Анализ передового опыта организации и технологии ремонта тележек пассажирских вагонов на заводах

1 АНАЛИЗ ПЕРЕДОВОГО ОПЫТА ОРГАНИЗАЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ    РЕМОНТА ТЕЛЕЖЕК ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ НА ЗАВОДАХ

На железных дорогах ФРГ для привлечения пассажиров железнодорожные компании-перевозчики стремятся:

– повышать комфортность поездки за счёт хорошо оборудованных мест для сидения, снижения уровня шума, увеличения плавности хода, улучшения условий посадки и высадки, совершенствования форм обслуживания пассажиров в вокзальных ресторанах, отелях и торговых центрах;

– сокращать время нахождения в пути за счёт повышения скорости движения, уменьшения времени стоянок на станциях путём улучшения условий посадки и высадки пассажиров;

– снижать плату за проезд.

Решению вышеуказанных задач способствует совершенствование конструкции и ремонта тележек пассажирских вагонов.

Для решения этих задач компании-перевозчики должны располагать подвижным составом, отвечающим определённым требованиям в отношении массы, высоты уровня пола вагонов, величины хода элементов рессорного подвешивания, использования гасителей колебаний, применения систем наклона кузовов вагонов в кривых и доли изнашивающихся деталей в конструкции.

С повышением скорости увеличивается нагрузка на узлы и детали подвижного состава, что приводит к повышению требований к конструкции в отношении прочности и надёжности. Соответствие этим требованиям, а также износостойкость и срок службы проверяются с помощью испытаний.

Предварительно на стадии разработки конструкции эти параметры проверяют расчётным путём. Тщательный побор компонентов позволяет создать такую конструкцию, которая в течение длительного (более 5 лет) времени обеспечит надёжную работу подвижного состава с сохранением примерно одинаковых характеристик.

Проверку конструкции тележек начинают уже на стадии разработки концепции, чтобы можно было гарантировать выполнение повышенных требований к отдельным её элементам. При этом могут быть определены габариты пространства, в котором необходимо разместить тот или иной узел. Для всех элементов конструкции проводят комплекс испытаний с целью проверки прочности, срока службы, износа и устойчивости к вибрациям.

Чтобы определить весь комплекс нагрузок, способных вызвать повреждения, необходимо проводить измерения на подвижном составе различных серий и анализировать результаты. Лишь таким образом можно определить фазовое распределение и получить кривые изменения во времени сил, действующих в элементах типа рессор, гасителей колебаний, поводков и др.

Если параметры пути известны, с помощью расчётов динамики движения определяют необходимую жёсткость и рабочий ход пружин рессорного подвешивания, а также получают кривые изменения во времени действующих сил. Сравнивая результаты расчёта на модели, представленной в виде многих тел, с имеющимися данными измерений, можно с высокой точностью определить силы, действующие в деталях и узлах проектируемого подвижного состава.

Зная геометрию конструкции и действующие силы, определяют величину напряжений и деформаций в элементах конструкции методами, известными из теории сопротивления материалов.

В настоящее время напряжения определяют методом конечных элементов (FEM). Рама тележки со всеми рёбрами и сварными швами представлена в виде совокупности элементов и имеет от 500000 до 1000000 степеней свободы.

В зависимости от нагруженности элементов конструкции проводят исследования разного объёма. В результате анализа возможности возникновения дефектов и их влияния на общую конструкцию все детали подразделяют на три класса (А,В,С). Эта классификация позволяет оценить их надёжность и размер финансовых потерь при выходе из строя.

Для элементов класса А (например, резинометаллических блоков первичного рессорного подвешивания или элементов системы наклона кузова в кривых) в процессе разработки соответствие требованиям проверяется не только с помощью расчёта методом FTM, но и на испытательном стенде.

Компания Simens SGP обычно привлекает для этих целей один из независимых исследовательских центров: объединение технического контроля (TUV) в Боварии, центральную службу сварочной техники (SZA) в Вене, технический университет в Граце, технологический институт в Лейпциге и др. Так, в Граце работает стенд для испытаний рам тележек, на котором можно использовать от 12 до 15 гидроциллиндров, позволяющих прикладывать до 10 миллионов циклов знакопеременной нагрузки. Для испытаний конических пружин нагрузку прикладывают по трём осям. При этом качественно фиксируется 100% сигналов без искажения фазы и амплитуды.

Практическая проверка элементов конструкции на испытательном стенде обеспечивает контроль качества на этапах разработки и изготовления.

Если предполагается продлить эксплуатацию разработанных элементов конструкции, необходимо исследовать основные моменты, определяющие срок  службы тележки. Речь идёт прежде всего об оценке нагрузочной способности и технологии выполнения соединений элементов, из которых состоит рама тележки. В данном случае в основном используется технология сварки.