В совете главных инженеров

Грузовые вагоны нового поколения


С.В. Калетин, первый заместитель начальника Департамента вагонного хозяйства ОАО «РЖД»

В 2006 г. на закупку и плановые виды ремонта грузовых вагонов израсходовано около 40 млрд. руб., приобретено 8 тыс. 659 новых вагонов, прошли капитальный ремонт более 28 тыс. грузовых вагонов, деповской - 260 тыс. вагонов.
 

Технические требования к подвижному составу нового поколения

Наименование узла (детали) вагона

Показатель надежности

Численное значение показателя

Вагон (в целом)

Гамма-процентный (90%) срок службы

Средняя частота отказов вагонов в год

32 года

0,3

Тележка

 Узлы трения (пятниковый узел, фрикционный узел, опорные поверхности буксового узла) тележки

Гамма-процентный (90%) срок службы тележки

Безремонтный пробег при вероятности 0,95

32 года

 8 лет

Колесо

Гамма-процентный (90%) срок службы колеса

12 лет

Ось

Гамма-процентный (90%) срок службы оси

32 года

Кассетный подшипник

Качество монтажа кассетного подшипника

Долговечность подшипников

Межремонтный пробег при вероятности 0,9

1,5 млн. км

8 лет

Прессовая посадка колесо-ось

Прочность прессового соединения

На весь срок службы колес на оси

Литые боковая рама и надрессорная балка

Гамма-процентный (90%) срок службы

Гамма-процентный (90%) срок службы до планового ремонта

Предел текучести σr Н/мм2

32 года

16 лет

 >380

Металл литых деталей оси, колес и деталей подшипников

Качество металла по наличию дефектов литейного и технологического происхождения

На весь срок службы

Пружины винтовые тележки

Гамма-процентный (90%) срок службы

32 года

Тормозные приборы

Гамма-процентный (90%) срок службы

4 года

Рама кузова, обшива, стойки и т.д.

Гамма-процентный (90%) срок службы

Предел текучести σr

32 года

до 2005 г. – 390

после 2005 г. - 450

Автосцепка

Безремонтный пробег при вероятности 0,95

8 лет

Поглощающий аппарат

Гамма-процентный (90%) срок службы

16 лет

Приварные упоры автосцепного устройства

Гамма-процентный (90%) срок службы

32 года

При плановых видах ремонта путем установки износостойких элементов в узлы трения проводится модернизация тележки 18-100. Производится подкатка колесных пар с колесами повышенной твердости, ресурс которых в два раза больше существующих, замена поглощающих аппаратов Т0 на новые - Т1 повышенной энергоемкости, установка усовершенствованного расцепного привода, исключающего саморасцеп, падение автосцепки на путь в случае ее обрыва, комплексная модернизация тормозного оборудования, значительно повышающая показатели надежности грузовых вагонов в эксплуатации. Уже сегодня в поездах повышенного веса и длины достигнута максимальная плотность тормозной сети, что улучшает процесс управления тормозами. За счет этих мероприятий межремонтный пробег вагона увеличивается до 160 тыс. км.
 

Полувагоны габарита Тпр с глухим кузовом и с люками в полу

Однако, несмотря на принимаемые меры, расчеты показывают, что тенденция старения вагонного парка компании может привести к тому, что к 2010 г. необходимо будет исключить более 67% полувагонов. Компанией взят серьезный курс на приобретение новых вагонов. Так, уже в 2007 г. планируется приобретение около 20 тыс. новых грузовых вагонов.
 

Двухосная тележка 18-194-1 для вагонов
нового поколения

Грузовая тележка с осевой нагрузкой
25тс «ВНИКТИ» 26.В.503

Одним из основных направлений является создание грузовых вагонов нового поколения, применение которых позволит снизить себестоимость перевозок массовых грузов за счет увеличения грузоподъемности, вместимости, экономичности и надежности. Предварительная оценка технико-экономической эффективности новых вагонов производилась на направлении Кузбасс - Мурманск. За базовый принимался поставляемый на железные дороги в настоящее время полувагон 12-132-03, назначенный пробег которого до первого планового вида ремонта составляет 500 тыс. км, а срок службы увеличен с 22 до 24 лет.

Выполнены технико-экономические исследования по выбору параметров грузовых вагонов с осевой нагрузкой 25 т. Расчеты показали, что благодаря повышению осевой нагрузки и, соответственно, грузоподъемности производительность новых вагонов увеличилась на 5-10%. Эксплуатация таких вагонов (перспективные полувагоны «ПО УВЗ» моделей 12-196 и 12-197) позволяет сократить текущие расходы на перевозки грузов на 10-20%.

В целях реализации этих требований специалистами ФГУП «ПО «Уралвагонзавод» при активном содействии ОАО «РЖД» разработана тележка 18-194-1, у которой улучшено рессорное подвешивание, по-новому реализована связь колесной пары с рамой (уретановый вкладыш) и применен новый скользун - демпфер.

Во ВНИКТИ разработаны тележки 26.В502 и 26.В503 с основными элементами (боковая рама и надрессорная балка) cварной и литой конструкции. Ее отличием является упругая связь рамы с буксами, новая конструкция скользунов, адаптер в буксовом проеме, передающий нагрузку на колесную пару, оснащен упругим элементом. В текущем году будет завершен комплекс пробеговых испытаний и после проведения сертификации начнется опытная эксплуатация вагонов. Во втором полугодии 2007 г. планируется построить 600 грузовых вагонов с нагрузкой на ось 25 т.

Поглощающий аппарат Т-1

Одним из наиболее действенных способов повышения эффективности грузовых перевозок является наиболее полное использование габаритных возможностей отечественных железных дорог. По заказу ОАО «РЖД» ОАО «Алтайвагонзавод» разработан и в настоящее время проходит эксплуатационные испытания полувагон габарита Тпр. Эта конструкция позволяет при той же длине поезда перевозить груза больше на 800 - 1300 т в зависимости от осевой нагрузки. Использование таких полувагонов в габарите Тпр обеспечивает увеличение чистого дисконтированного дохода за расчетный период на величину от 400 до 450 тыс. руб., а чистого дохода от 800 до 900 тыс. руб. При этом на год сокращаются сроки окупаемости капитальных вложений в парк подвижного состава, а с учетом дисконтирования на два-три года.

В 2005 г. начата установка на полувагоны 12-132-03 поглощающего аппарата Т-1 марки РТ-120, изготавливаемого ООО «Вагонмаш», который за три года эксплуатации показал положительные результаты. Поглощающие аппараты Т-1 с января 2007г. будут устанавливаться на все вновь строящиеся грузовые вагоны, не перевозящие опасные грузы, со второго полугодия 2007 г. на вагоны, проходящие капитальный, а начиная с 2008 г. и деповской ремонт.

На опытном полигоне Свердловской железной дороги проводятся пробеговые испытания автосцепок усиленной конструкции СА-4. Разработан и внедрен на литейных производствах стандарт ОАО «РЖД» (СТО) на изготовление литых деталей автосцепного устройства, устанавливаемых на грузовые вагоны, курсирующие по путям общего пользования. Разрабатывается технологическая инструкция по неразрушающему контролю на заводах, изготавливающих тяговые хомуты и корпуса автосцепок.
 

Автосцепное устройство вагонов нового поколения СА-4

С октября 2004 г. на железные дороги поступают колеса повышенного качества и твердости производства ОАО «Выксунский металлургический завод». Анализ, проведенный по отчетам служб вагонного хозяйства за 2006 г., показал, что колесные пары с твердыми колесами попадают в обточку в 6 раз реже обычных.

Продолжаются работы по разработке и внедрению на сети дорог новых конструкций колес с криволинейным диском. Такие колеса обладают рядом преимуществ. Криволинейный диск, работая как мембрана, существенно снижает динамические воздействия на путь, шейку оси и буксовый узел, оставляет неизменным расстояние между внутренними гранями колес при длительном колодочном торможении. Эти колеса рассчитаны на осевую нагрузку до 30 тс. В настоящее время их изготавливает ОАО «Выксунский металлургический завод».

ОАО «РЖД» введены технические требования на боковую раму и надрессорную балку. Технические требования разработаны взамен действующих документов и призваны повысить уровень качества нового литья для обеспечения повышения безопасности движения.
 

Буксовый узел кассетного типа

Параметры

Показатели

Габаритные размеры, мм. 150Х250Х175
Нагрузка, т. 25
Гарантийный срок эксплуатации тыс. км. 1000
лет 8
Снижение в пять раз количества отцепок вагонов по буксовому узлу

На сегодняшний день ФГУП «ПО «Уралвагонзавод» изготовлена опытная партия полувагонов, проходящих испытания на Северной и Дальневосточной железных дорогах. В этих вагонах применена система раздельного торможения, а элементы пневматической части тормоза имеют безрезьбовые соединения. Промежуточные результаты испытаний положительные. В этих же составах колесные пары укомплектованы кассетными подшипниками, созданными специалистами Волжского подшипникового завода. Однако эта конструкция требует значительной доработки. Поэтому на сегодняшний день принято решение об опытной эксплуатации вагонов, укомплектованных подшипниками SKF (Швеция).

Используя опыт испытаний тормозных композиционных колодок марки «Кобра-ТТ» (США), российским предприятием ОАО «ФРИТЕКС» разработана и изготовлена опытная партия аналогичных колодок четырех модификаций, две из которых превосходят американский аналог. Колодки проходят эксплуатационные испытания на Северной железной дороге. Промежуточные осмотры подтверждают заложенные характеристики. На Кузбасском отделении Западно-Сибирской железной дороги проходят испытания биметаллические тормозные колодки, результаты испытаний имеют позитивный эффект.