Введение. Рассмотрен вопрос разработки нового, более современного математического аппарата в системе автоматизированного контроля геометрических параметров колесных пар подвижного состава измерительного комплекса КОНЛОК. В комплексе используются бесконтактные лазерные 2D-профилометры для измерения параметров колес локомотивов при постановке в депо и вагонов в процессе их эксплуатации на железнодорожной инфраструктуре.

Материалы и методы. Применены методы математического моделирования с алгоритмами описания и оценки профиля колеса с учетом дополнительных требований на гладкость и непрерывность используемых функций. Выполнен анализ данных, полученных при фиксации фактического состояния профилей поверхности катания колесных пар грузовых вагонов, результаты сравнены с эталонным состоянием профиля поверхности катания колеса по ГОСТ 10791-2011.

Результаты. Разработан новый перспективный алгоритм описания и оценки профиля катания колеса. Точность измерения повышена за счет минимизации человеческого фактора, цифровизации технологических процессов и автоматизации контроля технического состояния подвижного состава в пути следования. Определены параметры профиля поверхности катания колеса грузового вагона с наработкой 450 тыс. км.

Обсуждение и заключение. Представленный алгоритм обработки данных позволяет бесконтактно и автоматизированно измерять геометрические параметры колесных пар локомотивов и моторвагонного подвижного состава, а также пассажирских и грузовых вагонов в движении на основе полученных с лазерного профилометра данных, а также автоматизировать процесс составления отчета о результатах измерения, включая информацию об обследуемом объекте, и рекомендациях по принятию решения об отправке колеса в ремонт. Применение новых алгоритмов и современных технических средств позволяет получать точные и надежные данные о геометрических параметрах колесной пары, производить перспективный анализ износа колесной пары в эксплуатации без обязательного обмера ручными средствами измерения.

Введение. В настоящей статье предметом изучения является температура разъединения цилиндрической детали от оси и ее зависимость от величины натяга и мощности индукционного нагрева на основе результатов расчетно-теоретического и экспериментального исследования данного вопроса.

Материалы и методы. С помощью расчетов определена температура внешней поверхности цилиндрической детали, при которой натяг принимает нулевое значение и деталь снимается без усилия. Авторами численно решены уравнения теплопроводности и деформации и определены указанные значения температуры разъединения. Кроме того, рассчитан температурный профиль по сечению цилиндрической детали.

Результаты. Выявлена зависимость температуры разъединения цилиндрической детали — внутреннего кольца подшипника от мощности индукционного нагревателя. Учтены зависимости коэффициента температуропроводности от температуры. Рассмотрены особенности посадки цилиндрических деталей на оси и валы.

Обсуждение и заключение. Показано, что зависимость температуры разъединения цилиндрической детали — внутреннего кольца подшипника от мощности имеет две области: для относительно малых значений (до 5-6 кВт) температура разъединения практически постоянна, а для более высоких значений, более 6 кВт, температура разъ-единения пропорциональна мощности. При этом необходимо, чтобы в конструкции индукционных нагревателей была предусмотрена возможность контроля мощности индукционного нагрева и времени нагрева. Это позволит на техническом уровне запретить выполнение операций с выходом параметров за пределы регламента. Результаты работы могут быть применены к широкому кругу сопряженных с осью деталей, например для бандажей станов холодного волочения труб, бандажей центров колесных пар локомотивов.

Введение.  Представлена  технология оценки  качества  теплоизоляции  кузовов  пассажирских вагонов  с  помощью разработанного  переносного прибора.  Объектом исследования являются теплоизоляционные характеристики стен   кузовов  пассажирских вагонов.  Качество теплоизоляции  оценивается  по  величине приведенного  коэффициента  теплопередачи,  которая  с  течением  времени   эксплуатации  повышается,  что приводит к увеличению затрат энергии на  отопление и кондиционирование внутреннего помещения вагонов. С помощью тепловизора можно составить теплотехнический паспорт вагона с фотофиксацией мест кузова с теплоизоляцией низкого качества. Однако во время капитального ремонта вагона требуется уточнить эти места, измерив локально величину удельного теплового сопротивления стен  кузова. Цель исследования заключается в разработке способа определения удельного теплового сопротивления стен кузовов пассажирских вагонов за минимальное время с помощью переносного прибора.

Материалы и методы. Методы исследования сочетают физический эксперимент над участком стены  кузова пассажирского вагона и над  макетом такой стены  с помощью разработанного прибора, а также численный эксперимент над  3D-моделями этих объектов. В частности, для тарировки прибора проводилось исследование по методу конечных элементов нестационарного теплового процесса в цифровой модели прибора и 3D-модели кузова пассажирского вагона с помощью программного комплекса SolidWorks Simulation.

Результаты. Доказано, что с помощью переносного прибора возможно определить удельное тепловое сопротивление в локальном месте стены  кузова пассажирского вагона за минимальное время – 40 мин.

Обсуждение и заключение. Переносной прибор для оценки качества теплоизоляции пассажирского вагона может использоваться при  входном и выходном контроле теплоизоляции пассажирского вагона во время капитального  ремонта.

Введение. Скорости движения по стрелочным переводам существенно влияют на пропускную способность линий. В статье рассматриваются подходы к установлению скоростей движения по стрелочным переводам в связи с интенсификацией перевозочного процесса, разработкой новых конструкций подвижного состава, организацией скоростного и высокоскоростного, а также тяжеловесного движения.

Материалы и методы. Скорости движения по стрелочным переводам определяются на основании критериев, оценивающих выполнение требований безопасности, и показателей, характеризующих интенсивность перевозочного процесса. Выполнен анализ критериев, по которым устанавливаются скорости движения при проектировании стрелочных переводов, назначаются скорости движения по стрелочным переводам для конкретных видов подвижного состава, скорости движения по сочетаниям (комбинациям) стрелочных переводов. Рассмотрены методики установления скоростей движения по стрелочным переводам, расположенным в криволинейных участках пути.

Результаты. Приведены данные об ограничении скоростей движения на стрелочных переводах с учетом их фактического состояния. Представлены полученные при испытаниях стрелочных переводов результаты, подтверждающие целесообразность применяемых подходов к установлению скоростей движения по ним.

Обсуждение и заключение. Рассмотренные критерии, требования и методики установления скоростей движения подвижного состава по стрелочным переводам составляют единую систему, позволяющую проектировать стрелочные переводы, устанавливать и лимитировать скорости движения по ним подвижного состава в эксплуатационных условиях.

Введение. Рассмотрена задача повышения точности компьютерного моделирования электромагнитных процессов вспомогательного асинхронного двигателя электровоза при частотном регулировании от автономного инвертора напряжения. Уточнен расчет мгновенных значений фазного тока двигателя. Обосновано предложение уточняющих изменений в компьютерной модели трехфазного асинхронного двигателя, позволяющих учесть влияние скин-эффекта в обмотках статора и ротора, а также насыщения магнитной цепи от потоков рассеяния на величины индуктивностей рассеяния фаз и через них — на величины мгновенных значений фазных токов. Актуальность предложенной модели связана с необходимостью повышения надежности вспомогательного электропривода электровоза за счет корректного выбора полупроводниковых ключей инвертора электродвигателя.

Материалы и методы. В качестве метода исследования выбрано компьютерное моделирование с применением системы автоматизированного проектирования OrCAD, при этом в исходных данных размещены экспериментальные мгновенные значения фазных напряжений вспомогательного асинхронного двигателя.

Результаты. Представлены и сопоставлены с экспериментальными данными результаты уточненного компьютерного моделирования мгновенных значений переменных для установившегося режима работы двигателя.

Обсуждение и заключение. На основании сравнения экспериментальных и расчетных данных (тока фазы, вращающего момента, частоты вращения вспомогательного асинхронного двигателя электровоза) сделан вывод о целесообразности применения уточненной компьютерной модели для снижения погрешностей расчета электромагнитных процессов электродвигателя. Уточненная компьютерная модель повышает точность расчета мгновенных значений фазных токов двигателя. Выполнены расчеты для установившегося режима работы асинхронного двигателя типа АЖВ250М2РУХЛ2. Показано, что наибольшее влияние на индуктивность рассеяния обмотки статора оказывает скин-эффект.

Введение. Под действием динамических нагрузок в материалах колес и рельсов возникают высокие контактные напряжения, приводящие к развитию процессов изнашивания и накопления контактно-усталостных повреждений. Для расчетов на контактную усталость и прогнозирования процессов накопления повреждений предложен ряд подходов. В одном из них используется критерий Данг Вана. Его реализация требует применения трудоемких итерационных процедур, в связи с чем он применяется для оценки контактной усталости в отдельных точках колеса и рельса. С целью упрощения расчетов и получения более обширной информации авторами предложен инженерный метод, позволяющий определять возможность появления контактно-усталостных повреждений для узлов подконтактного слоя, представленного конечно-элементной моделью, при неограниченном количестве реализаций контакта колеса и рельса.

Материалы и методы. Подход базируется на использовании критерия Данг Вана с введением некоторых допущений. В качестве амплитуды касательных напряжений принята амплитуда наибольших касательных напряжений. Компоненты технологических и эксплуатационных остаточных напряжений задаются с использованием результатов экспериментальных исследований или полученных расчетными методами. Информация об условиях в контакте колеса и рельса получена путем моделирования движения экипажа. Расчеты выполнены с учетом изменения профилей колеса и рельса в процессе моделирования, вызванного износом.

Результаты. Получены итоги тестирования для некоторых случаев контакта колеса и рельса, а также определения показателя возможности появления контактно-усталостных повреждений для колеса и рельса при достаточно большом количестве реализаций контакта. Результаты расчетов представлены в виде изолиний значения показателя для точек слоя, прилегающего к поверхностям катания.

Обсуждение и заключение. Предложенный подход может быть использован для определения возможности появления контактно-усталостных повреждений в колесах железнодорожного подвижного состава и рельсах, в частности при решении задач оптимизации профилей колес и рельсов по критериям износа и контактной усталости.

Введение. В период года с преобладанием отрицательных значений температуры окружающего воздуха существует высокая вероятность пробоя изоляции тяговых электродвигателей электровозов, при этом неизбежно снижение эксплуатационной надежности электровоза в целом. Примерно в 70 % случаев пробои изоляции происходят из-за увлажнения обмоток и коллектора. Цель работы — исследование возможности повышения эксплуатационной надежности электровозов за счет снижения увлажненности изоляции коллекторных тяговых электродвигателей постоянного тока на основе электрокинетических явлений (электроосмоса) с отработкой фактических параметров процесса электроосмотической сушки.

Материалы и методы. Получены опытные данные на основе проведения испытаний на реальных тяговых электродвигателях в сервисном локомотивном депо. Для реализации технологии электроосмотической сушки применялось устройство для увлажнения обмоток и коллектора электродвигателя, разработанное авторами, а также штатные приборы для измерения сопротивления изоляции тяговых электродвигателей.

Результаты. Выполненные исследования показали, что электроосмотическую сушку целесообразно проводить при напряжении 3000 В; сушка эффективна при обдуве от электрокалориферных установок, совместное использование электроосмотической и электрокалориферной сушки за первые два-три часа повышает сопротивление изоляции на 20-40 %; электроосмотическая сушка показывает наибольшую скорость нарастания сопротивления изоляции при подключении ее к обмоткам с сопротивлением ниже 500 кОм; расход электроэнергии при использовании электроосмотической сушки совместно с электрокалориферной снижается на 60 %, а затраты времени — на 20 %.

Обсуждение и заключение. Технология сушки найдет применение в условиях сервисного локомотивного депо в цехах при проведении ТР-1 и при эксплуатации тягового электроподвижного состава в условиях низких значений температуры окружающего воздуха. Возможно применение сушки при горячем отстое электровозов, эффективность этого способа потребует опытного подтверждения. Применение предлагаемой технологии повышения сопротивления увлажненной изоляции позволит снизить количество отказов тяговых электродвигателей за счет использования электрокинетических явлений, обеспечивая повышение надежности электровозов.

Введение. Совершенствование системы обращения с отходами производства и потребления в подразделениях ОАО «РЖД», переработка и вовлечение их во вторичный оборот является одним из основных направлений стратегии и реализации мероприятий в области экологической безопасности.

Материалы и методы. В работе проведен статистический анализ официальных данных по образованию отходов производства и потребления за период с 2015 по 2021 г., исследована динамика образования отходов по классам опасности и объемам ежегодного захоронения отходов.

Результаты. Статистический анализ показал, что процесс образования отходов производства и потребления на железнодорожном транспорте замедляется, ежегодное количество отходов за последние семь лет хоть и незначительно, но снижается. Доля опасных отходов составляет примерно 25 % от общей массы отходов. Общие объемы захоронения отходов за рассматриваемый период времени имеют тенденцию к снижению, что может быть связано с уменьшением использования высокоопасных товаров, увеличением вводимых в действие установок по безопасной переработке производственных отходов и проведением различных мероприятий, направленных на повышение уровня вовлечения отходов во вторичный оборот.

Обсуждение и заключение. Снижению объемов образования отходов способствует применение новых подходов к обращению с ними: рециклинга изношенных шпал, отработанного масла, лома черных и цветных металлов и других отходов; внедрения электронного документооборота для экономии бумаги и картона.