1. Temat rynku

Francja posiada gęstą sieć kolejową łączącą linie dużych prędkości, trasy międzymiastowe, systemy kolei lekkiej i metra.które muszą działać w sposób bezpieczny i niezawodny na ruchliwych liniach i w skomplikowanych środowiskach podwórkowych.

Chociaż pojazdy te nie poruszają się z bardzo wysokimi prędkościami, pracują one pod ciężkimi obciążeniami, częstymi cyklami startu/stop i silnymi uderzeniami bocznymi.Koła stalowe muszą nie tylko dźwigać ciężar pojazdu, ale także wytrzymać powtarzające się wstrząsy na zakrętach, oddziałów i miejsc pracy.

Zgodnie z rygorystycznymi standardami bezpieczeństwa francuskimi i unijnymi producenci pojazdów kolejowych i integratorzy systemów zazwyczaj szukają kół, które oferują:

• Wysoka zdolność obciążeniowa i wysoka twardość powierzchni zapewniają odporność na zużycie i zapobiegają rozbijaniu flans;

• Cienkie tolerancje wymiarowe dla precyzyjnego dopasowania do szerokości toru i skrzynek osi, zapobiegające nieprawidłowemu wyrównaniu i nierównomiernemu zużyciu;

• Śledzenie materiału i rejestrów inspekcji w celu wspierania certyfikacji ze strony strony trzeciej i długoterminowej akceptacji projektu.

W tym kontekście nabywca pragnął wiarygodnego dostawcy 12-calowych kołek kołowych wykonanych na gorąco ze stali, przeznaczonych do użytku w pojazdach obsługujących Francję i inne rynki europejskie.

2Profil klienta i aplikacja

• Rodzaj klienta: producent / integrator pojazdów do utrzymania kolei z siedzibą we Francji;

• Wykorzystanie: pojazdy pociągowe i utrzymujące tory, wagony kontrolne, wózki przewozowe;

• Warunki pracy:

  • Niskie do średnich prędkości jazdy, ale ciągłe ciężkie obciążenie;

  • Częste przyspieszanie i hamowanie, przechodzenie zakrętów i ostrych zakrętów przy niskiej prędkości;

  • eksploatacja na zewnątrz w każdej pogodzie z narażeniem na deszcz, śnieg, zmiany temperatury i wilgotność;

• Kluczowe punkty bolesne:

  • Niektóre poprzednie koła ze stali odlewanej wykazywały niewystarczającą żywotność i tendencję do pęknięcia w wyniku uderzenia;

  • Pojazdy serwisowe mają napięte harmonogramy, dlatego częste wymiany kół prowadzą do wydłużenia czasu pracy i zwiększenia kosztów cyklu życia;

  • Klient potrzebował kół o wyższej twardości i wytrzymałości, w połączeniu z ściśle ograniczonymi tolerancjami i pełną sprawdzalnością.

3Nasze rozwiązanie (produkt + konfiguracja techniczna)

Aby spełnić te wymagania, dostarczyliśmy specjalny pakiet oparty na kołach kolejowych wykonanych ze stali wykutej na gorąco 12 cali, materiał 4140, grubość ok. 490 HB. Główne cechy:

1. Materiał i konstrukcja kół

   • Wykorzystanie kucia ciepłego ze stali stopowej 4140, po którym następuje tłumienie i hartowanie, w celu uzyskania twardości bieżnika koła około 490 HB przy dobrym połączeniu wytrzymałości i wytrzymałości;

   • Materiały alternatywne, takie jak C45, C50, 65Mn, 42CrMo, 4340, 34CrNiMo6, są dostępne dla różnych klas obciążenia i warunków pracy;

   • Zarówno jednopłaszczkowe, jak i podwójnie płaszczkowe koła stalowe są oferowane w celu dopasowania do standardowych szyn i specjalnych profili szyn.

2. Wymiary i pojemność

   • Standardowe koła szynowe kołowe 12" (~300 mm), o szerszym zakresie średnicy, w tym 300 / 350 / 400 / 450 / 500 / 900 mm, umożliwiające konstrukcje oparte na platformach w różnych pojazdach;

   • Pojemność ładunkowa na koło może być dostosowana od 1 do 300 ton, obejmując lekkie pojazdy kontrolne do ciężkich wagonów kolejowych;

   • Dostępne jako zestawy kół stałych lub pustych, w zależności od wagi i wymagań montażu.

3. Obróbka cieplna i kontrola twardości

   • Całkowita sekwencja normalizacji i obróbki cieplnej przy tłumieniu i temperaturze (Q&T) dla każdego koła;

   • Wykorzystuje się twardzenie powierzchni i płaszczyzn, przy czym głębokość twardzonej warstwy wynosi 5 ∼ 20 mm, zapewniając twardą, odporną na zużycie bieżnię z twardym rdzeniem;

   • W celu zagwarantowania spójności serii w serii stosuje się piece normalizacyjne automatyczne i zawieszone.

4. Zestawy osi i obróbki precyzyjne

   • Można dostarczać kompletne zestawy kół, w tym dwa koła, jedną oś, cztery łożyska i powiązane elementy, zgodnie z rysunkami klienta;

   • Wykładnia koła może być obrobiona z precyzją 0,01 mm, zapewniając optymalne dopasowanie do osi i łożysk, minimalizując ekscentryczność i wibracje podczas pracy.

5. Zdolności produkcyjne i system kontroli

Nasze obiekty obejmują cały łańcuch od stopienia stali, kucia, walcowania pierścieniami, obróbki surowej i obróbki cieplnej do końcowej obróbki.

• Obręby pionowe, centra obróbcze, wielofunkcyjne maszyny CNC, obręby CNC oraz maszyny do wiercenia/grzebania do wykończenia;

• Młynki powietrzne, prasy, walcowania na pierścienie, pieca gazowe i elektryczne do kucia;

• Automatyczne piece normalizacyjne i maszyny do strzelania do obróbki cieplnej i przygotowywania powierzchni.

Kontrola jakości jest wspierana przez:

• Badania twardości (Rockwell i Brinell), próby szorstkości powierzchni i koncentryczności;

• badania ultradźwiękowe (UT) i badania cząstek magnetycznych (MT) w celu wykrywania wad wewnętrznych i powierzchniowych;

• Badanie metalograficzne i analiza składu chemicznego;

• W razie potrzeby można zorganizować inspekcje wewnętrzne i zewnętrzne.

4Odpowiedzi klientów

Po kilku partiach wprowadzonych do eksploatacji francuski odbiorca zgłosił, że:

• W porównywalnych warunkach koła 4140 wykonane na gorąco zapewniają znacznie dłuższą żywotność niż ich poprzednie koła ze stali odlewanej, z mniejszą częstotliwością rozpadów i pęknięć kołnierza;

• średnice kół, profile flensów i wymiary otworów są spójne od partii do partii, skracając czas montażu i pracy regulacyjnej;

• Dokumentacja dotycząca identyfikowalności i kontroli materiałów jest kompletna, co pomaga w lokalnych i unijnych audytach bezpieczeństwa oraz zatwierdzaniu projektów;

• Na tej samej platformie procesowej można wyprodukować różne opcje brzytów, średnice i obciążenia, co ułatwia zarządzanie częściami zamiennymi.

Klient postanowił zachować koła 12 cali 4140/490 HB jako preferowany wybór dla nadchodzących projektów związanych z pojazdami katenowymi i utrzymaniem torów.

5Podsumowanie

W przypadku pojazdów pociągowych i utrzymujących tory, działających pod dużym obciążeniem i częstym uderzeniem, koła kolejowe ze stali stopowej wykonane w gorąco, oferują wyraźne zalety w stosunku do koła odlewanego:

• Forgowanie usprawnia strukturę ziarna i zmniejsza wady wewnętrzne, co prowadzi do lepszej ogólnej wytrzymałości i wytrzymałości;

• Odpowiednie tłumienie i hartowanie w połączeniu z kontrolowanym utwardzaniem powierzchni zapewniają odporny na zużycie bieżnik o wytrzymałym rdzeniu;

• Kompletny system produkcji i kontroli umożliwia dostarczanie spójnych, identyfikowalnych kół na wymagające rynki, takie jak Francja i UE.