Rekonstrukce uložení podvozků

Úvod

Koncem roku 1998 byla v ČMKS - Jihlavské lokomotivní společnosti započata realizace problému, o kterém se již dlouhá léta hovořilo: Změna uložení hlavního rámu lokomotiv řady 770 a 771 na podvozku. Původní uložení pomocí závěsek nebylo zdaleka optimálním řešením. Dvě kulové plochy závěsky (závěsky jsou na každém podvozku čtyři) mají velmi malou styčnou plochu s velkým měrným tlakem, který se ještě zvyšuje nevhodnou geometrií pojížděné koleje a to zejména na vedlejších tratích ČD a zřejmě v drtivé většině vlečkových provozů. Mazání kulových ploch je poměrně obtížné, neboť pro skutečně dobré promazání je nutné nadzvednout skříň lokomotivy. Navíc velký měrný tlak mazivo z kulových ploch velmi brzo vytlačí, a tudíž v praktickém provozu jezdí lokomotivy povětšinou se suchými kulovými plochami, často ještě navíc plnými koroze. Tento stav přináší nejen vysoký součinitel tření a velký moment odporu při natáčení podvozku, ale zejména s tím související i nadměrné namáhání dvojkolí i kolejnic při průjezdu lokomotivy oblouky. Dále dochází i k deformaci (roztemování) závitů, matice nejdou pootáčet, což se nepříznivě projevuje při seřizování výšek nárazníků nad temenem kolejnice a kolových tlaků u těch lokomotiv, kde není možno toto seřízení provádět pomocí vahadla u kyvného ramene.

Technické řešení

Z těchto důvodů byla hledána možnost, jak uložení pomocí závěsek nahradit jiným způsobem, který by minimalizoval úpravy prováděné jak na hlavním rámu, tak na podvozku. Tomuto záměru plně vyhovovalo dnes už odzkoušené a všeobecně rozšířené uložení hlavního rámu na podvozku u čtyřnápravových lokomotiv ČKD, tzn. uložení na pryžokovových sloupcích tak, jak je známe z lokomotiv řady 730, 731, 742 a 743 nebo jejich průmyslových verzí 740 a 729, či v neposlední řadě z rekonstrukcí prováděných na lokomotivách řady 749 a 754. Vzhledem k tomu, že bylo změněno působení tlakových sil jak na hlavní rám tak na rám podvozku (nyní tyto síly působí pouze ve čtyřech místech u jednoho podvozku oproti původním osmi místům), bylo nutné v těchto místech pevnostně přepočítat jak hlavní rám, tak rám podvozku. Zatímco na rám podvozku mohly být opěrky pro pryžokovové sloupky navařeny bez úprav rámu podvozku, na hlavním rámu bylo nutné udělat v této oblasti poměrně rozsáhlé úpravy. Vzhledem k malé světlosti mezi hlavním rámem a podélníkem rámu podvozku, bylo nutné hlavní rám snížit v této partii téměř na polovinu. Hlavní rám byl důkladně vyztužen (prožebrován) tak, aby byly plně zachovány jeho pevnostní hodnoty.

Další změnou oproti uložení podvozku na sloupkách u čtyřnápravových lokomotiv je celková změna pryžokovové opěry. Opěra byla zvětšena z původního průměru 285 mm na 345 mm (samotný pryžový blok pak z původního průměru 260 mm na 320 mm). Sloupky jsou ve větší vzdálenosti v podélném směru (osa sloupku je 400 mm od příčné osy tažného čepu) a konečně byl změněn i úhel sloupku z původních 12° na 14°. Tvrdost pryže byla stanovena na 50 Sh, což odpovídá jmenovitým hodnotám pryže dle ČSN 62 2245.17. Počet pryžokovových lamel v jednom sloupku byl stanoven na šest.

U lokomotiv, které nemají vahadlo u kyvného ramene, je nutné ještě doplnit možnost seřizování výšek nárazníků nad temenem kolejnice a kolových tlaků přímo v primárním vypružení, tzn. tedy u kyvného ramene.

Na základě výpočtu lze předpokládat, že velikost momentu odporu natáčení podvozku vůči skříni bude obdobná jako u čtyřnápravových lokomotiv s tímto typem vypružení, to znamená, že lze konstatovat, že moment odporu podvozku proti natáčení bude u uložení skříně na pryžových sloupcích 25 - 30% momentu uložení na závěskách. Z hlediska obrysu je situace obdobná jako u závěsek, lokomotiva tedy nepřekračuje kinematický profil, z hlediska stability je lokomotiva stabilní do rychlosti 110 km/h. Pro zlepšení chodových vlastností hlavně ve vyšších rychlostech je vhodné včlenit do sekundárního vypružení v příčném směru tlumič typu H8S 120.63.63 (dva na jeden podvozek). V původním provedení byla skříň lokomotivy tlumena pasivními odpory v kulových plochách (což byla v podstatě obdoba třecího tlumiče).

První lokomotivou, která vyjela na sloupkách byla 771.512, přistavená do ČMKS - Jihlavské lokomotivní společnosti v dubnu 1999 a u které zákazník (Chemopetrol Litvínov, závod Doprava) požadoval pouze provést rekonstrukci uložení hlavního rámu na podvozcích. Na této lokomotivě byl vyzkoušen postup rekonstrukce, při němž z důvodu minimalizace nákladů na úpravu nebyly demontovány kapoty ani kabina strojvedoucího. Byla proto přepracována část výkresové dokumentace a v některých fázích byl pozměněn technologický postup úpravy. U lokomotivy 771.512 bylo rozhodnuto, že z důvodů zachování veškerého zařízení nad horní hranou hlavního rámu v původním provedení (samozřejmě s vyjímkou kabeláže a vzduchového potrubí) bude vyvázán vždy pouze jeden podvozek a úprava bude provedena na každém konci lokomotivy samostatně.

Jako doplněk k této rekostrukci byla lokomotiva vybavena přípravkem, který zabezpečí zvednutí lokomotivy s podvozkem (nebo podvozky), aniž by došlo k rozpadu lamelových sloupků.

Přínos rekonstrukce

Na závěr lze tedy konstatovat, že rekonstrukce uložení podvozků na hlavním rámu lokomotiv řady 770 a 771 přináší výrazné zlepšení chodových vlastností lokomotivy. Současně také podstatně snižuje její silové působení na trať a i na namáhání dvojkolí. V neposlední řadě významně zlepšuje podmínky pro práci strojvedoucích. Po obdobné rekonstrukci uložení podvozků u lokomotiv řady 749 až 754 může v dohledné době zmizet z našich tratí uložení skříně lokomotivy na podvozku, které sice bylo poplatné době svého vzniku, ale které při postupném vyhodnocení z provozu nebylo příznivé ani pro lokomotivy, které ho měly, ani pro tratě, po kterých tyto lokomotivy jezdily.

Obrázky sejmuté z videozáznamu pořízeného při provozním nasazení lokomotivy v Chemoptrolu Litvínov.

^{Dílčí modernizace kolejových vozidel}