Аналіз нерівностей на поверхні катання рейок і причин їхнього утворення

Залізничний екіпаж і колія являють при взаємодії єдину механічну систему, що складається з зосереджених і розподілених мас з пружно дисипативними зв'язками, що володіють широким діапазоном амплітудно-частотних характеристик коливань. Коливання в системі "колія-екіпаж-колія" збуджуються такими способами і їхніми сполученнями: силовим, кінематичним, параметричним. При цьому переважаючим способом порушення коливань системи служить кінематичний, зумовлюючий зміну в часі і по протязі колії координат точок контакту коліс і рейок.

До факторів кінематичного способу порушення коливань системи "колія-екіпаж-колія" відносяться наступні нерівності:

"геометричні" нерівності на поверхні кочення коліс і рейок, тобто ті, котрі існують і в не навантаженому стані колеса і рейки;

"динамічні", чи так називані силові нерівності, що виникають через нерівномірну по протязі піддатливість основи, наявність люфтів і зазорів у конструкції.

Геометричні нерівності на поверхні кочення (катання) рейок утворяться в результаті:

виготовлення (прокатки і наступних технологічних операцій) рейок на заводах (початкові нерівності);

хвилеподібного зносу головки рейки, що з'являється в процесі експлуатації (довгі нерівності більш 0,25 м і короткі — менш 0,25 м, так називані "рифлі");

місцевого викрашування, зминання й абразивного зносу поверхні головки в зоні болтових і зварених стиків, а також по довжині рейок у результаті локальної дії підвищених (ударних) навантажень коліс на рейку;

місцевого абразивного зносу в місцях пробуксувань локомотивних коліс (лиски);

викрадення чи рейок скорочення їхньої довжини узимку і збільшення через цей стиковий зазор;

викривлення (искажение) нормативного обрису рейкових ниток у плані і профілі — осідань рейок, перекосів і т.п., що накопичуються в процесі експлуатації в результаті нерівномірного силового впливу на колію і за рахунок нерівно жорсткості рейкової основи.

Динамічні нерівності на поверхні кочення вагонних і локомотивних коліс (викривлення круглого обрису поперечних перерізів (сечений) поверхні кочення, перпендикулярних до осі колісної пари), що утворюються в результаті експлуатації, можуть бути ізольованими (місцевими) і безупинними по крузі кочення.

До факторів силового способу порушення коливань відносяться подовжні і поперечні сили, що виникають при русі екіпажів взагалі і, зокрема, при змінах режимів руху: при тязі і гальмуванні, при проходженні різних відступів від проектного обрису колії.

До факторів параметричного способу порушення коливань системи відносяться параметри, що змінюються у функції від часу, наприклад, параметри демпфірування коливань амортизаторами з нелінійними характеристиками і т.п.

Перераховані способи порушення вібрацій колії і фактори, що обумовлюють проявлення того чи іншого способу, що діють у єдиній коливальній системі "колія-екіпаж-колія", у більшості випадків не мають чітких границь поділу. Наприклад, коливання, викликувані кінематичним способом, діють на визначені маси елементів конструкцій колії чи екіпажа і викликають динамічні зусилля. Останні у свою чергу, граючи роль силового способу, збуджують коливання елементів колії.

ЛЕКЦІЯ 11

ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ ПРО НАДІЙНІСТЬ РОБОТИ ШПАЛ ТА СКРІПЛЕНЬ. ФІЗИЧНА ТА ІМОВІРНА ТЕОРІЇ ВІДМОВ

10.1 Характеристики та величини які досліджуються

10.2 Зноси і ушкодження дерев’яних шпал

10.3 Зноси і ушкодження залізобетонних шпал

10.4 Надійність роботи проміжних рейкових скріплень

10.5 Надійність роботи рейкових стикових скріплень