Колесные пары вагонов. Неисправности колёсных пар ж/д вагонов
Ходовая часть железнодорожных составов включает в свою конструкцию множество элементов, однако ключевым из них является колесная пара. Существуют разные версии данного компонента, причем отличаются они не только по размерам и форме, но и способностью выдерживать различные нагрузки. Во многом эта характеристика является определяющей для рабочего ресурса ходовой части. Производители изначально наделяют ее элементы высоким эксплуатационным потенциалом, но, разумеется, это не гарантирует полного исключения поломок и неисправностей. Независимо от назначения и особенностей использования транспорта, колесные пары вагонов требуют поддержания исправного состояния. К слову, элементарный износ является нормальным явлением – другое дело, что от обслуживающего персонала требуется своевременное обнаружение близких к поломке участков и выполнение соответствующих операций по ремонту.
Причины неисправностей
Несмотря на использование надежной конструкции с высокопрочными металлическими сплавами, сильные динамические и статические нагрузки могут приводить не только к износу, но и к деформации. В наибольшей степени таким явлениям подвержены колесные пары грузовых вагонов, так как в процессе движения поезда возникает повышенное напряжение в контактной зоне рельс и колес. Поэтому с целью минимизации негативных последствий от такого взаимодействия технологи включают в сплав углерод в больших пропорциях. Так или иначе, нагрузки могут повышаться, если экипаж следует по местности с кривой прокладкой дороги – это формирует дополнительное напряжение в результате воздействия центробежных сил.
При этом не стоит думать, что пары для пассажирских поездов имеют серьезные преимущества в виде низких нагрузок. Отчасти, конечно, риски в данном случае ниже, но все удары и толчки в процессе движения также передаются ходовой части, в результате чего колесная пара пассажирского вагона постепенно изнашивается. Стоит отметить и другие факторы, влияющие на состояние колес. Среди них тормозные усилия, эффект скольжения юзом, нежелательные контакты оси с приводной частью, стрелочные переходы и т. д. Теперь можно подробнее ознакомиться с наиболее распространенными видами неисправностей.
Износы цельнокатаных пар колес
Выделяют несколько групп подобных износов. В первую очередь это формирование равномерного наката, которому подвергаются колесные пары вагонов даже в обычном режиме эксплуатации. Появление такой деформации обусловлено тем, что при контакте с рельсами и тормозными колодками создается сильное напряжение, которое влечет накат на поверхности колес.
Также распространен неравномерный накат. Его характеризует появление деформационных зон не по всей площади контактной зоны, а только в определенных осях. Это свидетельствует о том, что колесные пары вагонов изготавливались с неравномерным распределением свойств по всей массе сплава. То есть появление такого наката свидетельствует, прежде всего, о браке в самих парах. Далее стоит отметить круговой наплыв. Его можно наблюдать за пределами контактного обода колеса, когда масса отходит по сторонам фаски.
Износ поверхностей катания
Деформация такого рода также возникает на площади контактной зоны. Особенностью износа является то, что он возникает при движении юзом. Поэтому деформацию поверхностей катания часто связывают с нарушениями в работе тормозных колодок. Визуально такие неисправности колесных пар проявляется в виде ползуна – это плоский участок на металлической поверхности белого цвета. Несмотря на то что в процессе эксплуатации такие дефекты не доставляют серьезных проблем, они могут перейти уже в неприятности другого рода.
Дело в том, что в местах ползуна почти всегда наблюдается повышенное образование тепла, которое передается вглубь обода колеса. В итоге формируются так называемые выщербины, влекущие специфическую окраску в месте наката. Со временем колесная пара начинает чувствительно реагировать на любые неровности «полотна», что влечет появление ударов в ходовой части. Поэтому, если обнаруживаются ползуны более 1 мм, то на скорость поезда накладываются серьезные ограничения. К слову, наиболее подвержена таким деформация колесная пара тепловоза и грузового вагона. Примечательно, что интенсивность формирования ползуна зависит и от сезона – например, зимой и ранней весной риски его образования выше.
Неисправности оси
Неисправности в шейках и предподступичных частях выражаются в виде маломерности осей. Причин этому может быть несколько. В первую очередь деформация возникает из-за недостаточно прочного соединения и в тех случаях, если была неправильно выполнена зачистка металлических поверхностей от образований ржавчины. Также ось колесной пары нередко подвергается изломам и трескается в местах с наиболее высокими нагрузками. Подобные процессы возникают вследствие циклического напряжения, наличия участков с переходными сечениями и несплошности самого металла. Разумеется, не исключаются и привычные поломки в виде недостаточно прочных креплений болтов и гаек.
Навар металла
Это повреждение термомеханического характера, которое поражает колесные пары вагонов в поверхностях катания. При осмотрах такие деформации фиксируют зоны сдвига материала с U-образной формой. В сущности, это разновидность пластических деформационных процессов. Максимальный сдвиг приходится на центральную часть контактной полосы. В свою очередь, минимальный сдвиг можно обнаружить на краях. Причиной такого повреждения является распределение нагрузок с давлением на контактной площади.
Общие меры по техобслуживанию колес
Профилактические меры способствуют продлению эксплуатации колес. Техобслуживание предусматривает выполнение осмотра, освидетельствование, показания к ремонтным операциям и т. д. Если говорить о технических мерах, то главной из них будет правильная обточка колесных пар с минимальным слоем снятия металла. Количество обточек сокращается благодаря специальным мероприятиям, направленным на повышение надежности колесных пар и устранение существующих слабых мест ходовой части. В частности, специалисты стремятся устранить силовые факторы, которые имеют место в процессе эксплуатации и появляются из-за ранее возникших дефектов. Например, ликвидируются неполадки в рессорно-пружинной части, которые влияют на качество работы ходовой базы.
Ремонтно-восстановительные операции
Ремонтные операции проводят в специальной механической зоне после того, как элементы были тщательно промыты. В специальном отделе проводится смена колес, обточка или проведение сварочных мероприятий. Если планируется ремонт колесных пар с целью изменения профиля элементов, то работы выполняются с применением специальных шаблонов. Следует отметить, что допустимое отклонение в параметрах колес от шаблонного составляет 1 мм по гребневой высоте, а по внутренним граням и площадке катания – 0,5 мм. Как уже отмечалось, в ремонте могут применяться электросварочные операции. Такое оборудование задействуется для нарезания осевой резьбы и наплавки центровых отверстий.
Заключение
Существуют специальные регламенты, в которых подробно расписываются неисправности колесных пар, а также методы и технологии по их ликвидации и предотвращению. Важно отметить, что на ходовую часть в целом действует множество факторов механического свойства. В итоге работоспособность и ресурс колесной пары зависят не только от качества путей, но и от тормозной системы, рессорно-пружинного блока, режима движения экипажа и даже времени года.