Научные подразделения СГУПС - НИЛ Путеиспытательная - Разработки

1. Патенты на изобретения, полезные модели и свидетельства регистрации программ для ЭВМ за последние 5 лет

№ п/п	Наименование	Выходные данные	Соавторы
1	Устройство для крепления рельса	Патент на полезную модель №141875 от 20 января 2014 г.	Карпущенко Н.И., Величко Д.В., Антонов Н.И.
2	Устройство для крепления рельса	Патент на полезную модель №162250 от 25.11.2015 г.	Карпущенко Н.И., Величко Д.В., Антонов Н.И.
3	Автоматизированная си-стема мониторинга перевозок грузов на железнодорожном подвижном составе	Патент на полезную модель №2611452 от 22.02.2017 г.	Пикалов А.С., Секачев П.М., Пунченко И.Л.
4	Способ замены зажатых уравнительных рельсов и рельсов временного восстановления плети бесстыкового пути (варианты)	Патент на изобретение №2643324 от 31.01.2018 г.	Шуругин А.С., Шаньгин Р.В., Косенко С.А., Акимов С.С., Старовойт Н.Н.
5	Способ получения электрической энергии во время движения железнодорожных объектов и автономный источник электропитания электрических приборов наземных объектов железнодорожного транспорта	Патент на изобретение №2686775, от 07.05.2018 г.	Величко Д.В., Иванова Л.И., Запасный И.Н., Сметанин В.И., Шаповаленко С.В.

2. Конструкции рельсовых скреплений для бесстыкового пути на железобетонных шпалах
1) КНУ-65
Подкладочное нераздельное болтовое малообслуживаемое скрепление повышенной недежности для сложных условий эксплуатации: кривые малого радиуса, повышенные осевые нагрузки, высокая грузонаапряженность участка
1 – упругая подрельсовая прокладка; 2 – металлическая подкладка;
3 – нашпальная прокладка; 4 – закладной болт; 5 – упругая прутковаяклемма;
6 – скоба; 7 – гайка; 8 – заглушка резиновая; 9 – шайба седловидная;10 – изолирующий пустотообразователь

Разработчики: д-р техн. наук, проф. Н.И. Карпущенко, кандидаты техн. наук, доценты Н.И. Антонов, Д.В. Величко, В.А. Отмахов, А.Я. Михин.



2) БАКС
Безрезьбовое анкерное клиновое упругое скрепление предназначено для метро, трамвайных и железнодорожных путей

1 – анкер; 2 – стержень; 3 – изолятор торцовый; 4 – пружинная прутковая клемма;
5 – подрельсовая прокладка; 6 – клин изолирующий

Количество деталей – 10 шт.
Количество металлических деталей – 5 шт.
Масса узла скрепления в сборе – 9 кг
Масса металлических деталей скрепления – 8,3 кг
Регулировка по высоте – 10 мм

Разработчики: д-р техн. наук, проф. Н.И. Карпущенко, кандидаты техн. наук, доценты Н.И. Антонов, Д.В. Величко

3) Патент на полезную модель безрезьбового скрепления


Устройство для крепления рельса содержит забетонированные в шпале 1 два плечевых элемента, каждый из которых представляет собой анкер 2, с выполненным в нем отверстием 3, рельсовый зажим 4, выполненный в виде двухсторонней спирали, средняя часть 5 которого зафиксирована в отверстии 3 анкера 2 через изолирующую U-образную прокладку 6, а концы 7 зажима 4 опираются на верхнюю сторону подошвы рельса 8, расположенного на подрельсовой прокладке 9.

3. Исследования в системе «Колесо-рельс»
Опасный момент «зависания» колес груженого вагона на гребнях с отрывом от поверхности катания рельсов
4. Износ рельсов в кривых
Опытный участок

Износ наружного рельса в кривой

Дефекты на поверхности катания внутреннего рельса

Форма головки наружной рельсовой нити при боковом ее износе 8-10 мм

Форма износа головок рельсов: а) наружного; б) внутреннего

а) боковой износ головки наружного рельса; б) вертикальный износ внутреннего рельса кривой

5. Управление жизненным циклом верхнего строения пути в сложных
эксплуатационных условиях

1) Исследования отказов и долговечности рельсов по данным эксплуатационных испы-таний
Гамма-процентный ресурс (γ = 92,5 %) рельсов категории Т1
на опытных участках

Статистическая обработка данных Tγ c использованием регрессионного анализа позво-лила автору получить следующую зависимость Tγ

где Pср – среднеосевая нагрузка подвижного состава на участке, кН; Rср – средневзвешенный радиус кривых на рассматриваемом участке, м.

2) Оценка долговечности железобетонных шпал

Статистическая обработка данных Tγ c использованием регрессионного анализа позволила автору получить следующую зависимость Tγ

где Pср – среднеосевая нагрузка подвижного состава на рассматриваемом участке; Rср – средневзвешенный радиус кривых на рассматриваемом участке.

Гамма-процентный ресурс (γ = 97.0 %) железобетонных шпал на опытных участках

3) Оценка надежности рельсовых скреплений по результатам эксплуатационных наблюдений

В соответствии со структурными схемами и формулами определяется вероятность без-отказной работы узлов скреплений для типов ЖБР-Ш, ЖБР-ПШМ, АРС.

Структурные схемы и формулы для расчета надежности узлов скреплений: а) для расчета надежности скрепления ЖБР-65Ш: 1ш – шурупы; 2ш – скобы; 3ш – клеммы; 4ш – боковые упоры; 5ш – дюбели; 1n – прокладка; б) для расчета надежности скрепления ЖБР-ПШМ: 1ш – шурупы; 2ш – шайбы; 3ш – клеммы; 4ш – вставки; 5ш – дюбели; 1n – прокладка; 2n – под-кладка; 3n – прокладка нашпальная; в) для расчета надежности скрепления АРС: 1а – анкер; 2а – монорегуляторы; 3а – клеммы; 4а – подклеммники; 5а – изоляторы; 1n – прокладка

Вероятность безотказной работы рельсовых скреплений

4) Модель стоимости жизненного цикла ВСП

Модель стоимости жизненного цикла ВСП (восстановительные работы, выполняемые за период жизненного цикла): Р – реконструкция пути; УК – усиленный капитальный ре-монт; С – средний ремонт; В – планово-предупредительный ремонт; П – подъемочный ре-монт; У – утилизация ВСП

Стоимостная модель жизненного цикла ВСП

где CЖЦ – среднегодовая стоимость жизненного цикла 1 км верхнего строения пути; Sрек – стоимость реконструкции (УК); Sтс(i) – стоимость текущего содержания в год i; Sр(i) – стоимость промежуточных ремонтов в год i; Sотк(i) – стоимость отказов в год i; Sут (n) – стоимость утилизации объекта (в конце срока службы); n –продолжительность жизненного цикла в годах; η – функция отказов (показатель надежности); P – требуемый уровень надежности.

Затраты на обслуживание и ремонт 1 км железнодорожного пути на участке З – А за период жизненного цикла

Результаты расчета СЖЦ по вариантам

Суммарные затраты по годам жизненного цикла ВСП нарастающим итогом по
вариантам (с учетом дисконтирования)

6. Разработки, готовые к внедрению

Нормы затрат труда на текущее содержание пути при участковой системе ведения путевого хозяйства и новой классификации и специализации железнодорожных линий
Соотношение затрат труда на текущее содержание эталонного километра различных конструкций пути и стрелочного перевода

Графики зависимостей фактических затрат труда работников, занятых на текущем содержании 1 км пути и стрелочного перевода, от пропущенного тоннажа

Регрессионная зависимость норм затрат труда (чел./год на 1 км пути) работников, заня-тых на текущем содержании пути, от грузонапряженности Г и пропущенного тоннажа Т для:
а) бесстыкового пути
Нб = 0,071+2,8•10-3Г+2,2•10-4Т;
а) звеньевого пути
Нз = 0,14+3,0•10-3Г+2,2•10-4Т;
а) стрелочных переводов
Нсп = 0,093+1,1•10-3Г+2,2•10-4Т.
Экономическая эффективность: экономия 2-4 % фонда оплаты труда работников, заня-тых на текущем содержании пути.