Ремонт колесных пар Требования, предъявляемые к колесным парам в эксплуатации

Колесные пары в процессе работы под вагонами изнашиваются и повреждаются. При появлении недопустимых износов и повреждений, угрожающих безопасности движения, колесные пары изымают из эксплуатации для ремонта или исключают из инвентаря.

Не допускаются к следованию в поездах вагоны с попереч­ной трещиной в любой части оси колесной пары, а также при наличии износов и повреждении, нарушающих нормальные взаимодействия пути и подвижного состава.

К числу таких износов и повреждений относятся: прокат по кругу катания более допускаемых размеров; износ гребня колеса до мини­мальной толщины; вертикальный подрез и остроконечный накат; толщина и ширина обода колёс меньше допустимых размеров, а также местное его уширение; дефекты на поверхности катания в виде ползунов (выбоин), выщербин, кольцевых выработок больше допускаемых.

Не допускаются также к эксплуатации колесные пары, у которых имеются: трещины в любой части колеса; продольные трещины в осях более допустимых размеров; задиры шеек и предподступичных частей; протертости на средней части оси; следы контакта с электродом или электросварочным проводом; расстояние между внутренними гранями ободов колес больше или меньше допустимого; сдвиг или ослабление ступицы колеса на оси.

Классификация дефектов колесных пар

При взаимодействии пути и подвижного состава возникают контактные напряжения в точках соприкосновения колес с рельсами. В результате этих напряжений при движении колёс по рельсам про­исходит естественный износ трущихся поверхностей, а также их упругие пластические деформации и усталостные разрушения.

В процессе торможения, который сопровождается нагревом по­верхности катания колеса и резким увеличением пластических де­формаций, также возникают износы и повреждения колес.

Ось колесной пары работает под воздействием больших статиче­ских и динамических нагрузок и подвергается знакопеременным на­пряжениям изгиба. Кроме того, она испытывает дополнительные напря­жения сжатия в местах прессовых соединений с колесами и восприни­мает удары от рельсов при наличии дефектов на поверхности катания.

На работоспособность оси влияют различные технологические на­рушения при ее изготовлении и обработке. Сочетание ряда этих фак­торов в определенные моменты способствует возникновению в оси ме­стных перенапряжений, которые совместно с усталостными явлениями приводят к образованию трещин.

Дефекты профиля колеса

Естественный износ происходит вследствие отрыва мелких частиц металла под влиянием контактных касательных сил, возникающих при трении качении. В результате нормального износа появляются прокат выше допустимого, уменьшение толщины обода и седлообраз­ный прокат.

При наличии несимметричности расположения колес на оси, раз­ницы диаметров колес одной колесной пары, перекосов рамы тележки или неточности сборки буксового узла, а также при воздействии цент­робежной силы во время проследования по кривым участкам пути у колесной пары возникает односторонний износ, т. е. одно колесо изнашивается больше другого. При этом появляются вертикальный подрез гребня, острый гребень, ступенчатый прокат. Величину проката и толщину гребня измеряют абсолютным шаблоном.

Усталостные разрушения являются следствием долговременного нагружения поверхности катания касательными силами. В резуль­тате металл отрывается не мелкими частицами, как при естественном износе, а отслаивается или выкрашивается более крупными кусками.

К усталостным разрушениям относятся шелушение поверхности катания, отслоение металла, коррозионное точечное выкрашивание, глубокие выщербины, а также отколы, изломы и местное уширение обода, сопровождающееся внутренней трещиной. Усталостные выщер­бины являются следствием развития поверхностных трещин в глубь обода с последующим отрывом ку­сочков металла. Глубина выщербин достигает 15—20 мм.

Разрушения металла под многократным воздействием нормальных сил (разрушения смятием) появляются на колесах в виде кольцевого уширения обода (накат), отрывов наката у кромки обода, местных вмя­тин, остроконечного наката гребня и неравномерного проката по кругу катания. Накат обода и остроконечный накат гребня возникают в ре­зультате пластических деформаций, когда металл больше «течет», чем изнашивается. При остроконечном накате гребень становится тонким и острым, но формируется не отрывом частиц металла, а смятием.

Неравномерность проката может образоваться, если поверхность колеса по кругу катания обладает неодинаковым сопротивлением пла­стическим деформациям на разных участках или неравномерно разупрочняется от нагрева при торможении.

Разрушения на поверхности катания колес от действия касатель­ных сил при торможении могут быть в виде ползунов, лысок, местных очагов закалки в виде отбеленных пятен овальной формы, мелких выщербин, пластических деформаций в виде наволакивания (смещение металла), а также наваров и кольцевых выработок от воздействия ком­позиционных колодок.

Ползуны появляются из-за скольжения колеса по рельсу при за­клинивании колесных пар в процессе действия тормозных устройств. Ползуны крайне опасны, так как вызывают сильные удары колес о рельсы при движении вагонов. Глубина ползуна для колесных пар допускается не более 1 мм.

Скрытые дефекты в металле обнаруживаются при обточке. К ним относятся различные неметаллические включения, внутренние рако­вины, трещины от загрязнения металла, различный плены.