vestnikvniizhtВестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ВЕСТНИК ВНИИЖТ)RUSSIAN RAILWAY SCIENCE JOURNAL2223-97312713-2560Joint Stock Company "Railway Research Institute"10.21780/2223-9731-2019-78-3-177-182vestnikvniizht-315Research ArticleДругоеMiscellaneousПовышение эффективности фрикционной системы «колесо — рельс»Improving the efficiency of the “wheel — rail” friction systemШаповаловВ. В.ShapovalovV. V.

Шаповалов Владимир Владимирович, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, Ростов-на-Дону, 344038, Россия

Vladimir V. Shapovalov, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Department, Rostov-on-Don, 344038, Russia

ЩербакП. Н.ShcherbakP. N.

Щербак Петр Николаевич, д-р техн. наук, профессор, Ростов-на-Дону, 344038, Россия

Petr N. Shcherbak, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Rostov-on-Don, 344038, Russia

БогдановВ. М.BogdanovV. M.

Богданов Виктор Михайлович, канд., техн. наук, главный научный сотрудник, Москва, 129626, Россия

Viktor M. Bogdanov, Cand. Sci. (Eng.), Chief Researcher, Moscow, 129626, Russia

ФейзовЭ. Э.FeyzovE. E.

Фейзов Эмин Эльдарович, канд. техн. наук, преподаватель, Ростов-на-Дону, 344038, Россия

Emin E. Feyzov, Cand. Sci. (Eng.), Lecturer, Rostov-on-Don, 344038, Russia

eminf@yandex.ruХарламовП. В.KharlamovP. V.

Харламов Павел Викторович, канд. техн. наук, доцент, Ростов-на-Дону, 344038, Россия

Pavel V. Kharlamov, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Rostov-on-Don, 344038, Russia

ФейзоваВ. А.FeyzovaV. A.

Фейзова Валентина Александровна, аспирант, Ростов-на-Дону, 344038, Россия

Valentina A. Feyzova, Post-graduate, Rostov-on-Don, 344038, Russia

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ростовский государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВО РГУПС)РоссияFederal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Rostov State Transport University” (FGBOU VO RGUPS)Russian FederationАкционерное общество «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (АО «ВНИИЖТ»)РоссияJoint Stock Company “Railway Research Institute” (JSC “VNIIZhT”)Russian Federation201927072019783177182Copyright © Шаповалов В.В., Щербак П.Н., Богданов В.М., Фейзов Э.Э., Харламов П.В., Фейзова В.А., 20192019Шаповалов В.В., Щербак П.Н., Богданов В.М., Фейзов Э.Э., Харламов П.В., Фейзова В.А.Shapovalov V.V., Shcherbak P.N., Bogdanov V.M., Feyzov E.E., Kharlamov P.V., Feyzova V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-vniizht.ru/jour/article/view/315

Рассмотрена актуальность темы повышения эффективности фрикционной системы «колесо — рельс». Показано, что основным условием существенной оптимизации процессов взаимодействия в системе «колесо — рельс» является применение научно обоснованных технологий и технических средств лубрикации динамически нагруженной открытой пары трения. Описаны технология контактно-ротапринтного стержневого гребнерельсосмазывания «ГРС — РАПС» и ее преимущества над аналогами, а также опыт промышленного внедрения и эксплуатации. Сделан особый акцент на том, что в технологии гребнерельсосмазывания «ГРС — РАПС» термопластичный адгезив в основе стержневых твердых термопластичных смазочных материалов обеспечивает высокий уровень ресурса разового нанесения и, самое главное, активный переход смазочного материала с колеса на рельс и обратно, реализуя смазывание и защиту от износа не только гребней всех колес подвижного состава, но и боковой поверхности головки рельса в кривых участках пути и элементах стрелочных переводов. Предложена новая концепция построения системы лубрикации зоны контакта «колесо — рельс» на базе модернизированной и улучшенной технологии «ГРС — РАПС» и технологии модифицирования (металлоплакирования) рабочих поверхностей.

Relevance of the topic of increasing the efficiency of the “wheel — rail” friction system is considered. It is shown that the main condition for a significant optimization of the interaction processes in the “wheel — rail” system is the use of scientifically based technologies and technical means for lubrication of a dynamically loaded open friction pair. Basic requirements for the characteristics of lubricants is used in the open “wheel — rail” friction system. Authors named lubricants that meet the stated requirements. The main disadvantages of the remote method of supplying liquid and/or plastic lubricants in the “wheel — rail” system are presented as argument. Examples are given. The article describes technology of contact rota-print rod lubricating system “GRS — RAPS” and its advantages over analogues, as well as the experience of industrial implementation and operation of this technology. Based on the experience of using the “GRS — RAPS” technology in various climatic zones and operating modes, work was carried out on its adaptation and development, in particular, the tribological properties of rod lubricants were improved, the volumes of one-time refueling were increased, the drive of lubricating rods was optimized. All this allows increasing the effectiveness of this technology in 5 – 7 times. Equipment for freight locomotives is provided with metal-plating systems for working surfaces of wheelsets. Total traction capacity of freight locomotives, if all other things being equal, increases by 15 – 20 %, while protecting wheel flanges of locomotives from wear and improves the braking characteristics of the train. A new concept of building a system for the lubrication of the “wheel — rail”contact zone on the basis of a modernized and improved “GRS — RAPS” technology and technology for modifying (metal-plating) working surfaces has been proposed. Potential economic effect from the comprehensive implementation of the proposed technology is estimated taking into account the existing economic conditions.

фрикционная система «колесо — рельс»повышение эффективностилубрикациятехнология модифицированияметаллоплакированиеэкономический эффект“wheel — rail” friction systemincrease efficiencylubricationmodifying technologymetal platingeconomic effectReferencesЭнергосбережение на железнодорожном транспорте: учеб. для вузов / В. А. Гапанович [и др.]; под ред. В. А. Гапановича. М.: Изд. Дом МИСиС, 2012. 620 с.Gapanovich V. A., Avilov V. D., Arzhannikov B. A. Energy saving in railway transport. Textbook for universities. Moscow, MISiS Publ., 2012, 620 p.Богданов В. М., Михайлова Н. В. Развитие исследований в области взаимодействия пути и подвижного состава // Вестник ВНИИЖТ. 2016. Т. 75. № 4. С. 256 – 260. DOI: https://doi.org/10.21780/2223-9731-2016-75-4-256-260.Bogdanov V. M., Mikhaylova N. V. Development of research in the field of interaction of the track and rolling stock. Vestnik of the Railway Research Institute, 2016, Vol. 75, no. 4, pp. 256 – 260. DOI: https://doi.org/10.21780/2223-9731-2016-75-4-256-260.Обобщение мирового опыта тяжеловесного движения. Управление содержанием системы колесо — рельс / пер. с англ. под ред. С. М. Захарова. М.: Интекст, 2017. 420 с.Zakharov S. M. Generalization of the world experience of heavy haul traffic. Maintenance management of system wheel — rail. Moscow, Intext Publ., 2017, 420 p.Шаповалов В. В., Сладковски А., Эркенов А. Ч. Актуальные задачи современной триботехники и пути их решения // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2015. № 1. С. 64 – 75.Shapovalov V. V., Sladkovski A., Erkenov A. Ch. Actual problems of modern tribotechnics and their solutions. News of higher educational institutions. Mashinostroenie, 2015, no. 1, pp. 64 – 75.Физико-математическое моделирование нелинейных фрикционных систем / В. В. Шаповалов [и др.] // Известия высших учебных заведений. Технические науки. 2014. № 6. С. 77 – 82.Shapovalov V. V., Erkenov A. Ch., Shcherbak P. N., Ozyabkin A. L., Feyzov E. E. Physical and mathematical modeling of nonlinear friction systems. Proc. of higher educational institutions. Technical science, 2014, no. 6, pp. 77 – 82.Шаповалов В. В., Харламов П. В., Горин С. Л. Повышение эффективности системы «колесо – рельс» // Трибология — машиностроению: тр. Десятой юбилейной Всерос. науч.-техн. конф. с участием иностранных специалистов. М.: Перо, 2014. С. 145 – 146.Shapovalov V. V., Kharlamov P. V., Gorin S. L. Improving the efficiency of the “wheel — rail” system. Tribology to mechanical engineering. Proc. of the Tenth Anniversary All-Russian Scientific and Technical Conference with the participation of foreign specialists. Moscow, Pero Publ., 2014, pp. 145 – 146.Формирование адгезионных связей при контактно-ротапринтном смазывании / В. В. Шаповалов [и др.] // Трение и износ. 2017. Т. 38. № 5. С. 488 – 497.Shapovalov V. V., Kharlamov P. V., Mishchinenko V. B., Shestakov M. M., Migal' Yu. F. The formation of adhesion bonds with contact-rotary lubrication. Trenie i iznos, 2017, Vol. 38. no. 5, pp. 488 – 497.Шаповалов В. В., Кохановский В. А., Эркенов А. Ч. Триботехника: учеб. для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки «Прикладная механика» / под ред. В. В. Шаповалова. Ростов н/Д: Феникс, 2017. 348 с.Shapovalov V. V., Kokhanovskiy V. A., Erkenov A. Ch. Tribotekhnika. Textbook for students of higher educational institutions enrolled in the field of Applied Mechanics. Rostov-on-Don, Feniks Publ., 2017, 348 p.Повышение эффективности системы «путь — подвижной состав» / В. В. Шаповалов [и др.] // Локомотив. 2011. № 5. С. 40 – 42.Shapovalov V. V., Mayba I. A., Shcherbak P. N., Ozyabkin A. L., Feyzov E. E. Improving the efficiency of the system “track — rolling stock”. Lokomotiv, 2011, no. 5, pp. 40 – 42.Способ рельсосмазывания: пат. 2479455 Российская Федерация: МПК B61K3/02 / В. В. Шаповалов [и др.]. Заявл. 13.04.2011; опубл. 20.04.2013. Бюл. № 11.Shapovalov V. V., Lubyagov A. M., Pavlov A. P., Shcherbak P. N., Mayba I. A., Okulova Ye. S. [et al.]. Rail lubrication method. Patent no. 2479455, Russian Federation, publ. 20.04.2013, Bull. no. 11 (in Russ.)Модельная оптимизация технологии контактно-ротапринтного плакирования поверхностей трения / Г. И. Шульга [и др.] // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2018. № 1 (197). С. 84 – 90.Shul'ga G. I. Model optimization of contact rota-print technology of cladding of friction surfaces. News of higher educational institutions. North Caucasus region. Series: Engineering, 2018, no. 1 (197), pp. 84 – 90.Шаповалов В. В., Харламов П. В., Михайлюк А. В. Применение теоретических основ трибологии для разработки ресурсосберегающих систем на железнодорожном транспорте // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. 2016. № 2. С. 85 – 92.Shapovalov V. V., Kharlamov P. V., Mikhaylyuk A. V. The use of the theoretical foundations of tribology for developing resource-saving systems in railway transport. Proceedings of the Rostov State University of Communications, 2016, no. 2, pp. 85 – 92.Улучшение условий функционирования фрикционной системы «колесо — рельс». Разработка ГОСТа для определения трибологических характеристик твердых смазочных материалов / И. В. Колесников [и др.] // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13. № 4 (3). С. 753 – 758.Kolesnikov I. V., Lubyagov A. M., Feyzov E. E., Feyzova V. A., Aleksandrov A. A. Improving the operating conditions of the friction system “wheel — rail”. Development of GOST to determine the tribological characteristics of solid lubricants. Proceedings of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2011, Vol. 13, no. 4 (3), pp. 753 – 758.Способ повышения эффективности фрикционных систем: пат. 2674899 Российская Федерация: МПК B61C15/10 / В. В. Шаповалов [и др.]. Заявл. 12.07.2016; опубл. 13.12.2018. Бюл. № 35.Shapovalov V. V., Lubyagov A. M., Feyzova V. A., Ananko A. M., Kiselevich A. D. [et al.]. A way to improve the efficiency of friction systems. Patent no. 2674899, Russian Federation, publ. 13.12.2018, Bull. no. 35 (in Russ.)Совершенствование методов металлоплакирования с целью повышения тягово-сцепных характеристик локомотивов / В. В. Шаповалов [и др.] // Трибология — машиностроению: тр. XII Междунар. науч.-техн. конф., посвященной 80-летию ИМАШ РАН. Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2018. С. 560 – 564.Shapovalov V. V., Noskov V. N., Kharlamov P. V., Ananko A. M. Improving metal-plating methods in order to increase the traction characteristics of locomotives. Tribology — mechanical engineering: works of the XII International scientific and technical conference dedicated to the 80th anniversary of the IMASH RAS. Izhevsk, Institut komp'yuternykh issledovaniy, 2018, pp. 560 – 564.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.