что такое поверхность катания обода колеса

Поверхность катания

Ступица

Диск колеса

Обод колеса

КОЛЕСА

На расстоянии 70 мм от внутренней (базовой) грани обода расположен воображаемый круг катания, используемый для измерения специальными инструментами (диаметр колеса, толщина обода, прокат колеса). Противоположная грань называется наружной.

Поверхность катания— место, где колесо соприкасается с рельсом.

Ступица с ободом объединены диском, расположенным под углом к плоскости круга катания, что придает колесу упругость во время движения вагона. Ступица служит для посадки колеса на подступичную часть оси. Поверхность катания обрабатывается по стандартному профилю. Стандартный профиль поверхности катания колеса имеет гребень.

Гребень имеет высоту 28 мм, измеряемую от его вершины до горизонтальной линии, проходящей через точку пересечения круга катания с профилем. Угол наклона наружной грани гребня оказывает влияние на безопасность движения (его увеличение повышает устойчивость колесной пары на рельсах и уменьшает износ).

Рис. Цельнокатное колесо

В эксплуатации колеса, перекатываясь по рельсовому пути и передавая ему значительные нагрузки, работают в сложных условиях окружающей среды. В процессе торможения между колесами и колодками, а также с рельсами возникают силы трения, вызывающие нагрев и износ обода. Удары на стыках рельс могут вызывать появление трещин и отколов в ободе колеса.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Поверхности катания

Колесная пара является одной из наиболее ответственных частей вагона. Она направляет движение по рельсовому пути и воспринимает все нагрузки, передающиеся от вагона на рельсы.

Безопасность движения поездов во многом зависит от качества ко­лесных пар. Состояние колесных пар оказывает влияние на плав­ность хода.

Колесные пары работают в весьма тяжелых условиях и к их техническому состоянию предъявляются жесткие требования. Поверхность колеса, соприкасающаяся с рельсом, называется поверхностью катания. Профиль поверхности катания соответствует профилю головки рельса и обеспечивает наиболее рациональное взаимодействие колеса с рельсом. (Рис 1.).

Рис. 1. Профили поверхности катания колеса с толщиной гребня 33 мм

В отличие от кузова вагона, который размещается на тележках, имеющих рессорное подвешивание, колесные пары вместе с подшипниками рессор не имеют. В связи с этим они воспринимают значительные динамические нагрузки.

В процессе работы колесные пары изнашиваются и повреждаются. Наибольшему износу подвергается поверхность катания колесных пар. Статистические данные по случаям нарушений безопасности движения в пассажирском хозяйстве говорят о том, что более 75% браков в поездной и маневровой работе являются следствием появления на поверхностях катания колесных пар различных дефектов (ползуны, навары, выщербины и т.д.)

Колесные пары с сверхдопустимыми износами и повреждениями, угрожающими безопасности движения, должны быть выкачены из под вагона и направлены в ремонт. Для проверки состояния колесных пар пользуются специальным измерительным инструментом (Шаблонами).

В эксплуатации наиболее часто применяют абсолютный шаблон. На каждом составе пассажирского поезда в обязательном порядке должен быть абсолютный шаблон. Ответственность за наличие на составе своевременно поверенного абсолютного шаблона возлагается на начальника поезда.

Рис. 2. Положения абсолютного шаблона при измерении проката (а)

и толщины греб­ня колеса (б)

1- середина поверхности катания; 2- вертикальная измерительная ножка шаблона;

3- горизонтальный измерительный движок шаблона

Естественный износ поверхности катания, происходящий при качении колеса по рельсу вследствие деформации частиц металла в зоне контакта называется прокатом. Прокат измеряют абсолютным шаблоном (рис.2а) на расстоя­нии 70 мм от внутренней грани колеса, то есть в наиболее изнашиваемой части по кругу катания.

Рис. 3 Схематическое изображение

Для опре­деления размера проката шаблон накладывают на профиль поверх­ности катания колеса до совмеще­ния вертикальной грани шаблона с внутренней гранью колеса, опорная скоба при этом опирает­ся на вершину гребня. Опустив измерительную ножку 2 до сопри­косновения с поверхностью ката­ния, размер проката прочитыва­ют на вертикальной шкале шабло­на. Для проверки наличия и измерения неравномерного проката необходимо измерить прокат в нескольких местах по диаметру колеса. В этом случае неравномерный прокат определяется как разница между максимальным и минимальным значением, выявленным в результате проведенных измерений.

Толщину гребня измеряют абсолютным шаблоном (рис.2б) на расстоянии 18 мм от его вершины с помощью горизонтального движ­ка 3 шаблона.

О появлении ползуна можно судить по ритмичным, сильным ударам колес о рельсы.

Пример: При замере величины проката был получен размер 5 мм, а при замере в самой глубокой части ползуна был получен размер 6,5 мм. Определим глубину ползуна: 6,5 – 5 = 1,5 мм. Таким образом, глубина ползуна равна 1,5 мм.

Менее часто, но в практике также встречается такое повреждение поверхности катания, как навар. Навар, обычно возникает при воздействии на колесо тормозных колодок. При этом колесо не заклинивается полностью, а продолжает вращаться. В зоне контакта, из-за воздействия силы трения, возникает сильный нагрев металла. При этом происходит изменение его структуры и частичное смещение металла с поверхности катания. Навар имеет вид, напоминающий сварной шов и на некоторую величину выступает над поверхностью катания колеса. Динамическое воздействие от навара аналогичное воздействию от ползуна. Измеряется величина навара, так же как и величина ползуна, только в данном случае величина его замера будет превышать величину проката.

Пример: При замере величины навара в самом высоком месте был получен размер 6,5 мм, а при замере величины проката получен размер 5 мм. Определим высоту навара: 6,5 – 5 = 1,5. Таким образом, высота навара равна 1,5 мм.

Навар опасен тем, что при последующей работе колеса, изменивший свою структуру металл начинает постепенно выкрашиваться при ударах о рельс и на этом месте образуется такая неисправность поверхности катания, как выщербина.

В последнее время на железных дорогах принимаются меры по усилению верхнего строения пути. При этом укладываются рельсы, обладающие повышенной износостойкостью и прочностными качествами. В этих условиях резко возрастает скорость образования ползунов на поверхности катания колесных пар вагонов в случае их заклинивания. Опыт показывает, что при отправлении пассажирского вагона со станции в заторможенном состоянии глубина ползуна нарастает со скоростью от 0,5 до 1 мм за 100 метров пройденного колесной парой пути.

Необходимо также помнить о том, что ползуны при определённых условиях могут «подхватываться», то есть имеющийся некоторый ползун на поверхности катания при последующих торможениях может создать дополнительные условия для заклинивания колесной пары. Это может происходить при постановке колесной пары на уже образовавшийся ползун и тогда сила сцепления тормозных колодок ограничит вращение колеса. Колесная пара перестает вращаться и глубина ползуна возрастает. Необходимо помнить и о том, что опасность заклиниваний колесных пар в осенний и зимний периоды эксплуатации резко возрастает из-за ухудшения коэффициента сцепления колеса с рельсом.

Причины заклинивания колесных пар различны. Это может быть неисправность воздухораспределителя. В этом случае чаще всего заклиниваются все колесные пары вагона. Заклинивание всех колесных пар вагона может происходить и по причине неотпуска ручного тормоза. Заклинивание одной или нескольких колесных пар может происходить при неправильной регулировке рычажной передачи. Заклинивание одной колесной пары может происходить по причинам, не связанным с тормозной системой вагона. Например, при неисправности подшипника, когда заклиниваются его ролики или при заклинивании редуктора привода генератора от средней части оси. Если ползуны или навары образовались не на одном, а на нескольких вагонах, то возможной причиной явилось неправильное управление тормозами со стороны машиниста (например, завышенное давление в тормозной магистрали). К образованию ползунов в поезде может привести и интенсивное торможение на участке пути, обладающем низким качеством сцепления колеса с рельсом (на рельсах следы смазки, торфа, влажная пыль и т.д.).

Дата добавления: 2019-02-08 ; просмотров: 1463 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

КОЛЕСНЫЕ ПАРЫ ВАГОНОВ

Назначение и устройство колесных пар

Колесные пары предназначены для направления движения вагона по рельсовому пути и восприятия всех нагрузок, передающихся от вагона на рельсы и обратно. Они должны удовлетворять определенным требованиям: обладать достаточной прочностью, износостойкостью, иметь небольшую массу для снижения тары вагона и уменьшения динамического воздействия на верхнее строение пути, а также обладать некоторой упругостью для смягчения динамических сил, возникающих при движении вагона. За состоянием колесных пар установлено особо тщательное наблюдение на ремонтных предприятиях вагонного хозяйства (заводы, депо) и в эксплуатации.

Колесная пара вагона состоит из оси (2) с напрессованными на нее двумя колесами (3).

Ось колесной пары имеет:

Колеса вагонов бывают двух диаметров: 950 и 1050 мм. Последние предназначены только для замены неисправных колес в колесных парах, применяемых в некоторых вагонах старой постройки.

Наружная поверхность колеса, соприкасающаяся с рельсом, называется поверхностью катания. Профиль поверхности катания имеет определенную форму и размеры. Поверхность катания нового колеса в поперечном профиле имеет коническую форму. Конусность основной рабочей части поверхности катания шириной 60 мм у вагонов и 70 мм у локомотивов составляет 1:20. Наличие конусности повышает устойчивость колесной пары за счет снижения ее «виляния» при движении по прямой, способствует выравниванию расстояний, пройденных внутренними и внешними колесами, при движении в кривых, обеспечивает равномерный износ поверхностей катания. На расстоянии 30 мм от боковой грани колеса конусность увеличивается до 1:7, а затем переходит в фаску размером 6 мм, расположенную под углом 45° к горизонтали. Увеличенная конусность и фаска облегчают прохождение колесной парой стрелочных переводов и способствуют свободному перекатыванию колеса с одного элемента стрелочного перевода на другой.

Профиль поверхностей катания колес скоростных вагонов характеризуется наличием конусностей 1:50, 1:10 и 1:3,5.

Вагоны и локомотивы, имеющие толщину гребня, не соответствующую указанным нормам, к эксплуатации не допускаются.

Тип колесной пары определяется типом оси и диаметром колес. Основным типом колесных пар являются конструкции с цельнокатаными стальными колесами с диаметром по кругу катания 950 мм.

Размеры оси устанавливают в зависимости от величины расчетной нагрузки, воспринимаемой при эксплуатации вагона.

Кроме колесных пар, изготавливаемых в соответствии с ГОСТ 4835-80, поставляют также конструкции, выполненные по специальным чертежам и техническим условиям, для вагонов промышленного транспорта, вагонов электропоездов и дизель-поездов, а также с раздвижными на оси колесами для эксплуатации на дорогах с различной шириной колеи и др.

В вагонах, оснащенных дисковыми тормозами, на оси, кроме двух колес, прочно укреплены тормозные диски.

Требования к содержанию колесных пар вагонов

Для безопасного движения вагона по рельсовому пути на ось 1 прочно насаживаются колеса 2 с соблюдением строго определенных размеров. Согласно п.13 Приложения № 5 к ПТЭ расстояние между внутренними гранями колес L у ненагруженной колесной пары должно быть:

Во избежание неравномерной передачи нагрузки на колеса и рельсы разность размеров от торца оси до внутренней грани обода l допускается для колесной пары не более 3 мм. Колеса, укрепленные на одной оси, не должны иметь разность диаметров D более 1 мм, что предотвращает односторонний износ гребней и не допускает повышения сопротивления движению.

Согласно п.12 Приложения № 5 к ПТЭ каждая колесная пара должна удовлетворять требованиям, установленным правилами и нормами 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.

С целью обеспечения безопасности движения поездов ПТЭ установлены нормы допусков, износов и повреждений элементов колесных пар, при которых не допускается эксплуатация вагонов.

Обыкновенное освидетельствование колесных пар выполняется при каждой подкатке их под вагон, если перед этим они не подвергались полному освидетельствованию. До очистки колесной пары производится предварительный осмотр. После обмывки и очистки доступные части оси проверяют магнитным дефектоскопом. Затем производят внешний осмотр колесной пары и проверку соответствия всех размеров и износов установленным нормам. Колесные пары с роликовыми подшипниками подвергаются также промежуточной ревизии букс.

При подкатке колесных пар должна проводиться их регистрация в соответствующих журналах или паспортах.

Неисправности колесных пар вагонов

Нормальная работа вагонов и безопасность движения поезда во многом зависят от исправности колесных пар. Чаще всего изнашиваются и повреждаются поверхности катания и гребни колесных пар. Для проверки состояния колесных пар осмотрщики вагонов в пунктах формирования и оборота поездов используют специальный контрольно-измерительный инструмент, в том числе:

Основные требования, касающиеся норм содержания и ремонта колесных пар, а также неисправности, при наличии которых запрещается их эксплуатация, отражены в Приложении № 5 к ПТЭ, п.п. 13-14).

Запрещается выпускать в эксплуатацию подвижной состав с трещиной в любой части оси колесной пары, кольцевыми протертостями глубиной более 2,5 мм, а также следами электродугового ожега, что может привести к излому оси.

Не допускаются трещины в колесах, местные уширения обода величиной более 5 мм, а также износы и повреждения колесных пар, нарушающие нормальное взаимодействие пути и подвижного состава.

Толщина обода колеса уменьшается из-за износа в процессе эксплуатации и при обточках. Не разрешается эксплуатировать вагоны, толщина обода колеса которых по кругу катания менее:

Прокатом колес называют естественный износ поверхности их катания вследствие трения о рельсы. При достаточно большом прокате гребень колеса может касаться болтов рельсовых скреплений, что представляет прямую угрозу безопасности движения. Поэтому к эксплуатации не допускаются вагоны, у которых колесные пары имеют предельный прокат, измеренный на расстоянии 70 мм от внутренней грани колеса:

Глубину ползуна определяют абсолютным шаблоном, либо толщиномером (аналогично определению проката) по разности промеров в середине выбоины (наиболее глубокой ее части) и в месте нормального проката колеса. Также, чтобы определить глубину ползуна, можно измерить его длину, после чего найти значение по специальной таблице. Так, ползун длиной 60 мм на колесе диаметром 950 мм имеет глубину 1 мм.

Колесные пары, имеющие ползун глубиной более 1 мм, к эксплуатации не допускаются. При выявлении ползуна в пути следовнания возможность и условия дальнейшего движения определяются исходя из величины выявленного ползуна и категории подвижного состава:

Для уменьшения износа гребней и головок рельсов применяются автоматические рельсозмазыватели, устанавливаемые в кривых и распыляющие смазку (лубрикант) на наружный рельс при проходе колесных пар. Также применяются вагоны-рельсосмазыватели, курсирующие в составах пассажирских поездов, и рельсосмазывающие установки на грузовых локомотивах.

Выщербиной называют небольшое местное углубление на поверхности катания обода колеса, появляющееся вследствие наличия ползуна. Выщербины могут также появиться из-за скрытых дефектов металла. К эксплуатации не допускаются колесные пары, имеющие на поверхности катания колес выщербину глубиной более 10 мм или длиной более 50 мм у грузовых вагонов и длиной более 25 мм у пассажирских.

В связи с повышением скоростей движения поездов и применением композиционных колодок участились повреждения поверхности катания колес в виде так называемых наваров, т.е. смещений металла, образующих возвышение на поверхности катания. Недопустима высота навара более 0,5 мм для колесных пар пассажирских вагонов и более 1 мм для грузовых.

Также недопустимо наличие кольцевых выработок на поверхности катания глубиной более 1 мм и шириной более 15 мм.

Запрещается выпускать в эксплуатацию колесные пары, имеющие задиры шеек или предподступичных частей осей колесных пар, с ослаблением ступицы на подступичной части оси, что может привести к сдвигу ступицы колеса, колесные пары с шириной обода колеса менее 126 мм, а также отколом наружной грани обода колеса глубиной более 10 мм.

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

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Поверхность катания колес имеет не цилиндрическую, а коническую ф о р-м у с уклоном основной рабочей части 1 / 20 ( рис. 187); на расстоянии 100 мм от внутренней грани колеса коничность поверхности катания 1 / 20 переходит в коничность 1 / 7, наружный край поверхности катания колеса имеет фаску 6×6 мм. [2]

Поверхности катания колес делают коническими с уклоном 1 / 20 ( рис. 35 а), чтобы колесная пара была устойчива на колее и при воздействии на подвижной состав горизонтальных поперечно направленных сил центрировала себя относительно оси пути. Кроме того, благодаря конусности поверхности катания колес при их износе удается избежать образования желоба, который нарушает правильное взаимодействие колесных пар подвижного состава и рельсовой колеи. [4]

Поверхности катания колес подвижного состава имеют коническую форму, которая обусловлена тем, что подвижной состав с такими колесными парами оказывает большое сопротивление горизонтальным силам, направленным поперек пути, и менее чувствителен к неисправностям пути. [7]

Если поверхности катания колес или рельсов будут загрязнены маслянистыми веществами, то при торможении сила сцепления колеса с рельсом резко уменьшается, а сила трения между колесом и тормозной колодкой практически остается расчетной. [10]

Коничность поверхности катания колес в СССР принята с уклоном к горизонту 1 / ао. Считается, что при наличии конических колес экипажи более консервативны, стремятся занять при движении центральное положение в колее с подуклонкой рельсов, менее чувствительны к неровностям на пути. [12]

Так как поверхность катания колеса имеет-коничность 1 / 20 ( и далее к наружному краю 1 / 7), то верх усовиков в месте перехода колес с них на сердечник и обратно располагают выше сердечника. [14]

Выкрашивание на поверхности катания колеса при максимальном размере диаметра раковин не должно превышать 12 мм. [15]

Источник

Колесные пары: лекции для работников вагонных депо

Колесные пары: лекции для работников вагонных депо

Рис. 2.
Оси для роликовых подшипников по концам шеек имеют нарезную часть К (рис. 4.) для навинчивания корончатой гайки. Кроме того, на каждом торце таких осей имеется паз с двумя отверстиями, в которых выполнена нарезка. Паз дает возможность поставить стопорную планку, которая крепится двумя болтами.

Запрещается выпускать в эксплуатацию и допускать к следованию в поездах вагоны после сходов, 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:
1) при скоростях движения свыше 120 км/ч до 140 км/ч
— прокат по кругу катания более 5 мм у пассажирских вагонов;
— толщина гребня более 33 мм и менее 28 мм при измерении на
расстоянии 18мм от вершины гребня;
2) при скоростях движения до 120 км/ч
— прокат по кругу катания у пассажирских вагонов, в поездах дальнего следования более 7 мм; местного и пригородного сообщения более 8 мм;
— у рефрижераторных и грузовых более 9 мм;

11) поверхностный откол наружной грани обода колеса, включая местный откол кругового наплыва, глубиной (по радиусу колеса) более 10 мм, или ширина оставшейся части обода в месте откола менее 120 мм, или наличие в повреждённом месте независимо от размеров откола трещины, распространяющейся в глубь металла;
12) повреждение поверхности катания колеса, вызванное смещением металла («навар») высотой у грузовых более 1 мм, у пассажирских более 0,5 мм. При обнаружении на промежуточной станции вагонов с колесными парами, имеющими «навар» более допускаемых размеров, порядок следования вагона такой же, как при ползунах;

13) выступ металла по круговому периметру гребня в месте перехода его изношенной поверхности к вершине (остроконечный накат);
14) толщина обода колеса по кругу катания менее 22 мм, у грузовых вагонов и менее 30 мм у пассажирских, менее 35 мм в поездах, следующих со скоростью свыше 120 км/ч; но не более 140 км/ч;
У колесных пар пассажирских вагонов, включаемых в пунктах формирования в поезда, следующие до пункта оборота на расстояние более 5000 км, кроме того, не допускаются:
— прокат по кругу катания более 6 мм;
— толщина гребня менее 26 мм, измеряемая на расстоянии 18 мм от его вершины.
15) разница толщин гребней колёс в одной колёсной паре при подаче под погрузку более 6 мм, равномерный прокат у грузовых при подготовке под погрузку более 8,5 мм.
16) разница диаметров колёс в одной колёсной паре в эксплуатации более 5 мм.

Осмотр колесных пар производить с остукиванием молотком поверхности катания колес. Особое внимание необходимо обращать на техническое состояние колёсных пар, смотровые крышки букс которых, окрашены красным цветом (наплавленные гребни).

надрессорной балки практически невозможно, однако заметно, что колесная пара как бы «хромает», создается эффект движения колесной пары «по восьмерке»;
• Необходимо особое внимание обращать на трущиеся детали ходовых частей и тормозную рычажную передачу вагонов, а именно: на фрикционную планку тележки и её крепление (т.е. положение подвижной пластины, заклёпок); на клин гасителя колебаний тележки; на рессорный комплект в целом (сдвиг пружин, их отсутствие) и особенно на крепление валика подвески башмака.
В ночное время отчетливо виден такой признак наличия дефектов на поверхности катания, как яркий металлический блеск шайб валиков рычажной передачи (особенно валика подвески тормозного башмака). Металлический блеск также виден от интенсивного трения фрикционной планки и клина, пружин рессорного комплекта.

Данными причинами являются: ненормальная работа колесной пары, неправильная установка ее в тележке, значительная разница диаметров колес на одной оси, длительная работа на пути с крутыми кривыми, изгиб оси, перекос рамы тележки, неправильная посадка колес на ось.
Рисунок 14.2.
Рисунок 14.3.
Рабочей частью гребня классифицируется поверхность, расположенная в границах 2 мм от вершины «а» и 13 мм «б» от поверхности катания. (Рис. 14.1. и 14.3). Острая кромка 4 (см. рис. 14.2.) в вершинных (нерабочих) частях гребня, не имеющего подреза, чаще всего не является эксплуатационным дефектом и классифицируется наплывом, не представляющим угрозы безопасности движения, и не подлежит браковке.

КОЛЬЦЕВЫЕ ВЫРАБОТКИ НА ПОВЕРХНОСТИ КАТАНИЯ КОЛЕСА

При высокотемпературном нагреве от трения связующий полимер композиции колодки разлагается, а продукты распада и налипшие абразивные частицы уносятся из зоны контакта. Из-за низкой теплопроводности композиции эти процессы протекают по ширине колодки не одинаково и менее интенсивно по краям ее, где температура значительно ниже. Поэтому при достаточно длительной эксплуатации у краев поверхности композиционной колодки образуются выступы с налипшими на них абразивными частицами, которые создают кольцевые выработки на поверхности катания. Кольцевые выработки ослабляют колеса и, кроме того, являются концентраторами напряжений.
При наличии кольцевых выработок на других участках поверхности катания, имеющих уклон 1:20, нормы браковки их такие же, как для кольцевых выработок, расположенных у гребня. Глубина кольцевых выработок определяется как разность измерений в наиболее деформированном месте и у кромки выработки.

Закатывающийся навар, ползун

ЗАПРЕЩАЕТСЯ навар высотой: у колесных пар пассажирских вагонов более 0,5 мм; у колесных пар грузовых вагонов более 1 мм. При обнаружении на промежуточной станции вагонов с колесными парами, имеющими «навар» более указанных размеров порядок следования такой же, как при обнаружении ползуна. Допускается эксплуатация вагонов с зачищенным наждачным кругом «наварами» на поверхности катания колес: грузовые из деповского и текущего ремонтов; пассажирские, обращающихся со скоростью не более 120 км/ч с текущего ремонта. При этом на зачищенном месте не должно быть трещин, переход от зачищенной поверхности к незащищенной должен быть плавным, зачищенная поверхность должна располагаться заподлицо с прилегающими бездефектными участками, в месте зачистки допускается углубление не более 0,5 мм.

ИЗМЕРЕНИЕ ползуна (выбоины), «навара», кольцевых выработок

Источник