Назначение, типы, конструкция колесной пары

Колесные пары предназначены для передвижения кузова вагона с тележками по рельсовой колее, направления движения, перевода поезда с одного пути на другой, для передачи нагрузок (веса) от кузова и тележки на рельсовую колею, восприятия (жестко) всех ударов от неровности пути (стыки, кривые участки пути). И в тоже время колесная пара сама жестко воздействует на путь.

Установлены три типа колёсных пар, предназначенных для эксплуатации под грузовыми вагонами:

РУ1Ш-950;

РВ2Ш-957;

РУ1-950.

Колёсная пара типа РУ1Ш-950 (смотреть рисунок 1) состоит из оси РУ1 с торцевым креплением подшипников шайбой тарельчатой и четырьмя (или тремя) болтами М20 и колёс цельнокатаных из стали марок 2 или Т.

Колёсная пара типа РВ2Ш-957 (смотреть рисунок 1) состоит из оси типа РВ2 с торцевым креплением подшипников, крышкой передней и тремя болтами М24 (или четырьмя болтами М20) и колёс цельнокатаных из стали марки 2 или Т.

Рисунок 1 – Колёсная пара типа РУШ-950 и РВ2-Ш-957

Колёсная пара типа РУ1-950 (смотреть рисунок 2) состоит из оси типа РУ1 с торцевым креплением подшипников гайкой М110x4 и колёс цельнокатаных из стали марок 2 или Т.

Рисунок 2 – Колёсная пара типа РУ1-950

Таблица 1 – Основные размеры колёсных пар

Наименование размеров	Обозначение	Тип колёсной пары	Наименьший мм	Номинальный, мм	Наибольший, мм
1	2	3	4	5	6
Расстояние между внутренними гранями ободьев колёс: У колёсных пар вагонов, обращающихся со скоростями до 120 км/ч У колёсных пар вагонов, обращающихся со скоростями свыше 120 км/ч	L     L	Все колёсные пары:	1438     1439	1440     1440	1441     1442
Отколонения расстояний L, измеренных в четырех точках, расположенных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях	ΔL	Все колёсные пары	0	0	1,5

 

 

Продолжение таблицы 1

1	2	3	4	5	6
Диаметр по кругу катания колеёс	D	Все колёсные пары	950	950	964
Отклонение диаметров по кругу катания колёс	ΔD	Все колёсные пары	0	0	0,5
Овальность по кругу катания		Все колёсные пары	0	0	0,5

2.2 Разработка технологического процесса капитального ремонта колёсных пар (осмотр, разборка, контроль технического состояния, ремонт деталей, сборка, проверка, приёмка)

Технологический процесс ремонта колесной пары со сменой элементов производится в следующей последовательности:

-очистка;

-осмотр;

-демонтаж буксовых узлов;

-мойка;

-расформирование;

-подготовка элементов для формирования;

-запрессовка;

-неразрушающий контроль;

-монтаж буксовых узлов;

-приемка;

-клеймение.

Перед поступлением колесной пары в колесно-прессовый участок, она визуально осматривается на наличие внешних дефектов.

Колесные пары, подлежащие ремонту со сменой элементов, подаются на распрессовочный пресс. Распрессовка производится на гидравлическом прессе ПА 6738 с максимальным усилием 300 тонн прессовщиком не ниже 4 разряда. Сохранность оси при распрессовке обеспечивается распрессовочным стаканом, одеваемым на шейку оси. Колесная пара устанавливается в средней бабке пресса, так чтобы совпадали геометрические оси колесной пары и плунжера пресса. Прессовщик подводит плунжер к торцу распрессовочного стакана, включает рабочий ход, после выпрессовки отводит плунжер, снимает стакан, колесо отводит от пресса и складирует. Если колесная пара не поддается расформированию предельным усилием пресса, разрешается подогреть ступицу колеса газовой горелкой.

После распрессовки колёсных пар, ранее забракованные и размеченные элементы (колёса, оси) транспортируют на площадки и стеллажи для бракованных элементов. Элементы, ранее признанные годными для дальнейшего использования, тщательно осматривают и измеряют. По результатам осмотра и измерения решается вопрос дальнейшего использования элементов колёсной пары. На забракованные элементы светлой краской ставится знак “Б” (брак) и условный номер.

Годные для дальнейшего использования элементы транспортируют на соответствующие стеллажи.

Колесные пары при всех видах ремонта подлежат системе неразрушающего контроля, включающей магнитопорошковый, вихретоковый и ультразвуковой методы контроля. Дефектоскопия осей перед запрессовкой может быть выполнена дефектоскопом МД – 12ПС с использованием механизма вращения оси. Для проверки оси следует установить седлообразное намагничивающее устройство над осью так, чтобы расстояние между соленоидом и осью было в пределах 20-60 мм. Включить вращение оси, включить намагничивающий ток и нанести суспензию под дугами соленоида и с двух сторон от него. Далее необходимо переместить намагничивающее устройство к противоположному концу оси и нанести перед ним суспензию. Поверхность оси осматривают, пользуясь персональной лампой. Для размагничивания оси намагничивающее устройство в включенном состоянии отводят на расстояние не менее 0,5 мм от оси и выключают намагничивающий ток.

Диски колес при всех видах ремонта колесных пар подлежат контролю вихретоковым и магнитопорошковым методами. Контроль диска колеса можно выполнить дефектоскопом типа ВД-12НФП. На диск подготовленного колеса устанавливают преобразователь со внутренней стороны колеса. Контроль ведут по всей окружности колеса зигзагообразно с шагом сканирования 5-8 мм в зоне шириной 50-100 мм. Далее контролируют диск вокруг водильных отверстий и ступицу по окружности в пределах 10 мм от края проверяемого участка. Многократное срабатывание сигнализации прибора на одном участке квалифицируется как трещина. При обнаружении трещины длиной менее 15 мм и в спорных случаях необходимо отмеченное место очистить до металлического блеска шлифовальной шкуркой и проконтролировать повторно магнитопорошковым методом. Ультразвуковая дефектоскопия гребней может выполняться ультразвуковым дефектоскопам типа УД-2-102. Контроль на наличие продольных, поперечных трещин и других внутренних дефектов гребней проводят наклонным преобразователем с углом ввода 50 и 65° поверхности внутренней грани обода колеса. Сканирование ведут поперек внутренней грани под углом 10-30° по отношению к радиусу колеса в двух взаимно - перпендикулярных направлениях. Ультразвуковой контроль осей дефектоскопом УД-2-102 производят с целью выявления внутренних дефектов, а также поверхностных дефектов, которые недоступны визуальному и магнитопорошковому контролю. Ось должна подвергаться обязательному сквозному прозвучиванию с торца или зарезьбовой канавки и наклонному прозвучиванию на выбор: или искателем 13-18° с зарезьбовой канавки, или искателем 50° со средней части оси. Контроль оси ведут в следующей последовательности: - прямым преобразователем зарезьбовой канавки контролируют участок оси от середины до дальней шейки; - прямым преобразователем контролируется ближняя шейка; - наклонным искателем 13-18° контролируется подступичная часть. Для проверки исправности ультразвукового дефектоскопа в колесных цехах депо имеется эталонная колесная пара, ось которой в подступичной части имеет, пропал глубиной 4 мм.

После распрессовки оси подаются на токарный станок, где производится проточка и накатка упрочняющими роликами под давлением подступичной части оси. Для плавного захода оси в ступицу при запрессовке наружный конец подступичной части обтачивается на конус с разностью диаметров не более 1мм, и длиной 7 – 15 мм. Накатывание подступичных и средних частей оси производится на специальных накатных станках, а также на обычных универсальных - при помощи двух роликовых приспособлений с пневматическим, или гидравлическим нагружением роликов, оборудованных регулятором, автоматически обеспечивающим усилие накатывания требуемой величины. Для необходимого повышения твёрдости и шероховатости накатывание производится упрочняющим и сглаживающим роликами за один проход с подачей не более 0,6 мм за оборот при частоте вращения оси не более 160 об/мин. Нагрузка на ролики при накатывании принимается в зависимости от диаметра оси и ролика. В процессе накатывания упрочняющая поверхность смазывается жидким машинным маслом. После накатывания подступичные части оси дополнительной обработке перед запрессовкой не подвергаются. Чтобы избежать задиров при запрессовке, а так же для снижения концентрации напряжения в осях кромки ступицы закругляют радиусом 5мм. Отверстия в ступицах колёс необходимо иметь цилиндрические, без вмятин и забоин, эксцентричным ободу, а их ось перпендикулярной торцевым поверхностям ступицы и боковым граням обода. Шероховатость поверхности отверстия ступицы должна соответствовать установленному классу. На всей длине отверстия допускается: конусность не более 0,10 мм при условии, что большой диаметр отверстия для оси обращён к середине оси, овальность не более 0,05 мм, волнистость не более 0,02 мм. При наличии на посадочных поверхностях ступицы раковин, черновин, а так же во всех случаях нарушения установленных размеров отверстий ступиц их восстанавливают наплавкой с последующей механической обработкой, отверстие ступицы может быть расточено для посадки на ось большого диаметра. Увеличение диаметра отверстий ступиц допускается в пределах установленных норм на размеры подступичных частей осей. Если требуется расточить ступицу старогодного колеса, то его устанавливают на станок обточенной поверхностью обода. Разность толщины стенок ступицы в различных местах по окружности допускается не более 10 мм. При этом толщина стенки ступицы колёсных пар должна быть не менее допускаемой. Отверстия ступиц новых и старогодных колёс растачиваются до размера подступичной части оси с учётом необходимого для запрессовки натяга. При этом, как правило, колёса притачиваются к осям.

Напрессовка колёс на ось выполняется на специальном гидравлическом прессе, оборудованным двумя манометрами и самопишущим прибором (индикатором) для записи диаграммы запрессовки. Один манометр предназначен для контроля усилия при напрессовке колёс, другой – при распрессовке, на его шкале нанесена контрольная черта, показывающая наибольшее допустимое усилие для пресса.

При установке колёсных пар на пресс, строго следят за тем, чтобы геометрические оси прессуемых элементов колёсной пары и упорных приспособлений совпадали с геометрической осью плунжера пресса. Перед запрессовкой проверяют размеры элементов колёсных пар, посадочные поверхности ступиц колёс и подступичные части осей тщательно очищают, насухо протирают, смазывают варёным растительным маслом.

Запрессовку осей в колёса производят усилиями 37-35 тс на каждые 100 мм диаметра подступичной части оси.

Натяги для достижения требуемых запрессовочных усилий должны находиться в пределах 0,1-0,25мм в зависимости от конструкции колеса. Диаметры посадочных поверхностей оси при подборе по натягу измеряют в трёх точках по длине посадки и по двум взаимно перпендикулярным направлениям.

Правильность положения элементов относительно середины оси в момент запрессовки и после запрессовки проверяют специальными шаблонами. Разница расстояний от внутренних граней колёс до середины оси допускается не более 3мм.

После формирования колесной пары бригадир проверяет качество запрессовки по диаграмме, при необходимости делает отметку о браке, результаты запрессовки регистрируются в журнал учета.

Скорость движения плунжера гидравлического пресса при запрессовке должна быть не выше 2 мм/с. Масштаб записи диаграммы по длине не менее 1: 2, а 1 мм диаграммы по высоте должен соответствовать усилию не более 2,5 тс.

К контролируемым параметрам диаграммы запрессовки относятся:

Ее форма;

Длинна сопряжений L и величина конечных усилий Р_3к. Форма нормальной диаграммы имеет плавно нарастающую выпуклую вверх кривую (смотреть рисунок 3). По виду отклонений диаграммы от нормальной формы определяют причины их возникновения. Например, форма диаграммы, (смотреть рисунок 4), свидетельствует о наличии на посадочных поверхностях оси и колеса неровностей. Прессовое соединение, соответствующее такой диаграмме подлежит распрессовке. Диаграммы запрессовки хранятся в течение 20 лет.

Рисунок 3 – Диаграмма нормальной запрессовки

 

Рисунок 4 – Диаграмма запрессовки с неровностями

 

По форме нормальная диаграмма должна иметь плавно нарастающую несколько выпуклую вверх кривую по всей длине. Забракованные колесные пары подаются на пресс для расформирования. Распрессованное колесо разрешается повторно напрессовывать на тот же или другой конец оси или другую ось без дополнительной обработки оси при условии, что на посадочных поверхностях подступичной части оси и отверстия ступицы нет задиров. Не разрешается более 2 раз перепрессовывать колесо на один и тот же конец оси без дополнительной механической обработки одной из сопрягаемых поверхностей.

На бланке диаграммы кроме кривой изменения давления должны быть записаны следующие данные:

-дата запрессовки;

-номер оси;

-диаметры подступичных частей оси и отверстий ступиц колес;

-величина натяга;

-длина ступицы;

-конечное усилие запрессовки;

-маркировка колеса;

-сторона колесной пары (правая или левая).

Диаграмма запрессовки подписывается мастером ВКМ и хранится 20 лет.

Годные по диаграмме колесные пары осматривают на специальной смотровой площадке и проверяют расстояние между внутренними гранями колес, разницу расстояний от внутренней грани колес до торца оси. После проверки основных размеров на правую сторону оси ставят: знак формирования, условный номер ВКМ, дату формирования (месяц и год), приемочные клейма.

Элементы колесных пар должны иметь четко обозначенные знаки маркировки и клеймения.

При полном освидетельствовании колесных пар нанесение знаков и клейм производится работниками, имеющими удостоверение на право выполнения полного освидетельствования.