Загальні відомості. Колісні пари несуть на собі всю навантаження від кузова вагона, рам візків з встановленими на них вузлами і при русі направляють вагон по рейковому шляху. На моторних вагонах вони, крім того, перетворять-крутний момент від тягового двигуна в поступальний рух поїзда.
Колісні пари жорстко сприймають все удари від нерівностей шляху і в свою чергу жорстко впливають на рейковий шлях. Тому колісні пари є найбільш відповідальною частиною електропоїзди: від їх справної роботи залежить безпека руху. Колісні пари електропоїздів поділяють на колісні пари моторного вагона і колісні пари причіпного вагона.
Колісна пара моторного вагона електропоїзда ЕР2Р складається з осі 1 (рис. 29), двох спиць колісних центрів 2 (один з них - правий - виготовляють з
5нс. 30. Колісна пара причіпного вагона
лабіринтовими проточками на внутрішньому торці маточини), двох бандажів // з бандажними розрізними кільцями 12 і зубчастого колеса 7 з маточиною 14, а також підшипникового вузла корпусу редуктора. У колісної пари моторного вагона електропоїзда ЕР2 правий колісний центр виготовляють з подовженою маточиною; підшипники корпусу редуктора встановлюють безпосередньо на опорну поверхню осі.
Колісна пара причіпного вагона (рис. 30) має тільки вісь 2 і два суцільнокатаних колеса /.
Ось колісної пари відчуває сильні удари і значні навантаження від вигину і скручування. Важкі умови роботи висувають особливо високі вимоги до матеріалу і способу обробки осей. Обробка всіх поверхонь осі повинна бути точною, а переходи від одного діаметра до іншого повинні виконуватися плавно. Осі виготовляють куванням зі спеціальної осьової сталі, а потім обробляють на токарних верстатах.
Після механічної обробки вісь має: дві шийки, службовці опорними поверхнями для буксових підшипників. і закінчуються резь-<нш; две под ступичные части, на которые напрессовывают колесные центры; две предподступичные части, осуществляющие переход от подступичных частей к шейкам оси; часть, служащую опорной поверхностью для ступицы (убчатого колеса; среднюю часть.
Ось колісної пари причіпного вагона відрізняється від осі колісної пари мо-юрного вагона меншим перетином подступічних і середньої частин, а також відсутністю опорної поверхні для маточини зубчастого колеса.
Колісні центри моторного вагона спиць. Складається колісний центр з наступних частин: маточини, що служить для насадки колеса на вісь; обода, на який насаджують бандаж; рівномірно розташованих 11 спиць, що з'єднують пристрій обода з маточиною.
Суцільнокатані колеса причіпного вагона складається з маточини, обода, якому надають форму бандажа під час вальцювання, диска, службовця для скріплення обо-ш з маточиною.
Колісні центри і суцільнокатані колеса виготовляють з вуглецевої сталі, причому спиць колісні центри відливають у формі, а суцільнокатані колеса вальці на спеціальних верстатах.
Мал. 31. Профіль бандажа колісної пари.
/ - бандаж; 2 - бандажное кільце; 3 - обід колісного центру
При русі вагона по кривих обидва колеса однієї осі, що мають однаковий діаметр і однакову частоту обертання, котяться одна по зовнішньому рельсу, а інше - по внутрішньому. Але зовнішню рейку завжди довше внутрішнього, тому якби у коліс була циліндрична поверхня катання, то колесо, яке котиться по зовнішньому рельсу, мало б відставати від колеса, що котиться по внутрішньому рельсу. Таке явище призвело б до прослизання і, як наслідок, до боксування. При конічної обточуванні колесо буде котитися по зовнішньому рельсу більшій своїй окружністю (ближче до гребеня), а по внутрішньому рельсу - меншою окружністю. При цьому обидва колеса будуть проходити кривої ділянку шляху майже одночасно і прослизання не буде. Більш крутий ухил Ь'7 призначений для поглинання накату металу, який утворюється у зовнішнього краю бандажа під час руху.
Діаметр бандажа по колу катання 1050 мм, внутрішній діаметр 900 мм, ширина бандажа 130 мм. Для отримання необхідного натягу бандаж до насадки протачивают до внутрішнього діаметра, який на 0,9-1,1 мм менше діаметра обода колеса.
Зубчасте колесо редуктора кріплять до фланця маточини.
Формування колісної пари. Формуванням вважають виготовлення колісної пари з нових елементів. Знову сформована колісна пара повинна задовольняти затвердженими кресленнями і технічним умовам.
Всі елементи, що підлягають формуванню, перевіряють. Перед напресування елементів всі посадочні поверхні очищають від бруду і змащують чистим рослинним маслом.
Формування колісної пари виробляють на гідравлічному пресі, забезпеченому манометром і приладом-індикатором, що фіксує діаграму зусиль при запресовуванні.
Бандажі надягають на колісні центри нагрітими до температури 250- 320 ° С таким чином, щоб завзятий буртик бандажа упирався в обід. Після цього в виточку бандажа заводять бандажное кільце і при температурі не нижче 150 ° С на вальцювальному верстаті обжимають кромку виточки.
Спочатку на вісь напресовують колісні центри, а потім надягають на них бандажі.
Колісні центри (колеса) напресовують на вісь в холодному стані із зусиллям 600-900 кН (60-90 тс) для причіпного вагона і 750-1000 кН (75 100 тс) для моторного. Маточину зубчастого колеса напресовують на вісь із зусиллям 500-750 кН (50-75 тс). Щоб забезпечити міцну посадку колеса, діаметр подступичной частини осі роблять на 0,1-0,35 мм більше діаметра отвору маточини. Під час запресовування обов'язково знімають діаграми натискань на вісь як лівого, так і правого колеса і зберігають ці діаграми в колісному цеху.
Сформовану і прийняту колісну пару фарбують в чорний колір (крім осей колісних пар моторного вагона), а зовнішню грань бандажів - в білий. Також білилами фарбують внутрішнє з'єднання маточини з віссю на причіпному вагоні. Потім наносять контрольні червоні смуги по білил. На колісних парах моторних вагонів ці смуги наносять в місцях постановки контрольних міток, які служать для контролю за зрушенням бандажа під час експлуатації. Контрольна мітка на бандажі, що наноситься керном, має вигляд чотирьох-п'яти заглиблень на 1,5-2 мм; контрольна мітка на ободі, що наноситься тупим зубилом, має вигляд риски глибиною до 1 мм.
Таврування колісних пар. Цю операцію виконують працівники, які мають посвідчення на обстеження колісних пар.
При формуванні, ремонті та огляді колісних пар застосовують такі знаки і клейма:
тавро у вигляді прямокутника з закругленими кутами, в якому варто умовний номер ремонтного пункту або заводу, що виготовляє елементи до-
Мал. 32. Знаки і клейма, розташовані на правому торці осн колісної пари моторного (а) н причіпного (б) вагонів:
/ - номер заводу-виготовлювача; 2 - номер пункту, який переніс знаки; 3 - номер осі; 4 - клеймо, яке засвідчує правильність перенесення знаків; 5 - дата виготовлення осі; 6 - клеймо приймання; 7 -клеімо формування колісної пари або зміни осі; 8 - номер пункту, яка провадила формування; 9 - клеймо приймання; 10 - дата формування або зміни осі; // - клеймо інспектора ВТК
лісових пар, що виробляє їх формування, огляд з випрессуйте-кою осі і повне;
цифри і букви для позначення датах та інших даних (місяць позначають тільки римськими цифрами, а дві останні цифри року - арабськими; висота цифр 6 мм);
клеймо приймальника і інспектора ВТК;
тавро у вигляді кола с'буквой Ф, що позначає формування нової колісної пари або зміну осі;
тавро у вигляді кола з літерою Д, що позначає огляд колісної пари з випрессовкі осі;
тавро у вигляді кола з буквами СБ, що позначає зміну бандажів.
Нові елементи колісних пар мають чітко позначені знаки і клейма (рис. 32 і 33).
Таврування осі виробляють в два прийоми: спочатку клейма ставлять на необробленої середньої її частини, а після обробки осі клейма переносять на праву торцеву частину. При формуванні, а також при огляді колісної пари з випрессовкі осі ставлять додаткові клейма на правому торці осі. У разі повного огляду колісної пари додаткові
Мал. 33. Знаки і клейма, розташовані на колісному центрі (а), суцільнокатані колесі (б) і бандажі (в):
/ - номер заводу-виготовлювача; 2 - дата виготовлення; 3 - номер партії; 4 - номер плавки; 5 - номер колісного центру; 6 - клеймо приймання; 7 -марка; 8 - номер колеса; 9 - номер бандажа
клейма (номер ремонтного пункту, дата огляду і клейма приймальників) ставлять на лівому торці осі.
Таврування бандажів виконують на бічній зовнішньої межі, колісних центрів - на зовнішній стороні маточини, суцільнокатаних коліс - на бічній поверхні обода, зубчастих коліс - на вінцях.
Правою стороною колісної пари счітайт сторону, на торці осі якої знаходяться знаки і клейма заводу-виготовлювача.
Види і терміни огляду та огляду колісних пар. Колісні пари за час їх служби піддають огляду під електропоїздом, звичайному і повному огляду та огляду з випрессовкі осі. ;
Огляд колісних пар під електропоїздом виробляють при технічному обслуговуванні і поточних ремонтах електропоїзди.
При цьому оглядають: бандажі та ободи суцільнокатаних коліс [перевіряють, чи немає тріщин, вибоїн (повзунів), полон, роздавлений, вм'ятин, відколів, раковин, вищербин, ослаблення бандажів, граничного прокату, вертикального підрізу гребеня і гострого накату];
колісні центри і суцільнокатані колеса (чи немає тріщин в маточинах, дисках, спицях і ободах, ознак ослаблення або зсуву маточин на осі);
осі (чи немає поперечних або поздовжніх тріщин, полон, протертих місць або інших дефектів на відкритих частинах);
зубчасті передачі редукторів моторних вагонів на предмет виявлення механічних пошкоджень.
В кінці кожного місяця у колісних пар заміряють прокат, товщину бандажів, ободів і їх гребенів. Вимірювання виконують по колу катання, який знаходиться на відстані 70 мм від внутрішньої грані бандажа або обода суцільнокатані колеса. Також заміряють відстань між внутрішніми гранями бандажів. Результати вимірів заносять в книгу затвердженої Міністерством шляхів сполучення форми.
Звичайне обстеження колісних пар проводять у всіх випадках їх подкатки під електропоїзд в депо. При звичайному огляді виконують всі перевірки, передбачені оглядом колісних пар під електропоїздом, а також очищають колісну пару від бруду і мастила; перевіряють вісь дефектоскопом, відповідність розмірів всіх елементів колісної пари встановленим нормам допусків і зносів, наявність встановлених клейм і знаків; стан зубчастого колеса, а також болтів, що кріплять зубчасте колесо до фланця маточини; оглядають опорні роликові підшипники редуктора.
Повний огляд колісних пар здійснюють при:
ремонті електропоїздів на заводах, пов'язаному з викатки колісних пар;
зміні хоча б одного елемента колісної пари;
неясності клейм і знаків останнього повного огляду;
пошкодженнях колісної пари після краху, аварії, зіткнення або сходу вагона електропоїзда з рейок.
У разі повного огляду колісних пар виконують всі роботи, передбачені для звичайного огляду, крім того, очищають колісну пару від фарби до металу, перевіряють подступічние частини осей ультразвуковим дефектоскопом (при непрозвучіваніі ультразвуком або виявленні тріщин в подступичной частини вісь підлягає випрессовке), наносять клейма і знаки повного огляду.
Огляд колісних пар з випрессовкі осі виробляють у всіх випадках непрозвучіванія осі ультразвуком (спотворення відбитого сигналу на екрані дефектоскопа) при повному огляді колісної пари, при необхідності зняття з неї одночасно обох центрів, а також при відсутності або неясності клейм формування, якщо колісній парі огляд з випрессовкі осі не проводилося.
При огляді колісних пар з випрессовкі осі виконують всі роботи, передбачені для повного огляду, і, крім того, ви-прессовивают вісь і перевіряють магнітним дефектоскопом її подступічние частини; наносять клейма і знаки огляду з випрессовкі осі.
Несправності колісних пар. Забороняється експлуатувати колісну пару, якщо у неї є хоча б одна з нижчеперелічених несправностей:
поперечна тріщина в будь-якій частині осі колісної пари (до поперечної тріщині відносять також косу тріщину, розташовану до котра утворює під кутом більше 30 °). Поперечна тріщина осі утворюється через механічних пошкоджень або внаслідок вад в структурі металу. Тріщини виявляються магнітної дефектоскопії, а в окремих випадках - безпосередньо при огляді;
поздовжня тріщина або полону на середній частині осі довжиною понад 25 мм, а на інших оброблених поверхнях осі незалежно від розміру;
прокат по колу катання, вимірюваний абсолютним шаблоном, більше 8 мм;
товщина гребеня, яка вимірюється абсолютним шаблоном, понад 33 мм або менше 25 мм при вимірі на відстані 18 мм від вершини гребеня;
вертикальний підріз гребеня, вимірюваний спеціальним шаблоном, більше 18 мм від поверхні катання. Під вертикальним подрезом гребеня розуміють великий знос нижньої частини гребеня, коли на його поверхні, зверненої до рейки, утворюється вертикальна майданчик;
гострий накат гребеня (виявляється обмацуванням при огляді);
повзун (вибоїна) на поверхні катання більше 0,7 мм. Виходить він при заклинювання колісної пари, яке може статися при неправильному гальмуванні або внаслідок руйнування підшипників двигуна, заклинювання зубчастої передачі та ін. Глибину вибоїни визначають шляхом порівняння результатів вимірювання абсолютним шаблоном в місці вибоїни і по тій же лінії в іншому місці, де немає вибоїни;
раковина на поверхні кочення (утворюється через недоброякісної виливки або поганий прокатки бандажа або обода суцільнокатані колеса на заводі; виявляється після зносу або обточування верхнього шару поверхні кочення);
вищербини на поверхні кочення у моторного вагона незалежно від розміру, а у причіпного вагона довжиною понад 25 мм і глибиною більше 3 мм (виникає в результаті відшаровування тонкого поверхневого шару металу);
ослаблення бандажа на колісному центрі, осі в ступиці, зубчастого колеса на ступиці. Ослаблення бандажа може статися через недостатнє натягу, недоброкачестванной розточення бандажа або обода, попадання між посадочними поверхнями бандажа і обода окалини, бруду і піску. Для тонких бандажів причиною ослаблення може з'явитися їх неприпустимий нагрів при надмірному натисканні гальмівних колодок. Ослаблення визначають по глухому деренчливий звук при обстукуванням молотком або по неспівпадіння контрольних рисок. Якщо при роботі на лінії виникла підозра, що відбулося ослаблення бандажа, то необхідно на бандажі та обід зробити позначки крейдою і після прибуття в пункт обороту (або на найближчій станції) перевірити їх взаємне розташування. Ослаблення осі в ступиці може статися через неправильну обточування подступичной частини або розточування маточини. Ослаблення усувають шляхом перепрессовки колісного центру. Ознаками ослаблення може бути виділення іржі або масла навколо маточини з внутрішнього боку чи порушення цілості фарбового покриття в місці сполучення осі з маточиною. У цьому випадку порушується відстань між внутрішніми гранями коліс. Ослаблення зубчастого колеса може статися через ослаблення прізонние болтів;
ослаблення бандажної кільця на довжині понад 20% загальної довжини, а також не ближче 100 мм від замка кільця;
тріщина або полону в бандажі, обід, спиці або ступиці колісного центру; тріщина або полону в ободі, диску або ступиці суцільнокатані колеса. Ці тріщини виникають при вадах металу або порушення технології виготовлення;
місцеве збільшення ширини бандажа або обода суцільнокатані колеса в результаті роздавлювання більше 5 мм. Це вказує на м'якість металу або наявність в ньому внутрішніх поздовжніх тріщин або раковин:
протерте місце на осі глибиною понад 2,5 мм (може утворитися при попаданні будь-якого предмета між остовом тягового двигуна і віссю колісної пари);
товщина бандажів по колу катання менше 35 мм, а товщина ободів суцільнокатаних коліс менше 25 мм;
гострі поперечні ризики і задираки на шиях і предступічних частинах осей;
неясність клейм останнього повного огляду, відсутність або неясність клейм формування, якщо колісна пара ще не піддавалася огляду з випрессовкі осі.
Також забороняється експлуатувати колісну пару, якщо відстань між внутрішніми гранями коліс не буде відповідати 1440 мм. Відхилення допускається в бік збільшення або зменшення не більше ніж на 3 мм, а у електропоїздів, які звертаються зі швидкістю понад 120 км / год, - в сторону зменшення не більше ніж на 1 мм. Порушення цієї відстані може статися через ослаблення маточини на осі колісної пари або в результаті неправильної обточування внутрішньої грані бандажа.