Вагонные колеса различают: по конструкции цельнокатаные и
бандажные (для вагонов электропоездов), состоящие из колесного центра, бандажа и предохранительного кольца; по способу изготовления - - катаные и литые; по диаметру, измеренному по кругу катания 950 мм.
При качении колес по рельсам они испытывают сложные виды нагружений: 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 колес с рельсами возникают большие контактные напряжения. В процессе торможения между колесами и колодками создаются большие силы трения, вызывающие нагрев обода, что способствует образованию в нем ряда дефектов. Удары колес на стыках рельсов могут вызвать появление трещин в ободе.
Раньше колеса грузовых и пассажирских вагонов изготавливались из одной марки стали. Стандартом введено дифференцирование марок стали колес для грузовых и пассажирских вагонов. Обоснование этого изменения выполнено с учетом реальных условий эксплуатации колес.
Условия эксплуатации пассажирских вагонов характеризуется частыми и интенсивными торможениями, в результате чего на поверхности катания колес появляются участки с измененной структурой. Для таких колес предусмотрена низколегированная сталь 45ГСФ (марка 1 по ГОСТ 10791—81), обладающая более высоким сопротивлением хрупкому разрушению.
Колеса грузовых вагонов работают в условиях более высоких напряжений в контакте колеса и рельса, поэтому сталь для таких колес должна обладать повышенной износостойкостью и контактной прочностью, что достигается увеличением содержания углерода до 0,55—0,65% (марка 2 по ГОСТ 10791—81).
|
|
Цельнокатаное колесо (рис. 1) имеет обод 1, диск 2 и ступицу 3. Ширина обода—130 мм. На расстоянии 70 мм от внутренней базовой грани а поверхности обода находится 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.
Для рационального взаимодействия колес с рельсами важное значение имеет профиль поверхности катания колес.
Стандартный профиль (рис. 6) колеса имеет гребень, коническую поверхность 1:20, 1:7 и фаску 6 мм х 45°.
Гребень колеса направляет движение и предохраняет колесную пару от схода с рельсов. Он имеет высоту 28 мм и толщину 33 мм, измеренную на высоте 18 мм.
|
|
Рис.6
Конусность 1:20 обеспечивает центрирование колесной пары при движении ее на прямом участке пути, предотвращая образование неравномерного проката по ширине обода, и улучшает прохождение кривых участков пути. Вместе с этим конусность 1:20 создает условия для извилистого движения колесной пары, что неблагоприятно сказывается на плавности хода вагона. Конусность 1:7 и фаска 6 мм х 45° приподнимают наружную грань б колеса над головкой рельса, что улучшает прохождение стрелочных переводов, особенно при наличии проката и других дефектов поверхности катания колес.
Толщина обода нового колеса 70 мм. и более. Диск колеса конусный, толщина - у ступицы 25 мм., у обода 18 мм.
|
|
ЗНАКИ И КЛЕЙМА НА ОБОДЕ ЦЕЛЬНОКАТАНОГО КОЛЕСА С НАРУЖНОЙ СТОРОНЫ:
 |
1. год изготовления (последние две цифпы)
2. марка стали колеса
3. - номер п33 номер плавки;
4. условный номер предприятия- изготовителя;
5. приёмочные клейма ОАО «РЖД» (МПС);
3 - порядковый номер колеса
4 - клеймо принадлежности России
Рис. 7 а)
Перед клеймом предприятия-изготовителя, на расстоянии 50-100 мм шрифтом № 10 проставляются клейма принадлежности государству СНГ (РОССИЯ - 20) Постановка клейм производится на одном из колёс каждой колёсной пары 2
1 - Клейма предприятия
изготовителя
2 - Место постановки
клейма (кода) государства
- собственника при
изготовлении
3 — Место постановки
клейма (кода) государства
- собственника при
выпуске вагона из
Рис. 7 б) ремонта
|
Рис. 7 г)
Колёса с наплавленными гребнями маркируются с правой стороны от номера колеса клеймами с высотой цифр 6 мм: «НГ 749 01», где «НГ» - наплавлен гребень, «749» - номер предприятия, производившего наплавку, «01» - две последние цифры года наплавки.
У колёс, изготовленных из стали повышенной твёрдости и имеющих маркировку «2ГТ», допущенных к эксплуатации после дополнительной обработки на заводе, между годом изготовления и маркировкой стали «2ГТ» дополнительно набивается «0».
О порядке работы с цельнокатаными колесами повышенной твердости и повышенного качества
С августа 2004г. ОАО «Выксунский металлургический завод» освоил производство цельнокатаных колес повышенного качества и твердости по ТУ 0943-157-01124328-2003. При изготовлении на ободе колеса наносится' марка стали - буква «Т» (см. рис. 8), а при формировании и производстве' освидетельствования в ВКМ и КРЦ наносится белой краской с наружной стороны диска установленный трафарет «Т» на расстоянии 200 мм от центра оси (см. Рисунок 9).
|
|
Рисунок 8. Знаки и клейма на наружной грани обода цельнокатаного колеса. (1- Год изготовления, 2- «Т» колеса повышенного качества и твердости, 3- Номер плавки, 4- Номер завода изготовителя колеса, 5- Приемочные клейма
ОАО «РЖД», 6- Заводской номер)
Рисунок 9. Трафарет, наносимый на цельнокатаные колеса повышенного качества и твердости по ТУ 0943-157-01124328-2003.
|
Выщербины твердосплавного колеса (колеса, изготовленные с нарушением технологии)
Требования, предъявляемые к колесным парам в эксплуатации:
Запрещается выпускать в эксплуатацию и допускать к следованию в поездах вагоны после сходов, с трещиной в любой части оси колесной пары или трещиной в ободе, диске и ступице колеса, при наличии остроконечного наката на гребне колесной пары, а также при следующих износах и повреждениях колесных пар, нарушающих нормальное взаимодействие пути и подвижного состава:
1) при скоростях движения свыше 120 км/ч до 140 км/ч
- прокат по кругу катания более 5 мм у пассажирских вагонов;
- толщина гребня более 33 мм и менее 28 мм при измерении на
расстоянии 18мм от вершины гребня;
2) при скоростях движения до 120 км/ч
- прокат по кругу катания у пассажирских вагонов, в поездах дальнего следования более 7 мм; местного и пригородного сообщения более 8 мм;
- у рефрижераторных и грузовых более 9 мм;
- толщина гребня более 33 мм или менее 25 мм при измерении на
расстоянии 18 мм от вершины гребня.
- толщина гребня для грузовых вагонов, при измерении на расстоянии
18 мм от вершины гребня, более 33 мм или менее 24 мм, следующих по
России, страны СНГ и Балтии. Под погрузку четырехосные грузовые вагоны,
следующие в страны дальнего зарубежья — более 33 мм или менее 26 мм;
У колесных пар пассажирских вагонов с приводом редуктора от торца шейки оси, обращающихся со скоростью свыше 120 км/ч, равномерный прокат допускается не более 4 мм.
В пунктах формирования и оборота пассажирских поездов, а также на ПТО промежуточных станций колесные пары с неравномерным прокатом для грузовых и пассажирских вагонов более 2 мм, а для колесных пар пассажирских вагонов с редуктором от торца шейки оси и шкивами ТРКП, ТК-2 более 1 мм должны быть выкачены для обточки и полного освидетельствования. Для подтверждения наличия неравномерного проката вагоны следует прокатить и произвести дополнительные замеры.
3) вертикальный подрез гребня высотой более 18 мм, измеряемый
специальным шаблоном;
4) ползун (выбоина) глубиной более 1мм на поверхности катания
колес.
При обнаружении в пути следования вагона ползуна (выбоины) глубиной более 1 мм, но не более 2 мм разрешается довести такой вагон без отцепки от поезда до ближайшего ПТО, имеющего средства для смены колёсных пар: грузовой поезд со скоростью не выше 70 км/час; пассажирский поезд - со скоростью не выше 100 км/час.
При глубине ползуна от 2 до 6 мм разрешается следование поезда со скоростью 15 км/час, а при ползуне от 6 до 12 мм со скоростью 10 км/час до ближайшей станции, где колесная пара должна быть заменена.
При ползуне свыше 12 мм - со скоростью 10 км/час, при условии исключения возможности вращения колесной пары (с применением тормозных башмаков или ручного тормоза.
5) протёртость средней части оси глубиной более 2,5 мм;
6) следы контакта с электродом или со сварочным проводом в любой части оси;
7) сдвиг или ослабление ступицы колеса на подступичной части оси (признак сдвига полоска ржавчины или блестящая полоска на оси у ступицы, признак ослабления - выделение из-под ступицы ржавчины или масла с внутренней стороны колеса);
8) выщербина на поверхности катания колеса глубиной более 10 мм, или
длиной более 50 мм - у грузовых вагонов и более 25 мм - у пассажирских.
Трещины или расслоение металла в выщербине идущие в глубь металла не допускаются. Толщина обода колеса в месте выщербины не должна быть менее допускаемой. Выщербины глубиной до 1 мм не бракуются, не зависимо от их длины;
9) кольцевые выработки на поверхности катания колеса глубиной у основания гребня и на уклоне 1:20 более 1 мм, на уклоне 1:7 более 2 мм или шириной более 15 мм;
10) местное уширение обода колеса (раздавливание) более 5 мм;
11) поверхностный откол наружной грани обода колеса, включая местный откол кругового наплыва, глубиной (по радиусу колеса) более 10 мм, или ширина оставшейся части обода в месте откола менее 120 мм, или наличие в повреждённом месте независимо от размеров откола трещины, распространяющейся в глубь металла;
12) повреждение поверхности катания колеса, вызванное смещением металла («навар») высотой у грузовых более 1 мм, у пассажирских более 0,5 мм. При обнаружении на промежуточной станции вагонов с колесными парами, имеющими «навар» более допускаемых размеров, порядок следования вагона такой же, как при ползунах;
13) выступ металла по круговому периметру гребня в месте перехода его изношенной поверхности к вершине (остроконечный накат);
14) толщина обода колеса по кругу катания менее 22 мм, у грузовых вагонов и менее 30 мм у пассажирских, менее 35 мм в поездах, следующих со скоростью свыше 120 км/ч; но не более 140 км/ч;
У колесных пар пассажирских вагонов, включаемых в пунктах формирования в поезда, следующие до пункта оборота на расстояние более 5000 км, кроме того, не допускаются:
- прокат по кругу катания более 6 мм;
- толщина гребня менее 26 мм, измеряемая на расстоянии 18 мм от его вершины.
15) разница толщин гребней колёс в одной колёсной паре при подаче под погрузку более 6 мм, равномерный прокат у грузовых при подготовке под погрузку более 8,5 мм.
15) разница диаметров колёс в одной колёсной паре в эксплуатации более 5 мм.
Осмотр колесных пар производить с остукиванием молотком поверхности катания колес. Особое внимание необходимо обращать на техническое состояние колёсных пар, смотровые крышки букс которых, окрашены красным цветом (наплавленные гребни).