Разработка алгоритма основных состояний и системы управления надежности бесстыкового пути. Расчетное прогнозирование полных отказов и показателей долговечности рельсов. Износ крестовин и сроки службы стрелочных переводов. Расчет вероятности безотказной работы элементов стрелочного перевода, страница 7

Несущие металлические элементы стрелочных переводов (стрелки, крестовины, соединительные пути) выходят из строя главным образом по двум причинам: по износу поверхности катания и по дефектам, образующимся на той же поверхности или в других зонах рабочих сечений конструкции.

В процентом соотношении выход по тем и другим причинам на разных линиях и категориях путей может быть различным и предопределяется, прежде всего, различиями в эксплуатационных условиях, в которых работают данные конструкции.

На главных путях выход крестовин по износу составляет примерно 60%, по дефектам - 40%.

При этом дефекты в массовом порядке начинают развиваться лишь после износа поверхности катания 5-6 мм.

Для путей ответственных категорий (приемоотправочных, сортировочных и др.) явно преобладающим фактором выхода крестовин из строя также является износ на поверхности катания.

Вопрос поражаемое™ дефектам стрелок и крестовин практически больше связан с качеством металла и особенностями собственно конструкции и в меньшей мере - с особенностями эксплуатации.

Анализ результатов ранее выполненных исследований по проблеме износа стрелок и крестовин показал, что наиболее полно изучена зависимость износа поверхности катания (h) от величины пропускаемого по конструкции тоннажа (Т). При этом обычно предлагается использовать для определения износа два вида зависимостей, имеющую разную структуру:

Уравнение вида:

h = ·Tn  (1)

или близкое к первому уравнение вида

h =  (2)

Известно, что оба уравнения дают достаточно близкую сходимость с экспериментальной кривой износа. Однако, зависимость (2) наиболее правильно отражает физическую сущность явления износа, так как износ поверхности катания происходит главным образом вследствие двух одновременно протекающих процессов: за счет смятия металла в результате воздействия высоких контактных давлений и за счет истирания металла вследствие фрикционного взаимодействия между колесами и поверхностью катания.

Ведущая роль того или иного физического процесса определяет интенсивность накопления износа в конкретный период эксплуатации. Структура формулы (2) прямо соответствует физической сущности явления износа.

В начальный период эксплуатации накоплений" износа идет главным образом за счет смятия металла и на этом периоде наибольшую нагрузку берет на себя 1-й член правой части уравнения (2) (с коэффициентом а), затем после приобретения наклепа металла на поверхности катания накоплений износа продолжается главным образом за счет истирания металла и в этот период наибольшую нагрузку берет на себя 2-й член правой части уравнения (2).

Из анализа уравнений (1) и (2) видно, что они устанавливают взаимосвязь износа с одним эксплуатационным фактором - наработкой пропущенного тоннажа h=f(T).

Коэффициенты «а» и «b» в формуле (2) должны иметь конкретные значения для каждой конкретной эксплуатации. Они изменяются в зависимости от типа стрелочного перевода и марки крестовин, их конкретного конструктивного оформления и условий эксплуатации.

Необходимость в прогнозировании износа элементов стрелочных переводов очевидна, так как это позволяет прослеживать картину износа указанных элементов на любом этап раз, чтобы обеспечить продолжительность ее работы в течение такого же периода, как у стрелки.

После достижения износа стрелок до допускаемой величины (или не несколько менее) назначают перекладку всего стрелочного перевода в менее деятельные пути. Обычно с главных путей переводы перекладывают в приемоотправочные а с приемоотправочных путей в сортировочные или прочие.

Первая перекладка производиться при износе стрелок 4-6 мм; она обычно совпадает с капитальным или средним ремонтами пути с рельсами типа Р50 и Р65. Износ 4 мм приобретается по истечении примерно половины межремонтных сроков, установленных для капитальных ремонтов пути с рельсами указанных типов. Пределы износа от 4-х до 6 мм учитывают возможности увеличения срока службы переводов.

Между капитальными ремонтами назначается средний ремонт. Следовательно, первая перекладка переводов должна совмещаться с капитальным или средним ремонтами пути. Наиболее экономично назначать первую перекладку без разборки переводов для ремонта, когда по состоянию металлических частей и переводных брусьев возможна дальнейшая нормальная эксплуатация перевода.

После первой перекладки переводы могут служить на малодеятельных приемоотправочных путях до достижения износа 8 - 10 мм. После этого переводы перекладывают на прочие пути, где они работают до предельного износа 12 мм.

В некоторых случаях перекладка переводов невозможна. Это относиться интенсивно работающим прочим путям, например, к горочным, где срок службы переводов мал, а допускаемый износ стрелок составляет 12 мм. Здесь всегда укладываются только новые стрелочные переводы.

Срок службы стрелок принято определять износом рамных рельсов. При необходимости можно заменять отдельно преждевременно изнашиваемые остряки.

Крестовины восстанавливаются наплавкой.

Наплавка допускается, если износ сердечников крестовины в сечении 40 мм и усовиков не превышает на главных путях 4—5 мм, на приемоотправочных 6-5 мм, и на прочих 8 -5 мм.

В зависимости от общего состояния наплавленная крестовина или оставляется на прежнем месте, или перекладывается в другой главный, но менее деятельный путь.

Здесь крестовина при достижении нового износа 6 мм наплавляется вторично или в третий раз, а затем перекладывается в приемоотправочные пути, где эксплуатируется до износа 8 мм.

Такая крестовина после соответствующего ремонта в заключение укладывается на прочие малодеятельные пути.

На рис. 4.2 представлена обобщенная схема износа, ремонтов и изъятия из эксплуатации крестовин и стрелок, учитывающая граничные нормативы использования старогодных материалов, критерии ремонтов и перекладки конструкции.

Этот рисунок следует рассматривать как принципиальную схему планирования ремонтов и смены крестовин и стрелочных переводов.