Результаты комплексных испытаний тележек грузовых вагонов нового поколения

Результаты комплексных испытаний тележек грузовых вагонов нового поколения

Тезисы доклада на секции "Вагоны и вагонное хозяйства МПС РФ"

Докладчики:

1.  зав. лабораторией комплексного отделения пассажирские и грузовые вагоны Краев М.В.

2.  старший научный сотрудник отделения комплексных испытаний и взаимодействия пути и подвижного состава к.т.н. Белоусов А..В.

В 2001-2002 г. ГУП ВНИИЖТ провел комплекс испытаний тележек грузовых вагонов нового поколения.

Тележки для вагонов нового поколения спроектированы в соответствии с постановлением Коллегии МПС РФ № 23 от 24-25.12.1999 г.

Целью испытаний является экспериментальная проверка соответствия показателей прочности, несущей способности и ходовых качеств тележек требованиям нормативно-технической документации (ТЗ, ТУ, "Нормам для расчета и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных)", 1996 г., РД, ГОСТ и т. д.).

Комплексное отделение пассажирских и грузовых вагонов ВНИИЖТ проводило следующие виды испытаний тележек грузовых вагонов нового поколения: ходовые динамические, ходовые прочностные и эксплуатационные испытания на ЭК.

Основными задачами ходовых динамических испытаний являются проверка общей работоспособности экипажа в движении, определение и оценка показателей ходовых качеств вагона на новых тележках при движении с различными режимами загружения и различными скоростями, в том числе с конструкционной, на характерных участках железнодорожного пути соответствующей конструкции и текущего состояния.

Основными задачами ходовых прочностных испытаний являются определение уровня, статистической повторяемости и частотного состава динамических напряжений в основных несущих элементах тележки, возникающих при движении вагона с заданной нагрузкой, с различными скоростями вплоть до конструкционной на характерных участках ж.д. пути, а также уточнение величин отдельных динамических сил, действующих на характерные узлы тележки.

Основными задачами эксплуатационных форсированных пробеговых испытаний на Экспериментальном кольце ВНИИЖТ являются оценка работоспособности узлов и деталей тележек в условиях повышенных осевых нагрузок (27-30 т/ось), определение интенсивности износов трущихся поверхностей деталей в зависимости от пробега, а также выявление конструктивных, либо технологических недостатков узлов и деталей тележек и оценка способности сохранения функциональных свойств тележки при увеличенных межремонтных пробегах.

На испытания были представлены четыре вида грузовых тележек, которые можно условно разбить на две группы:

1.Тележки со статической нагрузкой от колесной пары на рельсы 25 т:

1.1.Тележка модели 18-194 разработки и производства ГУП ПО «Уралвагонзавод»

1.2.Тележка модели Р25.120 разработки ВНИИ Трансмаш и производства ОАО «Ижорские заводы»

2.Тележки с конструкционной скоростью движения 140 км/ч:

2.1.Тележка модели 18-9934 разработки ЦКБ ТМ и производства ОАО «Тверской вагонзавод»

2.2.Тележка модели Р20.140 разработки ВНИИ Трансмаш и производства ЗАО «Завод Трансмаш»

Краткое описание тележки модели 18-194 и результаты ее испытаний

Тележка мод. 18-194 предназначена для использования под грузовыми вагонами нового поколения железных дорог колеи 1520 мм. Конструкционная скорость – 120 км/ч (33 м/с). Допускаемая максимальная статическая нагрузка от колесной пары на рельсы – 245 кН (25 тс), Габарит вписывания 02-ВМ по ГОСТ 9238 (нижнее очертание по черт.15д).

Тележка двухосная, с центральным рессорным подвешиванием, рама нежесткого типа (трехэлементная). База тележки составляет 1850 мм. Колесная пара – с буксовыми узлами, оборудованными двухрядными коническими подшипниками кассетного типа. Диаметр подпятника – 354 мм, глубина – 35 мм, пятник плоский. Опора боковой рамы на колесные пары – через адаптер и упругую прокладку. Рессорное подвешивание содержит цилиндрические пружины, обеспечивающие билинейную характеристику и фрикционные клиновые гасители колебаний. Расчетный статический прогиб подвешивания при нагрузке от оси на рельсы 245 кН (256 тс) – 74мм, тоже при нагрузке 60 кН (6,0 тс) – 18 мм. Коэффициент конструктивного запаса динамического прогиба рессорного подвешивания – 1,75, расчетный коэффициент относительного трения – 8%. Тормозная рычажная передача – с односторонним нажатием тормозных колодок на колеса. Расчетная масса тележки – 5,2 т.

По результатам испытаний двухосной тележки модели 18-194 под полувагонами моделей 12-196 (с люками) и 12-197 (глуходонный) можно сделать следующие выводы и предложения:

1. Тележка модели 18-194 не соответствует Техническому заданию, согласованному с ЦВ МПС РФ, по следующим пунктам:

§  4.1.4. Расчетная масса тележки (по номинальным размерам) не более 5,0 т. Расчетная масса тележки по технической документации – 5,2 т;

§  4.1.13. Конструкция клинового демпфера не обеспечивает постоянный контакт вертикальной поверхности клина с фрикционной планкой.

§  4.1.13. Коэффициент относительного трения превышает нормируемые показатели в 2-3 раза, что неблагоприятно отразилось на показателях динамических качеств опытных вагонов;

§  4.1.18. Диск колеса должен быть упрочнен и не иметь перегибов в зонах переходов к ободу и ступице. Этот пункт ТЗ не выполнен.

§  4.4.1. Тормозная эффективность тележек позволяет их эксплуатацию в груженом режиме со скоростями не более 100 км/ч. (по ТЗ скорость 120 км/ч).

§  Износостойкая прокладка в буксовом проеме боковой рамы тележки приваривается к раме - это влечет за собой уменьшение усталостной прочности рамы.

2. Величины коэффициентов вертикальной динамики, измеренные на тележке модели 18-194 не превышают допустимых значений, установленных "Нормами…", однако они превышают аналогичные показатели тележки модели 18-100, и это при том, что статический прогиб рессорного подвешивания у тележки мод. 18-100 меньше, чем у 18-194. Для уменьшения коэффициента вертикальной динамики необходимо обеспечить величину относительного трения в клиновых гасителях колебаний в соответствии с ТЗ.

3. Тележки модели 18-194 под полувагонами мод. 12-196(7), оборудованные упруго-катковыми скользунами "А.Стаки", при правильной регулировке скользунов имеют преимущества по сравнению с оборудованными скользунами УВЗ по показателям динамики в горизонтальной плоскости: