Неисправности и ремонт колесных пар кратко

Полное обслуживание колесной пары

Если при ремонте производилась замена хотя бы одного из элементов, не читается клеймо, или на паре видны следы механических повреждений, то вся конструкция отправляется на вагоноремонтные заводы или в специализированные мастерские для полной проверки и восстановления или списания. Технология полного обслуживания более сложная, она включает несколько сложных и трудоемких операций:

• снятие слоя краски и других защитных покрытий со всех деталей;
• проверка состояния всех узлов лабораторными неразрушающими методами;
• ультразвуковая диагностика скрытых повреждений;
• замена изношенных деталей;
• постановка клейма.

Все работы по полному обслуживанию и ремонту заносятся в специальный журнал.

К неразрушающим методам диагностики относятся:

• магнитопорошковый;
• вихретоковый;
• ультразвуковой.

Специальное оборудование позволяет обнаружить малейшие отклонения в форме колесной пары и структуре металла, из которого она изготовлена.

Виды ремонта

Стандартные колесные пары обладают большим запасом прочности и рассчитаны на длительный срок эксплуатации. Одним из факторов, увеличивающих ресурс, является ремонтопригодность. На практике используется два вида ремонта — с заменой деталей и без замены. Второй вид восстановления работоспособности узлов более распространенный и менее дорогой. При ремонте выполняют такие операции:

• обтачивание деталей;
• наплавка элементов;
• полировка;
• заварка отверстий;
• обработка на токарном станке гребней и фасок;
• фрезеровка внутренних граней;
• проверка профилей по шаблонам и их доработка;
• проверка зазоров и высоты гребня.

После ремонта колесная пара отправляется на проверку и дефектоскопию, затем на ней ставится клеймо с указанием даты и названия предприятия, проводившего ремонт.

Ремонт с заменой деталей

Это более сложный вид ремонта, который проводится, если восстановить поврежденную или дефектную деталь другим способом невозможно. Полный ремонт производится при:

• замене колес при обнаружении трещин, скрытых дефектов, заломов;
• сдвиге колес;
• повреждении оси;
• расхождении колес по наружной и внутренней касательной.

Такие работы требуют использования специального оборудования, в частности, прессов для разборки колесных пар. После полной разборки пары, все узлы и детали проверяются по отдельности. При обнаружении неустранимых дефектов, деталь отправляется на списание, на ее место устанавливают новую запчасть. Списывают детали при таких повреждениях, как:

• трещины на ободах и центральных частях колес;
• изогнутые оси;
• разрушенные или изношенные подшипники;
• видимые следы от электродов на осях;
• сколы на поверхности оси.

После проверки состояния рабочих узлов и подбора запчастей, производится обратная сборка. Технология соответствует сборке новых конструкций на заводе. В процессе сборки используется прессовое оборудование. Диаметр оси больше, чем диаметр колеса, поэтому запрессовка требует большого усилия. После установки колес на место, они удерживаются силой упругости металла.

После сборки пары проводится дополнительная дефектоскопия. Это необходимо сделать потому, что при воздействии гидравлического пресса поверхность или массив металла может пострадать, если нарушена технология или допущены ошибки. В процессе монтажа новых деталей после ремонта используется несколько вариантов сборки:

• СОНК — старая ось и новые колеса;
• НОНК — новые оси и колеса.

При использовании старой оси она проверяется всеми неразрушающими методами на предмет скрытых дефектов. Только после получения положительного заключения от экспертов ось поступает в работу.

Действующая редакция

ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (утв- МПС РФ 26-05-2000 ЦРБ-756) (2019) Актуально в 2018 году

10.1. Каждая колесная пара должна удовлетворять требованиям, установленным соответствующей инструкцией по осмотру, освидетельствованию, ремонту и формированию колесных пар подвижного состава, утвержденной МПС России, и иметь на оси четко поставленные знаки о времени и месте формирования и полного освидетельствования колесной пары, а также клейма о приемке ее при формировании.

Знаки и клейма ставятся в местах, предусмотренных правилами маркировки.

Колесные пары в установленном порядке должны подвергаться осмотру под подвижным составом, обыкновенному и полному освидетельствованиям, а при подкатке регистрироваться в соответствующих журналах или паспортах.

10.2. Расстояние между внутренними гранями колес у ненагруженной колесной пары должно быть 1440 мм. У локомотивов и вагонов, а также специального самоходного подвижного состава, обращающихся в поездах со скоростью свыше 120 км/ч до 140 км/ч, отклонения допускаются в сторону увеличения не более 3 мм и в сторону уменьшения не более 1 мм, при скоростях до 120 км/ч отклонения допускаются в сторону увеличения и уменьшения не более 3 мм.

10.3. Не допускается выпускать в эксплуатацию и допускать к следованию в поездах подвижной состав и специальный подвижной состав с трещиной в любой части оси колесной пары или трещиной в ободе, диске и ступице колеса, при наличии остроконечного наката на гребне колесной пары, а также при следующих износах и повреждениях колесных пар, нарушающих нормальное взаимодействие пути и подвижного состава.

а) при скоростях движения свыше 120 км/ч до 140 км/ч:

прокат по кругу катания у локомотивов, моторвагонного подвижного состава, пассажирских вагонов более 5 мм;

толщина гребня более 33 мм или менее 28 мм у локомотивов при измерении на расстоянии 20 мм от вершины гребня при высоте гребня 30 мм, а у подвижного состава с высотой гребня 28 мм — при измерении на расстоянии 18 мм от вершины гребня;

б) при скоростях движения до 120 км/ч:

прокат по кругу катания у локомотивов, а также у моторвагонного подвижного состава и пассажирских вагонов в поездах дальнего сообщения — более 7 мм, у моторвагонного и специального самоходного подвижного состава и пассажирских вагонов в поездах местного и пригородного сообщений более 8 мм, у вагонов рефрижераторного парка и грузовых вагонов — более 9 мм;

толщина гребня более 33 мм или менее 25 мм у локомотивов при измерении на расстоянии 20 мм от вершины гребня при высоте гребня 30 мм, а у подвижного состава с высотой гребня 28 мм — при измерении на расстоянии 18 мм от вершины гребня;

в) вертикальный подрез гребня высотой более 18 мм, измеряемый специальным шаблоном;

г) ползун (выбоина) на поверхности катания у локомотивов, моторвагонного и специального подвижного состава, а также у тендеров паровозов и вагонов с роликовыми буксовыми подшипниками более 1 мм, а у тендеров более 2 мм.

При обнаружении в пути следования у вагона, кроме моторного вагона моторвагонного подвижного состава или тендера с роликовыми буксовыми подшипниками, ползуна (выбоины) глубиной более 1 мм, но не более 2 мм разрешается довести такой вагон (тендер) без отцепки от поезда (пассажирский со скоростью не свыше 100 км/ч, грузовой — не свыше 70 км/ч) до ближайшего пункта технического обслуживания, имеющего средства для замены колесных пар.

При величине ползуна у вагонов, кроме моторного вагона моторвагонного подвижного состава, от 2 до 6 мм, у локомотива и моторного вагона моторвагонного подвижного состава, а также специального самоходного подвижного состава от 1 до 2 мм допускается следование поезда до ближайшей станции со скоростью 15 км/ч, а при величине ползуна соответственно свыше 6 до 12 мм и свыше 2 до 4 мм — со скоростью 10 км/ч, где колесная пара должна быть заменена. При ползуне свыше 12 мм у вагона и тендера, свыше 4 мм у локомотива и моторного вагона моторвагонного подвижного состава разрешается следование со скоростью 10 км/ч при условии вывешивания или исключения возможности вращения колесной пары. Локомотив при этом должен быть отцеплен от поезда, тормозные цилиндры и тяговый электродвигатель (группа электродвигателей) поврежденной колесной пары отключены.

При включении грузовых вагонов в пассажирские поезда нормы содержания колесных пар должны удовлетворять нормам, установленным для пассажирских поездов.

Диагностика поломок колесной пары

Осмотр и освидетельствование колесных пар грузовых и пассажирских вагонов производится согласно нормам и правилам. Для осмотра используют специальное оборудование:

• установки для мойки и очистки;
• стенды для дефектоскопии;
• подъемники и тележки для перемещения колесной пары по территории цеха;
• шаблоны для контроля над нормативными параметрами колес и осей.

Перед осмотром и выполнением операций по дефектоскопии, колесную пару тщательно очищают от грязи и моют. Перед мойкой демонтируют буксы, чтобы внутрь не попала вода. В зависимости от степени загрязнения, используют как воду под высоким давлением в сочетании с профессиональными детергентами, так и пескоструйные аппараты, снимающие плотные наслоения, а также щетки и другие механические устройства. После проведения осмотра и приборной диагностики колеса маркируют. Если колесо или пара не подлежат восстановлению, на них пишут букву «Б», что означает брак.

Возможные неисправности колесных пар

Во время движения, торможения и стоянки порожнего и загруженного вагона на оси действуют разнонаправленные силы. Техническое обслуживание и ремонт колесных пар — ответственные операции, которые производятся по определенной схеме с учетом рекомендаций производителя. Ошибки при выполнении техобслуживания и ремонта могут привести к повреждению отдельных элементов и оси в целом.

Колесная пара — тщательно продуманная и рассчитанная конструкция, проверенная десятилетиями эксплуатации в самых разных условиях. Анализ статистики ремонтно-восстановительных работ позволил составить список характерных повреждений и неисправностей, возникающих в процессе эксплуатации колесной пары.

• Равномерный прокат, то есть, уменьшение диаметра колес из-за воздействия сил трения с рельсом при торможении, ускорении и во время равномерного движения на прямых участках и поворотах. Величина проката рассчитывается при определении ресурса пары еще на этапе производства. Но точное значение установить сложно, условия эксплуатации однотипных пар могут сильно отличаться на разных участках железной дороги.
• Неравномерный прокат. Более опасный дефект, который возникает из-за неравномерной плотности металла бандажа или при интенсивном торможении.
• Наплывы металла на колесную фаску. Дефект устраняется, если обнаружены трещины. В остальных случаях колесо допускается к эксплуатации;
• Кольцевые выработки колес при воздействии тормозных колодок;
• Уменьшение толщины гребня из-за неправильной установки пары в тележке, деформации оси после движения на участках с многочисленными поворотами, различий диаметров соосных колес по причине неравномерного износа обода.
• Снижение толщины обода из-за неправильной обточки или износа.
• Появление на ободе плоских участков, «ползунов». Возникают они при резких торможениях, вызывающих скольжение колеса по рельсу. Нарушение плавности окружности приводит к появлению повышенных вибрационных нагрузок и шума.
• Возникновение зон навара на поверхности колес при повышении температуры во время скольжения в процессе торможения. Пластичная деформация металла — опасное явление, требующее устранения дефекта;
• Выкрашивание металла при длительной эксплуатации колесной пары при высоких нагрузках.
• Расслоение и другие дефекты металла, возникающие в процессе производства.

Также при перегрузках и движении в сложных условиях, или по причине заводского брака, могут возникать другие неисправности, часть из которых достаточно опасна, например, появление трещин на оси или колесах.

Как устроена колесная пара

Кроме распределения веса вагона на рельсы, колеса тепловозов и других машин тягового состава передают на рельсы крутящий момент, обеспечивая движение многотонного поезда. Сила сцепления в точке касания к рельсу во время разгона и торможения достигает очень больших величин, что требует от колес способности выдерживать как статические, так и динамические нагрузки. Обслуживание и ремонт колесных пар нужно проводить в установленные регламентом сроки, выполняться оно должно по определенной технологии.

Конструкция колесной пары вагона предельно простая, как и у других механизмов высокой степени надежности. Пара состоит из:

• двух колес;
• соединяющей их оси;
• бандажей и бандажных колец;
• пары зубчатых колес

Оси изготавливаются из специальных марок стали способом ковки. После термической обработки осевая сталь приобретает нужную прочность и вязкость, уменьшается ее хрупкость

Для материала оси очень важно сохранить целостность при вибрационных и ударных нагрузках.

Устройство оси достаточно сложное; каждый элемент разделяется на участки, которые исполняют определенную роль. Это:

• средняя часть;
• шейки с обеих сторон;
• буксовые шейки, на которые устанавливают подшипники;
• предподступичные отделы;
• подступичные наконечники, на которые устанавливаются колеса.

Участки отличаются по диаметру. В зоне перехода от одного диаметра к другому не допускается ломаных линий, все переходы сделаны по плавным лекалам. Такие участки получили название гантелей. К качеству их обработки выдвигаются повышенные требования. Подшипники роликового типа на буксовых шейках установлены резьбовым способом, что исключает смещение обоймы при значительных боковых нагрузках.

После обработки на токарных станках оси в обязательном порядке шлифуют для устранения царапин, сколов и других дефектов, которые могут стать потенциальными центрами возникновения внутренних напряжений, снижающих ресурс оси. В результате таких напряжений несущая способность оси снижается, что может привести к повреждению во время движения.

Колесный центр, являющийся следующим элементом колесной пары, изготавливается из углеродистой стали. На одну из его частей, а именно обод, насаживается бандаж. Именно бандаж вступает в контакт с рельсом, принимая на себя конечную нагрузку. Изготавливают бандаж из особых сверхпрочных марок стали с высокой стойкостью к истиранию.

В конструкции колесных пар также предусмотрен специальный канал, закрывающийся пробкой. По нему под давлением подается масло во время снятия колеса с оси. Оно исключает повреждение контактной зоны, появление трещин и задиров. Снятие выполняется способом распрессовки, что требует приложения значительных усилий.