Исследования возможности снижения степени износа гребня колеса в грузовом вагоне

Аннотация

Наблюдаемый рост экспорта угля в азиатские страны (Япония, Китай и Индия) потребовал не только увеличения добычи угля по Кузбасскому региону до 16 млн т в год, но и обеспечения его вывоза по направлению Кузбасс – Восток, которое характеризуется большим количеством кривых малого и среднего радиуса. Поэтому был изучен механизм взаимодействия элементов грузового вагона в процессе прохождения вагона в кривой малого радиуса. Установлено, что при движении тележки грузового вагона в кривой малого радиуса возникает необходимость в его повороте с целью отслеживания изменяющегося плана рельсового пути. Однако свободному перемещению тележки грузового вагона препятствует сила трения, возникающая в узле «пятник – подпятник». Показано, что при нормируемых параметрах обточки обода колеса и интенсивности износа гребней колес инновационных вагонов, эксплуатационный пробег колеса может достигать не более 650 тыс. км с последующим демонтажем колеса с колесной пары и его утилизации. Однако в этом случае возникает необходимость демонтировать и кассетный подшипник, который имеет значительный запас по эксплуатационному пробегу (более 35 %). На основании исследований было установлено, что для обеспечения равного эксплуатационного срока службы колеса и кассетного подшипника необходимо снижать коэффициент трения в узлах «пятник – подпятник» грузового вагона (до f = 0,05). С этой целью было предложено использовать в узлах трения «пятник – подпятник» самосмазываемые композиционные материалы, включающие многостенные углеродные нанотрубки, обеспечивающие многократное (до 8 раз) снижение коэффициента трения. Это будет способствовать выравниванию эксплуатационного пробега колеса и кассетного буксового узла. Предложенные технические решения позволяют значительно уменьшить число обточек колесных пар и исключить повторное использование кассетных подшипников.