СВЯЗЬ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЗОНЕ КОНТАКТА СИСТЕМЫ КОЛЕСО – РЕЛЬС С УКЛОНОМ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Проведены исследования влияния руководящего уклона промышленного железнодорожного пути на температуру в зоне контакта  колеса  карьерного  локомотива  с  рельсом.  В  результате  теоретических  и  экспериментальных  исследований  установлено,  что величина руководящего уклона промышленных железнодорожных путей влияет на изменение температуры в зоне контакта системы колесо – рельс локомотивов и характеризуется температурным коэффициентом уклона k_у . Для определения значений k_у на шахтном локомотиве модели SCHÖMA-350 (Германия) были проведены экспериментальные исследования на предприятии ОАО «МОСМЕТРОСТРОЙ» в условиях шахт строящихся станций Московского метрополитена. При разных скоростях движения и уклонах рельсового пути измерялись температура и скорость скольжения в зоне контакта системы колесо – рельс. Установлено, что с увеличением уклона рельсового пути температура в  зоне контакта системы колесо – рельс увеличивается, поэтому допускаемая скорость пробуксовки тяговых колесных пар локомотива с приработанными профилями в условиях карьеров будет выше. Показано, что новые профили рабочих поверхностей колеса и рельса, исходя из критерия непревышения температуры в зоне контакта 300 °С для условий, характерных параметрам открытых горных работ, не обеспечивают рациональные условия эксплуатации. Величина температурного коэффициента уклона k_у в интервале уклонов карьерных рельсовых путей от 0 до10  ‰ равна k_у = 0. Показано, что определять температуру в зоне контакта системы колесо –рельс для условий открытых горных работ следует по формулам, рекомендованным для железных дорог общего пользования. Результаты расчетов, выполненных по разработанной методике, показывают удовлетворительную сходимость с результатами экспериментальных исследований. Погрешность аппроксимации коэффициента влияния горных условий КГУ в диапазоне от 25 до 45  ‰ не превышает ±5  %. Результаты исследований, проведенных по разработанной методике, в зависимости от области интересов приняты к использованию на предприятиях ОАО «Урал-асбест» и ООО «ЗУМК-Инжиниринг» (Группа предприятий Западно-Уральского концерна, Россия). 

1. Чичинадзе А.В. Расчет и исследование внешнего трения при торможении. – М.: Наука, 1967. – 231с.

2. Флячинский К.П. Влияние условий взаимодействия колеса и рельса на фрикционные процессы в зоне контакта: Дис. … канд. техн. наук. – М., 1993. – 175 с.

3. Андреев А.В. Транспортные машины и комплексы для открытой добычи полезных ископаемых. – М.: Недра, 1970. – 429 с.

4. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. – Киев: Наукова думка, 1975. – 704 с.

5. Исследование контактной прочности рельсов и колес подвижного состава / Под общ. ред. С.В. Амелина // Тр. ЛИИЖТ. № 210. – Ленинград, 1963.

6. Электроподвижной состав промышленного транспорта: Справочник / Л.В. Баллон, М.Л. Браташ и др. – М.: Транспорт, 1987. – 296 с.

7. Керопян А.М., Бабичев Ю.Е. Универсальное устройство для мониторинга при эксплуатации процесса пробуксовки колес карьерного локомотива и выполнения мероприятий по ее снижению // Горное оборудование и электромеханика. 2015. № 2. С. 24 – 28.

8. Керопян А.М., Шахова К.И. Исследование влияния температуры и состава поверхностных загрязнений в зоне контакта колес карьерных локомотивов на их тяговую способность // Горное оборудование и электромеханика. 2013. № 9. С. 30 – 36.

9. Керопян А.М. Определение рациональных значений коэффициентов трения и шероховатостей рабочих поверхностей рельсов и бандажей локомотивов // Современные технологии в горном машиностроении: Сб. науч. труд. сем. (Москва, 27 – 31 янв. 2014 г.). – М., 2014. С. 344 – 352.

10. Керопян А.М. Условия обеспечения рациональных геометрических характеристик рабочих профилей пары колесо – рельс карьерных локомотивов // Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении: Тр. III Между-нар. науч. конф. (Москва, ИМАШ РАН, 13 – 15 мая 2014 г.). – М., 2014. С. 117 – 119.

11. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. – М.: Наука, 1970. – 227 с.

12. Справочное пособие по сопротивлению материалов / М.И. Рудицын и др. – Минск: Высшая школа, 1970. – 516 с.

13. Лужнов Ю.М. Нанотрибология сцепления колес с рельсами. Реальность и возможности. – М.: Интекст, 2009. – 176 с.

14. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. – М.: Глав. редак. физ.-мат. литературы, 1976. – 607 с.

15. Протокол испытаний химического состава образца загрязнений поверхности железнодорожных рельсов Бородинского разреза СУЭК (г. Красноярск) №20572–12 от 27.12.2012 // Аналитический, сертификационный и эколого-аналитический центр «АНСЕРТЭКО» при Московском государственном институте стали и сплавов. – М., 2012.

16. Gerasimova A. A., Radyuk A.G. The improvement of the surface quality of workpieces by coating // CIS Iron & Steel Review. 2014. Р. 33 – 35.

17. Керопян А.М. Развитие теории взаимодействия и обоснование рациональных параметров системы колесо-рельс карьерных локомотивов в режиме тяги: Дис. … докт. тех. наук. – Екатеринбург, 2015. – 233 с.

18. Keropyan A. M. Features of interaction of the traction wheels of a electric locomotive and a diesel locomotive with rails in the conditions of open mountain works // Journal of Friction and Wear. 2016. Vol. 37. No. 1. P. 78 – 84.

19. Keropyan A. M., Gorbatyuk S.M. Impact of roughness of interacting surfaces of the wheel-rail pair on the coefficient of friction in their contact area // Procedia Engineering, 2nd International Conference on Industrial Engineering (ICIE-2016). 2016. Vol. 150. P. 406 – 410.