Соединили

и поехали

В настоящее время все модели сочлененных вагонов разработки холдинга «ОВК» находятся на разных стадиях испытаний. Проектирование и производство опытных образцов стало своего рода вызовом, ведь в современной России подвижной состав сочлененного типа массово не выпускался.


17 декабря 2018

Крепкие узы

Каждый такой вагон имеет шесть осей вместо привычных четырех и две секции, соединенные с помощью специального устройства − узла сочленения. В мире он встречается двух типов: двухшарнирный (распространен в Европе) и шаровой (применяется в Северной Америке). Инженеры Всесоюзного научно-исследовательского центра транспортных технологий (ВНИЦТТ, входит в ОВК) остановили свой выбор на американских узлах, поскольку они рассчитаны на повышенные продольные и вертикальные нагрузки и лучше подходят к условиям эксплуатации на пространстве 1520. Все остальные детали и узлы вагонов сочлененного типа − отечественного производства.

На всех многоосных вагонах производства ОВК применена ходовая часть с потележечным (раздельным) торможением, при этом тормозная система установлена непосредственно на тележках. Такая схема обеспечивает мягкое и безопасное торможение, обладает большей эффективностью и надежностью по сравнению с традиционной системой торможения.

При проектировании сочлененных вагонов инженерам ВНИЦТТ пришлось решить несколько нетривиальных задач. К примеру, для крепления узла сочленения типа SAC-1 RUS к раме (узел сочленения предназначен для шарнирного соединения секций вагона и обеспечивает их опору на среднюю тележку. – Прим. ред.) потребовалось подобрать оптимальный способ приварки. Для этого изготовленные образцы сварных соединений подвергались испытаниям на усталостную прочность.

Кроме того, каждый тип вагона обладает своими конструкционными особенностями. «Так, 60-футовая сочлененная платформа предназначена для размещения трех контейнеров или съемных кузовов длиной 20 футов каждый. Один из них устанавливается над узлом сочленения и при прохождении кривых малого радиуса имеет дополнительное поперечное отклонение от оси вагона и пути, − объясняет главный конструктор ВНИЦТТ Александр Кононенко. − Для прохождения кривых платформа оборудована турникетными опорами с шарнирным закреплением. Это позволяет среднему контейнеру смещаться относительно оси вагона. При этом в случае размещения над шарнирным узлом съемного кузова турникетная опора не требуется. Это обеспечивается нетиповым креплением кузова на раме, являющимся одним из ноу-хау данного проекта».

Грузоподъемность вагонов сочлененного типа примерно в 1,5 раза больше по сравнению с типовыми четырехосными вагонами

Вагоны сочлененного типа обладают целым рядом преимуществ. Их грузоподъемность примерно в 1,5 раза больше по сравнению с типовыми четырехосными вагонами. При этом тарифицируются в России такие перевозки, как и в обычном парке, поскольку новые шестиосные вагоны по длине укладываются в 19,6 м, то есть остаются короткобазными.

Ограничений для эксплуатации вагонов сочлененного типа на сети РЖД нет. Но есть некоторые требования при погрузке. К примеру, все три контейнера или съемных кузова, устанавливаемые на 60-футовую платформу, должны быть сопоставимого веса, нельзя сочетать порожнюю и груженую тару. При погрузке сыпучего груза в полувагон или хоппер важно соблюдать равномерность загрузки по длине вагона. Все условия будут отражены в руководящих документах от разработчика, а пользователям останется только четко следовать инструкциям.

Это же касается ремонта и обслуживания новых моделей. При подъеме вагона и выкатке тележек важно будет учитывать конструктивные особенности узла сочленения с тем, чтобы не повредить его (шарнирный узел имеет ограничения по углам поворота в вертикальной и горизонтальной плоскостях). Компактное размещение тормозного оборудования, а также более тесное пространство между секциями вагона в зоне соединения потребует дополнительного обучения работников ремонтных служб.

На рынке высказываются опасения, что сочлененные вагоны могут чаще обычных попадать в текущий отцепочный ремонт, апеллируя к тому, что чем больше элементов, тем выше вероятность отказов. Это в теории.

А на практике все решает качество и надежность деталей. Так, количество отцепок по тихвинским тележкам до 6 раз меньше, чем по самой массовой модели 18-100. Новые сочлененные вагоны на тележках модели 18-9855 (25 тс), как ожидается, будут показывать такой же хороший результат в эксплуатации, как и четырехосные на тех же тележках.

На практике все решает качество и надежность деталей. Так, количество отцепок по тихвинским тележкам до 6 раз меньше, чем по самой массовой модели 18-100

На практике все решает качество и надежность деталей. Так, количество отцепок по тихвинским тележкам до 6 раз меньше, чем по самой массовой модели 18-100

Из частей − в целое

После того как разработчики ВНИЦТТ выполнили свою часть проекта, за дело взялись производственники. Подготовка к изготовлению опытных образцов − длительный процесс, включающий проработку конструкторской документации, закупку материалов и комплектующих, разработку технологического процесса, комплектование оснасткой и инструментом и др. Перед постановкой в серийное производство опытные образцы проходят полный цикл испытаний и процедуру получения сертификата соответствия, по окончании которых новая модель подвижного состава может быть допущена к массовому выпуску.

   Платформа сочлененного типа

Наиболее интересна в части реализации инновационных идей сочлененная платформа. За счет применения в конструкции турникетных опор с фитинговыми упорами в вагоне можно перевозить три груженых 20-футовых контейнера с максимальной допускаемой массой брутто. При грузоподъемности 80-футовой платформы 74,5 т (модели 13-6903 производства АО «ТВСЗ») в 60-футовой сочлененной этот показатель увеличен до 122,5 т. Также на ней можно перевозить съемные кузова для лесоматериалов, зерна, минеральных удобрений, угля и прочих грузов.

«При изготовлении рамы необходимо выбирать оптимальную последовательность выполнения сборочно-сварочных операций. Сборка и сварка хребтовой балки, шкворневых и поперечных балок осуществляется на отдельных рабочих местах. Самым трудоемким процессом можно назвать стыковку шкворневых и промежуточных балок с хребтовой балкой и окончательную сборку рамы, а также соединение двух изготовленных полурам в одно общее изделие», – поясняет заместитель технического директора АО «Тихвинский вагоностроительный завод» Юрий Ярошевич.

Проектирование шестиосного вагона-платформы сочлененного типа для перевозки широкой номенклатуры грузов модели 13-9994. Эксплуатация таких вагонов позволит существенно повысить эффективность перевозок на сети железных дорог

Проектирование шестиосного вагона-платформы сочлененного типа для перевозки широкой номенклатуры грузов модели 13-9994. Эксплуатация таких вагонов позволит существенно повысить эффективность перевозок на сети железных дорог

   Цистерна сочлененного типа

Производство сочлененной цистерны освоено на предприятии «ТихвинХимМаш» (ТХМ). Ее уникальность состоит в том, что в одном вагоне можно доставить почти вдвое больше груза по сравнению с классическими моделями. Изделие, по словам технического директора ТХМ Андрея Бекшаева, принципиально отличается от серийно выпускаемых, поскольку для достижения требуемых характеристик по массе тары вагона и его грузоподъемности из конструкции исключена хребтовая балка, которая обычно является основным несущим элементом (хребтовая балка вагона служит для восприятия продольных и частично вертикальных нагрузок, действующих на вагон, для крепления котла, а также для крепления на ней автосцепного и тормозного оборудования. – Прим. ред.). Оставлены лишь консольные части хребтовой балки, в которых размещаются элементы автосцепного устройства. Все основные (в первую очередь продольные) нагрузки в этом случае воспринимает сам котел. На нем же размещается и тормозное оборудование.

С учетом заложенных в проект особенностей потребовалось дополнительное оснащение производства специализированным оборудованием и оснасткой. Большая часть уже смонтирована и введена в эксплуатацию.

Полурамы, которые являются соединяющим элементом вагона с тележками, будут выпускаться на отдельной производственной линии. Одной из наиболее важных технологических операций, как и в случае с платформами, является сборка-сварка полурам с узлами сочленения. Особенность заключается в способе их установки. Узел сочленения воспринимает все основные нагрузки, действующие на вагон в эксплуатации, что определяет особые требования к сварным швам, а также к несущим литым деталям данного узла.

Соединение котлов с полурамами производится на специализированном кантователе, который способен осуществлять вращение котлов, что обеспечивает правильное положение сварных швов котла при сварке. Финальным этапом идет соединение двух секций вагона, где также есть свои особенности, связанные с применением узла соединения.

В одном вагоне можно доставить почти вдвое больше груза по сравнению с классическими моделями

В одном вагоне можно доставить почти вдвое больше груза по сравнению с классическими моделями

Его величество качество

Любой производственный процесс, как известно, начинается с входного контроля качества материалов и комплектующих, поставляемых на завод. На тихвинской промплощадке данная система построена таким образом, что в случае выявления несоответствующей продукции возможность ее дальнейшего перемещения по участкам исключена.

Система входного контроля на тихвинском производстве не пропускает продукцию несоответствующего качества

На примере цистерны проследим, как проводится контроль качества вагона. Грузы, перевозимые к цистерне, классифицируются как взрыво- и пожароопасные вещества, а значит, сосуд, их перевозящий, постоянно находится под избыточным давлением. В этих условиях определяющим фактором является качество изготовления котла. Помимо всего прочего, котел является еще и несущей конструкцией вагона, поэтому в процессе его изготовления контроль качества выполняется на всех этапах.

К сварке швов, которые определяют прочность и герметичность сосуда, допускается только персонал, который имеет необходимый уровень квалификации, подтвержденный Национальным агентством контроля сварки (НАКС). Каждый шов, помимо визуально-измерительного контроля, подвергается еще и неразрушающему (неразрушающий контроль – это контроль надежности основных рабочих свойств и параметров котла или отдельных его элементов, узлов, не требующий выведения его из работы либо демонтажа. – Прим. ред.). Затем он проверяется на прочность гидравлическим давлением, как минимум в 1,5 раза превышающим номинальные рабочие показатели. Только по результатам всех этапов контроля сосуд может быть признан годным.

Ультразвуковой контроль продольного сварного соединения обечайки корпуса вагона-цистерны из стали 09Г2С дефектоскопом PELENG УД3-307ВД

Ультразвуковой контроль продольного сварного соединения обечайки корпуса вагона-цистерны из стали 09Г2С дефектоскопом PELENG УД3-307ВД

Не менее важным фактором является качество приварки полурам к котлу, а также качество сборки тормозного оборудования. Здесь также предусмотрен пооперационный контроль. На финальной сдаче проверяется работоспособность тормозной системы каждого вагона с оформлением соответствующего протокола. После этого вагон подлежит взвешиванию с занесением фактической массы тары в паспорт, а также проверке габаритных очертаний на соответствие требованиям ГОСТа.

Отдельное внимание уделяется качеству окраски вагона. Для достижения нужного результата применяется передовое технологическое оборудование, а все лакокрасочные материалы проходят обязательный входной контроль на соответствие требованиям нормативной документации. Контроль качества лакокрасочного покрытия с проверкой его толщины осуществляется на финальной сдаче вагона.

Новым изделиям всегда уделяется повышенное внимание, тем более что железнодорожная отрасль консервативна. Самую объективную оценку сочлененным вагонам уже скоро поставит рынок, ведь в текущих рыночных условиях именно потребители задают спрос на характеристики как технические, так и коммерческие, которым должны соответствовать новые вагоны.

Елена Романова