Asigurarea calitatii la reconditionarea prin sudare „in situ“ a sinelor de tramvai

In ansamblul realizarii unei infrastructuri moderne si fiabile, utilizarea si starea sinelor de tramvai a intrat in actualitate odata cu integrarea Romaniei in Comunitatea Europeana, prilej cu care aspectele legate de REABILITAREA INFRASTRUCTURII SI SUPRASTRUCTURII au devenit prioritare.

Pe plan national, domeniul reabilitarii sinelor de tramvai (unde exista asemenea transport), se impune ca o prioritate imediata, daca acestea prezinta un grad ridicat de uzura. Consultand literatura de specialitate din tarile cu traditie in domeniu, s-a observat ca tendinta este sa se aplice sudarea si reconditionarea sinelor de tramvai cu tehnologii de sudare eficiente din punct de vedere tehnic si economic. S-a urmarit, astfel, sa se imbunatateasca calitatea caii de rulare si, indirect, siguranta, respectiv confortul pasagerilor in timpul transportului.

Aspecte specifice contactului roata-sina

Un prim element care trebuie avut in vedere il reprezinta contactul roata-sina care se caracte­rizeaza prin existenta unui sistem spatial de forte de interactiune care actioneaza pe suprafete de dimensiuni reduse, conducand la presiuni de contact de valori ridicate.

Starea de tensiune si deformatie din roata, respectiv sina, starea de uzura a acestora, precum si tribologia contactului, sunt influentate de numerosi parametri.

In prezent, atentia proiectantilor, a specialistilor care lucreaza la intretinere (exploatare) si a cercetatorilor in domeniul caii este direc­tionala pe:

• estimarea starii de tensiune datorita solicitarilor mecanice si termice in exploatare, precum si a starii de tensiune reziduala, datorita procesului tehnologic de obtinere a rotilor de rulare;

• analiza initierii si propagarii unor fisuri, in cadrul mecanicii ruperii si corelarea acesteia cu starea de tensiune din roti, respectiv din sine;

• studiul comportarii la oboseala a straturilor superficiale ale rotilor pe suprafata de rulare;

• elaborarea unor noi metode de control in procesul de fabricatie a osiilor tramvaielor in vederea asigu­rarii fiabilitatii lor;

• analiza fenomenului de uzare la contactul roata-sina;

• elaborarea unor metode si procedee de estimare a uzurii;

• studiul propagarii undelor de tensiune in roti si in sine s.a.m.d., toate acestea actionand asupra conditiilor de asigurare a calitatii.

Literatura de specialitate propune modalitati rapide de determinare a fortelor normale si tangentiale care apar la contactul roata-sina, utilizand in acest scop procedee de calcul specializate, precum si analize cu metoda elementelor finite ale starilor de tensiune si deformatie in roti, respectiv sine.

Forte ce actioneaza asupra sinelor

Sinele si tramvaiele in miscare constituie un sistem mecanic, care se interactioneaza reciproc si depen­dent unul de altul.

Solicitarile la care este supusa calea in ansamblul ei depind in primul rand de circulatia tramvaielor, iar marimile lor sunt determinate de viteza de circulatie, de caracteristicile constructive ale tramvaielor si ale caii, de gradul lor de intretinere si uzura, de elasticitatea caii in plan vertical si orizontal.

Independent de circulatia tramvaielor asupra caii actioneaza o serie de alte forte cauzate de conditiile de mediu (vant, tempera­tura etc.).

Avand in vedere numeroasele cauze care produc solicitarile caii, pe de o parte si modul deosebit de complex in care lucreaza calea sub sarcini, identificarea exacta a tuturor fortelor si marimii acestora ridica probleme.

Datorita acestui fapt se iau in considerare numai o parte din forte, efectul celorlalte fiind inglobat intr-un fel sau altul in acestea.

Necesitatea cunoasterii acestor forte este dictata de analiza si studiul solicitarii elementelor componente ale caii si a caii in ansamblu, in vederea adoptarii celor mai bune masuri constructive si de mentinere a calitatii caii in timp, asigurandu-se, astfel, exploatarea ei la parametrii prescrisi si circulatia tramvaielor in conditii de deplina siguranta.

Zgomotul si vibratiile produse de tramvai

Poluarea prin zgomote si vibratii constituie unul din factorii deosebit de daunatori vietii si activi­tatii umane.

O cauza importanta de poluare, din aceasta categorie, este circulatia mijloacelor de transport rutiere, in general, si a tramvaielor in special.

Niveluri totale ale presiunii acustice au fost determinate experimental, masurarile fiind efectuate la trecerea tramvaiului la o distanta de 7 m – 10 m fata de microfonul de masurare, cu o viteza de mers cuprinsa intre 30 Km/h – 50 Km/h (tabelul 1).

In conditiile in care fiecare autovehicul are un spectru de zgomot specific, la tramvaie predomina frecventele joase si cele mijlocii.

• Zgomotul produs de tramvaie se datoreaza angrenajului rotilor dintate ale atacului de osie, electromotorului de tractiune, franelor, dar, in special, rulajului rotilor pe sine, fiind accentuat in cazul sinelor care prezinta neuniformitati cauzate de uzura.

In urma observatiilor facute, in timpul efectuarii masurarilor, s-a constatat ca valorile ridicate ale nivelului de zgomot se datoreaza in mare parte: starii caii de rulare, neuniformitatii uzurii  acesteia, schimbarii directiei de deplasare a tramvaielor la intersectiile de linii, modificarii vitezei de deplasare.

Necesitatea utilizarii transportului cu tramvaiul implica sudarea continua a sinelor, care este foarte importanta pentru stabilizarea functionarii tramvaielor si reducerea zgomotului.

Totusi, in cazul sudurilor continue, apare o denivelare partiala, din cauza uzurii.

Pentru a preveni avariile sudu­rilor este important sa se realizeze suduri fiabile, prin alegerea corecta a procedeelor de sudare, respec­tarea parametrilor de sudare, a metodelor de examinare si folosirea personalului calificat.

Calitatea imbinarilor sudate depinde, intotdeauna, de respec­tarea conditiilor impuse. In majoritatea cazurilor, verificarea, sudarea si repararea sinelor de tramvai este inevitabil sa fie efectuate in timpul exploatarii sinelor, adica pe portiuni de sine, in trafic, sistem „in situ“. Din punct de vedere al asigurarii calitatii, acest fapt implica conditii mai putin favorabile pentru realizarea sudurilor.

Se pot mentiona, astfel, urmatorii factori:

• timp limitat pentru realizarea lucrarii, pentru ca intreruperea traficului sa se faca pe o perioada cat mai scurta posibil;

• necesitatea devierii traficului pe linii adiacente, ceea ce impune atentie si concentrare suplimentara, din cauza pericolului de accidente, motiv pentru care, in unele imprejurari, este posibil sa se distraga atentia sudorului de la executia corecta a sudurilor;

• conditii climatice nefavorabile (temperaturi scazute, lucrul chiar pe timp de noapte, ploaie sau zapada etc.);

• necesitatea executarii lucrarilor de sudare continua a sinelor de tramvai, in timp foarte scurt, avand in vedere ca sudorii sunt ultima veriga in fluxul de fabricatie.

Chiar daca sunt reglementari speciale, ghiduri si instructiuni de lucru privind protectia si igiena muncii, respectiv protectia ambientala, intotdeauna exista un risc ridicat in efectuarea acestor lucrari, cu consecinte uneori negative asupra puterii de concentrare a sudorilor in timpul executiei lucrarilor, ceea ce poate impieta asupra rezultatelor si/sau calitatii sudurilor.

De mentionat ca efectuarea lucrarilor de sudare continua a sinelor de tramvai impune cerinte speciale pentru sudarea pe sine si incrucisari de linii.

Asadar, este bine ca firmele care lucreaza la reabilitarea si moderni­zarea cailor pe care circula tramvaiele sa fie documentate si cu datele enume­rate mai inainte.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 58 – aprilie 2010, pag. 74

Autori:
conf. dr. ing. Georgeta Emilia Mocuta,
conf. dr. ing. Mihaela Popescu – Universitatea „Politehnica“ Timisoara