Технологический процесс изготовления цельнокатаного колеса

КЛАССИФИКАЦИЯ КОЛЕСНЫХ ПАР

Колёсная пара состоит из оси и двух укрепленных на ней колёс. Типы, основные размеры и технические условия на изготовление вагонных колёсных пар определены Государственными стандартами, а содержание и ремонт «Правилами технической эксплуатации железных дорог» (ПТЭ) и «Инструкция по осмотру, освидетельствованию, ремонту и формированию вагонных колесных пар ЦВ/3429», а также другими нормативными документами при проектировании, изготовлении и содержании. Конструкция и техническое состояние колёсных пар оказывают влияние на плавность хода, величину сил, возникающих при взаимодействии вагона и пути, и сопротивление движению.

Рис. 1. Колесная пара и форма шейки оси: 1 - ось; 2 - колесо; 3 - шейка; 4 - предподступичная часть;
5 - подступичная часть; 6 - средняя часть; 7 - нарезная часть

 

Тип колёсной пары определяется типом оси и диаметром колес (табл. 1).Согласно ГОСТ 4835-2006 устанавливают пять типов колесных пар с осями типов РУ1Ш и РВ2Ш и колесами диаметром по кругу катания 957 мм в зависимости от типа вагона и максимальной расчетной статической нагрузки от колесной пары на рельсы (таблица 1).

Таблица 1
Типы колесных пар вагонов

Тип колесной пары	Тип вагона	Конструкционная скорость вагона, км/час	Мксимальная расчетная статистическая нагрузка от колесной пары на рельсы, кН (тс)
РУ1Ш-957-Г	Грузовой		230,5 (23,5)
РУ1Ш-957-П	Пассажирский		176,6 (18,0)
РУ1Ш-957-Э	Немоторный электропоезда		186,4 (19,0)
РУ1Ш-957-Д	Немоторный дизель-поезда
РВ2Ш-957-Г	Грузовой		245,2 (25,0)

 

КОЛЕСО

Конструктивно вагонные колёса можно разделить на безбандажные (цельные); бандажные (составные, состоящие из колёсного центра, бандажа и предохранительного кольца); упругие, имеющие между бандажом и колёсным центром упругий элемент; раздвижные на оси, вращающие на оси колёса. По способу изготовления колёса делятся на катаные и литые, а в зависимости от размеров - по диаметру, измеренному в плоскости круга катания.

В эксплуатации колёса, перекатываясь по рельсовому пути, передают ему значительные статические и динамические нагрузки через небольшую площадь. Они работают в сложных условиях окружающей среды. Одновременно с этим в процессе торможения между колёсами и колодками, а также в контакте с рельсами возникают силы трения, вызывающие нагрев и износ обода, что способствует образованию в нём ряда дефектов. От исправного состояния колёс во многом зависит безопасность движения поездов.

Рис.1 Бандажное колесо

Учитывая сложные условия работы и необходимость обеспечения высокой надежности в эксплуатации, поверхность катания колеса должна обладать высокой прочностью, ударной вязкостью и износостойкостью, а металл диска и ступицы, удерживающейся на оси силами упругости, - необходимой вязкостью. Этим требованиям удовлетворяют составные колёса (рис. 1), в которых бандаж можно изготовлять из стали повышенной прочности и твёрдости, а колёсный центр - из более вязкой и дешёвой стали. Кроме того, при достижении предельного износа или появления другого повреждения в эксплуатации бандаж можно заменить без смены колёсного центра. Однако в современных условиях эксплуатации железных дорог из-за существенных недостатков по прочности и надёжности, значительной трудоёмкости формирования колёсной пары и повышенной массе бандажные колёса в нашей стране были заменены на безбандажные. Причём, наиболее совершенными и надёжными в эксплуатации признаны стальные цельнокатаные. Конструкция, размеры и технология изготовления колёс определяются Госстандартами.

Стальное цельнокатаное колесо (рис.2) состоит из обода 1, диска 2 и ступицы 3. Рабочая часть колеса представляет собой поверхность катания 4. Номинальный размер ширины обода составляет 130 мм. На расстоянии 70 мм от внутренней грани а обода, являющейся базовой, расположен воображаемый круг катания, используемый для измерения специальными инструментами диаметра колеса, толщины обода и проката.

Рис. 2. Стальное цельнокатаное вагонное колесо: 1 - обод; 2 - диск; 3 - ступица

Противоположная грань б называется наружной. Ступица 3 объединена с ободом 1 диском 2, расположенным под некоторым углом к плоскости круга катания, что придает колесу упругость и способствует снижению уровня динамических сил во время движения вагона. Ступица служит для посадки колеса на подступичной части оси. Поверхность катания 4 обрабатывается по стандартному профилю.

В соответствии с ГОСТ 10791 цельнокатаные колёса изготовляют из сталей двух марок: 1 - для пассажирских вагонов локомотивной тяги, немоторных вагонов электро- и дизель-поездов; 2 - для грузовых вагонов дорог колеи 1520 мм с нагрузкой от оси на рельсы до 228 кН. Ободья колёс подвергаются упрочняющей термической обработке путём прерывистой закалки и отпуска.

На процессы взаимодействия колёс с рельсами и безопасность движения поездов существенно влияет профиль поверхности катания. Стандартный профиль поверхности обода колеса (рис. 3, а) распространяется на колёса для колёсных пар грузовых и пассажирских вагонов локомотивной тяги, немоторных вагонов электро- и дизель-поездов, а также путевых машин. Профиль поверхности обода колеса, приведенный на рис. 3 б, применяется для колес колесных пар пассажирских вагонов, эксплуатируемых со скоростями движения свыше 160 км/ч, а для колёс вагонов промышленного транспорта используется специальный криволинейный профиль (рис. 3, в).

Каждый из приведенных профилей поверхности катания колеса имеет гребень, служащий для направления движения и предохранения от схода колёсной пары. Он имеет высоту 28 мм, измеряемую от его вершины до горизонтальной линии, проходящей через точку пересечения круга катания с профилем. Угол наклона наружной грани гребня оказывает влияние на безопасность движения: его увеличение повышает устойчивость колёсной пары на рельсах и уменьшает износ. Стандартный профиль (рис. 3, а)имеет конусность рабочей части 1:10, которая обеспечивает центрирование колёсной пары при её движении на прямом участке пути и предотвращает образование неравномерного износа по ширине обода колеса, а также улучшает прохождение кривых участков пути. Вместе с тем, конусность 1:10 создает условия для появления извилистого движения, что неблагоприятно влияет на плавность хода вагона. Поверхность профиля катания колеса с конусностью 1:3,5 гораздо реже катится по рельсу, поэтому она меньше изнашивается. Благодаря наличию этой конусности и фаски 6 мм х 45° наружная грань б (рис. 2) приподнимается над головкой рельса даже при наличии допустимого проката, наплыва металла и других дефектов поверхности катания колёс, обеспечивая безопасный проход стрелочных переводов.

Профиль поверхности катания обода для колёсных пар пассажирских вагонов, эксплуатируемых со скоростями движения свыше 160 км/ч (рис. 3, б), имеет горизонтальную площадку между размерами от 60,7 до 70 мм, а далее конусности 1:50; 1:10; 1:3,5 – и фаску 6 мм х 45^о. Наружная грань гребня составляет 65^о к горизонтали вместо 60^о, как это предусмотрено в стандартном профиле (рис. 3, а), переходные радиусы закруглений также изменены. Цилиндрическая часть катания, обработанная в соответствие с горизонтальной частью профиля, исключает извилистое движение колёсной пары. Вместе с уменьшенной конусностью до 1:50 рабочей части колеса она не допускает ухудшения плавности хода вагона. Увеличение угла наклона наружной грани гребня совместно с изменением профиля рабочей части поверхности катания колеса улучшает устойчивость движения колёсной пары, способствует уменьшению износа гребня, повышает безопасность движения вагонов скоростных поездов.

Неисправности колесных пар.

В эксплуатации возможны следующие неисправности колесных пар: износ бандажей по кругу катания и гребня; выщерблины и раковины на поверхности катания бандажей; ослабление посадки бандажа на колесном центре; ослабление бандажного кольца в пазу бандажа; трещины и излом бандажей, трещины в оси; износ моторно-осевых шеек, повреждение зубчатого колеса; ослабление пальцев привода на колесном центре; ослабление посадки фланцев привода на полом валу и трещины по сварке; забоины и наклеп оси полым валом из-за нарушения его центровки и некоторые другие.

Нередки случаи появления на поверхности катания бандажей ползунов и выбоин в результате заклинивания колесных пар при неправильном торможении, изломе зубьев тяговой передачи, разрушении якорных и буксовых подшипников. Длительные режимы торможения при большом усилии прижатия колодок разогревают бандажи до высокой температуры, а резкое охлаждение приводит к появлению на бандаже мелких закалочных трещин.

Ослабление бандажа и его проворот могут произойти из-за недостаточного натяга при посадке на колесный центр или из-за нарушения режимов торможения (торможение с сильным разогревом бандажей, отпуск тормозов и снова резкое торможение).

Трещины в оси колесной пары могут возникать в местах переходов от одного сечения к другому из-за нарушения плавности переходов при обработке, в местах посадки внутренних колец роликоподшипников и колесных центров, в шейках моторно-осевых подшипников. Эти места являются зонами повышенной концентрации напряжений. Трещины в шейках моторно-осевых подшипников появляются, как правило, при сильном нагреве подшипников из-за отсутствия смазки. Особенно опасно в таких случаях резкое охлаждение подшипников водой или снегом.

Бандажи обтачивают на специальных станках с выкаткой и без выкатки колесных пар из-под тепловоза.

Задиры на шейках оси устраняют обточкой и шлифовкой с последующей накаткой. Уменьшение диаметра шеек оси под моторно-осевые подшипники допускается не более 12 мм, а полого вала — не более 5 мм. Продольные трещины на полом валу в любом его месте, задиры глубиной до 0,5 мм зачищают с плавным переходом на поверхность.

Выписка из ПТЭ

Расстояние между внутренними гранями колес у ненагруженной колесной пары должно быть 1440 мм. У локомотивов и вагонов, а также ССПС, обращающихся в поездах со скоростью:

до 120 км/ч отклонения допускаются в сторону увеличения и уменьшения не более 3 мм, у подвижного состава, не имеющего выхода на пути общего пользования, отклонения допускаются в сторону увеличения и уменьшения не более 3 мм.

свыше 120 км/ч до 140 км/ч, отклонения допускаются в сторону увеличения не более 3 мм и в сторону уменьшения не более 1 мм;

14. Не допускается выпускать в эксплуатацию и к следованию в поездах подвижной состав с трещиной в любой части оси колесной пары или трещиной в ободе, диске и ступице колеса, при наличии остроконечного наката на гребне колеса, а также при следующих износах и повреждениях колесных пар, нарушающих нормальное взаимодействие пути и подвижного состава:

прокат по кругу катания у локомотивов, а также у МВПС и пассажирских вагонов в поездах дальнего сообщения - более 7 мм, МВПС и ССПС и пассажирских вагонов в поездах местного и пригородного сообщений - более 8 мм, у вагонов рефрижераторного парка и грузовых вагонов - более 9 мм при скоростях движения до 120 км/ч, - более 5 мм

толщина гребня менее 25 мм и более 33 мм при скоростях движения до 120 км/ч; менее 28 мм и более 33 мм при скоростях движения свыше 120 км/ч до 140 км/ч,у локомотивов при измерении на расстоянии 20 мм от вершины гребня при высоте гребня 30 мм, а у подвижного состава с высотой гребня 28 мм - при измерении на расстоянии 18 мм от вершины гребня,

у подвижного состава на путях необщего пользования - менее 22 мм;

вертикальный подрез гребня высотой более 18 мм, измеряемый специальным шаблоном при скоростях движения до 120 км/ч;

ползун (выбоина) на поверхности катания у локомотивов, мотор-вагонного и специального подвижного состава, а также у тендеров паровозов и вагонов с роликовыми буксовыми подшипниками более 1 мм, а у тендеров с подшипниками скольжения более 2 мм при скоростях движения до 120 км/ч.

При обнаружении в пути следования у вагона, прицепного вагона МВПС или тендера с роликовыми буксовыми подшипниками, ползуна (выбоины) глубиной более 1 мм, но не более 2 мм разрешается довести такой вагон (тендер) без отцепки от поезда (пассажирский со скоростью не свыше 100 км/ч, грузовой - не свыше 70 км/ч) до ближайшего пункта технического обслуживания, имеющего средства для замены колесных пар.

При величине ползуна у вагонов, прицепных вагонов МВПС от 2 до 6 мм, у локомотива и моторного вагона МВПС, а также ССПС от 1 до 2 мм допускается следование поезда до ближайшей станции со скоростью 15 км/ч;

при величине ползуна, соответственно, свыше 6 до 12 мм и свыше 2 до 4 мм - со скоростью 10 км/ч, где колесная пара должна быть заменена;

При отсутствии шаблона допускается на остановках в пути следования глубину ползуна определять по его длине по следующим данным:

Диаметр колес по кругу катания

Длина ползуна при его глубине

0,5

при ползуне свыше 12 мм у вагона и тендера, свыше 4 мм у локомотива и моторного вагона МВПС разрешается следование со скоростью 10 км/ч при условии вывешивания или исключения возможности вращения колесной пары. Локомотив при этом должен быть отцеплен от поезда, тормозные цилиндры и тяговый электродвигатель (группа электродвигателей) поврежденной колесной пары отключены. Глубину ползуна измерять абсолютным шаблоном.

Запрещается выдавать в поезда. Подвижной состав с колесными парами, имеющими хотя бы один из следующих дефектов или отступлений:

а) выщерблину, раковину, вмятину на поверхности катания глубиной более 23мм или длиной более 10мм.

б) выщерблину или вмятину на вершине гребня длиной более 4мм.

в) разницу бандажей колесных пар в комплекте под секцией в пассажирском движении более 12мм,в грузовом движении более 16мм постоянного тока,тепловозы и электровозы переменного тока более 20мм

г) разницу прокатов у левой и правой стороны кол. пары более 2мм

д) ослабление бандажа на колесном центре, оси ступице, зубчатого колеса на оси или ступице колесного центра.

е) опасную форму гребня \параметр крутизны измеряемую шаблоном УТ-1.

ж) остроконечный накат гребня в зоне поверхности на расстоянии 2мм от вершины гребня и до 13мм от круга катания.

з) острые поперчечные риски и задиры на шейках и предподступичных частях оси.

и) протертое место на средней части оси глубиной более 4мм

к) местное или общее уширение бандажа или цельнокатанного колеса более 6мм.

л) ослабление бандажного кольца в сумме длиной более 30 % не более

чем в 3-х местах, а также ближе 100мм от замка

м) толщина бандажа менее 45мм, в бесснежное время с разрешения владельца инфраструктуры не менее 40мм /ВЛ 10,11,15/

н) трещину в ободе, диске, ступице и бандаже колеса

о) кольцевые выработки на поверхности катания у основания гребня более 1 мм глубиной, а на уклоне 1:7 глубиной более 2 мм и шириной 15

При наличии выработки на других участках, они приравниваются к выработкам у основания гребня.

 

НЕИСПРАВНОСТИ КОЛЕСНЫХ ПАР

 

 

Трещины в колесном центре: 1- около обода; 2 – у отверстия; 3 – около ступицы.

 

Значений

Более допускаемых значений

Ступицы на оси

Бандажа на колесном центре

Косая

Не реже одного раза в месяц у всех колесных пар парка тепловозов специальными шаблонами измеряют прокат, толщину гребня и бандажа.

КЛАССИФИКАЦИЯ КОЛЕСНЫХ ПАР

Колёсная пара состоит из оси и двух укрепленных на ней колёс. Типы, основные размеры и технические условия на изготовление вагонных колёсных пар определены Государственными стандартами, а содержание и ремонт «Правилами технической эксплуатации железных дорог» (ПТЭ) и «Инструкция по осмотру, освидетельствованию, ремонту и формированию вагонных колесных пар ЦВ/3429», а также другими нормативными документами при проектировании, изготовлении и содержании. Конструкция и техническое состояние колёсных пар оказывают влияние на плавность хода, величину сил, возникающих при взаимодействии вагона и пути, и сопротивление движению.

Рис. 1. Колесная пара и форма шейки оси: 1 - ось; 2 - колесо; 3 - шейка; 4 - предподступичная часть;
5 - подступичная часть; 6 - средняя часть; 7 - нарезная часть

 

Тип колёсной пары определяется типом оси и диаметром колес (табл. 1).Согласно ГОСТ 4835-2006 устанавливают пять типов колесных пар с осями типов РУ1Ш и РВ2Ш и колесами диаметром по кругу катания 957 мм в зависимости от типа вагона и максимальной расчетной статической нагрузки от колесной пары на рельсы (таблица 1).

Таблица 1
Типы колесных пар вагонов

Тип колесной пары	Тип вагона	Конструкционная скорость вагона, км/час	Мксимальная расчетная статистическая нагрузка от колесной пары на рельсы, кН (тс)
РУ1Ш-957-Г	Грузовой		230,5 (23,5)
РУ1Ш-957-П	Пассажирский		176,6 (18,0)
РУ1Ш-957-Э	Немоторный электропоезда		186,4 (19,0)
РУ1Ш-957-Д	Немоторный дизель-поезда
РВ2Ш-957-Г	Грузовой		245,2 (25,0)

 

КОЛЕСО

Конструктивно вагонные колёса можно разделить на безбандажные (цельные); бандажные (составные, состоящие из колёсного центра, бандажа и предохранительного кольца); упругие, имеющие между бандажом и колёсным центром упругий элемент; раздвижные на оси, вращающие на оси колёса. По способу изготовления колёса делятся на катаные и литые, а в зависимости от размеров - по диаметру, измеренному в плоскости круга катания.

В эксплуатации колёса, перекатываясь по рельсовому пути, передают ему значительные статические и динамические нагрузки через небольшую площадь. Они работают в сложных условиях окружающей среды. Одновременно с этим в процессе торможения между колёсами и колодками, а также в контакте с рельсами возникают силы трения, вызывающие нагрев и износ обода, что способствует образованию в нём ряда дефектов. От исправного состояния колёс во многом зависит безопасность движения поездов.

Рис.1 Бандажное колесо

Учитывая сложные условия работы и необходимость обеспечения высокой надежности в эксплуатации, поверхность катания колеса должна обладать высокой прочностью, ударной вязкостью и износостойкостью, а металл диска и ступицы, удерживающейся на оси силами упругости, - необходимой вязкостью. Этим требованиям удовлетворяют составные колёса (рис. 1), в которых бандаж можно изготовлять из стали повышенной прочности и твёрдости, а колёсный центр - из более вязкой и дешёвой стали. Кроме того, при достижении предельного износа или появления другого повреждения в эксплуатации бандаж можно заменить без смены колёсного центра. Однако в современных условиях эксплуатации железных дорог из-за существенных недостатков по прочности и надёжности, значительной трудоёмкости формирования колёсной пары и повышенной массе бандажные колёса в нашей стране были заменены на безбандажные. Причём, наиболее совершенными и надёжными в эксплуатации признаны стальные цельнокатаные. Конструкция, размеры и технология изготовления колёс определяются Госстандартами.

Стальное цельнокатаное колесо (рис.2) состоит из обода 1, диска 2 и ступицы 3. Рабочая часть колеса представляет собой поверхность катания 4. Номинальный размер ширины обода составляет 130 мм. На расстоянии 70 мм от внутренней грани а обода, являющейся базовой, расположен воображаемый круг катания, используемый для измерения специальными инструментами диаметра колеса, толщины обода и проката.

Рис. 2. Стальное цельнокатаное вагонное колесо: 1 - обод; 2 - диск; 3 - ступица

Противоположная грань б называется наружной. Ступица 3 объединена с ободом 1 диском 2, расположенным под некоторым углом к плоскости круга катания, что придает колесу упругость и способствует снижению уровня динамических сил во время движения вагона. Ступица служит для посадки колеса на подступичной части оси. Поверхность катания 4 обрабатывается по стандартному профилю.

В соответствии с ГОСТ 10791 цельнокатаные колёса изготовляют из сталей двух марок: 1 - для пассажирских вагонов локомотивной тяги, немоторных вагонов электро- и дизель-поездов; 2 - для грузовых вагонов дорог колеи 1520 мм с нагрузкой от оси на рельсы до 228 кН. Ободья колёс подвергаются упрочняющей термической обработке путём прерывистой закалки и отпуска.

На процессы взаимодействия колёс с рельсами и безопасность движения поездов существенно влияет профиль поверхности катания. Стандартный профиль поверхности обода колеса (рис. 3, а) распространяется на колёса для колёсных пар грузовых и пассажирских вагонов локомотивной тяги, немоторных вагонов электро- и дизель-поездов, а также путевых машин. Профиль поверхности обода колеса, приведенный на рис. 3 б, применяется для колес колесных пар пассажирских вагонов, эксплуатируемых со скоростями движения свыше 160 км/ч, а для колёс вагонов промышленного транспорта используется специальный криволинейный профиль (рис. 3, в).

Каждый из приведенных профилей поверхности катания колеса имеет гребень, служащий для направления движения и предохранения от схода колёсной пары. Он имеет высоту 28 мм, измеряемую от его вершины до горизонтальной линии, проходящей через точку пересечения круга катания с профилем. Угол наклона наружной грани гребня оказывает влияние на безопасность движения: его увеличение повышает устойчивость колёсной пары на рельсах и уменьшает износ. Стандартный профиль (рис. 3, а)имеет конусность рабочей части 1:10, которая обеспечивает центрирование колёсной пары при её движении на прямом участке пути и предотвращает образование неравномерного износа по ширине обода колеса, а также улучшает прохождение кривых участков пути. Вместе с тем, конусность 1:10 создает условия для появления извилистого движения, что неблагоприятно влияет на плавность хода вагона. Поверхность профиля катания колеса с конусностью 1:3,5 гораздо реже катится по рельсу, поэтому она меньше изнашивается. Благодаря наличию этой конусности и фаски 6 мм х 45° наружная грань б (рис. 2) приподнимается над головкой рельса даже при наличии допустимого проката, наплыва металла и других дефектов поверхности катания колёс, обеспечивая безопасный проход стрелочных переводов.

Профиль поверхности катания обода для колёсных пар пассажирских вагонов, эксплуатируемых со скоростями движения свыше 160 км/ч (рис. 3, б), имеет горизонтальную площадку между размерами от 60,7 до 70 мм, а далее конусности 1:50; 1:10; 1:3,5 – и фаску 6 мм х 45^о. Наружная грань гребня составляет 65^о к горизонтали вместо 60^о, как это предусмотрено в стандартном профиле (рис. 3, а), переходные радиусы закруглений также изменены. Цилиндрическая часть катания, обработанная в соответствие с горизонтальной частью профиля, исключает извилистое движение колёсной пары. Вместе с уменьшенной конусностью до 1:50 рабочей части колеса она не допускает ухудшения плавности хода вагона. Увеличение угла наклона наружной грани гребня совместно с изменением профиля рабочей части поверхности катания колеса улучшает устойчивость движения колёсной пары, способствует уменьшению износа гребня, повышает безопасность движения вагонов скоростных поездов.

Технологический процесс изготовления цельнокатаного колеса

Для изготовления колес используют стальные слитки массой 3,4 - 4 т, которые раскраивают на шесть - семь заготовок, используя слиткоразрезные станки с последующей ломкой на прессах усилием 1960 - 4067 кН.

Нарезанные заготовки 1 подают в кольцевые газовые печи для нагрева в течение 5,6 - 6,0 ч.

· После нагрева производится предварительная осадка 2 (усилием 19600 кН)

· Затем производится осадка в кольце 3.

· Выполняется разгонка металла пуансоном 4 (усилием 4960 кН).

· Предварительная формовка ступицы и прилегающей к ней части диска 5 (усилием 9800 кН).

· Прокатка обода и прилегающей к нему части диска 6.

· Выгибка диска и калибровка геометрической формы колеса 7 (усилием 349 - 330 кН).

· Прошивка отверстия в ступице 8.

Все процессы изготовления колес выполняются на прессопрокатной линии.

После этого колеса подают на противофлоксную обработку, которая ведется в конвейерных печах путем нагрева до 400 - 650^оС, выдержка при этой температуре не менее 4,5 ч. Все колеса подвергают прерывистой закалке и отпуску на специальных установках. Перед закалкой колеса нагревают в кольцевых печах до температуры 800 – 850^оС в течение от 80 до 110 мин. Затем колесо укладывают на специальный стол, который поворачивается в вертикальное положение. С помощью приводного ролика колесо вращается и одновременно его обод охлаждается водой, имеющей температуру 20 – 35^оС в течение 100 - 200 с. После закалки колесо возвращается в горизонтальное положение. Колеса складывают в стороны для остывания в течение 30 - 40 мин, а затем их передают для отпуска в кольцевые электропечи.

Отпуск производится в течение 2,5 - 3,0 ч при температуре 470 - 520^оС. После термообработки колеса поступают на механическую обработку, которая выполняется на специальных станках. Механической обработке подлежат: поверхность катания; гребень; торцевая поверхность обода с внутренней стороны торцов и отверстие ступицы.

Колеса подвергают ударным испытаниям на копровых установках. Для этого колесо подается на копер, где на него падает груз массой 1 - 3 т с высоты 11 м.

В процессе изготовления колес на наружной грани обода в горячем состоянии наносят клейма.

Клейма на колесе

 

Неисправности колесных пар.

В эксплуатации возможны следующие неисправности колесных пар: износ бандажей по кругу катания и гребня; выщерблины и раковины на поверхности катания бандажей; ослабление посадки бандажа на колесном центре; ослабление бандажного кольца в пазу бандажа; трещины и излом бандажей, трещины в оси; износ моторно-осевых шеек, повреждение зубчатого колеса; ослабление пальцев привода на колесном центре; ослабление посадки фланцев привода на полом валу и трещины по сварке; забоины и наклеп оси полым валом из-за нарушения его центровки и некоторые другие.

Нередки случаи появления на поверхности катания бандажей ползунов и выбоин в результате заклинивания колесных пар при неправильном торможении, изломе зубьев тяговой передачи, разрушении якорных и буксовых подшипников. Длительные режимы торможения при большом усилии прижатия колодок разогревают бандажи до высокой температуры, а резкое охлаждение приводит к появлению на бандаже мелких закалочных трещин.

Ослабление бандажа и его проворот могут произойти из-за недостаточного натяга при посадке на колесный центр или из-за нарушения режимов торможения (торможение с сильным разогревом бандажей, отпуск тормозов и снова резкое торможение).

Трещины в оси колесной пары могут возникать в местах переходов от одного сечения к другому из-за нарушения плавности переходов при обработке, в местах посадки внутренних колец роликоподшипников и колесных центров, в шейках моторно-осевых подшипников. Эти места являются зонами повышенной концентрации напряжений. Трещины в шейках моторно-осевых подшипников появляются, как правило, при сильном нагреве подшипников из-за отсутствия смазки. Особенно опасно в таких случаях резкое охлаждение подшипников водой или снегом.

Бандажи обтачивают на специальных станках с выкаткой и без выкатки колесных пар из-под тепловоза.

Задиры на шейках оси устраняют обточкой и шлифовкой с последующей накаткой. Уменьшение диаметра шеек оси под моторно-осевые подшипники допускается не более 12 мм, а полого вала — не более 5 мм. Продольные трещины на полом валу в любом его месте, задиры глубиной до 0,5 мм зачищают с плавным переходом на поверхность.

Выписка из ПТЭ

Расстояние между внутренними гранями колес у ненагруженной колесной пары должно быть 1440 мм. У локомотивов и вагонов, а также ССПС, обращающихся в поездах со скоростью:

до 120 км/ч отклонения допускаются в сторону увеличения и уменьшения не более 3 мм, у подвижного состава, не имеющего выхода на пути общего пользования, отклонения допускаются в сторону увеличения и уменьшения не более 3 мм.

свыше 120 км/ч до 140 км/ч, отклонения допускаются в сторону увеличения не более 3 мм и в сторону уменьшения не более 1 мм;

14. Не допускается выпускать в эксплуатацию и к следованию в поездах подвижной состав с трещиной в любой части оси колесной пары или трещиной в ободе, диске и ступице колеса, при наличии остроконечного наката на гребне колеса, а также при следующих износах и повреждениях колесных пар, нарушающих нормальное взаимодействие пути и подвижного состава:

прокат по кругу катания у локомотивов, а также у МВПС и пассажирских вагонов в поездах дальнего сообщения - более 7 мм, МВПС и ССПС и пассажирских вагонов в поездах местного и пригородного сообщений - более 8 мм, у вагонов рефрижераторного парка и грузовых вагонов - более 9 мм при скоростях движения до 120 км/ч, - более 5 мм

толщина гребня менее 25 мм и более 33 мм при скоростях движения до 120 км/ч; менее 28 мм и более 33 мм при скоростях движения свыше 120 км/ч до 140 км/ч,у локомотивов при измерении на расстоянии 20 мм от вершины гребня при высоте гребня 30 мм, а у подвижного состава с высотой гребня 28 мм - при измерении на расстоянии 18 мм от вершины гребня,

у подвижного состава на путях необщего пользования - менее 22 мм;

вертикальный подрез гребня высотой более 18 мм, измеряемый специальным шаблоном при скоростях движения до 120 км/ч;

ползун (выбоина) на поверхности катания у локомотивов, мотор-вагонного и специального подвижного состава, а также у тендеров паровозов и вагонов с роликовыми буксовыми подшипниками более 1 мм, а у тендеров с подшипниками скольжения более 2 мм при скоростях движения до 120 км/ч.

При обнаружении в пути следования у вагона, прицепного вагона МВПС или тендера с роликовыми буксовыми подшипниками, ползуна (выбоины) глубиной более 1 мм, но не более 2 мм разрешается довести такой вагон (тендер) без отцепки от поезда (пассажирский со скоростью не свыше 100 км/ч, грузовой - не свыше 70 км/ч) до ближайшего пункта технического обслуживания, имеющего средства для замены колесных пар.

При величине ползуна у вагонов, прицепных вагонов МВПС от 2 до 6 мм, у локомотива и моторного вагона МВПС, а также ССПС от 1 до 2 мм допускается следование поезда до ближайшей станции со скоростью 15 км/ч;

при величине ползуна, соответственно, свыше 6 до 12 мм и свыше 2 до 4 мм - со скоростью 10 км/ч, где колесная пара должна быть заменена;

При отсутствии шаблона допускается на остановках в пути следования глубину ползуна определять по его длине по следующим данным:

Диаметр колес по кругу катания

Длина ползуна при его глубине

0,5

при ползуне свыше 12 мм у вагона и тендера, свыше 4 мм у локомотива и моторного вагона МВПС разрешается следование со скоростью 10 км/ч при условии вывешивания или исключения возможности вращения колесной пары. Локомотив при этом должен быть отцеплен от поезда, тормозные цилиндры и тяговый электродвигатель (группа электродвигателей) поврежденной колесной пары отключены. Глубину ползуна измерять абсолютным шаблоном.

Запрещается выдавать в поезда. Подвижной состав с колесными парами, имеющими хотя бы один из следующих дефектов или отступлений:

а) выщерблину, раковину, вмятину на поверхности катания глубиной более 23мм или длиной более 10мм.

б) выщерблину или вмятину на вершине гребня длиной более 4мм.

в) разницу бандажей колесных пар в комплекте под секцией в пассажирском движении более 12мм,в грузовом движении более 16мм постоянного тока,тепловозы и электровозы переменного тока более 20мм

г) разницу прокатов у левой и правой стороны кол. пары более 2мм

д) ослабление бандажа на колесном центре, оси ступице, зубчатого колеса на оси или ступице колесного центра.

е) опасную форму гребня \параметр крутизны измеряемую шаблоном УТ-1.

ж) остроконечный накат гребня в зоне поверхности на расстоянии 2мм от вершины гребня и до 13мм от круга катания.

з) острые поперчечные риски и задиры на шейках и предподступичных частях оси.

и) протертое место на средней части оси глубиной более 4мм

к) местное или общее уширение бандажа или цельнокатанного колеса более 6мм.

л) ослабление бандажного кольца в сумме длиной более 30 % не более

чем в 3-х местах, а также ближе 100мм от замка

м) толщина бандажа менее 45мм, в бесснежное время с разрешения