W artykule przedstawiono problem nadmiernego zużycia iglic łukowych w rozjazdach kolejowych zwyczajnych, charakteryzujący się wykruszeniem i ubytkiem materiału na pewnej długości w początkowym odcinku iglicy. Problem jest na tyle istotny, że zużycie pojawiło się w rozjazdach na zmodernizowanych liniach kolejowych już po kilkunastomiesięcznej eksploatacji. Na podstawie badań laboratoryjnych przeprowadzonych według norm PN-EN 13674-1:2011 i PN-EN 13674-2+A1:2010 oraz symulacji i analizy wykonanej metodą elementów skończonych (MES) wskazano prawdopodobne przyczyny nadmiernego zużycia iglic w rozjazdach kolejowych.
The article presents the problem of excessive wear of curved switch rails in ordinary railway turnouts, which is characterized by spallings and the decrement of material on a certain length of the switch rail near the tip. The problem is important, as such wear arises in turnouts on railway lines after several months of exploitation following modernization. The probable reasons behind the excessive wear of switch rails in railway turnouts are indicated on the basis of laboratory tests performed in accordance with PN-EN 13674-1:2011 and PN-EN 13674-2+A1:2010, as well as on the basis of simulations and analyses carried out by the fi nite element method (FEM).
W artykule opisano nowoczesne rozwiązania konstrukcyjne zestawów kołowych stosowanych w pojazdach szynowych. Przedstawiono również przykłady zniszczeń i uszkodzeń zestawów kołowych oraz prawdopodobne przyczyny ich uszkodzeń. Wsparciem w wykonanych ekspertyzach było oprogramowanie MES/FEM (metoda elementów skończonych, ang. finite element method). Za pomocą obliczeń MES wykazano, że dla danego typu osi zestawu kołowego wykonanego w prawidłowej technologii produkcji, wyjątkowo występujące naprężenia eksploatacyjne wynoszą maksymalnie około 200 MPa i są znacząco mniejsze od granicy plastyczności. Uszkodzenie osi zestawu kołowego wynikało z nieprawidłowo wykonanych procesów technologicznych w trakcie produkcji. Drugi przypadek uszkodzenia osi (zestawu kołowego) – pęknięcie w obszarze podpiaścia koła – również poddano obliczeniom MES / FEM. Analizy MES wykazały, że w obszarze podpiaścia podczas eksploatacji występuje duża amplituda naprężeń ściskających i rozciągających. Dodatkowo, wpływ na opisane zjawiska ma stan naprężeń związany z procesem wciskania kół na oś oraz stan powierzchni osi.
EN
The article discusses and demonstrates modern construction solutions applied in wheel sets. The authors also present examples of wheel sets damage and their probable causes. The Finite Element Method (FEM) was used to develop the expertise. FEM calculations have shown that, for a given type of axle, a wheel set produced in an appropriate technology, the operating and exceptional stresses are maximum to 200 MPa and are significantly below the yield point. Damage to the wheel set axle resulted from improper manufacturing technology. The second case of axle (wheel set) damage, crack in the wheel abutment was also subject to FEM calculations. FEM analyses have shown that there is a high amplitude of compresive and tentile stresses in the abutment area. Moreover, the stresses connected with wheel-to-axle loading and axle surface (no damage, no defect) also affect the process.
W artykule przedstawiono przypadki pękania szyn w eksploatowanych liniach kolejowych skutkujące zazwyczaj wypadkami pojazdów kolejowych. Pęknięcia szyn występowały zarówno w torze prostym, jak i w rozjazdach. Do wyjaśnienia przyczyn większości pęknięć szyn zastosowano obliczenia metodą elementów skończonych MES. Symulację wykonano w trzech przypadkach pęknięć szyn w eksploatowanych torach. W podsumowaniu stwierdzono, że duży wpływ na pękanie szyn w torze ma stan naprężeń w szynach oraz jakość materiału wynikająca z procesu wytwarzania.
EN
The article presents cases of rail cracks during railway line exploitation, which resulted mostly in accidents of railway vehicles The rails cracks occurred both in plain track and installed rail turnouts. Finite elements method (FEM) calculations were applied to explain the cracks of rails. Three cases of rail cracks were simulated during operation on the track. The summary features conclusions that strain in rails, the process of their production and consequently the quality of material exerted big influence on cracks of rails during exploitation.
W artykule opisano kierunki rozwoju konstrukcji ram wózków kolejowych: wykorzystanie metody elementów skończonych w projektowaniu, zastosowanie nowych materiałów, podwyższenie jakości spoin, udoskonalenie technologii produkcji. Opisano badania konstrukcji zgarniacza służącego do usuwania przedmiotów znajdujących się na szynach, np. konarów drzew. Wykonano projekt zgarniacza, stosując program SolidWorks z wbudowanym modułem MES. Badania wytrzymałości fragmentu ramy ze zgarniaczem nowej konstrukcji wykazały, że uzyskano zmniejszenie masy zgarniacza o około 25% przy równoczesnym zmniejszeniu z 10% do 0,25% pola naprężeń większych od 280 MPa. We wnioskach zaproponowano przyjęcie opisanej metody do modyfikacji całej konstrukcji ramy wózka.
EN
The article describes directions of development of bogie frames: use of the finite element method in the design, use of new materials, improvement of quality of welds and production technology. It describes the study of scraper for removing items located on the rails, for example boughs of trees. The project of scraper was made using SolidWorks software with MES module built-in. Strength tests of fragment of the bogie with the scraper of new design show that the reduction of weight of the scraper about 25% was obtained while reducing stress field larger than 280 MPa from 10% to 0,25%. Conclusions include proposal of adoption of the described method to modification of the whole structure of bogie frame.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.