TEHNIČKA DIJAGNOSTIKA (BROJ 3 • 2009) 9

REZIME Ovim radom predstavljeni su osnovni uzroci otkaza-neispravnosti koje se javljaju u eksploataciji željez-ničkih vučenih vozila na profilu točkova, načini utvr-đivanja, uzroci kvarova i mogućnosti otklanjanja. Cilj rada je ukazivanje na kompleksnost i značaj poznavanja ove problematike, sa akcentom na odnos održavanje-bvezbjednost saobraćaja. Ključne riječi: profil točka, vijenac, površina ko-trljanja

ABSTRACT This paper presents the basic causes of failure – defects that take place on the wheal contours upon exploitation of railway vehicles, means of deter-mining them, causes of damage and possibilities to remedy the damage. The aim of this work is to point out the complexity and significance of this problem while emphasizing the relationship between the maintenance and the safety of railway traffic. Key words: Wheal contour, ledge, rolling surface

A1

1. UVOD

Međunarodnim željezničkim propisima, JŽS, važećim željezničkim Pravilnicima i Uputstvima date su odredbe i propisi vezano za željeznička vozila, odnosno njihove sklopove i elemente.

Jedan od najodgovornijih sklopova željezničkog vozila je osovinski sklop, odnosno točak kao ele-ment osovinskog sklopa. Propisi i odredbe definišu kompletan životni ciklus točka, od projektovanja, izrade, ispitivanja, prijema iz proizvodnje, upotrebe, eksploatacije, održavanja, do predloga za kasacijjom i rashodovanjem. Iz mnoštva uzroka otkaza (za oso-vinske sklopove u eksploataciji se susreće više od 60 vrsta) za okvire ovog rada razmatraće se nedostaci koji se javljaju na profilu točka. Profil točkova se u * Dio projekta „Istraživanje efektivnosti kao mjere uspješnosti održavanja i proizvodne sposobnosti sistema“ Ministarstva nauke i prosvjete, Crne Gore.

istoriji željezničkog mašinstva mijenjao nekoliko puta. Na našim željeznicama (kao i na željeznicama nekadašnjih JŽ) usvojen je jedinstven profil točkova za sva željeznička vozila prema Objavi UIC 510-2 od 1. 1. 1987. godine. Profil važi za točkove sa pre-čnikom kruga kotrljanja od 700 mm do 1.300 mm. 2. PROFIL TOČKA

Profil točka predstavlja oblik površine kotrljanja točka i od velikog značaja je za racionalan među-sobni odnos kolosjeka i osovinskog sklopa.

Profil točka čine površina kotrljanja i vijenac. Dugi niz godina površina kotrljanja je izvođena sa dva nagiba: 1:10 na spoljnojstrani oboda i 1:20 na unutrašnjoj (radnoj) strani točka. Nakon višegodiš-njih ispitivanja u cilju usavršavanja profila točkova, između ostalog usvojeni su nagibi kotrljajne povr-šine 1:15, odnosno 1:41. Time se doprinosi postiza-

UDC: 629.114-476.26 STRUČNI RAD

UTVRĐIVANJE NEISPRAVNOSTI PROFILA TOČKOVA ŽELJEZNIČKIH OSOVINSKIH SKLOPOVA* DETERMINING DEFECTS IN WHEAL CONTOURS OF RAILWAY AXIAL FRAMEWORKS

Sadžid Nuhodžić, dipl. inž. maš. Željeznički prevoz Crne Gore AD, Podgorica Prof. dr Miodrag Bulatović, Mašinski fakultet, Univerziteta Crne Gore, Podgorica

TEHNIČKA DIJAGNOSTIKA (BROJ 3 • 2009) 10

nju najracionalnijeg dejstva šine i točka. Ovakav oblik površine kotrljanja, sa nagibima i konusnim završetkom od 45˚, omogućava ravnomjerno haba-nje iste i slobodan prolaz kola u krivinama jer se u tom slučaju točkovi po spoljnoj šini kotrljaju po većem krugu, a po unutrašnjoj po manjem, pri čemu se oba točka jedne osovine obrću istim brojem obrtaja u jedinici vremena.

Vijenac točka nalazi se na unutrašnjem kraju oboda točka i sprečava iskliznuće točka sa šine, čime se obezbjeđuje i njegovo vođenje, kao i vođenje-„upisivanje“ vozila u krivinama. Geometrija je stro-go propisana i tolerisana.

Profil točka prema objavi UIC 510-2 prikazan je na slici 1.

Sl.1 Profil točka željezničkih vozila UIC 510-2

3. NEISPRAVNOSTI PROFILA TOČKOVA

Neispravnosti profila točkova utvrđuju se na

jedan od sledećih načina: vizuelnim pregledom, dimenzionom kontrolom i metodama ispitivanja bez razaranja. Uzroci za pojavu neispravnosti su različite prirode, od normalnog habanja profila do oštećenja izazvanih ljudskim nemarom i nepažnjom. Treba napomenuti da se svi uzroci otkaza mogu svrstati u jednu od grupa:

• istrošenja • oštećenja • razaranje • narušavanje neprekidnosti materijala • promjena geometrijskih veličina

U tabeli 1 dat je sažet pregled osnovnih neisprav-nosti i defekata profila točkova i uzroci koji ih izazi-vaju. U nastavku rada dati su najčešći kvarovi i mogučnosti njihovog otklanjanja.

Tabela 1 Uzrok Posljedica gnječenje usled pritiska na povr. kotrljanja istiskivanje metalatrenje proklizavanja pri kočenju

Ravnomjerno kružno istrošenje točka u ravni kruga kotrljanja

nesimetričnost točkova na osovini nedozvoljena razlika prečnika točkova na jednoj osovini iskrivljenje rama obrtnog postolja

neravnomjerno istrošenje po profile točka: - obrazovanje “stepenika” - vertikalni podrez vijenca

nepravilna montaža obrtnih postolja sedlasto oštećenje

visok kontaktni pritisak I trenje na strain vrha vijenca u zoni dodira točka I šine

plastična deformacija-oštar vijenac

nemetalni uključci, raslojavanje, normalne sile, mala čvrstoća materijala

proširenje naplatka točka

plastična deformacija usled vertikalnih I bočnih sila na prugama sa velikim brojem krivina

bradavičasta mjesta na spoljnoj čeonoj površini točka

zamor materijala vijenca odvaljivanje djelića sa glatkom površinom loma sa slojnicama sa risevima zamora

nedostatak prilikom proizvodnje točka

odvaljivanje djelića vijenca sa hrapavom površinom loma I oštrim zrncima

efekat kontinualnog kovanja kod disk kočnice

čupanje materijala

neodgovarajući čelik naplatka točka

listanje materijala-risevi u obliku roga i slova C

pregrijavanje temičke naprsline na površini kotrljanja i obodu točka lom točka

neispravna kočnica nepoštovanje vremena otkočivanja pri pokretanju vozila zloupotreba kočnice

ravna mjesta nalepnice

3.1 Oštar vijenac Oštar vijenac je mehaničko oštećenje koga

karakteriše obrazovanje izbočine po krugu vijenca točka na mjestu prelaza njegove istrošene spoljašnje bočne površine ka vrhu. Pojavljuje se kao rezultat plastične deformacije površinskog sloja vijenca na strani njegovog vrha, prouzrokovane visokim konta-ktnim pritiskom i imtezivnim trenjem na mjestu dodira točka sa šinom (slika 1). Oštrina vijenca provjerava se Qr odmjerkom i izmjerena vrijednost Qr mjere mora biti veća od 6,5. Oštar vijenac se eliminiše, zavisno od situacije, kovanjem, turpija-njem ili obradom na strugu-reprofilisanjem.

TEHNIČKA DIJAGNOSTIKA (BROJ 3 • 2009) 11

Sl.2 Oštar vijenac na površini kotrljanja

3.2 Ravna mjesta na površini kotrljanja točka Ravno mjesto (slika 3) na površini kotrljanja

točka nastaje usled plastične deformacije gornjeg sloja metala površine kotrljanja usled klizanja točka po šini, a uzrci su višestruki: blokiranje točkova usled otkaza uređaja protiv klizne zaštite, pokretanje vozila prije isteka vremena otkočivanja, pokretanje vozila sa aktiviranom pritvrdnom kočnicom i tome slično.

Sl.3 Ravno mjesto na površini kotrljanja

Tako nastalo ravno mjesto ponaša se u

eksploataciji kao „čekić“ koji usled udara utiče na brzo širenje inicijalnih naprslina i u krajnjem slučaju dovodi do loma točka. Defektuje se vizuelno i čulom sluha. Tolerišu se ravna mjesta dužine do 60 mm i dubine do 1 mm. Svi ostali slučajevi povlače isključenje vozila iz saobraćaja. Otklanja se, ukoliko ima dodatka za obradu, reprofilisanjem-obradom na strugu.

3.3 Naljepnice na površini kotrljanja točka Nalepnice na površini kotrljanja (slika 4) najčeš-

će su zastupljenje na pojedinim mjestima po krugu kotrljanja, a rijetko po cijelom obimu.

Sl.4 Naljepnica na površini kotrljanja Jedan od najčešćih uzroka je neispravnost regu-

latora kočionog polužja i nepodešenost "fiksnih" tačaka kočionog polužja. U ovom slučaju u cilju dovođenja točka u ispravno stanje vrši se, ukoliko to dozvoljavaju granične mjere točka, reprofilisanje. 3.4 Proširenje točka

Proširenje točka (slika 5) je mehaničko oštećenje

koje se karakteriše obrazovanjem lokalnog isticanja u zoni spoljašnje čeone površine naplatka.

Pojavljuje se kao rezultat plastične deformacije metala pod dejstvom normalnih sila koje nastaju zbog lokalnih unutrašnjih defekata (nemetalna uklju-čenja, raslojavanje metala) na određenoj dubini na-platka, kao i male čvrstoće materijala.

Sl.5 Proširenje točka

TEHNIČKA DIJAGNOSTIKA (BROJ 3 • 2009) 12

3.5 Risevi po površini kotrljanja Risevi po površini kotrljanja (slika 6) nastaju

kao posledica prisustva uključaka povećane tvrdoće u materijalu kočionih papuča tokom kočenja. Elimi-nišu se obradom profila točka struganjem i zamje-nom neispravnih papuča.

Sl.6 Risevo po površini kotrljanja

3.6 Čupanje materijala Čupanje materijala (slika 7) svojstveno je za

točkove koji se ne koče dejstvom kočionih papuča na površinu kotrljanja, pa se i ne vrši skidanje povr-šinskog sloja materijala, već dolazi do raskivanja tog sloja, njegovog pucanja i odvajanja od osnove-tijela točka.

Sl.7 Čupanje materijala na površini kotrljanja

Čupanje se klasifikuje kao razaranje materijala i

otklanja se, ukoliko mjere točka dozvoljavaju repro-filisanjem.

3.7 Narušavanje geometrijskih parametara Za osovinski sklop i njegove djelove, a samim ti i

profil točka, propisane su eksploatacione i radioni-čke granične mjere, čije su vrijednosti određene na osnovu propisa JŽ, UIC, RIC i ORE. U eksploata-ciji, najčešće normalnim habanjem dolazi do pro-mjene geometrijskih parametara i koji, kada postig-nu propisane eksploatacione granične mjere, povlače isključenje iz saobraćaja. Raznim tehnologijama opravke i obnavljanja postižu se radioničke granične mjere, a kada to nije moguće točak se rashoduje. 4. ZASTUPLJENOST NEISPRAVNOSTI

Na osnovu radioničke evidencije opravke osovin-

skih sklopova u kolskoj radionici Podgorica za pe-riod 2005–2008. godina, učešće pojedinih neisprav-nosti profila točkova može se vidjeti iz sledećih dijagrama:

Treba napomenuti, da se najčešće pojavljuje

istovremeno više neispravnosti na jednom točku. Analizom zastupljenosti uzroka otkaza, može se

zaključiti da značajan negativan uticaj na pojavu neispravnosti profila imaju:

• stanje drugih sklopova, tipa obrtnih postolja

i ogbljenja, • stanje kolosjeka, • odsustvo povremenog okretanja vozila radi

ravnomjernijeg habanja točkova, • nepropisno postupanje tokom eksploatacije

vozila (pokretanje prije otkočivanja, vuča zakočenog vozila...) i dr.

putnička kola

0

10

20

30

40

50

60

2005 2006 2007 2008

godina

količ

ina

os.s

logo

va

ravnamjesta

nalepnice

Qr

tanakvijenac

proširenje

TEHNIČKA DIJAGNOSTIKA (BROJ 3 • 2009) 13

5. ZAKLJUČAK Točak, odnosno profil točka, prvi i najčešće je

napadani element vozila kada su u pitanju vanredni događaji koji za posledicu imaju iskliznuće vozila sa šina, pri čemu ne treba zanemarivati stanje drugih sklopova koji su u direktnoj vezi sa kretanjem vozila (obrtna postolja, mazalice, ogibljenje i drugo).

Materija izložena u ovom radu je samo dio

sličnih problema sa kojima se suočavaju zaposleni u eksploataciji i održavanju šinskih vozila uz želju autora da bude podsticaj čitaocu za dublju analizu problema održavanja točkova i ovladavanje potreb-nim znanjima.

LITERATURA

[1] Goša, Uputstvo za održavanje i opravku oso-vinskog sklopa sa kotrljajnim ležištima, Goša 1987.

[2] Vladimir Aleksandrov, Održavanje željezničkih vozila, Naučna knjiga Beograd 2000.

[3] ZJZ, Uputstvo o održavanju osovinskih sklopova 260, ZJŽ Beograd 2000.

[4] Jovanović, R., Osovinski sklopovi željezničkih vozila, Beograd 1996.

[5] ZJŽ, Uputstvo za pregledača kola (novo izda-nje), ZJŽ 2006.

[6] Vladimir Aleksandrov, Željeznička vučena vo-zila, Naučna knjiga Beograd 2000.

[7] Evidencija opravke osovinskih slogova 2005, 2006, 2007, 2008, Kolska radionica, Podgorica.

[8] Bulatović, M., Održavanje i efektivnost tehni-čkih sistema, predavanja na postdipl. Studijama, Mašinski fakultet, Podgorica, 2008.