Tehnologia

Piaţa nord-americană de căi ferate este foarte preocupată de transportul de marfă. Topografia reliefului şi condiţiile de mediu variază foarte mult şi au o mare influenţă asupra uzurii şi distrugerii componentelor vagoanelor de transport. Asociaţia Căilor Ferate Americane (AAR) este responsabilă de asigurarea calităţii şi siguranţei activităţilor de întreţinere a căilor ferate pe tot teritoriul Americii de Nord. Sistemele şi echipamentele de cale ferată sunt permanent verificate pentru evitarea incidentelor. Parametrii tehnici sunt urmăriţi de către AAR.

Întreţinerea rulmenţilor este o activitate majoră. Pentru a atinge nivelul înalt de performanţă şi siguranţă necesar, au fost dezvoltate programe de refabricare. Specificaţiile pentru parametrii de funcţionare acceptabilă a rulmenţilor se bazează pe Manualul de Standarde şi Practici recomandate al AAR, secţiunea H – partea a II-a.

La începutul anilor 1980, practica de recondiţionare şi refabricare a lagărelor cu rulmenţi radial-axiali cu role conice (TBU) a fost utilizată în aproape toată industria feroviară a Americii de Nord, deşi în prezent majoritatea acestor activităţi sunt externalizate de la operatorii căilor ferate la organizaţiile aprobate de către AAR, cum ar fi Căile Ferate Nord Americane SKF. La locaţia din Elizabethtown, Kentucky, SKF recondiţionează lagărele de rulmenţi proprii, precum şi ale competitorilor săi. O informare detaliată despre acest proces a fost publicată în Evolution 2/2002.

Dezvoltarea coliviei din polimer pentru TBU a început la SKF în anul 1982 prin testarea acesteia în laboratorul Centrului de Cercetare în Inginerie (ERC) din Olanda.

Prima experienţă practică a rulmenţilor cu role cilindrice, echipaţi cu colivii din polimer, a început în anul 1989 prin utilizarea acestora la vagoanele de marfă ale căilor ferate germane, Deutsche Bahn. Testele de laborator si practica au susţinut teoria asupra optimizării coliviei. S-a demonstrat că prin utilizarea coliviilor din polimer creşte durabilitatea şi siguranţa în funcţionare, motiv pentru care SKF a decis să folosească colivia din polimer ca standard în aplicaţiile sale pentru căile ferate. În plus, coliviile din polimer sunt recunoscute de către principalele companii feroviare şi de către furnizorii de materiale rulante OEM.

Primul lagăr TBU echipat cu colivii din polimer a fost livrat în anul 1990. O experienţă considerabilă a acestor colivii în lagărul TBU a fost dobândită prin montare la:

• trenuri de mare viteză în Europa, China, Japonia şi Taiwan;

• diverse tipuri de vagoane pentru pasageri utilizate în Europa şi China, precum şi toate tipurile de vehicule de transport la nivel mondial;

• vagoane de marfă în Europa şi China;

• vagoane de marfă de mare capacitate în Australia, America de Nord şi Sud;

• vagoane de marfă speciale cu diametrul roţilor foarte mic, care transportă camioane dincolo de Alpi, în Europa, pe calea ferată.

Azi, toate materialele rulante noi din Germania, trenurile de mare viteză, locomotivele, vagoanele de pasageri precum şi vagoanele de marfă au ca standard colivii din polimer. De asemenea, câteva companii principale de căi ferate din Europa utilizează acelaşi tip de rulment cu rezultate excelente. Informaţii detaliate puteţi găsi în Evolution 4/1998.

Există patru avantaje importante pentru client:

• polimerul este elastic, spre deosebire de oţel care fiind moale şi maleabil, poate produce coroziune sau exfoliere pe suprafeţele căilor de rulare sau ale corpurilor de rostogolire.

• construcţia locaşului străpuns al coliviei din polimer, pentru ghidarea rolei, reduce alunecarea acesteia şi îmbunătăţeşte distribuirea lubrifiantului în rulment;

• polimerul are un coeficient de fricţiune mai scăzut decât oţelul, ceea ce duce la temperaturi de funcţionare mai scăzute şi uzură la oboseală redusă a căilor de rulare, a elementelor de rostogolire şi a lubrifiantului;

• polimerul este un material cu autoungere care permite rulmentului sa menţină ungerea chiar şi în cazul în care se pierde lubrifiant. Astfel se evită supaîncălzirea şi deteriorarea rulmentului.

Siguranţa şi performanţa mărită sunt de asemenea aspecte importante. O întrebare pusă uneori de companiile feroviare este În cât timp putem detecta un rulment supraîncălzit? Acest aspect este puternic influenţat de tipul şi modelul coliviei. Pentru a evalua acest lucru, un test de înlăturare a lubrifiantului poate măsura timpul dintre pierderea lubrifiantului şi căderea rulmentului. O colivie din oţel poate funcţiona fără lubrifiant pentru o scurtă perioadă, după care temperatura rulmentului se măreşte considerabil şi ajunge la supraîncălzire, ceea ce determină defectarea rulmentului.

Colivia din polimer poate funcţiona în aceleaşi condiţii pentru mai mult timp fără lubrifiere. După această perioadă, temperatura creşte, se topesc puntiţele coliviei şi învelesc corpurile de rostogolire. Aceasta serveşte ca lubrifiant adiţional de urgenţă. Chiar şi în astfel de condiţii severe (de fapt fără colivie), rulmentul rulează pentru câteva ore ca un rulment complet fără să cedeze. În cazurile în care se folosesc metode de măsurare cu infraroşu pentru detectarea lagărelor supraîncălzite, rulmenţii din polimer oferă un timp de reacţie mai mare operatorilor de căi ferate

.

Diagrama de mai sus ilustrează un test de comparativ al lipsei lubrifiantului dintre un rulment cu colivie din oţel şi un rulment cu colivie din polimer, test care a avut loc la Centrul de Testare SKF. Ambii rulmenţi au fost testaţi pe o instalaţie experimentală unde lubrifiantul a fost înlăturat după o perioadă iniţială de rodare. Temperatura rulmentului cu colivia din oţel a crescut dramatic; defectarea rulmentului a avut loc după un rulaj de 70 km. Temperatura rulmentului cu colivia din polimer a urcat la un nivel suportabil şi a continuat să funcţioneze eficient pentru 500 km, punct în care s-a încheiat testul.

În prezent, colivia din polimer SKF este utilizată ca standard pentru lagărele de rulmenţi utilizate la osii, precum trenuri de mare viteză, locomotive, vagoane de marfă şi vehicule pentru tranzit de mărfuri.

Fabricată dintr-un polimer special, noua Colivie din Polimer (UPC) a fost proiectată pentru a înlocui orice colivie din oţel, în cazul lagărelor cu rulmenţi radial-axiali cu role conice. Operatorii căilor ferate sau companiile de întreţinere din domeniu nu mai trebuie să achiziţioneze rulmenţi noi ca să profite de noua tehnologie cu colivii din polimer, iar avantajele Coliviilor din Polimer SKF nu se limitează doar la siguranţă. Această colivie ajută de asemenea la extinderea duratei de viaţă, performanţei şi rezistenţei rulmentului. Rezultatele pozitive în urma testării în serviciile feroviare nord-americane au condus la aprobarea condiţionată a AAR pentru SKF să adapteze şi să înlocuiască lagărele de rulmenţi existente, fabricate de principalii furnizori de pe piaţa nord-americană, cu lagăre UPC SKF.

by Gottfried Kuře

by Gottfried Kuře

director marketing, Railway Business Unit, SKF, Austria

and Michael D Loose

preşedinte, SKF Railway – North American Operations

vizitati: evolution.skf.com

Vizitati Evolution online