ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................................... 5
1 СОВРЕМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ КРЕСТОВИН СТРЕЛОЧНЫХ
ПЕРЕВОДОВ................................................................................................................. 12
1.1 Классификация крестовин стрелочных переводов.............................................. 13
1.2 Зарубежные крестовины для тяжеловесного движения...................................... 14
1.3 Конструкции отечественных крестовин, применяемых для условий
тяжеловесного и интенсивного движения .................................................................. 18
Выводы по первой главе............................................................................................... 26
2 ПРИЧИНЫ ОТКАЗОВ КРЕСТОВИН С НЕПОДВИЖНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ. 27
2.1 Дефекты крестовин ................................................................................................. 27
2.1.1 Классификация дефектов крестовин.................................................................. 27
2.1.2 Новые дефекты крестовин................................................................................... 29
2.2 Методика анализа показателей эксплуатационной надежности крестовин ..... 33
2.3 Статистика отказов крестовин............................................................................... 35
2.4 Распределение отказов крестовин по видам дефектов (причинам отказов)..... 39
Выводы по второй главе............................................................................................... 40
3. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ РЕСУРСА КРЕСТОВИН ........................................... 42
3.1 Применение новых и модифицированных материалов ...................................... 42
3.2 Упрочнение рабочих поверхностей крестовин.................................................... 48
3.2.1 Рекристаллизованные и рекристаллизованные с последующим упрочнением
энергией взрывной волны крестовины ....................................................................... 49
3.2.2 Нанесение износостойких покрытий газотермическим методом................... 49
3.2.3 Механические методы упрочнения крестовин ................................................. 50
3.2.4 Упрочнение энергией взрывной волны ............................................................. 51
3.3 Наплавка крестовин ................................................................................................ 52
3.4 Конструкционные методы повышения ресурса крестовин ................................ 53
Выводы по третьей главе.............................................................................................. 55
3
4 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА МОНОБЛОЧНЫХ КРЕСТОВИН,
УЛУЧШЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ МОНОБЛОЧНЫХ КРЕСТОВИН ...................... 56
4.1 Предпосылки для построения моделей крестовины ........................................... 56
4.2 Описание физико-механических характеристик материалов, исходные данные
и граничные условия..................................................................................................... 64
4.3 Подготовка исходных данных для многоциклового усталостного анализа ..... 65
4.4 Моделирование вариантов конструкции крестовины......................................... 68
4.5 Результаты численного моделирования ............................................................... 75
Выводы по четвертой главе.......................................................................................... 77
5 ДИНАМИКО-ПРОЧНОСТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ МОНОБЛОЧНЫХ
КРЕСТОВИН ................................................................................................................. 78
5.1 Методика проведения испытаний ......................................................................... 78
5.2 Напряжённое состояние элементов крестовинного узла .................................... 82
5.2.1 Напряжённое состояние крестовины ................................................................. 82
5.2.2 Напряжённое состояние контррельса ................................................................ 84
5.2.3 Напряжённое состояние элементов скреплений............................................... 85
5.3 Упругие изменения ширины колеи ....................................................................... 86
Выводы по пятой главе................................................................................................. 87
6 ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ КРЕСТОВИН ..................................... 88
6.1 Эксплуатационные испытания моноблочных крестовин ................................... 88
6.1.1 Результаты эксплуатационных испытаний моноблочной крестовины второй
конструкции в составе стрелочного перевода............................................................ 90
6.1.2 Результаты эксплуатационных испытаний моноблочной крестовины третьей
конструкции в составе стрелочного перевода............................................................ 93
6.2 Эксплуатационные испытания крестовин, упрочненных новыми ленточными
взрывными зарядами..................................................................................................... 96
Выводы по шестой главе ............................................................................................ 103
7 ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТАЛЛА КРЕСТОВИН ..................................................... 105
7.1 Выявление причин зарождения и развития трещин, приводящих к выходу из
строя крестовин ........................................................................................................... 106
4
7.1.1 Характеристика объекта исследования............................................................ 106
7.1.2 Определение химического состава................................................................... 108
7.1.3 Определение механических свойств ................................................................ 108
7.1.4 Определение твердости ..................................................................................... 109
7.1.5 Макроструктурные исследования .................................................................... 109
7.1.6 Микроструктурные исследования .................................................................... 111
7.2 Исследование металла крестовин, упрочненных энергией взрывной волны. 116
7.2.1 Характеристика объекта и методы проведения исследований ..................... 116
7.2.2 Определение химического состава................................................................... 117
7.2.3 Определение механических свойств ................................................................ 118
7.2.4 Определение твердости ..................................................................................... 118
7.2.5 Макроструктурные исследования .................................................................... 119
7.2.6 Микроструктурные исследования .................................................................... 119
Выводы по седьмой главе........................................................................................... 121
8 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МОНОБЛОЧНОЙ КРЕСТОВИНЫ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ ...................................................................... 122
8.1 Расчет экономии годовых текущих расходов при использовании моноблочных
крестовин...................................................................................................................... 124
8.2 Расчет стоимости жизненного цикла стрелочных переводов с моноблочными
крестовинами ............................................................................................................... 127
8.2.1 Условия достижения экономической эффективности стрелочного перевода
как системы.................................................................................................................. 127
8.2.2. Определение экономической эффективности................................................ 130
8.2.3 Результаты расчета стоимости жизненного цикла стрелочных переводов с
моноблочными крестовинами.................................................................................... 135
Выводы по восьмой главе........................................................................................... 136
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 138
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................................... 140
