Цельнокатаное колесо
Колесная пара тележки головного и прицепного вагонов состоит из двух цельнокатаных колес диаметром 957 мм и оси.
При качении колес по рельсам они испытывают контактные и ударные нагрузки, трение от соприкосновения с рельсами и тормозными колодками. Соприкасаясь с рельсом малой поверхностью, колесо передает ему значительные статические и динамические нагрузки. В результате этого в зонах соприкосновения колёс с рельсами возникают большие контактные напряжения.
Поэтому к качеству изготовления колес предъявляют очень жесткие требования.
Элементами конструкции колеса являются обод, диск и ступица.
Конструкция цельнокатаного колеса 1 – обод, 2 – диск, 3 – ступица
На расстоянии 70 мм от внутренней базовой грани поверхности обода находится так называемый круг катания, по которому измеряют прокат, диаметр колеса и толщину обода.
Ступица колеса в холодном состоянии прочно запрессована на ось.
Переход от ступицы к ободу выполнен в форме диска, расположенного под некоторым углом к этим частям, что придает колесу упругость и снижает воздействия динамических сил.
Геометрические параметры поверхности катания необходимо строго контролировать. В случае изменения профиля этой поверхности колёсную пару демонтируют (выкатывают) и протачивают поверхность на станке. Вначале обрабатывают внутреннюю торцевую грань, гребень и поверхность катания бандажа или обода цельного колеса. Затем профиль проверяют с помощью шаблона. При наличии соответствующего оборудования проточить колёса можно и без выкатки колёсной пары.
Профиль катания колеса
Так как бандаж соприкасается с рельсом по поверхности с относительно малой площадью, при больших нагрузках колесо изнашивается, при этом нарушается его нормальное качение.
Профиль катания колеса
Внешняя поверхность бандажа называется поверхностью катания, её делают двойной конической с конусностью 1:10 и 1:3,5. Двойная конусность позволяет колёсной паре самоустанавливаться в рельсовой колее на прямых участках пути и улучшает условия прохождения кривых, уменьшая пробуксовку, и, следовательно, износ бандажа.
Рабочей поверхностью катания является участок с конусностью 1:10. Наружная часть бандажа с конусностью 1:3,5 изнашивается мало, так как работает только при движении по кривым малого радиуса и облегчает нормальное прохождение стрелочных переводов при большом износе колеса. Уклон 1:3,5 и фаска на наружной грани воспринимают естественный наплыв металла, который образуется при нормальной работе колеса.
Диаметр круга катания колеса — 1050 мм, ширина бандажа — 130 мм, внутренний диаметр — 900 мм.
Формирование колесной пары
Формирование колёсной пары – это изготовление колёсной пары из новых элементов, т.е. запрессовка колёс или колёсных центров на ось, посадка бандажей, зубчатых колёс, установка деталей опрного узла и окончатаельная обточка бандажей по поверхности катания. Запрессовку колёсного колёсных центров обычно производят в холодном состоянии на гидравлическом прессе, оборудованным записывающем устройством (снимается диаграмма) и манометром с точностью отсчёта 2 тонны. Величина давления зависит от диаметра и длины сопрягаемых поверхностей и в каком состоянии колёсный центр (с бандажом или без него). Бандаж одевается в нагретом состоянии (250 – 300 градусов), после остывания ниже 200 градусов заводится бандажное кольцо и закрепляется. Дальнейшее остывания колёсной пары должно быть естественным. После остывания проверяется плотность насадки бандажа на звук. Для контроля за сдвигом бандажа наносятся контрольные отметки: на ободе колёсного центра напротив одной из спиц по радиусы наносится контрольная риска затупленным зубилом на глубину 1 мм. Напротив неё на наружной грани бандажа наносятся 4-5 кернов глубиной 1,5-2 мм на длине 24 мм с равными промежутками между ними, причём крайний керн должен быть не ближе 10 мм от кромки упорного бурта. Колёсные центры окрашивают эмалью чёрного цвета, наружную грань – белым. Средняя часть оси моторного вагона не окрашивается. Бандаж-колёсный центр – красный, продолжение её – наьободе белой эмалью. Прицепной вагон – 3 риски (бандаж-колёсный центр, ось-колёсный центр).
Формирование колёсного центра - это комплекс операций запрессовки оси в колёсные центры, напрессовки бандажей на обода колёсных центров и окончательной обточки бандажей.
Внутренний диаметр бандажа меньше диаметра обода колесного центра приблизительно на 1,1 — 1,45 мм. Бандажи прокатывают из стальных заготовок и перед посадкой на обод колёсного центра нагревают до температуры 250 - 320º C. Их напрессовывают на обод так, чтобы бурт внутренней поверхности бандажа упирался в обод.
При температуре бандажа не ниже 150 - 200º C устанавливают бандажное кольцо фасонного профиля. Бандажное кольцо нельзя устанавливать на холодный бандаж или остывший до температуры ниже указанной.
Концы кольца зачеканивают, они должны быть точно подогнаны друг к другу, образуя так называемый замок. Затем бурт внутренней поверхности бандажа обжимают на вальцовочном станке, чтобы зафиксировать кольцо, после чего бандаж должен медленно остыть естественным путём. Бандажное кольцо препятствует поперечному сдвигу бандажа с колёсного центра наружу, а бурт бандажа не позволит ему сдвинуться внутрь колёсной пары.
После остывания плотность посадки бандажа и кольца проверяют на слух, обстукивая всю поверхность бандажа слесарным молотком. Насаженный бандаж окончательно обтачивают.
Бандажное колесо
1 - фасонное разрезное кольцо, 2 – обод, 3 - буртик бандажа.
Колесные центры запрессовывают на ось в холодном состоянии. Перед этим посадочные поверхности очищают, шлифуют и смазывают олифой или растительным маслом (подсолнечным или льняным). Расстояние между внутренними гранями бандажей колес должно составлять 1440±3 мм.
Натяг при запрессовке является определяющим фактором. Поэтому диаметр подступичной части оси на 0,1 — 0,3 мм больше, чем диаметр отверстия ступицы колесного центра. При запрессовке отверстие ступицы раздаётся, а ось сжимается на величину натяга.
Усилия запрессовки:
60 — 90 тс на колесной паре прицепного вагона
75 — 100 тс — на колесной паре моторного вагона.
Усилие запрессовки зависит также от длины посадочных поверхностей сопрягаемых частей.
Усилие запрессовки обязательно контролируют, для чего на гидравлическом прессе имеется индикаторное устройство для снятия диаграммы по которой судят о прочности насадки.
Для контроля плотности посадки бандажа по отсутствию его возможного сдвига в эксплуатации на ободе колёсного центра напротив одной из спиц наносят контрольную риску затупленным зубилом. На бандаже (на продолжении линии контрольной метки) делают четыре - пять углублений керном. Затем в этих местах бандажа и центра проводят красную полосу шириной 25 мм. Такую же полосу наносят и в соединении ступицы с осью.
Контрольная риска на бандаже
Ослабление или сдвиг бандажа может произойти из-за нарушения технологии его напрессовки, недостаточного натяга, попадания между посадочными поверхностями при напрессовке окалины, песка, грязи.
Новые бандажи в эксплуатации, как правило не доставляют неприятностей, хотя и они могут ослабевать и проворачиваться. Чаще проворачиваются изношенные бандажи, которые при торможении систематически перегреваются и их посадка ослабевает (от перегрева такой бандаж даже меняет свой цвет).
Имея достаточный опыт осмотра механической части, ослабление посадки бандажа можно определить по глухому дребезжащему звуку при обстукивании молотком. Если появились сомнения в исправности, необходимо проверить совпадение контрольных отметок на бандаже и ободе.
Сформированную колесную пару окрашивают в черный цвет, белилами покрывают наружные грани бандажа и внутреннее соединение ступицы с осью, а затем наносят контрольные риски.
Неисправности колёсных пар.
внутреннее расстояние между внутренними гранями бандажа 1440±3 мм;
толщина гребня должна быть в пределах 33 – 25 мм, (измеряется на расстоянии 18 мм от вершины гребня);
прокат по кругу катания не более 8 мм (для поездов, следующих со скоростью ниже 120 км/ч) и не более 5 мм (свыше 120 км/ч) (измеряется на расстоянии 70 мм от внутренней грани колеса);
вертикальный подрез гребня более 18мм, измеряемый специальным шаблоном;
остроконечный накат на гребне, ощущаемый на ощупь;
толщина бандажей кол. пар моторного вагона менее 35 мм, толщина ободьев цельнокатаных колёс менее 25 мм;
ослабление бандажного кольца на площади более 20%, а также ближе 100 мм от замка кольца;
трещины в ободе, диске, ступице, бандаже и основании;
выщербина или вмятина на поверхности катания глубиной более 3 мм и длиной: у мотор. ваг.- более 10 мм, у приц. ваг.- более 25 мм;
выщербина или вмятина на вершине гребня длиной более 4 мм;
разница диаметров бандажей колёсных пар в комплекте более 12 мм;
разница прокатов у левой и правой стороны колёсной пары более 2 мм;
ослабление бандажа на ободе, колёсном центре, оси в ступице, зубчатого колеса на оси;
острые поперечные риски и задиры на шейках и предступичных частях осей;
протёртое место на средней части оси более 2,5 мм;
местное или общее увеличение ширины бандажа или обода цельнокатаного колеса более 6 мм.
Освидетельствование колёсных пар.
Колёсные пары за время своей работы должны подвергаться осмотру под ЭПС, обыкновенному и полному освидетельствованию.
При производстве всех видов ремонтов и осмотров колёсная пара осматривается под составом на предмет прочности посадки бандажа на ободе и колёсного центра на оси, на износ поверхности катания, наличия остроконечного наката, износа гребня, МАХ проката, выдавливания металла и наличия ползунов и выщербин. Раз в месяц производится замер проката и толщины гребня и записывается в спец. книге.
Обыкновенное освидетельствование производится во всех случаях подкатки колёсной пары под вагон, в т.ч. при ТР–2. При этом производятся теже самые работы, что и при осмотре, а также дополнительно производится:
очистка от грязи и смазки;
проверка установленных клейм и знаков;
дефектоскопия открытых частей осей, зубьев зубчатых колёс;
проверка соответствия размеров всех элементов колёсной пары установленным нормам;
ревизия узлов с подшипниками качения.
Полное освидетельствование производится при ремонте колёсных пар со сменой элементов, при неясности клейм и знаков последнего полного освидетельствования, при наличии повреждений колёсной пары после крушения, аварии, а также любых видимых повреждений, выявленных при внешнем осмотре.
При полном освидетельствовании выполняются все работы для обыкновенного освидетельствования и дополнительно производится:
замена забракованных элементов;
очистка колёсных пар от краски;
дефектоскопия закрытых частей оси;
постановка клейм и знаков полного освидетельствования.
Вопросы.
Колёсная пара моторного вагона эл. поезда ЭР-2. Устройство, назначение всех её элементов. Отличие колёсной пары ЭР-2Т.
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
Условия работы колёсных пар. Нормальные износы колёсных пар. Шаблоны.
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
Неисправности колёсных пар, с которыми запрещается эксплуатация.
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
Устройство профиля бандажа. Назаначение конусности 1:10, 1:3,5.
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
Формирование колёсной пары моторного вагона.
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
БУКСЫ
Букса – служит для передачи веса рамы тележки (веса вагона) на ось колесной пары.и передачи тяговых и тормозных усилий от колесной пары к раме тележки, а также для ограничения продольного и поперечного разбега К.П.
