В ССТ на кольцевом пути длиной 4,3 км полигона ускоренных испытаний (FAST) в течение ряда лет ведутся испытания грузовых вагонов массой брутто до 143 т на тележках с усовершенствованным рессорным подвешиванием, рассчитанных на высокие осевые нагрузки. Опытный состав включает 58 полувагонов с углем и 19 цистерн. Целью испытаний является оценка экономической эффективности и безопасности эксплуатации вагонов с такими тележками, которые предназначены в основном для улучшения условий вписывания вагонов в кривые благодаря возможности радиальной установки осей колесных пар и повышенному сопротивлению перекосу рамы.
В ходе испытаний после наработки 270 млн. т брутто поездной нагрузки у новых тележек по сравнению с обычными трехэлементными отмечено снижение интенсивности износа гребней колес, а с точки зрения воздействия на путь - снижение темпов роста бокового и волнообразного износа рельсов, образования пластических деформаций головки и уширения колеи на деревянных шпалах мягких пород. Уменьшился также расход топлива на тягу.
Сравнительные измерения, выполнявшиеся при движении со скоростью 64 км/ч по смазанным рельсам в кривой радиусом 290 м, показали, что у усовершенствованных тележек боковые силы в 1,5 раза меньше, чем у стандартных, при одинаковом профиле поверхности катания колес. Боковой и вертикальный износ головки рельса измеряли в кривой радиусом 350 м, где были уложены как стандартные, так и улучшенные рельсы шести типов. Здесь износ, например, новых рельсов после пропуска поездной нагрузки 91 млн. т брутто при стандартных тележках оказался больше, чем после пропуска 233 млн. т при усовершенствованных тележках.
Вследствие снижения поперечных и продольных сил между колесом и рельсом в кривых при движении вагонов на новых тележках с улучшенными динамическими характеристиками существенно уменьшились пластические деформации и волнообразный износ головки внутреннего рельса. Так, на стандартных рельсах твердостью 300 ед. по Бринеллю при движении вагонов на стандартных тележках волнообразный износ появлялся после пропуска поездной нагрузки 54 млн. т брутто, а на усовершенствованных тележках он не был обнаружен и после пропуска 233 млн. т. Снижение боковых сил в кривых повышает также стабильность ширины колеи и благоприятно сказывается на долговечности деревянных шпал. Измерения в кривой радиусом 290 м показали, что отжатие наружных рельсов на сосновых и еловых шпалах при движении вагонов на усовершенствованных тележках значительно меньше, чем на стандартных.
В ходе теплотехнических испытаний выявлено, что у поезда из вагонов с усовершенствованными тележками по сравнению со стандартными расход топлива на единицу поездной работы снизился с 14,2 тыс. до 11 тыс. л, т. е. на 23 %.
На новых тележках с улучшенными характеристиками вписывания в кривые вертикальная динамика практически не изменилась. Поэтому в опытных поездках не выявлено различий в реакции новых и стандартных тележек на вертикальные неровности в виде просадок и перекосов. Тип тележки также не влиял на величины напряжений в путевой структуре на твердом и ослабленном основании.
Вместе с тем требуются дальнейшие испытания для оценки характеристик усовершенствованных тележек по мере их износа. Планировали продолжить опытные поездки до наработки поездной нагрузки 408 млн. т брутто. За этот период намечено завершить наблюдения за развитием усталостных дефектов в рельсах и оценить влияние профильного шлифования на их состояние. Пока же после пропуска 340 млн. т брутто с высокими осевыми нагрузками признаков появления внутренних усталостных дефектов в термоупрочненных рельсах независимо от методов шлифования не обнаружено. Интенсивность бокового износа головки шлифованных рельсов в 3 - 4 раза выше, чем нешлифованных.
Для оценки износостойкости и склонности к пластическим деформациям будут продолжены испытания новых рельсов, включая рельсы из бейнитной и перлитной стали твердостью до 390 ед. по Бринеллю. В ходе первого этапа испытаний выявлен недопустимо короткий срок службы крестовин глухих пересечений. Существенно продлить их срок службы только за счет применения новых материалов с повышенной прочностью нельзя, нужны изменения конструкции крестовин для снижения динамического воздействия на них подвижного состава. Так, предусмотрены испытания опытных образцов крестовин с опиранием колес на гребень.
Ведутся также наблюдения за опытными конструкциями стальных и пластиковых шпал, проверяется новая технология ремонта и усиления пути для сведения к минимуму влияния высоких осевых нагрузок. Изучаются такие способы повышения несущей способности и стабильности пути, как применение геосинтетических материалов и асфальтового покрытия.
На полигоне FAST сооружается мост для проведения испытаний по воздействию подвижного состава на узлы крепления рельсов к шпалам и шпал к мостовому полотну, а также по оценке методов закрепления пути от угона на подходах к мосту. Запланированы измерения продольных сил в бесстыковом пути и отработка технологии содержания такого пути на мосту и на подходах к нему. По результатам испытаний будет проведена технико-экономическая оценка эффективности усовершенствованных тележек с высокими осевыми нагрузками, а также продолжатся наблюдения и сбор данных о воздействии на мосты и путь вагонов массой до 130 т.
Для оценки новых материалов, технологий содержания и ремонта пути, а также усовершенствованного подвижного состава с точки зрения расстройств пути и эксплуатационных расходов будут продолжены опытные поездки вагонов с высокими осевыми нагрузками. При выполнении экономического анализа эксплуатации вагонов длиной 16,2 м (принятой в качестве стандартной) и массой 119, 130 и 143 т оптимальным оказался вагон массой 130 т. Твердой уверенности в целесообразности увеличения массы вагона до 143 т пока нет. Далее будет выполнен экономический анализ повышения осевых нагрузок и изменения конструктивных параметров вагонов (например, длины) и тележек, а также исследовано влияние тяжеловесных поездов на пропускную способность линий и использование подвижного состава.
Railway Track & Structures, 1998, N 2, p. 11 - 26.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.