Переход на кассету: в поисках оптимального решения

В течение осени в отрасли шло активное обсуждение перехода на использование в грузовых вагонах на территории России подшипников кассетного типа с 1 января 2021 года. Вопрос активизации внедрения таких подшипников актуален не первый год и можно определенно сказать, что точка в дискуссиях не будет поставлена еще долгое время. В комментариях журналу «Техника железных дорог» эксперты отрасли поделились видением, как данный переход может быть реализован и какие узкие места есть на его пути.

С.В. Калетин, к.т.н., генеральный директор АО «СГ-Транс», вице-президент НП «ОПЖТ»

В настоящее время на сети железных дорог России 12% от всего парка грузовых вагонов составляют вагоны, колесные пары которых укомплектованы кассетными подшипниками. Такие вагоны начали эксплуатироваться в 2005 году на Северной железной дороге: в типовой полувагон модели 12-132 были установлены колесные пары с кассетными подшипниками в типовом буксовом узле. Половина вагонов эксплуатировалась с подшипниками производства ЕПК (Россия), половина – с подшипниками производства SKF (Швеция). Испытания проводились на действующем полигоне, осуществлялась перевозка угля из Воркуты в Череповец в адрес ПАО «Северсталь.

В процессе подконтрольной эксплуатации параллельно производилась настройка и апробирование работы систем автоматического контроля за нагревом буксовых узлов, что позволило разработать и внедрить на всем полигоне железных дорог России алгоритмы распознавания и автоматического контроля буксовых узлов с подшипниками кассетного типа. Как мы знаем, нормальная температура эксплуатации кассетных подшипников выше, чем у роликовых буксовых узлов (80 °С и 60 °С соответственно). Проводилась разработка и корректировка технологических и нормативных документов, которые сейчас позволяют беспроблемно и успешно эксплуатировать кассетные подшипники на всей сети ОАО «РЖД». В итоге подконтрольная эксплуатация кассетных подшипников была признана безопасной, успешной и эффективной.

Дальнейшей вехой развития эксплуатации кассетных подшипников явились разработка и внедрение механизмов использования таких подшипников не в корпусе буксы, а под адаптером, что позволило увеличить осевую нагрузку грузовых вагонов до 27 т на ось. Можно с уверенностью утверждать, что такая нагрузка не предел. За все время эксплуатации вагонов с кассетными подшипниками зафиксированы показатели, значительно опережающие показатели эксплуатации так называемого типового грузового вагона. Например, количество отказов в эксплуатационной работе по вагонам с кассетными подшипниками в 4 раза ниже, чем по типовым вагонам.

Если рассматривать количество отцепок во внеплановые ремонты, то и тут статистические показатели по вагонам с кассетными подшипниками значительно ниже, чем по типовым. Например, в 5-летнем периоде у типового массового полувагона модели 12-132 производства АО «НПК «УВЗ» количество отцепок составляет 1,3 на 100 тыс. км, а у полувагона модели 12-196-02 того же производителя количество аналогичных браковок на аналогичный пробег – в два раза меньше (0,6).  Если рассматривать полувагон модели 12-9853 производства АО «ТВСЗ», то этот показатель вообще равен 0,38.

Более показательна статистика браковок грузовых вагонов по неисправности буксовых узлов. Если рассматривать 7-летний период, то у полувагона модели 12-132 количество таких отцепок достигает 0,24, а у полувагонов моделей 12-9853 и 12-196-01 – 0,07 и 0,08 соответственно, то есть как минимум в 3 раза ниже. Таким образом, можно констатировать, что вагоны на колесных парах с кассетными подшипниками эксплуатируются с гораздо лучшими показателями и практически не создают проблем для инфраструктуры.

Также очень важно отметить различия в жизненном цикле колесной пары типового массового вагона и оборудованного подшипниками кассетного типа. Согласно проведенному анализу данных срок жизненного цикла первой (у полувагона модели 12-132) не превышает 6 лет, второй (у полувагона модели 12-196-02) составляет не менее 11 лет, а у вагона модели 12-9853 – не менее 20 лет.

Одним из весомых аргументов в пользу подшипников кассетного типа является мировой опыт. В частности, Ассоциация североамериканских железных дорог (AAR) с 1966 года обязала устанавливать кассетные подшипники на все новые 100-тонные вагоны (нагрузка 30 т на ось). В 1968 году требование распространилось абсолютно на все новые вагоны. С 1978 года более 70% парка грузовых вагонов переведено на кассетные подшипники. В результате отказы уменьшились в 25 раз по сравнению с уровнем 1955 года.

Если говорить о межремонтном пробеге вагона, то у подвижного состава американского производства он составляет 1 млн км, а российского – 160 тыс. км.

В свою очередь, China Railway (CR) осуществили перевод всего парка грузовых вагонов на подшипники кассетного типа за три года, и теперь по национальным магистралям грузы перемещаются со скоростью 160 км/ч против прежних 80–100 км/ч.

Таким образом, перевод грузовых вагонов на подшипники кассетного типа позволит улучшить эксплуатационные характеристики подвижного состава: снизит нагрузку на инфраструктуру, расходы владельца на содержание вагона в исправном состоянии, подтолкнет производителей подшипников к массовому выпуску продукции, а также простимулирует развитие металлургической и химической промышленности в стране.

Считаем, что подходить к вопросу о переводе грузовых вагонов на колесные пары с подшипниками кассетного типа надо постепенно. Для этого необходимо разработать федеральную целевую программу с выделением бюджетных субсидий и грантов государственных фондов поддержки науки и инноваций, определить целевые индикаторы и провести адресную господдержку предприятий транспортного машиностроения.

С.Г. Гончаров, к.э.н., зам. Генерального директора по техническому развитию – главный инженер АО «ПГК»

С одной стороны, мотивация массового перевода колесных пар на кассетные подшипники более чем благородная – снижение нагрузки на инфраструктуру и оптимизация скорости движения поездов. Однако данная инициатива не гарантировала снижения количества отказов, которое могло бы способствовать улучшению перевозочного процесса. Ситуация в чем-то схожа с той, которая возникла при массовом списании вагонов несколько лет назад. Что получим, неизвестно, но заплатили бы за это сполна.

В настоящий момент три российских производителя кассетных подшипников – Amsted Rail (ООО «EПК-Бренко»), SKF и Timken – не готовы обеспечить потребность рынка в случае такого перехода. Они производят около 500 тыс. подшипников в год, а нужно более 1,12 млн только на переоборудование уже существующих вагонов. Необходимо также учесть потребности вагоностроителей и компаний, выполняющих ремонт колесных пар инновационных вагонов. Нарастить в такие короткие сроки (до 2021 года – прим. ред.) производственные мощности, несмотря на заверения производителей, проблематично. Ситуация обернулась бы ростом стоимости на эти изделия и простоем подвижного состава в ремонте.

Кроме того, никто не проводил испытаний тележки 18-100 и аналогов с установленным кассетным подшипником. Иными словами, у нас нет подтверждения того, что с ними будет лучше. При этом уже сейчас при анализе жизненного цикла вагона мы видим, что затраты на данные детали догоняют роликовые запчасти уже на 5-7-м годах эксплуатации. Привлекательным выглядит срок годности кассетных подшипников – 8 лет.

Однако их нельзя устанавливать на вагон, если нормативный срок использования истекает до следующего ремонта. Получается, что эти детали не вырабатывают свой потенциал на 30-40%.

Фактически новые правила ударили бы по карману потребителя конечной продукции. В предлагаемом варианте оборудования колесных пар при их капитальном ремонте дополнительная финансовая нагрузка могла составить до 300 млрд руб.

А.К. Копецкий, генеральный директор ОАО «УК ЕПК»

Мы считаем, что при принятии решения о переводе подвижного состава на кассетные подшипники с коническим роликом необходимо прежде всего учитывать такую истину, как соблюдение национальной безопасности и обороноспособности России. Напомню, что это является одной из целей принятой в 2008 году Стратегии развития железнодорожного транспорта РФ до 2030 года. На территории России отсутствуют российские подшипниковые предприятия, изготавливающие кассетные подшипники с коническим роликом, и предприятия, имеющие локализованное производство полного цикла (от сырья до изделия).

Так, сегодня в России производство кассетных подшипников с коническим роликом представляют три предприятия:

1. «ЕПК-Бренко» – самое локализованное производство в Российской Федерации, со степенью локализации порядка 20% (токарные операции, шлифовальные операции, термообработка, сборка). Производство роликов, сепараторов, наружных колец, уплотнителей в нашей стране отсутствует. Производство внутренних колец освоено и возможно при наличии стали, одобренной производителем-владельцем конструкторской документации на кассетные подшипники. На данный момент сталь в России не одобрена. В изделии используется импортная смазка. Половина акций принадлежит иностранной компании.

2. «SKF-Тверь» – все комплектующие для производства подшипников поставляются из Европы. В России налажено только шлифование, термообработка и сборка. Предприятие находится в 100-процентной собственности иностранной компании.

3. Timken – для производства подшипников все комплектующие иностранные, в России только сборка. Структура собственности: иностранный капитал – 75%, российский – только 25%.

При предложенном переходе на кассетные подшипники с коническим роликом Россия окажется в полной зависимости от поставок иностранных партнеров. В свою очередь, они, как это не раз бывало, в любой момент при необходимости смогут использовать санкционный инструмент, что полностью остановит движение по железнодорожным магистралям России – одной из крупнейших транспортных систем мира.

Отмечу, что не существует общемировой тенденции по переходу к использованию кассетных подшипников с коническим роликом. Так, в Европе в грузовых вагонах используются исключительно роликовые подшипники, в том числе производства компании ЕПК. Нами производятся и поставляются буксовые цилиндрические подшипники на европейский рынок, которые сертифицированы на соответствие стандарту EN 12080 и техническим спецификациям TSI. По сроку службы данные подшипники не уступают подшипникам с коническим роликом.

Инженеры ЕПК разработали собственные технические условия с повышенными требованиями к подшипникам. В настоящий момент они находятся на рассмотрении в Департаменте технической политики ОАО «РЖД». Новые технические условия позволяют установить назначенный срок службы подшипника в пять лет. В этом случае экономический эффект от использования кассетного подшипника с коническим роликом будет ниже, чем от цилиндрического: цена без НДС на пару цилиндрических подшипников составляет порядка 6 тыс. руб., а на один кассетный – порядка 22 тыс. руб. Таким образом, при эксплуатации вагона на цилиндрических подшипниках на протяжении 15 лет потребуется на один буксовый узел затратить 18 тыс. руб., на кассетных – 33 тыс. руб. (на протяжении 16 лет).

Альтернативой кассетному подшипнику может являться кассетный буксовый подшипник с цилиндрическим роликом. Есть гарантия завода-изготовителя на данный подшипник до полного освидетельствования колесных пар, но не более пяти лет или 450 тыс. км пробега. Подшипник сертифицирован, освоен и готов к серийному производству со 100-процентной локализацией на нашем российском предприятии. Переход на такой подшипник вполне соответствует провозглашенному в нашей стране несколько лет назад курсу на импортозамещение, а также утвержденным стратегическим принципам развития железнодорожной отрасли России.

Также следует отметить, что отсутствуют подконтрольные эксплуатационные результаты испытаний работы кассетных подшипников с коническим роликом диаметром 130 мм в буксе тележки типового вагона и без корпуса буксы (под адаптером). Поэтому, если говорить о технологическом перевооружении парка грузовых вагонов в Российской Федерации, то значительный положительный эффект даст выпуск новых вагонов только на тележках современных конструкций, уже доказавших на практике в эксплуатации свои потребительские качества. В противном случае использование кассетных подшипников в тележках старого образца абсолютно нецелесообразно.