Экономические факторы и повторяемость процесса
Рассмотренный метод пригоден для нанесения покрытий на колеса разных типов:
малого радиуса (платформ типа RoLa);
нормального радиуса (вагоны для тяжелых грузовых перевозок);
трамвайные, прежде всего такие, которые эксплуатируются на сетях с большим числом кривых малого радиуса, крутых уклонов, стрелочных переводов и глухих пересечений;
локомотивные, которые работают с большими нагрузками.
Конечной целью использования износостойких покрытий является снижение эксплуатационных расходов.
Процесс нанесения можно повторить, если колесо не получило каких-либо повреждений, а нанесенный ранее слой полностью износился. Качество нового покрытия не снизится, если на защищаемой поверхности остались следы прежнего слоя.
В условиях эксплуатации установка для нанесения покрытий не может быть скомпонована по типу колесотокарного станка. Причиной является уже упоминавшаяся необходимость в горизонтальном ориентировании защищаемой поверхности во избежание стекания расплава. В связи с этим колесная пара должна быть выкачена и закреплена в специальном манипуляторе.
Экономия средств на текущее содержание достигается в том случае, если время пробега колеса до полного износа покрытия будет больше, чем установленный интервал плановых работ, включающих обточку бандажей. Это в полной мере относится и к колесам с резиновым амортизирующим элементом, но в этом случае колесо должно быть распрессовано.
Экономичность рассматриваемого метода достигается благодаря следующим факторам:
низким затратам на подготовку поверхности гребня, которая реализуется путем обычной пескоструйной обработки;
возможности нанесения слоя за один проход, что достигается благодаря применению в зоне расплава защитного газа (СО2), улучшающего качество покрытия;
малому расходу энергии и отсутствию потребности в вакуумной установке;
отсутствию потерь материала, используемого для покрытия;
возможности многократно повторять процесс возобновления покрытия. При обычных методах ремонта бандаж можно обтачивать не более чем 2 - 3 раза, после чего его выбраковывают.
Для обоснования экономичности метода необходимо учитывать срок службы слоя покрытия, практически достижимое увеличение общего срока службы колеса, а также затраты на сам процесс нанесения покрытия и последующий монтаж колесной пары в тележке.
О затратах на индукционное нанесение покрытия можно судить также и по длительности процесса. На одну грань гребня колеса нормального диаметра износостойкий слой наносится в течение 20 мин.
Другие возможности использования метода
В перспективе планируется изучить возможность использования рассмотренного метода для нанесения износостойкого покрытия на поверхность катания колес высокоскоростного подвижного состава, в том числе локомотивов. Накопленный опыт еще недостаточен для прямого переноса этого метода в рассматриваемую область. Требуется углубленно изучить возможности применения метода в проблемных зонах поверхности катания колес высокоскоростной ходовой части. В то же время в отношении выбора материала покрытия Институт путей сообщения Дрездена и DVB уже сейчас имеют конкретные предложения.
Метод индукционного нанесения покрытий нашел применение на предприятиях, выпускающих двигатели внутреннего сгорания. Здесь покрытия выполняют иные функции, обусловленные высокими температурами и агрессивной средой, в которой работают некоторые узлы и детали.
В марте 1999 г. DVB начала эксплуатационные испытания свободно вращающихся на оси колес с износостойким покрытием на гребне бандажа. В эксплуатации колеса этого типа, имеющие диаметр 510 - 600 мм, имеют повышенный износ обратной грани гребня. По наблюдениям DVB, этот износ в 2 - 3 раза выше, чем у колес других типов. Целью проводимых испытаний является исследование не только качества покрытия, но и целесообразности использования свободно вращающихся на оси колес в ходовой части трамвая.
Нанесение износостойких покрытий не может полностью заменить обточку бандажей, однако при достаточно высоком уровне организации процесса его доля в текущем содержании колесных пар может быть довольно высокой.
Рассмотренный метод начал разрабатываться более 10 лет назад в Высшей школе транспорта в Дрездене, которая ныне входит в состав Технического университета Дрездена. Впервые он применен для нанесения износостойкого покрытия на клапаны дизелей большой мощности. В настоящее время этот метод в сочетании со схемами управления, построенными на базе пирометров и современной микропроцессорной техники, должен оказать большую помощь в минимизации износа колес.
A. Steinbrecher et al. Eisenbahntechnische Rundschau, 1999, N 7, S. 57 - 61.