ANEXO G

ANEXO G

Exigencias de los ejes. Concepción, fabricación y validación de conjuntos de rodadura de ancho variable

G.1 Objeto. Este anexo se refiere a los requisitos y ensayos adicionales que deberán cumplir los conjuntos de rodadura de ancho variable destinados a vehículos que vayan a circular por los anchos de vía de la Red Ferroviaria de Interés General de 1.435 mm y 1.668 mm.

G.2 Condiciones generales relativas a los conjuntos de rodadura. Los conjuntos de rodadura se diseñarán para una velocidad y carga por eje iguales o superiores a las especificadas para los vehículos en que vayan a ser utilizados.

G.3 Condiciones y características a cumplir por los conjuntos de rodadura desde el punto de vista del diseño y del mantenimiento.

G.3.1 Conjunto de rodadura de ancho variable.

G.3.1.1 Características generales. Las ruedas deberán desplazarse axialmente para adoptar una posición que les permita circular sobre vías con anchos de 1.435 mm y 1.668 mm.

Con el fin de conseguir el posicionamiento correspondiente a cada ancho de vía, se admitirán soluciones de eje giratorio, solidario en rotación a las ruedas, o bien soluciones de eje fijo con ruedas que giran alrededor del mismo.

Las superficies de rozamiento entre los diferentes componentes del eje montado deberán estar constituidas por las parejas de materiales apropiados para evitar la corrosión de las caras en contacto.

El sistema de encerrojamiento y las superficies de apoyo para el desplazamiento axial de las ruedas deberán protegerse contra la corrosión y la acumulación de suciedad.

El marcado de los elementos constitutivos y la protección contra la corrosión se efectuarán según la especificación técnica indicada en el anexo C, cuadro C.2, índice [35].

En los rodamientos de rodillos se utilizarán las directrices de las ETI, adaptadas a las condiciones específicas del sistema.

G.3.1.2 Ruedas. Las ruedas cumplirán los requisitos técnicos de las ETI y del apartado 4.2.3.5.2.2 de esta IF, excepto en cuanto a las tolerancias geométricas y dimensionales y al ensayo de fatiga, que deberán adaptarse a las características específicas de la solución técnica adoptada.

G.3.1.3 Cajas de grasa/cajas de ruedas. La posibilidad de detectar la temperatura de los rodamientos deberá asegurarse por detectores instalados en vía o por sistemas incorporados en el vehículo.

G.3.1.4 Mecanismo de encerrojamiento. El sistema de encerrojamiento inherente a los conjuntos de rodadura de ancho variable habida cuenta de los esfuerzos estáticos y dinámicos, de las influencias meteorológicas, del desgaste y del calentamiento posible debido al frenado, deberá cumplir con total seguridad las funciones siguientes:

– El buen encerrojamiento de las ruedas de un eje montado en la posición correspondiente al ancho deseado, fuera de la instalación de cambio de ancho, cualesquiera que sean las condiciones de explotación compatibles con el resto de los requisitos aplicables de esta IF.

– El encerrojamiento y desencerrojamiento de las ruedas durante el paso por la instalación de cambio de ancho.

La verificación del estado de encerrojamiento de las ruedas debe ser posible desde el exterior, ya sea por control visual de la posición mutua de los elementos constitutivos o bien por un dispositivo indicador.

G.3.2 Bastidor del conjunto de rodadura. La resistencia del bastidor del conjunto de rodadura debe satisfacer las condiciones establecidas por la especificación técnica indicada en el anexo C, cuadro C.2, índice [36].

G.3.3 Equipo de freno. Si los elementos que reciben la energía de freno se desplazan durante el cambio de ancho, será necesario montar un dispositivo de adaptación. Durante el cambio de ancho, este último deberá efectuar la adaptación automática del elemento de freno (zapatas, mordazas de freno, cilindros, etc.) a la nueva posición y bloquearlo en ella de forma segura. Este dispositivo no deberá modificar la eficacia del sistema de freno.

G.3.4 Exigencias del diseño orientadas al mantenimiento.

G.3.4.1 Condiciones generales. Deberá evitarse en lo posible la utilización de elementos de desgaste que afecten a la seguridad. Si se utilizasen, deberá demostrarse que la seguridad queda garantizada entre operaciones de mantenimiento.

El diseño del conjunto de rodadura deberá permitir el cambio de ancho sin parada.

G.3.4.2 Conjunto de rodadura de ancho variable. El reperfilado de ruedas deberá ser posible en los tornos existentes y el desmontaje de los conjuntos de rodadura deberá ser posible con los medios habituales en los talleres para estos fines.

Se recomienda que los conjuntos de rodadura y sus piezas constitutivas alcancen sin mantenimiento una prestación kilométrica mínima de 250.000 km o una duración de dos años. La verificación de las dimensiones geométricas y la comprobación de la ausencia de defectos deberán ser posibles con los dispositivos de medida y comprobación existentes.

En el caso contrario el fabricante deberá informar a la autoridad responsable de la seguridad ferroviaria de esta circunstancia. Entre ésta y el fabricante consensuarán los medios a utilizar.

Se deberán adoptar medidas para evitar que la lluvia, nieve y polvo puedan afectar al mecanismo de encerrojamiento y a su seguridad.

El control del buen funcionamiento del encerrojamiento deberá ser simple.

G.3.4.3 Parte mecánica del freno. La sustitución de las guarniciones o de las zapatas deberá poder efectuarse de forma similar a los conjuntos de rodadura de ancho fijo.

G.4 Condiciones relativas a la tecnología de explotación. Las composiciones equipadas de conjuntos de rodadura incluyendo conjuntos de rodadura de ancho variable podrán ser remolcadas por otros vehículos dotados de los enganches estándar y de rescate definidos en la presente IF.

Las composiciones equipadas de conjuntos de rodadura de ancho variable deberán ser marcadas con los símbolos representados en la especificación técnica indicada en el anexo C, cuadro C.2, índice [37].

La operación de cambio de ancho deberá ser automática, es decir, sin intervención manual, independientemente de las condiciones meteorológicas, tanto para el vehículo vacío, como cargado al límite admisible.

Deberá ser posible el control visual del estado de encerrojamiento de las ruedas.

G.5 Metodología de validación.

G.5.1 Cálculos. Para demostrar que los conjuntos de rodadura satisfacen las exigencias descritas anteriormente el fabricante, antes de la fabricación, debe presentar los cálculos siguientes:

– Cálculo de resistencia del eje fijo o rotativo.

– Cálculo de resistencia de la rueda.

– Cálculo de resistencia del bastidor del conjunto de rodadura.

– Cálculo de resistencia de los elementos del mecanismo de encerrojamiento.

– Cálculo de duración de vida de los rodamientos de rodillos.

– Cálculo de tensiones en la rueda, resultantes de la solicitación térmica debida al freno de zapata (si procede).

– Cálculo del desgaste máximo admisible de los elementos constitutivos bajo el aspecto de la seguridad de funcionamiento y de explotación.

– Cálculo del freno.

Además, el estudio de seguridad de funcionamiento del material rodante deberá incluir un apartado relativo al dispositivo de encerrojamiento-desencerrojamiento de ruedas. De este estudio resultará si serán necesarios o no:

– Cálculos suplementarios de la resistencia del mecanismo de encerrojamiento.

– Otros ensayos que pudieran considerarse necesarios.

– Otros valores límite del desgaste máximo de los elementos constitutivos.

– La aplicación de un ciclo de mantenimiento particular.

En caso de utilizar elementos basados en soluciones comunes, conocidas y probadas, estos cálculos no son necesarios salvo que las condiciones climáticas de explotación cambien notablemente.

G.5.2 Ensayos. Antes de autorizar la entrada en servicio de un conjunto de rodadura de ancho variable, será necesario justificar mediante ensayos que se cumplen todas las condiciones importantes para la seguridad.

G.5.2.1 Ensayos en banco (ensayos de tipo).

a) Determinación de la resistencia a fatiga del conjunto de rodadura de ancho variable mediante un ensayo de fatiga que se realizará para el ancho más desfavorable a una velocidad mayor o igual que 50 km/h en tres fases, según el programa siguiente:

Cuadro G.5.2.1 Ensayo de fatiga en banco

Fase	Número de ciclos	Fuerza vertical (kN)		Fuerza transversal (kN)
		Estática	Dinámica	Estática	Dinámica
I	6*106	P	± 0,5 P a 4 Hz	0	± 0,3 P a 2 Hz
II	2*106	P	± 0,6 P a 4 Hz	0	± 0,36 P a 2 Hz
III	2*106	P	± 0,7 P a 4 Hz	0	± 0,42 P a 2 Hz

Las frecuencias indicadas son para una velocidad V = 50 km/h.

Para cualquier velocidad superior, dichas frecuencias serán multiplicadas por la relación v/50.

Las fuerzas transversales por acción o reacción se aplicarán a nivel de la llanta de rueda.

El valor P corresponde a la masa por eje estática correspondiente al vehículo con la carga máxima admisible.

Al final de la 2.ª fase no deberán aparecer fisuras, solamente al final de la 3.ª fase se admiten pequeñas fisuras tales que, de aparecer en explotación, no requieran una reparación inmediata.

En las piezas en rotación no se permiten fisuras en ningún caso.

Durante las inspecciones se analizarán desgastes en las diferentes piezas, así como juegos en rodamientos.

Cuando el cuerpo de eje no gire debe ser considerado como un elemento del bastidor de bogie y ensayado como tal, según la especificación técnica indicada en el anexo C, cuadro C.2, índice [38].

b) Con objeto de averiguar en qué medida pueden haberse degradado las diferentes piezas constitutivas del eje durante el ensayo de fatiga indicado en el apartado G.5.2.1.a inmediatamente antes y después del mismo se deberá:

– Determinar la rigidez del eje a los esfuerzos transversales, en las condiciones de vehículo vacío y cargado. Para ello se medirá la variación de la distancia entre caras internas de ruedas al aplicar a la altura de la pestaña esfuerzos transversales crecientes hasta el límite de Prud’homme.

– Determinar el momento resistente a la rotación de una rueda respecto a la otra.

c) El fabricante propondrá otros ensayos que puedan resultar del estudio de seguridad de funcionamiento.

G.5.2.2 Ensayos de circulación (ensayos de tipo). Los ensayos de circulación que se citan a continuación deberán realizarse, si se considera necesario, en los diferentes casos de ancho de vía.

a) Justificar el buen funcionamiento del sistema de encerrojamiento efectuando, al menos, 500 cambios de ancho de vía sin ningún mantenimiento, ni verificaciones. Estos cambios de ancho deben efectuarse a la velocidad máxima de cambio de ancho definida para el sistema y en condiciones representativas de la explotación existentes en el lugar de la instalación de cambio de ancho.

b) En caso de utilización de freno de zapata o frenos de disco próximos a los mecanismos de encerrojamiento y de desplazamiento de ruedas, efectuar frenadas continuas según un programa adecuado. Inmediatamente después del frenado, se verificará que el calentamiento no ha provocado daño en el funcionamiento del mecanismo de encerrojamiento y en el desplazamiento axial de las ruedas, realizando un cambio de ancho en ambos sentidos.

c) Otros ensayos que puedan resultar necesarios, a la vista del estudio de seguridad realizado.

G.5.2.3 Ensayos en servicio (ensayos de tipo). Antes de iniciar los ensayos en servicio tendrán que haberse llevado a cabo satisfactoriamente los ensayos en banco G.5.2.1 y de circulación G.5.2.2 preferentemente en su totalidad, o por lo menos en la proporción que se señala en el cuadro siguiente:

Cuadro G.5.2.3.a Ensayos superados antes de comenzar los ensayos en servicio

	Ref. del ensayo	% del ensayo que tiene que haberse efectuado antes de iniciar los ensayos de servicio	El ensayo tiene que haber concluido satisfactoriamente antes de haberse recorrido en ensayos de servicio los km siguientes
Ens. banco	G.5.2.1.a G.5.2.1.b G.5.2.1.c	6 x l06 ciclos A la vez que G.5.2.1.a A determinar en cada caso	100.000 A la vez que G.5.2.1.a Repetir a los 50.000 km
Ens. circ.	G.5.2.2.a G.5.2.2.b	100 % (ensayo completo) 100 %

En todo caso, antes de iniciarse los ensayos en servicio, deberá redactarse un informe con la situación y resultados de cada uno de los ensayos.

a) Para los ensayos en servicio se utilizarán, como mínimo 8 ejes de ancho variable que han de efectuar los siguientes recorridos:

– Una primera fase de 50.000 km sobre vías de ancho 1.668 mm representativas de aquellas por las que se prevea vaya a circular en el futuro. Durante esta fase no efectuará cambios de ancho de vía. Se circulará con la masa máxima de diseño.

– Una segunda fase de 50.000 km en vías de anchos 1.668 y 1.435 mm (al menos un 20% en ancho 1.435 mm).

Se efectuarán como mínimo 50 cambios de ancho de vía, repartidos lo más uniformemente posible.

Se circulará con la masa máxima y hasta la velocidad máxima autorizada.

Al final de esta segunda fase se analizarán los resultados de los controles efectuados según G.5.2.3.b, y en caso positivo, se permitirá efectuar la siguiente fase en servicio comercial.

– Una tercera fase de 150.000 km en vías de ancho 1668 y 1435 mm de los cuales entre un 25 y un 50% será en uno de los dos anchos; se efectuarán como mínimo 150 cambios de ancho de vía. Se podrá circular en servicio comercial y se preverán recorridos a la velocidad máxima autorizada.

b) Durante los ensayos en servicio se efectuarán los controles siguientes:

– control visual de los elementos del eje, sistema de encerrojamiento, patines de descarga de ruedas, piezas de freno, estado de la superficie de rodadura etc.

Se efectuará al menos una vez cada 1.000 km a la llegada al taller y/o al paso por la instalación de cambio de ancho de vía, en las fases primera y segunda.

Se anotarán las anomalías o incidencias.

– control de rodadura en el que se medirá: la distancia entre caras interiores de ruedas, el q_R, el espesor y altura de pestaña de rueda, y la resistencia eléctrica entre ruedas del eje (según las ETI).

Se efectuará con la periodicidad indicada en el cuadro siguiente.

– Medición de la rigidez de los ejes: se medirá la distancia entre caras interiores de ruedas tras la aplicación de esfuerzos transversales crecientes entre las caras interiores de ruedas a la altura de las pestañas (hasta el valor límite de Prud’Homme correspondiente al vehículo vacío y con carga máxima).

Se efectuará con la periodicidad indicada en el cuadro siguiente.

– Medición de la fuerza de traslación de las ruedas durante el paso por la instalación de cambio de ancho de vía (fuerza media y máxima por rueda).

Se efectuará con la periodicidad indicada en el cuadro siguiente.

Controles durante los ensayos en servicio

Cada 1.000 Km se efectuará un control visual por lo menos (fases 1 y 2, en la fase 3 en el control de rodadura o primer nivel de mantenimiento – el menor de los dos).

Cuadro G.5.2.3.b Controles durante los ensayos en servicio

Después de recorrer	Control de rodadura	Medición fuerza traslación ruedas	Medición rigidez ejes	Observaciones
0	x	x	x	Se circulará en vía de ancho 1.668 mm con la masa máxima, hasta velocidad máxima. No se efectuarán cambios de ancho de vía.
2.000	x
5.000	x
10.000	x		x
20.000	x
30.000	x		x
40.000	x
50.000	x	x	x
60.000	x	x		En vías de 1.668 y 1.435 mm. Al menos 50 cambios de ancho con la masa máxima. Hasta la velocidad máxima autorizada.
70.000	x	x	x
80.000	x	x
90.000	x	x
100.000	x	x	x
110.000	x			En vías de 1.668 y 1.435 mm. Al menos 150 cambios de ancho de vía. Servicio comercial. Hasta la velocidad máxima de autorización.
120.000	x
130.000	x	x	x
140.000	x
150.000	x
170.000	x	x	x
190.000	x
210.000	x	x	x
230.000	x
250.000	x	x	x

a) Los posibles daños producidos durante los ensayos en servicio serán registrados y analizados. Después de la realización de los ensayos según G.5.2.3.a los ejes serán desmontados totalmente para comprobar el desgaste de cada uno de los elementos constitutivos.

Sobre la base de estos resultados se han de establecer los valores límites provisionales de desgaste y se elaborarán las reglas provisionales de mantenimiento.

b) Se redactarán informes de cada uno de los ensayos.

G.5.2.4 autorización de entrada en servicio definitiva. Una vez realizados los 100.000 km correspondientes a las dos primeras fases de los ensayos en servicio descritos en el apartado G.5.2.3.a, y habiendo sido acreditado el resultado positivo, se emitirá la autorización de entrada en servicio y, por tanto, se podrá iniciar el servicio comercial del vehículo.

La autorización de entrada en servicio será revisada en los siguientes momentos:

– A los 250.000 km, realizándose a lo largo del período los controles indicados en el punto G.5.2.3.b. Si los resultados son satisfactorios, la autorización revisada recogerá la naturaleza, periodicidad y alcance de las verificaciones a efectuar durante el siguiente período, previamente acordados entre el organismo designado, el administrador de la infraestructura y la Agencia Estatal de Seguridad Ferroviaria.

– A los 400.000 km o a los 4 años, realizándose las verificaciones establecidas en la autorización de circulación vigente en ese momento. Si a la finalización de este periodo, no se ha producido ningún incidente relevante relacionado con la seguridad, se emitirá la autorización de entrada en servicio definitiva del vehículo.

Durante estos periodos, todo incidente relacionado con la seguridad de circulación debe ser dado a conocer a la Agencia Estatal de Seguridad Ferroviaria. Ésta podrá solicitar la paralización de los vehículos equipados de conjuntos de rodadura de ancho variable del mismo tipo que el que hubiera causado el citado incidente si los remedios definidos en común no resultan satisfactorios.

G.5.2.5 Documentación necesaria.

– Esquemas de conjunto de los cuales se pueda deducir el funcionamiento y las características constructivas de los siguientes elementos:

• Conjunto de rodadura de ancho variable.

• Sistema de encerrojamiento.

• Bastidor del conjunto de rodadura.

• Colocación del freno en el conjunto de rodadura.

• Caja de rodamientos de eje/rueda.

• Fichas de registro de calidad.

• Conjuntos de rodadura completos.

– Descripción del funcionamiento de los conjuntos de rodadura de ancho variable (instrucciones de uso).

– Instrucciones de funcionamiento de las cuales se derivan todos los trabajos de mantenimiento, reparación y ajuste necesarios.

– Instrucciones de montaje y control.

– Documentos que establezcan:

• Los materiales y productos de engrase empleados.

• Las pruebas efectuadas de recepción de los elementos de montaje.

• Los ensayos efectuados.

• Las instrucciones de trabajo para la reposición en vía, en caso de descarrilamiento de los vehículos de ancho variable y verificaciones o medidas necesarias.