Существующая долгое время проблема отказа в эксплуатации боковой рамы 18-100 касается всех производителей крупного вагонного литья. Проведенные «ГСКБВ» предварительные теоретические исследования показали, что принятые конструкторские решения позволяют добиться снижения уровня напряжений в ответственных зонах боковой рамы на 15/20 %.Существующая долгое время проблема отказа в эксплуатации боковой рамы 18-100 касается всех производителей крупного вагонного литья.
Проведенный в ООО «Головное специализированное конструкторское бюро вагоностроения (ГСКБВ)» анализ прочностных расчетов методом конечных элементов боковой рамы 100.00.002-4 тележки 18-100 c учетом вертикальных статических и динамических нагрузок, боковых сил, воздействующих на боковую раму тележки в эксплуатации, показал, что конструкция боковины не соответствует нормативной документации. Аналитическая оценка конструкции была проведена с использованием программного комплекса «ANSYS», обеспечивающего высокую достоверность анализа прочностных характеристик сложных конструкций. Результаты выполненного анализа показали, что во всех зонах боковой рамы, в которых по статистике происходит наибольшее количество изломов в эксплуатации (внутренний и наружный радиусы буксового проема, нижний радиус рессорного проема), напряжения превышают допускаемые нормативной документацией на 15/30%. Анализ усталостной прочности боковины показал, что коэффициент запаса усталостной прочности также значительно ниже минимально допускаемого значения.
Это является, наряду с технологическими факторами, одной из причин многочисленных отказов боковых рам 100.00.002-4 в эксплуатации.
Поэтому перед производством и инженерными службами ПАО «Азовмаш» возникла задача по повышению надежности боковой рамы для обеспечения безотказной эксплуатации в течение всего назначенного срока службы 32 года.
Еще в 2011 г. была поставлена на производство боковая рама 1750.00.102 усиленной конструкции, рассчитанная на нагрузку 25 тс, унифицированная по монтажным размерам с тележкой модели 18-100 и отвечающая всем нормативным требованиям к надежности и прочности конструкции. Полученное по результатам усталостных испытаний девяти образцов новой боковой рамы значение коэффициента запаса усталостной прочности n для осевых нагрузок 23,5 и 25 тс составило 2,24 и 2,12 соответственно, при минимальном допускаемом значении 1,8.
Однако в последнее время был внесен ряд изменений в нормативную документацию [см. прим. 1], которые направлены на ужесточение режимов усталостных испытаний. Кроме того, разрабатывается новый Межгосударственный стандарт [прим. 2], устанавливающий новые требования к прочности грузовых вагонов и их элементов. Несмотря на то, что конструкция боковой рамы 1750.00.102 соответствует всем вновь принятым и разрабатываемым нормативным требованиям, что подтвердили проведенные по новой методике усталостные испытания, запас прочности конструкции является минимальным и не превышает 5 %.
