КОЛЕСНЫЕ ПАРЫ
Способы
расчета
о сей
колесны х
пар
Ч и с л е н н о с т ь п а р к о в ж е л е з н о д о р о ж н о г о п о д в и ж н о г о с о с т а в а
в с е х в и д о в п о с т о я н н о в о з р а с т а л а в т е ч е н и е п о с л е д н и х 1 6 0 л е т ,
п р и э т о м а в а р и и , с в я з а н н ы е с и з л о м о м о с е й к о л е с н ы х п а р , с л у -
ч а л и с ь п о с т о я н н о , х о т я к о л е с н ы е п а р ы в с е г д а п р о е к т и р о в а л и с ь
в с о о т в е т с т в и и с с у щ е с т в о в а в ш и м и н а т о т м о м е н т м е т о д и к а м и
п р о ч н о с т н ы х р а с ч е т о в .
Н е м е ц к о м у у ч е н о м у А.
В ё л е р у е щ е в
к о н ц е
XIX
в .
у д а л о с ь у с т а н о в и т ь ,
ч т о
п р и ч и н о й
и з л о м о в
я в -
л я л и с ь в о з д е й с т в у ю щ и е н а о с ь к о л е с н о й
п а р ы
ц и к л и ч е с к и е
п е р е м е н н ы е н а г р у з к и .
О т с ю д а с л е д о в а л о ,
ч т о р а с с ч и т ы в а т ь
о с и ,
и с п о л ь з у я
п р и м е н я в ш и е с я
р а н е е
м е т о д ы
с т а т и ч е с к и х
р а с ч е т о в , н е л ь з я .
Последние
20
лет
знаменова-
лись значительными изменениями
условий эксплуатации подвижного
состава, связанными с увеличени-
ем скорости движения и осевых на-
грузок, а также с применением ме-
ханизмов наклона кузова в кривых.
Кроме того, значительно возросли
эксплуатационные
нагрузки.
Так,
годовой пробег высокоскоростных
пассажирских
поездов
достигает
500 тыс. км.
Эти изменения привели к сни-
жению
усталостной
прочности.
Нормативы,
принятые для
расче-
тов при конструировании осей ко-
лесных пар, обычно учитывают как
максимальные
только
те
нагруз-
ки, которые возникают при прохо-
ждении экстремальных кривых, а в
качестве допустимой нагрузки ис-
пользуют
значение
«длительной
прочности», которая определяется
при числе циклов колебаний, рав-
ном 10 млн. Сейчас эти нормативы
не являются достаточными для рас-
чета осей колесных пар.
Нельзя
оставить
без
внима-
ния то обстоятельство, что оси ко-
лесных пар поезда ICE уже спустя
21сут после начала эксплуатации
выходят на показатель 10 млн цик-
лов колебаний, т.е. оборотов (при
диаметре
колеса
0,9 м
уже
через
1 км пути число циклов колебаний
достигает 350, соответственно при
годовом пробеге 500 тыс. км число
циклов в сутки составит 484 тыс.).
Это обстоятельство в данных экс-
плуатационных
условиях
способ-
ствует аккумуляции дефектов, в ре-
зультате чего развиваются трещи-
ны,
а
затем,
если
трещины
свое-
временно
не
будут
обнаружены,
происходит
излом
оси
колесной
пары.
Основываясь на результатах на-
учных исследований и данных ком-
плексного анализа производствен-
ных
дефектов
(измерения
в
про-
цессе эксплуатации, испытания на
прочность), специалисты установи-
ли, что существующий способ рас-
чета
колесных
пар
использовать
нельзя, поскольку в нем фигуриру-
ет практически мало применяемое
на практике понятие «длительная
прочность», а кроме того, не учи-
тываются специфические нагрузки,
возникающие на той или иной еди-
нице подвижного состава.
Факторы, влияющие
на прочность
Для
обеспечения
достаточной
и надежной прочности в процессе
эксплуатации всех компонентов по-
движного состава, особенно колес-
ных пар, большое значение имеет
ряд сложных и взаимодействующих
между собой параметров.
Важнейшими
факторами,
ис-
пользуемыми
при
расчете
и
кон-
струировании
компонентов
по-
движного состава, являются вели-
чины эксплуатационных нагрузок,
возникающих
при
внешних
воз-
действиях,
а
также
конструктив-
ные особенности компонентов, вид
конструкционного материала и тех-
нология его обработки, воздействие
окружающей среды.
Для
правильного
расчета
кон-
струкции
необходимо,
чтобы
все
принимаемые рабочие нагрузки с
учетом соответствующих коэффи-
циентов безопасности были мень-
ше
допустимых
величин.
Пропу-
щенные или неучтенные, обуслов-
ленные
условиями
эксплуатации
влияющие
факторы
могут
быть
приняты
во
внимание
на
стадии
раннего распознавания дефектов,
что
позволит
избежать
опасных
последствий.
В случае расчета колесных пар
ситуация
сложнее.
При
длитель-
ных сроках эксплуатации и, соот-
ветственно, экстремальных величи-
нах нагрузочных циклов здесь в не-
достаточной степени учитываются
действующие механизмы разруше-
ния (в частности, в подступичной
части оси), связанные с контактной
усталостью.
Другие
влияющие
эксплуата-
ционные факторы, такие, как кор-
розия и повреждение поверхности
катания колес, также следует обя-
зательно учитывать при конструи-
ровании колесных пар и расчетном
подтверждении их прочности.
Эксплуатационные нагрузки на
ходовую часть и результирующие
силы, передаваемые от экипажной
части,
при
конструировании
рас-
сматриваются
как
важнейшие
па-
раметры, игнорирование которых
в последние годы нередко приводи-
ло к усталостному разрушению осей
колесных пар и колес. Это связано и
с характеристиками участков пути —
радиусами кривых, особенностями
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2011, № 10
41
предыдущая страница 42 Железные дороги мира 2011 10 читать онлайн следующая страница 44 Железные дороги мира 2011 10 читать онлайн Домой Выключить/включить текст