10.26731/1813-9108.2018.2(58).112-117
There are significant differences noted between the values of adhesion coefficient of the wheel and rail in railway transport, obtained experimentally and calculated by the traditional method. The article suggests a refined experimental method for determining the coefficient of adhesion using a device developed and patented by the authors. It is pointed out that it is necessary to take into account the influence of the technical condition of the track on the value of the adhesion coefficient. The general algorithm for determining the coefficient of adhesion is illustrated by a practice-oriented example. The analytical description of the experimental data by the proposed method satisfies the requirements for the reliability of the results, which is of great practical importance when carrying out traction calculations and indirectly indicates the technical condition of the track.
Determination of the coefficient of adhesion can be made during the braking of a moving special car equipped with a device for measuring and analyzing the angular velocity of a wheel pair, as well as a device for measuring the magnitude of the braking torque.
During the braking, the angular velocity of the wheel pair oscillates, while two events occur during one oscillation period: the elastic interaction of the wheel pair and the rails and their slipping relative to each other. Coefficient of adhesion is defined as a function of the ratio of the time of elastic interaction to the period of oscillations of the angular velocity.
This takes into account:
- the magnitude of the braking torque;
- the force of pressing the wheel pair against the rails;
- the radius of the wheel.
It is important to note that the value of the coefficient of adhesion depends on the technical condition of the track - as the latter deteriorates, the former decreases. From this it follows that on each section of the track, depending on its design features and technical condition, its own coefficient of adhesion is determined.
1. Nicola B. , Nicolò Z., Antonio G., Determination of Wheel-Roller Friction Coefficient on Roller Rigs for Railway Applications //, International Journal of Applied Engineering Research ISSN 0973-4562 Volume 12, Number 23 (2017) pp. 13488-13497.
2. Tomberger, C., Dietmaier, P., Sextro, W., and Six, K., 2009, “Friction in Wheel–Rail Contact: A Model Comprising Interfacial Fluids, Surface Roughness and Temperature,” 8th International Conference on Contact Mechanics and Wear of Rail/Wheel System (CM2009), Firenze, Italy, 15–18 September 2009, pp. 121–132.
3. Kalker, J. J., 1991, “Wheel–Rail Rolling Contact Theory,” Wear, 144(1–2), pp. 243–261.
4. Chen, H., Ishida, M., and Nakahara, T., 2005, “Analysis of Adhesion under Wet Conditions for Threedimensional Contact Considering Surface Roughness,” Wear, 258(7–8), pp. 1209–1216.
5. Механика и трибология движения колесной пары в рельсовой колее [Электронный ресурс]: монография / Г. С. Гура. – М.: УМЦ ЖДТ, 2013.
6. Казаринов А. В., Горюнов Г. Н., Гудас М. В., Касандров М. Д., Липатов Л. И., Макас А. А., Спиринцев С. В. Измерения экс-плуатационного уровня сцепления колес с рельсами в тормозных режимах на грузонапряженных участках Сибири и Забайкалья // Вестник ВНИИЖТа. 2010. №3. С.14-20.
7. Ахмадеева А.А., Гозбенко В.Е. Влияние профиля пути на вертикальные колебания железнодорожного экипажа // Труды Братского государственного университета. Сер. Естественные и инженерные науки. 2013. т. 1. С.186-190.
8. Новосельцев В.П., Новосельцев П.В., Суслов О.А., Гордеева А.А., Елисеев С.В. Устройство для определения продольной жесткости рельсового пути // Патент на полезную модель №138300 от 10 февраля 2014г.
9. Новосельцев В.П., Елисеев С.В., Новосельцев П.В., Гордеева А.А., Купцов Ю.А. Способ контроля устойчивости бесстыкового рельсового пути // Патент на изобретение № 2614744 от 29 марта 2017 года.
10. Правила тяговых расчётов для поездной работы № 867р от 12.05.2016 г.
11. Baek, K., Kyogoku, K., and Nakahara, T., 2008, “An Experimental Study of Transient Traction Characteristics between Rail and Wheel under Low Slip and Low Speed Conditions”, Wear, 265(9 – 10), pp. 1417–1424.
12. Каргапольцев С.К., Новосельцев П.В., Купцов Ю.А. Волнообразный износ рельсов при торможении // Мир транспорта. 2017. №5. С. 46-53.
13. Гордеева А.А., Новосельцев П.В., Купцов Ю.А. Эксперименты с проскальзыванием колесных пар локомотива // Мир транс-порта, МГУПС (МИИТ) №3(70). М.-2017, С. 104-110.
14. Новосельцев В.П., Новосельцев П.В., Гордеева А.А. Влияние продольной жесткости рельсового пути на проскальзывание колесной пары локомотива по рельсу // Мир транспорта, МГУПС (МИИТ) №4(48). М.-2013, С. 34-38.
15. Каргапольцев С.К., Новосельцев П.В., Купцов Ю.А. Влияние продольной жесткости рельсового пути на динамику тягового привода локомотива // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2017.- № 3 (55).- С.174-179.
16. Гозбенко В.Е., Карлина А.И., Каргапольцев С.К. Главные координаты в решении задач вертикальной динамики транспортного средства. Системы. Методы. Технологии. 2016. № 3 (31). С. 58-62.
17. Хоменко А.П., Елисеев С.В., Гозбенко В.Е., Банина Н.В. Устройство для управления состоянием объекта защиты. Патент на полезную модель. RUS 56858 21.04.2006
18. Ахмадеева А.А., Гозбенко В.Е. Динамические свойства вагона с двухступенчатым рессорным подвешиванием. Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2010. № 3. С. 60-69.
19. Корнеев С.А., Крупников И.В., Поляков С.Н., Шалай В.В. Расчётно-экспериментальный метод определения материальных параметров упруго-пластических материалов на траекториях активного деформирования малой кривизны. Омский научный вестник. 2006. № 4 (38). С. 86-90.