Ložiska ZKL pro železnice

• Foto

Zahájení činnosti výzkumně‑vývojové základny v koncernu ZKL iniciovalo mimo jiné vývoj řady nových ložisek pro kolejová vozidla včetně spolupráce s renomovanými firmami tohoto oboru. Jednou z průvodních aktivit, spojených s tímto segmentem, je pravidelná expozice ZKL na volné ploše výstav Czech Raildays v Ostravě. Koncern se výstavy účastní od roku 2006 a každoročně zde představuje některou ze zajímavých novinek s určením pro železniční kolejová vozidla a tramvaje. Tyto produkty jsou výsledkem cenných zkušeností získaných přímo z provozu ložisek a rovněž na základě dlouhodobých zkoušek, na kterých ZKL spolupracuje především s Výzkumným ústavem železničním.

I na letošním 15. ročníku veletrhu Czech Raildays, který se konal ve dnech 17. – 19. 6. 2014, představil koncern řadu exponátů pokrývajících nejnáročnější požadavky zákazníků tohoto významného průmyslového odvětví.

Ložiska ZKL mají široké spektrum využití. Nově se objevil například v sedmi jednotkách vlaků typu RegioPanter, které budou zajišťovat dopravu v jihomoravském kraji. Tyto nejmodernější soupravy nahradí starší vlaky a nejpozději od poloviny roku 2015 budou zajišťovat spojení na trati z Brna do Letovic. Všechny jednotky jsou dvousystémové, to znamená, že mohou zajíždět i na tratě se stejnosměrným napětím v sousedních regionech. Vozy budou osazeny ložisky ZKL typu PLC 410‑53.2/54.2, tedy nápravovými válečkovými ložisky s kryty a náplní plastického maziva odzkoušenými ve VUZ Praha v Cerhenicích.

Dalším z úspěšných milníků v dopravě je využití nových ložisek ZKL pro tramvaje vyráběné firmou Škoda Transportation. V rámci této spolupráce bylo navrženo v několika konstrukčních variantách nové nápravové ložisko PLC 810‑15. Těmito ložisky byl osazen prototyp tramvaje 26T, který je určen pro Maďarský Miskolc. Dodávky upravené varianty tohoto ložiska jsou realizovány také pro projekt tramvaje 28T pro Turecké město Konya.

Univerzálnost ložisek dokládá i jejich vysoká teplotní odolnost. ZKL vyvíjí kromě klasických modelů i součástky pro železniční vozidla provozovaná v podmínkách s extrémně nízkými teplotami. Ty následně testuje v klimatické komoře Solartec, která umožňuje snížit teplotu prostředí na požadované hodnoty, v tomto případě až na –60°C. Zkouškami se prokázal předpoklad, že při velkých mrazech je nejnáročnější rozběh ložiska. K rozběhu za těchto podmínek bylo nutné použít nejen výkonný motor, ale zkoušené ložisko muselo být dostatečně zatížené, aby se předešlo prokluzům a destrukci ložiskových součástí. Zkoušky nakonec prokázaly schopnost správné funkce zkoušeného ložiska dokonce i při šedesátistupňovém mrazu.

Informativní charakteristiky nových nápravových ložisek ZKL jsou uvedeny v následujícím přehledu. Další informace jsou k dispozici v katalogu a specializovaných publikacích ZKL.

PLC 410‑13/14.2
Nápravová válečková ložiska s plastovou klecí byla v roce 2012 vybavena novou, masivnější konstrukcí. Tato ložiska jsou určena především pro uložení dvojkolí osobních vozů s průměrem čepu 120 mm. Inovovaná ložisková dvojice vyhovuje provozu za vyšších rychlostí (až 200 km/h) a nová plastová klec podstatně usnadňuje montáž ložisek s ložiskovou skříní na čep dvojkolí. Nové provedení ložisek je rovněž odolnější proti mechanickému poškození při manipulaci.

PLC 410‑15/16.2
Nápravová válečková ložiska s plastovou klecí, která prošla stejnou inovací, jako ložiska PLC 410‑13/14‑2. Jsou určena především pro uložení dvojkolí nákladních vozů s průměrem čepu 130 mm a zatížením náprav do 22,5 tun. Při inovaci obou válečkových ložisek se vycházelo ze zkušeností z montáží ložisek a jejich provozu i z trendů světových výrobců ložisek. Nové klece vyvinuté společně s renomovaným výrobcem plastových klecí v Německu posunují kvalitu ložisek ZKL na ještě vyšší úroveň.

PLC 410‑53/54.2
Nápravová válečková ložiska s plastovou klecí, která byla navržena pro uložení dvojkolí nových jednopatrových jednotek Škoda RegioPanter s průměrem čepu 120 mm. Ložiska jsou určena pro rychlost do 160 km/h. Jsou navržena s labyrintovým těsněním na vnější i vnitřní straně ložiskové dvojice s trvalou náplní plastického maziva a životností minimálně 600 000 km, ale s předpokladem, že životnost po ověření provozem vyhoví výhledově po ověření až 1 200 000 km.

PLC 810‑13.B.1
Kuželíková ložisková jednotka (TBU) s plastovou klecí jsou inovací ložiskové jednotky PLC 810‑13.1 provozované na elektrických jednotkách řady 471 City Elefant. Nové ložisko bylo navrženo pro uložení dvojkolí kolejových vozidel pro osobní dopravu s rychlostí do 200 km/h a průměrem čepu 130 mm. Ložiska obstála ve zkoušce při podmínkách, které odpovídaly provozu s nápravovým zatížením 18,5 tun a rychlostí 220 km/h. Jsou navržena s labyrintovým těsněním na vnější i vnitřní straně ložiskové jednotky s trvalou náplní plastického maziva a životností minimálně 1 000 000 km. Kuželíkové jednotky PLC 810‑13 jsou schválené pro použití na dvojkolích vozů řady 071/971 elektrických jednotek City Elefant pro České dráhy a odvozené typy pro ZSSK. Vývoj těchto ložisek byl realizován s podporou z programu TIP Ministerstva průmyslu a obchodu České republiky v rámci projektu FR‑TI 2/316.

PLC 810‑15.1
Kuželíková ložisková jednotka (TBU) s plastovou klecí je zcela novým produktem. Byla navržena pro uložení dvojkolí tramvají pro městský provoz s průměrem čepu 130 mm. Varianta ložiska PLC 810‑15.A.1 je pro čep s průměrem 133 mm. Jsou vybavena speciálním pryžokovovým těsněním na vnější i vnitřní straně ložiskové jednotky a trvalou náplní plastického maziva s životností minimálně 1 000 000 km.

Kromě vývojových inovací koncern ZKL kontinuálně pracuje na zvyšování kvality vlastní produkce, vnitropodnikových procesů i doprovodného servisu služeb. Cílem těchto aktivit je zlepšení pozice na domácím a zahraničním trhu. Významný krokem kupředu bylo například pořízení výpočtového programu pro počítačové simulace pomocí MKP/FEM. Výpočtové analýzy nově konstruovaných ložisek se velmi rychle staly přirozenou součástí vývojového procesu. Za zmínku dozajista stojí také implementace databázového systému PLM a tomu předcházející sjednocení konstrukčního systému (Creo). V rámci nákupu nových SW licencí byl pořízen i matematický program Mathcad. Tento program umožnil propojit 3D geometrii s návrhovými analytickými výpočty.

Novou oblastí vývoje je i diagnostika ložisek. Změny probíhají rovněž na bázi organizační a procesní. To vede k rozšíření služeb poskytovaných zákazníkům ZKL v oblasti nabídkového řízení, vydávání technických publikací a poskytování školení. Velkou roli hraje také přirozené omlazování kolektivu novou generací techniků a posílení spolupráce s českými technickými univerzitami. Hlavní přínos se realizuje především ve sféře základního a aplikovaného výzkumu, kde v současnosti probíhá několik projektů zaměřených na výzkum tření, diagnostiky nebo únavové živostnosti. Výsledky tohoto vývoje jsou průběžně uváděny do života na ložiskách ZKL pro běžné i speciální použití, jakými jsou například kolejová vozidla.

Autor:
Vladimír Zikmund,
s využitím firemních materiálů ZKL a Škoda Transportation www.zkl.cz 

ZKL Bearings for Railways
Exactly fifteen years ago, in May 1999, the company ZKL – Výzkum a vývoj, a. s. commenced its operation. This start also meant a new beginning in technological development and innovations of bearings under the traditional brand ZKL. The branch of industry that had been stagnating for previous ten years gained new impetus. However, own development in the new concern did not start from scratch. They were able to follow the results of Research Institute for Rolling bearings (Výzkumný ústav pro valivá ložiska) VUVL. It was this institution that provided its construction know‑how and testing devices in 1999, and thus became one of the cofounders of the newly created company.

Autor

• Ing. Zikmund Vladimír