Диссертация (Выбор типа промежуточных рельсовых скреплений методом вибродиагностики), страница 11

Преобладающая частота наспектрах виброускорения fп.а полученных на конце железобетонной шпалы припроведении исследований изменялась в диапазоне от 96 до 353 Гц.Нарисунке3.34приведеназависимостьпиковогозначениявиброперемещения на конце железобетонной шпалы от скорости локомотива ВЛ80с. Зависимость аппоксимирована степенной функцией с коэффициентомдетерминации 0,7184.На рисунке 3.35 приведен график зависимости отношений динамическойсилы, возникающей на конце железобетонной шпалы к статической силе от72скорости локомотива ВЛ-80с. Зависимость описывается степенной функцией скоэффициентом детерминации 0,7184. Данная зависимость дает достаточнодостоверный прогноз отношения динамической силы, возникающей на концежелезобетонной шпалы, к статической силе при скорости локомотива до 120 км/ч.На рисунке 3.36 приведена зависимость СКЗ виброперемещения концажелезобетоннойшпалыотскоростилокомотиваВЛ-80с.Зависимостьаппроксимирована степенной функцией.Рисунок 3.34 – Зависимость пикового виброперемещения конца железобетоннойшпалы от скорости локомотива ВЛ-80сРисунок 3.35 – График зависимости отношений динамической силы,возникающей на конце железобетонной шпалы к статической силе от скоростиэлектровоза ВЛ-80с73s e , мкмy = 0,0041x6002,32062R = 0,78544503001500020406080V, км/ч100120140160Рисунок 3.36 – Зависимость СКЗ виброперемещения конца железобетоннойшпалы от скорости локомотива ВЛ-80сВ результате корреляционно-регрессионного анализа выявлена тесная связьмежду скоростью (V, км/ч) подвижного состава и параметрами вибрации,введенными автором в качестве оценочных критериев при проведениивибродиагностики.

Сравнение функций линейной и нелинейной форм покоэффициентам детерминации показало, что исследуемые зависимости наиболееполно и достоверно описывают функции нелинейной формы. Для основныхпоказателей получены уравнения регрессии степенной формы. Количественнаяпроверка гипотезы об адекватности полученных уравнений регрессии степеннойформы показала, что для критерия Фишера выполняется соотношение Fрасч ˃ Fкрит,а для коэффициента детерминации, соответственно, R2расч ˃ R2крит. Посколькувыполняютсясоотношения для критерия Фишера идля коэффициентадетерминации, то с вероятностью 95% можно утверждать, что исследуемыепоказатели (оценочные критерии) достаточно хорошо описываются факторомскорости движения экипажа.74Выводы по третьей главеНижеприведенывыводы,основыванныенаанализерезультатовпроведенных измерений:1.РазработаннаяметодикапроведениявибродиагностикиВСПподэксплуатационной нагрузкой от подвижного состава, позволяет выявлять степеньвибрационного воздействия подвижного состава на элементы ВСП, и получатьзависимости динамических параметров от скорости движения подвижногосостава.2.

Полученные зависимости пиковых (sp) и СКЗ (sе) виброперемещения, атакже зависимости отношения динамических сил к статическим силам отскорости (V) локомотива, описываются степенными функциями с достаточновысокими коэффициентами детерминации (от 0,7184 до 0,918), и могутиспользоваться на экспериментальных участках при текущем содержании,среднем и капитальном ремонтах пути в качестве основных критериев оценки привыборе типа скрепления.3. Полученные зависимости пиковых (υp, аp) и СКЗ (υе, ае) виброскорости ивиброускорения от скорости (V) локомотива имеют низкий (менее 0,3037)коэффициент детерминации и могут использоваться в качестве дополнительныхкритериев к балловой оценке состояния пути по результатам проходапутеизмерительноговагонаирезультатамэкспресс-анализаметодомвибродиагностики эксплуатируемых участков сопряжений пути с различнымитипами ПРС.754.ОЦЕНКА ПРС МЕТОДОМ ВИБРОДИАГНОСТИКИВ настоявшее время на железных дорогах Республики Казахстан иРоссийской Федерации применяется около 12 типов ПРС.

Тип ПРС значительновлияет на количественные характеристики отклика конструкции пути навибродинамическое воздействие подвижного состава.Для выявления особенностей колебательного процесса элементов ВСП сразличными типами ПРС и с целью сравнения параметоров отклика навоздействие подвижного состава, натурные измерения характеристик колебанийбыли выполнены на пяти участках АО «НК»КТЖ» :Участок №1 – сопряжение ЖБР65-Ш 227 км и Pandrol Fastclip на 228 кмчетного пути на перегоне Чидерты – Экибастуз-1 (УПЧ-30).              Участок№2 – сопряжение Pandrol Fastclip 269 км и КПП-5 на 270 кмчетного пути на перегоне Уленты – Бощакуль (УПЧ-30).Участок №3 – сопряжение Vossloh W-14 4035 км и ЖБР65-Ш на 4036 кмчетного пути на переезде ст.Аксенгер (УПЧ-46).Участок №4 – сопряжение Vossloh W-14 4035 км и ЖБР65-М на 4036 кмчетного пути на переезде ст.Аксенгер (УПЧ-46).Участок №5 – сопряжение ЖБР-65 4041 км и КБ-65 на 4042 км четногопути на перегоне Аксенгер- Бурундай (УПЧ-46).Измерялись и анализировались дигностические параметры, предложенные вразделе 2.1 настоящей работы.

Коэффициент затухания амплитуды виброскоростиколебаний шпалы по отношению к виброскорости колебаний рельса (β,1/м) иплощади (S) спектров виброскорости колебаний рельса (Sр) и шпалы (Sш),характеризующиеизменениесоответствиирекомендациямисколебательной[159,160].мощности,Расчетопределялисьплощадивспектроввиброскорости колебаний рельса и шпалы производился в диапазоне частот до20 Гц.76Коэффициент затухания амплитуды виброскорости колебаний шпалы поотношению к виброскорости колебаний рельса определяется по формуле:А1А2(4.1)где А1 – амплитуда виброскорости (осредненное значение размаха колебаний,регистрируемого под каждой осью подвижного состава) на подошве рельса;А2 – амплитуда виброскорости (осредненное значение размаха колебаний,регистрируемого под каждой осью подвижного состава)на серединешпалы.4.1 Оценка силы прижатия к рельсуАнализтехническогомагистральныхжелезныхсостояниядорогэлементовКазахстанаверхнегоубеждает,строениячтопутипараметрыпромежуточных рельсовых скреплений далеки от совершенства.Из-за этого сокращается срок службы рельсов и отдельных элементовскреплений, не реализуется, например, на скреплении КБ-65 достаточноеприжатие рельса к шпале, на скреплении ЖБР-65 с подкладками ЦП 204 слишкомвелика раскантовка рельса в кривых, скрепления Vossloh не обеспечиваютвозможность регулирования положений рельсов по высоте.ПРС КБ-65 и ЖБР-65 не обеспечивают стабильной ширины рельсовойколеи.

По этим причинам не достигнута солидарная работа элементов верхнегостроения пути под поездами и сокращается срок службы самого главногоэлемента пути – рельса.Для обеспечения равнопрочности элементов промежуточных рельсовыхскреплений «Vossloh»; «КПП-5»; «ЖБР-65»; «Pandrol Fastclip» и «KZF-07»,применяемых на железных дорогах Казахстана, необходимо оценить усталостныйресурс их упругих клемм и величины усилия прижатия к рельсам.Для решения этой задачи на Алматинском заводе ТОО «Магнетик» [161],под руководством доктора технических наук Финк В.К., был разработан иизготовлен прибор «Күш-20кН» (рисунок 4.1) и специальные захватывающие77устройства (клипсы).Рисунок 4.1 – Прибор «Күш-20кН» для определения усилия прижатия всехвидов упругих клеммПоказания усилия прижатия клеммы через тензодатчик высвечиваются наэлектронном экране прибора «Күш-20кН». Результаты испытаний клемм сразными видами скреплений приведены в таблице 4.1.Таблица 4.1– Фактические усилия прижатия клемм до начала эксплуатации№п/пТип скрепленияНазванияклемм12345«Vossloh»«КПП-5»«ЖБР-65»;«Pandrol Fastclip»«KZF-07» и KZF-09Skl-14КП-5.2КП-3FC 1501ОП-105Диаметрпруткаклемм(мм)1316171513Нормативные Фактическиеусилияусилияприжатияприжатия(кН)(кН)11,210,0-12,513,211,6-13,613,610,2-13,49,810,0-12,510,610,0-11,0В результате анализа таблицы 4.1 можно сделать вывод, что клеммы всехвышеперечисленныхскрепленийобеспечиваютнормативнуювеличинуприжатия рельса 10 кН и, как следствие, отсутствие угона пути.

Наименьшуюсилу прижатия показали клеммы английского скрепления «Pandrol Fastclip».784.2 Сравнение конструкций пути со скреплениями ЖБР65- Ш и PandrolFastclipЭкспериментальные исследования выполнены на 269-270 километреучастка укрупненной Экибастузской дистанции пути (УПЧ-30) АО «НК»КТЖ».Сопряжение ЖБР65-Ш (269 км) и Pandrol Fastclip на 270 км четного путина перегоне Чидерты – Экибастуз-1 (УПЧ-30): участок двухпутный, высотанасыпи составляет 2,5 м, ширина основной площадки 9,6 м.

Верхнее строениепредставленобесстыковымпутемизрельсовР65длиной250мнажелезобетонным шпалам (эпюра шпал 1840шт/км). Промежуточные рельсовыескрепления представлены ЖБР65-Ш и Pandrol Fastclip. Рельсошпальная решеткауложена на балластную призму, выполненную из щебня. В плане путьрасположен на прямом участке, электрифицированный, группа и категория пути –1В2, последний капитальный ремонт произведен в 2010 году, пропущенныйтоннаж составил 207,8 млн. тонн.км.бр, согласно данных РШБК на 01.01.2015г.На рисунке 4.2 представлена схема расположения датчиков.

На рисунке 4.3показан общий вид участков железнодорожного пути с установленнымивибродатчиками.№ 1 – на середине ж/б шпалы; № 2 – на подошве рельса; № 3 – на краю ж/б шпалы; № 4 –клемма ЖБР65-Ш; № 5 – на середине ж/б шпалы; № 6 – на подошве рельса; № 7 – на краю ж/бшпалы; № 8 – клемма Pandrol Fastclip.Рисунок 4.2 – Схема расположения датчиков79а)б)а – со скреплением Pandrol Fastclip; б - со скреплением ЖБР65-ШРисунок 4.3 – Общий вид пути с установленными датчиками вибрацииНа рис.

4.4, 4.5 показаны осциллограммы виброперемещений подошвырельса и середины шпалы для пути со скреплениями Pandrol Fastclip и ЖБР65-Ш,полученные при воздействии локомотива ВЛ-80с на скорости 93 км/ч.При проходе ВЛ-80с по участку сопряжения скреплений со скоростью 93км/ч, пиковое значение вертикального виброперемещения подошвы рельса,зафиксированное в центре междушпального ящика, для пути со скреплениемPandrol Fastclip (388,51 мкм) на 13% превышало пиковое значение вертикальноговиброперемещения подошвы рельса пути со скреплением ЖБР65-Ш (339,77 мкм).Соответственно, СКЗ виброперемещения, полученное на подошве рельса, дляВСП с ПРС Pandrol Fastclip (194,07 мкм) на 20% превышало СКЗ для пути соскреплением ЖБР65-Ш (154,34 мкм).80а)б)Рисунок 4.4 – Осциллограммы виброперемещений подошвы рельса соскреплениями Pandrol Fastclip (а) и ЖБР65-Ш (б) при проходе ВЛ-80с соскоростью 93 км/чПиковое значение вертикального виброперемещения середины шпалы, дляпути со скреплением Pandrol Fastclip (242,93 мкм) на 21% превышало пиковоезначениевертикальноговиброперемещениясерединышпалыпутисоскреплением ЖБР65-Ш (191,56 мкм).