4.2.3. Ремонт колісних пар зі зміною елементів
У ремонт зі зміною елементів колісна пара подається при виявленні сверхприпустимих зношень елементів, виявленні тріщин, ослабленнях і зсувах маточин й інших пошкоджень.
Процес починається з розпресування коліс на горизонтальному гідравлічному пресі. Якщо колесо не знімається під граничним зусиллям преса, рекомендується підігріти маточину колеса газовим пальником.
Якщо й після цього колісна пара не піддається розпресуванню, то можливі два варіанти: якщо колісна пара забракована по дефектах осі, то вісь зрізують вогнем газового пальника в основи маточини з метою збереження колеса; якщо забраковано колесо, то можна розрізати газовим пальником маточину колеса й зберегти вісь.
При більших зусиллях роз пресування з'явилися випадки деформації сегментів з різьбленням для нагвинчування торцевих гайок на торцях шийок, а також вигини самих шийок. З метою запобігання цих явищ зараз застосовують пристроюї до пресів, що перерозподіляють навантаження з торців сегментів на кільцевий торець і на жолобник передпідматочиної частини. Придатні розпресуванню деталі використовують для наступного формування колісних пар.
Обробку осей і маточин коліс під запресовування роблять як по загальноприйнятій у машинобудуванні системі «отвору», так і по системі «вала». Більше економічна система «отвору» застосовується при обточуванні нових осей і коліс. Обробка старопридатних осей і маточин під запресовування виробляється по системі «вала», тобто обточують підматочину частину осі з мінімальною глибиною різання, щоб тільки зняти поверхневі дефекти, і по ній підганяють отвір маточини колеса. Це викликано прагненням не знижувати міцність осі при кожнім переточуванні, що веде до збільшення строку служби осі. Звичайно для старопридатних осей приточують нові колеса, а старопридатні колеса підганяють до нових осей.
Проточкою виводять також поздовжні й похилі тріщини в осях глибиною до 2 мм із поглибленням за межі тріщини до 0,5 мм за умови, що діаметр підматочиної частини буде не менш 182 мм.
Обточування підматочиної частини потрібно виконувати з урахуванням припуску 0,04...0,06 мм на наступне зменшення діаметра при накатці роликами з метою підвищення втомленой міцності осі.
Форма підматочиної частини осі повинна бути циліндрична.
Допускається попутна конусність не більше 0,1 мм, овальність - до 0,05 мм, хвилястість до 0,02 мм.
У цей час всі нові осі піддаються накатці в процесі виготовлення, а старопридатні осі накочуються безпосередньо після проточки.
Рис. 4.7. Схема накатки осі роликами
Операція накочування дозволяє підвищити втомлену міцність осі, знизити шорсткість і підвищити твердість поверхні. Схема накатки осей роликами представлена на рис. 4.7. Фізична сутність накатки полягає в наступному: оброблювана вісь піддається обкатуванню роликом із зусиллям Р, обумовленим по формулі
(4.1)
де q — максимальний тиск обкатування, q = (1,8...2,1)σт;
DH — діаметр оброблюваної поверхні осі, мм;
d — діаметр накатного ролика, d = 110... 150 мм;
b- ширина контактного паска ролика;
Для підматочиної частини осі зусилля Р лежить у межах 18...28 кН.
Накатний ролик деформує поверхню й створює безпосередньо в перерізі (l) під роликом у поверхневих волокнах напруги, значно перевищуючі границю текучості, які вглиб деталі поступово убувають. Після проходження ролика (переріз 2) глибинні волокна металу, що одержали напруги й деформації пружного стиску, прагнуть повернутися у вихідне положення, однак цьому перешкоджають зовнішні волокна, що одержали залишкові деформації.
У результаті цього, хоча за роликом діаметр осі більше, ніж безпосередньо під роликом, але повного відновлення розміру не відбувається й у поверхневих волокнах утворяться залишкові напруги стиску. Ці напруги, підсумовуючись із робочими напругами розтягання, знижують сумарний напружений стан в одній групі волокон, що приводить до підвищення їхній втомленой міцності. Інша група волокон металу, що перебуває під робочими напругами стиску, одержує додаткове навантаження. Однак це не наносить серйозного збитку, тому що допускають напруги, що, на стиск значно вище, ніж допускають напруги, що, на розтягання.
Операція накочування приводить до підвищення твердості поверхні не менш чим на 22 % і становить приблизно НВ 219... 229. Глибина наклепаного шару після накочування підматочиної частини осі повинна перебувати в межах 3,6...7,2 мм. Шорсткість поверхні Ra — 1,25 мкм.
Для обробки підматочиних частин осі застосовують універсальні токарно-гвинторізні верстати, а також спеціалізовані токарно-накатні верстати, наприклад моделі КЖ1843 КЗТС, фірми Поремба (ПНР) моделей TOA-40Z і ТОА-40 W.