m0955

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

Основные правила перевозки таких грузов регулируются Инструкцией по перевозке крупногабаритных и тяжеловесных грузов автомобильным транспортом по дорогам РФ.

Согласно, данного документа:

-пропуск таких грузов разрешается по дорогам, исходя из несущей способности дорожных одежд и сооружений;

-перевозка крупногабаритных и тяжеловесных грузов 2 ка-

тегории по населенным пунктам осуществляется в период наименьшей интенсивности движения, а вне населенных пунктов

–в светлое время суток;

-при согласовании разрешения Госавтоинспекция определяет необходимость и вид сопровождения, в том числе и автомобилем ГАИ. Ориентировочная цена сопровождения– от 10 р./км за весь маршрут следования;

- скорость движения не должна превышать по дорогам 60 км/ч, а мостовым сооружениям – 15 км/ч.

Во время перевозки запрещается: отклоняться от установленного маршрута, превышать указанную в разрешении скорость движения, осуществлять движение во время гололеда, а также при метеорологической видимости менее 100 м и др.

Следовательно при выборе тип подвижного состава необходимо исходить из следующего:

-где проходит маршрут (по равнинной или горной местности и т.д.);

-технические возможности автопоезда. Они должны быть максимально приближенными к весогабаритным характеристикам груза.

В настоящее время перевозчики могут использовать для перевозки авто-платформы и тралы различных модификаций. Для примера приведу часть модельного ряда одного из производителей – табл. 2.

71

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

Продолжение табл. 2

Рис. 6. Трал модели 9942D3

Рис. 7. Трал модели 994271

72

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

Рис. 8. Трал модели 9942D4

Рис. 9. Трал модели 9942L3

Как видно из данной таблицы тралы отличаются: грузоподъемностью (от легких до свертяжелых), количеством осей, высотой грузовой площадки, конструкцией рамы и дополнительному оборудованию установленному на них (управляемые оси, уширители, различные лебедки и др.).

Отдельно необходимо отметить, что в эксплуатации есть прицепы модульного типа. Модульность конструкции заключается в том, что прицепы-модули можно жестко соединять задними и боковыми сторонами, образовывая тем самым новое транспортное средство, грузоподъемность которого равна сумме грузоподъемностей входящих в него прицепов-модулей. Основу системы транспортных средств модульной конструкции составляют двух-, трех-, четырех- и шестиосные прицепы-модули, называемые базовыми моделями. Грузоподъемность такой конструкции может доходить до 2000 т.

При выборе тралов так же необходимо учитывать, что для его транспортировки в составе автопоезда потребуется подо-

73

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

брать тяговую единицу. В качестве тягачей чаще всего -ис пользуются седельные тягачи. Подбор тягача производится с учетом массы перевозимого груза и конструкции гуснека.

Итак обобщая данную информацию можно сделать следующий вывод выбор подвижного состава зависит от:

–характеристики груза (масса, габаритные размеры, особенности конструкции);

–характеристики транспортного средства (грузоподъемность, высота погрузочной площадки, специфика размещения и крепления груза);

–срочности перевозки (разная допустимая скорость движения; особенности пропуска; срок подвода вагона под погрузку).

Ошибки в выборе вагона могут привести:

–к удорожанию перевозки. Так, например, использование транспортеров с более низкой погрузочной площадкой может как снизить (в верхней зоне) так и повысить (в нижней зоне) степень негабаритности, а это может значительно изменить размер провозной платы. Применение транспортеров с большим количеством осей приводит к увеличению стоимости;

–повреждению груза и подвижного состава, а значит будет влиять на безопасность движения;

–отказу в перевозке, из-за невозможности перевозки грузов с высокими степенями негабаритности, особенно в верхней и нижней зонах негабаритности;

–излишней длительности цепи поставки товара.

Библиографический список

1.Макаренко М.В. «Анализ возможностей железнодорожного транспорта при перевозке крупногабаритных и тяжеловесных грузов» // Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии: сб. науч. ст. аспирантов и ас- пирантов-стажеров / Сиб. гос. ун-т путей сообщ. – Новосибирск: СГУПС.

Вып. 2. 2013. 253 с.

2.Троицкая Н.А. Транспортно-технологические схемы перевозок отдельных видов грузов: учеб. пособие для вузов по спец. «Орг. перевозок и упр. на трансп. (автомоб. трансп.)» / Н.А. Троицкая, М.В. Шилимов. М.: Кно Рус, 2010. 231 с.

Научный руководитель канд. техн. наук, доц. М.А. Зачешигрива

74

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

В.В. Михайлов

(факультет «Строительство железных дорог»)

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПУТИ ПО ДИНАМИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

В настоящее время состояние рельсовой колеи оценивается по геометрическиМПараметрам: просадкам, перекосам, отступлениям по уровню и стрелам изгиба колеи в плане. В последние годы состояние пути в кривых оценивается также по динамическим показателям: непогашенному центробежному ускорениюαнп в каждой точке x, рассчитываемое по усредненным значениям кривизны пути R(x) и возвышения наружного рельсаh(x), а также скорости изменения непогашенного ускорения ψ(x), определяемое по данным αнп в соседних точках. При этом рассматриваются не мгновенные, а усредненные значения кривизны на скользящем отрезке пути длиной 50 м, а значения уровня на отрезке 40 м. Полученные значения αнп и ψ сравниваются с допустимыми значениями[αнп] и [ψ], и по ним определяется допускаемая скорость движения.

Суть предлагаемого подхода заключается в том, что значения αнп и ψ следует определять в сечениях пути с шагом 2,5 м по мгновенным значениям кривизны пути и возвышения наружного рельса. Уточнив значения [αнп] и [ψ], рассчитывать в каждой точке рамные силы, коэффициент запаса устойчивости колеса на рельсе.

Кривизна пути в плане определяется по изменению угла поворота скользящей в горизонтальной плоскости вдоль пути хорды, равной базе. Угол поворота рассчитывают по курсовому углу (азимуту продольной оси тележки).

Программно-математическое обеспечение позволяет КВЛ-П в автоматическом режиме получать, а также оценивать и анализировать состояние кривых, благодаря чему становится возможным последовательное решение задач установления скоростей движения.

Величина непогашенного ускорения рассчитывается в каждом i-м сечении кривой с шагом 2,5 м:

75

В качестве исходных данных по состоянию пути используются цифровые данные о стрелах изгиба колеи в плане и возвышению наружного рельса по всей длине кривой, состояние которой необходимо оценить по динамическим показателям, с дискретностью 2,5 м. Эти данные извлекаются непосредственно из программы обработки информации КВЛ-П по результатам его конкретного прохода по обследуемому участку.

Располагая данными о стрелах изгиба колеи в планеfi (при длине хорды 20 м), мгновенное значение радиуса кривой в каждой точке можно определить как

верхности катания колеса по рельсу(здесь цифра «1» или «2» в нижних индексах обозначает номер оси экипажа, буква «f» поперечное направление; буква «н» в верхнем индексе соответствует наружному колесу, а буква «в» внутреннему); Y – направляющее

76

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

усилие; g – угол набегания направляющего колеса на рельс; DH – поперечная сила, возникающая от действия продольной силы в поезде; – радиусы-векторы точек скольжения бандажей колес

(соответственно первой и второй оси экипажа) по рельсу; x – полюсное расстояние (расстояние от первой оси экипажа до полюса его поворота); l – жесткая база экипажа; b – забег направляющего колеса; S – ширина рельсовой колеи по осям рельсов (S = 1600 мм);

M тр – момент трения в опорном устройстве; Fтрxy – проекция си-

лы трения, возникающей в точке набегания направляющего колеса на рельс, на плоскость катания xy.

Радиусы-векторы точек скольжения бандажей колес по рельсу d1 и d2 определяются по формулам:

Угол между направляющей силой Y и осью координат y равен углу набегания направляющего колеса на рельс γ и находится по формуле

где b = 65o – осредненное для изношенного гребня значение угла наклона его рабочей поверхности к горизонтали; r радиус вагонного колеса, равный 475 мм.

Рассмотрим равновесие экипажа в поперечном профиле при его движении в кривой (рис. 1).

77

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

Рис. 1. Поперечный профиль положения экипажа в кривой

Составив уравнение моментов относительно точкиА и уравнение проекций сил на вертикальную(относительно экипажа) ось, получим систему уравнений равновесия:

рых преобразований можно получить выражения для величин нагрузок, передаваемых колесами экипажа на наружную и внутреннюю рельсовые нити:

78

Для определения горизонтальных сил трения, возникающих в уровне поверхности катания, необходимо умножить вертикальную нагрузку, приходящуюся на одно колесо экипажа на коэффициент трения соответствующей рельсовой нити μ.

Произведя упрощение системы (4) и подставив в нее известные значения, получим систему уравнений равновесия, содержащую две неизвестные величины(направляющее усилие Y и полюсное расстояние x), заданные неявно, которая запишется в виде

ïî

где Q – вес экипажа; µн и µв – коэффициенты трения при скольжении колес по наружному и внутреннему рельсам соответственно.

Система уравнений (13) в отличие от системы(4) не учитывает поперечную силу, возникающую от действия продольной силы в поезде. Данная операция сделана для упрощения расчетов.

Система (13) положена в основу системы вычисления направляющего усилия и полюсного расстояния, реализованную в программе «Microsoft Excel» с помощью надстройки «Поиск решения».

Суть используемого метода следующая. Все исходные данные заносятся в ячейки таблицы. С использованием этих данных составляются формулы, описывающие уравнения равновесия и прочие учитываемые в расчетах условия. Далее вызывается меню надстройки «Поиск решения», в котором указываются целевая функция, изменяемые ячейки, ограничения поиска.

В качестве целевой функции задано одно из уравнений равновесия экипажа в плане, записанное в виде формулы; изменяемые ячейки ячейки, в которых будут размещаться подобранные в результате поиска программой решения уравнений равновесия

79

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

(значения неизвестных x и Y); ограничениями поиска являются: положительное значение полюсного расстояния и обращение в нуль формулы, описывающей другое уравнение равновесия тележки в плане.

Передние колеса тележек вагонов при движении по кривым, а часто и на прямых участках пути набегают гребнями на боковые грани головок рельсов. Угол набегания γ (рис. 2, а) может доходить до 0,01 рад и даже несколько больше(в крутых кривых). Место контакта гребня колеса с головкой рельса находится впереди от вертикального радиуса колеса(рис. 2, б) на величину b (забег, или предварение касания).

Рис. 2. Схемы взаимодействия колес с рельсами

Для того чтобы предупредить возможность схода колесной пары с рельсов, который может произойти в результате набегания гребня колеса на головку рельса под действием силыF, необходимо и достаточно, чтобы сила Рн, стремящаяся опустить колесо вниз, была бы больше силы, стремящейся препятствовать опусканию (рис. 3). Это условие обеспечивается, если проекция силыРн на плоскость АВ, касательную к образующей к поверхности гребня, больше суммы проекций на ту же плоскость всех остальных сил, включая и силы трения. Данное условие можно записать в виде

где m – коэффициент трения скольжения гребня колеса по закруглению головки рельса; m¢ – коэффициент трения поверхности катания колеса по головке рельса; b – угол между общей касательной АВ в точке соприкосновения с горизонталью; F – боковая сила, кН.

80