Железная дорога и поезда | Вокзалы и города | Фото и видео | Путешествия и билеты на поезд
Нас уже 840
16879 сообщений



Комментарии

Покупка билетов через интернет стала нормой на Забайкальской железной дороге - Логин
В названии ошибка. Что значит норНой? Может нормой?
Бригада монтеров предотвратила аварию - Логин
Чего только не происходит.
С 1 августа пенсионеров Московской области лишат права бесплатного проезда - Логин
Сколько пенсионеров в нашем городе Железнодорожном смогли..
В СССР были поезда быстрее "Сапсана", где они? - tvc0
Когда я работал во ВНИИПИТранспрогресс всерьёз обсуждался..
Пригородный поезд Абаза – Аскиз будет ходить круглый год - сагалакова люба
В ЗАМЕТКЕ ЕСТЬ НЕ ПРАВИЛЬНЫЕ ДАННЫЕ О ПРОЕЗДЕ МАРШРУТ АСКИЗ..
Пригородные электропоезда возвращаются в российские регионы - Логин
Ждем, что с 1 марта вернут электричку беслан-прохладная и..
Будущее железной дороги Якутии - titow
работал в ак ждя машинистом полгода -тотальное..

Наши друзья



Видео о железной дороге
Мультиплееры MSTS|МСТС
XADV Studio - Ж.Д. портал
Виртуальные поезда
Trainzruss.ru - Дополнения для Trainz

Акустический аспект шероховатости рельсов и колес



Пн, Апрель 09, 2012 - 5:09 / Автор: dronsovest

Акустический аспект шероховатости рельсов и колес Одной из причин шума, возникающего при движении подвижного состава, является шероховатость поверхностей катания колеса и рельса. При сегодняшнем состоянии техники рельсы создают больший уровень шума, чем колеса. Определять шероховатость рельсов требуется для того, чтобы правильно выбрать периодичность и способ их технического обслуживания. Расчет уровня шума, генерируемого качением колес по рельсам, необходим для создания малошумных колес.

Расчет уровня шума качения

Воздействие чугунной тормозной колодки на колесо вызывает появление шероховатости на поверхности катания последнего, что ведет к значительному повышению акустического излучения. В связи с этим большое внимание уделяется разработке мер по снижению шума, возникающего в основном при торможении грузовых поездов, а при высокой скорости движения — и пассажирских. Ряд компаний, университетов и инженерных бюро разработали модели и программное обеспечение для расчетного определения уровня шума, создаваемого при качении колеса. Все они были объединены в общий пакет под названием Twins. Расчеты, выполненные с применением этого пакета программ, позволяют, прежде всего, оптимизировать геометрию колесной пары в отношении излучаемого шума.

Установлено, что в разных диапазонах частот соотношение уровней шума, обусловленного шероховатостью колес или рельсов, различно (рис. 1). Так, если частота основной гармонической составляющей не превышает 1600 Гц, уровень шума от пути в каждой терцевой полосе на 10 дБ больше, чем от колес. И наоборот, при частоте более 1600 Гц уровень шума от колеса на 10 дБ превышает уровень шума от рельса.

Расчеты

При измерениях можно легко выявить результаты, не соответствующие ожидаемым вследствие того, что предельные значения не были точно определены. Следует учесть, что в раздел спецификации TSI, относящийся к определению шероховатости рельсов и демпфированию колебаний, еще до выполнения расчетов был внесен ряд изменений. Шероховатости подразделяются как на зависящие от подвижного состава, так и не зависящие от него.

На развитие шероховатостей колес и нарушение их круглости влияют тормозная система подвижного состава, шумопоглощающие устройства (колесные абсорберы), а также геометрия колеса. К появлению некруглости колеса или шероховатости его поверхности катания приводят, кроме того, дефекты, появившиеся в ходе ремонта. Большую роль играют также тип верхнего строения пути и воздействие температуры окружающей среды.

Вследствие этого введены некоторые параметры, определяющие уровень шума, не связанного с подвижным составом.

Чтобы сравнить результаты измерений и расчетов, необходимо, по крайней мере, установить тождественность условий, при которых они получены, или же степень несовпадения этих условий. При определении шероховатости колеса и рельса в настоящее время ошибка составляет почти 2 дБ на каждую терцевую полосу. На основании этого можно получить общую неточность 4 дБ, суммируя ошибки раздельных измерений для колеса и рельса при схожих неровностях.

Основные условия

При выполнении расчетов использовали приведенные далее основные параметры и условия, содержащиеся в евростандарте EN 139790 – 1.Рельсы типа МСЖД60 выбраны как наиболее распространенные. Впрочем, рельсы МСЖД54 очень мало отличаются от них по уровню излучаемого шума.

Подкладка между рельсом и бетонными шпалами имеет жесткость около 500 кН/мм. Мягкая подкладка обеспечивает лучшую развязку колебаний рельса и шпалы и сохраняет балластный слой верхнего строения пути. Однако находят применение и подкладки с жесткостью 1000 кН/мм и выше. Так, были выполнены расчеты с подкладками динамической жесткостью 250, 500 и 1000 кН/мм. Жесткость подкладки не оказывает большого влияния на шум от колес, тем не менее увеличение ее все же снижает шум от рельсов.

Бетонные шпалы моноблочной конструкции массой 257 кг уложены с шагом 60 см.Контактный фильтр типа Remington. Нагрузка на колесо принята равной 70 кН. Место контакта колеса типа S1002 и рельса (с небольшим износом и радиусом головки 500 мм) представляет собой упругую контактную площадку, что способствует снижению шероховатости и волнообразного износа.

Шероховатости с длиной волны меньшей, чем длина контактного пятна, из рассмотрения исключали, для чего использовали фильтр Remington. Установлено, что в случае применения контактного фильтра DPRS уровень высокочастотного шума был несколько выше.

Продольное смещение точки контакта принято равным 10 мм. Колесо или колесная пара двигается не строго прямолинейно, а скорее синусоидально, поэтому положение точки контакта отличается от идеального. Этот факт и учитывается величиной продольного смещения.

Шероховатость рельса выбрана по спецификации совместимости для подсистемы TSINoise, нормирующей уровень шума.

Шероховатость колеса выбрали применительно к новому колесу, определив ее опытным путем. Расчеты были выполнены для трех вариантов колеса, но в дальнейших расчетах использовали результаты, полученные для нового колеса.

Скорость движения принята равной 200 км/ч. В процессе расчетов ее величину варьировали в пределах 100 – 400 км/ч, но для дальнейших вычислений использованы результаты, полученные при скорости 200 км/ч.

Примеры расчета

Пример 1. Рассмотрено колесо диаметром 850 мм, массой 293 кг челночного поезда Desiro компании Siemens. На ступице колеса установлен тормозной диск. Перед расчетом провели экспериментальный анализ, чтобы определить, как влияет тормозной диск на собственную частоту колебаний колеса и на их гашение.

Результаты расчета: в точке контакта уровень шума от колеса составляет 104,9 дБ (А), от рельса — 108,6 дБ (А). Таким образом, хотя уровень шума, создаваемого колесом, ниже, чем шум от рельсов, на подвижном составе все таки необходимо принятие мер, направленных на снижение уровня шума.

Пример 2. Рассматриваемое колесо пассажирского вагона диаметром 920 мм по форме соответствовало классическому. Колесо аксиально симметрично, по этой причине экспериментальный анализ не проводили.

Результаты расчетов: в точке контакта уровень шума от колеса составляет 110,9 дБ (А), от рельса — 108,6 дБ (А). Отсюда следует, что необходимо найти возможности для улучшения формы колеса, так как оно создает уровень шума больший, чем рельс.

Пример 3. Была сделана попытка найти оптимальную форму колеса, при которой достигается компромисс между его акустическим воздействием и массой. Таковым является колесо 920SLT#2 диаметром 920 мм и массой 322 кг.

Результаты расчета: в точке контакта уровень шума от колеса составляет 108,2 дБ (А), от рельса — 108,6 дБ (А). По сравнению с этим параметром уровень шума для обычного колеса пассажирского вагона ниже примерно на 3 дБ. Дальнейшее снижение может быть достигнуто применением колесного абсорбера. Результат еще лучше для небольшого колеса с тормозным диском: разница в уровнях шума составляет 6 дБ, причем снижение уровня шума на 1,5 – 2 дБ достигается гашением шума в зазоре между колесом и тормозным диском. В результате шум, создаваемый колесом, меньше шума от рельсов.

Уровень шума от проходящего поезда

Чтобы определить уровень шума от проходящего поезда, необходимо учесть все точки контакта колеса с рельсом и определить, как распространяется шум от подвижного состава. При этом важно знать длину поезда, степень абсорбции колебаний землей и подвижным составом, выявить и смоделировать источник шума. Допустимо также использование передаточной функции для установления уровня шума по звуковому давлению. В данном случае для четырехвагонного подвижного состава эта функция составляет 19 дБ. Измерения в зоне источника шума, выявленного с помощью микрофона на поезде и под ним, подтвердили результаты расчетов. В любом случае необходимо учесть, что источником шума может быть не только контакт колеса и рельса, поэтому микрофоны располагали вдоль всего поезда.

В результате расчетов было установлено, что предельное значение уровня шума при движении со скоростью 200 км/ч составляет 92 дБ (А). Для его снижения необходимо изменить основные условия.

Технические условия допуска к эксплуатации дисковых колес

Документ EN 139790 – 1:2003 предусматривает акустическую оценку дисковых колес. Для этого применяют специальную программу. Поскольку путем выбора основных условий нельзя было обеспечить точность полученных результатов, решили использовать результаты сравнения усредненных значений уровня шума, исходя из комбинации значений шероховатости и скорости.

Необходимые для расчетов значения нажатия колеса на рельс и нагрузки на колесо (порожний подвижной состав) обычно задаются. Параметры и условия, используемые при расчете, были приведены ранее.

Испытания колесных абсорберов


Выполненный на модели анализ шумового воздействия колес с абсорберами и без них не мог дать полных доказательств эффективности этих устройств, так как при качении колес происходит некоторое гашение звуковых колебаний в зоне их контакта с рельсами. Можно рассчитать уровень шума, создаваемого каждым колесом с абсорбером и без него, применяя пакет Twins. Однако более точно определить значения требуемых величин проще, используя результаты предварительных расчетов. Результаты расчетов, проведенных для колес с неизношенной поверхностью катания и с имеющей волновой износ, дают возможность определить величину демпфирования колебаний, необходимую для достижения заданного снижения шума от колеса.

Результаты расчетов были обобщены и позволили проверить действие колесных абсорберов в лабораторных условиях путем простого измерения коэффициента демпфирования. При оборудовании колеса таким абсорбером можно снизить уровень шума на 4 – 6 дБ.

Следует напомнить, что колесо поезда Desiro, не имеющее абсорбера, но оборудованное тормозным диском, тоже обеспечивает снижение уровня шума, но не более чем на 1,5 – 2 дБ.

Источник:
http://www.zdmira.com/





Читайте также

Гробовое молчание президентов (оригинал) (вышла в сокращении в Новом Петербурге 18.07.13г. №28)

ГРОБОВОЕ МОЛЧАНИЕ ПРЕЗИДЕНТОВ.

Материал данной статьи был предложен редактору газеты «Октябрьская..

Использование неэксплуатируемых железнодорожных линий для развития Тайн и Уир метро (Великобритания)

Система Тайн и Уир метро (Tyne&Wear; Metro) имеет значительный потенциал развития. Его ежедневный пассажиропоток..

Концепция формирования радиально-кольцевой сети Алматинского метрополитена (Казахстан)

Начало эксплуатации Алматинского метрополитена открыло своеобразный этап развития общественного..


Комментировать:
Для этой записи комментирование недоступно.


Поучаствуйте в опросе

Снижение показателей грузоперевозок на железнодорожном транспорте связано с :

Сейчас на форуме

47 Гостей, 0 Пользователей (6 Пауков)
yandex (3), Google (AdSense), Google (2)

Сегодня форум посетили

Konsul

"Доска почёта TrainClub"

Железнодорожные форумисты:
I-G-71 | Сообщений: 2324
IZ387 | Сообщений: 1603
Владислав | Сообщений: 1598
AlLeZaN | Сообщений: 1187
beda.36 | Сообщений: 1159
Sergey | Сообщений: 1026
Konsul | Сообщений: 684
Евгений Scorpion | Сообщений: 337
alexs13 | Сообщений: 319
moscwich | Сообщений: 296
DenisRail | Сообщений: 289
Stop-TussiN | Сообщений: 178
Eg Or | Сообщений: 123
domoded | Сообщений: 108
ЛИБ1995 | Сообщений: 104