Исследование проблемы угона в стрелочных переводах на высокогрузонапряженных линиях

УДК 625.151 На правах рукописи

Баймаханов Абилкасим Елеусизович

Исследование проблемы угона в стрелочных переводах на высокогрузонапряженных линиях

05.22.06- Железнодорожный путь, изыскания и проектирование

железных дорог

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Республика Казахстан

Алматы, 2010

Работа выполнена в Казахском университете путей сообщения

Научный руководитель: кандидат технических наук

Тулендиев Т.

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Султангазинов С.К.

кандидат технических наук

Алджамбекова Г. Т.

Ведущая организация Казахская академия транспорта и

коммуникаций им. М. Тынышпаева

Защита состоится 08 июля 2010 г. в 16. 00 на заседании диссертационного совета Д 14.61.45 в Казахском университете путей сообщения по адресу: 050063, г. Алматы, мкр. Жетысу-1, д. 32А, ауд. 101

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Казахского университета путей сообщения по адресу: 050063, г. Алматы, мкр. «Жетысу-1»,
д. 32А, тел:87273767478, факс: 87273767481, e-mail: dissovetkups@gmail.com

Автореферат разослан « 06 » июня 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук Кайнарбеков А.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В стратегии развития «Казахстан-2030 одним из важнейших приоритетов определено совершенствование инфраструктуры, в особенности развитие транспорта. Для ведущего транспорта республики - железнодорожного это означает своевременное, качественное и полное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках. Поэтому необходимо усиление и модернизация всех существующих технических средств железных дорог, повышение их работоспособности и надежности, создание новых конструкций.

В области пути наиболее ответственными конструкциями является стрелочные переводы. На сети дорог АО «НК «КТЖ» эксплуатируется 213 тыс. стрелочных переводов, из них 64 тыс. в главных путях.

Стрелочный перевод является одной из наиболее многодетальных и сложных конструкций железнодорожного пути. Надежность и работоспособность стрелочных переводов существенно влияет на эксплуатационную работу железных дорог.

Современные конструкции обыкновенных стрелочных переводов по некоторым своим характеристикам не удовлетворяют условиям эксплуатации на высокогрузонапряженных линях и обладают родом недостатков. К этим недостаткам можно отнести:

• как правило, отсутствие подуклонки рельсовых нитей;
• использованные клепаных башмаков;
• использование костыльного раздельного скрепления в соединительной части;
• недостаточное закрепление стрелочных переводов от угона;
• отсутствие острожки подов гибких остряков в их корне;
• отсутствие в последних проектах связных полос (кроме первой в острие остряка);
• использование лапок - удержек (они недостаточно обеспечивают устойчивость узлов стрелочного перевода и не весьма надежны в эксплуатации);
• большое количество стыков.

Из вышеизложенного следует, что необходимо рассмотреть комплекс задач совершенствования стрелочных переводов, особенно для высокогрузонапряженных линий.

Наряду с оптимизацией параметров стрелочных переводов – углов удара, радиусов остряков и переводных кривых, конструктивного и технического оформления их элементов в настоящее время остро стоит проблема стабилизации стрелочных переводов на высокогрузонапряженных линях. Поэтому надежность и работоспособность стрелочных переводов на высокогрузонапряженных линях является актуальной.

Работа связана с Программой развития железнодорожного транспорта Республики Казахстан по проблеме 22.00.00 – «Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий на железных дорогах Казахстана», со «Стратегией вхождение Казахстана в число 50-ти конкурентоспособных стран мира» и являются частью комплексных мероприятий, направленных на повышение надежности и эффективности работы элементов верхнего строения пути.

Целью работы является разработка мер по дальнейшему усовершенствованию элементов обыкновенных стрелочных переводов для высокогрузонапряженных линий в плане обеспечения стабильности от действия сил угона.

Для достижения этой цели в работе исследуются следующие задачи:

• конструкции и характер работы современных стрелочных переводов;
• упругие продольные перемещения рельсовых нитей стрелочных переводов типа Р65, марки I/II, уложенных как на железобетонных, так и на деревянных брусьях;
• силы давления противоугонов на деревянные брусья в пределах соединительной части стрелочных переводов типа Р65, марки I/II.

Методы исследований включает подробный анализ литературных источников, в теоретически-расчетных исследованиях использованы положения фундаментальных и прикладных наук теоретической механики и детали машин, теории колебании, теории физического моделирования и т.д. Для обработки экспериментальных и лабораторно-стендовых данных применялись методы линейного программирования, математической статистики и расчеты на ЭВМ.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработано методика определения упругих продольных перемещений рельсовых нитей соединительной части стрелочного перевода.

- получены значения модуля продольной упругости рельсового основания в пределах соединительной части стрелочного перевода типа Р65, марки 1/11 на деревянных и железобетонных брусьях.

- определены силы давления противоугонов на брусья и величины упругих продольных перемещений рельсовых нитей стрелочных переводов.

- предложены борьба с угоном в пределах стрелочных переводов на высокогрузонапряженных линиях.

На защиту выносятся следующие научные положения:

- Методы измерение сил давления противоугонов на брусья и величины упругих продольных изремещений рельсовых нитей стрелочных переводов.

- Разработки по совершенствованию конструкций обыкновенных стрелочных переводов, включающий комплекс мероприятий, которые позволят:

Предложены конкретные предложения по борьбе с угоном в пределах стрелочных переводов на высокогрузонапряженных линиях.

Практическая ценность работы заключатся в определении упругих продольных перемещений рельсовых нитей соединительной части стрелочного перевода и значения модуля продольной упругости рельсового основания в пределах соединительной части стрелочного перевода типа Р65, марки 1/11 на деревянных и железобетонных брусьях, а также силы давления противоугонов на брусья и величины упругих продольных перемещений рельсовых нитей стрелочных переводов и борьба с угоном в пределах стрелочных переводов на высокогрузонапряженных линиях.

Достоверность полученных результатов достигнута путем корректного использования методов классической механики для сопоставительного анализа над известными и общепринятыми данными эксперимента крупных научно-исследовательских институтов России и СНГ.

Реализация работы и внедрение результатов исследования. Основные результаты работы внедрены на предприятиях путевого хозяйства АО «НК «азастан темір жолы» и в учебном процессе в КУПСе и КазАТК им. М.Тынышпаева при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили одобрение на: расширенном заседании кафедр «Дорожно-путевые и транспортные машины» и «Строительство транспортных сооружений» (г. Алматы, КУПС, 2010 г.), II-ой и на IV-ой Международной научно-практической конференции. «Транспорт Евразии. Взгляд в XXI век», Алматы, 2002г, 2004 г; V Miedzynarodowi naukowi-praktyczej konferencji «STRATEGICZNE PYTANIA SWIATOWEJ NAUKI -2009», (V-ая международной научно-практической конференции «Стратегические вопросы мировой науки»), Przemysl (Польша); Международной научно-практической конференции «Инновационные процессы в развитии транспортно-коммуникационого комплекса», посвященной 70–летнему юбилею 50-летию научно-педагогической деятельности академика Международной академии транспорта, профессора Карабасова И.С., г Алматы, 2009г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, основной части из четырех разделов, заключения, списка использованных источников и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Высокогрузонапряженные линии – это линии, имеющие грузонапряженность более 50 млн. брутто в год.

На высокогрузонапряженных линиях работа стрелочных переводов резко усложняется, происходит быстрее накопление остаточных деформаций, повышается выход из строя стрелок и крестовин, в основном, по дефектам конкретно-усталостного происхождения. В исследованиях ДИИТа (Украина) установлено, что при увеличении средней осевой нагрузки только на 10 кН (около 4%) при прочных равных условиях интенсивность отказов рельсов и элементов стрелочных переводов по усталостным повреждениям возрастает на 8-15%.

Особое значение на высокогрузонапряженных линиях приобретает проблема борьбы с угоном в пределах стрелочных переводов.

Имея в виду, что на грузонапряженных линиях в первую очередь необходимо обеспечить стрелочных переводов от действия сил угона, нами рассмотрены вкратце в историческом аспекте противоугонные устройства, используемые ранее в пределах обычного железнодорожного пути на подходах к стрелочным переводам.

В пределах стрелочных переводов подобные противоугонные приспособления не применялись, но на участках пути, примыкающих к стрелочным переводам, применялись повсеместно, том самом, в некоторой степени, защищали последние от воздействия сил угона со стороны пути.

Стандартные пружинные противоугоны может считать наилучшими, они относятся к типу 3. На рисунке 1 в таблице 1 приводятся их основные размеры для рельсов типа Р75, Р65 и Р50.

Рисунок 1 - Стандартный противоугон

Таблица 1 Стандартные пружинные противоугоны и их основные размеры для рельсов типа Р75, Р65 и Р50.

Типы противо-угонов	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм, не более	Теоретическая масса, кг
Р75	122	1120,5	74	66	44	8	1,41
Р65	113	1030,5	70	60	38	8	1,36
Р50	92	820,5	59	53	30	7	1,22