1. Общая информация о рынке

Франция имеет густую железнодорожную сеть, сочетающую в себе высокоскоростные линии, междугородние маршруты, легкий рельсовый транспорт и системы метро. Это создает жесткие требования к транспортным средствам для обслуживания контактной сети и путей, которые должны работать безопасно и надежно на загруженных линиях и в сложных условиях депо.

Хотя эти транспортные средства не развивают очень высоких скоростей, они работают под большими нагрузками, с частыми циклами старт-стоп и сильными боковыми ударами. Стальные железнодорожные колеса должны не только выдерживать вес транспортного средства, но и выдерживать повторяющиеся удары на кривых, стрелках и рабочих площадках.

В соответствии со строгими французскими и европейскими стандартами безопасности, производители железнодорожных транспортных средств и системные интеграторы обычно ищут колеса, которые предлагают:

• Высокую грузоподъемность и высокую твердость поверхности для обеспечения износостойкости и предотвращения выкрашивания гребня;

• Жесткие допуски размеров для точной посадки с шириной колеи и буксовыми узлами, избегая несоосности и неравномерного износа;

• Отслеживаемые записи о материалах и проверках для поддержки сторонней сертификации и долгосрочного принятия проекта.

В этом контексте заказчик хотел надежного поставщика 12-дюймовых горячекованых стальных железнодорожных колес для использования на транспортных средствах технического обслуживания, обслуживающих Францию и другие европейские рынки.

2. Профиль заказчика и применение

• Тип заказчика: Производитель / интегратор транспортных средств для обслуживания железных дорог, базирующийся во Франции;

• Применение: Транспортные средства для обслуживания контактной сети и путей, инспекционные вагоны, железнодорожные передаточные тележки;

• Условия эксплуатации:

  • Низкие и средние скорости движения, но постоянная большая нагрузка;

  • Частые ускорения и торможения, прохождение стрелок и крутых кривых на низкой скорости;

  • Наружная всепогодная эксплуатация с воздействием дождя, снега, перепадов температуры и влажности;

• Основные проблемы:

  • Некоторые предыдущие литые стальные колеса показали недостаточный срок службы и склонность к растрескиванию при ударе;

  • Транспортные средства технического обслуживания имеют жесткие графики, поэтому частая замена колес приводит к увеличению времени простоя и более высоким эксплуатационным расходам;

  • Заказчику требовались колеса с более высокой твердостью и лучшей прочностью в сочетании с жесткими допусками и полной проверяемостью.

3. Наше решение (Продукт + Техническая конфигурация)

Чтобы удовлетворить эти требования, мы поставили специализированный пакет на основе горячекованых стальных железнодорожных колес 12 дюймов, материал 4140, твердость около 490 HB. Основные характеристики:

1. Материал и конструкция колеса

   • Использование горячей ковки легированной стали 4140 с последующей закалкой и отпуском для достижения твердости поверхности колеса около 490 HB с хорошим сочетанием прочности и ударной вязкости;

   • Альтернативные материалы, такие как C45, C50, 65Mn, 42CrMo, 4340, 34CrNiMo6, доступны для различных классов нагрузки и условий эксплуатации;

   • Предлагаются как однофланцевые, так и двухфланцевые стальные железнодорожные колеса для соответствия стандартным рельсам и специальным профилям рельсов.

2. Размеры и грузоподъемность

   • Стандартные 12-дюймовые (~300 мм) кованые железнодорожные колеса с более широким диапазоном диаметров, включая 300 / 350 / 400 / 450 / 500 / 900 мм, что позволяет создавать платформенные конструкции для различных транспортных средств;

   • Грузоподъемность на колесо может быть настроена от 1 до 300 тонн, охватывая легкие инспекционные транспортные средства до тяжелых железнодорожных вагонов;

   • Доступны как сплошные, так и полые колесные пары, в зависимости от требований к весу и монтажу.

3. Термическая обработка и контроль твердости

   • Полная последовательность нормализации и закалки и отпуска (Q&T) термической обработки для каждого колеса;

   • Применяется поверхностное и фланцевое упрочнение с глубиной упрочненного слоя 5–20 мм, обеспечивающее твердый, износостойкий профиль с прочной сердцевиной;

   • Для обеспечения согласованности от партии к партии используются автоматические и подвесные печи нормализации.

4. Осевые узлы и прецизионная обработка

   • Могут поставляться комплектные колесные пары, включающие два колеса, одну ось, четыре подшипника и связанные компоненты, в соответствии с чертежами заказчика;

   • Отверстие колеса может быть обработано с точностью до 0,01 мм, обеспечивая оптимальную посадку с осями и подшипниками, сводя к минимуму эксцентриситет и вибрацию в эксплуатации.

5. Производственные возможности и система контроля

Наши предприятия охватывают всю цепочку от выплавки стали, ковки, кольцевой прокатки, черновой обработки и термообработки до чистовой обработки. Основное оборудование включает в себя:

• Вертикальные токарные станки, обрабатывающие центры, многофункциональные станки с ЧПУ, токарные станки с ЧПУ и сверлильно-фрезерные станки для чистовой обработки;

• Пневмомолоты, прессы, кольцепрокатные станки, газовые и электрические печи для ковки;

• Автоматические печи нормализации и дробеструйные машины для термообработки и подготовки поверхности.

Контроль качества поддерживается:

• Испытания твердости (по Роквеллу и Бринеллю), испытания шероховатости поверхности и концентричности;

• Ультразвуковой контроль (UT) и контроль магнитными частицами (MT) для обнаружения внутренних и поверхностных дефектов;

• Металлографическое исследование и анализ химического состава;

• По запросу могут быть организованы как внутренние, так и сторонние проверки.

4. Отзывы клиентов

После нескольких партий в эксплуатации французский заказчик сообщил, что:

• В сопоставимых условиях горячекованые колеса 4140 обеспечивают значительно больший срок службы, чем их предыдущие литые стальные колеса, с меньшей частотой выкрашивания гребня и растрескивания;

• Диаметры колес, профили гребней и размеры отверстий соответствуют от партии к партии, сокращая время установки и регулировки;

• Документация по отслеживаемости материалов и контролю является полной, что помогает при местных и европейских проверках безопасности и утверждении проектов;

• Различные варианты гребней, диаметры и грузоподъемности могут быть произведены на одной и той же технологической платформе, упрощая управление запасными частями.

Заказчик решил сохранить горячекованые стальные железнодорожные колеса 12 дюймов 4140 / 490 HB в качестве предпочтительного выбора для предстоящих проектов по обслуживанию контактной сети и путей.

5. Резюме

Для транспортных средств технического обслуживания контактной сети и путей, работающих под большой нагрузкой и частыми ударами, горячекованые железнодорожные колеса из легированной стали предлагают явные преимущества по сравнению с литыми колесами:

• Ковка улучшает структуру зерна и уменьшает внутренние дефекты, что приводит к лучшей общей прочности и ударной вязкости;

• Правильная закалка и отпуск в сочетании с контролируемым поверхностным упрочнением обеспечивают износостойкий профиль с прочной сердцевиной;

• Полная система производства и контроля позволяет поставлять стабильные, отслеживаемые колеса на требовательные рынки, такие как Франция и вся Европа.