Как повысить надежность буксового узла?
А.В. Сапёров, технолог Центральной дирекции по ремонту грузовых вагонов - филиала ОАО «РЖД»
Изменения, уточнения, практический обмен опытом
При эксплуатации грузовых вагонов в течение 2008 г. на сети дорог ОАО «РЖД» допущен 841 случай брака грузовых вагонов, находящихся в эксплуатации после проведения им плановых видов ремонта на предприятиях Центральной дирекции по ремонту грузовых вагонов. Проведенными расследованиями установлено, что случаи браков по вагонам в процентном соотношении распределились следующим образом:
- грение буксового узла — 94,2 %;
- столкновение при маневрах—0,02 %;
- задержки поездов на перегоне более одного часа — 0,02 %;
- неисправности автосцепного оборудования — 0,017 %;
- отцепки вагонов по технологическим неисправностям — 0,008 %;
- сход вагона в грузовом поезде — 0,008 %.
Несложный анализ допущенных случаев брака в ремонте грузовых вагонов показывает, что наибольшее количество браков в поездной работе допущено по грению буксового узла (94,2 %).
При разработке стратегии по повышению надежности работы буксовых узлов с роликовыми подшипниками специалисты Центральной дирекции выделяют основные группы причин грения буксового узла. К ним относятся:
- неисправности торцевого крепления;
- дефекты смазки буксового узла;
- неисправности подшипников;
- прочие причины неисправности буксового узла.
Анализируя более детально браки по неисправности буксовых узлов за 2008 г., были рассмотрены все причины, объединенные в группах. Данные анализа представлены в таблице.
Графически представленный анализ причин брака (рис. 1) позволяет наглядно определить те, по которым произошло максимальное количество браков по неисправности буксового узла.
http://morepic.ru/images/888hoh.jpg
Рис. 1. Анализ причин случаев брака по неисправности буксовых узлов за 2008 г.:
1 — неисправности колец подшипников; 2 — неисправности роликов; 3 — ослабление торцевого крепления; 4 — обводнение смазки; 5 — неправильный подбор подшипников (несоответствие радиальных и осевых зазоров); 6 — неисправности лабиринтных уплотнений; 7 — разно-размерность роликов по диаметру и длине выше допустимого; 8 — трещины, изломы упорных колец; 9 — неисправности корпусов букс; 10 — неисправности сепараторов; 11 — загрязнение смазки; 12 — неисправности тележек; 13 — разрушение торцевого крепления; 14 — недостаток (излишек) смазки; 15 — полное разрушение подшипников; 16 — наличие более допустимых дефектов на поверхности катания колес
На основании проведенного анализа случаев брака по неисправности буксовых узлов за прошедший год можно выделить несколько направлений в работе, связанной с повышением надежности этого узла.
Первое направление касается существующей конструкции буксового узла. Под ним подразумевается разработка организационно-технических мероприятий по повышению качества плановых видов ремонта, надежности работы подвижного состава, снижению количества отказов технических средств и случаев брака. Данные мероприятия включают:
- создание рабочей группы по рассмотрению проблем, возникающих при ремонте колесных пар грузовых вагонов;
- выполнение разработанного СТО ОАО «РЖД» «Колесные пары. Формирование, ремонт, освидетельствование и эксплуатация»;
- подготовка технического задания на разработку технических условий на отремонтированный цилиндрический подшипник буксы грузового вагона, а также выполнение разработанных технических условий и конструкторской документации на отремонтированный цилиндрический подшипник буксы грузового вагона;
- введение в действие на предприятиях ОАО «РЖД» «Классификатора неисправностей вагонных колесных пар и их элементов» 1.20.001—2007;
- введение в действие на предприятиях ОАО «РЖД» «Классификатора дефектов и повреждений подшипников качения» ЦВТ-22 и «Методики определения причин излома шейки оси и разрушения буксового узла»;
- окончание разработки и внедрение ремонтной карточки колесной пары;
- завершение сертификации колесных пар нового формирования в вагоно-колесных мастерских;
- создание региональных центров по техническому обучению персонала ко-лесно-роликовых цехов;
- техническое обучение мастеров и бригадиров колесно-роликовых цехов в региональных центрах;
- 100%-ная проверка отремонтированных буксовых узлов колесных пар на виброакустических стендах;
- дополнительный контроль радиальных зазоров блока подшипников непосредственно на шейке оси колесной пары при подборе блоков подшипников;
- смазывание поверхности качения внутренних колец тонким слоем применяемой смазки перед установкой корпуса буксы с комплектом подшипников на шейку оси;
- внесение изменений в инструктивные указания № 3-ЦВРК о проведении контроля щупом 0,04 мм плотности прилегания привалочной поверхности гайки М110 и тарельчатой шайбы к плоскому упорному кольцу после монтажа торцевого крепления;
- расчет технико-экономической эффективности наплавки опорных и направляющих поверхностей букс. Рассмотрение вопроса о целесообразности ремонта наплавкой корпусов букс;
- направление запроса заводам-поставщикам по установке защитных кожухов на лабиринтные кольца новых корпусов букс;
- разработка и внедрение приспособления для правки и контроля геометрических параметров смотровых крышек. 100%-ный контроль привалочной поверхности смотровых крышек;
- разработка технологии контроля состояния лабиринтных колец и лабиринтных проточек корпусов букс, методики и приспособлений для контроля осевого разбега подшипников;
- при проведении промежуточной ревизии буксового узла не использовать смазку, изъятую из передней части буксы, а заменять ее необходимым количеством свежей;
- обеспечить при плановых видах ремонта перевод парка полувагонов ОАО «РЖД» на колесные пары с осями типа РУ1-Ш;
- использовать болты М20Х60.4.8 и М20Х60.5.8 торцевого крепления с максимальным сроком службы 10 лет;
- при наличии механических повреждений на поверхности лабиринтных колец проводить механическую обработку этих поверхностей;
- определить порядок входного контроля резинотехнических изделий для буксового узла;
- распространить передовой опыт ВКМ Горький-Сортировочный по проведению входного контроля новых корпусов букс с внесением дополнений и изменений в технологические процессы по ремонту буксового узла.
Одно из условий надежной работы буксового узла — предотвращение появления дефектов смазки, таких как обводнение и наличие посторонних примесей. Посторонние примеси попадают в буксовый узел из-за неплотного прилегания плоской резиновой прокладки между смотровой и крепительной крышками.
Уменьшить вероятность попадания влаги и посторонних примесей в смазку в период всего срока эксплуатации буксового узла в межремонтный период можно путем опломбирования буксового узла. В этом случае на пломбах устанавливается клеймо предприятий, производивших ремонт или осмотр буксового узла колесной пары, и даты проведения данных видов работы.
Постановка пломб должна быть обязательной как для ремонтных, так и для эксплуатационных предприятий. Ответственность за состояние буксового узла необходимо возложить на предприятие, проводившее последние работы с данным буксовым узлом и опломбирование.
Не станет откровением тот факт, что осмотрщики-ремонтники на пунктах технического обслуживания вагонов при осмотре внешнего состояния буксовых узлов вскрывают смотровые крышки. При этом в инструкциях ответственность за качество выполненных работ не предусмотрена.
Данная мера, установка пломб на смотровые крышки, является вынужденной необходимостью. Ее основная цель — защитить ремонтные предприятия ОАО «РЖД» от снятия смотровых крышек работниками, не сдавшими испытания на право производить промежуточную ревизию в установленном порядке.
На безотказную работу подшипников буксового узла оказывает существенное влияние и сама смазка. Наиболее массово для букс вагонов с роликовыми подшипниками применяют железнодорожную смазку ЛЗ-ЦНИИ по ГОСТ 19791—74 или ЛЗ-ЦНИИ (у) по ТУ 0254-307-00148820—95 (с изменениями 1 и 2). Она представляет собой однородную мазь от светло-желтого до темно-желтого цвета.
Анализ показывает, что среди неисправностей роликовых букс из-за обводнения смазки произошло 11,24 % случаев брака. Отрицательное воздействие обводнения смазки заключается в том, что при взаимодействии с водой разлагаются активные антиокислительные и противоизносные присадки.
При этом износ трущихся деталей буксового узла резко возрастает, а надежность его работы падает до аварийных задиров подшипников. Соответственно, вопрос об установлении допустимого уровня влагосодержания смазки буксовых узлов колесных пар остается актуальным. Решение этой проблемы должны обеспечить технологические системы и технологии объективного контроля качества буксовой смазки, обеспечивающей допустимое влагосодержание.
С 2001 г серийно применяется в узлах трения с подшипниками качения пластичная смазка Буксол. В настоящее время на Северной дороге проходит испытания состав (50 вагонов), буксовые узлы колесных пар которого заправлены смазкой Металлплакс-П.
На текущий момент определенных положительных результатов эти испытания еще не дали. Нет и однозначных рекомендаций со стороны научно-исследовательских институтов. В перспективе необходимо разрабатывать и внедрять новые пластичные смазки для буксовых узлов с цилиндрическими подшипниками.
Другим фактором выявления неисправностей буксовых узлов служит качественное расследование причин грения буксового узла. Для этого необходимо на основании пункта 5, приложения 5 инструктивных указаний № 3-ЦВРК план расследования дополнять фотографиями обнаруженных дефектов подшипника.
На основании составленных планов проведенных расследований отцепок в 17 % случаев причины грения буксового узла не были выявлены (рис. 2). Данный факт свидетельствует о том, что при эксплуатации колесной пары после проведения любого вида ревизии буксового узла в течение одного месяца происходит обыкновенная приработка подшипников. Но в пункте 3.3(а) инструктивных указаний № 3-ЦВРК однозначно указано: «если монтаж производился за месяц или менее до выявления нагрева, то колесную пару можно допустить к эксплуатации».
На основании вышеизложенного специалисты предлагают установить уровень температуры нагрева буксового узла, при котором колесная пара допускается к эксплуатации после проведения любого вида ревизии в течение месяца.
Особое внимание необходимо уделить работе средств автоматического контроля состояния подвижного состава. На обоснованность отцепок вагонов по грению буксового узла при эксплуатации в межремонтный период оказывает влияние качественная настройка средств автоматического контроля состояния подвижного состава.
Для обеспечения этого необходимо четкое выполнение пункта 7.19 распоряжения МПС от 30.12.1996 № ЦВ-ЦШ-453 (Инструкция по размещению, установке и эксплуатации средств автоматического контроля технического состояния подвижного состава на ходу поезда).
Второе, более современное направление в повышении надежности буксового узла — применение буксовых узлов с кассетными подшипниками. Конструктивно кассетные подшипники воспринимают как радиальные, так и 14 % осевых нагрузок, воздействующих на подшипники.
В настоящее время продолжаются эксплуатационные испытания на полигоне Воркута — Череповец 51 полувагона производства ФГУП ПО «Уралвагонзавод» модели 12-132-03 с подшипниками кассетного типа Compact TBU 130x250x160 производства компании SKF
В перспективе применение подшипников данного типа позволит отказаться от трудоемких работ по их ремонту. Отпадает необходимость в закупке необходимого количества смазки для выполнения производственной программы по выпуску вагонов из ремонта, в складировании, лабораторных проверках. Кроме того, с переводом колесных пар на буксовые узлы с кассетными подшипниками, на ремонтных предприятиях решается проблема с утилизацией смазки, бывшей в эксплуатации.
При поступлении на ремонтные предприятия кассетные подшипники подвергаются входному контролю. При нем проверяются:
- наличие сопроводительных документов;
- целостность упаковки;
- комплектация и внешний вид подшипника.
Однако применение подшипников кассетного типа Compact TBU 130x250x160 не позволяет полностью решить проблему неисправностей корпусов букс. Они составляют 3,16 % от общего количества браков по неисправности буксового узла.
