Проблемы износа колес железнодорожного подвижного состава

23 августа 2023 г. на площадке АО «Октябрьский электровагоноремонтный завод» (входит в состав АО «Трансмашхолдинг») состоялось выездное совместное заседание Научно-производственного совета и Комитета по координации локомотивостроения и их компонентов ОПЖТ под председательством Валентина Гапановича и Владимира Шнейдмюллера.

В заседании приняли участие: генеральный директор АО «ОЭВРЗ» Валентин Ядрицев, заместитель генерального директора АО «СТМ» Юрий Машталер, управляющий директор по качеству и надежности АО «Трансмашхолдинг» Сухинин Валоги, генеральный директор ООО «ТМХ Инжиниринг» Дмитрий Петраков, генеральный директор ООО «Центр перспективных технологий ТМХ» Денис Карасев, заместитель генерального директора АО «ВНИИЖТ» Алексей Сухов, начальник технического управления ООО «СТМ-Сервис» Антон Худяков, директор научного центра качественных сталей ФГУП «ЦНИИчермет им И.П.Бардина» Георгий Филиппов, а также представители Проектно-конструкторского бюро локомотивного хозяйства, АО «ОМК», ООО «ТМХ-Локомотивы», ООО «ЛокоТех», Дирекции скоростного сообщения – филиала ОАО «РЖД», ПГУПС и др.

В рамках приветственного слова вице-президент, председатель Комитета по координации локомотивостроения и их компонентов ОПЖТ Владимир Шнейдюмллер поблагодарил Валентина Ядрицева за предоставленную возможность провести выездное заседание ОПЖТ на площадке АО «ОЭВРЗ», а также всех участников, проявивших интерес к рассматриваемой теме и отметил, что эта встреча является крайне важной для решения многих проблем связанных с износом колес железнодорожного подвижного состава. Он подчеркнул, что уровень участников и подготовки определенно будут способствовать выработке действенных мер для решения указанной проблематики.

Президент, председатель Научно-производственного совета ОПЖТ Валентин Гапанович, обращаясь к участникам с приветственным словом отметил, что по итогам мероприятия необходимо структурировать итоговый документ и четко изложить рекомендации для Росжелдора, ОАО «РЖД», производителей железнодорожного подвижного состава, металлургов и сервисных компаний. Валентин Гапанович отметил, что на текущий момент идет разработка СТО ОПЖТ «Колесные пары железнодорожного подвижного состава магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Методические рекомендации по выполнению измерений (контролю) поверхности катания колес железнодорожного подвижного состава. Формирование единых учетных и отчетных документов».

Ведущий инженер отдела мониторинга тягового подвижного состава Проектно-конструкторского бюро локомотивного хозяйства – филиала ОАО «РЖД» Евгений Колентионок выступил с докладом «Показатели ресурса бандажей колесных пар локомотивов в эксплуатации. Предложения, направленные на повышение эффективности работы в системе колесо-рельс в локомотивном комплексе». Он проинформировал, что с 2018 года, совместным решением с Дирекцией тяги, информация о показателях износа колесных пар (таких как ресурс бандажа, интенсивность износа гребня, пробеги к.п. между обточками, количество обточек и по причинам, упрочнения колесных пар) рассчитывается по форме «Отчета о результатах использования технических средств лубрикации для снижения износа бандажей колесных пар и увеличения ресурса бандажа» (отчет ТО-3) и формируется в Автоматизированной системе «Электронный паспорт локомотива». Массив данных хранит в себе информацию более чем о 34 тыс. секций локомотивов, 170 тыс. колесных пар и более 4 млн. замеров параметров бандажей к.п поступающих в систему ежегодно. Также в ходе своего доклада Евгений Колентионок отметил, что в соответствии с нормативными документами ОАО «РЖД», при условии выполнения технологии лубрикации, показатели среднего ресурса бандажей колесных пар локомотивов должны достигнуть не менее 600 тыс. км пробега, а показатели интенсивности износа гребней колесных пар – не превышать значения 0,55 мм на 10 тыс. км пробега. Так, по состоянию на 1 июля 2023 г. интенсивность износа гребней бандажей колесных пар у электровозов грузовых серий снизилась на 3% (по отношению к 2022 году) и составила 0,38 мм/10 тыс. км пробега, а у пассажирских моделей на 6% и составила 0,29 мм/10 тыс. км пробега.

У тепловозов грузовых серий интенсивность износа гребней бандажей колесных пар осталась на уровне 2022 года – 0,47 мм/10 тыс. км пробега, при этом на пассажирских сериях выросла на 8% и составила 0,41 мм/10 тыс. км пробега.

Также в ходе своего доклада он отметил, что применении технологии лубрикации, упрочнения бандажей колесных пар и применения тележек с радиальной установкой колесных пар для вписывания в кривые являются действенными способами по увеличению их ресурса. В завершении своего доклада он также отметил, что по итогам испытаний и расчетов (с привлечением специалистов АО «ВНИИЖТ») выработан ряд предложений для повышения эффективности работы в системе колесо-рельс, которые будут отражены в итоговом протокол заседания.

Заместитель генерального директора по техническому развитию ООО «ЛокоТех» Александр Радионов выступил с докладом «Анализ содержания колесных пар в экслпуатации. Принимаемые меры по повышению ресурса бандажей». Он также проинформировал участников о количестве обточек локомотивов за 2020 – 2023 гг. и их причинах: количество и протяженность кривых участков пути на полигоне эксплуатации, особенности конструкции и регулировки экипажной части и ее работа в условиях конкретных параметров пути, исправность и эффективность работы систем рельсо- и гребнесмазывания, трибологические характеристики металлов пары трения колесо-рельс, термоциклическое воздействие тормозных колодок на бандаж при торможении и др.

В завершение своего доклада он проинформировал о ряде мероприятий ООО «ЛокоТех» направленных на повышение ресурса бандажей колесных пар локомотивов.

О сервисном обслуживании и ресурсе бандажей колесных пар локомотивов в ООО «СТМ-Сервис» доложил начальник технологического управления ООО «СТМ-Сервис» Антон Худяков, который проинформировал участников об обслуживаемом парке локомотивов. По состоянию на текущий момент на сервисном обслуживании ООО «СТМ-Сервис» находится 7 730 локомотивов, из которых 77% - электровозы, а 23% - тепловозы. Он отметил, что на полигонах Западно-Сибирской и Свердловской железных дорогах (по информации ОАО «РЖД») укладка новых рельс ДТ350 растет по сравнению к 2015 году (+156%), средний вес поезда также растет (+6%), а ресурс бандажей локомотивов 2ЭС6 сокращается (-26%), и связал это с разнотвердостью в системе колесо-рельс.

В завершение доклада он выразил ряд предложений: необходимо определить и установить коэффициент отношения твердости рельса и бандажа, который послужит базисом для разработки последующих мероприятий и проектирования новых серий локомотивов, организовать проведение НИОКР по теме взаимодействия колесо-рельс в части определения максимальной температуры нагрева бандажей при торможении, формирование технических требований к новым маркам сталей бандажей, профилей бандажа, рельса, тормозной колодки, конструкции ТРП и др., разработать программное обеспечение, производящее сбор и аналитику данных по износу и взаимодействию колесо-рельс и установить план проведения рельсошлифования определенных участков железных дорог в соответствии с потребностью.

Начальник отдела по экипажной части ОП в г. Брянск ООО «ТМХ Инжиниринг» Алексей Трофимов выступил с докладом «Причины обточек колесных пар, конструктивные мероприятия по увеличению ресурса». Он также проинформировал о среднем фактическом ресурсе бандажа по данным журнала ТО-3.

Также он отметил, что на новый локомотив 3(2)ТЭ28 внедрены бандажи колесных пар диаметром 1080 мм, что позволит увеличить ресурс бандажей за счет возможности проведении большего количества обточек, по сравнению с локомотивами других серий. Также, на текущий момент, проработана замена колес диаметром 1050 мм на 1080 мм на серийных локомотивах 2ТЭ25КМ и 3ТЭ25К2М, но эта работа требует дополнительных технических заключений, поскольку при таких изменениях возрастает нагрузка на ось, возникает необходимость перемещения автосцепных устройств и соответственно стяжных ящиков. Алексей Трофимов проинформировал о выполнении мероприятий по повышению ресурса бандажей: проводится работа по подбору оптимального профиля круга катания ходовых колес локомотивов для различных полигонов эксплуатации, организовывается подконтрольная эксплуатация композиционных колодок UR01-01 (К1-Т1-Г 340), разрабатывается план-график проведения опытной эксплуатации электровозов, оборудованных бандажами из сталей марки 4, марки Н и марки 2.

С докладом на тему: «Научные подходы и методы, направленные на увеличение ресурса бандажа колесных пар. Прогнозирование остаточного ресурса бандажа, перспективы внедрения в производства» выступил генеральный директор ООО «ЦПТ ТМХ» Денис Карасев. Он доложил о проведении виртуальных испытаний интенсивности износа бандажей колес локомотивов на различных полигонах эксплуатации и о проведении анализа влияния неточностей установки и изготовления колесных пар на темп износа колес.

Также Денис Карасев проинформировал о разработке автоматизированной системы централизованного расчета остаточного ресурса критических узлов локомотивов (СПР) и результатах ее работы.

В завершение своего доклада он отметил, что для повышения ресурса бандажа одним из наиболее эффективных и быстро масштабируемых способов является перевод бандажей на сталь марки 4, расширение возможности совместного использования различного рода информации (BIG DATA) из электронных систем ОАО «РЖД» и возможность раскрытия всем участникам рынка исследований лучших разработок западных компаний, чья техника используется в Российской Федерации (вагоны Talgo, электропоезда «Ласточка» и «Сапсан»).

Заместитель генерального директора АО «ВНИИЖТ» Алексей Сухов выступил с докладом «Исследования в области повышения надежности и прогнозирования ресурса локомотивных бандажей». Он проинформировал об отказах (изломах) бандажей по усталостным трещинам в гребне.

Алексей Сухов доложил об одной из действенных мер по повышению износа бандажей колесных пар – плазменное упрочнение.

Также он проинформировал участников заседания о своем видении перспектив применения цельнокатаных колес для локомотивов, взамен бандажей. Отметил ряд преимуществ – более высокая конструкционная прочность и надежность, возможность изготовления колес из высокопрочных эвтектоидных сталей с увеличенным межремонтным пробегом и ресурсом. Но у такого решения есть и недостатки «Высокая вероятность повреждения посадочной поверхности оси при смене колес и соответственно необходимость ее ремонта, снижение срока службы, необходимость применения антизадирных покрытий оси, более высокая стоимость колеса и жизненного цикла колесной пары в целом и необходимость переоснащения всей ремонтной инфраструктуры».

В завершение своего доклада Алексей Сухов отметил, что основной и преобладающей причиной обточек колесных пар локомотивов является тонкий гребень (более 65% обточек). Стандартные марки бандажной стали – 2 и 2У по ГОСТ 398-2010 не решают проблемы повышения ресурса бандажа, а применение марки 4 не широко распространённо в эксплуатации, в связи с малым объемом поставок. Он рекомендовал ряд решений, которые будут отражены в протоколе заседания.

О лазерном поверхностном термическом упрочнении гребня бандажа колесной пары доложил начальник отдела развития технологий дизельного производства ООО «ТМХ-Технологии» Денис Плитенецкий. Он проинформировал участников о достоинствах и недостатках лазерного и магнито-плазменного поверхностного термоупрочнения.

А также о проведенной работе по сравнению указанных технологий. Так, совместно со специалистами АО «ВНИИЖТ» проведены стендовые испытания, разработана необходимая документация по ГОСТ 15.902-2014. В ходе результатов испытаний получены следующие показатели:

О перспективных направлениях создания колесной стали повышенной эксплуатационной стойкости доложил директор научного центра качественных сталей ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина» Георгий Филиппов. Он проинформировал участников заседания о влиянии дисперсности перлита на твердость и сопротивление разрушению колесной стали, и об особенностях ее деформации и разрушения. Также Георгий Филиппов акцентировал внимание на апробации производства рельсов типа Р65 (ДТ370) из НЛЗ модифицированной стали марки Э76ХФ с получение структуры нанодисперсного перлита, производства колес из стали марки Т, микролегировании алюминием и об особенностях формирования механических свойств высокоуглеродистых перлитных сталей.

В завершение своего доклада он высказал ряд предложений, которые будут отражены в протоколе заседания.

Начальник отдела стандартизации, метрологии и управления качеством Проектно-конструкторского бюро локомотивного хозяйства – филиала ОАО «РЖД» Людмила Вербицкая доложила о методических рекомендациях по выполнению измерений бандажей, цельнокатаных колес при формировании, эксплуатации, ремонте колесных пар и по созданию единых учетных и отчетных форм по результатам измерений. Она отметила, что Согласно распоряжению «РЖД» от 09.01.2023 № 8/р «О взаимодействии между подразделениями Дирекции тяги – филиала ОАО «РЖД», Сервисных компаний по обслуживанию локомотивов и Проектно-конструкторским бюро локомотивного хозяйства по обеспечению выполнения плановых показателей содержания колесных пар локомотивов в эксплуатации» одной из важных задач является сохранение и увеличение ресурса колес железнодорожного тягового подвижного состава всех серий. Для этих целей «РЖД» проводятся различные мероприятия и используются различные методы повышения ресурса, в том числе ресурсные испытания колесных пар подвижного состава, целью которых является эмпирическое определение ресурса колес на заданном полигоне эксплуатации локомотива и возможность увеличения его пробегов между обточками или заменами колесных пар. Также Людмила Вербицкая проинформировала участников заседания о том, что ПКБ ЦТ совместно с ОПЖТ и представителями машиностроительных холдингов разрабатываются Методические рекомендации по выполнению измерений колес железнодорожного подвижного состава при формировании, эксплуатации, ремонте колесных пар (для колеи 1520 мм) и по формированию единых учетных и отчетных форм по результатам измерений.

Данный документ будет предназначен для использования в производственной деятельности эксплуатационных и сервисных организаций, а также машиностроительных, локомотиво- и вагоноремонтных заводов и станет базой для повышения качества «входных данных» для анализа оценки и прогнозирования ресурса колес и колесных пар железнодорожного подвижного состава.

В завершение заседания Владимир Шнейдмюллер отметил, что вопросы состояния инфраструктуры и применяемой стали для производства колес и бандажей являются одними из важнейших для увеличения их ресурса. Он проинформировал, что работа по указанному вопросу будет продолжать в рамках деятельности ОПЖТ и поблагодарил участников за активную вовлеченность. В ходе работы участники заседания выработали ряд предложений, которые будут отражены в итоговом протоколе заседания.

Также участники заседания ознакомились с производственными мощностями АО «Октябрьский электровагоноремонтный завод» по производство и ремонту вагонов для метрополитена.

https://opzt.ru/news/