УДК 625.1.03, 629.4.015

Абдуллаев Сейдулла Сейдеметович – д.т.н., доцент (Алматы, КазАТК)

Токмурзина Наталья Анатольевна – к.т.н., доцент (Алматы, КазАТК)

Пя Дмитрий Радионович – ассистент (Алматы, КазАТК)

Исследование силового воздействия модернизированных электровозов на железнодорожный путь

В Казахстане успешно ведутся работы по модернизации электровозов серии ВЛ80. Модернизация коснулась не только тягового и вспомогательного оборудования, но и экипажной части.

Для улучшения тяговых свойств модернизированного локомотива ВЛ80СК предлагается применить на тележку аналогичную электровозу KZ4A. Применение этой тележки позволит улучшить тяговые свойства локомотива за счет более низкого уровня передачи тягового усилия от рамы тележек на раму локомотива и перераспределения вертикальной нагрузки между колесными парами. Коэффициент сцепления модернизированного электровоза с 0,885 повышен до 0,92 /1/.

АО «Байтерек А» производит модернизацию секций электровозов типа ВЛ80 в односекционный, двухкабинный, четырехосный электровоз ВЛ40^М с частичной заменой устаревшего оборудования на современное.

На электровозе ВЛ40^М по сравнению с электровозами типа ВЛ80 старых выпусков устанавливается новое люлечное подвешивание, обеспечивающее повышенный ресурс.

Отличием устанавливаемого люлечного подвешивания от предыдущего является:

- увеличенное до 130 мм отверстие в верхнем шарнире;

- применение марганцевой стали в ограничительных кольцах прокладок верхнего и нижнего шарниров.

В работе /2/ описана методика расчета вертикального воздействия многоосного экипажа на путь. На основе этой методики получены теоретические результаты, определяющие прогиб рельса от модернизированных электровозов ВЛ80С и ВЛ40.

На основании этой методики производились вычисления прогиба рельса под электровозами ВЛ80СК и ВЛ40. Графики прогибов рельсов под электровозом ВЛ80СК приведены на рисунке 1, а на ВЛ40 – на рисунке 2.

Рисунок 1. График прогиба рельса от электровоза ВЛ80СК (шпалы железобетонные, U=1120МПа)

Анализ графиков, представленных на рисунке 1 показывают, что максимальный прогиб рельса от электровоза ВЛ80СК для скоростей 40, 60, 100 км/ч соответственно равен 0,7 мм, 1,2 мм и 2 мм. На увеличение прогиба рельса оказывает влияние скорость движения экипажа, что величина максимального прогиба не превышает допустимых значений.

Рисунок 2. Графики прогибов рельса под электровозом ВЛ40 (шпалы железобетонные, U= 1120МПа)

Анализ графиков, представленных на рисунке 2 показывают, что максимальный прогиб рельса от электровоза ВЛ40М для скоростей 40, 60, 100 км/ч соответственно равен 0,7 мм, 1,0 мм и 1,2 мм.

Разность значений величины прогиба рельса под электровозами ВЛ80 и ВЛ40 объясняется количеством осей локомотива. Так как электровоз ВЛ40 имеет 4 оси, он оказывает меньшее воздействие на путь. Следовательно, электровоз ВЛ40 может быть использован в качестве пассажирского локомотива, который будет в меньшей степени воздействовать на путь при повышении скорости движения.

При скорости движения по рельсу до 40 км/ч системы нагрузок наблюдается повтор эпюры прогибов рельса под статической нагрузкой, то есть влияние динамических добавок проявляются слабо. При увеличении скорости движения свыше 40 км/ч форма изгиба рельса начинается видоизменяться, постепенно отходя от эпюры прогибов рельса под статической нагрузкой. Максимальный прогиб приходится не под колесо, а возникает с некоторым опозданием. Это доказывает, что железнодорожный путь имеет неупругое сопротивление. Перед первым колесом возникает затухающая волна, которая может распространяться на значительную длину. После последнего колеса также появляется затухающая волна. Характер затухающих волн перед первым и после последнего колеса разный. Впереди первого колеса тележки волна характеризуется высокой частотой и меньшим прогибом рельса.

Выводы:

Таким образом, для точного определения динамических сил от подвижного состава на железнодорожный путь необходимо учитывать воздействие на рельс всех колес подвижного состава.

ЛИТЕРАТУРА

1. Канатбаев Т.А., Туруспаев С.У., Джакупов Н.Р. Оценка эффективности модернизации экипажной части электровозов типа ВЛ-80 путем установки наклонных тяг. Материалы научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития подвижного состава в Республике Казахстан и пути их решения». Алматы, КазАТК. 2008 г. с. 132-135.

2. Абдуллаев С.С., Токмурзина Н.А., Пя Д.Р. Методика расчета силового воздействия многоосного экипажа на железнодорожный путь. Вестник№2, 2008г, с.113-116