Технология ремонта колесной пары вагона

Каждый поезд, независимо от того, пассажирский он или грузовой, оснащен ходовой частью. Ее задача – обеспечивать передвижение состава. 

Краткая характеристика колесной пары

Колесная пара является ключевым элементом ходовой части любого подвижного состава. Она обеспечивает устойчивость вагонов, а также их передвижение по путям. Данная комплектующая состоит из нескольких элементов, каждый из которых выполняет ряд функций.

Назначение колесной пары

Основной функцией, которую выполняет колесная пара, является передача вертикальной нагрузки от корпуса вагонов на рельсы. Благодаря этому обеспечивается их четкое следование по путям. Кроме того, колеса передают вращающий момент тягового двигателя. В тех точках, где они соприкасаются с рельсами, реализуется сила сцепления.

Исправность колесных пар – одно из ключевых условий безопасного передвижения поезда. Именно поэтому к обслуживанию и ремонту колесных пар предъявляются особые требования. Также большое внимание уделяется процессу производства всех ее элементов – для них подбираются прочные и износостойкие материалы.

Длительный срок службы колесной пары и ее надежность обеспечивается правильной эксплуатацией, регулярным комплексным осмотром и диагностикой. Все эти процессы регулируются официально утвержденными стандартами и инструкциями.

Устройство колесной пары

Устройство любой колесной пары является довольно простым. В его состав входят такие основные элементы:

• ось колесной пары;
• по одному колесному центру с каждой стороны;
• два бандажа и два бандажных кольца колесной пары;
• два зубчатых колеса.

При изготовлении каждой детали колесных пар используются специальные материалы. При производстве осей методом ковки выбирают сверхпрочную осевую сталь. Также такой элемент поддается термическим операциям.

Каждая ось колесной пары, в свою очередь, разделяется на определенные участки. К ним относятся буксовые шейки, которые являются основанием для подшипников. Также сюда входят предподступичные части, которые являются некими промежуточными элементами колесных пар. Отдельно выделяют подступичные части колесной пары. Именно на них надеваются двигающие колеса. Оставшиеся элементы оси – это шейки и средняя часть.

Главной особенностью такой конструкции оси колесных пар является то, что все участки имеют различные диаметры, а переходы между ними обязательно должны быть плавными. На обоих концах оси колесной пары нанесена резьба, на которую накручиваются роликоподшипники.

В процессе эксплуатации колесных пар каждая колесная ось подвергается значительным нагрузкам. На нее действуют вертикальные и горизонтальные силы, а также сила скручивания. Чтобы при этом комплектующая не выходила из строя, предусмотрены особые технологии ее обработки. Большое внимание уделяется переходным участкам колесных пар, которые называются гантелями. От их качественной обточки зависит концентрация напряжения на всю конструкцию колесной пары.

Важным моментом при этом является устранение царапин на оси колесной пары. Если они не будут удалены, именно вокруг них будет скапливаться максимальное напряжение, что в итоге может привести к образованию трещин и неисправности оси колесной пары.

Колесный центр, являющийся следующим элементом колесной пары, изготавливается из углеродистой стали. На одну из его частей, а именно обод, насаживается бандаж.

В конструкции колесных пар также есть специальный канал, который закрывается пробкой. По нему под давлением подается масло, которое необходимо при распрессовке колесной пары. Оно позволяет исключить вероятность появления задиров на поверхностях.

Что касается бандажа, то именно он и является той частью колесных пар, которая непосредственно соприкасается с путями. В связи с этим на него также действуют значительные нагрузки, в результате чего этот элемент подвергается быстрому износу. Для обеспечения его длительного срока службы при изготовлении такой колесной детали используются сверхпрочные сплавы и особые технологии. За передачу вращающего момента отвечает такой элемент, как зубчатое колесо колесной пары.

Технология обслуживания и ремонта колесных пар

Так как на колесные пары воздействует большое количество сил, и эти комплектующие подвергаются значительным нагрузкам, им необходимо своевременное и качественное техническое обслуживание. При выявлении неисправностей должен проводиться ремонт колесных пар. Все эти работы следует выполнять по утвержденным стандартам, так как любое отклонение от них может привести к поломке колес при ремонте или после его завершения. В результате они могут оказаться непригодными для дальнейшей эксплуатации колесной пары.

Основные неисправности колесных пар, их причины и способы предупреждения

В процессе эксплуатации колесных пар могут возникать различные их неисправности. Они могут быть связаны с износом или повреждением. Также причиной может быть заводской брак, который не был обнаружен во время приема колесных пар в вагонный парк.

Выделяют несколько наиболее распространенных неисправностей:

1. Одним из часто встречающихся дефектов колесных пар выступает равномерный прокат, который превышает допустимые нормы. Причина его появления – естественный колесный износ, связанный с деформацией металла. Кроме того, повлиять на его возникновение может значительное истирание поверхности катания колесной пары, которое является следствием взаимодействия колеса с рельсом.
2. Еще один вариант дефекта – неравномерный прокат колесных пар, который также превышает допустимые показатели. Основной причиной его появления является неоднородность свойств металла.
3. В том случае, когда был обнаружен круговой наплыв металла на колесную фаску, можно говорить о деформации элемента. Однако при выявлении такого дефекта колесная пара не бракуется. Ее изъятие в ремонт проводится только при наличии в такой ситуации трещин и сколов.
4. Довольно часто из-за систематического воздействия тормозных колодок появляются кольцевые выработки колесной пары. Обычно факторами, которые влияют на возникновение такой неисправности, выступают влажность и склонность колодок наволакивать продукты износа колеса.
5. Если при диагностике колесных пар было обнаружено, что гребень является слишком тонким, это может указывать на неправильную установку КП в тележке. Также причиной может стать значительная разница диаметров колес на одной колесной оси, либо износ и искривление оси из-за эксплуатации колесной пары на участках с частыми и резкими поворотами.
6. Если неполадка заключается в наличии остроконечного наката гребня колесной пары, можно судить о пластической деформации металла, которая зачастую бывает вызвана повышением давления на колесную пару.
7. Еще один вид дефекта – тонкий обод колесных пар. Он является следствием сильного износа, а также возникает в тех случаях, когда при очередных обточках снимается слишком большой слой металла с колесной поверхности. Еще одной причиной может стать неправильно проведенная обточка внутренней грани колесной пары.
8. В ряде случаев колесная пара не может продолжать эксплуатироваться из-за наличия на ней ползунов. Они представляют собой плоские места на округлых поверхностях. Если их глубина превышает допустимые нормы, такой дефект в обязательном порядке устраняется. Что касается причин его возникновения, то обычно они связаны с частым скольжением колеса по рельсу. Кроме того, причиной может стать неисправность или плохая работа тормозной системы.
9. Если проблема заключается в появлении навара на колесных парах, который представляет собой смещение металла с высотой больше допустимой, можно говорить об интенсивной пластической деформации, возникающей при проскальзывании колеса по путям. При появлении такого дефекта металл колеса склонен перегреваться в процессе использования колесной пары, что в дальнейшем может привести к появлению более серьезных неисправностей.
10. В некоторых случаях при частом заклинивании колесных пар металл начинает выкрашиваться. Такой процесс также может быть следствием усталостного разрушения колесной поверхности. При этом обычно наблюдается появление выщербин, которые, имея достаточно большие размеры, могут мешать нормальной эксплуатации колесной пары.
11. Если при диагностике колесной пары было выявлено местное расширение или значительный откол, причиной может быть дефект самого материала, который использовался при изготовлении комплектующих. Обычно при этом говорят о расслоении металла.

Кроме указанных неполадок, выделяют ряд особенно опасных дефектов, при наличии которых эксплуатация колесной пары является строго запрещенной. К ним относятся трещины основных элементов колесной конструкции, а также изломы колес.

Устранение поломок различной сложности выполняется посредством текущего или планового ремонта колесной пары. Объем работ, которые при этом осуществляются, зависит от результатов предварительной диагностики. Обычно он включает технологию обточки колесных пар, сварочные работы, а также проведение замены отдельных элементов на новые или ранее отремонтированные.

Способы очистки, осмотра и контроля деталей

Для качественной подготовки всех поверхностей деталей к последующему осмотру и ремонту колесной пары, обязательно проводится их очистка. Такая работа может быть проведена только после выкатки колесных пар. 

Для качественной очистки, обмывки и осмотра колесной пары перед ремонтом используется специальное оборудование, в перечень которого входит:

• моечная установка;
• стенды и установки, на которых проводится колесная дефектоскопия;
• грузоподъемные устройства и транспортные средства, предназначенные для доставки колесных пар на нужную ремонтную позицию;
• специальные шаблоны для определения соответствия показателей допустимым нормам.

На каждом этапе выполняются свои работы. Сначала проводится обмывка колесных пар с использованием мощной моечной машины. При этом могут применяться как гидромеханические технологии очистки, так и пескоструйные. Важным условием обмывки является предварительный демонтаж букс колесной пары, чтобы в них не попала вода и не привела к порче этого узла.

После проведения осмотра и определения подходящего вида ремонта колесных пар на соответствующие участки комплектующей наносятся обозначения в виде букв. На те колесные пары, которые не подлежат восстановлению, наносится буква «Б» (брак). Это означает, что они подлежат списанию.

В качестве дополнительных технологий диагностики перед ремонтом проводится дефектоскопия колесной пары. С ее помощью проверяются различные части осей на наличие повреждений и прочих дефектов. Такие манипуляции может выполнять только квалифицированный техник, получивший разрешение на проведение подобного вида работ.

Обыкновенная технология обслуживания колесных пар

Обыкновенное освидетельствование проводится при каждой подкатке колесной пары под вагон. Такая технология предусматривает все основные проверки перед ремонтом. Также колеса в обязательном порядке очищаются от грязи и смазки, что позволяет более качественно осуществить их осмотр. Важным этапом такой проверки колесной пары является контроль состояния осей. Обычно при этом используются дефектоскопы. Также всегда проверяется соответствие параметров всех элементов колесной пары допустимым нормам.

При каждом освидетельствовании проверяется наличие клейм, а также четкость надписей на них. Важно, чтобы специалист смог точно разобрать дату проведения последнего осмотра и ремонта колесной пары.

Также проверке подлежат такие детали колесных пар:

• все пружинные пакеты;
• заклепки зубчатых колес;
• колесные болты, с помощью которых крепится зубчатое колесо.

В процессе обыкновенного обслуживания колесной пары важно определить наличие таких браковочных признаков:

• увеличения ширины бандажа на отдельных участках колесных пар;
• ослабления бандажного кольца;
• уменьшения толщины бандажей колесной пары;
• присутствия выбоин, предельного проката, колесного износа и пр.

Все эти неполадки подлежат устранению, в связи с чем, при их выявлении, колесные пары передаются на ремонт. В данном случае клеймения с данными о проверке и ремонте не требуются.

Полная технология обслуживания колесных пар

Полное освидетельствование колесных пар различных типов грузовых поездов проводится на специально оборудованных пунктах. Они могут находиться на вагоноремонтных предприятиях или в специализированных мастерских по ремонту. Причин для выполнения такого обслуживания может быть несколько. К основным из них относятся такие:

• проведение ремонта, при котором была выполнена замена хотя бы одного элемента колесной пары;
• наличие неясных клейм и знаков, что не позволяет распознать данные о проведении последнего колесного освидетельствования;
• выявление повреждений колесной пары вагона после аварии или схода поезда с рельс.

Технология полного освидетельствования включает в себя больший объем работ. В ходе его проведения вся краска с деталей колесных пар снимается. Это позволяет получить полный доступ к необходимым участкам. Проверка в этом случае проводится не только с помощью визуального осмотра, но и методом неразрушающего контроля. Обычно при этом применяется ультразвук. Он позволяет определить наличие и расположение даже мелких дефектов, которые находятся в скрытых элементах колесной пары.

После проведения такого обслуживания в обязательном порядке должны быть нанесены клейма. На них указывается дата и информация о предприятии, проводившем проверки и ремонт. Все результаты освидетельствования заносятся в специальные журналы.

Технология ремонта и повышение надежности колесных пар

Одной из технологий ремонта колесных пар разных видов грузовых поездов выступает поточный метод. Его особенность заключается в том, что все элементы для проведения ремонтных работ беспрерывно передвигаются на необходимые ремонтные позиции. При этом бригады по ремонту не меняют своего расположения. Они ожидают поступления детали колесной пары, после чего приступают к выполнению необходимых манипуляций.

Эта технология ремонта имеет несколько обязательных условий. Первое из них – это одновременная подача ремонтируемых элементов колесных пар на каждую из позиций. Из этого требования выплывает еще одно важное условие ремонта – все поступившие на позиции комплектующие должны требовать примерно одинакового объема ремонтных работ. В противном случае завершение ремонта на каждой позиции будет разниться во времени, что приведет к сбою беспрерывности общего процесса ремонта.

Такая технология ремонта колесной пары имеет одно значимое преимущество – она исключает необходимость переноса оборудования и инструментов на разные позиции, что значительно экономит время и силы сотрудников. Следствием этого является повышение производительности труда.

Что касается повышения надежности колесных пар, то в этом случае на первое место выходит комбинированная технология поверхностного упрочнения. Она сочетает в себе закалку токами высокой частоты и обкатывание роликами. 

Также повышению надежности колесной пары способствует использование таких методик:

• радиально-ротационной ковки, предусматривающей применение одновременно четырех боек, что повышает ударную вязкость материала;
• создания облегченного колеса, которое снижает расход металла при изготовлении и является залогом увеличения срока службы колесной пары;
• повышения прочности посадки на колесную ось.

Каждый указанная технология пока находится на стадии разработки.

Периодичность и сроки обслуживания колесных пар

В процессе эксплуатации колесных пар они обязательно подвергаются осмотру под вагонами, обыкновенному и полному освидетельствованию. При выполнении всех видов технического обслуживания состава колесные пары должны быть осмотрены. Кроме того, такая проверка является обязательным этапом текущего ремонта без выкатки. Она проводится при приемке и сдаче вагонов в эксплуатацию, после аварий и схода с путей. Каждая такая проверка включает в себя обязательные работы по выявлению ползунов, вмятин и выщербин на колесных парах. 

Что касается измерения проката и толщины гребня колесной пары, то такие манипуляции должны проводиться не реже 1-го раза в месяц. Для этого применяются специальные шаблоны для сверки со стандартами и допустимыми нормами.

Обыкновенное обслуживание колесных пар вагонов проводится при каждом текущем ремонте ТР-3, а также перед каждой подкаткой. При этом используется метод наружного осмотра. Он позволяет выявить наличие необходимых знаков и клейм на колесной паре, а также определить общее состояние колес.

Полное обслуживание осуществляется при проведении капитального ремонта, а также в тех случаях, когда отсутствуют клейма или поезд стал участником аварии, в которой были повреждены колесные пары.