1.2 Виготовлення суцільнокатаних коліс

До коліс при їх виготовленні пред’являють наступні вимоги: простота технології виготовлення; висока механічна міцність яка забезпечує стійкість проти зносу; мінімальна маса; можливість багаторазового відновлення профілю обода колеса.

Колеса виготовляють із сталі двох марок: 1 – для пасажирських вагонів; 2 – для вантажних вагонів.

Хімічний склад сталі по ковшовій пробі та механічні якості сталі ободів коліс, що підлягали термічній обробці яка їх зміцнює, наведені у таблицях 1.1 та 1.2.

Таблиця 1.1.

Колісна сталь для вагонів	Зміст елементів, %
	С	Мп	Si	V	Р	S
					не більше
Пасажирських	0,44-0,52	0,80-1,20	0,40-0,60	0,08-0,15	0,035	0,040
Вантажних	0,55-0,65	0,50-0,90	0,20-0,42	-

Таблиця 1.2.

Колісна сталь для вагонів	Тимчасовий опір розриву, МПа	Ударна в'язкість при температурі 20˚ С, МДж/м2	Відносне подовження, %	Відносне звуження, %	Твердість на глибині 30 мм, НВ
			не менше
Пасажирських	882-1078	0,3	12	21		248
Вантажних	911-1107	0,2	8	14		255

Виробництво коліс виконується методом штампування з послідуючим розкочуванням на верстатах та вигином диску по технологічному процесу наведеному у таблиці 1.3.

Можна виготовляти колеса методом секційного штампування. Сутність цього методу полягає у тому, що осаджена заготовка з отвором подається на прес зусиллям 70000 кН для штампування колеса в трьохсекційному штампі. При секційному штампуванні значно скорочується виробничій процес виготовлення коліс за рахунок виключення розкочування на стані та вигину диску на пресі, а також одержують колеса більш точними за розмірами з мінімальними порушенням балансу.

Таблиця 1.3.

Послідовність виконання операцій	Обладнання, пристосування, режими виконання операцій
Розділ зливку на заготовки	Злитко-розрізувальний верстат
Розламування надрізаного зливку	Гідравлічний злиткорозломувач
Нагрівання заготовок	Чотирьохзонна піч з температурою 980-1330о С. Час нагрівання 5-6 годин
Попереднє обтискування заготовки на 40-50 % першопочаткової висоти для звільнення від окалини	Гідравлічний прес зусиллям 30000 кН. Окалина видаляється з заготовки та столу водою
Остаточне обтискування у калібрувальному кільці до його заповнення	Теж саме
Розгонка металу пуансоном та намічання отвору під маточину	Гідравлічний прес зусиллям 30000 кН
Прошивання отвору заготовки	Гідравлічний прес зусиллям 30000 кН. Прошивень. Стіл з струмком для видалення видавки
Формовка заготовки коліс з остаточними розмірами маточини, диску біля маточини та отвору у неї	Гідравлічний прес зусиллям 70000 кН. Операція проводиться у штампах, що формують за один хід пресу
Прокатка колеса з розкочуванням диску у маточини, обода з гребенем та поверхнею кочення і отримання номінальної ширини ободу, зовнішнього та внутрішнього діаметрів колеса	Семивалковий колесопрокатний стан. Тривалість прокатки колеса 22-35 с. температура металу після прокатки повинна бути у межах 1020-1040 ˚С.
Вигин диску, калібрування колеса по боковим поверхням, маркування ободу по боковій зовнішній поверхні	Калібрувальний гідравлічний прес зусиллям 30000 кН; верхній та нижній штампи, що вигинають; матриця з клеймами: місяць та дві останні цифри року виготовлення, марка колеса, номер плавки, умовний № заводу
Періодична перевірка розмірів колеса	Через кожні 10 шт.
Ізотермічна витримка коліс з метою попередження утворення флокенів в металі	Колодязні печі з пісочним затвором. Температура в печі 600-670 ˚С, витримка не менше 3 годин
Огляд та обмір коліс	Спеціальний вимірювальний інструмент

Продовження таблиці 1.3

Попередня обробка різанням перед термообробкою	Напівавтоматичний токарнокарусельний верстат мод. 1Б502
Термічна обробка коліс: нагрівання під закалювання; закалювання та відпущення	Кільцеві чотирьохзонні печі з температурою у робочій зоні 860-920 ˚С. Тривалість нагрівання 2-3 год.
Загартування та відпущення	Загартування при температурі металу 820-880 ˚С. Відпущення в печах при температурі 450-520 ˚С протягом 2,5-4 год.
Очищення від окалини	Дробометна камера
Остаточна обробка різанням після термообробки	Напівавтоматичний токарно-карусель ний верстат мод. 1Д502

В колесах не припускається: залишки усадочних раковин та рихлості, шкідливої ліквації, флокенів, розшарувань, завороту курки та неметалевих засмічень. Поверхні коліс повинні бути без полон, кутової ліквації, за катів, тріщин, пісочин, шлакових включень та нерівностей.