Сравнение основных технических характеристик тележек для

Анализ технических характеристик и
результатов испытаний тележек с осевой
нагрузкой 25 тс
ОАО «НВЦ «Вагоны»
д.т.н., проф. Ю.П. Бороненко
д.т.н., проф. А.М. Орлова
Тележки, принявшие участие в исследовании
Тележка модели 18-9800
Тележка модели 18-9836
(ОАО «ВНИКТИ» и ЗАО «Промтрактор-вагон»)
(Amsted Rail и ЗАО «Промтрактор-вагон»)
Тележка модели 18-9855
Тележка модели 18-194-01
(ОАО «ТВСЗ»)
(ОАО «НПК Уралвагонзавод»)
Сравниваемые характеристики
• Основные технические характеристики
• Результаты ходовых динамических
испытаний порожних/груженых вагонов
• Результаты испытаний по воздействию
вагонов на путь и допустимые скорости
движения
• Показатели надежности
Основные технические характеристики вагонов и тележек
Значение параметра для тележки модели
Параметр или характеристика
18-9800
18-9836
18-9855
18-194-1
Масса тележки, кг
5300
4658
4920
4877
Конструкционная скорость, км/ч
120
120
120
120
База тележки, мм
Расстояние от УГР до плоскости
подпятника в свободном состоянии,мм
Принятая в сравнении масса тары
вагона, т
Полный статический прогиб
подвешивания под массой тары кузова
вагона, мм
Расчетный статический прогиб
подвешивания под массой тары кузова
вагона, мм
Полный статический прогиб под
массой брутто кузова вагона, мм
Расчетный статический прогиб под
массой брутто кузова вагона, мм
Коэффициент относительного трения
фрикционных гасителей колебаний
под массой тары/брутто кузова вагона
- в новом состоянии
1850
1850
1850
1850
813
8571914
8301813
8181221
24
25
24
24,5
21
44
41
19,6
14
нет данных
32
19,6
75,5
89
90
73,4
63
нет данных
51
59,8
0,100/0,080
0,300/0,100
0,350/0,122
- при максимальных износах
нет данных
нет данных
0,157/0,093
0,119-0,147 /
0,073-0,079
0,105-0,147 /
0,070-0,079
Основные технические характеристики вагонов и тележек (продолжение)
Значение параметра для тележки модели
Параметр или характеристика
Положение опорной поверхности клина на
пружины рессорного подвешивания
относительно опорной поверхности
надрессорной балки (завышение,
занижение), мм
- в новом состоянии
- при выпуске из планового ремонта
Разность высот пружин рессорного
подвешивания в свободном состоянии,
изготавливаемых по одной номинальной
высоте, мм
Коэффициент конструктивного запаса
прогиба рессорного подвешивания
Статический прогиб упругой вставки в
буксовый узел, мм
Зазор на перемещение буксы (адаптера)
колесной пары в буксовом проеме боковой рамы
в продольном / поперечном к оси пути
направлении, мм
Тип боковых скользунов постоянного контакта
Тип крепления скользуна к надрессорной балке
Расстояние между центрами/диаметр отверстий
под крепежные детали скользуна на опорной
площадке надрессорной балки, мм
18-9800
18-9836
18-9855
18-194-1
нет данных
нет данных
12/7
нет данных
-7/+6
по индикатору
-4…-12
0…-12
нет данных
нет данных
4
3
нет данных
1,78
2,00
1,75
нет данных
0,3
-
0,77..1,21 (при
нагрузке 12,5т)
нет данных
применяется
упругая
вставка
7..12/8..11
2,9..10,1/
4,0..11,6
упругие
полимерные
нет данных
Пружинные
упругие
болт-гайка
пружинные
упругие
болт-гайка
упругие
полимерные
винт
нет данных
216/24
216/26
216/24
Основные технические характеристики вагонов и тележек (продолжение)
Значение параметра для тележки модели
Параметр или характеристика
18-9800
Занижение опорной поверхности подпятника
относительно рабочей поверхности
скользуна (в поджатом состоянии), мм
Установочная высота бокового скользуна
постоянного контакта от надрессорной балки
до опорной пластины кузова, мм
Статическая нагрузка на боковой скользун
постоянного контакта, кН
Момент трения в паре боковых скользунов
постоянного контакта при повороте кузова
вагона относительно тележки, кН·м
Передаточное число тормозной рычажной
передачи тележки
Применение в ТРП композиционных/
чугунных колодок
Расстояние по номиналу от центра верхнего
отверстия вертикального рычага тормозной
рычажной передачи до вертикальной оси
подпятника тележки (при прижатых вручную
тормозных колодках), мм
Расстояние от центра оси колесной пары до
верха рамы боковой в ее средней части, мм
Пробег (срок службы) от постройки до
первого деповского ремонта, тыс. км (лет)
18-9836
18-9855
18-194-1
132,5 43 ,,35
35
125..133
108 23,,55
76±4
нет данных
129 12
128±1,5
124±2
нет данных
19,07
13,91
19,60
нет данных
12,00
6,36
нет данных
нет данных
7
7
7
нет данных
композиционные
композиционные
композиционн
ые и чугунные
нет данных
нет данных
493
350...450
нет данных
355
351
3889 ,22
500 (4)
500 (4)
500 (4)
11,2
500 (4)
Ходовые динамические испытания
• Испытания под полувагонами
• Испытания на полигоне Майкоп-
Белореченская
• Показатели ходовых качеств всех
тележек соответствуют нормативам
50
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3 Прямой участок пути
0,2
0,1
0
40
60
60
80
100
120
Скорость движения, км/ч
70
Прямая
18-9855
18-194-1 под полувагоном 12-196-01
Коэффициент вертикальной динамики
обрессоренных частей вагона
Коэффициент вертикальной динамики
обрессоренных частей вагона
Сравнение результатов ходовых динамических испытаний порожних
вагонов – коэффициент вертикальной динамики обрессоренных
частей вагонов Кривая радиусом 600/650 м
Прямой участок пути
140
0,8
18-9855
0,7
0,6
18-9836
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
18-9800
18-194-1 под полувагоном
12-196-01
18-194-1 под полувагоном
12-197
40 Допускаемое
60
80
100
120
значение
Скорость движения, км/ч
80
90
Скорость движения, км/ч
100
Кривая радиусом 650 м
18-9836
18-194-1 под полувагоном 12-197
140
110
18-9800
Допускаемое значение
50
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3 Прямой участок пути
0,2
0,1
0
40
60
80
100
120
Скорость движения, км/ч
60
70
Прямая
18-9855
18-194-1 под полувагоном 12-196-01
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
140 40
Коэффициент вертикальной динамики
необрессоренных частей вагона
Коэффициент вертикальной динамики
необрессоренных частей вагона
Сравнение результатов ходовых динамических испытаний порожних
вагонов – коэффициент вертикальной динамики необрессоренных
частей вагонов Кривая радиусом 600/650 м
Прямой участок пути
18-9855
18-9836
18-194-1 под полувагоном
12-196-01
Допускаемое значение
60
80
100
120
Скорость движения, км/ч
80
90
Скорость движения, км/ч
100
Кривая радиусом 650 м
18-9836
18-194-1 под полувагоном 12-197
140
110
18-9800
Допускаемое значение
Кривая радиусом 600/650 м
35
30
30
25
Ра мна я сила , кН
Ра мна я сила , кН
Сравнение результатов ходовых динамических испытаний порожних
Прямой участок путивагонов – рамная сила
25
20
15
Прямой участок пути
10
20
18-9855
15
10
5
0
5
40
60
0
40
50
60
60
80
100
Скорость движения, км/ч
70
Прямая
18-9855
18-194-1 под полувагоном 12-196-01
120
80
100
Скорость движения, км/ч
120
140
140
80
90
Скорость движения, км/ч
100
Кривая радиусом 650 м
18-9836
18-194-1 под полувагоном 12-197
110
18-9800
Допускаемое значение
Сравнение результатов ходовых динамических испытаний груженых
вагонов – коэффициент вертикальной динамики обрессоренных
частей вагонов
Прямой участок пути
50
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
Прямой участок пути
0,2
0,1
0
40
60
60
80
100
120
Скорость движения, км/ч
70
Прямая
18-9855
18-194-1 под полувагоном 12-196-01
Коэффициент вертика льной
дина мики обрессоренных ча стей
Коэффициент вертикальной
динамики обрессоренных частей
Кривая радиусом 600/650 м
0,7
18985
5
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
140
0
40
60
80
100
120
Скорость движения, км/ч
80
90
Скорость движения, км/ч
100
Кривая радиусом 650 м
18-9836
18-194-1 под полувагоном 12-197
140
110
18-9800
Допускаемое значение
50
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
Прямой участок пути
40
60
60
80
100
120
Скорость движения, км/ч
70
Прямая
18-9855
18-194-1 под полувагоном 12-196-01
1
0,9 180,8 985
0,7 5
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
140
40
Коэффициент вертика льной
дина мики необрессоренных ча стей
Коэффициент вертика льной
дина мики необрессоренных ча стей
Сравнение результатов ходовых динамических испытаний груженых
вагонов – коэффициент вертикальной динамики необрессоренных
Прямой участок пути частей вагонов
Кривая радиусом 600/650 м
60
80
100
120
Скорость движения, км/ч
80
90
Скорость движения, км/ч
100
Кривая радиусом 650 м
18-9836
18-194-1 под полувагоном 12-197
140
110
18-9800
Допускаемое значение
80
80
70
70
60
60
Рамная сила, кН
Ра мна я сила , кН
Сравнение результатов ходовых динамических испытаний груженых
вагонов – рамная сила
Прямой участок пути
Кривая радиусом 600/650 м
50
40
30
Прямой участок пути
20
50
40
30
20
10
10
0
0
40
50
60
100
80
Скорость движения, км/ч
60
70
Прямая
18-9855
18-194-1 под полувагоном 12-196-01
120
1
89
8
5
5
40
140
60
80
100
120
Скорость движения, км/ч
80
90
Скорость движения, км/ч
100
Кривая радиусом 650 м
18-9836
18-194-1 под полувагоном 12-197
140
110
18-9800
Допускаемое значение
Обобщенное сравнение тележек по показателям ходовых
качеств
K Пi
П   П i  PПi
Наименование показателя
Приведенный показатель вертикальной
динамики обрессоренных частей
Приведенный показатель вертикальной
динамики необрессоренных частей
Приведенная рамная сила, кН
Значение показателя* для вагона на тележках модели
18-194-1
18-9800
18-9836
18-9855
[полувагон 12196-01]
0,37/
0,56 (2)/
0,44 (1)/
0,44 (1)/
0,48
0,29 (2)
0,39 (3)
0,23 (1)
нет данных/
0,60 (2)/
0,51 (1)/
0,68 (3)/
нет данных
0,34 (2)
0,50 (3)
0,29 (1)
18,76/
6,96 (1)/
6,67 (1)/
19,58 (2)/
51,76
26,88 (2)
18,69 (1)
52,67 (3)
нет данных/
1,94 (3)/
1,79 (2)/
1,33 (1)/
нет данных
2,13 (1)
2,74 (3)
2,35 (2)
нет данных
8/7
5/10
7/7
Приведенный показатель запаса
устойчивости от схода колеса с рельса
Сумма мест
_________________
* В числителе для порожнего вагона, в знаменателе для
тележке место по показателю)
груженого (в скобках указано присвоенное
В порожнем режиме: 1 – 18-9855, 2 – 18-194-1, 3 – 18-9836
В груженом режиме: 1 – 18-9836 и 18-194-1, 2 – 18-9855
Р65(6) 1840, 2000, Щ,
Ас и тяжелее
Р50(6) 1600, Щ, Ас
Р50(6) 1840, 2000, Щ,
Ас
Р50(6) 1600, П
Р50(6) 1840, П
Р50(6) 2000, П
Р50(6) 1600, Гр
Р50(6) 1840, Гр
Р50(6) 2000, Гр
Допускаемая скорость
движения, км/ч
Сравнение допускаемых скоростей движения на
прямом участке пути
Прямой участок пути
125
18-9836
100
75
18-194-1
50
18-9800
25
0
Согласно Приказу № 41
18-9855
100
90
80
70
60
50
300 400 500 600 700 800 900 1000
Кривая радиусом, м
80
70
60
50
100
18-194-1
90
80
18-9800
70
18-9836
60
18-9855
50
40
Согласно
Приказу №
41 300 400 500 600 700 800 900 1000
Кривая радиусом, м
Р50(6) 2000, П
Р50(6) 1840, П
90
Р65(6) 1840, 2000, Щ, Ас и тяжелее
Допускаемая скорость движения, км/ч
90
Р50(6) 1600, Гр
Р50(6) 1840, Гр
18-194-1
80
120
110
100
90
80
70
60
70
18-9800
300
400
40
60
18-9836
500
50
600
700
Кривая радиусом, м
800
18-9855
40
30
300 400 500 600 700 800 900 1000
Кривая радиусом, м
30
Согласно
Приказу №
41 300 400 500 600 700 800 900 1000
Кривая радиусом, м
18-194-1
18-9800
18-9836
18-9855
Допускаемая скорость движения, км/ч
110
Допускаемая скорость движения, км/ч
Допускаемая скорость движения, км/ч
Р50(6) 2000, Гр
Допускаемая скорость движения, км/ч
Допускаемая скорость движения, км/ч
Сравнение допускаемых скоростей движения на криволинейных участках пути
90
18-194-1
80
70
18-9800
60
18-9836
50
18-9855
40
30
Согласно Приказу №
41300 400 500 600 700 800 900 1000
Кривая радиусом, м
Р50(6) 1600, П
80
7018-194-1
60
18-9800
50
18-9836
900
40
1000
18-9855
30
20Согласно Приказу №
41
300 400 500 600 700 800 900 1000
Кривая радиусом, м
Согласно Приказу № 41
Выводы по результатам сравнения
воздействия на путь
• на прямом пути конструкции Р50(6) 2000 Гр и на
прямолинейных и криволинейных участках пути
конструкций Р65(6) 2000,1600 Щ, Ас допускаемые
скорости движения всех тележек соответствуют
указанным в Приказе № 41;
• ограничения скоростей ниже указанных в таблице №84
Приказа № 41 возникают для тележки модели 18-9836
на прямых и кривых участках пути конструкций
Р50(6) 1840,1600 Гр, Р50(6) 2000,1840,1600 П, Щ и на
пути Р50(6) 2000 Гр радиусом менее 400 м; для тележки
18-194-1 - на криволинейных участках пути конструкций
Р50(6) 2000,1840,1600 П радиусом менее 400 м и на
Р50(6) 1600 Гр радиусом менее 350 м
Сравнение реализованных показателей надежности
Показатель
Значение показателя для тележки модели
18-9800
По результатам
пробеговых
испытаний на
Экспериментальном
кольце ВНИИЖТ
ст. Щербинка
Моск. ж.д.
Прогнозируемый
пробег до замены
деталей*, тыс. км.
- фрикционный клин
- фрикционная планка
- буксовый проем
- рабочая поверхность
скользуна
Объем выборки, шт.
вагонов
По результатам
подконтрольной
эксплуатации
Максимальный/
минимальный
накопленный пробег,
тыс. км
Количество отцепок в
текущий ремонт по
причине
неисправностей
конструктивного
характера
Нет
данных
18-9836
18-9855
18-194-1
Нет данных
1000
2300
1000
1000
500
32 года
1300
1000
70
2
1164
24
65/63
280/130
320/165
0
48
(на 30.09.11)
3
(с 16.11.12 по
22.11.12)
0
Заключение
• Ходовые качества полувагонов на тележках моделей 18-
9800, 18-9836, 18-9855
требованиям нормативов.
и
18-194-1
соответствуют
• Условное ранжирование тележек по показателям ходовых
качеств позволило распределить места:
- в порожнем режиме:
1 – 18-9855, 2 – 18-194-1, 3 – 18-9836;
-в груженом режиме:
1 – 18-9836 и 18-194-1,
2 – 18-9855.
• Ограничения скоростей ниже указанных в Приказе № 41
возникают для тележек моделей 18-9836 и 18-194-1 в
кривых радиусов менее 400 м с рельсами Р50.