Колесная пара ПС

 

     1 Назначение колесной пары

     Колесная  пара является наиболее ответственным  узлом подвижного состава. Колесные пары воспринимают и передают на рельсы вертикальные нагрузки от массы ПС, при движении взаимодействуют с рельсовой колеей, воспринимая удары от неровностей пути и горизонтальные силы. Через колесную пару передается вращающий момент тягового двигателя, а в месте контакта колес с рельсами в тяговом и тормозном режимах реализуются силы сцепления. 

     2 Конструкция колесной пары

     Технические данные

     Диаметр колеса по кругу катания, мм............1250+5;

     Расстояние  между внутренними торцами бандажей, мм ... 1440±3;

     Ширина  бандажа, мм .... 140±2;

     Толщина нового бандажа по кругу катания, мм........90+5;

     Диаметр подступичной части оси, мм........... 235+2;

     Диаметр шейки оси, мм ... 180;

     Диаметр средней части оси, мм ... 200+2.

Колесная пара состоит из буксы-1, бандажа-2, венец зубчатого колеса-3, центр зубчатого колеса-4, колесного центра-5, оси-6 (рисунок 2.1).

      2.1 -Колесная пара 

      Ось изготовляют ковкой из осевой стали  Ос. Л. ГОСТ 4728 - 59 с последующей нормализацией  и отпуском, причем термические операции должны проводиться при автоматической регистрации заданных режимов. У  оси различают следующие участки: буксовые шейки- 5 (рисунок 2.2), на которые насаживают буксовые подшипники, предподступичные части -4, представляющие собой переходные участки (на них крепят лабиринтные кольца букс), подступичные части -3, на которые напрессовывают центры двигающих колес, шейки под моторно-осевые подшипники тягового двигателя -2 и среднюю часть -1. На концах оси имеется резьба для гаек роликоподшипников, паз для стопорной пластинки и два отверстия М16 для болтов, крепящих пластину. В торцах оси сделаны центровые отверстия установки оси или колесной пары на станке.

     Рисунок 2.2 -Ось

     Оси движущих колесных пар подвергаются действию вертикальных и горизонтальных знакопеременных сил, а также  скручиванию. Тяжелые условия работы предъявляют особые требования к  материалу и способам обработки  оси. После обточки подступичные части и шейки оси называют роликами и шлифуют их. При накатке и шлифовке устраняют риски и царапины, около которых обычно концентрируются напряжения, а при длительной эксплуатации могут появиться трещины. Колесный центр коробчатой конструкции  (рисунок 2. 3) изготовляют отливкой из углеродистой стали; он состоит из удлиненной ступицы, обода и соединяющей их средней двухстенной части с облегчающими отверстиями.

     Рисунок 2.3 -Колесный центр

На обод насаживают бандаж; диаметр посадочной поверхности 1070 мм (рисунок 2.3).

     Диаметр посадочной поверхности центра на ось  235 мм, причем со стороны зубчатого колеса эта поверхность расточена на конус с целью на ось. Канал, закрываемый пробкой, предназначен для подачи масла под давлением при распрессовке колесной пары; подача масла позволяет уменьшить давление распрессовки и предупредить появления задиров на сопрягающихся поверхностях. После отливки колесных центры отжигают для снятия внутренних напряжений. Бандаж - кольцо сложного сечения. Он является той частью колеса, которая непосредственно взаимодействует с рельсом. На небольшую контактную поверхность бандажа действуют большие силы (от массы ПС, силы сцепления), бандаж воспринимает динамические нагрузки, а при проскальзывании подвергается износу.  Бандаж должен обрабатываться на колесно-токарных стенках, так как после достижения установленных норм износа (проката) необходимо восстанавливать его профиль. Коническая форма бандажей обеспечивает их равномерный износ по ширине и спокойное прохождение ПС в кривых. Основная поверхность катания бандажа имеет конусность 1:20, толщина нового бандажа 90 мм, толщина гребня 33 мм на расстояние 20 мм от его вершины. Уклон способствует центрированию колесной пары в колее и обеспечению более равномерного износа поверхности катания. Уклон 1:7 предусмотрен для размещения наката металла, образующего вследствие пластических деформаций.  
       

3 Принцип действия  колесной пары

Редуктор установлен между колесными дисками на оси  колесной пары и приводится от неё. Мощность передается через коническую передачу, карданный вал и эластичную муфту на генератор. Число оборотов оси колесной пары (привод) преобразуется  редуктором в более высокое число  оборотов на ведомом валу.

рисунок 3.1- Коническая зубчатая передача

Коническая зубчатая передача (рисунок 3.1) исполняется с  углом между осями 90°. Ведущий  вал исполнен в виде полого вала , обхватывающего ось колесной пары. Мощность и вращательное движение передаются от оси колесной пары через резиновые  муфты (резиновые опоры), которые  состоят из деталей, на полый вал. Шестерня соединяется через фланец с полым валом, который опирается  через два конических ролико-подшипника в корпусе редуктора. Валом шестерни  передается крутящий момент через фланец сошлицевой втулкой  на карданный  вал. Для восприятия возвратного  момента на корпусе редуктора  расположен упор против проворачивания. Он передает возвратный момент эластично  на кронштейн в тележке. В случае аварии упора против проворачивания аварийный упор  исключает вращение редуктора вокруг оси. Для аварийного упора необходимо наличие предохранительной  скобы в тележке. 

4. Основные  неисправности колесной пары

     Каждая  колесная пара должна удовлетворять  требованиям, установленным Инструкцией  по осмотру, освидетельствованию, ремонту  и формированию колесных пар ПС, 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.  

     - Расстояние между внутренними гранями колес у ненагруженной колесной пары должно быть 1440 мм, 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 (рисунок 4.1;4.2;4.3).

 

     Рисунок 4.1-колесная пара: расстояние между внутренними гранями колес

                       

     Рисунок 4.2-колесная пара: толщина износа гребня

         

 
 

     Рисунок 4.3- полоса покрытия  головки рельса

     - Запрещается выпускать в эксплуатацию и допускать к следованию ПС с трещиной в любой части оси колесной пары или трещиной в ободе, диске и ступице колеса, при наличии остроконечного наката на гребне колесной пары.

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.

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

     -Вертикальный подрез гребня высотой более 18 мм;

     -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 и вагонов с подшипниками скольжения более 2 мм. 

     5 Техническое содержание в эксплуатации

1 Колесные пары для определения их технического состояния и пригодности к эксплуатации подвергаются осмотру с регистрацией в книге формы ТУ-28:

- под ТПС  — при всех видах технических  обслуживании и текущих ремонтов  ТР-1, ТР-2, каждой проверке ТПС  в эксплуатации;

- при первой  подкатке под ТПС новой колесной  пары (после формирования) и после  производства полного освидетельствования,  если после них прошло не  более 2 лет. При этом проверка  даты формирования и освидетельствования  производится по клеймам на  торце (бурте) оси;

- после крушений, аварий, схода с рельсов, если  отсутствуют повреждения элементов  колесной пары, требующие их замены.

2 Осмотр колесных  пар под ТПС должны производить:

- машинист — при каждой приемке ТПС (локомотивов в доступных местах, моторвагонного подвижного состава в доступных местах по доступной осмотру стороне); в эксплуатации при стоянках локомотивов на станциях и в пунктах оборота; при техническом обслуживании ТО-2 моторвагонного подвижного состава (в случае производства последнего локомотивными бригадами);

- мастер —  при техническом обслуживании  ТО-3 ТПС;

- мастер или  бригадир (где смены слесарей  возглавляет бригадир) — при техническом  обслуживании ТО-2 ТПС (по мотор-вагонному  подвижному составу — в случае  производства ТО-2 ремонтными бригадами  пункта технического обслуживания);

- мастер и  приемщик локомотивов — при  техническом обслуживании ТО-4, ТО-5, текущих ремонтах ТР-1 и ТР-2 ТПС,  при первой подкатке новых  колесных пар.

3 При осмотре колесных пар должны проверять:

- на бандажах и ободьях цельнокатаных колес -отсутствие трещин, ползунов (выбоин), раздавленностей, вмятин, отколов, раковин, выщерблин, ослабления бандажей на ободе центра (остукиванием ), сдвига бандажа (по контрольным меткам на бандаже и ободе центра), предельного проката (предельной высоты гребня) или износа, вертикального подреза гребня, ослабления бандажного кольца, опасной формы гребня и остроконечного наката, являющегося признаком возможности опасной формы гребня.

- на колесных  центрах, цельнокатаных колесах  и ступицах дискового тормоза  — отсутствие трещин в спицах, дисках, ступицах, ободьях, признаков  ослабления или сдвига ступиц  на оси;

- на открытых  частях осей — отсутствие поперечных, косых и продольных трещин, плен, протертых мест, электроожога и  других дефектов;

- отсутствие  нагрева букс;

- состояние  зубчатой передачи тяговых редукторов  ТПС (при текущих ремонтах, когда  это предусмотрено по циклу);

- отсутствие  нагрева моторно-осевых подшипников,  опорных подшипников тяговых  редукторов при постановке ТПС  на смотровую канаву.

4 В соответствии с ПТЭ номинальное расстояние между внутренними гранями колес у ненагруженной колесной пары должно быть 1440 мм. У локомотивов и вагонов, обращающихся в поездах со скоростью:

- до 120 км/ч отклонения допускаются в сторону увеличения и уменьшения не более 3 мм;

- от 120 км/ч до 140 км/ч отклонения допускаются в сторону увеличения не более 3 мм и в сторону уменьшения не более 1 мм.

5 В соответствии  с ПТЭ запрещается выпускать  из ТО-2, ТО-3, текущих ремонтов  и допускать к следованию в  поездах подвижной состав с  трещиной в любой части оси  колесной пары, ободе, диске, спице,  ступице и бандаже, а также  при следующих износах и повреждениях  колесных пар, нарушающих нормальное  взаимодействие пути и подвижного  состава.

6 При скоростях  движения до 120 км/ч:

- при прокате  по кругу катания у локомотивов,  а также у моторвагонного подвижного  состава дальнего следования  — более 7 мм, у моторвагонного подвижного состава в поездах местного и пригородного сообщения — более 8 мм;

- при высоте  гребня бандажа, измеряемого шаблоном  УТ-1, более 37 мм или менее 27 мм для колес локомотивов; более 35 мм или менее 27 мм для колес локомотивов с профилями ДМеТИ и МВПС дальнего сообщения; более 36 мм или менее 27 мм для МВПС местного и пригородного сообщения; более 39 мм или менее 27 мм для колес локомотивов с профилем Зинюка-Никитского;

- при толщине  гребня более 33 мм или менее 25 мм, измеряемой на расстоянии 20 мм от вершины гребня — для колес локомотивов;

- при толщине  гребня более 34 мм или менее 25 мм, измеряемой шаблоном УТ-1 в сечении гребня, расположенном на расстоянии 13 мм от поверхности круга катания колеса. 

7 При вертикальном подрезе гребня высотой более 18мм. Контроль вертикального подреза гребня бандажа и опасной формы гребня производится специальным шаблоном (рисунок 5.1) и шаблоном ДО-1. Измерение опасной формы гребня у ТПС производится универсальным измерительным шаблоном УТ-1.