Nová konstrukce srdcovky s kuželovými vložkami

DT - Výhybkárna a strojírna, a.s. Dolní 3137/100, 797 11 Prostějov, Česká republika www.dtvm.cz, e-mail: [email protected]

EN ISO 9001 EN ISO 3834-2 EN ISO 14001 OHSAS 18001

Nová konstrukce srdcovky s kuželovými vložkami

19.6.2013

Ing. Marek Smolka, vedoucí oddělení VaV

1


Obsah 1. Technický popis 2. Výpočtové modelování 3. Experimentální ověření statické pevnosti a životnosti 4. Výroba srdcovky 5. Provozní ověřování v síti SŽDC 6. Oblast použití a výhody řešení 7. Závěr

2


1. Technický popis Provedení srdcovek 1.konstrukce srdcovky navržena pro soustavu železničního svršku UIC60 a S49, 2.hrot a křídlové kolejnice vyrobeny z profilu 60E1F1, srdcovkové kolejnice S49, 3.přípojné kolejnice vzájemně svařeny podélným svarem na hlavě a patě a přivařeny stykově s odtavením k hrotu srdcovky, 4.rovnoběžnost hrotu a křídlových kolejnic zajištěna jednobodovým ohybem, 5.tvarování horních pojížděných ploch srdcovky je navrženo pro středně opotřebený jízdní obrys kola UIC ORE, 6.opracování hlavy křídlových kolejnic z vnitřní boční strany žlábku, 7.spojení hrotu a křídlových kolejnic zajištěno svěrnými spoji pomocí kuželových vložek, 8.použity vysokopevnostní šrouby M27, bez tmelení styčných ploch, 9.žlábek v srdcovce obráběn po smontování, 10.materiál standardní jakosti R260, možnost tepelného zpracování v oblasti přechodu kola nebo celé srdcovky,

11.provedení bez úklonu osy kolejnice, možnost natočení kolejnic na 1:40, 1:20 pro napojení na navazující kolej,

12.upevnění srdcovky pružnými svěrkami Vossloh, Pandrol nebo tuhým svěrkami. 3


1. Technický popis Nové konstrukční prvky Svěrný šroubový spoj pomocí kuželové vložky Unifikace tvaru a počtu kuželových vložek

Nová geometrie pojížděných ploch hrotu srdcovky

Křídlové kolejnice z plnoprofilové kolejnice

4


1. Technický popis Změny v technologii výroby Obrábění hrotu srdcovky přes odporový svar

Opracování vnitřní strany křídlové kolejnice

Jednobodový ohyb

5


1. Technický popis Řez šroubovým spojem s kuželovou vložkou

Spojení styčných kuželových ploch bez tmelení

Svěrný spoj pomocí vysokopevnostního šroubu M27 6


2. Výpočtové modelování Napěťově – deformační analýza odezvy konstrukce srdcovky na zatížení Sestaven 3D FEM výpočtový model v programu ANSYS

Nápravové zatížení 22,5t + 1,5x násobek dynamického přitížení

7


2. Výpočtové modelování Napěťově – deformační analýza odezvy konstrukce srdcovky na zatížení Lokalizace kritických míst v konstrukci srdcovky

8


2. Výpočtové modelování Napěťově – deformační analýza odezvy konstrukce srdcovky na zatížení Vyhodnocení statické pevnosti a únavové životnosti

V místech s maximálními hodnotami redukovaného napětí není překročena dovolená mez kluzu. Z posouzení na vznik únavového poškození vyplývá, že pro zatížení 22,5 t včetně 1,5x násobku dynamického přitížení je splněna podmínka životnosti. 9


3. Experimentální ověření statické pevnosti a životnosti Experimentální ověření životnosti uzlu podle výsledků výpočtového modelování vybrán nejkritičtější uzel (spojení kolejnice – kuželová vložka – hrot), experimentální zkouška navržena pro lokální uspořádání jednoho uzlu, zatížení pro zkoušku odvozeno z komplexního modelu montované srdcovky, Fz,test = 99,4 kN (odpovídá zatížení 33 tun včetně dynamického přetížení odpovídající 1,5 násobku působící síly), požadovaný počet cyklů 27 mil.

10


3. Experimentální ověření statické pevnosti a životnosti Experimentální ověření životnosti uzlu po provedení únavové zkoušky provedeno rozebrání a hodnocení stavu povrchu, provedena kapilární zkouška, při které zkoušený vzorek vyhověl. Na styčných částech nebyly zjištěny významné vlivy únavového opotřebení (třecí/vibrační koroze, plastická deformace povrchu, únavové trhliny).

Povrchové změny spoj hrot – kuželová vložka

Penetrační zkouška křídlové kolejnice

11


4. Výroba srdcovky Zvýšení kvality montovaných srdcovek zaručená přesnost výroby jednotlivých dílů srdcovky na obráběcích centrech, přesná montáž a fixace hrotu a křídlových kolejnic pomocí svěrných spojů přes kuželové plochy, finální obrobení funkčních ploch hrotu a křídlových kolejnic až po definitivním smontování, předpoklad dodržení rozměrové a tvarové přesnosti.

Srdcovka před obráběním 12


5. Provozní ověřování v síti SŽDC Využití poznatků z probíhající validace k provoznímu ověřování vloženy v 10/2011 srdcovky UIC 60 1:12 – 500 do ŽST Kostěnice , Lipník n/B., pro ověření šroubového spoje s kuželovou vložkou byly srdcovky instalovány ve vyšším řádu koleje, než pro který jsou určeny, poznatky z validace vedly k optimalizaci pojížděných ploch srdcovky vzhledem k minimalizaci výškového poklesu osy kola, validací potvrzena kompaktnost a zvýšená odolnost spoje proti působení dynamických sil, připravena instalace srdcovky S49 1:11 – 300 k provoznímu ověřování do ŽST Chomutov, Vyškov, provozní ověřování bude zahájeno v 07/2013.

13


6. Oblast použití a výhody řešení Srdcovky soustavy S49, UIC 60 jednoduchá srdcovka určená pro rychlostní pásma RP 0-3 dle ČSN EN 736360-2 pro výhybky vložené do koleje 4.- 6. řádu do 14,6 mil. hrt/rok. po ukončení validace dodávána ve standardní poměrové řadě, nápravový tlak: soustava UIC60 max.33t, soustava S49 max. 27,5t, maximální rychlost: v přímém směru 160km/h (UIC60), 120km/h (S49), v odbočném směru v závislosti na poloměru. Výhody řešení kuželové svěrné spoje hrotu a křídlových kolejnic pro dosažení vysoké odolnosti proti dlouhodobému působení dynamických sil, obrobení funkčních ploch až po definitivním smontování srdcovky, což je předpokladem pro dodržení vysoké rozměrové a tvarové přesnosti, kompaktnost srdcovky a zvýšená odolnost spojů proti působení dynamických sil, vysoká přesnost výroby dílů srdcovky na obráběcích centrech.

14


7. Závěr představen postup návrhu řešení konstrukce srdcovky, poznatky z validace srdcovky UIC60 zapracovány do řešení pro S49, prezentovány výhody řešení spojení přes kuželové vložky a obrábění ve smontovaném stavu, srdcovka vystavena na expozici DT na výstavě CZECH RAILDAYS Ostrava 2013.

15


Děkuji za pozornost.

16

Nová konstrukce srdcovky s kuželovými vložkami

Recommend Documents