3.4.1. Будова колісної пари

Колісна пара (рис. 3.28) є основним несучим і направляючим вузлом рухомого складу, від справності якого передусім залежить безпека руху. Колісна пара складається з:

• осі;

• двох коліс, жорстко напре­ сованих на вісь. . Вісь суцільнолита. Заготов-*'

ки для осей виготовляють ков­кою або штампуванням. Вона має такі частини:

• дві шийки для встановлення на них підшипників букс;

• дві передпідматочинні частини (рос. «предподступичньїе»), на які надівають ущільнювальні деталі букс;

• дві підматочиниі частини (рос. «подступичньїе»), на які надівають колеса;

• середню частину, що поєднує дві підматочинні частини.

Осі для роликових підшипників бувають трьох типів: РУ, РУ1 і РУ1Щ (рис. 3.29). До осей РУ і РУ1 підшипники кріпляться гайкою і сто­порною планкою, а до осі РУ1Ш — приставною шайбою на трьох-чотирьох болтах. Перші два типи осей на торцях мають нарізну частину K для на­гвинчування корончатої гайки, а також паз з двома отворами для встанов­лення стопорної планки, яка кріпиться двома болтами. У вагонних осях типу РУ1Ш на торцях зроблені отвори з різьбою для кріплення пристав­ної шайби трьома або чотирма болтами.

Рис. 3.29. Осі колісних пар для підшипників кочення: а — РУ1; б — РУ1Ш; K — нарізна частина осі; 1 — шийка; 2 — передпідматочинна

частина; 3 — підматочинна частина; 4 — середня частина; d\ — діаметр

шийки; d₂ — діаметр перєдпідматочинної частини; d₃ — діаметр підматочинної

частини; d_A — діаметр середньої частини.

Рис. 3.30. Суцільнокатане колесо:

1 — обід; 2 — диск; 3 — маточина;

4 — поверхня кочення; 5 — гребінь;

а — базова або внутрішня грань обода;

б — зовнішня грань обода

Колесо має три елементи: маточи­ну (рос. «ступица»), диск і обід. Диск колеса з'єднує маточину і обід. Колесо маточиною надівається на підматочинну частину осі в заводських умо­вах за спеціальною технологією.

Колеса можуть бути суцільнокатані і бандажні, останні складаються з колісного центру і бандажа.

Бандажем в техніці прийнято на­зивати металеве кільце або пояс, що насаджується на деталі машин чи кон­струкції для посилення їх міцності або зменшення зносу. В даному ви­падку бандаж — знімний обід колеса. Він надівається на колісний центр (диск з маточиною) в гарячому стані при температурі 320 °С. Для за­побігання сповзання з колісного цент­ру бандаж стопориться на ньому спеціальним бандажним кільцем.

Найбільш поширеним і основним типом вагонних коліс є суцільнокатане коле-co (рис. 3.30). Ширина обода — 130 мм, маточини — 190 мм. Форма диска надає колесу пружність і зменшує вплив динамічних сил.

Діаметр вагонних коліс 950 мм

Обід має поверхню кочення спеціального профілю, яка взаємодіє з рейками (рис. 3.31). Поверхню кочення з внутрішнього боку обмежує гребінь (реборда), який запобігає сходженню коліс з рейок. Ухил поверхні кочення 1:10 забезпечує центрування колісної пари підчас руху на прямій ділянці і покращує проходження кривих ділянок колії.

Обід колеса чутливий до багатьох факторів. Основні з них — це втом­люваність металу, спричинена термічною та механічною дією, спрацюван­ня гребеня та поверхні кочення, пластичні деформації, утворення вищербин, раковин та тріщин на поверхні кочення. В свою чергу, ці дефекти призводять до пошкодження колії та екіпажу — через посилену реакцію колії та через надмірні навантаження на кінцях осей. їх позбуваються періодичним обточуванням колісних пар, яке поновлює профіль поверхні кочення і гребінь до установлених норм. Обточування виконують в депо з викочуванням колісних пар з-під вагона і установленням їх на спеціально­му верстатному обладнанні. Проте кількість обточувань в процесі експлу­атації колісних пар не може бути безмежною і наступає момент, коли ко­лесо або бандаж необхідно замінювати новим. Для більш повного викори­стання експлуатаційного ресурсу бандажів, наприклад, в Англії, застосо­вується лінія обмеження спрацювання бандажа до 35 мм. При виготов­ленні у бандаж вставляється покажчик «останнього оберту», який при об­точуванні визначає наближення діаметра колеса до критичного розміру, з досягненням якого бандаж відправляють на брухт.

Колеса виготовляються з вуглецево-марганцевих сталей. Із збільшен­ням вмісту вуглецю підвищуються їх міцність і твердість, тоді як плас­тичність, ударна в'язкість та тріщиностійкість знижується. Зараз багато уваги приділяється збільшенню довговічності колеса, вивчаються можли­вості застосування нових матеріалів для виробництва коліс, наприклад, низьковуглецевої бейнітної сталі і суперсплавів на основі нікелю чи нікелю з залізом, за якими, як вважають учені, майбутнє у виготовленні коліс за­лізничного рухомого складу. Хоча з таких матеріалів і можна виробляти достатньо монолітні суцільнокатані колеса, все ж рентабельним залиша­ється і використання окремих бандажів чи покриттів.