доктор технических наук;
doctor of technical sciences;
Цель: анализ эволюции конструкций трехосных тележек грузовых вагонов, обобщение опыта их эксплуатации на промышленном транспорте и критическая оценка современной нормативно-технической базы для обоснования направлений совершенствования методов испытаний при повышенных осевых нагрузках (до 30 тс и более). Методы: использованы методы системного анализа научно-технической литературы и патентной информации, обобщение эксплуатационных данных, аналитическое моделирование нагруженности элементов тележек, сравнительный анализ требований нормативных документов. Результаты: выявлено, что основной парк трехосных тележек эксплуатируется на путях промышленного транспорта в условиях, существенно отличающихся от магистральных: тяжелый профиль — затяжные уклоны, кривые малого радиуса, переменный профиль; циклические ударные нагрузки при погрузке и разгрузке, усугубляемые отсутствием или неудовлетворительным состоянием балластного слоя на временных путях, что приводит к передаче непогашенных динамических воздействий на ходовые части. Установлено, что 77,8 % отказов связано с несовершенством конструкции. Показано, что действующая система ГОСТов ориентирована преимущественно на пути общего пользования и не учитывает специфику промышленных условий. Предложены аналитические зависимости для оценки дополнительных рамных сил в кривых малого радиуса и для корректировки эквивалентных нагрузок при усталостных испытаниях с учетом реальных спектров нагружения. Сформулированы конкретные направления совершенствования нормативной базы (введение поправочных коэффициентов, обязательное применение износостойких элементов пятникового узла, требования к стендам, разработка спектров нагружения). Практическая значимость: обоснована необходимость корректировки нормативной базы и методов сертификационных испытаний трехосных тележек для условий промышленного транспорта. Сформулированы цель и задачи дальнейших исследований, направленных на создание научно обоснованных методов расчета и стендовых испытаний, что позволит повысить надежность и безопасность эксплуатации тяжелонагруженного подвижного состава.
Objective: to analyze the evolution of three-axle freight car bogie designs, summarize the experience of their operation in industrial transport, and critically evaluate the current regulatory framework to substantiate areas for improving testing methods for increased axle loads (up to 30 tf or more). Methods: methods of system analysis of scientific and technical literature and patent information, generalization of operational data, analytical modeling of bogie element loading, and a comparative analysis of regulatory requirements were used. Results: it was revealed that the main fleet of three-axle bogies is operated on industrial transport tracks under conditions significantly different from main roads (heavy profile (long slopes, small-radius curves, variable profile), cyclic impact loads during loading and unloading, aggravated by the absence or poor condition of the ballast layer on temporary tracks, which leads to the transfer of unabsorbed dynamic effects to the chassis). It was found that 77.8 % of failures are associated with design imperfections. It is shown that the current system of GOSTs is oriented primarily towards public tracks and does not take into account the specifics of industrial conditions. Analytical relationships are proposed for estimating additional frame forces in small-radius curves and for adjusting equivalent loads during fatigue testing, taking into account actual loading spectra. Specific areas for improving the regulatory framework are identified (introduction of correction factors, mandatory use of wear-resistant center plate components, requirements for test rigs, and development of load spectra). Practical importance: the need to adjust the regulatory framework and certification test methods for three-axle bogies for industrial transport conditions is substantiated. The goals and objectivesof further research aimed at developing scientifically sound calculation and test rig methods are formulated,thereby improving the reliability and safety of heavy-duty rolling stock.