Wpływ sztywności zawieszenia trakcyjnego pojazdu szynowego na zużycie kół w ruchu po torze zakrzywionym

• Autorzy: Matej J.

Warianty tytułu

EN

Influence of traction vehicle susspension stiffness on the wheels wear rate on curved track

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem artykułu było przedstawienie możliwości oraz wykazanie korzyści wynikających z zastosowania nowoczesnego narzędzia komputerowego pozwalającego na symulację procesu zużycia kół w lokomotywie poruszającej się po torze zakrzywionym o małym promieniu łuku. Do obliczeń wykorzystano specjalistyczny program AdamsRail, przeznaczony do badania dynamiki pojazdów szynowych. Pozwoliło to uwzględnić rzeczywiste profile poprzeczne kół i szyn oraz model kontaktu kół z szynami zbudowany na bazie nieliniowej teorii toczenia Kalkera. Wykazano, że zużycie kół i szyn na pełnym łuku toru kolejowego w istotny sposób zależy od sztywności pierwszego i drugiego stopnia zawieszenia. Stwierdzono jednocześnie brak istotnego wpływu sztywności zawieszenia silników trakcyjnych na tempo zużywania się kół i szyn w ruchu pojazdu po torze zakrzywionym. Podjęto próbę oszacowania ubytku masy materiału na wybranym kole, po przejechaniu przez lokomotywę dystansu 500 tysięcy kilometrów. Wynik porównano z danymi pomiarowymi, dotyczącymi zużycia kół lokomotywy w warunkach rzeczywistych.

EN

The article presents the simulation results accordind to wear of wheels and rails in a four-axle traction vehicle moving on the curved track. The influence of suspension stiffness on the wear rate of wheels and rails was analized. The specialized program AdamsRail was used to calculate wear indexis. The non-linear wheel-rail contact based on the non-linear Kalter theory was taken into account. It has been demonstrated that the wear of the wheels and rails on curved track strongly depends on the value of primary suspension stiffness. It was found that impact of the stiffness of traction motors on the wheel-rail wear can be neglected. We have tried to estimate loss of mass of material on the selected wheel, after the locomotive has travelled distance equal to 500 thousand kilometers. The results were compared with the data of wheel wear possessed in real-world conditions.

Słowa kluczowe

PL

zużycie kół; zużycie szyn; tor zakrzywiony; badania symulacyjne

EN

wheel wear index; rail wear index; curved track; simulation researches

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 3
• Strony: 3126--3135, CD 1
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Matej J.

• Politechnika Warszawska, Instytut Pojazdów, 02-524 Warszawa, ul. L. Narbutta 84

Bibliografia

• 1. Archard, J.: Contact and rubbing of flat surfaces. Journal of Applied Physics, 24 (1953), p. 981–988.
• 2. Burstow, M.: Whole life rail model application and development – continued development of an RCF damage parameter. T115 project report, RSSB, 2004.
• 3. Enblom, R., Deterioration mechanisms in the wheel-rail interface with focus on wear prediction: A literature review. Vehicle System Dynamics (2009), 47(6), pp. 661-700.
• 4. Jendel, T., Berg, M.: Prediction of wheel profile wear. Vehicle System Dynamics, Supplement 37(2002), p. 502–513.
• 5. Kalker, J. J.: Three-dimensional elastic bodies in rolling contact. Dordrecht /Boston/London, Kluwer Academic Publishers, 1990.
• 6. Lewis, R.: Integrating Dynamics and Wear Modelling to Predict Railway Wheel Profile Evolution. 6th International Conference on Contact Mechanics and Wear of Wheel/rail Systems, Sweden, June 2003.
• 7. Matej, J.: Modelowanie i badanie dynamiki układu napędowego szybkobieżnego pojazdu szynowego. Grant Rektorski, 504/A/1153/2310/000, Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej, 2000.
• 8. Matej, J.: Modelowanie oraz symulacyjne badania wagonów bimodalnych w kategoriach zagrożenia wykolejeniem. Prace Naukowe, Mechanika, z. 234. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2010.
• 9. McEwen, I., Harvey, R.: Interpretation of wheel/rail wear number. Report Ref. TM VDY 004, British Rail Research, 1986.
• 10. Meinders, T., Meinke, P.: Wear estimation in flexible multibody systems with application to railroads. Institute of Mechanics, University of Stuttgart, Germany, 2005.
• 11. Raczkowski, T.: Wpływ kontroli parametrów eksploatacyjnych zestawu kołowego lokomotywy wielosystemowej na jego trwałość. Praca dyplomowa inżynierska, Politechnika Warszawska, Wydział SiMR, 2014.
• 12. Telliskivi, T., Olofsson, U.: Contact mechanics analysis of measured wheel – rail profiles using the finite element method. J. Rail Rapid Transit, 215, p. 65 – 72, 2001.
• 13. FAG. Tatzrollenlager für Schienenfahrzeuge. Technische Produktinformation. Schaeffler KG 2008, September.
• 14. Polska Norma PN-EN 14363.: Badania właściwości dynamicznych pojazdów szynowych przed dopuszczeniem do ruchu. PKN, listopad 2007.
• 15. Reference guide, ADAMS RAIL users manual. 2005 (MSC Software).