[08-1999] Какие подбойки лучше

[poster334]

Какие подбойки лучше

С.А.БЕЛЯЕВ, канд. физ.-матем. наук

Подбойки фирмы BTI (США) работают на наших дорогах уже давно. В 1992 г. Московская дистанция пути Октябрьской магистрали начала их пробную эксплуатацию. С тех пор путейцы приобрели в общей сложности около 500 таких подбоек. Благодаря твердосплавным пластинам, напаянным на лопатку и защищающим ее от износа, регламентируемый срок службы увеличен и составляет 250 км и более, без дополнительных наплавок и ремонтов. Стержень подбойки усилен и снабжен упорным буртиком для установки гидравлического съемника, упрощающего ее демонтаж.

В 1996 г. Главное управление пути МПС поставило перед Научно-исследовательским институтом тепловозов и путевых машин (ВНИТИ, г. Коломна) задачу — создать подбойку на основе отечественных технологий и материалов, не уступающую по техническим характеристикам американской. Институт успешно справился с заданием. За опытной партией таких подбоек наблюдали в течение 1997—1998 гг. на Московской дороге.

В данной статье приведен анализ результатов эксплуатации подбоек фирмы BTI и подбоек, разработанных ВНИТИ.

В 1992 г. фирма BTI в рекламных целях установила одну подбойку с твердосплавной лопаткой на машину ВПР-1200 Московской дистанции пути Октябрьской дороги. В 1994 г. дистанция самостоятельно закупила полный комплект подбоек на машину ВПР-02 (32 шт.), а в 1996 г. — еще по комплекту подбоек на машину 09-32 GSM (32 шт.) И ВПРС-500 (8 шт.).

Машины, оборудованные твердосплавными подбойками, использовали как при капитальном ремонте, так и при текущем содержании. Тип балласта на данном участке — гранитный щебень, средняя величина подъемки достигала 40— 60 мм. Машины большую часть времени подбивали основной путь. Средняя продолжительность «окна» — 6—7 ч. За «окно» машины ВПР подбивали 1—2 км, 09-32 GSM — 3—5 км пути. За сезон ВПР-1200 и ВПР-02 ремонтировали 100—120 км, 09-32 GSM — 400—500 км.

В таких условиях наработка обычных подбоек до предельного износа составляла 10—12 км, после чего их необходимо было снимать и наплавлять. В течение одной—двух смен на машину устанавливали заранее подготовленный комплект наплавленных подбоек и проводили профилактические и ремонтные работы.
Подбойки на машинах ВПР и ВПРС меняли через каждые одну—две недели работы.

Для импортных машин в период гарантийного срока использовали запасной комплект подбоек, однако после окончания гарантии у эксплуатационников возникли трудности с их заменой. Обычные подбойки изнашивались за два—три «окна», и высокопроизводительная машина простаивала, в то время, когда все ее остальные узлы были работоспособны.

Проблему решили подбойки с твердосплавными лопатками. На отечественных машинах они работали два—три сезона, на 09-32 GSM за сезон меняли два комплекта подбоек. Реальный срок их службы составляет 250— 300 км. При большем сроке эксплуатации изнашиваются незащищенные участки, из-за случайных ударов по шпалам образуются сколы и трещины. Это приводит к выпадению отдельных пластин, после чего износ прогрессирует. Изломов посадочной части или тела твердосплавных подбоек не было.

Подбойки с твердосплавной лопаткой имеют специальный буртик, служащий для установки съемника. Дело в том, что во время рабочего сезона подбойки, например с машин ВПР, не снимают, и посадочный конус вследствие фреттинг-коррозии «прикипает» к рычагу так, что демонтировать их на зиму практически невозможно. Съемник же позволяет снять комплект всего за 1 ч, обеспечивая при этом сохранность подбивочного блока и не подвергая ударам подшипниковые узлы.

Московско-Курская дистанция пути Московской дороги в 1995 г. приобрела 16 подбоек для машины ВПР-02 и 4 — для ВПРС-500. В 1996 г. закупили еще 16 подбоек для ВПР и 4 — для ВПРС. Дистанция также приобрела гидравлический съемник.

Машины здесь используют при капитальном и среднем ремонтах, а также на текущем содержании пути на щебеночном балласте, подъемка в среднем составляет 50—60 мм, средняя продолжительность «окна» — 1— 2 ч. Выработка ВПР-02 за «окно» 1000—1200 м. Обычных подбоек хватало на 10—12 км, после чего их снимали для наплавки лопаток. Твердосплавными подбойками выправили за 1995—1996 гг. от 200 до 280 км пути. За это время одна из них на машине ВПРС сломалась по посадочному конусу, на нескольких частично скололись и выпали твердосплавные пластины. Основная часть подбоек продолжала работать в 1997—1998 гг.

На Жилевскую дистанцию пути Московской дороги в 1995 г. поступила новая машина ВПР-02, оборудованная четырьмя под-' бойками. Ее использовали на текущем содержании пути для подбивки щебеночного балласта. Средняя продолжительность «окна» составляла 2—3 ч, выработка за «окно» — 900—1000 м. Гидравлического съемника на дистанции нет. Наработка обычных подбоек достигала 12—15 км, после чего их наплавляли или к лопаткам приваривали пластины из рессорной стали.

У двух твердосплавных подбоек, расположенных ближе к рельсу (наработка по 130 км), при ударе откололись крайние пластины, и подбойки стали изнашиваться. При демонтаже на зиму их пришлось вырезать газовой горелкой, хотя лопатки были изношены всего на 25 %. Две другие подбойки успешно демонтировали, а к концу 1998 г. они подбили по 210 км пути. Лопатки сохранились в хорошем состоянии, и подбойки используют в этом сезоне.

Кроме Октябрьской и Московской дорог твердосплавные подбойки эксплуатировались на Калининградской и Забайкальской.

За основу ВНИТИ взял новые серийные прямые подбойки с машины ВПР. У них отрезали лопатку, а в стержне выфрезеро-вали паз под новую лопатку с напаянными твердосплавными пластинами, которую изготовили из стального листа. Для установки пластин из твердых сплавов типа ВК в ней выточили упорные пазы. Лопатку в сборе с пластинами приварили к стержню подбойки. Тыльную сторону лопатки защитили от износа наплавкой электродами.

Опытные подбойки эксплуатировали в ОПМС-1 Октябрьской дороги (Решетниково), ОПМС-103 (Фаустово) и Московской дороги. Их установили по 2 шт. на машины ВПР. В ПМС машины использовали на капитальном ремонте пути, в дистанции — на текущем содержании. Балласт во всех случаях щебеночный.

В ОПМС-1 от удара о шпалу одна подбойка разрушилась по посадочному конусу, а другая — изогнулась. Наработка их на момент выхода из строя составила 66 км, лопатки практические не имели износа (до 0,5 мм). Обычные подбойки в ОПМС-1 уже после 10—15 км изнашиваются на 30—35 мм по высоте лопатки и нуждаются в ремонте.

В ОПМС-ЮЗ опытные подбойки прослужили два сезона — 1997—1998 гг. Наработка за это время составила 166 км, износ лопатки 3—4 мм. Подбойки находятся в хорошем состоянии и оставлены для дальнейшей эксплуатации (рис. 1). Обычными подбойками (до ремонта) в ОПМС-103 «обрабатывают» 15—20 км.

В дистанции пути подбойки использовали также в течение двух сезонов. Однако при ударе о шпалу сначала сломалась одна
подбойка, а затем через некоторое время — другая, причем обе — по посадочной части. Наработка до излома составила 99 и 109 км, износ лопаток — 1,5—2 мм. Обычные подбойки в дистанции выдерживают 25—30 км.

Металлографический анализ разрушенных подбоек показал, что стержни не были должным образом термически обработаны, из-за чего металл имел пониженные прочностные характеристики. Поэтому повышенные нагрузки, возникающие при работе подбойки с лопаткой полной площади, привели к ускоренному разрушению посадочной части, где сконцентрированы механические напряжения.

Тем не менее, несмотря на изломы, опытные подбойки использовали в течение 1—2 сезонов, их не снимали с машин для наплавок, рабочая площадь лопаток оставалась неизменной весь срок службы.

Таким образом, по результатам эксплуатации подбоек с пластинами твердого сплава фирмы BTI и ВНИТИ можно сделать следующие выводы.

1. Срок службы подбоек высок.

Реальный срок службы подбоек BTI составляет 250 км на любом типе балласта. Часто они могут работать и дольше, однако за это время накапливаются повреждения пластин (сколы и трещины), возникающие в результате случайных ударов о шпалы. Вследствие этого незащищенная часть лопатки изнашивается быстрее, что приводит к выпадению соседних пластин и разрушению всей лопатки. Возможный ремонт таких подбоек — удаление лопатки и приварка новой.

Ресурс подбоек, разработанных ВНИТИ, — не менее 200 км. Ограничивают его несовершенство конструкции и технология изготовления стержня подбойки.

2. Полная рабочая площадь лопаток сохраняется в течение всего срока службы. Незначительный износ лопаток обусловлен тем, что твердость облицовочных пластин из сплава ВК сравнима с твердостью истирающих их частиц балласта. Сохранение рабочей площади обеспечивает высокую степень его уплотнения, что очень важно, особенно для высокопроизводительных импортных машин. При выработке машины в «окно» 5 км новый комплект обычных подбоек изнашивается на 50 %.

3. Не требуется частый ремонт подбоек. Действительно, обычные подбойки подлежат восстановительному ремонту через каждые 10—15 км. Для импортных машин это неприемлемо, в первую очередь, из-за вынужденных простоев. Для отечественных машин это приводит к увеличению затрат на ремонт. К тому же подбойки приходится выбивать из рычагов кувалдой, отчего повреждаются шарниры подбивочного блока.

Твердосплавные подбойки на импортных машинах заменяют всего один раз в сезон, а на отечественных — демонтируют только на зиму, используя при этом съемник, не оказывающий воздействия на другие узлы подбивочного блока.

4. Применение твердосплавных подбоек ограничено их высокой ценой. Так, подбойка фирмы BTI стоит 700 долл. США, разработанная ВНИТИ, — примерно 5 тыс. руб. При сроке службы подбойки ВТ! — 250 км, ВНИТИ — 200 км затраты на 1 км отремонтированного пути со-
ставляют соответственно

15000 руб / 250 км = 60 руб/км и 5000 руб / 200 км = 25 руб/км.

Разработанные ранее подбойки с наконечниками или лопатками из износостойких сталей и сплавов (рис. 2), используемые на некоторых дистанциях пути и в ПМС Московской дороги, при стоимости примерно 1000 руб. имеют срок службы около 100 км. Приведенные затраты составляют всего 10 руб/км. Срок службы этих подбоек практически равен сезонной выработке отечественных машин ВПР и ВПРС.

5. Изношенные подбойки при сохранении посадочной части и стержня можно ремонтировать. Для этого лопатку отрезают, в
стержне фрезеруют паз под новую лопатку. В качестве ремонтных можно использовать лопатки из износостойких сталей и сплавов или с напайкой твердосплавных пластин, разработанных ВНИТИ.

По результатам эксплуатации твердосплавных подбоек на выправочно-подбивочно-рихтовочных машинах можно рекомендовать:

на импортных машинах использовать только твердосплавные подбойки;

на отечественных машинах применять подбойки со сроком службы не менее 100 км. Это либо твердосплавные подбойки, либо-подбойки с наконечниками или лопатками из износостойких сталей и сплавов.

[akkirikov]

Я внимательно прочитал статью канд.физ.- матем. наук С.А. Беляева о шпалоподбойках конструкции ВНИКТИ (г. Коломна) с твердосплавными пластинами на рабочих поверхностях лопаток.Несколько лет во ВНИКТИ выполнялась отработка конструкции шпалоподбойки и технологического процесса пайки твердосплавных пластин. В результате работ были подобраны отечественные твердосплавные пластинки, материалы лопатки и конструкция стержня и режимы пайки, был приобретен полный комплект технологического оборудования и в заключении были получены отличные результаты при сравнительных испытаниях. Ресурс шпалоподбоек на уровне подбоек США или Австрия , стоимость наших подбоек в 2-2,5 раз меньше чем США ( более 700 долларов) или Австрия. В 1990-е годы все работы по подбойкам были прекращены и появился целый ряд посредников поставки этих подбоек из США или Австрии. Половина сотрудников ВНИКТИ была уволена. До настоящего времени состояние внедрения новой техники не изменилось.Приведу несколько примеров:
1. В 2007-2010 году ВНИКТИ была разработана и испытана на локомотиве система комбинированной смазки гребней колес (через отверстия твердого стержня подводилась пластичная смазка и наносилась на гребень колес). Испытания показали, что эффективность этого способа смазки выше в 2-3 раза всех существующих систем смазки. На Международной выставке " Архимед-2000" система комбинированной смазки награждена серебряной медалью
2. В эти-же годы был разработан автоматизированный модуль для обработки сварных стыков рельсов по всему контуру сварки. Модуль показал высокую точность обработки и должен был использоваться для скоростного пути, но работы также прекращены. Это только единичные случаи, а их много.
Мне очень обидно и горестно сравнивать свою работу в 1960-1970 гг. в должности Главного конструктора по станкостроению ГСКБ г. Ульяновск с настоящим временем, в котором положение еще хуже, чем в железнодорожном транспорте. Кириков Александр Константинович.

[Admin]

В 1990-е годы все работы по подбойкам были прекращены и появился целый ряд посредников поставки этих подбоек из США или Австрии. Половина сотрудников ВНИКТИ была уволена. До настоящего времени состояние внедрения новой техники не изменилось

потому что легче купить у пиндосов и получить откат чем разработать свое и ничего не получить. Аналогий много - Сокол-250 / Сапсан и др.

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Путь и путевое хозяйство".

Перенес: Admin