Подвижной состав на трехэлементных тележках модели 18-100. Повышение гарантированного пробега после постройки вагона

Большинство грузовых вагонов ОАО «РЖД», а также предприятий-собственников России, стран СНГ и Балтии эксплуатируют подвижной состав на трехэлементных тележках модели 18-100. Она без значительных изменений серийно выпускается на протяжении 50 лет. Несмотря на свою простоту и универсальность, тележка модели 18-100 не лишена недостатков. Они негативно влияют на динамику движения вагона, повышают воздействие на путь, способствуют быстрому износу колес и других трущихся поверхностей. Это приводит к низкому уровню надежности, перепростоям вагонов в ремонте и увеличению эксплуатационных расходов.

В вагонном хозяйстве давно назрел вопрос о создании новой тележки. Вместе с тем, специалисты не исключали проведение глубокой модернизации существующей тележки модели 18-100.

На первом этапе проектирования модель 18-100М с осевой нагрузкой 23,5 тс была модификацией тележки модели 18-100. Однако принципиальные отличия позволили разработчикам заявить о готовности начать выпуск новой тележки грузовых вагонов. После комплекса испытаний тележке модели 18-100М был присвоен номер 18-578.

Начиная со II квартала 2004 г. на ФГУП «ПО Уралвагонзавод» начали выпускать полувагоны модели 12-132-03. Их стали комплектовать тележками модели 18-578 с осевой нагрузкой 23,5 тс (рис. 1).

Основная задача, стоящая при разработке новой тележки, — повышение гарантированного пробега после постройки вагона (до 500 тыс. км или 4-х лет по сроку) до первого планового ремонта. Специалисты добивались этого путем качественного совершенствования узлов.

Литые несущие элементы тележки (боковые рамы и надрессорная балка) были изготовлены из низколегированной стали марки 20ГЛ. Они имеют повышенный коэффициент запаса усталостной прочности — 1,8 (вместо 1,4 для тележек модели 18-100).

Такое улучшение достигнуто не только за счет повышения качества литья. Так, в боковой раме изменена конфигурация в зонах, наиболее подверженных развитию дефектов в концевой части (проем центрального подвешивания, крепление кронштейнов тормозного оборудования). Причем, основные пары трения в местах опирания вагона на тележку, гашения колебаний, буксового проема защищены износостойкими элементами (рис. 2).

Чтобы повысить износостойкость вертикальных стенок фрикционного клина и сопряженной поверхности, были установлены составные фрикционные планки, изготовленные из стали ЗОХГСА. Наклонная поверхность надрессорной балки защищена от износа при взаимодействии с фрикционным клином с помощью полиуретановой износо- и морозостойкой накладки. Сам фрикционный клин изготовлен из высокопрочного термоупрочненного чугуна.

Кроме того, в подпятнике установлена съемная износостойкая чаша с фиксацией от проворота, выполненная из стали ЗОХГСА. При эксплуатации используют смазку из композиционного материала (КТСМ).

Впервые введенная конструкция упруго-катковых скользунов позволила за счет дополнительного демпфирования снизить колебания извилистого движения тележки, улучшить динамику вагона в целом и уменьшить износ деталей тележки. Наличие постоянной силы прижатия фрикционных поверхностей скользунов  увеличило момент силы трения, препятствующий избыточному повороту тележки под вагоном.

В конструкции тележки использовано также центральное линейное подвешивание с увеличенным статическим прогибом (до 68 мм) под нагрузкой брутто. Минимальный прогиб под массой порожнего вагона — 13 мм. Это улучшает показатели вертикальной динамики и безопасности движения. Вместе с тем, работа данных упругих элементов в вертикальном направлении амортизирует перевалку кузова на подпятнике. Тормозная рычажная передача оборудована триангелями с безрезьбовым соединением крепления тормозных башмаков. Введено торсионное устройство для равномерного отвода колодок от поверхности катания колес после отпуска тормоза. Данное устройство обеспечивает равномерное распределение тормозного нажатия на каждое колесо вагона. Боковая рама тележки опирается на колесные пары через корпус буксы. Внутри нее установлены цилиндрические подшипники 6-го класса точности.