Ученые: нормы содержания вагонов метрополитена целесообразно изменить
Нормативно-технической документацией на метрополитене предусмотрена обточка колесных пар с выщербинами глубиной более 1 мм, ученые предлагают ее увеличить до 5 мм. Такое решение уменьшит как количество обточек и скорость износа колес вагонов, так и продлит срок службы колесных пар. Заявление прозвучало на Международной научно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты».
Точка возникновения максимальных эквивалентных напряжений залегает на расстоянии 4–5 мм от поверхности катания, об этом рассказывает аспирант Екатерина Авдеева.
«Возникшая в этой зоне трещина развивается по направлению к поверхности колеса и появляется выщербина», – продолжает она.
Выщербина – дефект контактно-усталостного происхождения, ее появление связано с процессом качения колеса по рельсу и его нагрева тормозными колодками, добавляет Е. Авдеева. Избавляются от выщербин в метрополитене так же, как и на железнодорожной сети. Колесные пары обтачивают, причем обточка одной колесной пары ведет к обточке всех четырех.
«Подобная мера приводит к дополнительной термической нагрузке на металл, увеличению скорости износа колесной пары и как следствие сокращению ее эксплуатационного ресурса, увеличению затрат на работу станка, его техническое обслуживание и частой замене токарных пластин. На метрополитене также приходится сталкиваться с образованием зон высокой твердости на поверхности катания колеса, которые приводят к изломам режущего инструмента при обточке», – перечисляет она.
Колесная сталь – высокоуглеродистая, подчеркивает она. И при нагреве до высокой температуры такое может произойти, например, в процессе торможения с помощью колодок или при скольжении колеса по рельсу и последующим быстрым охлаждением высокоуглеродистый твердый металл разрушается и на нем выщербины образуются быстрее.
Колеса новых и старых вагонов – по единому ГОСТу
ГОСТ Р 59238-2020 «Колеса цельнокатаные подвижного состава метрополитена» действует с декабря 2020 года. Согласно ему для изготовления колес вагонов метро используют только два вида стали – сталь «2» и сталь «Л». Последняя – повышенной твердости, и ее используют только для составов серии «Юбилейный». Вагоны серии «Ема», 81 серии, «НеВа» «стоят» на стали типа «2». Более того, эту сталь используют для колес под вагонами «Балтиец». Новые вагоны имеют другую конструкцию ходовой части, они более комфортабельные, подчеркивает Е. Авдеева.
«Тележки составов серий «НеВа» и «Юбилейный» в центральном кузовном подвешивании имеют пневматическую рессору с адаптивной подвеской. Буксовое подвешивание «НеВы» имеет конические резинометаллические упругие элементы, а рама тележки «Юбилейного» опирается на буксы через цилиндрические витые пружины, а каждая пружина дублируется гидравлическим гасителем колебаний», – разъясняет эксперт.
При внедрении новых вагонов возникают и неисправности их ходовой части, что закономерно при появлении техники более высокого уровня. Поэтому задача оценки и анализа этих неисправностей в настоящий момент является очень актуальной. Эксперт также представила статистику дефектов поверхности катания колесных пар двух типов стали, ее собрали по трем эксплуатационным депо. И если верить аналитике за последние семь лет, то значительную долю неисправностей составляют именно выщербины.
«Представляется целесообразным изменить нормы содержания вагонов метрополитена, допустив в эксплуатации наличие выщербин глубиной до 3–5 мм, что уменьшит количество обточек, уменьшит скорость износа колес вагонов метрополитена и продлит их срок службы», – резюмирует она.
В защиту требования об изменении норм содержания вагонов метрополитена докладчик заявляет, что условия эксплуатации в метро гораздо более благоприятные, чем на магистральном железнодорожном транспорте. На последнем скорости до 160 км/ч, а глубина выщербин допускается до 10 мм длиной не более 25 мм. А выщербины глубиной в 1 мм и вовсе на РЖД не считаются дефектом.