Основные неисправности колесных пар и причины их возникновения. — КиберПедия 

Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...

Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...

Основные неисправности колесных пар и причины их возникновения.

2017-11-16 10537
Основные неисправности колесных пар и причины их возникновения. 5.00 из 5.00 12 оценок
Заказать работу

От исправного состояния колесных пар локомотива зависит безо­пасность движения поездов. Характерными неисправностями их яв­ляются: износ бандажей — прокат, выбоины или ползуны, подрез гребня; ослабление бандажа, колесного центра, зубчатого колеса; трещины, вмятины, отколы зубьев зубчатого колеса; трещины, рис­ки, забоины, вмятины на шейках оси и др. Выбоины или ползуны на поверхности катания бандажа образуются вследствие закли­нивания колесных пар при неправильном торможении, разрушении роликоподшипников, заклинивании зубчатой передачи. Вертикальный подрез гребня и остроконечный накат возникают при неправильной установке колесных пар в раме тележки или работе тепловозов на участках с кривыми малого радиуса. При перекосе колесной пары в раме происходит набегание на рельс греб­ня бандажа отстающего колеса и поперечное скольжение бандажа по рельсу.

При движении локомотива происходит износ бандажей по кругу катания, называемый прокатом. На поверхности катания бандажей могут быть трещины, плены, раковины и выщербины. Под раковинами понимаются пороки металлургического происхож­дения в виде неметаллических включений (песка, шлака) внутри металла и пустот от усадки металла при неравномерном остывании, выходящих на поверхность катания колеса по мере его износа. Выщербины — это выкрашивание кусочков металла на поверхности катания колеса, возникающие в следствии технического износа. Ослабление бандажа на колесном центре происходит при недостаточном натяге, нарушении температурного режима при посадке бандажа (неравномерный нагрев, быстрое остывание), а также при заклинивании колесных пар при торможении. Ослабление посадки колесного центра или зубчатого колеса на оси возникает, как правило, при нарушении их напрессовки. Дефекты зубьев в зубчатой передаче возникают вследствие частого боксования колесных пар, износа в зубьях и нарушениях зацепления, загряз­нения и недостатка смазки в тяговом редукторе. Трещины и плены на поверхности оси образуются из-за скрытых пороков металла (пустот, неметаллических включений, микротрещин) и усталости металла от значительной знакоперемен­ной нагрузки, действующей на ось. Риски, забоины, вмятины на оси — результат неосторожного обращения в процессе перемещения, при хранении колесных пар, неправильного монтажа и проворачи­вания внутренних колец роликоподшипников, загрязнения и недоста­точного количества смазки.

При взаимодействии пути и подвижного состава возникают контактные напряжения в точках соприкосновения колес с рельсами.

В результате этих напряжений при движении колес по рельсам происходит естественный износ трущихся поверхностей, а также их упругие и пластические деформации и усталостные разрушения.
Ось колесной пары работает под воздействием больших статистических и динамических нагрузок и подвергается знакопеременным напряжениям изгиба.

Кроме того, она испытывает дополнительные напряжения сжатия в местах прессовых соединений с колесами и воспринимает удары от рельсов при наличии дефектов на поверхности катания колес и на стыках.

На работоспособность оси влияют различные технологические нарушения при ее изготовлении и обработке. Сочетание ряда этих факторов способствует возникновению в оси местных перенапряжений, которые совместно с усталостными явлениями приводят к образованию трещин.
При достижении установленных величин износа или появлении повреждений, угрожающих безопасности движения, колесные пары изымают из эксплуатации для ремонта или исключают из инвентаря.
Правилами технической эксплуатации железных дорог СНГ не допускаются к следованию в поездах вагоны с поперечной трещиной в любой части оси колесной пары, а также при наличии износов и повреждений, нарушающих нормальное взаимодействие пути и подвижного состава.

К числу таких неисправностей относятся:

- прокат по кругу катания более допускаемых размеров,

- износ гребня до предельно допустимой толщины его,

- вертикальный подрез и остроконечный накат,

- толщина и ширина обода колеса менее допустимых размеров, а также местное уширение,

- дефекты на поверхности катания в виде ползунов, выщербин, кольцевых выработок больше допускаемых.

Изымаются также из эксплуатации колесные пары, у которых обнаружены трещины в любой части колеса, продольные трещины в осях более допустимых размеров, задиры шеек и предпоступичных частей, предельная протертость на средней части оси, следы контакта с электродом или электросварочным проводом, расстояние между внутренними гранями колес больше или меньше допустимого, сдвиг или ослабление ступицы колеса на оси.К неисправностям цельнокатаных колес относят износы, дефекты поверхности катания, трещины и изломы.

Износ поверхности катания колеса является следствием естественного, нормального изнашивания и истирания тормозными колодками. В обычных условиях возникает равномерный прокат (кольцевая выработка).

Прокат-нормальный, естественный в эксплуатации износ поверхности катания колеса, происходящий в результате его деформации и истирания от рельсов и тормозных колодок.Прокат ухудшает плавность хода в кривых участках пути, вызывая дополнительное буксование, а следовательно, и повышенный износ колесной пары, и при максимальном его значении возникает опасность схода на стрелочных переводах.

Если поверхность катания обладает неодинаковым сопротивлением пластическим деформациям из-за местной неоднородности металла или неравномерно разупрочняется от нагрева при торможении или поверхностные дефекты развиваются по-разному, то образуется неравномерный прокат.

Характерные признаки неравномерности проката — местный наплыв на наружную грань, сужение фаски, смятие фаски, местное уширение дорожки качения.

При несимметричной насадке колес на ось, значительной разнице диаметров колес, - перекосах рамы тележки или неправильной установке колесной пары в тележке, а также под воздействием центробежной силы при длительном следовании вагона по участкам пути с крутыми кривыми у колесной пары колеса изнашиваются по-разному.

При этом появляются тонкий гребень, вертикальный подрез гребня и остроконечный накат. В последнем случае износ гребня сопровождается активной пластической деформацией металла от основания к вершине гребня из-за высокого контактного давления в месте взаимодействия его с головкой рельса.

Приостроконечном накате гребень становится тонким и острым и характеризуется выступом на сопряжении подрезанной части его с вершиной.
Разрушение поверхности катания смятием под многократным воздействием нормальных сил, когда направление деформации идет от круга катания на фаску, приводит к круговому наплыву металла, выходящему за наружную грань обода.

Кольцевые выработки на поверхности катания возникают под воздействием неметаллических тормозных колодок из-за их склонности к наволакиванию продуктов износа в условиях повышенной влажности.

В результате изнашивания в процессе эксплуатации и потерь металла при обточках поверхности катания обод колеса становится предельно тонким, а обточка внутренних граней колес может привести к минимально допустимой ширине обода.

 

К дефектам поверхности катания относят ползуны (плоские места), которые появляются в результате скольжения (юза) колеса по рельсу при заклинивании колесных пар вследствие действия неисправных тормозных устройств вагона, неправильного управления тормозами с локомотива или при контакте со съемным башмаком на сортировочной горке.

Ползуны крайне опасны. Они вызывают сильные удары колес о рельсы при движении вагонов. Так, колесо с ползуном глубиной 3 мм при движении груженого грузового вагона со скоростью 70 км/ч вызывает удар по рельсам, равнозначный удару от падения груза массой 100 кг с высоты 1 м.

При торможении в условиях нагрева и воздействия холодного воздуха на поверхности катания образуются местные очень твердые очаги в виде светлых (отбеленных) пятен овальной формы.

Интенсивная пластическая деформация сильно нагретого металла при кратковременном заклинивании вызывает смещение верхних слоев поверхности катания (навар).

Характерными дефектами поверхности катания являются выщербины — выкрошившиеся участки, иногда с наличием трещин или расслоений, идущих з глубину металла.

Выщербины различают по причинам возникновения. Одни выщербины развиваются по следам ползунов, светлым пятнам и «наварам». Они появляются из-за структурных изменений металла, возникают в результате образования микротрещин, особенно характерных для отбеленного слоя. Глубина таких выщербин редко достигает 3 мм.

Другие выщербины являются следствием усталостных поверхностных разрушений, а также развития небольших усталостных трещин с последующим отслоением или отрывом кусочков металла. Усталостные трещины образуются под действием долговременных многократно повторяющихся контактных нагрузок. Внутри усталостныхвыщербин часто бывают трещины, идущие в глубину под острым углом к поверхности катания.

Глубина выщербин может доходить до 15—20 мм. Возникают выщербины также из-за выкрашивания поперечных термотрещин, возникающих вследствие нагрева колес тормозными колодками. Выщербины имеют параллельные грани, расположенные поперечно поверхности катания. Размещаются группами.

Внутренние дефекты металлургического происхождения приводят к местному уширению обода колеса — раздавливанию его в зоне фаски или к поверхностному отколу у наружной грани. Откол кругового наплыва горочными замедлителями также относят к дефектам поверхности катания.

Трещины и изломы в ободе, диске и ступице колеса являются следствием дефектов металлургического и прокатного производства — неудовлетворительной термообработки, неметаллических включений и расслоений металла, неровностей от прокатки, а также возникают от действия ударных сил. Скрытые дефекты в колесах часто обнаруживаются при обработке резанием. Неисправности оси подразделяют на износы, трещины и изломы и др.

Они могут появиться вследствие нарушения технологии изготовления и ремонта осей, неправильного формирования колесных пар и монтажа буксовых комплектов, низкого качества подшипников, неправильной экплуатации колесных пар, а также из-за усталостных разрушений металла.

Износы осей в условиях нормальной работы являются естественными износами. Но и при этом при подшипниках скольжения образуются сверхдопустимые конусность и овальность шейки, а неправильная подгонка подшипников приводит к неравномерному износу галтелей и маломерности буртов.

Несоблюдение допусков при сборке букс, как с роликовыми, так и с подшипниками скольжения, отсутствие или недостаток смазки, попадание в буксу посторонних предметов нарушают нормальные условия трения скольжения или качения. Шейка входит в непосредственный контакт с трущимися деталями или их осколками, быстро нагревается.

На ее поверхности появляется недопустимый износ в виде круговых рисок, переходящих в глубокие рваные задиры. При подшипниках скольжения причиной нагрева букс могут быть неметаллические включения в баббитовую заливку, попадание песка и пыли в буксу. При роликовых подшипниках риски и задиры могут появиться вследствие проворачивания внутренних и лабиринтных колец из-за недостаточности натяга или их ослабления при начавшемся нагреве букс.

Продольные риски на шейках возникают при запрессовке и распрессовке закрепительных втулок с плохо зачищенными кромками на разрезах втулок. Протертость на средней части оси происходит от трения во время торможения рычагов и горизонтальных тяг неотрегулированной тормозной рычажной передачи.

Многократные проточки при ремонте приводят к уменьшению диаметров оси в любой ее части и увеличению длины шеек.

Поперечные трещины в осях наиболее опасны, могут привести к излому осей. Излом шейки происходит и от перегрева в случае несвоевременного выявления греющихся букс.

Основными причинами происхождения поперечных трещин являются усталостные явления. Но они появляются также вследствие перегрузки вагона, крушений и аварий, наличия недопустимых дефектов на поверхности катания колес.

На возникновение трещин в галтелях влияют повышенные напряжения в них при неравномерном износе, когда теряется плавность закругления и появляются концентраторы напряжений, а в подступичных частях неудовлетворительно качество формирования.
На средней части оси наблюдаются поперечные, продольные и наклонные трещины, являющиеся следствием наличия в верхних слоях металла неметаллических включений, закатов, плен, забоин. Когда наклонные трещины составляют с горизонтальной осевой линией угол 30° и менее, то они относятся к продольным, а если угол наклона более 30°, то трещина считается поперечной.

Прочими неисправностями оси считают: цвета побежалости на шейке оси — следы перегрева буксы, сварочные ожоги — следы касания электродом или оголенным проводом, что может привести к образованию трещин из-за структурных изменений металла оси, намины на шейке от закрепительной втулки или внутреннего кольца роликового подшипника, забоины и вмятины, возникающие при небрежной транспортировке и складировании, изогнутость оси из-за пластической деформации от ударов при крушениях и авариях, разработка центрового отверстия, повреждение торцового крепления роликовых_подшипников.

Неисправности колесных пар включают в себя признаки ослабления ступицы и ее сдвиг на оси, овальность и эксцентричность колес по кругу катания и разность диаметров колес на одной колесной паре более допускаемых норм, а также несоответствие установленным допускам расстояния между внутренними гранями колес.

Износ гребня образуется от соприкосновения с рельсом вследствие извилистого движения колёсной пары на прямых участках пути и при прохождении вагона по кривым.

Таблица 1

Пассажирские вагоны Наименьшая толщина при ремонте, мм
заводском деповском текущем текущем
    отцепочном безотцепочном
обращающиеся в поездах со скоростью свыше 120 до 140 км\ч        
обращающиеся в поездах со скоростью свыше 140 до 160 км\ч        
обращающиеся в поездах со скоростью до 120 км\ч        

Допускаемая толщина гребня колёс, измеренная на расстоянии 18 мм от его вершины, при подкатке колёсных пар под вагоны, выпускаемые из деповского, текущего оценочного ремонтов, а так же у вагонов, находящихся в эксплуатации, приведена в таблице 2.

Таблица 2

Пассажирские вагоны Толщина гребня при ремонте, мм
заводском деповском текущем
     
обращающиеся в поездах со скоростью свыше 120 до 140 км\ч 30-33 30-33 28-33
обращающиеся в поездах со скоростью свыше 140 до 160 км\ч 32-33 32-33 30-33

 

Трещины чаще всего возникают в подступичной части оси с внутренней стороны ступицы колеса и реже в средней части. Причиной появления трещин в осях могут служить удары, испытываемые колёсной парой при неудовлетворительном качестве формирования колёсной пары, при погрузке и разгрузке колёсных пар.

Если при формировании колёсной пары ступица колеса или подступичная часть оси будет обработана с большой конусностью или овальностью, то после напрессовки колеса усилие, удерживающее его на оси, будет распределяться неравномерно по подступичной части, что вызовет местные напряжения в оси, способствующие появлению трещин. Отсутствие фаски на внутренней грани ступицы колеса также может явиться причиной появления трещины.

Возникновение трещин на средней части оси объясняется главным образом наличием в верхнем слое металла неметаллических включений, плен, закатов, забоин и других пороков.

Трещины в осях выявляют дефектоскопами, а в эксплуатации под вагонами - наружным осмотром по признакам, к которым относятся иней, вздувшаяся краска, а так же скопление пыли в виде валика под трещиной. При обнаружении в оси поперечной трещины колёсную пару бракуют.

Протёртость оси колёсной пары в средней части вызывается неправильной сборкой и регулировкой рычажной передачи тормоза. В эксплуатации такая потёртость допускается на глубину не более 2,5 мм, а при выпуске вагонов из периодического ремонта – не более 2 мм. Потёртость в предступичной части появляется от трения стенок заднего выреза буксы об ось при неправильной сборке буксового узла и других причин.

Изогнутость оси возникает в результате несоблюдения требований при её изготовлении и повреждений в эксплуатации. Для определения изогнутости оси у сформированной колёсной пары измеряют расстояния между внутренними гранями ободьев колёс в четырёх диаметрально противоположных точках. Наличие разности этих расстояний в двух диаметрально противоположных точках более 2мм свидетельствует об изогнутости оси или неисправности колеса.

Ослабление и сдвиг колеса на оси могут произойти от неправильного натяга, допущенного при напрессовке колеса на ось, грубой и неправильной расточки ступицы колеса и обточки подступичной части оси. Признаками ослабления насадки ступицы является выступление ржавчины или масла у ступицы с внутренней стороны колеса, трещина краски по всему периметру в соединении со ступицей.

Сдвиг колеса на оси или неправильную напрессовку его определяют измерением в четырёх точках расстояния между внутренними гранями колёс и несоответствием этого расстояния установленным размерам.

При наличии признаков ослабления прочность посадки колеса на оси проверяют на гидравлическом прессе. Если сдвиг колеса от середины в сторону шеек при усилии 75-85тс не произошёл, колёсная пара признаётся годной к эксплуатации. Кольцевые трещины в диске колеса могут появляться от тугой запрессовки последнего на ось. Колёсные пары с трещинами в ободьях и дисках цельнокатаных колёс не допускаются к эксплуатации.


Поделиться с друзьями:

Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...

Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.031 с.