БУКСЫ С КАССЕТНЫМИ ПОДШИПНИКАМИ
В высокоскоростных поездах TGV (Франция), ICE (Германия) и Talgo (Испания), эксплуатируемых со скоростями 200-350 км/ч, используются буксовые узлы с двухрядными коническими роликовыми подшипниками.
Конические двухрядные роликовые кассетные подшипники получили широкое распространение в ходовых частях высокоскоростного подвижного состава в силу следующих достоинств:
- приспособленности к комбинированному нагружению высокого уровня, что гарантирует большие пробеги и эксплуатацию подвижного состава в пределах установленной периодичности его технического обслуживания;
- соответствия геометрических характеристик подшипников условиям высокоскоростного движения;
- компактного конструктивного исполнения;
- кассетного конструктивного принципа, обеспечивающего значительные преимущества при организации экономически эффективного централизованного технического обслуживания.
В отечественных тележках нового поколения для скоростей движения до 200 км/ч устанавливают буксовые узлы, показанные на рисунке.
1,9 — крепительные крышки; 2 — задняя крышка; 3 — уплотнительное кольцо; 4 — кожух; 5 — корпус буксы; 6 — подшипник; 7 — передняя крышка; 8 — уплотнительное кольцо; 10 — резиновая прокладка; 11 — смотровая крышка: 12 — болт М20; 13 — стопорная шайба; 14 -болт М12 с шайбой; 15 — болт М20 с шайбой;
Подшипники конические двухрядные кассетного типа напрессовываются на шейки осей колесных пар типа РУ1Ш-950 в холодном состоянии.
Подшипники имеют встроенные уплотнения, заправлены смазкой и отрегулированы по зазорам на заводе-изготовителе, в процессе эксплуатации добавление смазки не производится. Все наружные поверхности подшипников имеют антикоррозионное покрытие — фосфатирование.
Торцевое крепление подшипников осуществляется при помощи вкладыша и четырех болтов М20. Корпуса букс закрываются крепительными и смотровыми крышками.
Маркировка подшипников состоит из условного обозначения предприятия — изготовителя, двух арабских цифр месяца выпуска, двух последних цифр года выпуска, порядкового номера подшипника. Маркировка располагается на поверхности центральной цилиндрической выточки наружных колец.
- Подшипник типа TBU 130 устанавливается в специальный корпус буксы на тележки моделей 68-4075, 68-4076, 68-4095 и 68-4096. 1. Подшипник напрессовывается на шейку оси, затем устанавливается корпус буксы и болтами М20 к нему монтируется отъемная задняя крышка.
- Подшипник типа TBU 130×250 устанавливается в серийный корпус буксы пассажирских вагонов на тележках моделей 68-4065, 68-4066, 68-875 и 68-876. Подшипник напрессовывается на шейку оси вместе с корпусом буксы и дополнительным уплотнением — «лабиринтом».
Внешними отличительными признаками буксового узла с кассетными подшипниками являются:
- наличие на лабиринте выступающей у основания цилиндрической выточки шириной 4 мм;
- буква «К» высотой 100-150 мм, нанесенная белой краской на смотровую крышку каждого буксового узла;
- дополнительное клеймо «К» высотой 10 мм и шириной 5 мм на бирке, установленной под левым верхним болтом М20 крепительной крышки правого буксового узла.
Гарантийный срок эксплуатации подшипников кассетного типа в подшипниковых узлах пассажирских вагонов при соблюдении правил, транспортирования, хранения, монтажа, применения и эксплуатации равен не менее 8 лет с момента монтажа и истекает при первом демонтаже подшипника и после пробега до 1 млн. 200 тыс. км.
На ремонтных предприятиях ОАО «РЖД» при проведении обыкновенного и полного освидетельствования колесных пар разборка и ремонт подшипников не производятся. Разборка и ремонт подшипников производятся в специальных сервисных центрах предприятий-изготовителей подшипников.
Кассетный буксовый узел (без копрпуса буксы)
Специалистами компании Вгепсо (США) и МГТС России разработан двухрядный конический роликовый подшипник для работы на железных дорогах России в пассажирских вагонах со скоростью движения до 200 км/ч и в грузовых с увеличенными осевыми нагрузками (до 27 тс/ось).
Кассетный буксовый узел представляет собой готовую к установке конструкцию, отрегулированную на заводе-изготовителе, заправленную смазкой и снабженную внутренними уплотнениями. Он имеет меньшие размеры и массу (55 кг), чем типовой буксовый узел (105 кг), а также требует в 2 раза меньшее количество смазки на заправку узла. Для монтажа двух подшипников на колесную пару требуется 2 минуты.
Буксовый узел состоит из двухрядного подшипника, включающего два ряда внутренних колец, двух комплектов конических роликов, двух сепараторов и единого наружного кольца, выполняющего роль корпуса буксы . Положение подшипника на шейке оси фиксируется передней и задней крепительными крышками, а также тремя упорными кольцами передним, средним дистанционным и задним. Задняя крепительная крышка за счет натяга имеет тугую посадку на шейке оси, а передняя крепится к торцу оси тремя болтами, которые фиксируются от самопроизвольного отворачивания стопорной шайбой. Герметизация подшипника от проникновения пыли и влаги обеспечивается уплотнительными кожухами (передним и задним) с упругими сальниками.
Сущность кассетного буксового узла состоит в том, что он выполняется из нескольких частей: адаптера; полимерной износостойкой вставки на адаптер и кассетного подшипникового узла.Полимерная износостойкая вставка взаимодействует с опорной поверхностью боковой рамы тележки и предохраняет адаптер от чрезмерных износов.
1 — уплотнительный кожух с упругими сальниками; 2 — упорное кольцо; 3 — стопорная шайба; 4 — крепительные болты; 5 — передняя крепительная крышка; 6 — внутреннее кольцо; 7 — наружное кольцо; 8 — сепаратор; 9 — среднее дистанционное кольцо; 10 — комплект конических роликов; 11 — задняя крепительная крышка.
Адаптер выполняет роль верхней части обычного корпуса буксы, т. е. перераспределяет нагрузки от боковой рамы тележки на подшипники и имеет приливы для ограничения продольных, поперечных и угловых смещений колесной пары относительно рамы тележки.
Источник
У кассетного подшипника – большое будущее, но путь к нему тернист
– В чем, по Вашему мнению, причина таких радикальных изменений?
– Главной причиной массового перехода на кассетный подшипник (двухрядный подшипниковый узел с коническими роликами, с установленными уплотнениями и заправленный смазкой), на наш взгляд, является потребность железнодорожного оператора увеличить общую надежность и ресурс колесной пары грузовых вагонов и уменьшить количество текущих отцепочных ремонтов вагонов по причине неисправности буксовых узлов. И кассетный подшипник дает такую возможность.
Накопленная на сегодняшний день многолетняя практика применения кассетных подшипников на грузовых вагонах в РФ демонстрирует четырехкратное увеличение показателей надежности по сравнению с подшипниками качения с короткими цилиндрическими роликами. Кстати, один из первых железнодорожных составов из 52 полувагонов с кассетными подшипниками 130х250х160 мм в стандартных буксах был запущен в феврале 2007 года на угольном маршруте CЖД Воркута – Череповец.
– Чем обусловлено преимущество кассетного подшипника?
– Кассетный подшипник – это инвестиции в безопасную эксплуатацию и надежность современного грузового подвижного состава.
Несмотря на то, что кассетные подшипники дороже в 2–2,5 раза подшипников с цилиндрическими роликами, их применение значительно уменьшит стоимость эксплуатации вагонов за счет ряда значимых факторов.
Ожидается четырехкратное снижение количества текущих отцепочных ремонтов вагонов по причине неисправности буксового узла. Кассетные подшипники в состоянии воспринимать большие осевые нагрузки в силу их конструктивных особенностей по сравнению с подшипниками с цилиндрическими роликами. Их использование позволит исключить операции по заправке смазкой буксовых подшипников с цилиндрическими роликами при формировании колесной пары, что даст практически полностью нивелировать влияние человеческого фактора на надежность подшипника после его производства и поставки конечному потребителю. Также мы ждем значительного уменьшения временных затрат на простой вагонов на ремонте за счет более простой процедуры монтажа и демонтажа кассетных подшипников и отсутствия необходимости заправки смазки в подшипник.
Для кассетных подшипников не характерны некоторые дефекты, возникающие в эксплуатации у подшипников с цилиндрическими роликами. В том числе ослабление натяга (проворот) внутреннего кольца и обводнение смазки. Можно отметить и техническую возможность восстановления до 95% кассетных подшипников за счет их конструктивных особенностей, то есть кассетный подшипник при восстановлении фактически получает вторую жизнь.
Резюмируя вышесказанное, хотим подчеркнуть, что более дорогие кассетные подшипники сделают современные вагоны более дешевыми в эксплуатации за счет их большей надежности. Применение кассетных подшипников на современных инновационных вагонах позволяет операторам уже сегодня получать гарантийные участки следования без осмотров до 6 тыс. км, когда для типовых вагонов этот показатель равен 2300 км.
– Какие перспективы у данной технологии? Что позволит сделать кассетные подшипники более безопасным и эффективным инструментом?
– Наибольшая экономическая эффективность кассетного подшипника заключается в его применении под адаптером, что позволяет повысить надежность колесной пары вагона, увеличить срок службы вагона (8 лет, или 0,8–1 млн км), упростить конструкцию и уменьшить необрессоренную массу тележек вагона, тем самым увеличив полезную нагрузку вагона.
С точки зрения безопасности температура кассетного подшипника под адаптером определяется системами КТСМ (комплекс технических средств мониторинга нагрева букс вагона) с большей точностью за счет прямого доступа к элементам подшипников при отсутствии корпусных деталей подшипникового узла, характерных для вагонов с подшипниками с цилиндрическими роликами.
Дальнейшие перспективы развития кассетных подшипников – в увеличении скоростей грузовых перевозок и/или повышении максимальной нагрузки на ось до 30–35 т при соответствующей модернизации железнодорожной инфраструктуры.
– Некоторые организации высказывались с опасением о переводе вагонов на кассетные подшипники из-за отсутствия должных тестов. Что Вы думаете по этому поводу?
– Не правы те, кто утверждает, что неизвестны результаты испытаний кассетных подшипников на тележке 18-100. Эпоха кассетных подшипников в России началась именно с установки кассетных подшипников в стандартные корпуса буксовых узлов тележек моделей 18-100 и 18-578 без каких-либо модификаций конструкции тележки или корпусов букс под кассетный подшипник. Первые кассетные подшипники 130х250х160 мм для грузовых вагонов проходили сертификационные пробеговые испытания на экспериментальном кольце АО «ВНИИЖТ» в г. Щербинке при форсированной нагрузке до 27 т на ось и достигали пробега, эквивалентного 1 млн км. Для справки: тележка 18-578 является модификацией тележки 18-100 с использованием технологических и конструктивных решений отдельных элементов, направленных на увеличение межремонтного пробега грузового вагона.
– С какими ограничениями может столкнуться отрасль при реализации данной инициативы?
– Очевидно, что существующие сегодня мощности основных производителей кассетных подшипников на российском рынке недостаточны для такого резкого перехода с 2020 года, что, естественно, приведет к дефициту кассетных подшипников на начальных этапах.
Если переход на кассетные подшипники с 2020-го при выпуске новых инновационных вагонов с увеличенными сроками службы – это правильное и оправданное решение, то с переходом в 2021 году при капремонте старых вагонов операторов и ремонтные предприятия ждут серьезные технические и экономические сложности.
– Какие факторы могут повлиять на процесс переоборудования?
– Во-первых, запрет на применение кассетных подшипников совместно с подшипниками с цилиндрическими роликами на одной колесной паре, на одной тележке или на одном вагоне. То есть при необходимости замены подшипников с цилиндрическими роликами на одной колесной паре придется менять на остальных трех осях вагона, и тогда затраты на замену восьми комплектов подшипников возрастут минимум в 9–10 раз.
Во-вторых, вагоны старых образцов имеют меньший ресурс по сравнению с новыми инновационными вагонами. Таким образом, установка кассетных подшипников на старые вагоны с остаточным сроком службы колесных пар до 4 лет будет экономически нецелесообразна.
Также далеко не все вагоноремонтные депо на сети российских железных дорог имеют аттестацию на монтаж, демонтаж кассетных подшипников от каждого из существующих производителей кассетных подшипников. Получение такого разрешения будет означать необходимость прохождения тренингов, подтверждения квалификации и закупки необходимого оборудования.
Наконец, важно помнить, что лицензирование работ по восстановлению кассетных подшипников находится в самом начале пути своего развития, что, несомненно, также негативно скажется на оперативности применения восстановленных подшипников и может привести к дополнительному дефициту кассетных подшипников на наиболее удаленных ремонтных предприятиях.
– Учитывая эти факторы, как Вы оцениваете актуальность перехода на кассетные подшипники?
– Несмотря на вышесказанное, переход на кассетные подшипники нужен и даже необходим. Только при комплексном подходе производителей подшипников и подвижного состава, операторов и ремонтных предприятий к решению этой глобальной задачи можно добиться положительных результатов.
В ближайшее время наша компания готовится выйти на российский рынок кассетных подшипников для грузовых вагонов, и мы готовы предложить принципиально новые подходы сотрудничества с производителями подвижного состава и ремонтными предприятиями, в том числе по вопросам восстановления подшипников.
У кассетного подшипника – большое будущее в России.
Беседовала Юлия Чернышевская 24 октября журнал РЖД-Партнер проводит деловой семинар на тему «Эксплуатация, ремонт и техническое обслуживание вагонов: новые вызовы для владельцев».
Напомним, что главная ценность семинара – возможность получить прямой ответ компетентного специалиста по наболевшему вопросу. Программы семинаров составляются с учетом актуальной ситуации на рынке транспортных услуг, а экспертиза редакции «РЖД-Партнера» и ведущих аналитиков отрасли гарантирует их качество, высокий уровень компетенций докладчиков и актуальность обсуждаемых вопросов.
Ознакомиться с программой семинара и отправить заявку на участие можно здесь.
Помимо очного участия, предусмотрен и онлайн-формат мероприятия, который позволит следить за дискуссией, задавать спикерам вопросы в чате и получать на них ответы.
Источник