Ж/д оборудование

Неисправности колесных пар и уход за ними

От исправного состояния колесных пар тепловозов зависит безопасность движения поездов. Характерными неисправностями их являются: износ бандажей — прокат, выбоины или ползуны, подрез гребня; ослабление бандажа, колесного центра, зубчатого колеса; трещины, вмятины, отколы зубьев зубчатого колеса; трещины, риски, забоины, вмятины на шейках оси и др. Выбоины или ползуны на поверхности катания бандажа образуются вследствие заклинивания колесных пар при неправильном торможении, разрушении роликоподшипников, заклинивании зубчатой передачи. Вертикальный подрез гребня и остроконечный накат возникают при неправильной установке колесных пар в раме тележки или работе тепловозов на участках с кривыми малого радиуса. При перекосе колесной пары в раме происходит набегание на рельс гребня бандажа отстающего колеса и поперечное скольжение бандажа по рельсу. При движении тепловоза происходит износ бандажей по кругу катания, называемый прокатом. На поверхности катания бандажей могут быть трещины, плены, раковины и выщербины. Под раковинами понимаются пороки металлургического происхождения в виде неметаллических включений (песка, шлака) внутри металла и пустот от усадки металла при неравномерном остывании, выходящих на поверхность катания колеса по мере его износа. Выщербины — это выкрашивание кусочков металла на поверхности катания колеса. Ослабление бандажа на колесном центре происходит при недостаточном натяге, нарушении температурного режима при посадке бандажа (неравномерный нагрев, быстрое остывание), а также при заклинивании колесных пар при торможении. Ослабление посадки колесного центра или зубчатого колеса на оси возникает, как правило, при нарушении их напрессовки. Дефекты зубьев в зубчатой передаче возникают вследствие частого боксования колесных пар, износа в зубьях и нарушениях зацепления, загрязнения и недостатка смазки в тяговом редукторе. Трещины и плены на поверхности оси образуются из-за скрытых пороков металла (пустот, неметаллических включений, микротрещин) и усталости металла от значительной знакопеременной нагрузки, действующей на ось. Риски, забоины, вмятины на оси — результат неосторожного обращения в процессе перемещения, при хранении колесных пар, неправильного монтажа и проворачи­вания внутренних колец роликоподшипников, загрязнения и недостаточного количества смазки.

Неисправности, с которыми колесные пары  не допускаются к эксплуатации

Запрещается выпускать в эксплуатацию и допускать к следованию в поездах тепловозы с поперечной трещиной в любой части оси колесной пары или трещиной в ободе, диске и ступице колеса, а также при следующих износах и повреждениях колесных пар, нарушающих нормальное взаимодействие пути и подвижного состава: прокат по кругу катания — более 7 мм при скорости движения до 120 км/ч; то же для тепловозов, включаемых в поезда, обращающиеся со скоростью от 121 до 140 км/ч,— более 5 мм; вертикальный подрез гребня высотой более 18 мм, измеряемый специальным шаблоном; ползун (выбоина) на поверхности катания у тепловозов с роликовыми буксовыми подшипниками более 0,7 мм и с подшипниками скольжения — более 1 мм; толщина гребня более 33 мм или менее 28 мм при измерении на расстоянии 20 мм от вершины гребня для тепловозов, включаемых в поезда, обращающиеся со скоростью от 121 до 140 км/ч; при скоростях движения до 120 км/ч толщина гребня более 33 мм или менее 25 мм. Расстояние между внутренними гранями колес должно быть в пределах (1440±3) мм, а для тепловозов, обращающихся в поездах со скоростью от 121 до 140 км/ч,— в пределах 1440. Кроме того, запрещается выдавать под поезда тепловозы с колесными парами, имеющими хотя бы одну из следующих неисправностей: трещину или плену в бандаже; раковину на поверхности катания; выщербину на поверхности катания длиной более 25 мм и глубиной более 3 мм; ослабление бандажа на колесном центре, оси в ступице колеса, ступицы зубчатого колеса — на оси, продольную трещину или плену на средней части оси длиной более 25 мм, а на других обработанных поверхностях оси — независимо от размера; местное увеличение ширины бандажа в результате раздавливания более 5 мм; ослабление бандажного кольца в сумме на длине более 30%; неясности клейм последнего полного освидетельствования; отсутствие или неясность клейм формирования; если колесной паре не производилось еще освидетельствования с выпрессовкой оси (при ремонте со сменой элементов); толщину бандажа колесной пары менее 36 мм.

Осмотр и освидетельствование колесных пар

За время работы колесные пары подвергают осмотру под тепловозом, обыкновенному и полному освидетельствованию, а также освидетельствованию с выпрессовкой оси. Колесные пары осматривают под тепловозом при всех видах технического обслуживания и теку­щего ремонта без выкатки из-под тепловоза, приемке и сдаче, выезде под поезд, на пунктах оборота, а также после крушения, аварии, при столкновении или сходе с рельсов.

Во время осмотра проверяют плотность посадки и наличие сдвига бандажа на колесном центре. Ослабление бандажа обнаруживается по глухому дребезжащему звуку при обстукивании бандажа слесарным молотком. Сдвиг бандажа определяют по расхождению контрольных отметок на бандаже и центре колеса. Признаками ослабления бандажа могут быть выделение смазки и ржавчины по окружности в месте прилегания бандажа к ободу колесного центра. При осмотре проверяют, нет ли на бандажах трещин, ползунов, плен, вмятин, раковин, выщербин, подреза и остроконечного наката гребня. Не реже 1 раза в месяц в каждом депо у всех колесных пар тепловозного парка специальными шаблонами  измеряют прокат, толщину гребня и бандажа. Предельный износ отдельных элементов колесной пары приведен на рис.  Обыкновенное освидетельствование колесных пар тепловозов  производят на текущем  ремонте ТР-3 и  перед каждой подкаткой колесной пары под тепловоз. При этом наружным осмотром проверяют состояние бандажей, колесных центров и зубчатого колеса, наличие соответствующих знаков и клейм на торцах оси, поверхности бандажа и зубчатом колесе, шаблонами измеряют прокат, толщину бандажа и гребня, шейки оси обследуют магнитным дефектоскопом.

Полное освидетельствование колесные пары тепловозов проходят при капитальных ремонтах, смене бандажей, ремонте с распрессовкой элементов, при неясности или отсутствии клейм и знаков последнего освидетельствования, повреждении колесных пар после аварии или крушения. При полном освидетельствовании колесную пару очищают от грязи и краски до металла, подступичные части оси проверяют ультразвуковым дефектоскопом, заменяют изношенные или дефектные элементы. После освидетельствования на ось колесной пары наносят клейма и знаки полного освидетельствования. Результаты обыкновенного и полного освидетельствования записывают в специальный журнал и технический паспорт колесной пары, в который заносятся также все данные, связанные с изготовлением и эксплуатацией колесной пары. Освидетельствование колесной пары с выпрессовкой оси производится во всех случаях непрозвучивания оси ультразвуковым дефектоскопом при полном освидетельствовании, при спрессовке двух колесных центров, при отсутствии или неясности клейм формирования и если колесная пара не проходила такого вида освидетельствования. При этом производят все работы, предусмотренные для полного освидетельствования, а также выпрессовывают ось, проверяют магнитным дефектоскопом ее подступичные части для выявления поверхностных трещин, после чего на ось наносят клейма и знаки освидетельствования с выпрессовкой оси.

Ремонт колесных пар

Для колесных пар в зависимости от объема выполняемых работ установлены два вида ремонта — без смены и со сменой элементов. При ремонте без смены элементов в условиях депо производят работы по устранению износа бандажей и шеек осей — обточку и перетяжку бандажей, обточку, накатку и шлифовку шеек и сварочные работы без распрессовки элементов.

Ремонт со сменой элементов предусматривает замену осей, колесных центров, бандажей, зубчатых колес, перепрессовку ослабших колесных центров, зубчатых колес и освидетельствование колесных пар с выпрессовкой оси. Такой вид ремонта разрешается производить в колесных цехах ремонтных заводов и специализированных мастерских. Для ремонта колесные пары выкатывают из-под тепловоза. Одиночную выкатку колесных пар с тяговыми электродвигателями в депо производят на специальных канавах, оборудованных скатоопускным подъемником.

Прокат бандажей колесных пар устраняют обточкой на специальных станках с выкаткой и без выкатки из-под тепловоза. Бандажи колесных пар на текущем ремонте ТР-3 обтачивают на колесно-токарных станках, снабженных гидрокопировальным устройством. По мере обточки толщина бандажа уменьшается и на­именьшая его толщина при выпуске из текущего ремонта допускается 43 мм и не менее 50 мм для тепловозов, работающих со скоростями свыше 120 км/ч. Наружный профиль бандажа при обточке контролируют шаблоном, а расстояния между внутренними гранями бандажей — штангенциркулем. Шаблон плотно прижимают к внутренней грани бандажа, при этом зазор по поверхности катания допускается до 0,5 мм, а по высоте и толщине гребня — до 1 мм. В условиях депо прокат бандажей без выкатки колесных пар устраняют при техническом обслуживании ТО-4 на специальных колесно-фрезерных станках КЖ-20М пр-ва КЗТС или колесотокарных станках А-41 пр-ва Ивано-Франковск. Станок располагают в специальной канаве со съемными рельсовыми вставками. Для обработ­ки бандажей тепловоз устанавливают на канаву, домкратом тяговый электродвигатель приподнимают несколько вверх, а рельсовые вставки отводят в сторону, и колесная пара оказывается подвешенной на моторно-осевых подшипниках. Вращается колесная пара от тягового электродвигателя, который питается током напряжением 220—380 В. К бандажам подводят суппорты с фрезами и обточку бандажа ведут до необходимых размеров. Время обработки одной колесной пары составляет 30—40 мин.

Изношенную поверхность гребня восстанавливают электронаплавкой специальными двухдуговыми аппаратами А-482 под флюсом или вручную с выкаткой колесных пар из-под тепловоза с последующей обработкой на станке. Разрешается также наплавлять гребни бандажей без выкатки колесных пар из-под тепловоза двухдуговым аппаратом Р-643 с последующей обработкой на станке. Наплавка изношенных гребней позволяет примерно в полтора раза сократить снятие металла с бандажа при его обточке для получения нормального профиля и продлить срок службы бандажа.

После обработки наплавленного гребня бандаж тщательно осматривают и проверяют дефектоскопом. Выбоины (ползуны) на поверхности катания бандажа устраняют обточкой или электронаплавкой с последующей обработкой (для пассажирских тепловозов наплавку производить не разрешается). При смене и перетяжке бандажей в условиях депо годные бандажи снимают нагреванием их до температуры не свыше 320 °С. Негодные бандажи срезают газовой горелкой так, чтобы не повредить колесного центра. Перед нагревом бандажа выбивают или вырезают на станке бандажное (укрепительное) кольцо. Снятый бандаж дефектоскопируют и обмеряют для определения натяга, овальности и конусности. Натяг при перетяжке бандажей (1 —1,5 мм на 1000 мм диаметра обода) обеспечивается прокладками толщиной до 2 мм, в количестве до 4 шт., укладываемых в один слой с расстоянием между ними до 10 мм. Для посадки бандаж нагревают в электрических, нефтяных или газовых горнах, обеспечивающих равномерный нагрев до 250—320 °С. После насадки в выточку бандажа, остывшего до температуры не ниже 200° С, заводят укрепительное кольцо и обжимают борт бандажа. Плотность насадки бандажа проверяют после его остывания по звуку от ударов слесарным молотком по поверх­ности катания. Для контроля за сдвигом бандажа после посадки на наружную грань бандажа и на обод наносят контрольные метки, которые располагают по радиусу на одной прямой линии. Для этого на бандаж наносят 4—5 кернов глубиной 1 —1,5 мм на длине 25 мм, а на ободе затупленным зубилом — риску глубиной до 1 мм. Контрольные полосы при окраске колесной пары делают на бандаже в месте постановки контрольных отметок — краской красного цвета на всю толщину бандажа, а на ободе — как продолжение контрольной полосы на бандаже — белилами на всю толщину обода.

Посадочные поверхности обода и ступицы колесного центра при износе восстанавливают наплавкой с последующей обточкой до размера, обеспечивающего необходимый натяг.

Поперечные и продольные риски и задиры, забоины и следы коррозии на шейках оси, не превышающие допускаемых величин, зачищают. После зачистки поперечных трещин и забоин шейки оси подвергают дефектоскопии. Забитые или разработанные центровые отверстия восстанавливают электронаплавкой с последующей механической обработкой по чертежу.

Наличие поперечных трещин на шейках не допускается. Если обнаруживают продольную трещину или плену длиной более 25 мм на средней части оси, а так же продольные трещины или плены на других частях оси, то колесную пару отправляют в ремонтный пункт для полного освидетельствования. На шейках под моторно-осевые подшипники местный износ, а также овальность и конусность более 0,5 мм устраняют шлифовкой и полировкой на станке. Уменьшение диаметра шейки оси под моторно-осевые подшипники у колесных пар тепловозов допускают до 12 мм.

На текущем ремонте ТР-3 осматривают зубчатое колесо и проверяют, нет ли трещин зубьев, износа, ослабления ступицы зубчатого колеса на оси. При наличии излома зубьев или трещины у их основания зубчатое колесо подлежит замене. Уменьшение толщины зуба вследствие износа, измеренное по делительной окружности штангензубомером, допускается до 3 мм. На колесных парах с упругими зубчатыми колесами при текущем ремонте ТР-3 осматривают и проверяют состояние резиновых и металлических втулок.

При выпуске тепловозов из текущего ТР-3 и капитальных ремонтов колесные пары подбирают из числа отремонтированных или нового формирования с разницей диаметров по кругу катания: не более 12 мм при выпуске из текущего ремонта ТР-3 и не более 9 мм при выпуске из капитальных ремонтов, удовлетворяющих требованиям правил технической эксплуатации, с нулевым прокатом.

Под формированием колесной пары понимают изготовление колесной пары из новых элементов. Замена отдельных частей колесной пары (осей, центров, зубчатых колес) новыми или годными, но бывшими в эксплуатации относится к ремонту колесной пары со сменой элементов. Колесные центры на ось напрессовывают на специальном гидравлическом прессе в холодном состоянии. Перед запрессовкой оси и колесные центры подбирают по размерам для обеспечения необходимых натягов, посадочные поверхности очищают, протирают и смазывают натуральной олифой. Усилие при запрессовке центра с бандажом на 100 мм диаметра подступичной части составляет (45-4-65) 104 Н, а при напрессовке центра без бандажа — соответственно (40 4-60)104 Н. В процессе напрессовки специальным индикатором снимается диаграмма запрессовки. Формирование колесной пары завершается полным освидетельствованием, клеймением и заполнением технического паспорта колесной пары.