Полностью избежать изломов боковых рам тележек грузовых вагонов возможно уже в ближайшей перспективе.

Боковые рамы тележек могут стать вполне надежным элементом вагона.

Валерий Коссов, генеральный директор ОАО «ВНИКТИ» В газете «Гудок» № 8 от 23 января 2014 года опубликован материал о состоявшемся по инициативе редакции «круглом столе», посвященном одной из актуальных на сегодня тем - «Конструктивно. Изломов боковых рам пока не избежать, но возможно свести их к минимуму».

Предмет разговора, безусловно, заслуживает внимания в связи с поломками боковых рам тележек грузовых вагонов. Однако выделенный в тексте тезис о том, что «сегодня для всех ясно, что основная причина изломов кроется в коробчатой конструкции боковой рамы», не совсем верно отражает истинное состояние дел.

Коробчатая конструкция и была введена именно с целью предотвращения случавшихся до этого многочисленных изломов боковых рам, вызванных повышенными нагрузками на переходных режимах движения поезда и при торможениях подгорочными замедлителями при сортировке вагонов.

Специалисты ВНИКТИ совместно с ВНИИЖТом, Институтом машиноведения им. А.А. Благонравова РАН и отраслевыми организациями, выполнив комплекс исследований, установили, что боковые рамы тележки модели 18-100 по чертежу 100.00.002-4 не имеют достаточного запаса сопротивления усталости и живучести (развитие трещин). И поэтому очень чувствительны ко всякого рода технологическим отклонениям и дефектам (разнотолщинность стенок, раковины и поры, остаточные напряжения), проявляющимся в процессе эксплуатации. Особенно заметно это в условиях отрицательных температур, поскольку тогда снижается пластичность материала – поломки рам в зимний период учащаются.

На основании собранных статистических данных были проанализированы изломы, произошедшие на сети в 2010–2013 годах. Их распределение, представленное в виде диаграммы Парето, наглядно показало: причиной примерно 78% случаев служат дефекты с выходом на наружную поверхность нижнего пояса в сечении R55 буксового выреза, а также раковины, рыхлоты, находящиеся внутри нижнего пояса. При этом фактический ресурс боковых рам при наличии этих дефектов составляет от 1,4 до 8,8 года.

Подробные теоретические исследования напряженного состояния и развития трещин, выполненные на конечно-элементных моделях, показали: запас сопротивления усталости «четвертой рамы» составляет не более 1,33, что недостаточно. Для обеспечения требуемого ресурса (32 года) необходим запас сопротивления усталости не менее 1,80. Исследования показали также, что в этом случае одиночный дефект в виде шарообразной газовой поры размером не более 2,5 мм, находящийся внутри нижнего пояса сечения R55, не представляет опасности.

Сложившаяся ситуация с разрушениями боковых рам явилась предметом пристального внимания и неоднократно обсуждалась на совещаниях в Министерстве транспорта России (по инициативе Ространснадзора, Росжелдора), ОАО «РЖД», отраслевых институтах с участием ведущих специалистов отечественной отраслевой науки и зарубежных фирм.

Так, 19 марта прошлого года на совете главных конструкторов НП «ОПЖТ» с участием более 60 специалистов и 20 представителей средств массовой информации, включая корреспондента газеты « Гудок», обсуждались вопросы повышения надежности и долговечности литых элементов тележек грузовых вагонов. В протоколе этого совещания отмечено: боковая рама тележки модели 18-100 по чертежу 100.00.002-4 при сочетании неблагоприятных эксплуатационных и технологических факторов (наличие дефектов в наиболее нагруженных зонах боковой рамы, отступления от чертежных размеров) не обладает достаточным сопротивлением усталости, чтобы противостоять эксплуатационным нагрузкам и обеспечить необходимый срок службы.

В результате обсуждений приняты вполне обоснованные решения: улучшать технологию литейного производства, переходить на изготовление боковых рам усиленной конструкции, а также совершенствовать нормативные документы по расчетам, проектированию и изготовлению грузовых вагонов и их элементов.

О ходе практической реализации принятых решений на «круглом столе» достаточно определенно высказались заместитель генерального директора по техническому развитию ОАО «ПГК», вице-президент НП «ОПЖТ» Сергей Калетин и заместитель генерального директора по металлургическому комплексу концерна «Тракторные заводы» Юрий Костромичев. Подтвердив этим стремление заинтересованных сторон в скорейшем решении проблемы: чтобы изломы боковых рам не только свести к минимуму, но в ближайшей перспективе избежать их полностью.