СПОСОБ СНИЖЕНИЯ БОКОВОГО ИЗНОСА РЕЛЬСОВ И ГРЕБНЕЙ КОЛЕС КОЛЕЙНОГО РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И КОЛЕЙНОЕ РЕЛЬСОВОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 1998 года по МПК B61K9/12 

Изобретение относится к колейному рельсовому транспорту, в частности к взаимодействующим между собой во время движения по рельсовой колее колесным парам подвижного состава и рельсами железнодорожной колеи, в результате чего происходит взаимное контактирование и износ гребней колес и внутренних боковых граней рельсов.

Известен ряд способов снижения бокового износа рельсов и гребней колесных пар колейного рельсового транспорта: смазывание (лубрикация) боковых внутренних граней головок рельсов и гребней колес; увеличение площади контакта гребней с боковыми поверхностями головок рельсов за счет изменения формы гребней и головок рельсов, уменьшение значений направляющих усилий при движении железнодорожных экипажей по кривым участкам пути, сужение и унификация ширины колеи на прямых участках пути и на кривых радиусом 350 м (Вериго М.Ф. Причины роста интенсивности бокового износа рельсов и гребней колес. ВНТО Железнодорожников и транспортных строителей. -М.: Транспорт, 1992).

Наиболее близким к предлагаемому является способ снижения бокового износа рельсов и гребней колес колейного рельсового транспортного средства, при котором ширину рельсовой колеи и размеры колесной пары устанавливают с возможностью обеспечения суммарного зазора не менее гарантированного, и колейное рельсовое транспортное средство, содержащее связанные с рамой колесные пары (Вериго М. Ф. и др. Взаимодействие пути и подвижного состава. -М.: Транспорт, 1986, с. 62).

Наиболее существенным недостатком известных способа снижения бокового износа рельсов и гребней колес и колейного рельсового транспортного средства является наличие контактирующих поверхностей гребней колесных пар и боковых внутренних граней рельсов.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является уменьшение вероятности контактирования поверхностей гребней колесных пар и боковых поверхностей рельсов, а также снижение энергопотребления на тягу поездов.

Технический результат достигается тем, что в способе снижения бокового износа рельсов и гребней колес колейного рельсового транспортного средства, при котором ширину рельсовой колеи и размеры колесной пары устанавливают с возможностью обеспечения суммарного зазора не менее гарантированного δ, указанный суммарный зазор создают путем увеличения гарантированного зазора на величину ΔD/n, где - допустимая разница диаметров D_п и D_л правого и левого колес, а n - конусность поверхности катания колес, при этом минимальную ширину S_мин рельсовой колеи определяют по соотношению:
S_мин= t_макс+2h_макс+δ+ΔD/n,
где
t_макс - максимально допустимое расстояние между внутренними гранями колес;
h_макс - максимальная толщина гребня колеса;
а в колейном рельсовом транспортном средстве, содержащем связанные с рамой колесные пары, для снижения бокового износа рельсов и гребней колес колесных пар, колеса, имеющие больший диаметр по кругу катания в пределах допустимой разницы, установлены на транспортном средстве с одной стороны с возможностью качения их по наружному рельсу криволинейного участка пути.

На чертеже изображена рельсовая колея 1 и взаимодействующая с ней колесная пара 2.

При этом на указанном чертеже обозначено:
S - ширина колеи;
t - расстояние между внутренними гранями колес;
h - толщина гребня колеса;
δ = δ_п+δ_л - суммарный зазор между гребнями колес и рабочими гранями головок рельсов, где соответственно зазоры у правого и левого колес;
D_п - диаметр правого колеса по среднему кругу катания;
D_л - диаметр левого колеса по среднему кругу катания;
1:K=n - конусность поверхностей катания колес.

Во всех случаях устройства рельсовой колеи 1 для предотвращения контакта между внутренними боковыми гранями головок рельсов железнодорожного пути и гребнями колес подвижного состава ширина рельсовой колеи 1 и размеры колесной пары 2 подбираются таким образом, чтобы обеспечивался определенный гарантированный зазор между колесами и рельсами. В настоящее время для прямого участка пути этот зазор устанавливается из предположения, что он поровну распределяется у правого и левого колес, т.е. δ_п=δ_л.
Однако это справедливо только в случае равенства диаметров правого и левого колес, т. е. когда D_п = D_л. При наличии разницы диаметров колес по среднему кругу катания, обусловленной неточностью изготовления и другими причинами, во время движения колесной пары 2 по рельсовой колее 1 из-за наличия конусности n в области поверхности катания колес происходит виляющее движение колесной пары с синусоидальной траекторией и ее поперечное смещение относительно продольной оси рельсовой колеи 1, в результате чего суммарный зазор распределяется неравномерно между правым и левым колесами, увеличивая вероятность контактирования гребней колес и внутренних боковых граней рельсов колеи 1. Для недопущения контакта гребней колес и внутренних боковых граней рельсов колеи 1 вносится дополнительная поправка в сторону увеличения зазора на величину ΔD/n, где .

Таким образом, с учетом этой поправки минимальная ширина колеи на прямом участке пути S_мин будет рассчитываться по формуле:
S_мин= t_макс+2h_макс+δ+ΔD/n,
где
t_макс - максимально допустимое расстояние между внутренними гранями колес;
h_макс - максимальная толщина гребня колеса.

В подвижном составе колесные пары 2 в количестве двух и более штук объединяются в одном экипаже (тележке) посредством жесткой металлоконструкции - рамы. Поэтому монтаж колесных пар в одном экипаже необходимо осуществлять таким образом, чтобы колеса с меньшими или большими диаметрами разных колесных пар находились с одной стороны экипажа. В этом случае поперечная сдвижка всех колесных пар будет осуществляться в одну сторону, что уменьшит возможные перекосы рамы и снизит вероятность контактирования гребней колес с боковыми гранями рельсов, в том числе и в кривых участках пути.

Наиболее благоприятные условия свободного вписывания колесных пар 2 в кривые и снижение вероятности контактирования колесных пар 2 с боковыми гранями рельсов колеи 1 создаются в том случае, когда колесо с большим диаметром катится по наружному рельсу кривой, а с меньшим диаметром - по внутреннему рельсу кривой, поэтому, если подвижной состав обращается по какому-либо участку рельсовой колеи с неодинаковым количеством и протяженностью левых и правых кривых, то в этом случае целесообразно экипаж (тележку) на рельсовой колее ориентировать таким образом, чтобы колеса с большими диаметрами находились на левом по ходу движения рельсе в случае наличия подавляющего большинства по количеству и протяженности правых кривых и на правом по ходу движения рельсов в случае наличия подавляющего большинства по количеству и протяженности левых кривых данного участка пути.

Для снижения бокового износа рельсов и гребней колес колейного рельсового транспортного средства зазор между рельсами и колесами создают путем увеличения гарантированного зазора на величину ΔD/n , где - допустимая разница диаметров D_п и D_л правого и левого колес, а n - конусность поверхности катания колес, и с учетом этого определяют минимальную ширину S_мин рельсовой колеи, а на транспортном средстве колеса, имеющие больший диаметр по кругу катания в пределах допустимой разницы, установлены с одной стороны экипажа с возможностью качения их по наружному рельсу криволинейного участка пути. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ снижения бокового износа рельсов и гребней колес колейного рельсового транспортного средства, при котором ширину рельсовой колеи и размеры колесной пары устанавливают с возможностью обеспечения суммарного зазора не менее гарантированного δ, отличающийся тем, что указанный суммарный зазор создают путем увеличения гарантированного зазора на величину ΔD/n, где допустимая разница диаметров D_п и D_л правого и левого колес, а n - конусность поверхности катания колес, при этом минимальную ширину S_м и н рельсовой колеи определяют по соотношению
S_мин= t_макс+2h_макс+δ+ΔD/n,
где t_{м а к с} - максимально допустимое расстояние между внутренними гранями колес;
h_{м а к с} - максимальная толщина гребня колеса. 2. Колейное рельсовое транспортное средство, содержащее связанные с рамой колесные пары, отличающееся тем, что для снижения бокового износа рельсов и гребней колес колесных пар колеса, имеющие больший диаметр по кругу катания в пределах допустимой разницы, установлены на транспортном средстве с одной стороны с возможностью качения их по наружному рельсу криволинейного участка пути.