МЕЖДУНАРОДНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО


Точность - это перспективно

Фирменный поезд Москва – Ульяновск отходит точно в 19-08. Другие пассажирские поезда отходят и приходят тоже четко по расписанию. Так на железной дороге было и будет всегда. Это система. И это правильно.

Однако, совсем другая ситуация в грузовом движении. Организовать его так же четко, как пассажирское, не удается по многим причинам. Одна из них – низкое качестве изготовления и ремонта деталей тележки грузового вагона, напрямую влияющее на его ресурс.

Инженеры группы компаний ООО «РОСТОК» и ООО «Ульяновский завод тяжелых и уникальных станков» (УЗТС) провели анализ чертежных допусков на размеры и геометрию деталей тележки грузового вагона. Они установили, что большие поля допусков на размеры и геометрию поверхностей, определяющих функциональное назначение деталей тележки, приводят к появлению больших зазоров в соединениях рама – букса, балка – клин – рама. Неконтролируемое взаиморасположение деталей относительно друг друга влечет за собой перекос деталей и повышенный их износ в процессе эксплуатации.

Станкостроители пришли к выводу о том, что необходимо ужесточить допуск на размеры всех ответственных деталей тележки грузового вагона. Разработанные с такими допусками чертежи позволят изготавливать эти детали более точно и обеспечить максимальный запас металла на износ.

При этом производители станков для железнодорожных предприятий предъявили к деталям тележки такие же требования, как и к деталям станков. О том, насколько такой подход оправдан в грузовом вагоностроении и вагоноремонте, рассказывает генеральный директор станкостроительной группы компаний ООО «РОСТОК» Вадим Анатольевич Кодичев.

– Вадим Анатольевич, в последнее время вы часто выступаете на железнодорожных конференциях и совещаниях разного уровня с анализом недостатков конструкции тележки грузового вагона и предлагаете, как их устранить. Каковы результаты ваших выступлений?

– Ситуация такова, что возражающих практически нет, но и поставленные нами вопросы тоже не решаются. Судя по многочисленным вопросам и дискуссиям, наш анализ вызывает большой интерес среди железнодорожников, однако практическое развитие это направление пока не получило.

Молчание вагоностроительных и вагоноремонтных предприятий понятно: пока не будет изменена нормативная документация на тележки грузового вагона, им нет смысла обсуждать предлагаемое нами повышение точности обработки деталей тележек.

Но мы уверены, что курс на повышение точности деталей тележки выбран нами правильно. Благодаря такому подходу были успешно решены задачи, стоящие перед авиастроением и энергетическим машиностроением.

И в железнодорожном машиностроении точность – это залог долгой и успешной работы любой технической конструкции. А требуемая точность достигается механической обработкой деталей. Однако в существующих нормативных документах нет ни слова о требованиях к механической обработке деталей тележки грузового вагона. Хотя о литье и неразрушающем контроле тех же деталей нормативная документация имеется.

– Неужели этот пробел раньше не заметил ни один железнодорожный ученый?

– Заметили. Еще лет пятнадцать назад по инициативе ВНИИЖТ проводился эксперимент, в ходе которого из большого количества деталей селективно подбирались детали тележки с одинаковыми размерами. Из таких одинаковых деталей собирались тележки, которые показали в эксплуатации повышение ресурса на 15 процентов. Но дальше экспериментов дело тогда не продвинулось, и в практике все осталось так, как было раньше.

Теперь надо пойти по другому пути. Селективно выбирать детали тележки по геометрическим параметрам в условиях производства накладно – для этого надо иметь слишком большое количество таких деталей. Лучше и дешевле организовать обработку деталей с более точными размерами.

– Поддерживают ли ваши выводы научно-исследовательские институты? Если да, то какие?

– Да, у нас есть единомышленники. Так наше мнение поддерживает Самарский университет путей сообщения (СамГУПС), который также считает, что одним из основных показателей качества изделия является точность, которая характеризуется величиной отклонений относительно движения и положения исполнительных поверхностей.

Изучив наш анализ, ученые СамГУПС посчитали, что мы пришли к справедливому выводу о завышенных полях допусков на размеры деталей грузовой тележки. В своем отзыве они отметили, что действительно, на железной дороге до недавнего времени считалось, что точность не имеет существенного значения из-за больших объемных масс единиц подвижного состава при движении и поэтому допуски на размеры соединяемых деталей назначались свободно, с большим запасом.

Также наше мнение поддерживает Днепропетровский государственный университет железнодорожного транспорта (ДИИТ). По оценке сотрудников ДИИТ совершенствование методов механической обработки надрессорных балок и боковых рам – это один из действенных способов улучшения эксплуатационных характеристик тележек. Но остальные направления исследований, связанных с совершенствованием конструкций литых деталей тележек и улучшения качества их изготовления, тоже требуют внимания. Поэтому такую комплексную проблему, считает ДИИТ, следует решать в комплексе.

Анализ, проведенный ГП «Проектно-конструкторское и технологическое бюро подвижного состава» (Укрзализныци) на основе наших данных, показал, что ситуация еще хуже, чем мы предполагали. По данным ГППКТБ ЦВ УЗ из-за конструктивных зазоров в соединениях рамы боковой и буксового узла суммарная непараллельность осей колесных пар может достигать 18 мм, а при деповском ремонте – до 22 мм. По мнению украинских ученых, для повышения надежности эксплуатации тележек модели 18-100 необходимо ужесточить как конструктивные, так и ремонтные допуски, которые должны быть научно обоснованы после проведения динамических испытаний на базе научно-исследовательских центров.

– Странно, что в ситуацию до сих пор не вмешалось ОАО «РЖД»...

– Попытки были. Так, еще в ноябре 2012 года на заседании секции «Вагонное хозяйство» научно-технического совета РЖД заслушивался доклад о недостатках существующей конструкции тележки. В частности, поднимался вопрос о широких полях допусков деталей тележки, из-за чего при неблагоприятном сочетании может происходить перекос осей колесных пар, что, в свою очередь, приводит к повышению воздействия на тележку сил, росту сверхдопустимых напряжений и повышенному износу деталей. В решении протокола НТС было записано, что необходимо разработать и согласовать комплект чертежей на тележку с ужесточением полей допусков и требований к механической обработке деталей с последующим внесением изменений в ремонтную документацию. Но, насколько мне известно, такие чертежи еще не разработаны.

– А какова позиция предприятий, которые выпускают новые модели тележек для грузовых вагонов?

– Выполняя заказы разных предприятий по поставке оборудования, мы знакомимся с чертежами обрабатываемых деталей, в том числе и с чертежами новых перспективных тележек. Какой бы ни была конструкция новых тележек, требования к точности обработки их деталей осталась прежней. Несмотря на то, что разными предприятиями стран Содружества разрабатываются всевозможные инновационные тележки, размеры и допуска деталей те же самые. Подход остается прежним, и ситуация не меняется. Опять упираемся в отсутствие требований и необходимой нормативной документации.

– Может, железнодорожники опасаются заклинивания тележки из-за уменьшения зазоров в соединениях рама – буксы? – Это простое недопонимание нашего предложения. В том-то и дело, что мы не предлагаем уменьшать зазоры в соединениях деталей тележки. Между деталями, изготовленными и с минимальными, и с максимальными значениями в пределах, существующих в чертежах полей допусков, зазор все равно существует. Сейчас он варьирует от 3-х до 10-ти миллиметров. Мы же не предлагаем его уменьшить! Речь идет лишь о том, чтобы он был одинаковым во всех соединениях одной тележки. В результате был бы обеспечен максимально возможный запас металла на износ и значительно увеличен ресурс тележки.

Ведь ресурс любой конструкции оценивается по самому «слабому звену». Если в одном узле тележки зазор будет 3 миллиметра, а в другом 10 миллиметров, то ресурс всей тележки будет определяться ресурсом «слабого звена», т.е. соединения с наибольшим зазором.

– У вас есть единомышленники среди ученых. Что дальше? Готовы ли вы финансировать изготовление опытных образцов тележки и провести их испытания?

– Мы, безусловно, готовы участвовать в совершенствовании конструкции тележки и ее испытаниях, но при одном «но». Поскольку мы станкостроители, а не железнодорожники, то такие работы должны быть проведены совместно с железнодорожниками, а не только нами. Проведя такие исследования, мы должны быть уверены, что в случае положительных результатов предлагаемый нами подход будет реализован на практике.

Мы уже понесли достаточно большие затраты, проведя анализ существующей тележки. Разработка новой технологии обработки деталей тележки, определение их оптимальных размеров, разработка алгоритмов расчетов – все это стоит немалых средств.

Проведенный нами анализ говорит о том, что для увеличения скорости перемещения грузов и грузоподъемности вагонов надо значительно повысить точность обработки деталей. С этой целью наша компания разработала и уже производит на базе трехкоординатного обрабатывающего модуля модели 6963 специальные станки для обработки надрессорной балки и для обработки боковой рамы. Первые такие станки уже поставлены железнодорожным предприятиям.

– Как вам видится ваша дальнейшая совместная работа с железнодорожниками?

– Считаю, что она должна строиться в рамках некоммерческого партнерства «Объединение производителей железнодорожной техники». Тем более, что по инициативе ОПЖТ проводилось сравнительное исследование новых и изношенных тележек. В результате исследований выяснилось, что нагрузки, которые испытывают изношенные детали тележки грузового вагона, в четыре раза превосходят нагрузки, которые испытывают новые детали, зазоры между которыми гораздо меньше. Понятно, что исследование проводилось на деталях, изготовленных по существующим чертежам с широкими полями допусков на размеры. Но даже эти результаты показательны.

В будущем необходимо общими усилиями решить вопрос об обработке опытной партии деталей тележки грузового вагона, их сборке и испытании тележки из них. Изменений нормативной документации для этого пока не потребуется, поскольку опытная партия деталей будет изготавливаться в пределах существующих сейчас допусков. Но при этом поверхности деталей будут обработаны более точно, чем прежде, что исключит возникновение разных зазоров между ними.

Конечно, мы не будем собирать тележки из обработанных нами деталей – пусть это сделает специализированное предприятие, но под нашим надзором. Затем эксплуатацию обычного грузового вагона на таких тележках надо будет отслеживать в соответствии с совместно разработанной методикой испытаний. И только после их завершения, на основании полученных результатов можно будет вносить соответствующие изменения в нормативную документацию.

– Вы полагаете, что это поможет изменить ситуацию с изломами боковых рам тележек?

– Наше предложение не является панацеей от всех бед. Мы понимаем, что проблема изломов боковых рам может быть устранена только на основе комплексного подхода, объединив усилия конструкторов, технологов, программистов, контролирующих и надзирающих организаций. Точность обработки деталей и упорядочение всей системы производства деталей тележек является необходимой составной частью этого комплексного подхода и, безусловно, поможет уменьшить вероятность изломов.

© Евразия Вести IV 2014

www.eav.ru