Международное признание
Боковые рамы ТВСЗ прошли испытания на соответствие заокеанским стандартам.
В лаборатории CTLGroup (США, штат Иллинойс) завершились испытания боковых рам производства Тихвинского вагоностроительного завода (входит в железнодорожный холдинг ОВК). Детали, предназначенные для установки в тележки Барбер модели 18-9855 со статической осевой нагрузкой 25 тс, подверглись полному комплексу статических и динамических испытаний.
Анна Орлова, заместитель генерального директора по научно-техническому развитию ЗАО «НПК ОВК»
Необходимо отметить, что американские тесты существенно отличаются от отечественных. Система испытаний, применяемых для обеспечения безопасности боковых рам на «пространстве 1520», включает в себя полные испытания на сопротивление усталости, которые проводят при постановке продукции на производство, затем – раз в три года, а также испытания на несущую способность, которым подвергают детали ежемесячно.
Как рассказала заместитель генерального директора по научно-техническому развитию ЗАО «НПК ОВК» Анна Орлова, по результатам усталостных испытаний определяют только вертикальную силу, при которой боковая рама выдержит не менее 10 млн циклов нагружения, которую сравнивают с эксплуатационным средним значением для определения коэффициента запаса.
«Для испытаний на несущую способность также используют плавно нарастающую, только вертикальную статическую силу, которую прикладывают к рессорному проёму. Боковая рама, спроектированная для осевой нагрузки 25 тс, не должна потерять несущую способность при действии силы 285 тс, что более чем десятикратно превышает эксплуатационную статическую нагрузку. Таким образом, испытания на несущую способность имитируют предельные условия, в которых деталь может оказаться при возникновении аварийных ситуаций. Такая система испытаний, несмотря на кажущуюся жёсткость, технически устарела и не соответствует современным условиям эксплуатации деталей», – отметила Анна Орлова.
По словам топ-менеджера НПК ОВК, к недостаткам существующих методик в первую очередь можно отнести несоответствие зон образования усталостных трещин на стенде и в эксплуатации.
По статистике ПКБ ЦВ ОАО «РЖД», распределение браковки боковой рамы по зонам контроля следующее: углы рессорного проёма и ребро усиления – 3%, наклонный пояс – 4%, кромки технологических окон – 10%, опорная поверхность буксового проёма – 12%, сопряжение полок, ребро усиления, кромки горизонтальной полки над буксовым проёмом – 17%, а основная нагрузка приходится на наружные и внутренние углы буксового проёма – 54%. В то же время при проведении испытаний по существующей нормативной документации (ОСТ 32.183, РД 24.050.37, типовые методики ОАО «ВНИИЖТ») трещины во внутренних углах буксового проёма появляются только в 15% случаев. Таким образом, повреждаемость деталей на стенде не соответствует эксплуатационным реалиям.
«Все боковые рамы, выпущенные в эксплуатацию, с положительными результатами прошли полные испытания на сопротивление усталости, показав необходимые коэффициенты запаса. Однако образование усталостных трещин показывает, что методика испытаний вертикальными силами не подтверждает их ресурс – при аварийной ситуации на боковую раму оказывают действие и другие силы, которые не учитывает действующая методика», – подчеркнула Анна Орлова.
За океаном испытания проводятся несколько иначе. Стандарт М-203 Американской ассоциации железных дорог предусматривает для проведения циклических испытаний боковых рам приложение к ним сил и моментов, действующих в трёх направлениях: на раму действует не только вертикальная сила, но также боковая (поперечная) сила в колонки рессорного проёма, распорная сила и крутящий момент в колонки рессорного проёма.
«Требования стандарта М-203 – это отсутствие трещин в боковой раме после приложения 125 тыс. циклов пространственного нагружения. При этом среди изготовителей боковых рам в США существует тенденция к увеличению контрольного числа циклов. ТВСЗ поднял для себя планку в восемь раз – до 1 млн циклов. Несущую способность боковой рамы в статике по стандарту М-203 проверяют отдельно при двух направлениях приложения силы. Сначала боковую раму нагружают поперечной силой 35,5 тс, действующей в колонки рессорного проёма, а затем вертикальной силой 285 тс в опорную поверхность рессорного проёма. Только второй режим совпадает с требованиями отечественной нормативной базы. При приложении в статике как поперечной, так и вертикальной нагрузки боковые рамы остались в зоне упругости, а остаточную деформацию приборы не зарегистрировали. Под действием динамических нагрузок боковые рамы выдержали 1 млн циклов без обнаружения усталостных трещин. Комплекс испытаний подтвердил стойкость нашей продукции к предельным нагрузкам, а также её сопротивление усталости под действием циклических эксплуатационных нагрузок», – резюмировала Анна Орлова.