Технические науки/транспорт

к.э.н. Баймухамбетова Мария Куандыковна

колледж железнодорожного транспорта (Казахстан)

К вопросу обеспечения безопасности движения поезда против схода с рельсов

Для изучения влияния параметров системы «поезд-путь» на коэффициент устойчивости , его значение определялось для каждого из колес всех экипажей сцепа в момент времени, когда отношение для колес имеет наименьшее значение за весь рассматриваемый интервал движения. Затем, из всех полученных таким образом значений, выбиралось наименьшее. Поэтому результирующее значение получалось как минимальное достигнутое одним из колес экипажей сцепа за все время движения. В качестве параметров, влияние которых на изучалось, были приняты: - радиус кривизны в плане пути, по которому движется поезд; - ширина окна ударной розетки экипажа; SL - в вышепринятом смысле. Для достаточно типичных условий движения принималось: ; β=60°.

Рассмотрим, вкратце результаты описываемого этапа исследований.

На рисунке 1 а, приведен график зависимости от . Предполагалось, что поездов режиме установившегося торможения движется по кривой в плане и на включенный в его состав сцеп действуют сжимающие силы – 500кН. Из графика заключаем, что дортаточно сильно зависит от . Так, при увеличении этого радиуса со 150м до 800м, повышается на 25,18% (от 0,8217 до 1,0282). Поэтому, где это возможно без значительного повышения капитальных затрат по возведению пути, его кривизна в плане, как известно должна быть выполнена возможно меньшей.

На рисунке 1 б, приведены графики зависимостей и максимальных, возникающих в межэкипажных сопряжениях сцепа горизонтальных поперечных усилий от . Предполагалось, что поезд, в состав которого включен рассматриваемый сцеп в режиме полного служебного торможения движется по пути, для которого м. Кроме того, принято, как и в предыдущем случае, кН. Как следует из графика , уменьшая ширину окна ударной розетки довольно значительно можно повысить устойчивость экипажей против схода с рельсов. Так, при сокращении этого размера с 244мм до 159мм (т.е. чуть более, чем в 1,5 раза) значение повышается на 15,65% (от 0,9247 до 1,0694). Однако, как и для случая сокращения повышения безопасности движения должен использоваться весьма осмотрительно. К такому заключению приводит рассмотрение графика , из которого следует, например что, при мм в автосцепном узле возникает поперечное горизонтальное усилие МН, что, безусловно, небезопасна для его прочности.

Наконец на рисунке 1 в, приведена зависимость от SL (кривая 3). Как и для случая , можем констатировать, что в наибольшей степени из всех рассмотренных параметров системы поезд-путь на устойчивость экипажей против схода с рельсов влияет уровень продольных сил их взаимодействий в поезде. Так, из приведенного графика следует, что при сокращении этого усилия вшестеро (с 1,5МН до 250кН), повышается на 84,11% (с 0,5885 до 1,0835). На том же рисунке 1 в, для сравнения с полученной (кривая 3) нанесены зависимости , заимствованные из /1/ (кривая 1) и /2/ (кривая 2). Из сравнения приведенных кривых видна достаточная их близость, что свидетельствует о корректности полученной зависимости.

Из рассмотрения рисунка 1 а, следует, например, что, для описанных условий движения, безопасность против схода с рельсов на уровне , полностью порожних четырехосных полувагонов при следовании в составе поезда весом 40-50МН (в котором, согласно /1/, продольные силы при торможении достигают уровня - 500кН), обеспечена лишь при движении по пути, имеющем радиус кривизны в плане не менее 650м. При большей кривизне пути, безопасность от схода не гарантируется.

Pиcунок 1 a – Зависимость коэффициента устойчивости против схода с рельсов экипажей растянутого поезда, тормозящегося на искривленном в плане пути, от радиуса этой кривизны	Pисунок 1 б – Зависимости коэффициента устойчивости против схода с рельсов и максимальных поперечных горизонтальных сил в межэкипажных сопряжениях экипажей растянутого поезда, тормозящегося на искривленном в плане пути, от ширины окна ударной розетки
Pисунок 1 в – Зависимости коэффициента устойчивости против схода с рельсов экипажей растянутого поезда, тормозящегося на искривленном в плане пути, от продольных сил в межэкипажных сопряжениях	Рисунок 1 г – Зависимость максимальных продольных сил в межэкипажных сопряжениях растянутого поезда тормозящегося на искривленном в плане пути, от радиуса этой кривизны

Из рисунка 1 в, а также следует что, при движении по кривой в плане с м, указанная безопасность может быть обеспечена лишь при продольных силах не выше кН. Однако, как следует из рисунка 1 б, она может быть существенно повышена, поэтому безопасность движения может быть обеспечена при более высоких уровнях SL за счет некоторого уменьшения размеров счет и ударных розеток экипажей.

С целью изучения совместного влияния изменения перечисленных параметров системы на ту же устойчивость экипажей против схода, было осуществлено моделирование ситуации, зарегистрированной при проведении НИЛ динамики и прочности подвижного состава ДИИТ опытов с объединенным тяжеловесным длинносоставным поездом в реальных условиях. С помощью предлагаемой в /2/ методики, было имитировано его движение в ряде случаев в каждом из которых, независимо от иных параметров системы, относительно значения, имевшего место в описанном натурном эксперименте, изменялся один из них - , , , или . Кроме того, с целью выявления совместного действия изменения нескольких таких параметров на устойчивость экипажей против схода с рельсов, зафиксировав на постоянном уровне - 250м, были проварьированы некоторые иные из них - , и . Основные исходные данные и результаты моделирования сведены в таблице 1 первая строка которой соответствует условиям натурного эксперименте, а последующих описанный вариациям.

Таблица 1 – Устойчивость движения экипажей против схода с рельсов

№№ пп	SL
	кН	мм	‰	км	м	-
1	- 500	0	7,9	5	635	1,1577
2	- 1000	0	7,9	5	635	0,8629
3	- 500	100	7,9	5	635	1,0158
4	- 500	0	40	5	635	1,0379
5	- 500	0	7,9	2	635	1,0788
6	- 500	0	7,9	5	250	1,0148
7	- 500	100	7,9	5	250	0,8904
8	- 500	0	40	5	250	0,9098
9	- 500	0	7,9	2	250	0,9456

Из таблицы 1 следует, что поочередное изменение параметров системы, при которых происходило движение, за исключением , в сторону ухудшения устойчивости экипажей против схода с рельсов до пределов, допускаемых СНИП и ПТЭ, не приводит к потере такой устойчивости: . В то же время, совместное изменение нескольких из таких параметров до пределов даже менее «жестких», чем поочередное, может разрушить указанную устойчивость.

Выводы. Проведено исследование влияния параметров системы железнодорожных экипажей на корректное решение задачи об устойчивости экипажей против схода с рельсов. Показано, что корректное решение задачи об устойчивости экипажей против схода с рельсов, как отмечалось, требует комплексного рассмотрения с учетом возможности одновременного изменения ряда параметров, характеризующих условия в которых это движение происходит в наиболее невыгодном по критерию такой устойчивости, сочетании.

Литература

1. Лазарян В.А., Блохин В.П., Стамблер Е.Л. Движение легковесных вагонов в составах тяжеловесных поездов. - В книге: Вопросы динамики подвижного состава и применения математических машин. - М.: Транспорт, 1968, с. 34-46. (Тр. ДИИТ; Bып. 76).

2. Вершинский С.В. Устойчивость вагонов от выжимания продольными силами при торможениях поезда. - В книге: Динамика, прочность и устойчивость вагонов в тяжеловесных и скоростных поездах. - М.: Транспорт, 1970, с. 4-38. (Тр. ЦНИИ МПС; Вып. 425).

УДК: 625.032

Баймухамбетова М.К. К вопросу обеспечения безопасности движения поезда против схода с рельсов //

Проведен анализ устойчивости железнодорожных экипажей в зависимости от изменения параметров системы поезд-путь

Organized analysis to stability of the railway crews depending on change parameter systems train-way

Сведения об авторах

Баймухамбетова М.К., КУПС,050063, г. Алматы, мкр. Жетысу-1, д. 32а, тел8-727-376-74-78, факс: 8-727-376-74-81, e-mail: kups@mail.kz.