2.3 Изготовление колес

Колесные центры выполняются литыми и катаными. Ли­тые отливаются из углеродистой мартеновской стали или электростали 20 или 25Л (ГОСТ 4491—81).

Катаные колесные центры изготавливаются из среднеуглеродистой стали повышенной прочности, что позволяет уменьшить их конструкционную массу. В настоящее время по техническим условиям (ГОСТ Р 55498 – 2013) изготавливают катаные центры для электровозов серии ЭП2К, 2ЭС6, 2ЭС10.

Бандажи для грузовых, пассажирских, маневровых локомотивов и электропоездов изготовляются из болванок стали марки 2 мартеновского, кислородно-конверторного или электропечного производства (ГОСТ 398—2010).

Механическая обработка колесных центров и бандажей колес производится на карусельных станках. У колесных центров растачивается ступица и обтачивается обод, у бан­дажей — внутренняя посадочная поверхность, канавка для стопорного кольца и усик. Наружный диаметр и боковая по­верхность бандажа со стороны гребня обтачиваются после сборки колесной пары.

Безбандажные колеса отливаются из чугуна с отбеленным ободом, литейной стали и изготовля­ются методом прокатки (ГОСТ 10791-2011).

Исходным материалом для их изготовления являются литые комплект­ные слитки весом около 3 т. Со склада эти слитки посту­пают на мощные многорезцовые токарные станки, где ре­жутся на заготовки с оставлением шейки. На прессе про­изводится разлом слитков на заготовки. Последние взвешиваются, сортируются и клеймятся, а за­тем передаются на склад. Отсюда они поплавочно посту­пают в методическую печь, где производится их форсиро­ванный нагрев. Для выравнивания температуры и оконча­тельного нагрева до температуры прокатки (1200— 1250°С) обычно предусматривается дополнительный нагрев заготовок еще и в камерной печи. Из камерной печи заготовки пере­даются в машину для обивки окалины (удаление окалины предупреждает появление заката и браковку колес на опера­циях штамповки), а затем на парогидравличе-

Рисунок 2.4 – Технологическая схема производства цельнокатаных колес

ский пресс для осадки и прошивки. Пресс мощностью 2000 т оборудован двумя передвижными столами и специальными лапами для захвата заготовки. Осадка заготовки производится на первом столе. Затем ее захватывают лапами, приподнима­ют, подводят под второй стол и опускают в штамп. После этого вставляется пробойник, которым и прошивают заготовку прессом 5000 т. Пробойник вместе с выдавкой выпадает по специальному ручью в штампе. Следующая операция — штамповка колеса — выполняется в штампах на прессах мощностью 10000 т. Прошитая заготовка вынимается краном из кольца штампа осадочного пресса и надевается на оправку нижнего штампа, установленного на подвижном сто­ле штамповочного пресса. Затем стол подводится под верхний штамп и производится штамповка колеса. После штамповки заготовка колеса передается на прокатный стан. Прокатка имеет целью образование профиля обода колеса и обжатия его на нужный диаметр.

После прокатки колесо передается на пресс мощностью 3500 т для выгибки и калибровки диска. Выгибка диска обеспечивает возможность деформации колеса при охлаждении и тем предупреждает появление в нем остаточ­ных температурных напряжений. Колесо укладывается на нижний штамп при выдвинутом столе. Затем нижний штамп с коле­сом подводится под верхний штамп и производится штам­повка. Готовое колесо захватом переносится вместе с верх­ним штампом на постамент. После выгибки и калиб­ровки диска колесо имеет температуру порядка 900—950°С. При этой температуре без дополнительного подогрева про­изводится закалка поверхности качения колеса на столах.. Колесо помещается внутри кольцевой тру­бы через отверстия которой на его обод подаются струи воды. После закалки колеса переносятся в томильные колодцы до полного остывания, во время которого достигается отпуск обода за счет тепла самих колес. Остывшие колеса передаются краном на площадку, где производится контроль их обработки и сортировка, и затем на склад готовой продукции. Весь процесс и порядок операций изготовления цельнокатаных колес на рисунке 2.4.