Czynniki konstrukcyjne i technologiczne wpływające na żywotność osi zestawów kołowych

• Autorzy: Sobaś M.

Warianty tytułu

EN

Constructional and technological factors affecting the life of wheelsets axles

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł jest poświęcony zabiegom konstrukcyjnym oraz technologicznym, mającym na celu zwiększenie żywotności osi pojazdów trakcyjnych oraz tocznych. Przedstawiono metody zwiększenia bezpieczeństwa i niezawodności osi zestawów kołowych na przykładzie wagonów towarowych. Poruszono istotne problemy związane z projektowaniem osi zestawów kołowych napędnych zespołów trakcyjnych dalekobieżnych, gdzie zaproponowano bardziej ostrożne podejście do przyjmowania naprężeń dopuszczalnych, wynikających z bardzo dużego przebiegu kilometrowego, wynoszącego nawet 500 000 km w skali roku. Zaprezentowano nowoczesną metodykę projektowania osi zestawów kołowych pojazdów trakcyjnych dalekobieżnych oraz lokomotyw, która jest wynikiem zdobytych doświadczeń eksploatacyjnych. Osie takich pojazdów są poddane obciążeniom zmęczeniowym w zakresie giga-cyklowym, a więc zdecydowanie większym od zakresu 10 cykli, wynikającym z krzywej Wóhlera. Podejście to porównano z metodyką przedstawioną w normach europejskich PN-EN 13103+A1: 2011 (dla osi pojazdów tocznych) oraz PN-EN 13104+A1:2011 (dla osi pojazdów trakcyjnych). Omówiono istotny wkład w zakresie rozwoju kryteriów technologicznych i badań odbiorczych osi zestawów kołowych, która wnosi norma europejska. Bardzo istotnym czynnikiem, wpływającym na żywotność osi są badania diagnostyczne, do których należy zaliczyć badania ultradźwiękowe oraz badania magnetyczno-proszkowe. PN-EN 13261+A1:2011. Artykuł został opracowany w ramach projektu badawczo-rozwoj owego Nr R 10 004806/2009 pt. " Mikroprocesorowy system diagnostyczny głównych systemów trakcyjnego pojazdu szynowego uwzględniający ocenę bieżącą i prognozowanie stanów'', finansowanego z budżetu Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

EN

This paper is devoted to the constructional and technological treatments aimed at increasing the life of traction and rolling vehicle axles. The methods of increasing the safety and reliability of the wheelset axles on the example of the freight wagons are presented. It is raised the important issues related to designing the wheelset axles of long distance traction units in which the more cautious approach to adaptation of the permissible stresses resulting from the very high km mileage, even is 500 000 km on the scale of year, is proposed. The modern methodology of designing the wheelset axles of long distance traction vehicles and locomotives, which is the result of the obtained operational experiences is presented. The axles of such vehicles are subjected to fatigue loads in the gigacycle, and so far more than the range of 107 cycles, resulting from the Wohlera curve. This approach was compared with the methodology presented in the European standards PN-EN 13103+A1: 2011 (for axles of rolling vehicles) and PN-EN13104+A1:2011 (for axles of traction vehicles). The important contribution in the range of development of technological criteria and acceptance tests of wheelset axles, which is brought by the European standard, is discussed. A very important factor affecting the life of axles are the diagnostic tests, which the ultrasonic and magnetic-powder tests are included to. PN-EN 13261+A1:2011. This article was elaborated within the research and development project No. R 10 004806/2009 entitled "Microprocessor diagnostic system of the main systems of traction rail vehicle taking into account the current assessment and prediction of conditions" financed from the budget of the Ministry of Science and Higher Education.

Słowa kluczowe

PL

żywotność osi; pojazd trakcyjny; pojazd toczny; metodyka projektowania osi zestawów kołowych; badania ultradźwiękowe; badania magnetyczno-proszkowe; obciążenia zmęczeniowe w zakresie giga-cyklowym

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Pojazdy Szynowe
• Rocznik: 2012
• Tom: Nr 3
• Strony: 34--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Sobaś M.

• Instytut Pojazdów Szynowych " TABOR "

Bibliografia

• [1] Engelmann J., Wirtgen J., Nicolin J.: Europäisches Aktionsprogramm für die Güterwagensicherheit. Eisenbahntechnische Rundschau Nr. 11/2010.
• [2] Gökcek E., Behrends V.: Automatisches Radsatzmonitoring für Güterwagen. ETR-Eisenbahntechnische Rundschau Nr. 11/2010
• [3] Grubisic V., Fischer V.: Sichere Bemessung von ICE-Radsatzwellen. Eisenbahntechnische Rundschau, Nr. 1-2, 2011
• [4] Gumbiowski M., Poschmann I, Bowi M., Bardehle T.: Oberfläschenschutz von Radsätzen. Eisenbahningenieur Nr. 9/2002.
• [5] Hasslinger H: Lastannahmen für Radsatzwellen-Bestandsanalyse. Eisenbahntechnische Rundschau. Nr. 12, 12.2009.
• [6] Liedgens K: Inspektionskonzept für Radsatzwellen bei der Hamburger Hochbahn. Eisenbahningenieur. Nr. 3/2010.
• [7] Malkiewicz T.: Metaloznawstwo stopów żelaza. PWN Warszawa-Kraków. Wydanie III. 1976.
• [8] Murawa F., Winkler M..: Randschichtbehandelte Radsatzwellen. Eisenbahningenieur Nr. 7 /2007.
• [9] Richard A., Sander M., Wirxel M., Lebehahn J.: Ermittlung von Inspektionsinterwallen mittels Riss-wachstumsuntersuchungen. Eisenbahningenieur. Luty 2010.
• [10] Sobaś M.: Diagnostyka osi zestawów kołowych układów biegowych pojazdów trakcyjnych i tocznych. Po¬jazdy Szynowe nr 4/2010
• [11] Sobaś M: Kryteria obiektywnej oceny prognozowanych stanów osi zestawów osi zestawów kołowych pojazdów trakcyjnych. Pojazdy Szynowe nr 1/2011.
• [12] Sobaś M: Zabiegi technologiczne zwiększające żywotność osi zestawów kołowych. Pojazdy Szynowe nr 4/2011
• [13] EN 473: Kwalifikacja i certyfikacja personelu do badań nieniszczących. Ogólne zasady. Marzec 1993.
• [14] EN 45013: Ogólne wymagania dotyczące opinii i akredytacji placówek certyfikujących (ISO/IEC Tom 61:1996).1998.
• [15] Karta UIC 811-1: Warunki techniczne na dostawą osi zestawów kołowych dla pojazdów trakcyjnych i wagonów.
• [16] Karta UIC 960: Kwalifikacja i certyfikacja personelu odpowiedzialnego za prowadzenie badań nieniszczących elementów zespołów pojazdów szynowych w procesie ich utrzymania.2-gie wydanie z grudnia 2001.
• [17] PN-EN   13103:2011+A1:   Kolejnictwo. Zestawy kołowe i wózki. Osie zestawów kołowych tocznych.Zasady konstrukcji.
• [18] PN-EN 13104:2011+A1:  Kolejnictwo. Zestawy kołowe i wózki. Osie zestawów kołowych napędnych. Zasady konstrukcji.
• [19] PN-EN 13261+AL2011: Kolejnictwo. Zestawy kołowe i wózki. Osie. Wymagania dotyczące wyrobu.
• [20] PN-93/K-91045: Pojazdy trakcyjne. Osie zestawów kołowych. Wymagania i badania.
• [21] Raport ORE/ERRI B-136/Rp.ll/D: Zestawy kołowe z nasadzanymi łożyskami tocznymi. Konstrukcja, utrzymanie i standaryzacja. Obliczenie osi zestawów kołowych dla wagonów towarowych i osobowych. Utrecht, kwiecień 1979.
• [22] OR-9666: „Diagnostyka układów biegowych pojazdów tocznych i trakcyjnych. IPS „Tabor" Wrzesień 2010.