Ефимов В. П., Баранов А. Н., Буторин С. М. Исследование влияния упругой вставки адаптера на усталостную прочность боковой рамы тележки модели 18-194-1: текстовая версия

В результате экспериментальных исследований усталостной прочности боковых рам инновационной тележки модели 18-194-1 с нагрузкой на ось 25 тс установлено, что упругие вставки адаптера, применяющиеся в соединении колесных пар с боковыми рамами, снижают уровень их динамической нагруженности. Упругие неметаллические элементы обеспечивают не только защиту от износов, но и снижение уровня напряжений в критических зонах конструкции, повышение характеристик выносливости и эксплуатационного ресурса несущих деталей.

На тележках модели 18-194-1 с осевой нагрузкой 25 тс (245 кН) впервые в практике серийного производства грузовых вагонов РФ применен адаптерный буксовый узел с кассетным подшипником [1]. Адаптер буксового узла комплектуется упругой износостойкой вставкой из полиуретана (рис. 1). Таким образом, тележка дополнительно к центральному подвешиванию обрела буксовое подвешивание, что улучшило ее ходовые качества и снизило воздействие на путь.

Упругий элемент между боковой рамой и буксовым адаптером обеспечивает упругое соединение боковых рам и колесных пар, защиту их от износов, повышает связанность боковых рам тележки в плане, снижает уровень нагруженности боковых рам, а также создает условия установки колесных пар в положение, близкое к радиальному, при движении в кривых участках пути [1−3].

Для оценки влияния упругой вставки адаптера на усталостную прочность боковой рамы тележки модели 18-194-1 проведены сравнительные усталостные испытания двух партий боковых рам (черт. № 194.00.037-0), изготовленных из стали 20 ГЛ (ОСТ 32183-2001) по технологии ХТС. Первая партия боковых рам (9 шт.) испытывалась по стандартной методике [4], вторая партия деталей (9 шт.) − в комплекте с упругой вставкой адаптера. Материал серийной вставки адаптера – уретановый форполимер марки ТТ-194 системы ТДИ по ТУ 2292-06-55180710-2007 (ООО НПП «Уником-Сервис»).

Каждая боковая рама с буксовым амортизатором испытывалась при асимметричном цикле нагружения до разрушения или достижения базового числа циклов N0 = 107. Величина постоянных средних нагрузок цикла (Рm) и величина амплитуды переменных нагрузок (Рai) устанавливались по стандартной методике [4] в зависимости от осевой нагрузки. Испытания проведены на испытательной машине ЦД-200/400, частота нагружения 5 Гц. В табл. 1 приведены сравнительные результаты усталостных испытаний боковых рам на форсированном режиме, установленном для проведения сокращенных ускоренных испытаний.

Таким образом, средняя долговечность боковой рамы (черт. № 194.00.037-0) из стали 20 ГЛ (технология ХТС) при циклическом нагружении вертикальной нагрузкой в режиме Pm = 40 тс (392 кН) и Ра = 30 тс (294 кН) составила Nср = 5,48.106 циклов при испытании в комплекте с упругой вставкой адаптера и Nср = 3,02.106 циклов при испытании по стандартной методике, т. е. при использовании упругой вставки адаптера увеличилась в 1,82 раза. По результатам полных усталостных испытаний двух партий боковых рам определены параметры кривых выносливости на основе проведенной статистической обработки.

На рис. 2 представлены кривые усталости двух испытанных партий боковых рам тележки модели 18-194-1. Для сравнения приведена кривая усталости серийной боковой рамы тележки модели 18-100. В табл. 2 даны сравнительные результаты полных усталостных испытаний боковых рам тележки модели 18-194-1.

Полученные результаты свидетельствуют, что упругие вставки адаптеров снижают уровень динамических напряжений в критических зонах конструкций боковых рам. Это выражается в повышении характеристик выносливости рассматриваемых деталей тележки, ответственных за безопасность.

На рис. 3 показан характер разрушения в стендовых условиях боковых рам тележки, испытанных в комплекте с упругими вставками адаптера. Следует отметить, что из девяти испытанных боковых рам семь разрушились по рессорному проему (рис. 3а) и только две рамы — по внутреннему углу буксового проема (рис. 3б).
Авторы:  Ефимов В. П., Баранов А. Н., Буторин С. М.
Источник:  Транспорт РФ. 2015. № 3 (58). С. 75–77.
Ключевые слова:  упругая вставка адаптера, колесная пара
Контакты:  UIZ123456@mail.ru, 460135@mail.ru, sbutorin@unikom-service.ru