Trendy ve výrobě lokomotivních nápravových kol

Transkript

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

2 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

3 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

4 Skupina Wikov C z e c h Scana Wikov AS Wikov China

5 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

6 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

7 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

8 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

9 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

10 Trendy - převodovky Tatra Výroba převodových skříní z tvárné litiny - mechanické vlastnosti tvárné litiny definovány v mater. normě DIN v roce nahrazena evropskou normou DIN EN 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 GGG-40.3 EN-GJS GGG-50 EN-GJS GGG-60 EN-GJS GGG-70 EN-GJS GGG-80 EN-GJS

11 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 tvárná litina EN-GJS (ČSN ) Nejnižší mez kluzu 0,2 σ 0,2 (MPa) Nejnižší mez pevnosti v tahu σ Pt (MPa) Nejnižší tažnost δ 5 (%) Tvrdost podle Brinella HB

12 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

13 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 Skříň z tvárné litiny Robustnější provedení nápravy

14 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

15 Trendy - převodovky Tatra Inovovaná dvoustupňová kuželočelní převodovka typu Tatra s přenášeným výkonem 110 kw zde pro rozchod 1000 mm Trvalý přenášený výkon P 1jmen. při n 1jmen. = kw min -1 Převodový poměr 8,795 Maximální vstupní otáčky n 1max min -1 Maximální vstupní moment M 1max 609 N.m Vstupní otáčky ve jmenovitém režimu n 1jmen min -1 Vstupní moment ve jmenovitém režimu M 1jmen 450 N.m Maximální výstupní otáčky n 2max 432 min -1 Maximální výstupní moment M 2max Mazání převodu Chlazení převodovky Hmotnost převodovky bez olejové náplně N.m převodovým olejem ve skříni rozstřikem při brodění přirozené 388 kg Množství oleje cca 4,5 dm 3 Druh oleje OPTIMOL OPTIGEAR 220

16 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 (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

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

18 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 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 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 km ±20%) Střední oprava (proběh km ±20%) Velká oprava (proběh km ±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. 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. 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 km ±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.

19 Zásady údržby tram. převodovek Výměna oleje - po cca 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 - vpřevodovce 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 km nebo 1,5 roku provozu u minerálních olejů) -včasná a kvalitní výměna oleje má velký vliv na bezporuchovost a celkovou životnost převodovky

20 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

21 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 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

22 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 -vpřípadě montáže ložiska do poškozeného uložení hrozí zkrácení životnosti ložiska, nebo jeho zadření

23 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 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.

24 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

25 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.

26 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

27 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

28 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

29 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

30 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

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

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

33 Děkujeme za pozornost! Wikov MGI a.s. Zbečník 356, CZ Hronov tel.: , Prodej - Michal Stuchlík tel mail: mstuchlik@wikov.com -Petr Holíček tel mail: pholicek@wikov.com Vývoj - Milan Doležal tel mail: mdolezal@wikov.com Marketing - Martin Sychrovský tel mail:msychrovsky@wikov.com