Study of resource-saving environmental methods for improving the safety of railway transport operation in tribocontacts of friction pairs

Authors

V.S. Nozhenko
Volodymyr Dahl East Ukrainian National University
M.V. Kovtanets
Volodymyr Dahl East Ukrainian National University
O.V. Serhiienko
Volodymyr Dahl East Ukrainian National University
T.M. Kovtanets
Volodymyr Dahl East Ukrainian National University

Synopsis

The monograph is devoted to the issue of improving the frictional characteristics of the two-point «wheel-rail» contact by the influence of the electric current on the rolling track, and the «wheel-rail ridge» contact zone by ozonated air flow.

A method and a device for reducing the wear of the rim of the wheel pair have been developed, which allow creating favorable conditions for the contact of the rim of the wheels and the rails, due to the effect of ozonized air flow on their contact zone. The wear of tribosurfaces during the passage of an electric current was experimentally and theoretically evaluated, and the temperature increase in the frictional contact was estimated. The mechanism of influence of ozonated air flow on the tribotechnical characteristics of the contact pair is proposed

References

. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин / И.И. Артоболевский - M.: Наука, 1988. - 214 с.

. Ляпушкин Н.Н. Теоретические основы взаимодействия колеса локомотива с рельсом в нано диапазон: дис. … д. т. н.: 05.16.01 / Н.Н. Ляпушкин. – Москва, 2008. - 252 с.

. Голубенко А.Л. Сцепление колеса с рельсом / А.Л. Голубенко. – 2е изд. доп. и перераб. – Луганск, 1999. - 476 с.

. Bowden FP The Physics of rubbing surface / FP Bowden // Proc. Roy. Soc., 1944. -V.78.

. Adirovich E., Blokhinzev. On the forces of dry friction / E. Adirovich // Journal of Physics, 1943. – Vol.7. – P. 29-36.

. Андронов В.В., Журавлев В.Ф. Сухое трение в задачах механики / В.В. Андронов, В.Ф. Журавлев. – М. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2010. – 184с.

. Крагельский И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский, Машгиз, 1968. – 480 с.

. Костецкий И. В., Щедров В. С. Развитие науки о трение / И. В. Костецкий, В.С. Щедров, М.: Изд-во АН СССР, 1956.

. Дубинин А. Д. Энергетика трения и износа деталей машин, Машгиз.: М., 1963, 136.

. Минов Д.К. Повышение тяговых свойств электровозов и тепловозов с электрической передачей / Д.К. Минов. – М.: Транспорт, 1965. – 267 с.

. Меншутин Н.Н. Зависимость между силой сцепления и скоростью скольжения колесной пары локомотив / Н.Н. Меншутин // Вестник ВНИИЖТ, 1960. – №7. – С. 12-14.

. Вербек Г. Современное представление о сцеплении и его использовании / Г. Вербек // Железные дороги мира, 1974. – №4. – С. 23-53.

. Костюкевич А.И. Численная и экспериментальная идентификация процесса сцепления колес локомотива с рельсами: дисс. канд. техн. наук.: 05.22.07 / А.И. Костюкевич. – Луганск, 1991. – 232 с.

. Хлебников В.Н. Исследование способов увеличения коэффициента сцепления колес с рельсами / В.Н. Хлебников // Железнодорожный транспорт за рубежом. – М.: ЦНИИТЭИ МПС, 1976. – №4(174). – С. 18-34.

. А.с. № 712296 СССР, М.кл. В61С15/10, Е01Н8/10, В60В39/00. Способ для увеличения сцепления колеса с рельсом / Р.С. Бендиткис, Н.Н. Ляпушкин, Н.А. Панькин, И.Т. Макаренко, А.А. Кирста, С.Т. Дубовский, Л.А. Ляпушкина, П.Г. Меньшиков; заявл. 12.10.78; опубл. 30.01.80, Бюл. № 4. – 4 с.

. Доббс Д. Плазменная горелка применима при низких скоростях движения / Доббс Д. – Железнодорожный журнал, 1969. – № 7.

. Пат. 2006108991 А Российская Федерация, МПК E01H8/10 / ХИГГИНЗ Малкольм – № 2002114357, заявл. 31.05.2002; опубл. 20.10.2007, Бюл. № 4. – 1 с.

. А.с. № 943053 СССР, М.кл. В61С15/10. Способ повышения сцепления колес железнодорожного транспортного средства с рельсами / Ю.М. Лужнов, В.А. Попов, В.А. Пыпаев; заявл. 24.11.80; опубл. 15.07.82, Бюл. № 26. – 4 с.

. Богданов В. М., Захаров С. М. Проблемы взаимодействия в системе колесо —рельс. / В. М. Богданов, С. М. Захаров // Железные дороги мира, 2010. – №08. – С. 71-74.

. InnoTrans 2008 – крупнейшая выставка железнодорожной техники. Часть II / Железные дороги мира, 2008. – № 11. – С. 12-13.

. Патент на корисну модель № 52361, кл B61C 15/00 Пристрій для запобігання боксовання коліс локомотива / М.І. Горбунов, К.О. Кравченко, М.В. Ковтанець, С.В. Попов, О.С. Ноженко; заявник і патентовласник СНУ ім. В.Даля. – № u201001732; заявл. 18.02.2010; опубл. 25.08.2010, Бюл. № 16. – 6 с.

. Лужнов Ю.М. Модель фрикционного контакта колеса с рельсом и возможности управления его свойствами / Ю.М. Лужнов, В.А. Попов, Г.М. Седов // Вестник ВНИИЖТ, 2009. – Вып. №1. – С. 30 – 32.

. Бугаенко В.В. Улучшение тягово-экономичных характеристик локомотивов путем повышения коэффициента полезного действия системы подачи песка: автореф. дисс. канд. техн. наук.: 05.22.07 / В.В. Бугаенко, СНУ ім. В. Даля. – Луганськ, 2010. – С. 25.

. Ноженко Е.С. Повышение энергетической эффективности тепловоза активацией рабочих сред: дисс. канд. техн. наук.: 05.22.07 / Е.С. Ноженко. – Луганск, 2010. – 207 с.

. Кравченко Е.А., Ноженко В.С., Крысанов М.А. Вопрос энергосбережения и эффективности использования тяговых усилий локомотива // Екологічні проблеми природокористування та ефективне енергозбереження: Зб. тез Міжнародна наук.-практ. конф. молодих вчених і студентів (Київ, 27-29 квітня 2010 р.). – Київ: КНУБА, 2010. – С. 84 – 87.

. Горбунов Н.И. Теория и практическая реализация системного подхода при создании экипажной части локомотива: докт. канд. техн. наук.: 05.22.07 / Н.И. Горбунов; ВНУ ім. В. Даля. – Луганськ, 2006. – 437 с.

. Здор А.П. Применение методов ранговой корреляции для анализа надежности тепловозов / А.П. Здор, Л.П. Устюгов, Т.В. Ставров, И.П. Колюбин, А.С. Гурьевский. – ОмИИТ: Деп. N 3875. – 16 с.

. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. – М.: Наука, 1971. – 280 с.

. Горбунов Н.И. О методах подготовки к принятию технического решения / Н.И. Горбунов, А.И. Костюкевич, А.Л. Кашура, Ю.Г. Вивденко // Збірник наукових праць СДУ, 1998. – С. 47-53.

. Rebinder P. A., Likhtman V. I.: Effect of Surface-Active media on strains and Rupture in Solids. Proceedings of the Second International Congress on Surface Activity, London, N.3, 1957, RR. 563-580.

. Roscoe R.: The Plastic Deformation of crystals. Phil. Mag., vol. 21, 1926, RR. 399-406.

. Чекалова Е.Л., Гурин В.Д., Власов В.И. Механическая обработка с использованием озонированной среды // Технология машиностроения. 2004. – № 5. – С. 22-24.

. Вобликова В.А. и др. Влияние охлаждения электродов на синтез озона в озонаторах различных систем «диэлектрик – диэлектрик», «диэлектрик – металл» / В.А. Вобликова и др. // Вестник МГУ. Серия 2, Химия. – 1993. Т. 34, №4. – С. 367 – 370.

. Физические величины: Справочник/ А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред И.С. Григорьева, Е.З. Михайлова. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 123с.

. Ахметзянов И.Д., Бедункевич В.В, Верещагин И.П. Ильин В.И. Использование электронно-ионной технологии для повышения эффективной обработки резанием. // Материалы семинара «электрокаплеструйная технология и реализация программы «Интенсификация-90». Ленинград. 1989. С. 43-47.

. Lamada T., Lido M. Cooling method by use of corona discharge. – Pat. USA, Cl, 62-3 (F25b21/02), #3938345.

. Гордиенко П. Л., Гордиенко С. Л. О влиянии электрического тока на износ при трении металлических тел «Вестник машиностроения», 1952. – №7. – С. 24-31.

. Дубинин А. Д. Трение и износ в деталях машин / А.Д. Дубинин, Машгиз, 1952. – 234 с.

. Френкель. Я. И. Введение в теорию металлов. Госиздат техн.- теорет. лит., 1950. – 241 с.

. Бобровский А. В. Влияние термоэлектрических токов на износ инструмента при резании металлов/ В. А. Бобровский // Электрические явления при резании и трении металлов. – М, 1969. – С. 7-26.

. Троицкий О. А. Электропластический эффект в металлах/ О. А Троицкий, А.Г. Розно. // ФГТ, 1970. – Т.12. – Вып.№1. – С.203-210.

. Основы трибологии (трение, износ. смазка): учебн. Для технических вузов. 2е изд. Перераб, и доп./ А. В. Чичинадзе, Э. Д.. Браун, Н. А. Буше и др. – М.: Машиностроение, 2001. – 664с.

. Воробьев Д.В. Улучшение фрикционных характеристик пары трения колесо-рельс за счет воздействия на контакт электрического тока и магнитного поля: автореф. дисс. канд. техн. наук.: Брянск, 2005. – 21 с.

. Хольм Р. Электрические контакты / Р. Хольм: – М, 1961. – 464с.

. Петраков Д.И. Оценка тяговых качеств тепловозов с элктропередачей с учетом воздействия электрического тока на зоны котакта колес с рельсами: автореф. дисс. канд. техн. наук.: Брянск, 2013. – 23 с.

. Матлахов В.П. Повышение износостойкости цилиндрических поверхностей трения на основе сочетания методов нанесения нитрид-титановых покрытий и електромеханической обработки. / В.П. Матлахов // Вестн. БГТУ. – 2008. – №2(18). – C. 32-38.

. Комельков В.А. Повышение работоспособности быстрорежущего инструмента путем применения ионизированного воздуха с включением микродоз масла И-20А: автореф. дисс. канд. техн. наук.: Иваново, 2006.– 19 с.

. Гибалов В.И. О физической природе барьерного разряда // Журнал физической химии. 1994. – № 5. – С. 926-930.

. Долганов А.Н. Теоретическое и экспериментальное исследование тяговых качеств тепловоза ТЭ10: автореф. дис. канд. техн. наук.: 05.22.07 / А.Н. Долганов. – М.: – 1969. – 23 с.

. Яковлев В.Ф. Исследование взаимодействия, деформаций и напряжений в зоне контакта железнодорожных колес и рельсов: автореф. дисс. докт. техн. наук.: 05.22.07 / В.Ф. Яковлев. – Л.: 1964. – 31 с.

. Голубенко А.Л. Алгоритм решения контактной задачи при произвольном расположении колесной пары относительно рельсовой колеи / А.Л. Голубенко, А.И. Костюкевич // Конструирование и производство транспорт. машин. – Харьков, 1989. – Вып. №21. – С. 33 – 37.

. Костюкевич А.И. Численная и экспериментальная идентификация процесса сцепления колес локомотива с рельсами: автореф. автореф. дисс. канд. техн. наук.: 05.22.07 / А.И. Костюкевич. – Луганск: ВНУ, 1991. – 14 с.

. Golybenko A., Kostyukevich A., Tsyganovskiy I., Nozhenko V. 2011.: The influence of a rail lateral bending on the stress – strain state of a wheel-tail contact, TEKA Komisji Motoryzacji i Energetyki Rolnictwa VXC, p. 78-84.

. Языков В.Н. Применение модели негерцевого контакта колеса с рельсом для оценки динамических качеств грузового тепловоза: автореф. дисс. канд. техн. наук.: 05.22.07 / В.Н. Языков, Брянск. – 2004. – 19 с.

. Коровчинский М.В. Местный упругий контакт при «близком» касании сжимаемых тел / М.В. Коровчинский //Машиноведение, 1981. – №5. – С. 71 – 79.

. Френкель Э.М. К вопросу о сцеплении колеса с рельсом / Э.М. Френкель // Науч. труды Харьк. ин-т инж. ж.д. транспорта. – М.: 1953. – Вып. №23. – С. 106 – 112.

. Шевелева Г.И. Численный метод решения контактной задачи при сжатии упругих тел / Г.И. Шевелева // Машиноведение, 1981. – №5. – С. 90-94.

Лужнов Ю.М. Физикохимия сцепления // Науч. Труды ІІІ конгр. Евротриб-81. – Варшава, 1981. – Вып. 1. – С. 315-325.

. Попов С.В. Снижение уровня силового взаимодействия гребней колес с рельсами совершенствованием упругих связей экипажа: автореф. дисс. канд. техн. наук. 05.22.07 / С.В. Попов. – Луганск, 2008, – 25 с.

. Кашура А.Л. Оценка тягово-сцепных качеств локомотивов на стадии проектирования и модернизации с учетом динамических особенностей их движения по рельсовому пути: автореф. дисс. канд. техн. наук.: 05.22.07 / А.Л. Кашура. – Луганск. – 1995. – 23 с.

. Голубенко О.Л. Зчеплення колеса з рейкою: Монография. – Киев: Фирма «ВИПОЛ», 1993. – 448 с.

. Браун Э.Д. Моделирование трения и изнашивания в машинах [Текст] / Э.Д.Браун и др. – М.: Машиностроение, 1982. – 191 с

. Гаркунов Д.Н. Триботехника [Текст]: ученик / Д.Н. Гаркунов. – М.: Машиностроение, 1989. – 328 с.

. Электрический износ в паре трения токоприемник - контактный провод / ЖДМ, 2007. - №5 – С. 43-49.

. Исаев И.П. Совершенствование экспериментальных исследований сцепления колеса локомотива с рельсом / И.П. Исаев, А.Л. Голубенко // Железные дороги мира, 1988. - № 10. – С. 2 – 10.

. Лужнов Ю.М. Физические основы и закономерности сцепления колес локомотива с рельсами: дисс. докт. техн. наукн.: 05.22.07 / Ю.М. Лужнов. – М.: 1978. – 355 с.

. Чуркин А.В. Автоматизированная установка для исследования фрикционных характеристик поверхностей с анизотропной шероховатостью: автореф. дисс. канд. техн. наук.: 01.04.01. / А.В. Чуркин – Ижевск: Удмуртский государственный университет, 2008. – 19 с.

. Буханченко С.Е. Автоматизированный комплекс для триботехнических испытаний конструкционных материалов и смазочных средств в статическом и динамическом режимах: автореф. дисс. канд. техн. наук.: 01.02.06 / С.Е. Буханченко. – Томск: Томский политехнический университет, 2005. – 20 с.

. Прудников М.И. Разработка нормализованного метода и автоматизированной системы испытаний на машинах трения: автореф. дисс. канд. техн. наук.: 05.02.04. / М.И. Прудников – Брянск: Брянский государственный технический университет, 2009. – 20с.

. Горбунов Н.И. Экспериментальное исследование сцепления колеса с рельсом на испытательно-измерительном комплексе / Н.И. Горбунов, Е.А. Кравченко, Ю.Ю. Осенин, В.Д. Черников, М.А. Крысанов, Л.А. Слюсарева, А.А. Малохатко // Вісник СНУ ім. В. Даля. 2008. – Луганськ, 2008. – Частина 1. №5 (123) – С. 18 -23.

. Деклараційний патент на корисну модель №7108U. Стенд для дослідження плями контакту в системі «колесо–рейка». // М.І. Горбунов, О.Л. Кашура, С.В. Попов, О.С. Міхєєв. – Бюл. №6, 2005.

. Деклараційний патент на корисну модель № 65999. Машина тертя для визначення фрикційних властивостей контакту «колесо-рейка» / О.І. Костюкевич, М.І. Горбунов, М.В. Ковтанець, В.С. Ноженко, В.Д. Черніков, І.О. Цигановський - Бюл. № 24 від 26.12.2011.

. Костюкевич А.И. Автоматизированная измерительно-моделирующая стендовая установка «машина трения» для исследования фрикционных свойств контакта «колесо-рельс» / А.И. Костюкевич, Н.И. Горбунов, Е.А. Кравченко, С.В. Попов, В.С. Ноженко, М.В. Ковтанец//Сб. научных трудов X Междун. конф. «ТРИБОЛОГИЯ и НАДЕЖНОСТЬ» (27–30 октября 2010 г., Санкт-Петербург, Россия) – Санкт-Петербург, 2010. – С. 165 – 174.

. Горбунов Н.И. Методика проведения экспериментальных исследований на автоматизированную измерительно-модернизированную стендовую установку / Н.И. Горбунов, А.И. Костюкевич, В.С. Ноженко, М.В Ковтанец, И.А. Цыгановский. // Науково-практичний журнал Залізничний транспорт України, 2012. – № 2. – С. 9 - 13.

. Лунин В.В. Физическая химия озона. / В.В. Лунин, М.П. Попович, С.Н. Ткаченко – М.: Изд-во МГУ, 1998. – 480 с.

. Горбунов Н.И., Ковтанец М.В., Горбунов Н.Н., Ноженко В.С., Кравченко Е.А. Обеспечение безопасности эксплуатации железнодорожных транспортных средств созданием инновационных решений песочной системы локомотива. Наукові вісті Далівського університету. Технічні науки. Електронне наукове фахове видання. №3, 2011.

. G.H. Jilbert, J.E. Field Synergistic effects of rain and sand erosion, PCS, Wear 243 (2000), p. 6-17.

. Гаркунов Д.Н. Триботехника (износ и безизносность): Учебник. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: «Издательство МСХА», 2001. – 616 с.

. Инновации в промышленности. Справочник экономиста. К.: 2004. –№2. – 94 с.

. Христиановский В.В., Щербина В. П. Экономический риск и методы его измерения. Донецк ДонНУ, 2000. – 197 с.

. Бузько І.Р., Вартанова О.В., Голубенко Г.О. Стратегічне управління інвестиціями та інноваційна діяльність підприємства. Монографія. – Луганськ, 2002. – 176с.

. Елохин А.Н. Анализ и управление риском: Tеория и практика. – 2-е изд. – М.: Полимедиа, 2002. – 192 с.

. Энергетическое обследование: справочное издание / Я.М. Щелоков, Н.И. Данилов, Екатеринбург: УрФУ, 2011. – 243 с.

. Колтынюк Б.А. Инвестиции. Учебник. – СПб.: Изд-во Михайлова В.А. 2003. – 848 с.

. Ноженко В.С. Управление фрикционным взаимодействием в двухточечном трибоконтакте «колесо-рельс» / В.С. Ноженко, Е.С. Ноженко, А.С. Клюев, Е.А. Гаркушин. // Вісник СНУ ім. В. Даля. – Луганськ, 2012. Ч.1 № 5(176). – С. 103 - 108.

. Патент України на корисну модель №59547 Спосіб підвищення зчеплення колеса з рейкою / Попов С.В., Горбунов М.І., Костюкевич О.І., Кашура О.Л., Кравченко К.О., Ноженко О.С., Ковтанець М.В., Ноженко В.С., Рамзаєва А.С. – 25.05.2011, бюл. №10.

. Фикс В.Б. Ионная проводимость в металлах и полупроводниках (Электроперенос), М., 1989. – 234 с.

. Патент України №90941 на винахід Пристрій для змащування гребенів коліс / Горбунов М.І., Могила В.І., Ноженко О.С., Кравченко К.О., Найш Н.М., Черніков В.Д. – опубл. 10.06.2010, бюл. № 11.

. Патент України №48482 на корисну модель Пристрій для змащування гребенів коліс / Горбунов М.І., Могила В.І., Ноженко О.С, Ноженко В.С., Кравченко К.О., Чмельов В.В. – опубл. 25.03.2010, бюл. № 6.

. Патент України №48484 на корисну модель Пристрій для змащування гребенів коліс рейкового транспортного засобу / Горбунов М.І., Могила В.І., Ноженко О.С., Кравченко К.О., Попов С.В., Крисанов М.А. – опубл. 25.03.2010, бюл. № 6.

. Патент України №46425 на корисну модель Пристрій для змащування гребенів коліс / Горбунов М.І., Могила В.І., Ноженко О.С., Ноженко В.С., Кравченко К.О., Попов С.В. – опубл. 25.12.2010, бюл. № 24

. Горбунов Н.И. Ресурсосберегающие технологии в контакте «гребень колеса – рельс. / Н.И. Горбунов, Е.С. Ноженко, Д.Н. Марченко и др. // Вiстник СНУ iм. В. Даля. – 2008, №5, ч.1. – С. 76-82.

. Патент України №52325 на корисну модель Пристрій для змащування гребенів коліс / Горбунов М.І., Басов Г.Г., Омельченко О.П., Ноженко О.С., Кравченко К.О., Черніков В.Д., Ноженко В.С., Ковтанець М.В., Крисанов М.А. – опубл. 25.08.2010, бюл. № 16

. Справочник по триботехнике. Под редакцией М. Хебді и А.В. Чичинадзе. М: Машиностроение. Т.1, 1989 400с. Т.3, 1992. – 730 с.

. Рыжкин А.А., Шучев К.Г., Филипчук А.И., Климов М.М. Взаимосвязь характеристик теплового поля пары трения с интенсивностью изнашивания // Трение и износ, 1985. – Т.6. №1. – С. 153-157.

. Желев Ж.Д. Влияние изменения осевой нагрузки и геометрии бандажа локомотива на коэффициент сцепления.: дисс. канд. техн. наук – М., 1977. – 204с.

. Зорин В.И. Современные системы обеспечения безопасности // Железние дороги мира, 2000. – № 11. – С. 52-54.

. Астрахан В.И. Унифицированное комплексное локомотивное устройство безопасности (КЛУБ-У). 2007. – 177 с.

. Венцевич Л.Е. Локомотивные скоростемеры и расшифровка скоростемерных и диаграммных лент, Изд. УМК МПС. 2002. – 154 с.

. Самойлович В.Г. Современные тенденции в конструировании промышленных озонаторов / В.Г. Самойлович, В.В. Панин, Л.Н. Крылова // Материалы Первой Всероссийской конференции «Озон и другие экологически чистые окислители. Наука и технологии». – Москва, 7-9 июня 2005 г. – издание на CD.

. Семенов В.К. Прогнозирование длины активной зоны канальных плазмохимических реакторов емкостного разряда при синтезе озона. / В.К. Семенов, С.Л. Трошин // Химическая промышленность. – 2002. №8. – С. 1-4.

. Хаит Э.И. Определение экономической эффективности новой техники, изобретений и рационализаторских предложений на железноодрожном транспорте: Методические указания / Э.И. Хаит. – Минск: Полымя, 1979. – 143 с.

. Развитие локомотивной тяги / Н.А. Фуфрянский, А.Н. Долганов, А.С. Нестрахов и др. // – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1988. – 344 с.

Published

December 20, 2023

Categories

Details about the available publication format: Full text

Full text

ISBN-13 (15)

978-3-98924-002-5