Kildmurdude tekkimise ennetamine Stadler FLIRT rongide rattapaaridel

XXI sajandi alugesks olid Eesti riigisiseseid raudteeliine teenindavad ER seeria elektrirongid ning DR seeria diiselrongid vananenud nii tehniliselt, kui ka moraalselt. Rongipargi uuendamiseks oli välja kuulutatud hange, mida võitis Šveitsi ettevõte Stadler Bussnang AG. Hanke võitjaga oli sõlmitud leping 18 elektri- ning 20 diiselrongide soetamiseks. 2014. aasta alguseks kõik vanad riigisiseseid liine teenindavad elekri- ja diiselrongid olid vahetataud uute Stadler FLIRT rongide vastu. Kaasaegse veeremi kasutuselevõtuga muutus rongisõit riigisisestel liinidel kiiremaks, ohutumaks ning mugavamaks. Veeremi tehnilise hoolduse protsessis samuti toimusid muutused – kasutusele võeti erinevad diagnostikasedmed ning muud kaasaegsed töövahendid. Uute rongide ekslpuatatsiooni esimestel aastatel puutus veeremi teenindav personal erinevate probleemidega kokku. Osa nendest olid lahendatud modernisatsioonide läbiviimisega, teine osa ootab veel praktilist lahendust. Üheks nendest probeemidest sai kildmurdude tekkimine rongide rataste veerepindadel, mille tõttu kasvas rattapaaride treimiste maht ning märkimisväärselt langes rataste eluiga. Samuti, põhjustasid kildmurrud veermiku elementide kahjustusi. Probleemi lahendamiseks olid kasutusele võetud suurema süsiniku sisaldusega markide terasest valmistatud rattad. Ekspluatatsiooni kogemus näitas, et ka nendel ratastel tekkivad kildmurrud. Kuna antud töö koostamise momendil kõik suurema süsiniku sisaldusega terasest valmistatud ratastega rattapaarid on veel kasutusel, statistilised andmed nende eluea kohta puuduvad. Samuti, puudub kontkreetne ülevaade kildmurrude tekkimise sagedusest, nende sügavusest ning teistest parameetritest ajaperioodil 2013 – 2019 a. Ülalnimetatud põhjuste tõttu ei ole käesoleva töö koostamise momendiks konkreetset ülevaadet erinevate rataste eluea pikkusest. Antud töö eesmärk on leida võimalused kildmurdude tekkimise ennetamiseks, nende negatiivse mõju vähendamiseks ning rataste eluea pikendamiseks. Töö raames analüüsitakse erinevast materjalist rattapaaride reprofileerimise andmeid ning prognoositakse kasutusel olevate rataste eluiga, kasutades ratta materjali erikulu parameetri. Kildmurdude tekkimise ennetamise viisi leidmine ning selle kaudu ka rataste eluea pikendamine toob kaasa ohutuse, tehnilise kindluse ning veeremi hoolduse ja remondi effektiivsuse tõstmise, samuti ka veeremi hooldusega seotud kulude vähendamise. Analüüsi läbiviimiseks olid kasutatud kolmest erinevast materjalist valmistatud rataste kildmurdude tekkimisega põhjustatud treimiste andmed. Olid analüüsitud nii treimiste vahelised intervallid, kui ka tremiste käigus mahavõetud materjali mahud. Kasutusel olevate rataste eluea prognoos oli koostatud kasutades rataste materjali erikulu parameetri. Analüüsi tulemusena on näha, et terasest ER8 valmistatud rongide originaalrataste ning nende asemele paigaldatavate ER9 terasest rataste eluiga ei erine märkimisväärselt. Samal ajal terasest 2 valmistatud rataste eluiga on oluliselt pikem, nende rataste treimiste vahelised intervallid on suuremas osas pikemad, ning termise käigus mahavõetava materjali maht on väiksem kui teisest materjalist valistatud rataste omad. Treimiste vaheliste intervallide analüüs näitas, et ca 50 – 90 tuhande kilomeetrite jooksul pärast treimist kildmurdu ei esine. Sama tendents esineb ka nende treimiste puhul, mille eesmärgiks oli korrigeerida rataste veerepinna profiili ning mahavõetava materjali maht ei ületanud reeglina 5 mm, mis on oluliselt vähem kui kildmurdudega põhjustatud treimiste puhul. Ülaltoodud korrapära alusel saab eeldada, et teostades rataste treimist enne kildmurdude tekkimist saab nende tekkimist vältida, oluliselt vähendada treimiste käigus mahavõetava materjali koguseid nind selle kaudu pikendada rataste eluiga.

The following thesis The Prevention of Wheel Thread Spalling on Stadler FLIRT Trains is focused on finding possibilities to prevent wheel thread spalling, minimizing negative effects of spalling cases and increasing the lifetime of the wheels. At the beginning of 21st century the rolling stock of Estonian national train lines was physically and morally outdated. In order to replace the fleet an international procurement procedure was started. The tender was won by a Swiss company Stadler Bussnang AG, who built and delivered to Estonia 18 electrical and 20 diesel-powered multiple-unit trains. First of them was put into service in middle of 2013. Since the beginning of 2014 all the national train lines in Estonia are operated by Stadler FLIRT EMU and DMU trains. During the exploitation of new rolling stock, the fleet maintenance team experienced some technical problems. Some of them were solved by modifying train systems, other ones are waiting for suitable solution to be found. One of these problems is wheel thread spalling, which causes frequent machining of the wheelsets and shortening of the wheels lifetime. In order to solve the problem, the new wheels, made from higher carbon consistent steel, were taken into use. At the moment of writing this thesis, all the wheels made from new material are still in use and there is no statistical data of their lifetime available. For the analysis 10 wheelsets of each of these groups were randomly taken: • driven bogie wheelset with wheels from steel ER8 (original wheels), • driven bogie wheelset with wheels from steel 2, • driven bogie wheelset with wheels from steel ER9, • trailer bogie wheelset with wheels from steel ER8 (original wheels), • trailer bogie wheelset with wheels from steel ER9. For each of the wheelsets all the machining cases were analysed. The estimated lifetime of the wheels was calculated using the specific material loss value. Analysis results show that the lifetime of wheels, made from steel ER8 and ER9 is not noticeably different, but the estimated lifetime of wheels, made from steel 2 is significantly longer. Analysis on the intervals between the wheelset machining cases showed that mostly there are no problems with wheel thread spalling during first 50 to 90 thousand kilometres after the machining. Therefore, executing of the preventive wheelsets machining should prevent wheel thread spalling and increase lifetime of the wheels.