Bulletin of scientific research results Bulletin of scientific research results Бюллетень результатов научных исследований 2223-9987 96572 10.20295/2223-9987-2025-1-45-61 Проблематика транспортных систем PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM Проблематика транспортных систем Defect Detection on the Freight-Car Wheel Surface with a Monitoring Device Mounted on the Axle Box Определение дефектов на поверхности катания колес грузового вагона посредством устройства мониторинга, установленного на буксе Солин Дмитрий Николаевич Solin Dmitriy Nikolaevich dmitri.solin@yandex.ru Шамрай Артем Александрович Shamray Artem Aleksandrovich shamray_a@ratorm.ru Даниленко Денис Викторович Danilenko Denis Viktorovich denis.danilenko@rmrail.ru Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University St Petersburg Russian Federation Акционерное общество «Научно-внедренческий центр «Вагоны» Санкт-Петербург Россия Joint-Stock Company Scientific and Innovation Center “Wagons” St Petersburg Russian Federation 3ООО НПП «РаТорм», Екатеринбург Россия NPP RaTorm LLC Ekaterinburg Russian Federation ООО «Управляющая компания РМ Рейл» Саранск Россия RM Rail Management Company LLC Saransk Russian Federation 25 03 2025 25 03 2025 2025 1 45 61 23 03 2025 https://brni.editorum.ru/en/nauka/article/96572/view

Цель: Получение исходных данных с УМДВ при движении грузового вагона (порожнего, груженого), колесные пары которого были как в состоянии нового изготовления, так и с браковочными дефектами на поверхности катания колеса, и формирование статистических данных по результатам регистрации показаний встроенных датчиков УМДВ, установленных на тележку модели 18-9891. Методы: Проведение статистической обработки данных по результатам испытаний устройства на реальном вагоне с целью определения максимальных амплитуд ускорений при движении вагона с разным состоянием колесных пар и частоты ударного воздействия для каждого скоростного режима движения. Результаты: В результате исследовательских испытаний установлено, что УМДВ фиксирует ударное воздействие дефектного колеса о рельс. Алгоритм автоматического определения дефектного колеса о рельс можно выстраивать на базе частотной составляющей повышенных амплитуд ускорений при соответствующем режиме загрузки и скорости движения. Практическая значимость: Полученные результаты испытаний позволяют разработать алгоритмы определения дефектов на поверхности катания колесных пар на ходу поезда посредством УМДВ, что является одной из важных функций цифрового грузового вагона.

Purpose: To obtain CMDS initial data from the moving freight car (empty or loaded) wheelsets both newly manufactured or with rolling surface defects; to generate statistical data based on the results of registered readings from CMDS inbuilt sensors installed on the 18-9891 model bogie. Methods: Statistical data processing obtained from the CMDS device tested on a railway car to determine the maximum acceleration amplitudes of a moving car with different wheelset conditions and impact frequency for each speed mode. Results: The research tests have shown that the CMDS captures the impact of a defective wheel against a rail. The algorithm for automatic detection of a defective wheel impact against the rail can be built based on the frequency component of increased acceleration amplitudes with the appropriate loading mode and speed of movement. Practical significance: The test results obtained allow developing algorithms for defect detection on the train wheelset rolling surface using CMDS, which is one of the most important functions of a digital freight car.

 Цифровой грузовой вагон исследовательские испытания система диагностики акселерометры амплитуды ускорений дефект поверхности катания колесная пара буксовый узел Digital freight car research tests diagnostics system accelerometers acceleration amplitudes rolling surface defect wheelset axle box

Попов В. В. Мониторинг технического состояния грузовых вагонов на ходу поезда / В. В. Попов, А. Н. Иванов, А. В. Смутин и др. // Транспорт Российской Федерации. — 2021. — № 1-2(92-93). — С. 52–56. Popov V. V. Monitoring tehnicheskogo sostoyaniya gruzovyh vagonov na hodu poezda / V. V. Popov, A. N. Ivanov, A. V. Smutin i dr. // Transport Rossiyskoy Federacii. — 2021. — № 1-2(92-93). — S. 52–56. Гришин С. А. Внедрение устройства мониторинга и диагностики грузовых вагонов на ПТО / С. А. Гришин // Инновации в науке и практике: сборник научных статей по материалам XV Международной научно-практической конференции, Уфа, 11 июня 2024 года. — Уфа: Общество с ограниченной ответственностью «Научно-издательский центр “Вестник науки”», 2024. — С. 88–91. Grishin S. A. Vnedrenie ustroystva monitoringa i diagnostiki gruzovyh vagonov na PTO / S. A. Grishin // Innovacii v nauke i praktike: sbornik nauchnyh statey po materialam XV Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii, Ufa, 11 iyunya 2024 goda. — Ufa: Obschestvo s ogranichennoy otvetstvennost'yu «Nauchno-izdatel'skiy centr “Vestnik nauki”», 2024. — S. 88–91. Ададуров А. С. Система мониторинга состояния подвижного состава для формирования оптимизированных и сбалансированных планов ремонта и эксплуатации (часть 1) / А. С. Ададуров, А. Д. Усмендеева // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. — 2018. — № 3(43). — С. 66–71. Adadurov A. S. Sistema monitoringa sostoyaniya podvizhnogo sostava dlya formirovaniya optimizirovannyh i sbalansirovannyh planov remonta i ekspluatacii (chast' 1) / A. S. Adadurov, A. D. Usmendeeva // Vestnik Instituta problem estestvennyh monopoliy: Tehnika zheleznyh dorog. — 2018. — № 3(43). — S. 66–71. Ададуров А. С. Система мониторинга состояния подвижного состава для формирования оптимизированных и сбалансированных планов ремонта и эксплуатации (часть 2) / А. С. Ададуров, А. Д. Усмендеева // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. — 2019. — № 1(45). — С. 90–96. Adadurov A. S. Sistema monitoringa sostoyaniya podvizhnogo sostava dlya formirovaniya optimizirovannyh i sbalansirovannyh planov remonta i ekspluatacii (chast' 2) / A. S. Adadurov, A. D. Usmendeeva // Vestnik Instituta problem estestvennyh monopoliy: Tehnika zheleznyh dorog. — 2019. — № 1(45). — S. 90–96. Ширинкин А. В. Цифровой грузовой вагон / А. В. Ширинкин // Наука 1520 ВНИИЖТ: Загляни за горизонт: cборник материалов научно-практической конференции АО «ВНИИЖТ», Щербинка, 26–27 августа 2021 года. — Щербинка: АО «ВНИИЖТ», 2021. — С. 214–216. Shirinkin A. V. Cifrovoy gruzovoy vagon / A. V. Shirinkin // Nauka 1520 VNIIZhT: Zaglyani za gorizont: cbornik materialov nauchno-prakticheskoy konferencii AO «VNIIZhT», Scherbinka, 26–27 avgusta 2021 goda. — Scherbinka: AO «VNIIZhT», 2021. — S. 214–216. Ширинкин А. В. Умный вагон — это реальность / А. В. Ширинкин, А. А. Шамрай // Железнодорожный транспорт. — 2019. — № 10. — С. 77. Shirinkin A. V. Umnyy vagon — eto real'nost' / A. V. Shirinkin, A. A. Shamray // Zheleznodorozhnyy transport. — 2019. — № 10. — S. 77. Неумоин В. А. Цифровой грузовой вагон — методы и способы реализации проекта / В. А. Неумоин // Актуальные проблемы современного транспорта. — 2023. — № 4(14). — С. 31–40. Neumoin V. A. Cifrovoy gruzovoy vagon — metody i sposoby realizacii proekta / V. A. Neumoin // Aktual'nye problemy sovremennogo transporta. — 2023. — № 4(14). — S. 31–40. Торопова А. А. Особенности реализации цифрового вагона в современных условиях транспортной индустрии / А. А. Торопова, А. А. Пичугина, С. В. Рачек // Вестник науки. — 2023. — Т. 4. — № 11(68). — С. 674–678. — URL: https://www.вестник-науки.рф/article/11145 (дата обращения: 18.11.2024). Toropova A. A. Osobennosti realizacii cifrovogo vagona v sovremennyh usloviyah transportnoy industrii / A. A. Toropova, A. A. Pichugina, S. V. Rachek // Vestnik nauki. — 2023. — T. 4. — № 11(68). — S. 674–678. — URL: https://www.vestnik-nauki.rf/article/11145 (data obrascheniya: 18.11.2024). Стоянова Н. В. Средства диагностики узлов и деталей нетягового подвижного состава / Н. В. Стоянова // Транспорт: наука, образование, производство («Транспорт-2021»): труды международной научно-практической конференции, Воронеж, 19–21 апреля 2021 года. — Воронеж: Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Ростовский государственный университет путей сообщения» в г. Воронеж, 2021. — С. 226–228. Stoyanova N. V. Sredstva diagnostiki uzlov i detaley netyagovogo podvizhnogo sostava / N. V. Stoyanova // Transport: nauka, obrazovanie, proizvodstvo («Transport-2021»): trudy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii, Voronezh, 19–21 aprelya 2021 goda. — Voronezh: Filial federal'nogo gosudarstvennogo byudzhetnogo obrazovatel'nogo uchrezhdeniya vysshego obrazovaniya «Rostovskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya» v g. Voronezh, 2021. — S. 226–228. Патент № 2745168 C1 Российская Федерация, МПК B61L 25/00. Устройство мониторинга и диагностики грузового вагона: № 2020132485: заявл. 02.10.2020: опубл. 22.03.2021 / В. И. Антипов, П. Б. Колосов, В. В. Ляной и др.; заявитель Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие «РаТорм». Patent № 2745168 C1 Rossiyskaya Federaciya, MPK B61L 25/00. Ustroystvo monitoringa i diagnostiki gruzovogo vagona: № 2020132485: zayavl. 02.10.2020: opubl. 22.03.2021 / V. I. Antipov, P. B. Kolosov, V. V. Lyanoy i dr.; zayavitel' Obschestvo s ogranichennoy otvetstvennost'yu Nauchno-proizvodstvennoe predpriyatie «RaTorm». Патент № 2778174 C1 Российская Федерация, МПК B61D 43/00, B61F 5/50, H02K 7/18. Узел крепления электрического генератора на буксовый узел или раму тележки грузового вагона (варианты): № 2021118584: заявл. 25.06.2021: опубл. 15.08.2022 / А. А. Шамрай, А. В. Ширинкин, С. А. Раловец и др.; заявитель Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие «РаТорм», Акционерное общество «Рузаевский завод химического машиностроения». Patent № 2778174 C1 Rossiyskaya Federaciya, MPK B61D 43/00, B61F 5/50, H02K 7/18. Uzel krepleniya elektricheskogo generatora na buksovyy uzel ili ramu telezhki gruzovogo vagona (varianty): № 2021118584: zayavl. 25.06.2021: opubl. 15.08.2022 / A. A. Shamray, A. V. Shirinkin, S. A. Ralovec i dr.; zayavitel' Obschestvo s ogranichennoy otvetstvennost'yu Nauchno-proizvodstvennoe predpriyatie «RaTorm», Akcionernoe obschestvo «Ruzaevskiy zavod himicheskogo mashinostroeniya». Зимакова М. В. Испытания и диагностика грузовых вагонов: проблемы, решения, задачи / М. В. Зимакова, А. В. Третьяков, Д. Н. Солин и др. // Железнодорожный подвижной состав: проблемы, решения, перспективы: материалы Третьей Международной научно-технической конференции, Ташкент, 17–20 апреля 2024 года. — Ташкент: Ташкентский государственный транспортный университет, 2024. — С. 199–203. Zimakova M. V. Ispytaniya i diagnostika gruzovyh vagonov: problemy, resheniya, zadachi / M. V. Zimakova, A. V. Tret'yakov, D. N. Solin i dr. // Zheleznodorozhnyy podvizhnoy sostav: problemy, resheniya, perspektivy: materialy Tret'ey Mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferencii, Tashkent, 17–20 aprelya 2024 goda. — Tashkent: Tashkentskiy gosudarstvennyy transportnyy universitet, 2024. — S. 199–203. Зимакова М. В. Тележка для грузового подвижного состава с осевой нагрузкой 25 ТС / М. В. Зимакова, А. В. Третьяков, В. С. Коршунов // Железнодорожный подвижной состав: проблемы, решения, перспективы: материалы Второй Международной научно-технической конференции, Ташкент, 19–22 апреля 2023 года. — Ташкент: Ташкентский государственный транспортный университет, 2023. — С. 176–182. Zimakova M. V. Telezhka dlya gruzovogo podvizhnogo sostava s osevoy nagruzkoy 25 TS / M. V. Zimakova, A. V. Tret'yakov, V. S. Korshunov // Zheleznodorozhnyy podvizhnoy sostav: problemy, resheniya, perspektivy: materialy Vtoroy Mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferencii, Tashkent, 19–22 aprelya 2023 goda. — Tashkent: Tashkentskiy gosudarstvennyy transportnyy universitet, 2023. — S. 176–182. Зимакова М. В. Результаты ходовых испытаний грузового вагона с устройством мониторинга на тележках 18-9891 / М. В. Зимакова, А. А. Шамрай, Т. М. Белгородцева // Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты : материалы ХVI Международной научно-технической конференции, Санкт-Петербург, 12–15 июля 2022 года. — СПб.: Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2022. — С. 37–40. Zimakova M. V. Rezul'taty hodovyh ispytaniy gruzovogo vagona s ustroystvom monitoringa na telezhkah 18-9891 / M. V. Zimakova, A. A. Shamray, T. M. Belgorodceva // Podvizhnoy sostav XXI veka: idei, trebovaniya, proekty : materialy HVI Mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferencii, Sankt-Peterburg, 12–15 iyulya 2022 goda. — SPb.: Peterburgskiy gosudarstvennyy universitet putey soobscheniya Imperatora Aleksandra I, 2022. — S. 37–40.