Инновации в тележках грузовых вагонов

Начиная с середины 50-х годов прошлого века на сети железных дорог колеи 1520 мм эксплуатируется тележка ЦНИИ-Х3-О. Она заменила тележки МТ-44 и МТ-50, применявшиеся в то время. Это произошло благодаря ряду преимуществ – сравнительно лучшим показателям качества хода, менее интенсивному воздействию на путь[1].

В последующие годы тележке ЦНИИ-Х3-О была присвоена модель 18-100. Тележка этой самой массовой модели эксплуатируется на железных дорогах и по настоящее время. Более того, вплоть до 2004г. данная тележка была фактически единственной серийно выпускаемой, используемой в составе четырех- и восьмиосных грузовых вагонов.

С момента ввода тележки модели 18-100 в эксплуатацию ее конструкция претерпела ряд изменений и модернизаций. Необходимость улучшения конструкции в первую очередь была вызвана:

• увеличением нагрузки на ось;
• увеличение ее эксплуатационных качеств  (например, скорости движения);
• увеличение межремонтных пробегов.

Данные направления совершенствования ходовых частей грузовых вагонов актуальны и на сегодняшний день. Так, согласно телеграмме от 03.03.2009г. №3490 сеть дорог Компании готова к началу массовой эксплуатации тележек с осевой нагрузкой  25 тс. По всем перечисленным направлениям научными конструкторскими и производственными организациями ведутся работы и достигнуты определенные успехи [1].

В области повышения межремонтных пробегов тележек грузовых вагонов следует отметить модернизацию тележки модели 18-100 по проекту М1698. Суть данной модернизации заключается в защите основных пар трения тележки от износов в эксплуатации (см. рисунок 1):

Рисунок 1 – Модернизация тележки модели 18-100 по проекту М1698

- в буксовый проем боковой рамы тележки устанавливается сменная прокладка толщиной 6 мм. В соответствии с проектом типовые фрикционные планки заменяют составными.

 

Составную фрикционную планку устанавливают во фрикционный узел гашения колебаний. Она состоит из двух элементов: неподвижной фрикционной планки (толщиной 10 мм), которая приклепывается к боковой раме, и контактной (подвижной) фрикционной планки (толщиной 6 мм), свободно размещенной между неподвижной планкой и вертикальной поверхностью фрикционного клина;

- стальные фрикционные клинья тележки модели 18-100 заменяют начугунные;

- в подпятник надрессорной балки устанавливается износостойкий элемент из стали 30ХГСА в виде плоской прокладки (диска);

- скользуны оборудуют износостойким колпаком.

Тележка 18-100, прошедшая данную модернизацию, имеет обозначение 18-100М [1].

Внедрение данного проекта модернизации тележки позволило уменьшить износы пар трения тележки. Благодаря этому удалось повысить межремонтный пробег и ремонтопригодность тележки.

В 2004 г. в результате комплексной модернизации тележки модели 18-100 специалисты ОАО «НПК «Уралвагонзавод»» разработали тележку модели 18-578. Данная тележка позволила  при минимальных изменениях в конструкции добиться улучшения эксплуатационных показателей. В тележке модели 18-578 (см. рисунок  2) применен ряд конструктивных и технологических решений для увеличения межремонтного периода грузовых вагонов по пробегу до 500 тыс.км и гарантийного срока эксплуатации до 4 лет [2].

В тележке используются:

- съемные скользуны упруго-каткового типа;

- чугунные термоупрочненные фрикционные клинья с уретановыми накладками.

Помимо этого, в конструкции предусмотрена защита основных узлов трения. В том числе - износостойкая чаша в подпятнике надрессорной балки, колеса  повышенного качества и твердости, подшипники кассетного типа.

Рессорное подвешивание в данной тележке выполнено из пружин меньшей, по сравнению с тележкой 18-100, жесткости, что способствует улучшению динамики порожних и малозагруженных вагонов.

С целью повышения плавности хода вагона вследствие уменьшения боковой качки, гашения извилистости движения тележки за счет трения между скользунами кузова вагона и скользуном надрессорной балки тележки, обеспечения свободного поворота тележки относительно кузова при прохождении кривых участков пути, повышения устойчивости вагонов против опрокидывания (на вагонах с тележками модели 18-578) используются «беззазорные скользуны с рабочим ходом 15 мм» ВМ 003.000 (см. рисунок 3) с установленным в нем упругих элементов из термоэластопласта. В условиях вагонного депо для установки таких беззазорных скользунов просверливают дополнительные отверстия в надрессорной балке.  Например, внедрение такой технологии в ремонтном вагонном депо Ленинск-Кузнецкий позволило обеспечить: гарантийный срок эксплуатации – 4 года со дня ввода скользуна в эксплуатацию; пробег вагона – 500 тыс.км; безопасное движение поездов [3].

Приблизительно в то же время на ЗАО «Промтрактор-Вагон» была поставлена на производство и сертифицирована тележка модели 18-9771, в которой применены аналогичные тележке 18-578 технические решения.

Главным отличием тележки модели 18-9771 от 18-578 стала возможность применения различных конструкций упругих и упруго-катковых скользунов. По мнению специалистов ОАО «РЖД», именно тележки такого типа являются перспективными переходными моделями к тележкам с повышенной осевой нагрузкой.

Так тележка модели 18-9810 предназначена для эксплуатации под универсальными и специализированными грузовыми вагонами колеи 1520 мм и полностью взаимозаменяема с тележкой модели 18-100. Конструкция разработана для осевой нагрузки 23,5 тс и конструкционной скорости 120 км/ч. При этом пружины рессорного комплекта и боковые рамы имеют запас прочности для осевой нагрузки в 25тс.

В тележке практически отсутствуют неметаллические элементы. Это гарантирует ее эксплуатацию при температурах до -60⁰С, а применение износостойких материалов в узлах трения обеспечивает межремонтный пробег не менее 500 тыс.км.

Колесные пары с двухрядными кассетными подшипниками взаимодействуют с боковыми рамами через адаптеры из высокопрочного чугуна и защитные скобы. Их устанавливают в буксовых проемах.

На надрессорной балке тележки выполнены площадки для установки боковых скользунов постоянного контакта. Они состоят из комплекта цилиндрических пружин, расположенных внутри корпуса. Количество пружин скользуна подбирается в зависимости от веса порожнего кузова вагона.

В решении задачи повышения осевых нагрузок учеными и производственниками также достигнут значительный прогресс. Это две грузовые тележки модели 18-194-1 производства ОАО «НПК «Уралвагонзавод»» и модели  18-9800 производства ЗАО «Промтрактор-Вагон».

В конструкции этих тележек применяются фрикционные клинья увеличенной ширины. В конструкции буксовых узлов используются кассетные подшипники. Скользуны постоянного контакта обеспечивают постоянный момент сопротивления вилянию тележек под вагоном.

Таким образом, тележки, предложенные различными производителями, решают задачу улучшения показателей долговечности, ходовых качеств и безопасности движения вагонов каждый своим способом. Они имеют различное устройство буксы или адаптера, износостойкого элемента буксового узла, боковой рамы, пружин подвешивания, фрикционных клиньев, надрессорной балки и др. Но появление большого числа разнотипных ходовых частей, принципиально не отличающихся по своим возможностям может вызвать  дополнительные расходы в эксплуатации.

 

Список используемых источников:

1. Совершенствовать ходовую часть грузовых вагонов. [Электронный ресурс] // URL:http://www.engcenter.ru (дата обращения: 20.12.2012);
2. Тележка модели 18-578. [Электронный ресурс] // URL: http://www.pomogala.ru (дата обращения: 20.11.2012);
3. Замена упруго-катковых скользунов на «беззазорные скользуны с рабочим ходом IS MM» на надрессорных балках тележки модели 18-578 / Западно-Сибирская железная дорога, Западно-Сибирский центр научно-технической информации и библиотек. – Новосибирск: ЗСЦНТИБ, 2010. –  2 с. – ИЛ 2731 (ДРВ 164).