Визначення впливу установки колісних пар у візках моделі 18-100 на рівень спрямовуючих зусиль в гребеневих контактах коліс з рейками

Автор(и)

  • Євген Петрович Зуб Державний університет інфраструктури та технологій, Україна https://orcid.org/0000-0001-6560-0662
  • Віктор Петрович Ткаченко Державний університет інфраструктури та технологій, Україна https://orcid.org/0000-0002-5513-2436
  • Світлана Юріївна Сапронова Державний університет інфраструктури та технологій, Україна https://orcid.org/0000-0002-1482-1665
  • Сергій Володимирович Савиківський Державний університет інфраструктури та технологій, Україна https://orcid.org/0009-0006-6855-6920

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.304328

Ключові слова:

залізничний транспорт, візки 18-100, спрямовуючі зусилля, гребінь, взаємодія колеса і рейки

Анотація

Об‘єктом дослідження є процес спрямування візків моделі 18-100 вантажних вагонів рейковою колією, зокрема, в кривих ділянках колії. Проблема, що вирішується, полягає у визначенні впливу установки колісних пар на рівень спрямовуючих зусиль в гребеневих контактах.

Побудовано розрахункову схему і математичну модель вписування візка в криву ділянку колії. Уточнено схему навантаження візка зовнішніми силами, включаючи сили бокової хитавиці, що діють на вагон в кривій. При цьому, застосовано метод псевдо-статики механічної системи, яка являє собою систему нелінійних алгебраїчних рівнянь. Для розв’язку математичної моделі використано розрахунковий блок Given-Find програмного комплексу MathCad (США).

Встановлено, що перекіс колісних пар у рамах візків моделі 18–100 має накопичувальний характер. При максимальних експлуатаційних кутах перекосів колісних пар бокові спрямовуючі зусилля у гребеневих контактах збільшуються на 40–60 % у порівнянні із номінальною установкою. Ці кути можуть складати до 0,015 рад (0,85 град).

Сферою практичного застосування отриманих результатів є залізничний транспорт, зокрема, система технічного обслуговування і ремонту вантажних вагонів на візках моделі 18-100. При цьому, умовою практичного застосування результатів дослідження є доцільність введення у систему технічного обслуговування технологічної операції контролю відхилення установки колісних пар у візку відносно номінального.

Проведені дослідження сприятимуть створенню вимірювального комплексу для моніторингу відхилення установки колісних пар у візку відносно номінального. Це доводить доцільність введення в систему технічного обслуговування візків технологічної операції контролю відхилення установки колісних пар та розробки пристрою для моніторингу цього параметра

Біографії авторів

Євген Петрович Зуб, Державний університет інфраструктури та технологій

Аспірант

Кафедра вагонів та вагонного господарства

Віктор Петрович Ткаченко, Державний університет інфраструктури та технологій

Доктор технічних наук, професор

Кафедра електромеханіки та рухомого складу залізниць

Світлана Юріївна Сапронова, Державний університет інфраструктури та технологій

Доктор технічних наук, професор

Кафедра вагонів та вагонного господарства

Сергій Володимирович Савиківський, Державний університет інфраструктури та технологій

Аспірант

Кафедра вагонів та вагонного господарства

Посилання

  1. Domin, R., Domin, I., Cherniak, G., Mostovych, A., Konstantidi, V., Gryndei, P. (2016). Investigation of the some problems of running safety of rolling stock on the Ukrainian railways. Archives of Transport, 40 (4), 15–27. https://doi.org/10.5604/08669546.1225459
  2. Fomin, O., Lovska, A. (2021). Determination of dynamic loading of bearing structures of freight wagons with actual dimensions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (7 (110)), 6–14. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.220534
  3. Knothe, K. (2008). History of wheel/rail contact mechanics: from Redtenbacher to Kalker. Vehicle System Dynamics, 46 (1-2), 9–26. https://doi.org/10.1080/00423110701586469
  4. Bahrov, O. M. (2016). Bokovi ramy vizkiv vantazhnykh vahoniv. Ekspluatatsiya. Problemy ta yikh vyrishennia. Zaliznychnyi transport Ukrainy, 1-2, 29–34. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/ZTU_2016_1-2_7
  5. Pires, A. C., Pacheco, L. A., Dalvi, I. L., Endlich, C. S., Queiroz, J. C., Antoniolli, F. A., Santos, G. F. M. (2021). The effect of railway wheel wear on reprofiling and service life. Wear, 477, 203799. https://doi.org/10.1016/j.wear.2021.203799
  6. Zub, I., Sapronova, S. (2022). Influence of deviations in the position of wheel pairs in a freight-car on the guiding forces. Transport Systems and Technologies, 40, 63–77. https://doi.org/10.32703/2617-9040-2022-40-6
  7. Koshel, O., Sapronova, S., Tkachenko, V., Buromenska, M., Radkevich, M. (2021). Research of Freight Cars Malfunctions in Operation. Proceedings of 25th International Scientific Conference. Transport Means 2021, 589–592. Available at: https://transportmeans.ktu.edu/wp-content/uploads/sites/307/2018/02/Transport-Means-2021-Part-II.pdf
  8. Hu, Y., Watson, M., Maiorino, M., Zhou, L., Wang, W. J., Ding, H. H. et al. (2021). Experimental study on wear properties of wheel and rail materials with different hardness values. Wear, 477, 203831. https://doi.org/10.1016/j.wear.2021.203831
  9. Wang, W., Huang, J., Ding, H., Wen, Z., Cui, X., Lewis, R., Liu, Q. (2024). Initiation and evolution of wheel polygonal wear: Influence of wheel-rail hardness ratios. Wear, 540-541, 205255. https://doi.org/10.1016/j.wear.2024.205255
  10. Zhao, H., Liu, P., Ding, Y., Jiang, B., Liu, X., Zhang, M., Chen, G. (2020). An Investigation on Wear Behavior of ER8 and SSW-Q3R Wheel Steel under Pure Rolling Condition. Metals, 10 (4), 513. https://doi.org/10.3390/met10040513
  11. Zhang, P., He, C., Shen, C., Dollevoet, R., Li, Z. (2024). Comprehensive validation of three-dimensional finite element modelling of wheel-rail high-frequency interaction via the V-Track test rig. Vehicle System Dynamics, 1–25. https://doi.org/10.1080/00423114.2024.2304626
  12. Koshel, O., Sapronova, S., Kara, S. (2023). Revealing patterns in the stressed-strained state of load-bearing structures in special rolling stock to further improve them. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (7 (124)), 30–42. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285894
  13. Fomin, O., Lovska, A., Píštěk, V., Kučera, P. (2019). Dynamic load computational modelling of containers placed on a flat wagon at railroad ferry transportation. Vibroengineering Procedia, 29, 118–123. https://doi.org/10.21595/vp.2019.21132
  14. Soleimani, H., Moavenian, M. (2017). Tribological Aspects of Wheel–Rail Contact: A Review of Wear Mechanisms and Effective Factors on Rolling Contact Fatigue. Urban Rail Transit, 3 (4), 227–237. https://doi.org/10.1007/s40864-017-0072-2
  15. Domin, R. Yu., Domin, Yu. V., Cherniak, H. Yu., Serhienko, O. V. (2022). Stiykist rukhomoho skladu vid skhodzhennia z reiok. Sievierodonetsk: Vyd-vo SNU im. V. Dalia, 232. Available at: https://dspace.snu.edu.ua/server/api/core/bitstreams/7ad0aa67-11e3-41df-ab59-2612b5848411/content
  16. Weilguny, R., Leitner, M., Brunnhofer, P., Pospischil, F. (2023). Investigation of dynamic gauge widening in small radius curves and its impact on lateral wheel-rail contact forces. Vehicle System Dynamics, 1–26. https://doi.org/10.1080/00423114.2023.2276762
  17. Djabbarov, S., Abdirakhmanov, J., Abdullaev, B., Namozov, S., Yuldoshov, R., Ergasheva, V. (2023). Rin-in comb wheels of the wheel pair of the car when moving on a curve section of the path. E3S Web of Conferences, 389, 05048. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202338905048
  18. Derbiszewski, B., Obraniak, A., Wozniak, M., Rylski, A., Siczek, K., Kubiak, P. (2022). Friction Issues over the Railway Wheels-Axis Assembly Motion. Lubricants, 10 (2), 26. https://doi.org/10.3390/lubricants10020026
  19. Shatunov, O. V., Shvets, A. O., Kirilchuk, O. A., Shvets, A. O. (2019). Research of wheel-rail wear due to non-symmetrical loading of a flat car. Science and Transport Progress, 4 (82), 102–117. https://doi.org/10.15802/stp2019/177457
  20. Eadie, D. T., Elvidge, D., Oldknow, K., Stock, R., Pointner, P., Kalousek, J., Klauser, P. (2008). The effects of top of rail friction modifier on wear and rolling contact fatigue: Full-scale rail–wheel test rig evaluation, analysis and modelling. Wear, 265 (9-10), 1222–1230. https://doi.org/10.1016/j.wear.2008.02.029
  21. Meymand, S. Z., Keylin, A., Ahmadian, M. (2016). A survey of wheel–rail contact models for rail vehicles. Vehicle System Dynamics, 54 (3), 386–428. https://doi.org/10.1080/00423114.2015.1137956
  22. Golubenko, A., Sapronova, S., Tkacenko, V. (2007). Kinematics of point-to-point contact of wheels with a rails. Transport problems, 2 (3), 57–61. Available at: http://transportproblems.polsl.pl/pl/Archiwum/2007/zeszyt3/2007t2z3_07.pdf
  23. Agreement on use of freight wagons in international traffic (the PGV Agreement) (with amendments and additions as of 1 January 2024) (2024). Official publication OSJD Committee, Warsaw, 168. Available at: https://en.osjd.org/en/8911/page/106077?id=2858
  24. Mikhailov, E., Semenov, S., Sapronova, S., Tkachenko, V. (2020). On the Issue of Wheel Flange Sliding Along the Rail. Lecture Notes in Intelligent Transportation and Infrastructure, 377–385. https://doi.org/10.1007/978-3-030-38666-5_40
Визначення впливу установки колісних пар у візках моделі 18-100 на рівень спрямовуючих зусиль в гребеневих контактах коліс з рейками

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-06-28

Як цитувати

Зуб, Є. П., Ткаченко, В. П., Сапронова, С. Ю., & Савиківський, С. В. (2024). Визначення впливу установки колісних пар у візках моделі 18-100 на рівень спрямовуючих зусиль в гребеневих контактах коліс з рейками. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(7 (129), 38–46. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.304328

Номер

Том 3 № 7 (129) (2024): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Evgen Zub, Viktor Tkachenko, Svitlana Sapronova, Serhii Syvakivskiy

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.