Введение к работе
Актуальность
Железнодорожный стрелочный перевод должен выдерживать высокие динамические нагрузки от подвижного состава и обладать достаточной надёжностью в работе на протяжении всего срока его эксплуатации. Срок службы стрелочного перевода во многом определяется сроками службы его отдельных конструктивных элементов. И в этом отношении наиболее слабыми звеньями путевых конструкций на сегодня являются крестовины, которые выходят из строя вдвое быстрее, чем стрелки и в восемь раз быстрее, чем рельсы соединительных путей. Поскольку крестовины входят в состав не только стрелочных переводов, но и всех рельсовых пересечений, можно без преувеличения сказать, что ни один элемент рельсовых соединений не оказывает такого влияния на эффективность эксплуатации путевых устройств, как крестовина.
В этой связи повышение эксплуатационного ресурса крестовинного узла и самой крестовины является наиболее актуальной и значимой задачей сегодняшнего дня.
Не случайно, исследования специалистов в области увеличения сроков службы крестовин не прекращаются в течение многих десятилетий. Ими решён целый комплекс проблем, касающихся повышения качества сталей, совершенствования продольных и поперечных профилей крестовин, внедрения припусков на самонаклёп, разработок технологических процессов наплавки крестовин и других мероприятий, направленных на повышение эксплуатационного ресурса рассматриваемых конструкций. Многочисленные испытания крестовин и длительные наблюдения за их работой в условиях эксплуатации заводских путей сосредоточили в руках исследователей большой объём научной информации, позволивший наметить следующий шаг в разработке проблемы. В одной из научных работ профессора Яковлева В.Ф., опубликованной в 50-х годах прошлого века, этот шаг был обозначен как идея о создании «конструкции крестовины с запасом металла на износ». В силу ряда объективных и субъективных причин прошло около полувека, прежде чем творческая бригада кафедры «Промышленный и городской транспорт» Петербургского государственного университета путей сообщения принялась за осуществление этой идеи. Исследования по оптимизации конструкции крестовин с запасом металла на износ, применительно к условиям эксплуатации промышленного транспорта, продолжаются по настоящее время. Данная диссертационная работа является частью этих исследований.
Цель работы - разработка крестовины для рельсовых пересечений железных дорог промышленного транспорта, обладающей существенно большим эксплуатационным ресурсом, по сравнению с традиционными конструкциями.
Для достижения поставленной цели в процессе выполнения данной работы потребовалось решить ряд конкретных научных задач:
-
На основе обобщения результатов эксплуатационных наблюдений за работой стрелочных переводов металлургической отрасли выявить среднестатистическую форму вертикальной геометрической неровности, которая формируется в процессе эксплуатации крестовины на участках наиболее интенсивного износа поверхностей катания её усовиков и сердечников.
-
Научно обосновать размеры и форму продольных и поперечных профилей крестовин с возвышениями поверхностей катания их усовиков и сердечников в наиболее изнашиваемых сечениях с целью создания дополнительного объёма изнашиваемого металла (запас металла на износ).
-
Вывести уравнение для описания возвышения продольного профиля в месте размещения дополнительного металла на износ.
-
Разработать методику построения продольных и поперечных профилей крестовин с запасом металла на износ и внедрить её в практику проектирования.
-
Оценить экономический и технический эффект от предлагаемого решения.
Научная новизна данного диссертационного исследования заключается в том, что:
-
-
Сформулированы требования к форме и размерам возвышения поверхностей катания усовиков и сердечников крестовин для создания запасов металла на износ в наиболее интенсивно изнашиваемых сечениях.
-
Разработана методика построения продольного и поперечного профилей крестовин с запасом металла на износ.
-
Обоснованы условия входа подвижного состава на возвышение продольного профиля крестовины с запасом металла, обеспечивающие износ поверхностей катания сердечников и усовиков методом постепенного сглаживания поверхностей катания без образования промежуточных локальных неровностей.
Достоверность исследований подтверждена сравнительным анализом результатов эксплуатационных наблюдений за износами крестовин на промышленных площадках, выполненных специалистами ЛИИЖТа и Промтрансниипроекта.
Практическая ценность.
-
-
-
Предлагаемая методика проектирования крестовин с запасом металла на износ доведена до уровня ее практического применения.
-
Разработаны продольные профили крестовин с запасом металла на износ марок 1/9, 1/7, и 1/5 для стрелочных переводов промышленных железных дорог Российской Федерации
Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены на научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых учёных Петербургского государственного университета путей сообщения в 2010, 2011, 2012 гг., на заседаниях кафедры «Промышленный и городской транспорт» ПГУПС, на международной конференции в связи с 80-летием кафедры «Промышленный и городской транспорт» ПГУПС в 2010 г., на 4-ой научно-практическая конференция с международным участием в МИИТ «Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевое хозяйство» в 2011 г.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 7 статей, в том числе 2 работы в издании рекомендованном ВАК. Получено 4 патента на изобретения крестовин для рельсовых пересечений промышленных железных дорог.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав с выводами, заключения, списка использованных источников и восьми приложений. Общий объём работы составляет 162 страницы машинописного текста, содержит 43 рисунка, 13 таблиц. Список литературы включает 88 наименований отечественных и зарубежных авторов.
Похожие диссертации на Повышение эксплуатационного ресурса крестовин для рельсовых пересечений железных дорог промышленного транспорта
-
-
-
