Оценка кососимметричной нагрузки, действующей на раму тележки грузового вагона при сходе колеса с рельса

Введение. Рассмотрена практика проведения проверок вновь создаваемой конструкции вагона с целью оценки прочности с учетом предельных эксплуатационных нагрузок и схем их приложения, оговоренных в нормативных документах. При оценке статической прочности рамы тележки нормативными документами не предусмотрено рассмотрение ее кососимметричного нагружения. При этом наличие остаточной кососимметричной деформации рамы по условиям механической безопасности подвижного состава не допускается. Особенно восприимчивы к кососимметричным нагрузкам цельносварные рамы тележек. Это говорит в пользу необходимости уточнения расчетных режимов для обеспечения надежности и безопасности использования вагонов в эксплуатации.

Материалы и методы. Для определения схемы нагружения и величины кососимметричной нагрузки применялись расчетно-аналитический метод, методы компьютерного моделирования, выполнена экспериментальная работа на пассажирском вагоне с двухосными тележками с цельносварной рамой, где боковые балки жестко соединены между собой поперечными балками.

Результаты. Обоснован дополнительный расчетный режим «Сход», актуальный при эксплуатации грузовых вагонов с цельносварной рамой тележки. Определены схема нагружения рамы тележки и величины нагрузок, действующих на раму для этого режима, при котором необходимо производить оценку ее статической прочности.

Обсуждение и выводы. При сходе колеса рама тележки цельносварной конструкции подвергается воздействию максимальных кососимметричных нагрузок, что может привести к ее кососимметричной деформации и выходу из строя. Раму тележки цельносварной конструкции необходимо оценивать на статическую прочность в режиме «Сход». Обоснованы коэффициенты перегрузки. Разработка, расчет и оценка конструкции с учетом указанного выше дополнительного режима позволит повысить надежность рамы тележки в эксплуатации и безопасность движения.

1. ГОСТ 33211-2014. Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам: дата введения 2016-07-01. М.: Стандартинформ, 2016. 58 с.

2. О безопасности железнодорожного подвижного состава: технический регламент ТС (ТР ТС 001/2011) [Электронный ресурс]: утв. решением Комиссии Таможенного союза от 15 июля 2011 г. № 710. URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_118006/f3b02e9d79030e4642ef1b1d270ebeb2fa97db50/ (дата обращения: 03.04.2022)

3. Гаджиметов Г. И. О влиянии кососимметричной остаточной деформации рамы тележки вагона на безопасность движения // Известия Транссиба. 2022. № 1 (49). С. 22-32 EDN: https://www.elibrary.ru/hkkoxk.

4. ГОСТ 33796-2016. Моторвагонный подвижной состав. Требования к прочности и динамическим качествам: дата введения 2017-04-01. М.: Стандартинформ, 2016. 41 с.

5. ГОСТ Р 55513-2013. Локомотивы. Требования к прочности и динамическим качествам: дата введения 2014-07-01. М.: Стандартинформ, 2014. 46 с.

6. ГОСТ 34093-2017. Вагоны пассажирские локомотивной тяги. Требования к прочности и динамическим качествам: дата введения 2018-01-01. М.: Стандартинформ, 2017. 45 с.

7. ГОСТ 9246-2013. Тележки двухосные трехэлементные грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия: дата введения 2014-07-01. М.: Стандартинформ, 2014. 37 с.

8. Скоростной вагон-платформа для перевозки крупнотоннажных контейнеров модели 13-6704: особенности конструкции и перспективы применения / В. С. Коссов [и др.] // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. 2021. № 3 (55). С. 30-35 EDN: https://www.elibrary.ru/evjihj.

9. К вопросу выбора вертикальных и горизонтальных связей в тележке для грузовых вагонов скоростных поездов / Г. И. Гаджиметов [и др.] // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2020. Т. 79, № 6. С. 351-359 https://doi.org/10.21780/2223-9731-2020-79-6-351-359.

10. Ночью на станции Дербышки с путей сошли два грузовых вагона [Электронный ресурс] // Реальное время: интернет-газета: [сайт]. 2017. 22 апреля. URL: https://realnoevremya.ru/news/63310-nochyu-na-stancii-derbyshki-s-putey-soshli-dva-gruzovyh-vagona (дата обращения: 01.04.2022)

11. Дудкин Е. П., Рыбачок В. М. Проблемы устройства и содержания железнодорожных путей необщего пользования // Транспорт Российской Федерации. 2008. № 2 (15). С. 16-17 EDN: https://www.elibrary.ru/hkkoxk.

12. DIN EN 13749-2021. Railway applications — Wheelsets and bogies — Method of specifying the structural requirements of bogie frames. German version EN 13749:2021. Publication date 2021-05. 59 p. https://dx.doi.org/10.31030/3205224.

13. Нормы расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). М.: ГосНИИВ-ВНИИЖТ, 1996. 317 с.

14. ГОСТ 31846-2012. Специальный подвижной состав. Требования к прочности несущих конструкций и динамическим качествам: дата введения 2014-01-01. М.: Стандартинформ, 2013. 71 с.