Розвиток методів діагностики та підвищення безпеки функціонування хрестовин стрілочних переводів в експлуатації із врахуванням основних положень ДСТУ EN 13232-1
Автор: Данчишин Василь Михайлович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Функціональна безпека залізничного транспорту
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Стрілочні переводи забезпечують безперебійне функціонування перевізної роботи залізничної галузі. Конструктивно стрілочний перевід містить стрілку, хрестовину та з’єднувальні колії [1–2]. Ці конструктивні елементи виконують різні за призначенням функції та мають різні терміни експлуатації. Одним із проблемних елементів стрілочного переводу є хрестовина. Вона знаходиться на перетині двох рейок, що призводять до підвищеної динамічної дії на хрестовину від рухомого складу, вертикальних зносів сердечника та вусовиків і зародженням дефектів, і пошкоджень на поверхні робочих граней хрестовини [3–6]. Вони впливають на забезпечення безпеки руху. Тому важливою задачею наукових досліджень є вчасне виявлення та усунення дефектів на хрестовинах стрілочних переводів. У магістерській роботі наводиться метод діагностики та підвищення безпеки функціонування хрестовин стрілочних переводів в експлуатаційних умовах із використанням інерційних цифрових технологій оцінки динамічної взаємодії рухомого складу і хрестовини стрілочного переводу. Об’єкт дослідження – хрестовини стрілочних переводів. Предмет дослідження – методи діагностики та підвищення безпеки функціонування хрестовин. Мета дослідження – розробити методи діагностики та підвищення безпеки функціонування хрестовин стрілочних переводів в експлуатаційних умовах із врахуванням основних положень ДСТУ EN 13232-1. За результатами магістерської роботи виконано такі задачі досліджень: -проведено аналіз експлуатаційної стійкості хрестовин стрілочних переводів в умовах експлуатації; -розроблено методику експериментальної діагностики хрестовин стрілочних переводів в експлуатації; -проведено експериментальні вимірювання динамічної взаємодії хрестовин із рухомим складом залізниці; -наведено рекомендації із підвищення безпеки функціонування хрестовин стрілочних переводів в експлуатаційних умовах із врахуванням основних положень ДСТУ EN 13232-1. У результаті проведеного аналізу науково-дослідних робіт встановлено, що у більшості випадків хрестовини стрілочних переводів виходять із експлуатації не досягнувши нормативних термінів на відмову. У деяких випадках вони не досягають термінів на відмову приблизно в два рази [3–4]. Основними дефектами передчасного виходу хрестовин із експлуатації є вертикальний знос сердечника та вусовиків хрестовини [4, 7], а також виколювання металу та поверхні кочення вусовиків та сердечника. Розроблено методологію експериментальних інерційних досліджень технічного стану хрестовин стрілочних переводів на основі досвіду розробки таких систем у країнах ЄС, що відображено у наукових працях [8–15]. Вона передбачає запис прискорень за допомогою триосьового датчику прискорень. Результати експериментальних досліджень показали, що максимальні прискорення виникають у вертикальній площині хрестовини, а мінімальні – у повздовжньому напрямі хрестовини. Встановлено, що на величину прискорень має вплив швидкість руху рухомого складу. Підвищення швидкості призводить до збільшення величини прискорень. При швидкості руху пасажирських вагонів із тяговим рухомими складом ЧС7 рівною 64 км/год величина вертикальних прискорень склала 19,7 м/с2, а при швидкості руху швидкісного електропоїзду Hyundai Rotem (Інтерсі+) рівною 82 км/год – 56,7 м/с2. Встановлено, що для вчасного виявлення та попередження розвитку дефектів хрестовин стрілочних переводів в експлуатаційних умовах є застосування систем контролю технічного стану. Розробка методів та алгоритмів контролю дозволить підвищити термін експлуатації хрестовин, оскільки такі системи дозволяють вчасно попередити про розвиток несправностей хрестовини. Рекомендується застосовувати гнучку систему періодичності контролю технічного стану хрестовин стрілочних переводів в експлуатації із використанням як існуючих методів вимірювань так і інерційних систем контролю та моніторингу. Це дозволяє встановити інтервали між різними видами контролю із врахуванням інтенсивності руху поїздів, конструктивними особливостями хрестовин та умовами експлуатації, що призведе до підвищення функціональної безпеки експлуатації хрестовин стрілочних переводів. Ключові слова: стрілочні переводи, хрестовини, дефекти, діагностика, функціональна безпека, динамічна взаємодія.