Грузовые вагоны нового поколения

• соответствие всем действующим нормативным документам заказчика и прогнозам развития экономики в течение назначенного срока службы; удобство пользования, обеспечение сохранности грузов, возможности механизации погрузки и выгрузки;

• статистически значимое (не менее 5%) улучшение показателей производительности (грузоподъемности) в сравнении с лучшими из имеющихся в эксплуатации прототипов;

• применение тележек улучшенной конструкции с усовершенствованными системами рессорного подвешивания и автоматических тормозов, безремонтных конструкций естественных пар трения в течение пробега до капитального ремонта, статистически значимое снижение динамических нагрузок в несущих узлах вагонов и в элементах верхнего строения пути;

• снижение удельной материалоемкости на единицу грузоподъемности, объема кузова и площади пола;

• экологическая безопасность, возможность утилизации после окончания назначенного срока службы, предотвращение потерь груза через неплотности кузовов и из-за выветривания с открытой поверхности;

• повышение производительности труда на 25%.

Концепция проведения научно-технической политики в области создания грузовых вагонов нового поколения предполагает разработку на основе альтернативных подходов с проведением анализа различных вариантов решений, т.е. создание конкурентной среды не только при производстве вагонов, но и на стадии проектных и даже предпроектных работ. Качество новых конструкций оценивается на этапах разработки заводом технического задания на вагон и на этапах выполнения эскизных проектов. При этом используются следующие критерии оценки качества конструкции вагона: уровень безопасности и экологической нагрузки на окружающую среду от единицы подвижного состава, потребительские показатели, стоимость жизненного цикла и коэффициент эксплуатационной готовности.

Конструкция вагонов совершенствуется в процессе промышленного производства, и периодически, обычно через 5-10 лет, изменяются номера моделей в рамках существующего типажа. Поставляемые в настоящее время в ограниченном количестве вагоны морально устарели, с точки зрения производительности и надежности.

Сформулированы основные направления повышения технического уровня грузовых вагонов. Предстоит решить следующие технические задачи:

• увеличение срока службы основных деталей и узлов вагонов в 1,5-2 раза;

• обеспечение межремонтных сроков службы трущихся деталей и узлов подшипников с 400-500 тыс. км до 1 млн. км;

• сокращение частоты поступления вагонов в текущий внеплановый ремонт с 3,5 до 0,3 раза в год.

К кузовам вагонов нового поколения предъявляется прежде всего требование повысить прочность и коррозионную стойкость листового проката и профилей за счет применения новых марок сталей. Это позволит снизить массу тары вагона и соответственно увеличить массу перевозимого груза, а также уменьшить расходы на ремонт кузова в эксплуатации и при плановых видах ремонта.

Важное значение, с точки зрения устойчивости вагонов к сходу, имеет требование понизить их центр тяжести. Из четырех представленных опытных образцов в наибольшей мере это требование реализовано в конструкциях вагонов для перевозки минеральных удобрений и угля с боковой выгрузкой, изготовленных Брянским машиностроительным заводом.

При создании тележек для вагонов с повышенными нагрузками необходимо обеспечить следующее важнейшее условие. По уровню динамического горизонтального и вертикального воздействия на путевую структуру вагоны нового поколения не должны превосходить значений, установленных для существующего парка. Это требование реализуется в пружинном комплекте тележки за счет статического и динамического прогиба, а главное в правильном выборе фрикционного узла гашения вертикальных и горизонтальных колебаний.

В России литые детали грузовых вагонов выпускают два предприятия - Уралвагонзавод и Бежицкий сталелитейный завод. Оба они построены в 30-х годах по одному проекту, и за истекшие десятилетия оборудование для литья и его технология не претерпели никаких изменений. Устаревшая технология на этих заводах не могла не сказаться на качестве выпускаемой продукции. Ежегодно десятки тысяч надрессорных балок, боковых рам бракуются по трещинам и изломам. По этой причине имеют место случаи аварий и крушений. Линейные размеры литых деталей, допуски на эти размеры во много раз ослаблены, прежде всего в сравнении с американскими стандартами. Отсутствие точного литья отрицательно сказывается на кинематике движения тележки в целом.

Технические требования к литым деталям тележек нового поколения содержат более жесткие показатели химического состава и прочности благодаря переходу на новую марку стали. Введено требование о заварке дефектов литья только до термообработки. Но даже эти требования разработаны применительно к технологическому процессу, принятому на упомянутых заводах, в связи с чем ожидать существенного улучшения качества отливок нельзя. Другими словами, при существующем способе получения отливок невозможно добиться служебных характеристик литых деталей, которые должны быть предъявлены к тележкам вагонов нового поколения. Для обеспечения уровня перспективных требований к качеству надрессорных балок и боковых рам (срок службы 45 лет, гарантийный срок 8 лет и др.) необходимо техническое перевооружение заводов-изготовителей с переводом сталелитейных цехов на современную технологию получения отливок.

При разработке требований к конструкции перспективной колесной пары были использованы результаты научно-исследовательских работ, выполненные различными отечественными организациями, а также зарубежный опыт применения цельнокатаных колес, кассетных конических подшипников на прессовой посадке с общим наружным кольцом и встроенными уплотнителями. Зоны переходов от ступицы колеса к диску и от диска к ободу выполняются без перегибов для максимального снижения концентраторов напряжений. При этом диск упрочняется наклепом дробью, толщина обода обеспечивает возможность многократного восстановления профиля поверхности катания.

Материал колес обеспечивает твердость после термообработки, повышенную до 350-380 НВ, что позволяет увеличить в 1,5-2 раза износостойкость гребня колеса и в 1,5-2 раза снизить выщербинообразование. При обточке колесной пары во всех видах ремонта не требуется демонтировать элементы торцового крепления и буксового узла, центр колесотокарного станка проходит через специальное отверстие в передней крышке узла в торец оси.

Для грузовых вагонов нового поколения (в соответствии с исходными требованиями) разработано автосцепное устройство полужесткого типа с новым механизмом сцепления, исключающим саморасцепы поездов. Контроль исправного состояния автосцепок в эксплуатации предусмотрено производить теми же методами и инструментами, которые применяются для контроля автосцепки СА-3. В целях предотвращения падения автосцепки на путь применен расцепной рычаг с двумя цепочками. В качестве базового варианта автосоединителя тормозных магистралей принята конструкция с боковым воздухопроводом по совместному проекту УВЗ-ВНИИЖТ.

 Скачать реферат