ВСЁ НАЧАЛОСЬ С ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ю. ПРОЗОРОВ, инженер.

Инновационно-внедренческому предприятию Э. Дергачёва (сокращённо ИВП-ЭД) в июле 2008 года исполнилось двадцать лет. Здесь разработали и внедрили в производство более 70 изобретений. Экономический эффект от их использования на сети железных дорог России, стран СНГ и Балтии приближается к 1,3 млрд рублей, а сокращение валютных платежей по импорту аналогичных узлов уже составило 765,5 млн евро. Все изделия на этом предприятии изготавливают с использованием самых современных технологий.

Наука и жизнь // Иллюстрации
Резиновый элемент новой конструкции в сечении имеет форму овала, наклонённого к оси амортизатора. Это позволяет резиновой детали перекатываться по обойме, компенсируя возникающие напряжения.
Тележка пассажирского вагона с генератором. Стрелками показаны элементы конструкции, усовершенствованные на ИВП-ЭД. Звёздочкой отмечены узлы, в которых использованы новые амортизирующие элементы.
Универсальный амортизатор для виброизоляции и защиты генератора пассажирского вагона от ударных воздействий.
Конструкция опоры редуктора на средней части оси колёсной пары пассажирского вагона изменена так, что при движении не происходит среза крепёжных элементов.
Новая конструкция поводка тележки пассажирского вагона превратила его в настоящий сложный механический прибор. Он имеет оптимальные жёсткостные характеристики и снижает динамическое воздействие на вагон и железнодорожный путь.

Можно ли встроить в какую-либо металлическую конструкцию резину, чтобы резина не только работала, но при этом не деформировалась и не портилась на протяжении долгого срока, да ещё обойтись без вулканизации? В ИВП-ЭД нашли способ и создали устройства, которые работают на основе… «модуля Дергачёвых». Назовём его так по имени «отца-основателя» ИВП Эдуарда Петровича и его преемника — сына Эдуарда, столь же активного подвижника, занимающегося внедрением изобретений. Модуль нашёл применение в конструкциях железнодорожных вагонов (если дать более точную привязку — то в узлах подвагонного пространства), где главными критериями являются надёжность составов, безопасность и комфорт для пассажиров.

Основа «модуля Дергачёвых» — это кольцевой элемент из эластичного материала, например резины. Эластичное кольцо в поперечном сечении имеет форму, близкую к овалу, длинная ось которого наклонена к оси симметрии элемента. В этом состоит его важнейшая особенность. Заключённый в определённый, строго просчитанный объём, модуль работает весьма оригинально: в зависимости от нагрузки у него изменяется жёсткость, происходит адаптация элемента к внешнему воздействию. Он, как живой организм, стремится минимизировать энергию деформации, оптимально распределяя напряжение по сечению. Благодаря этому исключён риск возникновения режимов резонанса. Кольцевой элемент стал универсальным — можно использовать в любых конструкциях амортизирующих устройств. Элемент долговечен, его рабочие характеристики стабильны в течение всего срока службы. Всё это приводит к ощутимой экономии средств.

Некоторое время назад перед российскими железнодорожниками была поставлена задача повысить надёжность тележки пассажирского вагона образца 1962 года. Между прочим именно такие тележки до сих пор используются в пассажирских перевозках. Задача эта не простая, особенно если учитывать, что тележка работает в условиях жёстких нагрузок и постоянных вибраций, а массы агрегатов весьма значительны (генератор весит 740—1200 кг). Вот здесь и применили новый упругий элемент и модернизировали конструкции особо уязвимых узлов.

Например, в универсальном амортизаторе, предназначенном для виброизоляции и защиты генератора пассажирского вагона, в том числе и от ударных воздействий, используется всего один элемент-вкладыш из высококачественной масло- и морозостойкой резины. Работает он и в вертикальном и в горизонтальном направлении. В стоящих на серийных вагонах немецких амортизаторах подвески генератора используются по два резиновых вкладыша, нет защиты от высокоамплитудных колебаний, да и работают они только в вертикальном направлении. бывали случаи, когда крепёжные болты срезало, подвеска разрушалась и генераторы падали на путь… Применение российской конструкции вдвое (с восьми до четырёх) сокращает количество амортизаторов в подвеске, а их замена может производиться без подачи вагонов в депо. Только это дало экономический эффект в размере 68,9 млн руб., а валютная экономия от сокращения платежей по импорту аналогичной продукции — 7 млн евро.

В конструкцию опоры редуктора на средней части оси колёсной пары были внесены изменения, поскольку и здесь стояла проблема среза крепёжных болтов во время движения вагона. В новой конструкции эта проблема полностью решена, и массовые задержки поездов из-за падения деталей на путь теперь исключены. Срок службы новой опоры практически на порядок больше, чем у немецких аналогов. Эффект налицо: на одном вагоне экономится 29,3 тыс. руб., а вагонов — больше 20 тыс. Общая экономия составляет около 600 млн руб. при сокращении валютных затрат на 756 млн евро! И это не гипотетический «расчётный экономический эффект от внедрения изобретения», который изобретатели со стажем помнят ещё по советским временам, а вполне реальные «живые» деньги.

В конструкции тележки пассажирского вагона есть ответственная деталь — поводок. Его работа заключается в ограничении относительных углов поворота рамы тележки в горизонтальной плоскости, а также компенсации продольных усилий, действующих на центральное подвешивание. Поводки тележки пассажирского вагона — детали очень нагруженные, и раньше нередко случались их обрывы. А основной недостаток серийного поводка — значительная усадка, раздавливание и отслаивание резины от металлических обкладок резинометаллических пакетов — стал настоящей головной болью эксплуатационников.

После замены поводков серийного производства на новые поводки с использованием упругих модулей значительно улучшились показатели плавности хода на скоростях движения 100—180 км/ч. В результате общая экономическая эффективность составила 594,5 млн руб.

«Конструкции с упругими кольцевыми элементами могут быть использованы в любом транспорте: автомобильном, авиационном, то есть там, где нужны узлы, работающие в динамике с переменными нагрузками, — считает Э. П. Дергачёв. — Это не только виброгашение, но и передача усилий на сочленённые узлы. Очень важно то, что система работает с постоянным удельным давлением. Таких амортизаторов нет сегодня ни в Японии, ни в США. Существует амортизатор, внешне похожий на наш, но сделанный из проволоки. Такой «жгут» работает, по словам авторов, около года. А наш-то служит 20 лет! Обычно эластичные амортизаторы работают на раздавливание: нагрузка увеличивается — он деформируется, раздавливается и разрушается. А у нас — постоянное удельное давление независимо от нагрузки. В процессе работы упругий элемент нашего амортизатора перекатывается по внутренней поверхности обоймы и если нагрузка увеличивается, поверхность контакта с металлическими частями увеличивается; если уменьшается, то и поверхность контакта уменьшается. Наш амортизатор работает не на сжатие и раздавливание, а на… перекатывание. Происходит перемещение массы резины и наружу и внутрь». В этом и заключается суть «модуля Дергачёвых».

Случайная статья

Товар добавлен в корзину

Оформить заказ

или продолжить покупки