Development Analysis of Main Defects and Theoretical Forecast of Rail Service Life in the Conditions of Lubrication

Abstract

Мета. Дослідження спрямовано на виявлення закономірностей впливу навантаження на рейку та параметрів двошарового мащення на розвиток основних дефектів рейки, а самебокового зносу у кривих ділянках залізничної колії. Методика. Для розподілу основних дефектів рейок використано результати експертних оцінок служби колії Азербайджанської залізниці щодо виміру дефектних параметрів та строків служби рейок за окремими ділянками. Для встановлення закономірностей впливу навантаження та параметрів двошарового мащення на інтенсивність зношування рейок та їх ресурс у кривих використано основні положення механіки контактної взаємодії, трибології та хімотології. Результати. Автори довели: 1) основними дефектами рейок у кривих ділянках колії є дефекти, пов'язані з низькою контактно-втомною міцністю сталі та високими контактними напруженнями й силами тертя; 2) згідно із встановленим розподілом, до основних дефектів рейок у кривих слід відносити: боковий знос головки, викришування металу по боковій поверхні, наявність поперечних тріщин у головці; 3) застосування двошарового мащення призводить до збільшення фактичної площі контакту колеса та рейки, зменшення контактного тиску на рейку та, у сукупності, до уповільнення бокового зношування та збільшення ресурсу рейок. Наукова новизна. Автори вперше виконали систематизацію результатів вимірювань параметрів дефектів рейок у кривих та на цій основі отримали розподіл основних дефектів залежно від радіуса кривої. Також автори вдосконалили математичну модель для розрахунку ресурсу рейок у кривих, яка, на відміну від наявних, ураховує товщину мастильної плівки та концентрацію твердої антифрикційної добавки в оливі під час виконання мащення бокової поверхні. Практична значимість. Отримані результати дозволяють виконувати прогнозні розрахунки ресурсу рейок у кривих ділянках залежно від навантаження від колеса для різних експлуатаційних умов, а саме за сухого контакту колеса рейкою та в умовах їх двошарового мащення. Реалізація двошарового мащення рейок на залізничному транспорті з урахуванням впливу досліджених параметрів призведе до підвищення ресурсу рейок у кривих на 55, 50 та 45 % за розрахункової маси рухомого складу 60, 70 та 80 т.