что такое бандаж колеса
Как устроены колесные пары локомотивов и вагонов?
Опубликовано 03.08.2019 · Обновлено 02.11.2021
А как устроены колесные пары локомотивов и вагонов? Колесные пары направляют движение локомотива и вагона по рельсовому пути.
Колесные пары с шестерней от электровоза
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/Q1-7-300×225.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/Q1-7-1024×768.jpg» width=»1024″ height=»768″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/Q1-7-1024×768.jpg» alt=»колесные пары с зубчатой шестерней от электровоза | Движение24″class=»wp-image-1504″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/Q1-7-300×225.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/08/Q1-7-768×576.jpg 768w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» /title=»колесные пары с зубчатой шестерней от электровоза | Движение24 » /> Колесные пары с шестерней от электровоза
Колесная пара локомотива состоит из оси, насаженных на нее колесных центров, зубчатых колес тяговой передачи, на ободы колесных центров надеты бандажи — на локомотивах они сменные, а на вагонах, как правило, колеса цельнокатаные.
Бандаж на колесной паре
Поверхности бандажей на всех колесных парах имеют коническую форму, с уменьшением диаметра во внешнюю сторону, с внутренней стороны находятся гребни – они расположены внутри колеи и предохраняют колесную пару от схода с рельсов. По центру проходит, так называемый, круг катания – эта часть бандажа непосредственно контактирует с головкой рельса.
Но вот вопрос — а почему профиль колеса конический и его диаметр уменьшается во внешнюю сторону?
Это чисто физический вопрос. Вот колесная пара вошла в кривую на участке пути, радиус кривой с одной стороны будет меньше, а с другой больше, в зависимости от того в какую сторону кривая. Колесо со стороны меньшего радиуса будет упираться своим гребнем на внутреннюю грань рельса и пройдет меньший путь, а вот колесу со стороны большего радиуса надо пройти путь больше. Для этого ему надо увеличить скорость, чтобы «догнать» колесо с другой стороны, но оно этого сделать не сможет и все – колесная пара застопорится, то есть, пойдет юзом. Этого допустить нельзя! Но можно и не отставать от колеса, проходящего меньший радиус кривой, а как это сделать – конечно, надо уменьшить диаметр колеса и оно спокойно будет догонять своего «внутреннего собрата». Поэтому бандаж колеса и имеет коническую форму – чем ближе к внешней стороне, тем меньше его диаметр. Все просто!
Бандаж
На вагонах по мере износа бандажей меняется все колесо, на локомотивах они меняются непосредственно. Как это происходит? Бандаж изготовляется из углеродистой стали. Технология проста: его надевают на обод колесного центра в горячем состоянии, для предотвращения сползания с колесного центра он стопорится специальным кольцом. Все, в итоге бандаж остывает и накрепко «прикипает» к колесному центру. На колесном центре ставится керном полоска, а еще на нем, как раз под этой меткой, также керном наносятся четыре точки. Потом сам бандаж с внешней стороны красится белой краской, а на месте кернения наносится полоска красной краской. Все это сделано для того, чтобы локомотивная бригада постоянно их контролировала на предмет «проворота» — это когда они начинает смещаться вследствие неплотного прилегания, что очень опасно и может привести к крушению! Также белая краска при нагреве приобретает «кофейный» цвет. Существует много причин образования этой нехорошей и очень опасной неисправности, например, сильное и длительное зажатие бандажа тормозными колодками при торможении, это приводит к его сильному нагреву и сдвигу.
Существует ряд параметров, по которым контролируется толщина бандажей и допуски на их сдвиг, но, если сдвиг большой – дело серьезное, требуется замена, а это простой локомотива.
Бандажи
БАНДАЖИ, шины, кольца специального профиля, надеваемые на колеса (центр) паровоза, железнодорожного или трамвайного вагона. Профиль бандажа должен соответствовать особым шаблонам, устанавливаемым в соответствии с особенностями пути (очертание рельсов, уширение пути, стрелки, крестовины и т. п.). Бандажи различаются: ребордные (с гребнем) и безребордные (без гребня). Первые употребляются в подвижном составе в том случае, когда жесткая база (расстояние между крайними связанными между собой колесными парами) не превышает тех пределов, которые допускают вписывание подвижного состава в кривые части пути. Вторые употребляются для промежуточных колесных пар в том случае, когда жесткая база подвижного состава превосходит указанный выше предел.
Реборда (гребень) служит для направления колеса по назначенному ему пути, предупреждая от возможности сойти с рельсов. Профили ребордного и безребордного бандажей указаны на фиг. 1 и 2.
Бандаж употребляется с целью предохранения колеса от изнашивания. Употребление бандажей на железной дороге не является повсеместным; так, в США в отношении вагонных колес еще с середины прошлого столетия перешли на так называемые колеса «Гриффина», отливаемые целиком из чугуна с наружной закаленной поверхностью. Вполне понятно, что в этом случае изношенные колеса должны быть сменены целиком.
Как сказано выше, при работе подвижного состава бандаж в соприкосновении с рельсами изнашивается и утрачивает свой профиль. Для восстановления профиля бандажа, а также для уничтожения появляющихся на нем в некоторых случаях выбоин, бандаж подвергают периодическим обточкам. На союзных дорогах установлена, как правило, необходимость обточки бандажа в том случае, когда износ его достиг 5 мм глубины. Служба бандажа ограничена предельной допустимой толщиной, которая при существующей в пределах Союза нагрузке, приходящейся на каждый бандаж, варьирует от 45 мм для мощных паровозов до 30 мм для вагонов. С точки зрения эксплуатации: 1) бандаж не должен быть хрупким, т. к. условия пути и условия нагрузки все время испытывают его в этом отношении; 2) бандаж не должен иметь недостатков, влияющих на его прочность (раковины, плены, расслоения и т. п.); 3) бандаж не должен ослабляться на колесе, т. е. раскатываться на нем; 4) должен иметь сравнительно небольшой удельный износ, т. е. износ на единицу пробега. Все указанные свойства и недостатки зависят главным образом от природы металла бандажа и его термической обработки.
Современная техника употребляет для фабрикации бандажа исключительно литую сталь, изготовленную по преимуществу мартеновским процессом; способ изготовления из сварочной (пудлинговой) стали, сваркой в кольцо катаной полосы соответствующего калибра, ныне совершенно оставлен.
Приводим для примера эскизы бандажных чугунных изложниц восьмигранного (внутри) сечения заводов Кулебакского (фиг. 4 и 5) и Луганского (фиг. 8). На фиг. 6 и 7 изображено сечение слитка через центральную ось с обнажением усадочной раковины. Иногда, хотя и реже, отливаются и слитки цилиндрической формы (с круглым сечением).
В целях концентрации усадочной раковины к оси слитка в Германии применяется иногда изложница, дающая грушевидной формы слиток, суживающийся вверху, т. е. создаются условия замерзания как раз обратные тому, к чему стремятся при отливке слитка, прибыльная часть которого отрезается в процессе механической обработки. Изображенный на фиг. 4 и 5 плоский чугунный поддон (для отливки сверху) нерационален, так как струя скоро дает на нем глубокие вымоины, благодаря которым на слитке получаются «шишки», способствующие появлению трещин на нижнем его основании. Лучше употреблять поддоны с чашеобразным углублением, со стальным в центре вкладышем.
В новейшее время в Европе начинает распространяться способ фабрикации бандажей из слитков крупного веса. Такой слиток отливается с утепленной головной частью, концентрирующей усадочную раковину. После отрезки прибыли слиток разрезается холодным механическим способом на 4—5 дисков для дальнейшей горячей обработки на бандажи. Способ этот значительно облегчает работу сталелитейного цеха, а расходы на механическую разрезку, очевидно, окупаются уменьшением процента отходов и брака из-за литейных пороков. На русских заводах способ этот предполагается испытать в ближайшее время.
Прокатка бандажа на стане с вертикальными валками схематически изображена на фиг. 9.
Рабочий вал а получает свое вращение от машины с помощью конических зубчатых колес и делает около 30 об/мин. Передвижной уплотняющий валок b получает движение от горизонтального гидравлического цилиндра. Ролики с, переставляемые от руки, служат как направляющие. По прокатке бандажа на надлежащий диаметр валок b отводится назад, и бандаж снимается со станка.
Описанные системы бандажепрокатных станов применяются на европейских заводах. Американский завод «The Chicago Tire and Spring С°» установил стан James Munton, по своей производительности превосходящий существовавшие до того системы станов. Не приводя здесь описания этого стана (интересующиеся найдут его, например, в книге Leon Geuze «Forgeage et laminage», 1922), скажем только, что стан требует специальной кольцевой формы слитка, из которого выходит несколько бандажей.
Колесный бандаж. Полиуретан как наиболее подходящий материал
Бандаж колеса в классическом значении – это стальное кольцо, шина, напрессовываемая на ступицу-основание колеса. Применялось для уменьшения износа и быстрого восстановления при необходимости. После появления резины, ее начали активно использовать для бандажирования колес. За счет эластичности материала появилась дополнительная мягкость хода, тишина качения, возможность использования на различных покрытиях – то, чего не мог дать металлический бандаж. Но у резин есть серьезный недостаток – быстрый износ, необходимость частой замены. Кроме того, резиновая шина оставляет следы на ряде покрытий, что ограничивает сферу использования.
От данных недостатков избавлен полиуретан – материал, разработанный в свое время для военной промышленности, как раз на замену резинам и, в ряде случаев, металлам.
Свойства полиуретана, его механическая прочность, устойчивость к разрывам и раздирам, эластичность, стойкость к истиранию, воде, маслам и другим нефтепродуктам позволяют считать его лучшим на сегодняшний день эластомером для изготовления колесных бандажей. В сравнении с резиновым полиуретановый бандаж имеет минимум в три-четыре раза больший срок службы. Важно также, что полиуретановые бандажи не отавляют следов на напольном покрытии в отличие от резиновых. Специально созданные полиуретановые системы применяют для изготовления и последующего восстановления колес (роликов, валиков):
Применение колес с полиуретановым бандажом целесообразно как с точки зрения экономической (отпадает необходимость в частом ремонте), так и безопасности эксплуатации техники для персонала и грузов вследствие высокой прочности и надежности полиуретанов. Бандаж из полиуретана можно изготовить съемным – его можно будет заменить прямо на месте эксплуатации техники, можно также нанести полиуретан на металлическое основание с адгезией – методом склейки для обеспечения максимальной эксплуатационной прочности колеса. В обоих случаях количество восстановлений полиуретанового слоя не ограничено – при условии сохранности металлической части.
Важные миллиметры
—> Так, например, разница диаметров бандажей у колёсной пары после обточки без выкатки допускается не более 1 мм (а в случае, если обтачиваемое колесо прошло обыкновенное освидетельствование – не более 0,5 мм), при этом станки, используемые на сети дорог, не имеют встроенного оборудования, позволяющего произвести замер диаметра бандажа. Его трудно произвести без выкатки колёсной пары из-под локомотива. Это обусловлено в первую очередь наличием тяговой зубчатой передачи и конструкцией тормозной рычажной передачи.
Неоднократные попытки применения косвенного метода измерения бандажей с применением радиусомеров, индикаторных скоб (по хорде) оказались неудачными из-за несовершенства средств измерений: отсутствия единой «точки опоры» у радиусомеров и низкой точности измерений по причине конструкционных особенностей механических индикаторных скоб.
Параметр «толщина бандажа» используется для определения его расчётного диаметра, при этом опыт практического применения указывает на недостаточную степень точности итогового значения расчёта для анализа данных и своевременного выявления предотказного состояния локомотивов. При определении диаметра бандажа в качестве исходных данных принимаются толщина бандажа и диаметр колёсного центра, найденные путём прямых измерений. При этом параметр «толщина бандажа» измеряется постоянно в течение жизненного цикла бандажа, так как он подвержен изнашиванию
в процессе эксплуатации. Параметр «диаметр колёсного центра» измеряется только в рамках технологического процесса насадки бандажа и принимается для расчёта как постоянная величина на весь период его жизненного цикла.
Основными недостатками такого метода являются:
1. Отсутствие возможности проверки точности измерения диаметра обода колёсного центра. Замер диаметра обода производится перед насадкой бандажа. Нужно учесть, что всем известно чертёжное значение данного параметра. Представим, что обод изначально имеет размеры, выходящие за пределы допустимого, либо исполнитель не считает нужным просто скрупулезно записывать данные применительно к каждому бандажу. Понятно, что до следующей смены бандажа никто не сможет перепроверить размеры. Вывод – формально записанное значение диаметра обода колёсного центра сделает невозможным точно рассчитать диаметр бандажа.
2. Отсутствие возможности контроля соответствия торца прижимного бурта посадочной поверхности бандажа. При обжиме стопорного кольца бандажа на прессе происходит деформация прижимного бурта, приводящая к смещению его торца от посадочной плоскости бандажа (см. рис.). Технологией предписывается подрезание торца прижимного бурта до посадочной плоскости (фактически до диаметра обода колёсного центра). На практике данная операция выполняется не всегда со 100-процентным соблюдением технологии. В ряде случаев торец бурта либо не подрезается вообще, либо подрезается до чертёжного диаметра обода. Выявлены случаи, когда расчётный метод определения диаметра бандажа приводил к погрешности значений до 15–20 мм по указанной причине.
3. Фактическое состояние торцевой части прижимных буртов. Опорной поверхностью для средств измерения толщины бандажа является торец прижимного бурта. При этом необходимо учитывать, что с одной стороны торец бурта и зона бандажного кольца являются накопителями грязи, препятствующей точному измерению, с другой стороны, торец может повреждаться при эксплуатации и ремонте (осаживание бандажного кольца при монтаже, остукивание при эксплуатации, неаккуратная подрезка прижимного бурта, повреждения при внутрицеховых перемещениях колёс и т.д.). Кроме того, при проточке прижимного бурта может возникнуть эллипсность и толщина одного и того же бандажа в разных сечениях будет отличаться.
4. Человеческий фактор и логические барьеры. Расчётный метод определения диаметров бандажей имеет явные минусы. На результаты замеров влияет, в том числе, и человеческий фактор.
Логические барьеры, установленные для параметров: толщина и диаметр бандажей, провоцируют искажения отчётности в автоматизированных системах. Например, запрет на ввод большего значения толщины бандажа по сравнению с предыдущим не позволяет ввести фактический параметр толщины бандажа, даже в том случае, если предыдущий замер был явно сфальсифицирован. Также запреты, связанные с разницей диаметров бандажей, влекут искажения параметров для возможности их регистрации в автоматизированной системе (АРМ «Техник по замерам»).
5. Затраты времени на производство расчёта и трудоёмкость корректного учёта диаметра обода. При массовых замерах колёсных пар, сменах колёсных пар учёт диаметров ободов колёсных центров для расчёта диаметров бандажей является трудоёмким процессом, требующим постоянного контроля.
бандаж колеса
Смотреть что такое «бандаж колеса» в других словарях:
бандаж (колеса) — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN rim … Справочник технического переводчика
бандаж колеса — Syn: колёсный бандаж … Металлургический словарь терминов
бандаж колеса турбины — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN band shroud ring … Справочник технического переводчика
БАНДАЖ — (франц. bandage, от кельтск. band связь). 1) род повязки для ран, грыж и проч. 2) одна из принадлежностей ходовой части вагона, шина. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. БАНДАЖ 1) особого рода пояс для… … Словарь иностранных слов русского языка
бандаж — бандаж: Определение по ГОСТ 398. Источник: ГОСТ 11018 2000: Тяговый подвижной состав железных дорог … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
бандаж рабочего колеса турбины — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN turbine rotary shroud … Справочник технического переводчика
БАНДАЖ — БАНДАЖ, бандажа бандажа, муж. (франц. bandage). 1. Особый бинт или пояс, поддерживающий отдельные части тела в нормальном положении. Больному грыжей надели бандаж. 2. Шина паровозного или вагонного колеса (тех.). Толковый словарь Ушакова. Д.Н.… … Толковый словарь Ушакова
бандаж — 1) упруго облегающая повязка для поддержания частей; 2) обод ж/д колеса. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 … Автомобильный словарь
бандаж (металлургия) — бандаж 1. Спец. сорт. прокат для изгот. наруж. опорной части состав, ж. д. колеса. Б. цельнокат. черн. для подвижн. состава (локомотивов, трамваев, вагонов) изгот. на бандажных прокатных станах из предварит. осаж. слитков или круглой НЛЗ из… … Справочник технического переводчика
Бандаж (техника) — У этого термина существуют и другие значения, см. Бандаж (значения). Бандаж (фр. bandage) в технике стальное (в ряде случаев резиновое) кольцо или пояс, надеваемый на части машин или конструкций для увеличения их прочности или… … Википедия
Бандаж — [tire; sleeve] 1. Специальный сортовой прокат для изготовления наружной опорной части составного железно дорожного колеса. Бандаж цельнокатаный черновой для подвижного состава (локомотивов, трамваев, вагонов) изготовленный на бандажных прокатных… … Энциклопедический словарь по металлургии