Глеб Станиславович Милинис — аспирант
РИНЦ ID: 1303934
190031, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9
Gleb S. Milinis — postgraduate student
9 Moskovsky pr., St. Petersburg, 190031
Атаманюк Александр Васильевич — кандидат технических наук, доцент
РИНЦ ID: 690932
Aleksandr V. Atamanyuk — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor
RSCI ID: 690932
9 Moskovsky pr., St. Petersburg, 190031
Новосельский Игорь Юрьевич — кандидат технических наук, доцент
РИНЦ ID: 397470
190031, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9
Igor Yu. Novoselsky — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor
RSCI ID: 397470
9 Moskovsky pr., St. Petersburg, 190031
Александр Алфеевич Воробьев — доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Наземные транспортно-технологические комплексы»; член редакционного совета журнала; «Техник транспорта: образование и практика»
РИНЦ ID: 290846
190031, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9
Alexander A. Vorobyov — Dr. Sci. (Tech.), Associate Professor, Professor of the Department “Land Transport and Technological Complexes”; member of the editorial board of the journal; “Transport Technician: Education and Practice”
RSCI: 290846
9 Moskovsky pr., St. Petersburg, 190031
Александр Валентинович Курков — кандидат технических наук, доцент кафедры «Наземные транспортно-технологические комплексы»
РИНЦ ID: 1186645
190031, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9
Aleksandr V. Kurkov — Associate Professor, Professor of the Department “Land Transport and Technological Complexes”
RSCI ID: 1186645
9 Moskovsky pr., St. Petersburg, 190031
В условиях возрастающей интенсивности железнодорожных перевозок и необходимости повышения эффективности эксплуатации инфраструктуры особенно актуальной становится задача обеспечения качественного и равномерного уплотнения балластного слоя при выполнении планово-предупредительной выправки пути. Анализ существующих технических решений показал, что используемые в настоящее время выправочно-подбивочные машины циклического и непрерывно-циклического действия обладают рядом существенных ограничений, связанных с разрушением шпал, неоднородным распределением плотности балласта и низкой скоростью выполнения операций. В этой связи возрастает интерес к применению машин первичной выправки пути (МПВ), отличающихся иной конструкцией вибрационного рабочего органа, и в частности — возможностью реализации непрерывного горизонтального уплотнения щебня со стороны торцов шпал. Настоящая работа направлена на повышение технологической эффективности машин МПВ за счет модернизации конструкции основной виброплиты. Целью исследования являлось проектирование и обоснование конструкции виброплиты с улучшенными геометрическими характеристиками и адаптивной системой управления углом поворота рассекателя балласта, обеспечивающей стабильное качество уплотнения в различных условиях работы. Для достижения поставленной цели применялись методы графоаналитического моделирования в системе автоматизированного проектирования SolidWorks, численный расчет прочностных характеристик элементов конструкции, а также аналитическое моделирование параметров уплотнения балластного слоя с использованием специально разработанного программного комплекса в среде Delphi-7. На основе полученных расчетов была создана цифровая 3D-модель виброплиты с новой кинематической схемой подвески и управляемыми гидравлическими элементами. Результаты графоаналитического анализа показали, что модернизированная конструкция обеспечивает достижение заданной относительной осадки балласта в диапазоне 0,15–0,2, при этом коэффициент запаса прочности по пределу текучести составляет 2,18, что свидетельствует о высокой надежности конструкции. Практическое значение работы заключается в возможности внедрения разработанных решений в конструкцию серийных МПВ, что позволит существенно повысить равномерность уплотнения балластного слоя, минимизировать разрушение шпал и увеличить производительность операций по выправке пути на объектах инфраструктуры ОАО «РЖД». Новизна исследования состоит в системной интеграции результатов аналитических, численных и CAD-расчетов, направленных на создание адаптивного вибрационного рабочего органа для непрерывного уплотнения балласта при плановопредупредительной выправке пути.
In the context of increasing intensity of rail transportation and the need to improve the efficiency of infrastructure operation, the task of ensuring high-quality and uniform compaction of the ballast layer during scheduled preventive track alignment is becoming especially urgent. Analysis of existing technical solutions showed that the currently used cyclic and continuous-cyclic track alignment and tamping machines have a number of significant limitations associated with the destruction of sleepers, non-uniform distribution of ballast density and low speed of operations. In this regard, there is a growing interest in the use of primary track alignment machines (PRSM), which have a different design of the vibratory working element, and in particular, the ability to implement continuous horizontal compaction of crushed stone from the ends of the sleepers. This work is aimed at improving the technological efficiency of PRSM machines by upgrading the design of the main vibratory plate. The aim of the study was to design and justify the design of a vibratory plate with improved geometric characteristics and an adaptive control system for the angle of rotation of the ballast splitter, ensuring stable compaction quality in various operating conditions. To achieve the set goal, the methods of graphic-analytical modeling in the SolidWorks automated design system, numerical calculation of the strength characteristics of the design elements, as well as analytical modeling of the ballast layer compaction parameters using a specially developed software package in the Delphi-7 environment were used. Based on the calculations obtained, a digital 3D model of a vibratory plate with a new kinematic suspension scheme and controlled hydraulic elements was created. The results of the graphic-analytical analysis showed that the modernized design ensures the achievement of a specified relative ballast settlement in the range of 0.15–0.2, while the safety factor for the yield strength is 2.18, which indicates high reliability of the design. The practical significance of the work lies in the possibility of introducing the developed solutions into the design of serial MPV machines, which will significantly improve the uniformity of ballast layer compaction, minimize the destruction of sleepers and increase the productivity of track alignment operations at the infrastructure facilities of JSC Russian Railways. The novelty of the study lies in the systemic integration of the results of analytical, numerical and CAD calculations aimed at creating an adaptive vibration working element for continuous compaction of ballast during scheduled preventive alignment of the track.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.