Перспективное развитие железнодорожного транспорта, решение задач по повышению пропускной и провозной способности, снижение эксплуатационных затрат, а также более эффективное использование подвижного состава, повышение его надежности невозможно без усовершенствования конструкции грузовых вагонов, внедрения новых перспективных узлов и деталей.
Мировой опыт применения кассетных подшипников показывает, что вопрос перехода на их использование носит стратегический характер и безусловно является одним из приоритетных направлений развития железнодорожного транспорта.
С 1966 года Ассоциация Североамериканских железных дорог (далее – ААР) обязывает устанавливать кассетные подшипники на все новые «100-тонные вагоны» (нагрузка 30 тонн на ось). С 1968 года ААР обязывает устанавливать кассетные подшипники на все новые вагоны, с 1976 года реализуется лозунг «отсутствие смазки в эксплуатации», с 1978 года более 70% парка грузовых вагонов переведено на кассетные подшипники, что в совокупности привело к уменьшению отказов по подшипникам в 25 раз по сравнению с уровнем 1955 года. С 1992 года ААР увеличивает разрешенную нагрузку для «100-тонных вагонов» до 32,5 тонн на ось.
В целях снижения эксплуатационных затрат за счет увеличения интервалов техобслуживания, упрощения операций техобслуживания, улучшения рабочих характеристик и повышения уровня безопасности на Европейских железных дорогах применяются подшипники кассетного типа. Благодаря использованию стандартной системы крепежа кассетные подшипники также устанавливаться на существующих колесных тележках предыдущих модификаций.
Оценив преимущества кассетных подшипников, Китайские железные дороги перешли на их использование в рекордно короткие сроки, которые составили 3 года. Такое обстоятельство, в свою очередь, позволяет повысить скорость перемещения грузов по национальным железным дорогам с 80-100 км/ч до 160 км/ч.
В настоящее время парк грузовых вагонов Российской Федерации, оборудованных подшипниками кассетного типа, составляет 12% от общего количества грузовых вагонов.
При этом анализ эксплуатации грузовых вагонов, оборудованных роликовыми подшипниками, по данным ОАО «РЖД», показывает, что только за 2018 год отцепки грузовых вагонов в текущий ремонт по неисправности буксовых узлов, оборудованных роликовыми подшипниками, составили 35 отцепок на 1 тыс. приведенных вагонов в парке. В тоже время отцепки грузовых вагонов с буксовыми узлами кассетного типа составили 7 отцепок на 1 тыс. приведенных вагонов, т.е. в 5 раз меньше по сравнению с роликовыми подшипниками. Это свидетельствует о высокой надежности в эксплуатации кассетных подшипников.
Кроме этого нельзя не отметить, что жизненный цикл колесной пары, оборудованной роликовыми подшипниками (на основании статистических данных на полувагоны модели 12-132), составляет 6 лет. При этом на полувагоны, оборудованные кассетными подшипниками, жизненный цикл колесной пары составляет от 11 до 20 лет.
Эффективность эксплуатации вагонов, оборудованных подшипниками кассетного типа отмечают практически все участники перевозочного процесса. Так, по словам заместителя генерального директора – главного инженера АО «ПГК» С.Е. Гончарова в интервью газете «Евразия вести» еще в мае 2017 года отмечено, что кассетные подшипники SKF, устанавливаемые на полувагонах моделей 12-196-01 и 12-196-02, отличаются от обычных роликовых подшипников компактностью, возможностью реализации больших скоростей движения и восприятием повышенных ударных нагрузок, а также увеличенной эксплуатационной надежностью и гарантийным сроком до 8 лет. В плане снижения затрат внедрение кассетных подшипников дает операторам подвижного состава определенную выгоду. Если кассетный подшипник, в соответствии с гарантиями производителя, обеспечивает безотказную работу в течении восьми лет эксплуатации или 800 тыс. километров пробега, то, соответственно, расходы на ремонт вагона, оборудованного таким узлом за этот период, будут значительно ниже, чем на вагон, оборудованный цилиндрическими подшипниками. Эта экономия уравновешивается высокой стоимостью кассетных подшипников, требующих обновления через каждые восемь лет. Общий экономический эффект можно будет оценить в долгосрочной перспективе.
По прогнозным данным, перевод парка грузовых вагонов на подшипники кассетного типа позволит:
- в 4 раза снизить отказы буксовых узлов в эксплуатации;
- в 5 раз снизить отцепки вагонов в текущий ремонт из-за неисправностей буксового узла;
- в 4 раза снизить удельные потери в перевозочном процессе;
- снизить затраты на обслуживание и содержание вагона и подшипников, в том числе за счет увеличения жизненного цикла колесной пары до 20 лет;
- обеспечить возможность увеличения протяженности гарантийных участков безопасного проследования поездов по инфраструктуре за счет исключения технического обслуживания вагонов в пути следования;
- ускорить оборот вагона от погрузки до следующей погрузки.
При нынешних темпах производства вагонов на кассетных подшипниках, без принятия решения об обязательной установке подшипников кассетного типа после выполнения капитального ремонта на колесные пары, сформированные с использованием новых колес, для «естественного» обновления парка потребуется не менее 40 лет. При условии принятия указанного решения перевод парка грузовых вагонов на подшипники кассетного типа составит 8-10 лет.
Сегодня в России имеются производственные мощности для ежегодного выпуска не менее 500 тыс. буксовых подшипников кассетного типа производства компаний Бренко, SKF и Тимкен.
Необходимо также отметить, что все производители кассетных подшипников нацелены на долгосрочное развитие своих мощностей на территории России, для чего все они работают в направлении максимальной локализации (Бренко, SKF – 85%, Тимкен – 25%), в том числе закупки комплектующих у российских поставщиков. Производители кассеты внедряют новые технологии, направленные на снижение стоимости жизненного цикла, увеличение межремонтных интервалов изделий и их прогнозирование, например, за счет применения более совершенной термообработки и смазочных материалов, раннего предупреждения выхода подшипников из строя и других мероприятий. Компанией ООО «Интесмо», совместным предприятием ОАО «РЖД» и ООО «ЛЛК Интернешнл», разработана смазка для применения в подшипниках кассетного типа «Лукойл полифлекс RW 180 LC», которая в перспективе должна полностью заменить использование смазочных материалов иностранного производства. На сегодняшний день, производителями кассетных подшипников получены образцы смазок отечественного производства для проведения лабораторных и стендовых испытаний. Применение таких смазочных материалов после проведения всех необходимых тестов возможно уже через 1,5-2 года.
По информации производителей кассетных подшипников имеется потенциальная возможность расширения суммарных производственных мощностей – до 1 000 000 штук в год в течение 1,5-2 лет с локализацией производства до уровня 90-95%.
Немаловажным вопросом является вопрос обслуживания и ремонта колесных пар, оборудованных подшипниками кассетного типа.
На сегодняшний день обслуживание и ремонт колесных пар организован на базе более 100 вагоноремонтных предприятий на сети железных дорог «пространства 1520 мм». Производителями подшипников организовано 2 лицензированных сервисных центра и несколько филиалов по приемке в ремонт, выдаче новых и отремонтированных подшипников. По предварительным оценкам компании готовы организовать от 18 до 24 сервисных центров на территории Российской Федерации в период до 2022 года.
В Федеральном агентстве железнодорожного транспорта 3 сентября т.г. прошло заседание технического совета по вопросу «О применении кассетных подшипников на грузовых вагонах» с участием производителей кассетных подшипников, ОАО «РЖД», научных организаций, вагоностроителей, вагоноремонтных предприятий и операторов подвижного состава.
С учетом состоявшегося обсуждения всеми участниками научно-технического совета безусловно поддержана необходимость перевода парка грузовых вагонов на использование подшипников кассетного типа как при новом вагоностроении, так и при ремонте эксплуатируемых вагонов на период до 2027 года, а также готовность к осуществлению процесса такого перевода. Также поддержана необходимость внесения изменений, соответствующими разработчиками, в конструкторскую и эксплуатационную документацию при применении кассетных подшипников в существующие конструкции ходовых частей грузовых вагонов. В свою очередь производителям кассетных подшипников было рекомендовано принять меры по обеспечению 100% локализации производства указанной продукции на территории Российской Федерации.
Для решения задачи по переходу на подшипники кассетного типа предлагается с 1 января 2021 года после выполнения капитального ремонта на колесные пары, сформированные с использованием новых колес, в обязательном порядке монтировать подшипники кассетного типа. Данная мера предполагается к распространению на территории Российской Федерации.
Реализации указанного предложения возможна путем внесения изменений в «Руководящий документ по ремонту и техническому обслуживанию колесных пар с буксовыми узлами грузовых вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 (1524) мм» РД ВНИИЖТ 27.05.01-2017, утвержденный Советом по железнодорожному транспорту государств-участников Содружества (протокол от 16-17 октября 2012 г. № 57).
В настоящее время АО «ВНИИЖТ» подготовлено соответствующее Извещение об изменении указанного документа, которое вынесено на рассмотрение шестьдесят восьмого заседания Комиссии вагонного хозяйства 10-12 сентября 2019 г. для его согласования и последующего утверждения на Совете по железнодорожному транспорту государств-участников Содружества.
Учитывая, что по результатам внесения изменений в ТУ ВНИИПП.048-1-00 «Подшипники качения для железнодорожного подвижного состава. Подшипники шариковые, роликовые цилиндрические и сферические. Технические условия часть 1» подраздел 3.11 «Назначенный срок службы» аннулирован в связи с чем, срок службы цилиндрических подшипников сократился до 3 лет, на Комиссию вагонного хозяйства вынесен вопрос об обязательном применении роликовых цилиндрических подшипников нового изготовления в буксовом узле колесной пары, прошедшей капитальный ремонт при ее подкатке под грузовой вагон при капитальном ремонте с 01.01.2020. В перспективе их применение будет распространено на все виды колесных пар.
Принимая во внимание данное обстоятельство, а также учитывая преимущества кассетных подшипников перед роликовыми, вопрос перевода парка грузовых вагонов на подшипники кассетного типа должен оставаться в поле зрения государства как один из ключевых в части развития железнодорожного транспорта.