Ученые рассказали о решении по увеличению срока службы инновационных вагонов

Определение и подтверждение срока службы

В существующий нормативной практике четко определена необходимость и способы подтверждения НСС новых вагонов, но отсутствует методическая часть, связанная с его определением. Ученые Всесоюзного научно-исследовательского центра транспортных технологий предлагают подходы к определению рационального значения НСС. Они состоят из двух задач. Первая техническая включает выбор лимитирующих элементов конструкции в зависимости от типа вагона, и реализацию конструктивных решений для повышения НСС.
«Вторая часть задачи из области критериев экономических, – к таким выводам пришли ученые «ВНИЦТТ» в своей работе, а так же другие представители научного сообщества. – В отличие от технических они позволяют уже не определить, а именно обосновать величину НСС при помощи комплексной оценки стоимости жизненного цикла вагона».
Говоря о технической части задачи, из перечня ключевых элементов могут быть сразу исключены быстроизнашиваемые или заменяемые узлы, а также части, конструкция которых определяется прочностью или зависит от последствий сверхнормативных воздействий. Рассматриваться должны несущие ремонтируемые и неремонтируемые узлы. Неремонтируемые однозначно определяют НСС, их замена/ремонт либо невозможны, либо нецелесообразны в силу сложности, высокой трудоемкости и стоимости. Срок службы ремонтируемых узлов должен определяется экономическими критериями. Должны допускаться ремонт или замена таких узлов в процессе эксплуатации вагона c привязкой к регламентным процедурам.

Для различных типов вагонов выбраны свои типы ключевых элементов, определяющие НСС. Для полувагонов это соединения стоек боковой стены с рамой, для хопперов опирание торцевой стены на раму и соединение стен и бункеров с хребтовой балкой, для платформ поперечные балки, а для длиннобазных платформ еще и продольные балки, для цистерн с несущим котлом его соединение с опорами. Общим для всех типов вагонов ключевым элементом является шкворневой узел или хребтовая балка.

Технические аспекты: реализация

«В качестве практической реализации создания инновационного подвижного состава с увеличенным НСС представлены конструктивные решения для различных вагонов. Например, для полувагона с глухим кузовом использованные решения по увеличению сечений балок рамы и кузова, изменению конструкции их наиболее нагруженных соединений в шкворневом узле и узлах заделки стоек боковой стены позволили улучшить усталостную прочность конструкции», – сообщается в работе.
Достигнутое в результате подтвержденное значение срока службы нового полувагона составило 33 года против 28 лет для аналога при назначенном 32 и 22 года соответственно. Также для учета влияния величины срока службы на экономическую эффективность эксплуатации показан вариант конструкции с НСС 24 года.

«Результаты аналогичных работ продемонстрированы для люкового полувагона, вагонов-хопперов для минеральных удобрений, контейнерной платформы и безрамной цистерны с несущим котлом с увеличенным по сравнению с типовыми вагонами НСС. Подтверждению срока службы способствовали не только расчетные исследования, но и большой комплекс сравнительных испытаний, включая ресурсные», – подчеркивается в работе.

Экономический эффект от эксплуатации инновационного вагона

Однако ученые настаивают, что при решении второй части задачи по выбору НСС определенные и подтвержденные значения срока службы вагонов и их элементов необходимо еще и обосновать. Выбор рациональной величины данного показателя основан на рассмотрении комплекса затрат на различные виды ремонтов и амортизацию вагона за жизненный цикл. При этом экономический эффект определяется не только изменением НСС, но и его сочетанием с выбранной схемой ремонта и сроками восстановления несущих ремонтируемых узлов. Для сравнения различных вариантов и выбора НСС предложен удельный показатель годовой стоимости. Учет стоимости ремонтов и амортизации добавил возможность сопоставления вариантов величины срока службы для ремонтируемых элементов вагона.

Необходимо оговориться, что предложенные подходы к определению увеличенного НСС справедливы только для инновационных грузовых вагонов. Это связано прежде всего со сложностью их конструкции, улучшенными параметрами и повышенной стоимостью. В то время для типовых вагонов, не обладающих перечисленными преимуществами, изменение срока службы в большую сторону невозможно и нецелесообразно. Кроме этого, для получения увеличенного НСС необходимо комплексное изменение конструкции и возможность широкого выбора технических решений, просто недоступные в случае модернизации эксплуатируемых вагонов.

Автор: Алена Алешина