Powłoki samosmarowne kół zestawów kołowych w aspekcie właściwości dynamicznych pojazdu szynowego

• Autorzy: Chudzikiewicz Andrzej , Melnik Rafał , Góra Ignacy

Warianty tytułu

EN

Wheelsets’ self-lubricating coatings in terms of rail vehicle dynamic properties

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Eksploatacja pojazdów szynowych, zwłaszcza w prowadzeniu przewozów towarowych, na liniach z łukami o małym promieniu skutkuje przyspieszonym procesem zużycia profili kół oraz szyn na łukach. Powoduje to zwiększone koszty eksploatacji oraz może być przyczyną wykolejeń na takich liniach. Jednym ze sposobów zmniejszenia tych negatywnych skutków oraz poprawy współpracy koła z szyną na łukach o małych promieniach jest pokrywanie powierzchni obrzeży kół zestawów kołowych, pojazdów eksploatowanych w takich warunkach, powłokami z materiałów posiadających właściwości samosmarowe. Pokrycie powierzchni koła w części obrzeża odpowiednią powłoką powoduje zmniejszenie współczynnika tarcia w przypadku współpracy koła z szyną na łuku, kiedy to ta współpraca odbywa się pomiędzy obrzeżem koła i krawędzią główki szyny. Pojawia się jednak pytanie odnośnie wpływu powłoki samosmarownej na bezpieczeństwo biegu pojazdu. W artykule przedstawiono rezultaty symulacyjnych analiz zachowania dynamicznego dwuosiowego wagonu towarowego typu węglarka z zamodelowaną powłoką samosmarowną oraz jej wpływ na zużycie kół.

EN

Exploitation of railway vehicles, especially in the case of goods transport, on lines with small-radius curves, results in accelerated wear of wheel profiles and rails in curves. This results in increased operating costs and can lead to derailments on such the lines. One of the ways to reduce these negative effects and to improve the wheel-rail interaction in sharp curves is to cover the surface of the wheel flange with coatings of materials with self-lubricating properties. Covering the wheel flange surface with a suitable coating reduces friction coefficient in case of flange-rail head interaction. However, there is a question about the effect of the self-lubricating layer on the safety of the vehicle. The paper presents the results of simulation analysis of dynamic behavior of a two-axial coal wagon with a modeled self-lubricating coating and its effect on wheel wear.

Słowa kluczowe

PL

pojazd kolejowy; zużycie profili kół; powłoki samosmarowne

EN

rail vehicle; wheel wear; self-lubricating coatings

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport
• Rocznik: 2019
• Tom: z. 124
• Strony: 19--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Chudzikiewicz Andrzej

• Politechnika Warszawska, Wydział Transportu

autor

Melnik Rafał

• Politechnika Warszawska, Wydział Transportu

autor

Góra Ignacy

• Urząd Transportu Kolejowego

Bibliografia

• 1. Archard J.F.: Contact and rubbing of flat surfaces. Journal of Applied Physics, Vol. 24, s. 981-988. London 1953.
• 2. Chudzikiewicz A., Kalker J.J.: Wheel-rail wear calculations with the FASTSIM routine. Archives of Transport Quarterly, vol. 1, 1989.
• 3. Chudzikiewicz A., Sowinska M.: Modelling and simulations of dynamics of the low-floor tramcar with independently rotating wheels. Communications, vol. 17, 2015, s. 45-52.
• 4. Dižo J., Blatnický M., Pavlík A.: Process of modelling the freight wagon multibody system and analyzing its dynamic properties by means of simulation computations. MATEC Web of Conferences, Horizons of Railway Transport 2018, 235, 00027, 2018.
• 5. Dusza M.: Stateczność ruchu układu pojazd szynowy-tor. Modelowanie, metoda, badania. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa, 2016.
• 6. Fries R.H., Dávila C.G.: Analytical methods for wheel and rail wear prediction. Vehicle System Dynamics, 15:supl., 1986, s. 112-125.
• 7. Hauser V., Nozhenko O., Kravchenko K., Loulová M., Gerlici J., Lack T.: Impact of three axle boxes bogie to the tram behavior when passing curved track. Procedia Engineering, 192, 2017, s. 295-300.
• 8. Kalker, J.J.: A fast algorithm for the simplified theory of rolling contact, Vehicle System Dynamics, vol. 11, 1982, s. 1-13.
• 9. Kalousek J., Magel E.: Modifying and managing friction. Railway and Track Structures, 5(5-6), 1999.
• 10. Lewis R., Olofsson U.: Wheel-Rail Interface Handbook. Woodhead Publishing Limited. Cambridge 2009.
• 11. Magel E.: A Survey of Wheel/Rail Friction. U.S. Department of Transportation, Federal Railroad Administration.
• 12. McConville J.B., McGrath, J.F.: Introduction to ADAMS theory. Mechanical Dynamic Inc., 1998.
• 13. Melnik R., Sowiński B.: Analysis of dynamics of metro vehicle model with differential wheelsets. Transport Problems, vol. 12, nr 3, 2017, s. 113-124.
• 14. Nilsson R.: On Wear in Rolling/Sliding Contacts, Doctoral thesis, Royal Institute of Technology (KTH), Department of Machine Design, TRITA-MMK, 2005:03, Stockholm, 2005.
• 15. Olofsson U., Zhu, Y., Abbasi, S., Lewis, R., Lewis, S.: Tribology of the wheel-rail contact-aspects of wear, particle emission and adhesion. Vehicle System Dynamics, vol. 51, 2013, s. 1091-1120.
• 16. Opala M.: Study of the derailment safety index Y/Q of the low-floor tram bogies with different types of guidance of independently rotating wheels. Archives of Transport, vol. 2, nr 38, 2016, s. 39-47.
• 17. Piotrowski J., Liu B., Bruni S.: The Kalker book of tables for non-Hertzian contact of wheel and rail. Vehicle System Dynamics, vol. 55, 2017, s. 875-901.
• 18. Polach O.: A fast wheel-rail forces calculation computer code. Vehicle System Dynamics, vol. 33, 2000, s. 728-739.
• 19. Sroba P., Roney M. Dashko R.: Canadian Pacific Railway's 100% Effective Lubrication Initiative. AREMA, Chicago, 2003.
• 20. Sundh J.: On wear transitions in the wheel-rail contact. Skolan for industriell teknik och management, 2009.
• 21. Warcholiński B.: Projektowanie powłok przeciwzużyciowych w oparciu o podejście krystalochemiczne. Tribologia, 2009, s. 123-136.
• 22. Zhu Y.: Adhesion in the wheel-rail contact under contaminated conditions. KTH Royal Institute of Technology, 2011. Final Report September 2017.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).