Ремонт колёсных пар со сменой элементов.
Ремонт колесных пар.
Из-за больших статических и динамических нагрузок, которые возникают в условиях эксплуатации колёсной пары, возникают различные дефекты.
Для обеспечения надёжной работы на железной дороге создана система выявления дефектов колёсных пар. Основой такой системы является выявление дефектов колёсных пар. В эксплуатации колёсная пара испытывает статические и динамические нагрузки.
Для грузовых вагонов норма статической нагрузки на рельсы от колёсной пары значительно меньше, чем у пассажирских и составляет 176,4 кН. Динамические силы взаимодействия между колесом и рельсом существенно возрастают. Как показывает анализ эксплуатации подвижного состава, это происходит в результате изменения жёсткости пути и увеличения дефектов на рельсах и колёсах. Наблюдения показали, что у поездов, которые обращаются на участках пути с железобетонными шпалами, колёса значительно чаще бракуют из-за дефектов поверхности катания колёс, чем колёса поездов, которые обращаются на участках с деревянными шпалами. Это происходит вследствие того, что жёсткость железобетонной шпалы по сравнению с деревянной в 2 раза больше, а зимой она возрастает ещё в 2 раза по сравнению с летом.
Для уменьшения дефектов тормозного происхождения применяются композиционные колодки вместо чугунных.
На прочность колеса помимо всего оказывает влияние и высокая температура, которая возникает при торможении, особенно в зоне перехода обода к диску. Температура в зоне обода и диска по мере уменьшения толщины обода, значительно увеличивается. А вследствие уменьшения толщины диска, радиальные напряжения в диске с внутренней стороны колеса к зоне перехода к ободу растут.
В последнее время увеличилось число изломов дисков колёс, из-за увеличения загрузки вагонов.
Применение роликовых подшипников в вагонных буксах привело к видоизменению шеек оси. Помимо совершенствования шеек оси, так же совершенствовались химический состав и механические свойства материала осей, а так же технология их изготовления. В 1976г. было освоено изготовление осей способом винтовой прокатки, что способствовало сокращению на 15% материала для изготовления колёсных пар.
В последние годы участились случаи образования неравномерного проката колёс. Главным образом он возникает у колёс пассажирских вагонов из-за значительной перегрузки элементов колёсной пары и рельсового пути. При скорости движения более 120 км/ч возникают наибольшие силы и ускорения буксы и при этом влияние видов дефектов колёс сказывается в меньшей степени.
Этот дефект возникает в основном из-за жёсткости пути, повышенной скорости и образования на поверхности катания колёс дефектов тормозного происхождения.
Для анализа причин появления дефектов и разработки мер по их устранению, большое значение имеет классификация, которая устанавливает связь между характеристиками износа, повреждения колёсной пары и условий эксплуатации. Качество и эффективность ремонта во многом зависит от исполнителей и организаторов производства в колёсных цехах, от их знаний передовой технологии и профессионализма.
Ремонт колёсных пар со сменой элементов.
Этот вид ремонта требует более высокой квалификации работников и сложного оборудования, чем ремонт без смены элементов, так как, кроме колёсно-токарных станков, требуются прессы для выполнения прессовых работ: осеотрезные, осеобдирочные, осетокарные и карусельные станки. Колёсные пары со сменой элементов ремонтируют и в вагонных колёсных мастерских, колёсных цехах заводов и депо, которые имеют вышеуказанное оборудование. Смена оси производится при её неисправности или маломерности. Колёсная пара, имеющая забракованную ось, исключается из инвентаря, а вместо неё формируется другая колёсная пара с использованием новой оси и старогодных колёс или полностью из старых элементов. Весь процесс смены оси состоит из распрессовки колёсной пары, обработки новой или старогодной оси, упрочняющей накатки, ремонта и проверки ступиц колёс и запрессовки колёс на ось. Смена колёс, имеющих толщину обода менее допускаемой или другие повреждения и неисправности, при наличии которых они подлежат замене, производится в той же последовательности, как и при смене оси.
Для замены негодных колёс используются новые и старогодные колёса. Предварительно их тщательно осматривают, проверяют размеры, а затем ступицы колёс растачивают до размера диаметра подступичной части оси с учётом необходимого для запрессовки натяга.
Характеристика и причины возникновения дефектов колесных пар.
При качении по рельсам происходит естественное изнашивание колес, в результате чего уменьшается толщина их ободов и гребней. Износ, как разрушение микрообъемов поверхностного слоя при трении приводит к изменению размеров, формы и состояния поверхности. Износ зависит от условий трения, свойств материала и конструктивных особенностей трущихся пар. Износу подвергаются поверхности катания колес, шейки и другие части осей. Естественный износ гребня приводит к уменьшению его толщины. Различают круговой и локальный предельный износ.
Круговой износ образуется на трущейся поверхности вращения по круговому периметру и может быть равномерным или неравномерным. Равномерный износ протекает равномерно, а неравномерный – с различной интенсивностью по профилю или круговому периметру. В результате кругового, равномерного износа образуется прокат (износ обода по кругу катания по сравнению со стандартным профилем), а в результате неравномерного износа по круговому периметру – неравномерный прокат. Неравномерный износ по профилю приводит к образованию ступенчатого проката, вертикального подреза гребня, кольцевых выработок на поверхности катания колеса, задиров и рисок на поверхности шейки и предподступичной части.
Локальный (местный) износ характеризуется образованием плоского места (площадки) на поверхности катания колеса и называется ползуном.
Источник
Ремонт колёсных пар со сменой элементов.
Этот вид ремонта требует более высокой квалификации работников и сложного оборудования, чем ремонт без смены элементов, так как, кроме колёсно-токарных станков, требуются прессы для выполнения прессовых работ: осеотрезные, осеобдирочные, осетокарные и карусельные станки. Разметка видов ремонта колёсных пар производится обозначениями в местах, указанных в таблице 3.
Колёсные пары со сменой элементов ремонтируют и в вагонных колёсных мастерских, колёсных цехах заводов и депо, которые имеют вышеуказанное оборудование.
Смена оси производится при её неисправности или маломерности. Колёсная пара, имеющая забракованную ось, исключается из инвентаря, а вместо неё формируется другая колёсная пара с использованием новой оси и старогодных колёс или полностью из старых элементов.
Весь процесс смены оси состоит из распрессовки колёсной пары, обработки новой или старогодной оси, упрочняющей накатки, ремонта и проверки ступиц колёс и запрессовки колёс на ось.
Смена колёс, имеющих толщину обода менее допускаемой или другие повреждения и неисправности, при наличии которых они подлежат замене, производится в той же последовательности, как и при смене оси.
Для замены негодных колёс используются новые и старогодные колёса. Предварительно их тщательно осматривают, проверяют размеры, а затем ступицы колёс растачивают до размера диаметра подступичной части оси с учётом необходимого для запрессовки натяга.
| Вид ремонта | Условные обозначения видов ремонта | Место на колесной паре для разметки условного вида ремонта |
| Ремонт колесных пар со сменой элементов | ||
| Смена оси | СО | Внутренняя грань одного из ободьев колес |
| Смена одного или двух колес | СО | То же |
| Переформирование колесной пары вследствие несоответствия расстояния между внутренними гранями ободьев колес установленным размерам | ШГ | То же |
| Переформирование колесной пары вследствие наличия разницы расстояний между торцами оси и внутренними гранями колес с одной и другой стороны колесной пары более допускаемых размеров | РК | То же |
| Смена оси и одного или двух колес | СОК | То же |
| Опробование на сдвиг одной или двух ступиц колес имеющих признаки ослабления | ОС | Внутренние грани ободьев ослабевших колес |
| Ремонт колесных пар без смены элементов | ||
| Обточка поверхности катания колес | ОК | Внутренняя грань одного из ободьев колес |
| Наплавка одного или двух изношенных гребней колес | НГ | Внутренняя грань обода колеса с изношенным гребнем |
| Полная ревизия роликовых букс | РБ | Внутренняя грань одного из ободьев колес |
| Промежуточная ревизия роликовых букс | ПР | То же |
Подступичную часть старогодной оси перед напрессовкой колеса обтачивают с целью удаления продуктов коррозии, наминов, рисок и других дефектов, с последующей упрочняющей накаткой роликами.
Распрессовка колёсных пар производится, как правило, на специально выделенном для этой цели прессе. В тех случаях, когда распрессовка выполняется на том же прессе, что и запрессовка, самопишущий манометр (индикатор) и рабочий манометр, предназначенный для контроля усилий при запрессовке, необходимо выключить во избежание повреждений. Контроль за усилиями сдвига в этом случае осуществляется по второму рабочему манометру.
При установке колёсной пары на прессе необходимо обеспечить совпадение её геометрической оси колёсной пары и плунжера пресса. После этого включается пресс и снимается колесо с оси. Аналогично производится съём второго колеса.
У колёсных пар с осями для роликовых подшипников для предотвращения деформации резьбы, повреждения торцов, развальцовки цилиндрической части шейки при расформировании применяют специальный стакан.
Если колёсная пара не поддаётся расформированию предельным усилием пресса, разрешается подогревать ступицу колеса газовой горелкой. Но если и после подогрева колеса невозможно снять с оси, то при неисправности оси – разрезается ступица колеса, а при неисправности оси – колёсная пара сдаётся в металлолом.
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, присвоенный мастеру.
Годные для дальнейшего использования элементы транспортируют на соответствующие стеллажи.
Обработка новых и старогодных осей производится на осетокарных станках. Шероховатость обработанной поверхности и размеры должны соответствовать чертежам и техническим требованиям. Шероховатость поверхностей осей проверяют стандартными эталонами.
Размеры старогодных осей, допускаемых к напрессовке на них колёс, после обработки должны быть не менее указанных в таблице 10.
| Тип оси | Наименьшие диаметры частей оси, мм | Максимальная длина шейки оси, мм | |
| подступичной | предпод- ступичной | средней | шейки |
| РУ-1 |
Для плавного захода оси в ступицу при запрессовке наружный конец подступичной части оси обтачивают на корпус с разностью диаметров не более 1мм и длиной не менее 7 мм.
Переход от запрессованного корпуса к цилиндрической подступичной части оси должен быть плавным. Середину оси обозначают кернером.
После окончательной обработки перед запрессовкой новые и старогодные оси проверяют дефектоскопом.
Для повышения предела выносливости, улучшения условий работы осей и осмотра их новые оси обтачивают по всей длине, в том числе и среднюю часть, и подвергают упрочняющей накатке.
Поверхность, подвергающаяся упрочнению накатыванием, должна иметь шероховатость поверхности не ниже 20. Припуск под накатывание оставляется исходя из того, что уменьшение диаметра после накатывания составит 0,04-0,06мм. Шероховатость поверхности после накатывания должна быть не ниже 1,25.
Накатывание подступичных и средних частей оси производится на специальных накатных станках, а также на обычных универсальных при помощи двухроликовых 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 160об/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.
Обработка нового или старогодного колеса производится на карусельных станках.
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.
Перед обработкой колёс проверяют клейма маркировки и приёмки, а так же наличие сертификатов на партию колёс, поступивших для формирования колёсных пар. Для уменьшения снимаемого при обточке колёс металла их укрепляют в планшайбе станка так, чтобы ось отверстия в ступице колеса была перпендикулярна торцевым поверхностям ступицы и боковым граням обода.
Шероховатость поверхности, размеры и допуски колёс должны соответствовать чертежам и техническим условиям.
Чтобы избежать задиров при запрессовке, а так же для снижения концентрации напряжения в осях кромки ступицы закругляют радиусом 5мм. Переходы закруглений кромок к цилиндрической части ступицы должны быть плавными. Отверстия в ступицах колёс необходимо иметь цилиндрические, без вмятин и забоин, концентричными 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 или уменьшение 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.
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 натуральной олифой или другим 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.
Рисунок 9-Примерные диаграммы запрессовки осей колесных пар
а,в- удовлетворительные; б,г- неудовлетворительные
В процессе запрессовки необходимо следить за согласованностью показаний манометра и самопишущего прибора (индикатора). По форме нормальная индикаторная диаграмма запрессовки имеет плавно нарастающую, несколько выпуклую вверх кривую по всей длине с начала до конца запрессовки. Минимально допускаемую длину сопряжения l (рисунок 9,а и б) определяют по диаграмме запрессовки, для колёс диаметром 950 мм она равна 145 i (где i – масштаб диаграммы по длине).
Длина сопряжения на диаграмме запрессовки определяется размером возрастающей ветви кривой, т.е. расстояниями от начала запрессовки до точки перехода в горизонтальную или наклонную прямую в конце (рисунок 9,а). При отсутствии горизонтального или наклонного участка в конце, длина сопряжения равна длине диаграммы (рисунок 9,б).
Если при напрессовке колеса на ось будет получена не удовлетворительная диаграмма (рисунок 9,г) или усилие не будет соответствовать требованиям инструкции, колёсную пару бракуют.
Распрессованное колесо разрешается вторично насаживать на тот же конец оси при условии, что на посадочных поверхностях подступичной части оси нет задиров. При этом конечное усилие запрессовки должно быть выше нижнего предела на 15%.
На бланке диаграммы, кроме кривой изменения давления, записывают следующие данные: дату запрессовки, тип колёсной пары, номер оси, тип и номер колеса, диаметры подступичной части оси, измеренные с точностью до 0,01мм, конечное давление в тоннах, порядковый номер диаграммы и принятый натяг при запрессовке.
Годные и забракованные диаграммы запрессовки и контрольных проверок на сдвиг после оформления и приёмки колёсных пар хранятся 12 лет.
Опробование на сдвиг ступиц колёс производится при наличии у колёсной пары признаков ослабления колёс на осях, а так же при поступлении в ремонт на вагоноремонтные заводы, если со дня последнего формирования колёсной пары прошло 12 лет и более.
Поступившие колёсные пары для опробования на сдвиг ступиц колёс тщательно осматривают и измеряют элементы для выявления других неисправностей. Затем колёсную пару устанавливают на пресс, строго соблюдая при этом все требования по совмещению геометрических осей элементов и не допуская перекосов.
Опробование на прессе производится в направлении распрессовки колёс усилием в пределах 75-85тс с записью результатов на индикаторной диаграмме. Если при опробовании колесо сдвинется, то колёсная пара подлежит расформированию и ремонту.
На бланке диаграммы при опробовании ступиц колёс на сдвиг записывают следующие данные: дату опробования, тип колёсной пары, конструкцию колеса, диаметр подступичной части, сторона, которая была опробована, и усилие опробования.
Порядок оформления и хранения бланков диаграмм опробования прессовых соединений такой же, как и диаграмм запрессовки.
Колёсную пару, выдержавшую испытание, опробуют на сдвиг, вторично осматривают и измеряют.
Источник