vrgupВестник Ростовского государственного университета путей сообщенияVestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putej Soobshcheniya0201-727XРостовский государственный университет путей сообщения10.46973/0201-727X_2025_1_44vrgup-107Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGАвтоматизированная система управления колесотокарным станком при восстановлении профиля катания колесных пар грузовых вагоновAutomated control system for a wheel lathe for restoring the rolling profile of wheel sets of freight wagonsШмойловА. Н.ShmoilovA. N.

Шмойлов Андрей Николаевич, кафедра «Вагонное хозяйство и наземные транспортные комплексы», кандидат технических наук, доцент

Shmoilov Andrey Nikolaevich, Chair “Carriage Facilities and Land Transport Complexes”, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor

Shmoilov@inbox.ruПриволжский государственный университет путей сообщения (ПривГУПС)Volga State Transport University (VSTU)202530032025014450Copyright © Шмойлов А.Н., 20252025Шмойлов А.Н.Shmoilov A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.rgups.ru/jour/article/view/107

Рассмотрен вопрос разработки автоматизированной системы управления колесотокарным станком для восстановления профиля катания колесных пар грузовых вагонов, установлены причины преждевременного выхода из строя быстроходных фрез специализированных колесотокарных станков. Была определена функция готовности системы управления скоростью вращения шпинделя станка и подачи рабочего инструмента. В работе были проанализированы значения модуля скорости резания металла при восстановлении профиля катания колесной пары и амплитуды автоколебаний рабочего инструмента станка, а также результаты расчетов показателей готовности восстанавливаемых объектов динамической системы колесотокарного станка и основные характеристики элементов динамической системы станка. Исследован характер колебаний рабочего инструмента станка и проанализированы факторы, которые вызывают данные колебания. Предложена блок-схема автоматизированной системы управления колесотокарным станком и приведен набор основных элементов основного контура системы управления специализированным колесотокарным станком.

The study considers the issue of developing an automated control system for a wheel lathe to restore the rolling profile of wheel sets of freight wagons, and establishes the causes of premature failure of high-speed milling cutters of specialized wheel-rolling machines. The readiness function of the control system for the rotation speed of the machine spindle and the working tool feed was determined. The work analyzes the values of the modulus of the metal cutting speed during the restoration of the rolling profile of the wheelset and the amplitude of the self-oscillation of the working tool of the machine, as well as the results of calculations of the readiness indicators of the restored objects of the dynamic system of the wheel machine and the main characteristics of the elements of the dynamic system of the machine. The nature of the oscillations of the working tool of the machine is investigated and the factors that cause these oscillations are analyzed. A block diagram of an automated wheel-rolling machine control system is proposed and a set of basic elements of the main contour of the control system for a specialized wheel lathe is presented.

автоматизированная система управленияколесотокарный станокдинамическая системаоптимальная скорость подачи режущего инструментаавтоколебанияконцевая быстроходная фрезаautomated control systemwheel lathedynamic systemoptimal feed rate of the cutting toolself-oscillationhigh-speed end millReferencesКлюканов, А. В. Повышение эффективности устранения дефектов колесных пар механизированных способом в пункте текущего отцепочного ремонта грузовых вагонов / А. В. Клюканов, А. Н. Шмойлов, Ю. В. Шмойлова // Транспорт, наука, образование в XXI веке : опыт, перспективы, инновации. Материалы VII Международной научно-практической конференции ; ООО «Аэтерна». – Уфа, 2017. – С. 35–37. – ISBN 978-5- 00109-298-8.Klyukanov, A. V. Improving the efficiency of eliminating defects in wheelsets by a mechanized method at the point of ongoing uncoupling repair of freight wagons / A. V. Klyukanov, A. N. Shmoilov, Yu. V. Shmoilova // Transport, science, education in the 21st century : experience, prospects, innovations. Materials of the VII International scientific and practical conference ; Aeterna LLC. – Ufa, 2017. – P. 35–37. – ISBN 978-5-00109-298-8.Оптимизация выбора колесотокарных станков / А. И. Быков, В. Н. Жданов, Т. А. Фролова, О. Ю. Кривич // Наука и техника транспорта. 2018. – №4. – С. 8–12. – ISSN 2074-9325.Optimization of the choice of wheel lathes / A. I. Bykov, V. N. Zhdanov, T. A. Frolova, O. Y. Krivich // Science and technology of transport. – 2018. – No. 4. – P. 8–12. – ISSN 2074-9325.Троилин, Н. В. Обновление парка колесотокарных станков : проблемы, перспективы, решения / Н. В. Троилин // Вагоны и вагонное хозяйство. – 2012. – № 4 (32). – С. 36–37. – ISSN 1817-6089.Troilin, N. V. Updating the fleet of wheel lathes : problems, prospects, solutions / N. V. Troilin // Wagons and carriage facilities. – 2012. – No. 4 (32). – P. 36–37. – ISSN 1817-6089.Ягьяев, Э. Э. Методы стабилизации процесса чистового шлифования с учетом изменения состояния технологической системы / Э. Э. Ягьяев, Л. Б. Шрон // Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. – 2023. – № 4 (82). – С. 230–235. – ISSN 2658-364X.Yagyaev, E. E. Methods for stabilizing the process of finishing grinding, taking into account changes in the state of the technological system / E. E. Yagyaev, L. B. Shron // Scientific notes of the Crimean engineering and pedagogical university. – 2023. – No. 4 (82). – P. 230–235. – ISSN 2658-364X.Кротов, С. В. Определение вертикальных динамических сил, действующих на колесо в контакте с рельсом / С. В. Кротов, Д. П. Кононов // Известия Петербургского университета путей сообщения. – 2015. – № 3 (44). – С. 70–76. – ISSN 1815-588X.Krotov, S. V. Determination of vertical dynamic forces acting on a wheel in contact with a rail / S. V. Krotov, D. P. Kononov // Proceedings of Petersburg Transport University. – 2015. – No. 3 (44). – P. 70–76. – ISSN 1815-588X.Каленов, В. Е. Создание автоколебательного режима работы в микромеханических системах на основе емкостного преобразователя / В. Е. Калёнов, А. В. Корляков, С. В. Кротов // Нано- и микросистемная техника. – 2016. – № 5 (18). – С. 286–296. – ISSN 1813-8586.Kalenov, V. E. Creation of self-oscillating mode of operation in micromechanical systems based on a capacitive converter / V. E. Kalenov, A. V. Korlyakov, S. V. Krotov // Nano- and microsystems technology. – 2016. – No. 5 (18). – P. 286–296. – ISSN 1813-8586.ъКим, К. К. Электрические измерения неэлектрических величин / К. К. Ким, Г. Н. Анисимов, А. А. Ткачук. – Саратов : Ай Пи Эр Медиа, 2019. – 137 c. – ISBN 978-5-4486-0731-8.Kim, K. K. Electrical measurements of non-electrical quantities / K. K. Kim, G. N. Anisimov, A. A. Tkachuk. – Saratov : IPR Media, 2019. – 137 p. – ISBN 978-5-4486-0731-8.Ким, К. К. Средства электрических измерений и их поверка / К. К. Ким, Г. Н. Анисимов, А. И. Чураков. – Санкт-Петербург : Лань, 2021. – 316 с. – ISBN 978-5-8114-6981-9.Kim, K. K. Electrical measuring instruments and their verification / K. K. Kim, G. N. Anisimov, A. I. Churakov. – St-Petersburg : Lan, 2021. – 316 p. – ISBN 978-5-8114-6981-9.Информационно-измерительная электромеханическая система / П. О. Саяпина, М. А. Ефремов, Р. Ф. Крупский, Х. Х. Азимов // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. Науки о природе и технике. – 2023. – № I (65). – С. 94–101. – ISSN 2076-4359.Information and measuring electromechanical system / P. O. Sayapina, M. A. Efremov, R. F. Krupsky, Kh. Kh. Azimov // Scientific notes of Komsomolsk-on-Amur State Technical University. Natural sciences and technology. – 2023. – No. I (65). – P. 94–101. – ISSN 2076-4359.Саяпина, П. О. Измерительная электромеханическая система / П. О. Саяпина, Р. Ф. Крупский // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. – 2023. – № 5 (69). – С. 23–29. – DOI 10.17084/20764359-2023-69-23.Sayapina, P. O. Measuring electromechanical system / P. O. Sayapina, R. F. Krupsky // Scientific notes of Komsomolsk-on-Amur State Technical University. – 2023. – No. 5 (69). – P. 23–29. – DOI 10.17084/20764359-2023-69-23.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.