Главная цель — создание условий, при ко-торых транспортное средство сможет находиться в эксплуатации без отцепки от постройки до заводского ремонта.
Инновационно-внедренческое предприятие Э. Дергачева (ООО «ИВП-ЭД») на протяжении 15 лет успешно занимается разработкой и производством систем и узлов повышенной надежности для пассажирских вагонов железных дорог России и стран СНГ. В самом названии предприятия отразилось «кредо» его деятельности – это обязательные новизна и массовость внедрения, причем в кратчайшие сроки.
Главная задача — повышение надежности и долговечности проблемных узлов и деталей. Выполнить её можно только за счет разработки принципиально новых конструкций. Важно понять причину разрушения исследуемого узла и путем изменения кинематической схемы, перераспределив нагрузки, действующие на него и на смежные узлы, оптимизировать работу в динамике.
|
|
ООО «ИВП-ЭД» динамично развивается – объем выпуска продукции предприятия составил более 900 тыс. систем, узлов и деталей. На сети дорог хорошо известны следующие серийные изделия предприятия: опора против проворота редуктора от средней части оси колесной пары (поставлено на сеть дорог 17000 изделий), универсальный амортизатор подвески подвагонного генератора (69000 изделий) и поводок тележки пассажирского вагона (116000 изделий). Отличительной особенностью перечисленных выше изделий является то, что в качестве «рабочего» тела в них используются эластичные элементы (ЭЭ) оригинальной формы (авторы изобретений – Э.П. Дергачев, Г.Д. Яучкойс) [1]. За разработку эластичного элемента для широкого использования в демпфирующих узлах и системах различных видов транспорта авторы разработки награждены золотой медалью Международного Салона изобретений «Конкурс Лепин 2005», проводимого ассоциацией изобретателей и промышленников Фран-ции в Париже (см. рис. 1). ЭЭ разработки ИВП Э.Дергачева позволяют реализовать в конструкциях амортизирующих устройств большой диапазон возможностей и широкий спектр применения в различных отраслях промышленности, особенно в узлах, работающих в динамике. Варьируя между величиной предварительного сжатия ЭЭ и размером камеры сжатия, можно в широчайшем диапазоне изменять как жесткость амортизирующего устройства, так и степень нелинейности его жесткостной характеристики. Что это дает? Приведем несколько примеров из реальной практики эксплуатации. Пример 1 – универсальный амортизатор (см. рис. 2) — применяется в подвеске вагонных генераторов типа ДУГГ-28 весом 1200кг и ДЦГ-32 весом 740кг. В конструкции амортизатора сокращено количество ЭЭ в подвеске генератора (четыре ЭЭ одного типа производства ИВП-ЭД вместо восьми трех типов производства Германии); значительно повышен ресурс амортизаторов (только гарантийный срок эксплуатации составляет 4 года, вместо одного года реальной эксплуатации амортизаторов импортного производства). При использовании универсальных амортизаторов ИВП-ЭД исключено падение на путь генератора, что непосредственно обеспечивает безопасное движение поездов. Предварительные исследования напряжено-деформированного состояния ЭЭ универсального амортизатора, проведенные совместно с CAD-FEM GmbH [2] показали, что при возрастании внешней нагрузки у него происходит выравнивание напряжения в зоне контакта. |
|
|
Но ещё более интересная особенность поведения ЭЭ заключается в том, что напряжения в зоне рабочих деформаций возрастают не пропорционально росту нагрузки, а с заметным отставанием. Это происходит за счет эффективного перераспределения напряжения (см. рис. 3). Указанные особенности конструкции ЭЭ позволили увеличить его долговечность в 5…12 раз и обеспечить Потребителю реальную экономию расходов в эксплуатации. Об этом следующие примеры. |
|
|
Пример 2 – опора редукторов (применяется в приводе генератора от средней части оси колесной пары для пассажирских вагонов с кондиционированием воздуха). В опоре (см. рис. 4) усилены и конструктивно изменены несущие детали. Оптимальный преднатяг упругих ЭЭ опоры ИВП-ЭД исключает ударное взаимодействие в зубчатой паре редуктора при изменении режимов движения; улучшенные жесткостные характеристики опоры повышают эксплуатационную надежность приводов, уменьшают объем отцепочного ремонта. Практика эксплуатации показала, что ЭЭ опоры ИВП-ЭД имеют срок службы в 10-12 раз выше, чем амортизаторы, изготавливаемые в Германии; Пример 3 – поводок тележки (см. рис. 5). При обычной эксплуатационной нагрузке жесткостная характеристика поводка производства ИВП-ЭД располагается в оптимальной для динамики вагона зоне [3, 4]. При повышении нагрузки на поводок жесткость его быстро возрастает, препятствуя сверхнормативным перемещениям надрессорного бруса (см. рис. 6). Большое практическое значение имеет также включение в упругую систему (а вагон, как известно, представляет собой сложную колебательную систему) элементов с нелинейной характеристикой, что позволяет значительно снизить опасность резонансных режимов [5]. Итог: исследования, проведенные ВНИИЖТ, показали, что при высоких скоростях движения показатели плавности хода вагона с поводками ИВП-ЭД на основе новых ЭЭ лучше на 8%, чем с поводками ТВЗ [6]. Пример 4 — если какое-либо изделие содержит несколько амортизаторов с упругими элементами различной формы, то можно заменить их все, используя один типоразмер ЭЭ, а необходимые жесткостные характеристики подобрать, варьируя преднатягом и размерами камеры сжатия. Надежность и долговечность изделий ИВП-ЭД подтверждается эксплуатационной наработкой (см. рис. 7). В полной мере выполняется задача по обеспечению межремонтного пробега 450 тыс. км, причем наработка продолжается. Для установки предлагаемых ЭЭ на перечисленный подвижной состав считаем необходимым проведение дополнительных исследований с привлечением специалистов профильных лабораторий МГУ ПС, ВНИИЖТ, ТВЗ, ТИВ, а также научного потенциала других видов транспорта. |
В октябрьском номере ЖТ’02 [7] изложена концепция нашего предприятия по созданию новой техники, важнейшая составляющая которой — разработка принципиальной кинематической схемы изделия как единой системы, в которой работа каждого узла рассматривается во взаимосвязи со смежными узлами. Прежде всего, это относится к системам подвагонного оборудования, работающих в условиях динамического нагружения при различных скоростях движения. Главная цель — создание условий, при которых транспортное средство сможет находиться в эксплуатации без отцепки от постройки до заводского ремонта. Привлечение практиков-эсплуата-ционников, детально знающих проблемы эксплуатации, ремонта и технического обслуживания вагонного парка, обязательное подключение НИОКР и использование созданных в отрасли методов математического моделирования позволит значительно сократить финансовые затраты и время на создание и испытание новых эффективных узлов и деталей. Безусловно, решение этих задач невозможно без активной позиции ОАО «РЖД» и Минтранса РФ в области инновационной политики. Считаем, что независимо от типов подвижного состава, эффективные узлы отечественной разработки должны предлагаться к использованию в постройке новых перспективных вагонов любых производителей. Мы же, имея пятнадцатилетний опыт разработки, внедрения и поставки на сеть железных дорог новых изделий, готовы поделиться накопленным инновационным опытом, уверены в продуктивности своих предложений и приглашаем к сотрудничеству всех, кого заинтересовали наши разработки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патенты РФ: № 2098687 от 10.12.97; № 2143615 от 27.12.99; № 2166137 от 27.04.01; № 2207272 от 27.06.03; 2217632 от 27.11.03
2. Подходы к исследованию напряженно-деформированного состояния (НДС) резины ,Москва, 2005г.
3. ТИВ, НИР «Определение жесткостных параметров поводков по черт.
К-0493.00.00.000/1», 1997г.
4. Хусидов В.Д. Расчеты динамических показателей пассажирского вагона на тележках КВЗ-ЦНИИ. Анализ упругости поводков, трения на скользунах и параметров гидрогасителей, МГУ ПС, 1998г.
5. Расчеты на прочность в машиностроении. Под ред. С.Д.Пономарева, том 3, стр.206, ГНТИ Машиностроительной литературы, М., 1959г.
6. ВНИИЖТ, НИР «Исследования по оценке прочности и работоспособности поводков с усовершенствованным узлом фиксации болтов тележек типа ВЗ-ЦНИИ пассажирских вагонов (оценка усталостной прочности, оценка влияния этих поводков на плавность хода вагона)», В-40/56, 2000г.
7. Железнодорожный транспорт. Октябрь 2002г., Повышение надежности тележки пассажирского вагона.
авторы:
Э.П. ДЕРГАЧЕВ, президент-генеральный конструктор ООО «Инновационно-внедренческое предприятие Э.Дергачева».
Э.Э. ДЕРГАЧЕВ, директор ООО «Инновационно-внедренческое предприятие Э.Дергачева».
