейки дослідного переводу та найближчий до нього кінець відхилення контррейки (довжина 28,8 м). Відповідно до кількості значень в одній реалізації за граничне значення коефіцієнта запасу стійкості проти сходу прийнято для пасажирського вагона 1,7, для вантажного − 1,5 [4]. Залежності коефіцієнта запасу стійкості проти сходу під час викочування на рейку(гостряк) дослідного переводу від швидкості для колеса, що набігає, наведені на рис. 3 і 4. Тут чорним кольором показано дані, одержані за циклом d=0, сірим − d=∞, кружечками позначені величини, отримані для дослідного переводу № 12, трикутниками − № 14, горизонтальна лінія вказує допустиму величину. На рис. (...truncated)