Trendy ve výrobě lokomotivních nápravových kol

Trendy ve výrobě tramvajových převodovek typu Tatra Trendy ve výrobě lokomotivních nápravových kol Ing. Martin Sychrovský, Wikov MGI, marketing manažer Milan Doležal, Wikov MGI, produktový manažer – Kolejová vozidla

17.06.2008 Odborný seminář: Systémy lehké kolejové dopravy Czech Raildays 2008, Ostrava

www.wikov.com

Obsah Obsah: ZÁKLADNÍ INFORMACE O FIRMĚ ROZSAH ČINNOSTI FIRMY V OBORU KOLEJOVÉ TECHNIKY TRENDY VE VÝROBĚ TRAMVAJOVÝCH PŘEVODOVEK typu TATRA -

výroba skříní převodovek z tvárné litiny

-

zesílení nápravy

-

aplikace v praxi: inovovaná 2° kuželočelní převodovka s přenášeným výkonem zvýšeným na 110kW

-

základní zásady údržby tramvajových převodovek

TRENDY VE VÝROBĚ LOKOMOTIVNÍCH NÁPRAVOVÝCH KOL -

technologie výroby

-

nové materiály

ZÁVĚR

Wikov MGI a.s. - Profil firmy Wikov MGI patří mezi nejvýznamnější výrobce mechanických převodovek v regionu střední a východní Evropy - sídlo Hronov; 470 zaměstnanců - přes 80 let tradiční výrobce ozubených kol a mechanických převodovek

Skupina Wikov

Czech

Scana Wikov AS Wikov China

Wikov MGI a.s. - Specializace Standardní a průmyslové převodovky pro nejrůznější obory

Speciální převodovky a ozubená kola pro kolejová vozidla

Speciální převodovky pro obnovitelné zdroje energie

ZÁKLADNÍ INFORMACE O FIRMĚ ROZSAH ČINNOSTI FIRMY V OBORU KOLEJOVÉ TECHNIKY TRENDY VE VÝROBĚ TRAMVAJOVÝCH PŘEVODOVEK typu TATRA -


-

zesílení nápravy

-


-



technologie výroby

-

nové materiály

ZÁVĚR

Wikov MGI a.s. – Kolejová vozidla - tramvajové převodovky - ozubená kola, pastorky, hřídele, nápravy - kuželová kola – spirální ozubení Klingelnberg - nápravová lokomotivní kola a pastorky - převodovky pomocných pohonů lokomotiv - dělená ozubená kola pro dieselové motory - přestavníky výhybek

Wikov MGI a.s. – Kolejová vozidla - exkluzivní autorizovaný licenční výrobce a dodavatel náhradních dílů převodovek pro níže uvedené typy tramvají (včetně veškerých subtypů těchto tramvají): T3, K2, KT4, T4, KTNF8, T5C5, KT8D, KT8D5, T6A5, RT8D5M, T6C5, RT6N-1 (ČKD-Siemens) - exkluzivní autorizovaný licenční výrobce a dodavatel náhradních dílů níže uvedených skupin výrobků pro diesel-elektrické lokomotivy z produkce ČKD: převodovky, ozubená kola, kuželové pastorky pro talířová kola, převodovky pomocných pohonů

(ČKD-Siemens) - exkluzivní autorizovaný licenční výrobce a dodavatel náhradních dílů nápravových převodovek a velkých ozubených kol pro elektrické lokomotivy

ŠKODA - Certifikát technické způsobilosti dodavatele vydaným Certifikačním střediskem ČD pro: výrobu převodovek, pomocných pohonů, ozubených kola pastorků pro hnací kolejová vozidla



-

zesílení nápravy

-


-



technologie výroby

-

nové materiály

ZÁVĚR

Trendy - převodovky Tatra Výroba převodových skříní z tvárné litiny - mechanické vlastnosti tvárné litiny – definovány v mater. normě DIN 1693 - v roce 1997 - nahrazena evropskou normou DIN EN 1563 -.označení GGG, (z DIN 1693) je v praxi ještě stále nejpoužívanější

DIN 1693

DIN EN 1563

Pevnost v tahu Rm [N/mm²]

0,2 Hranice Rp02 [N/mm²]

Tažnost A [%]

GGG 35.3

EN-GJS-350-22

330

210

18

GGG-40.3

EN-GJS-400-18

400

240

15

GGG-50

EN-GJS-500-7

500

320

7

GGG-60

EN-GJS-600-3

600

370

3

GGG-70

EN-GJS-700-3

700

420

2

GGG-80

EN-GJS-800-2

800

480

2

Trendy - převodovky Tatra Výhody tvárné litiny a převodových skříní z ní vyrobených - mimořádně dobré mechanické vlastnosti - ekonomicky výhodná výroba; více dodavatelů - snažší odlévatelnost a dobrá opracovatelnost - prevence problémů - zesílení kritických míst oblastí skříně Nevýhoda: - svařitelnost – nutný kontrol. postup svařování (předehřev, Ni elektroda) Litina ocelolitina ČSN 422709.1 tvárná litina EN-GJS-500-7 (ČSN 422305)

Nejnižší mez kluzu 0,2 σ0,2 (MPa)

Nejnižší mez pevnosti v tahu σPt (MPa)

Nejnižší tažnost δ5 (%)

Tvrdost podle Brinella HB

300

520

18

149 - 184

320

500

7

170 - 230

Trendy - převodovky Tatra Použití robustnějšího provedení nápravy Hlavní důvody použití : - rozšíření použití pro destinace se zhoršenou kvalitou kolejového svršku – Rusko, Ukrajina, Balkán - postupné zpřísňování předpisů pro výrobu a provoz kolejových vozidel

Trendy - převodovky Tatra Aplikace trendů v praxi – inovovaná dvoustupňová kuželočelní převodovka typu Tatra s přenášeným výkonem 110 kW - Rail-TT2i 2. stupeň – cyklopalloidní soukolí Klingelnberg 11/43

Shodné zástavbové rozměry s původní převodovkou

Trvalý přenášený výkon 110 kW

1. stupeň – cementované, kalené a broušené soukolí s čelním ozubením

Robustnější provedení nápravy Skříň z tvárné litiny

Trendy - převodovky Tatra Inovovaná dvoustupňová kuželočelní převodovka typu Tatra s přenášeným výkonem 110 kW - Rail-TT2i

Výhody převodovky Rail-TT2i: - snížení provozních nákladů - zvýšení údržbových intervalů mechanických částí pohonu - navýšení výkonu

Trendy - převodovky Tatra Inovovaná dvoustupňová kuželočelní převodovka typu Tatra s přenášeným výkonem 110 kW – zde pro rozchod 1000 mm Trvalý přenášený výkon P1jmen. při n1jmen. = 2580 min-1

110 kW

Převodový poměr

8,795

Maximální vstupní otáčky n1max.

3 800 min-1

Maximální vstupní moment M1max

609 N.m

Vstupní otáčky ve jmenovitém režimu n1jmen

2 580 min-1

Vstupní moment ve jmenovitém režimu M1jmen

450 N.m

Maximální výstupní otáčky n2max

432 min-1

Maximální výstupní moment M2max

5 356 N.m

Mazání převodu

převodovým olejem ve skříni rozstřikem při brodění

Chlazení převodovky

přirozené

Hmotnost převodovky bez olejové náplně

388 kg

Množství oleje

cca 4,5 dm3

Druh oleje

OPTIMOL OPTIGEAR 220

Trendy - převodovky Tatra Inovovaná dvoustupňová kuželočelní převodovka typu Tatra s přenášeným výkonem 110 kW – nové konstrukční uzly Skříň - dvoudílná z tvárné litiny jakosti EN-GJS-500-7 (422305) Ozubení - první stupeň – cementované, kalené a broušené soukolí s čelním ozubením - druhý stupeň – nové cyklopalloidní soukolí Klingelnberg 11/43 - spojení s hřídelí pomocí nehybného uložení (lisované uložení a svěrné spojení pomocí lícovaných šroubů) Ložiska - návrh a kontrola ložisek je provedena dle metod fy SKF - vstupní hřídel - kuželíková ložiska spolu s válečkovým ložiskem - vložený hřídel - kuželíková ložiska spolu se soudečkovým ložiskem - náprava - ložiska kuželíková

Trendy - převodovky Tatra Inovovaná dvoustupňová kuželočelní převodovka typu Tatra s přenášeným výkonem 110 kW – nové konstrukční uzly Utěsnění hřídelů - vstupní hřídel a nápravy - kombinací radiálních těsnících kroužků z fluorkaučuku (FKM) a labyrintů Utěsnění skříně - dělící roviny a pod víky – těsnící tmel LOCTITE

Zásady údržby tram. převodovek Prodloužení životnosti a zvýšení užitných vlastností tramvajových převodovek – zde konkrétně pro Rail TT2i Doba Denně

.

První výměna oleje po náběhu 6.000km. Další výměny olejové náplně.

Provedené práce Kontrola stavu oleje, těsnosti, náhodného poškození převodovky. Po ujetí prvních 6 000 km u nové nebo repasované převodovky provést výměnu oleje. Vypuštěný olej je možno po přefiltrování (filtr max. 60μm) znovu použít. Dále provést výměnu oleje vždy po ujetí 100 000 km ± 20 %, nebo max. po 1,5 roce provozu. Výměna oleje je dále nutná vždy, když došlo k poškození některých dílů převodovky a je nebezpečí, že se úlomky nebo části poškozených dílů dostaly do oleje.

Kontrolní prohlídka (proběh 10.000km ±20%)

Kontrola čistoty odvzdušnění, množství oleje, obsahu vody v oleji, dotažení všech šroubových spojů, případná náprava (vyčištění odvzduš. ventilu, výměna oleje, dotažení šroubů). Každou pátou kontrolní prohlídku zkontrolovat stav sběrače el. proudu.

Střední oprava (proběh 200.000km ±20%)

Provést kontrolu celkového stavu převodovky včetně těsnosti. V případě potřeby vyčistit odvzdušňovací ventil, vyměnit hřídelové těsnící kroužky a ostatní pryžové díly převodovky. Zkontrolovat stav ozubení a ložisek. Provést dotažení všech šroubových spojů. Vyměnit olej.

Velká oprava (proběh 600.000km ±20%)

Převodovku demontovat z podvozku a vyměnit všechny hřídelové těsnící kroužky a ostatní pryžové díly. Podle stavu převodovky vyměnit valivá ložiska, případně ozubená kola. Zkontrolovat stav nápravy. Zpětně namontovat převodovku, obnovit vnější nátěry a zastavět převodovku do podvozku.

Generální oprava (proběh 1.000.000km ±20%)

Demontovat převodovku z podvozku a vyměnit všechny hřídelové těsnící kroužky a ostatní pryžové díly, všechna ložiska a ozubená kola. Dále je nutné vyměnit všechny poškozené nebo opotřebované díly, které neodpovídají výrobním výkresům. Provést defektoskopickou kontrolu nápravy a rozhodnout o jejím dalším použití s přihlédnutím na stav povrchu čepů pro nalisování vypružených kol, brzdového kotouče a ozubeného kola. Po provedení GO provést kontrolu a zkoušení dle čl. 3.4.

Zásady údržby tram. převodovek Výměna oleje - po cca. 6 000 ujetých kilometrech - nutné provést první výměnu oleje (vlivem vysokého obsahu otěrových nečistot vzniklé záběhem) - olej po vypuštění a přefiltrování (max.60µm), je možné znovu použít - v převodovce se musí udržovat správná hladina oleje dle předpisu – po okraj kontrolní zátky - další výměny oleje je nutné provádět v předepsaných intervalech z důvodu postupné degradace oleje a snížení jeho mazacích schopností (cca. po 100000 km nebo 1,5 roku provozu – u minerálních olejů) - včasná a kvalitní výměna oleje má velký vliv na bezporuchovost a celkovou životnost převodovky

Zásady údržby tram. převodovek Kontrola odvzdušnění převodovky - při běžných prohlídkách - kontrola stavu odvzdušňovacího ventilu - kontroluje se stav odvzdušňovacího ventilu, jeho správné dotažení, případné znečištění - při velkém znečištění odvzdušňovací zátky na vrcholu odvzdušňovacího ventilu je nutné provést její vyčištění a kontrolu průchodnosti (cca. každé 3 měsíce) - v případě ucpání odvzdušňovacího ventilu, může dojít k přetlakování těsnění převodovky a k úniku oleje - také výrazná olejová skvrna v blízkosti ventilu svědčí o jeho povolení

Zásady údržby tram. převodovek Těsnění - při jakékoliv demontáži převodovky doporučujeme vyměnit radiální těsnění, včetně o-kroužků (náchylné na poškození vlivem znečištění převodovky a mají omezenou životnost – cca. 200 000 km) - montáž radiálních rotačních těsnění musí probíhat v čistotě a při maximální pečlivosti - montáž musí být provedena pomocí lisovacích prostředků, které zajistí správnou polohu těsnících kroužků - před nasunutím těsnění na hřídel se prostory mezi prachovkou a břitem těsnění naplní předepsaným mazacím tukem v množství 40% objemu – hvězdicově - větší množství tuku má za následek jeho postupné vytlačování z pod břitů při provozu převodovky (tento jev je jen dočasný) - při navlékání těsnění na hřídel je nutné použít přípravkových kroužků k eliminaci poškození břitů při převlékání přes náběhové hrany IR kroužků

Zásady údržby tram. převodovek Ložiska - uložení rotačních dílů převodovky má většinou kratší životnost než ozubení - po ujetí předepsaného proběhu do výměny ložisek se doporučuje vyměnit všechna ložiska převodovky, i když nejsou viditelně poškozena - při montáži ložisek se musí postupovat podle základních zásad správné montáže ložisek dle výrobců ložisek (např. SKF) - pro lisování ložisek na hřídel je vhodné použít indukčního ohřevu – eliminuje se tak poškození stykových ploch - před montáží nových ložisek je nutné zkontrolovat stav opotřebení průměrů hřídele a pouzdra - v případě montáže ložiska do poškozeného uložení hrozí zkrácení životnosti ložiska, nebo jeho zadření

Zásady údržby tram. převodovek Ozubení - ozubení je konstruováno na min. proběh cca 2x delší než proběh ložisek - v případě porušení správných podmínek provozu převodovky, může na ozubení dojít k výskytu poruch dle ČSN ISO 10825. V tomto případě je nutné, po zjištění a odstranění příčin poruchy, ozubení vyměnit za nové. V souvislosti s tím je nutná také výměna ložisek a těsnění. Důvodem je výskyt částic poškozeného ozubení ve všech těchto dílech, které může mít za následek jejich poškození. - při výměně ozubených dílů je nutné měnit vždy celé soukolí – ne jednotlivá kola. Poškozením jednoho kola je ovlivněna životnost i druhého kola v páru.



-

zesílení nápravy

-


-



technologie výroby

-

nové materiály

ZÁVĚR

Trendy v lokomotivních soukolích Původní technologie V minulosti používané technologie tepelného zpracování výroby ozubených nápravových kola a pastorků (ČKD, Škoda): - cementovaný a kalený pastorek - zušlechtěné a povrchově (zejména indukčně) kalené kolo Tyto technologie byly používány zejména z důvodu jejich dostupnosti a dostupnosti materiálů polotovarů pro jednotlivé způsoby tep. zpracování. V současnosti je jejich dostupnost problematická.

Trendy v lokomotivních soukolích Současné technologie umožňují získat při zachování stejných rozměrů soukolí vyšších užitných vlastností: - vyšší přenášené zatížení - vyšší životnost soukolí, apod. původní technologie výroby (zejména indukční kalení), jsou vzhledem k jejich neuniverzálnosti a současným moderním možnostem výroby, již neekonomické nejčastěji využívané technologie pro celé soukolí: - cementování - kalení

Trendy v lokomotivních soukolích Současné materiály Nejčastěji používané materiály: - 42CrMo4, 34CrNiMo6 pro povrchové kalení - 16MnCr5 (ekv.14220), 18CrNiMo7-6 pro cementování a kalení Výhodné z pohledu: - konstrukčního (vyšší užitné vlastnosti) - technologického (použití současné moderní technologie) - ekonomického Výsledkem je soukolí: - vysoké kvality - za příznivou cenu

Trendy v lokomotivních soukolích Technologie výroby ozubení Díky vyšší přesnosti brusek ozubení a jejich plné programové kontrole, lze používat konstrukční prvky, které umožňují výrazné zvýšení vlastností finálního soukolí. Prováděním plynulých příčných i podélných modifikací lze docílit: - snížení hlučnosti - snížení rizika hranového sezení - snížení rizika jednostranného záběru soukolí - odstranění vzniku interference Broušením celého profilu zubu při rovnoměrném rozdělení přídavků na brus lze docílit: - zvýšení součinitele záběru = zvýšení únosnosti a snížení hlučnosti - odstranění rizika iniciačního vrubu v patě zubu

Trendy v lokomotivních soukolích Rizika konstrukčních změn pohonů (rekonstrukcí) s ohledem na ozubená soukolí Klíčový element při zvyšování přenášeného výkonu - nápravové ozubené soukolí Neprovedení změny soukolí znamená : - zkrácení jeho životnosti - nebo dokonce jeho následnou destrukci, případně dalších součástí pohonu Vyšší zatížení lze eliminovat konstrukčními úpravami: - použití materiálů s lepšími vlastnostmi - návrh novější technologie výroby ozubení - návrh nových modifikací ozubení, případně změněné geometrie ozubení s ohledem na změněné podmínky zátěže



-

zesílení nápravy

-


-



technologie výroby

-

nové materiály

ZÁVĚR

Závěr Projekty: Vývoj převodovek pro další typy kolejových vozidel: metro – dvoustupňová čelní převodovka monorail – kuželočelní dvoustupňová převodovka

Závěr Projekt: Experimentální ověření parametrů ozubených kol (ve spolupráci s ČVÚT Praha)

Děkujeme za pozornost ! Wikov MGI a.s. Zbečník 356, CZ-549 31 Hronov tel.: +420 491 488 411, e-mail: [email protected] www.wikov.com

Prodej - Michal Stuchlík – tel. 491 488 426 – mail: [email protected] - Petr Holíček – tel. 491 488 424 – mail: [email protected] Vývoj - Milan Doležal – tel. 491 488 223 – mail: [email protected] Marketing - Martin Sychrovský – tel. 491 488 415 – mail:[email protected]

Trendy ve výrobě lokomotivních nápravových kol

Recommend Documents