Управление отказами бесстыкового пути из-за избытка возвышения наружного рельса в кривых

колесная пара после вкатывания сцетрированной силой в кривую перекашивается и проваливается внутрь колеи. Чтобы этого не произошло необходимо увеличить сопротивление движению колесной пары на величину, обновленную сопротивлением продольному скольжению ∆Q_ск, которое выражается следующей формулой:

∆Q_ск = f_p*P + f_в*H, где f_p, f_в – коэффициенты трения соответственно обода по верху головки рельса и гребня по боковой его грани;

P, H – соответственно вертикальная нагрузка колеса на рельс и горизонтальная (поперечная) сила прижатия гребня к боковой грани головки.

При избыточном возвышении, т.е. если сопротивление скольжения по наружному рельсу меньше, чем по внутреннему, начинается продольное скольжение рельса по наружному рельсу в направлении движения. Если же сопротивление скольжению меньше по внутреннему рельсу (недостаточное возвышение), то наступает скольжение в виде проворачивания (боксования) внутреннего колеса по этому рельсу.

В тележке колесные пары связаны с боковинами, надрессорной балкой и рессорами. Продольная движущая сила приложена к подпятнику и в режиме тяги и выбега почти всегда совпадает с направлением движения. В режиме торможения только локомотивом (рекуперативное или реостатное электрическое торможение, торможение прямодействующим локомотивным тормозом) движущаяся сила в тележках вагонов приложена к подпятникам и направлена против движения.

Так же направлена эта сила в тележках незаторможенных хвостовых вагонов, набегающих на заторможенную головную часть поезда.

Применительно к тележкам вагонов дополнительное сопротивление движению в кривых, обусловленное продольным скольжением одного из колес каждой колесной пары определяется по формулам:

при избыточном возвышении

∆Q_ск.т = f_р.нар (P_H1 + P_H2) + f_н.нар (Н₁ + Н₂)

при недостаточном возвышении

                                   ∆Q_ск.т = f_р.вн (P_В1 + P_В2)                                      (4)

3.  Перерасчет возвышения и принятие решения по ликвидации его избытка

При подготовке к капитальному, среднему и подъемочному ремонтам пути целесообразно пересчитать возвышение h и ликвидировать его избыток. Там, где доля пассажирских поездов не превышает 10%, расчет надо вести с учетом фактических скоростей только грузовых поездов по известной формуле:

                                                                                                (5)

где h – возвышение наружного рельса, мм;

V – средняя фактическая скорость, км/ч;

R – радиус кривой, м;

k -  безразмерный коэффициент управления отказами в кривых.

Рекомендуется k = 0,7 в кривых с R ≤ 400 м. При этом в таких кривых резко снизится интенсивность бокового износа, но будет достаточной, чтобы дефекты не появились. В кривых с R = 401 – 779 м k = 1. В кривых с R ≥ 800 м рекомендуется k = 1,2 для некоторого увеличения интенсивности бокового износа и снижения за счет этого контактно-усталостных повреждений по дефектам.

Проверять удовлетворяет ли возвышение комфорту пассажиров, следует по формуле:

                                                                  (6)

где V²_пасс – фактическая максимальная скорость движения пассажирских поездов в кривой.

Если условие (6) не выполняется, то принимается одно из следующих трех решений:

1.  Допускаемая скорость пассажирских поездов в кривой снижается до значения, определяемого полученной из условия (6) формуле:

                                                                          (7)

2.  Допускаемое непогашенное ускорение увеличивается