Профили колес и рельсов

Конфигурация профилей колес и рельсов оказывает большое влияние на эксплуатационные расходы железных дорог, и даже их небольшие изменения могут иметь значимые последствия. Когда в эксплуатации оставляют колеса со значительным прокатом на поверхности катания, увеличиваются сопротивление движению и, соответственно, расход топлива, а также износ рельсов, поперечные силы во взаимодействии колес с рельсами и риск схода подвижного состава с рельсов. Большой прокат особенно опасен при прохождении стрелочных переводов, иных слабых мест пути и является одной из главных причин ухудшения состояния внутренних рельсов кривых.

Изъятие колес с прокатом из эксплуатации дает финансовые выгоды, которые целесообразно сравнить с одновременным увеличением затрат на техническое обслуживание и ремонт колесных пар. Первое заключение таково, что дополнительные затраты в колесном хозяйстве превышают экономию, получаемую за счет уменьшения расхода топлива и износа рельсов, в основном потому, что стоимость топлива низкая, а затраты на содержание и ремонт колесных пар высокие из-за действующих строгих требований по демонтажу буксовых подшипников и процедуре осмотра. Однако при учете других сопутствующих факторов изъятие колес с прокатом оказывается более целесообразным для железных дорог.

Восстановление профиля колес с удалением проката может продлить срок их службы. На железных дорогах ЮАР уже практикуют обточку колес с прокатом, превышающим 2,28 мм. Опыт показывает, что внедрение этого и некоторых других системных нововведений привело к заметному продлению срока службы колес в основном за счет меньшего снятия металла за каждую обточку.

TTC совместно с Шеффилдским университетом, Великобритания, работает также над уточнением допусков на профили колес и рельсов. Цель состоит в определении оптимального диапазона допустимых радиусов поперечных профилей колес и рельсов в зонах их особо интенсивного взаимодействия (рис.2), чтобы контактные напряжения были ниже порогового уровня.

Рис. 2. Зоны рельсов и колес с различным характером износа в зависимости от уровня контактных напряжений

По величине контактных напряжений можно с достаточной точностью прогнозировать износ, сопротивление движению и вероятность возникновения усталостных повреждений, а расходы, связанные с взаимодействием колес и рельсов, минимизировать за счет поддержания напряжений на уровне ниже порогового. Установление рациональных допусков на профили улучшит характер распределения напряжений в колесах и рельсах и продлит срок их службы.

Дата добавления: 2015-07-02