Приведены результаты исследования усилий затяжки шурупов скрепления ЖБР-65Ш на трёх группах узлов скреплений с различным состоянием резьбы шурупов при нормативном моменте затяжки 250 Н∙м.

Для определения осевого усилия в резьбе использовались тензодатчики, установленные на клемме. Схема установки тензодатчиков выбрана исходя из исследования напряженно-деформированного состояния клеммы. Характерными зонами деформации клеммы являются зоны перегибов на концевых и боковых участках. Доля усилия нажатия клеммы на рельс составляет 40,2 % от усилия затяжки шурупа.

Усилие затяжки путевых шурупов является случайной величиной, распределённой по нормальному закону. Корродированные и загрязнённые шурупы в условиях увеличенных требований по усилию прижатия рельса для регионов с годовым перепадом температур более 110 °С не способны обеспечить необходимое прижатие в более чем половине случаев. Очистка резьбы повышает вероятность достижения требуемого усилия, однако только использование смазанных шурупов практически полностью гарантирует соответствие нормативам прижатия рельса.

Значительный разброс усилия затяжки не позволяет эффективно реализовывать противоугонные и упругие свойства скреплений.

Одним из стратегических направлений развития железнодорожного транспорта является повышение нагрузки на ось, скоростей и интенсивности движения поездов. Повышение этих параметров осложнено «барьерными» местами, в том числе подходами к мостовым переходам.

Для обеспечения надежности на этих участках в работе выполнено исследование, основанное на данных, полученных с путеизмерительных вагонов на Западно-Сибирской железной дороге, а также на анализе научно-технической литературы. Выдвинута гипотеза о наличии четырех зон, где подход к мостовому переходу условно разделяется на участки, в которых наблюдается разность жесткостей. Выявлено, что скачки жесткости происходят на конкретных участках и в одних и тех же местах.

В этой связи предложена система зон «пролетное строение – устой – земляное полотно», которая не зависит от условий эксплуатации. Установлено качественное совпадение авторских данных по Западно-Сибирской железной дороге с отечественными и зарубежными источниками.

В работе выявлено противоречие между существующими нормативными требованиями и фактическими данными о длине участков переходного пути переменной жесткости, что подчеркивает необходимость индивидуального подхода к проектированию таких участков с учетом различных эксплуатационных факторов.

Настоящая работа посвящена рассмотрению возможности создания материала, имеющего улучшенные характеристики, а именно пониженный вес и теплопроводность, с использованием наполнителя в виде полых керамических сфер для снижения напряженно-деформированного состояния основания грунтовых инженерных объектов и влияния температур на стабильность грунтов. Составные элементы геополимера исследованы методами электронной микроскопии, определены их состав и некоторые свойства, а также теплопроводность, плотность и прочность на сжатие образцов геополимера. В результате выполненных исследований, показано, что добавление в состав геополимера микросфер улучшает его теплопроводные свойства и облегчает конструкцию земляного полотна.

Рассмотрены технико-экономические параметры вагонов-платформ с погрузочной длиной 60 футов с учетом их тарификации и параметров грузового поезда. Выполнен анализ серийных вагонов-платформ по параметру длины вагона по осям сцепления и влияния указанного параметра на действующий тарифный коэффициент при перевозке, а также параметров контейнерного поезда, сформированного из вагоновплатформ с различной длиной по осям сцепления. Рассмотрены технические решения, позволяющие сократить длину вагона-платформы по осям сцепления автосцепок без уменьшения погрузочной длины. Определены предварительные технико-экономические параметры вагона-платформы с погрузочной длиной 60 футов и длиной по осям сцепления автосцепок, при которых длина контейнерного поезда гарантированно увеличивается до 71 условного вагона, что обеспечивает перевозку 153…156 единиц TEU (объемов контейнеров 20 футов) и повышает показатели такого поезда на 2…4 %. Предложенные технические решения могут быть применены при разработке новых и модернизированных конструкций вагонов-платформ.

Статья посвящена оценке показателей многофазной системы технического обслуживания (ТО) и текущего безотцепочного ремонта (ТБР) грузовых вагонов на пунктах технического обслуживания (ПТО). Актуальность исследования обусловлена рисками отказов технических элементов вагонов в условиях массового обслуживания потоков подвижного состава. Для оптимизации процессов предложена методология теории массового обслуживания (СМО) с декомпозицией на три последовательные фазы.

Модель ПТО как трёхфазной СМО включает три фазы, каждая из которых рассматривает процесс обслуживания как три простых СМО со своими параметрами. По заданным параметрам рассчитаны ключевые показатели эффективности.

Результаты моделирования позволяют выявить «узкие места» на конкретной фазе, что способствует повышению эффективности обслуживания грузовых вагонов, дислоцирующихся в ПТО на 18 %. Предложенные методы оптимизации подтверждают возможность повышения пропускной способности на 15–20 %. Практическая значимость работы заключается в рекомендациях по модернизации ПТО, а дальнейшие исследования будут сосредоточены на имитационном моделировании процессов многофазной системы технического обслуживания.

В работе рассматриваются технические решения получения путем пошаговой оптимизации ограждающих конструкций вагонов-термосов. Основной целью оптимизации является снижение материалоемкости без увеличения общего коэффициента теплопередачи.

Ключевым аспектом исследования является разработанный поэтапный алгоритм оптимизации, основанный на комбинации аналитических расчетов и метода конечных элементов. Это позволило оценить теплотехнические свойства конструкции, исключив теплоизоляцию в зонах, не влияющих на общий коэффициент теплопроводности вагона-термоса.

Результаты работы имеют практическую значимость для вагоностроительных предприятий, так как позволяют снизить себестоимость изготовления вагонов-термосов, уменьшить трудоемкость производства и улучшить их технико-экономические показатели.

Рассмотрены перспективы развития Восточного полигона, с учетом которых возникает необходимость повышения ресурса работы оборудования эксплуатирующихся электровозов. Выявлено, что наибольшее количество отказов приходится на тяговый электродвигатель (ТЭД), а именно на его коллекторно-щеточный аппарат из-за возникновения переброса электрической дуги, рассмотрены причины ее появления. Разработана методика определения степени искрения ТЭД на основе сравнения аналитически рассчитанных величин реактивной ЭДС и межламельного напряжения интеллектуальным блоком с допустимыми их величинами, установленными опытным путем. Представлен алгоритм работы предлагаемого программно-аппаратного комплекса мониторинга ТЭД электровоза во время эксплуатации.

Конструкция применяемых в эксплуатации грузовых тележек не позволяет реализовать движение грузовых поездов в графике пассажирских поездов. Для этого разработана трехосная тележка, позволяющая повысить конструкционную скорость грузового вагона до 140 км/ч. Характеристики упругой связи колесной пары с рамой тележки и упругих боковых скользунов оказывают влияние на динамические качества вагона.

Проведены исследования динамических качеств и воздействия на путь (экспериментальных поездок) длиннобазной платформы с повышенной конструкционной скоростью с двумя трехосными тележками, оборудованными опытными шпинтонными буксовыми узлами и упругими боковыми скользунами между тележкой и рамой платформы. На основании проведенных исследований выбраны рациональные технические решения шпинтонного буксового узла и упругого бокового скользуна.

Рассматривается процесс создания и исследования модели тягового электродвигателя электровоза в среде компьютерного схемотехнического моделирования. Модель учитывает кривую намагничивания реального двигателя и нелинейную индуктивность обмотки возбуждения, что позволяет более адекватно отражать электромагнитные процессы. Индуктивность обмотки возбуждения определяется на основании наклона кривой намагничивания и параметров полюсов обмотки. Также модель позволяет использовать её при схемотехническом моделировании переходных процессов в силовой электрической цепи электровоза. Было проведено сравнение двух моделей тягового двигателя: в одной учитывалась кривая намагничивания, а в другой реализована линейная модель, в которой индуктивность обмотки возбуждения постоянна. Также было проведено сравнение параметров тягового двигателя из эксплуатации с результатами расчета разработанной модели. Результаты сравнения показали, что использование нелинейной модели позволяет более точно рассчитывать величину тока тягового двигателя.

Изложены основные идеи способа оценивания величины утечек воздуха из цилиндра дизеля при сжатии, основанного на анализе скорости изменения внутрицилиндрового давления. Предложен новый диагностический параметр, вычисляемый по данным непрерывного измерения сигнала при переходе дизеля, работающего без нагрузки, с одного скоростного режима на другой. В отличие от известных методов, использующих внутрицилиндровое давление, определение предлагаемого параметра не требует отключения подачи топлива в цилиндр. Кроме того, параметр нечувствителен к возможным изменениям степени сжатия по цилиндрам, плотности воздуха на входе в цилиндр и другим факторам, затрудняющим оценивание гидравлической плотности цилиндра по величине давления в конце сжатия. Основные результаты исследования получены в ходе математического моделирования и подтверждены экспериментально. Ключевые слова: дизель, цилиндропоршневая группа, диагностика, давление, скорость изменения давления, утечки, диагностический критерий.

В механических соединениях на железнодорожном транспорте в большинстве используются посадки с натягом для соединения оси и колеса. Колесная пара представляет собой соединение с натягом колеса с осью и может подвергаться всевозможным нагрузкам. Вследствие высокой концентрации напряжений процессы усталости и фреттинг-коррозии оси могут привести к разрушению соединения, поэтому необходимо путём оценки величины скольжения, влияющего на прочность соединения колеса и оси в целом, определить способность прессовых соединений сопротивляться трению, выдерживать нагрузки. При использовании уравнения Ламе и численного метода с применением комплекса Ansys проанализировано распределение контактного давления, деформаций и напряжений колеса и оси, дана оценка скольжения в прессовом соединении. Новизна исследования заключается в сравнении модели, максимально имитирующей прессовое соединение колесной пары, с соединением «вал – втулка», параметры которого проверяются теоретически. Результаты исследования обеспечивают понимание процессов, происходящих в прессовом соединении, не поддающихся физическому контролю, в частности, распространенности зон скольжения, а также сцепления, влияющих на несущую способность соединения, что непосредственно связано с безопасностью движения.

Представлены результаты сравнительных тягово-энергетических испытаний локомотива серии 3ЭС5К с поосным регулированием тяги, оборудованным устройством активации трения (УАТЛ), с локомотивом серии 3ЭС5К с поосным регулированием, не оборудованным устройством активации трения УАТЛ.

Испытания локомотивов проводились в голове состава грузовых поездов массой 7078 и 7101 т на участке Красноярск-Восточный – ст. Иланская полигона Восточно-Сибирской дирекции тяги. Сравнительная оценка тягово-сцепных свойств локомотива серии 3ЭС5К № 1147, оборудованного устройством активации трения локомотивов, и локомотива серии 3ЭС5К № 1271, не оборудованного УАТЛ, проводилась в ходе анализа зарегистрированных тягово-энергетическими лабораториями параметров. Регистрация параметров проводилась при движении локомотивов по участкам лимитирующих подъёмов перегонов. По итогам обработки данных контрольных поездок испытуемых локомотивов установлено, что показатели тягово-сцепных свойств локомотивов при испытаниях в идентичных условиях у опытного электровоза 3ЭС5К № 1147, оборудованного УАТЛ, выше, чем у контрольного электровоза № 1271, не оборудованного УАТЛ.

По результатам испытаний сделаны выводы о движении поездов по участкам следования и лимитирующим подъёмам. Проведено сравнение полученных экспериментальных данных.

Тормозное оборудование имеет большое значение для обеспечения комплексной системы активной безопасности. Несмотря на многочисленные исследования в области тормозных устройств, в работе этого узла имеется множество проблем, которые могут отразиться на заданных эксплуатационных свойствах подвижного состава. Для оценки факторов, влияющих на кривую тормозного момента, была разработана математическая модель, учитывающая конструктивные, технологические параметры клещевого механизма как одного из основных элементов конструкции тормозного устройства. Решение системы уравнений сил и моментов позволило определить зависимости для расчета линейных и угловых перемещений колодки с учетом её инерционных характеристик, жесткостных и демпфирующих параметров. Для расчета инерционной нагрузки тормозной колодки как основной характеристики смещения колодки относительно рассчитанного положения центра давления в тангенциальном и радиальном направлениях были определены суммарные величины колебаний ускорений в продольном и поперечном направлениях колодки для её четырех краев. Согласно полученной диаграмме можно утверждать, что тормозная колодка в начале торможения смещается в направлении вращения диска и периферии тормозного диска, что приводит к кратковременному увеличению тормозного момента.

Статья продолжает исследования авторов, фокусируясь на оптимизации распределения контейнерных потоков в железнодорожной терминальной сети с учетом организации маршрутных поездов. Существующая модель линейного программирования модифицируется путем включения фактора экономии от масштаба при формировании составов, что преобразует ее в задачу смешанного целочисленного программирования и значительно повышает вычислительную сложность. Для решения этой NP-трудной проблемы предлагается практический итерационный алгоритм, обеспечивающий баланс между точностью и реализуемостью. Модель позволяет определять оптимальные маршруты, специализацию терминалов, объемы перевозок и проводить сценарный анализ для повышения эффективности системы контейнерных перевозок.

Рассматриваются методические подходы к оценке деятельности крупных транспортных холдингов на примере железнодорожного транспорта для реализации интеллектуальных технологий управления. Проведен концептуальный анализ системы организации аналитического учета результативности холдинга в целом и его структурных подразделений в единой организационно-технологической системе управления перевозочным процессом с учетом горизонтальных и вертикальных связей. Представлено многообразие технологических связей в иерархической организационно-технологической структуре корпорации, включающее особенности видов деятельности, связей, степени зависимости смежных структур.

Рассмотрены конкретные методы агрегирования и комплексного учета показателей железнодорожного транспорта для достижения экономической эффективности. Приведены методы агрегирования показателей работы структурных подразделений железнодорожного холдинга с учетом их представления в учетной политике, виды зависимости показателей по уровням управления и видам деятельности, а также корреляционные связи между ними. Представлены возможности использования индикаторов результативности холдинга в системе интеллектуального управления перевозочным процессом.

Предложена схема трансформации агентов перевозочного процесса при реализации траектории развития с применением интегральных показателей эффективности интеллектуального управления перевозочным процессом.

Представленные методические подходы анализа технологических процессов в транспортно-логистических системах могут быть локализованы и для смежных отраслей и холдингов, представляющих собой сложные организационно-технологические структуры.

В работе предложен метод моделирования оптимального межпоездного интервала в условиях случайных задержек поездов, на основе собранных статистических данных с Транссибирской магистрали. Актуальность исследования обусловлена необходимостью учета случайных отклонений при разработке графика движения грузовых поездов с повышенной степенью надежности в условиях уменьшения межпоездных интервалов с применением систем интервального регулирования. Проведено моделирование задержек с использованием распределений Хи-квадрат, Гамма, Эрланга и Вейбулла для определения минимального межпоездного интервала, который обеспечивает устойчивость графика без накопления дополнительных задержек. Предложены рекомендации по оптимизации технической скорости движения и внедрению буферного времени для предотвращения возможных сбоев в графике.

Выполнено исследование пропускной способности железнодорожных полигонов в условиях внедрения форсированного графика движения поездов, характеризующегося интеграцией соединенных поездов в систему движения. Проведен сравнительный анализ методик определения пропускной способности, основанный на сопоставлении результатов, полученных посредством применения аналитической формулы, используемой в практике, и результатов, генерируемых посредством имитационного моделирования. Приведен вывод о целесообразности и необходимости использования специализированного программного комплекса (система ИМЕТРА) для построения реалистичных моделей функционирования железнодорожного полигона, адекватно отражающих сложные взаимодействия элементов транспортной системы. Представлены результаты экспериментальных исследований, выполненных на базе имитационной модели, разработанной в УрГУПС, направленных на анализ влияния форсированного графика движения поездов на задержки различных категорий поездов. Полученные результаты позволяют оценить эффективность внедрения форсированного графика и выявить потенциальные узкие места в функционировании железнодорожного полигона.

Рассматривается проблема оценки готовности субъектов транспортно-логистической сферы к реализации цифровых платформ как ключевого направления цифровой трансформации отрасли. На основе системного анализа отечественной научной и нормативной литературы обоснована необходимость перехода от фрагментарных показателей к комплексным индексным методикам, обеспечивающим сопоставимость и универсальность результатов. Предложен методический подход, включающий формирование системы частных индексов по четырём блокам: стратегическая, кадровая, технологическая и организационная готовность. Для каждого блока разработаны группы показателей, позволяющие количественно оценить состояние цифровой зрелости субъектов. Представлена процедура нормализации данных, расчёта частных индексов и формирования их в интегральный показатель цифровой готовности. Сформирована шкала интерпретации результатов, обеспечивающая возможность классификации предприятий по уровням зрелости (отсутствие, низкий, средний, высокий). Научная новизна исследования заключается в адаптации индексного метода к специфике транспортно-логистической сферы и разработке унифицированной системы показателей цифровой зрелости. Практическая значимость заключается в возможности использования методики органами государственного управления, транспортными предприятиями и логистическими операторами для обоснования цифровых стратегий и инвестиционных решений.

Предложена расчетная модель модифицированной конструкции радиального подшипника, основанная на учете нелинейных факторов, описывающих движение микрополярного смазочного материала в зазоре радиального подшипника с нестандартным, адаптированным к условиям трения опорным профилем. В отличие от предыдущих походов, разработанная модель позволяет более точно рассчитать распределение давления и скорости в слое микрополярного смазочного материала при определении нагрузочной способности и величины коэффициента трения. Новизна исследования заключается в одновременном учете нелинейных факторов и реологических свойств микрополярного смазочного материала модифицированного радиального подшипника с адаптированным к условиям трения опорным профилем, а также в комплексной верификации модели с использованием экспериментальных данных, обеспечивающей ее практическую значимость.

Создание экономичных и долговечных покрытий на основе фторсодержащих соединений является одной из самых важных задач современной науки. Однако высокая стоимость фторопласта, являющегося ключевым компонентом, обусловливает постоянный поиск путей снижения стоимости производства рассматриваемых покрытий без снижения их эксплуатационных характеристик. Ключевая идея заключается в создании многослойного покрытия, где каждый слой выполняет свою специфическую функцию. Матричное связующее представляет собой трёхкомпонентную систему: каучук, медь порошковая и дисульфид молибдена. Проведенные исследования адгезионной прочности композиционного покрытия, нанесенного на стальную подложку, выполнялись методом отслаивания образцов под углом 180 градусов.

Приведены результаты испытаний различных канатных смазочных материалов для оценки их влияния на износостойкость стального каната. Исследование триботехнических свойств смазочных материалов производилось в соответствии с ГОСТ 9490-75 «Материалы смазочные жидкие и пластичные. Метод определения трибологических характеристик на четырехшариковой машине», а также по предложенной в работе экспериментальной методике. Влияние смазочного материала на износостойкость стального каната оценивалось по числу циклов перегиба каната до полного разрушения в соответствии с ГОСТ 2387-80 «Канаты стальные. Метод испытания на выносливость». Установлено, что наиболее корректным и достоверным методом оценки влияния смазочного материала на износостойкость стального каната является испытание натурных образцов каната на пробежной машине

В работе представлен вариант структуры смазочного материала для открытых тяжелонагруженных узлов трения. Также представлена матрица планирования полнофакторного эксперимента с учетом комбинаций концентраций компонентов. Учитывая специфику открытых динамически нагруженных фрикционных пар, установлено, что для данных трибосистем наиболее эффективным будет использование твердопластичного смазочного материала. Согласно предлагаемому подходу совершенствование смазочных материалов должно идти по пути улучшения структуры и комплекса вторичных свойств новых смазочных композиций, поскольку структуру смазочного материала определяют в основном строение и комплекс механических, химических и теплофизических свойств образуемого загустителем трехмерного каркаса в объеме смазочного слоя и связанного с каркасом двумерного несущего пористого слоя на поверхности трения.

В настоящее время как вторичное сырье широко используется резиновая крошка размером 1–3 мм, которую получают после переработки резинотехнических изделий в горизонтальных измельчителях. При этом материал взаимодействует лишь с двумя или тремя режущими элементами, что вызывает необходимость применения многоступенчатого измельчения. Предлагается конструкция вертикального измельчителя со статором, имеющим клиновидные пазы, с вертикальным ротором, с изменяемой компоновкой регулировочных и режущих ножей с разным количеством зубьев. Получено адекватное уравнение регрессии зависимости максимального количества крошки в интервале 1–3 мм от основных факторов ‒ толщины регулировочного ножа и увеличения количества режущих ножей. Исследования показали, что для получения 70–75 % резиновой крошки размером 1–3 мм целесообразно использовать ротор с 7 режущими ножами и 130 об/мин, тогда при толщине регулировочного ножа 2 мм преобладает фракция готового продукта 3 мм кубовидной формы, а при его толщине 10 мм преобладают частицы рваной формы 1 мм.

Рассмотрены некоторые виды многокомпонентных изделий тел вращения, имеющих явную или неявную асимметрию, и предложено усовершенствованное дисковое бункерное загрузочно-ориентирующее устройство с радиальными карманами, копиром и регулируемым кольцевым ориентатором, осуществляющее накопление изделий, ориентирование и разделение массы изделий на единичные экземпляры с дальнейшей их подачей к исполнительным органам автоматических машин с требуемой производительностью. Описаны основные этапы проектирования усовершенствованного устройства, в процессе которого будет реализована загрузка отличающихся по форме и размерам асимметричных многокомпонентных изделий, состоящих из различных материалов и покрытий, с возможностью быстрой перенастройки устройства в зависимости от формы и размеров изделия, и обеспечена стабильная работа при ориентировании многокомпонентных изделий с целью увеличения его производительности.

В суровых условиях Крайнего Севера влияние старения полимеров на их свойства актуально ввиду длительного воздействия различных факторов окружающей среды, приводящих к деструкции полимеров. В работе проведены испытания на трение и износ по схеме, имитирующей узел уплотнения двухслойного композита «резина – сверхвысокомолекулярный полиэтилен» при различных нагрузках, скоростях скольжения и температурах. Оценено влияние климатического и термического старения на фрикционные свойства и износостойкость двухслойного композита. Получено, что коэффициент трения зависит от скорости скольжения, нагрузки и внешней температуры. Старение материала приводит к снижению коэффициента трения. Износостойкость материала увеличивается на 25 % на втором месяце старения и не изменяется за последующие четыре. При ускоренных испытаниях на старение износ снижается на 15 %. Можно сделать вывод о возможности использования материала в узлах трения в течение срока, ограниченного шестью месяцами климатического старения, а в сопряжениях, защищенных от солнечного излучения, может использоваться без ограничений по времени.