Из за чего возникает ползун на колесной паре

Обновлено: 05.07.2024

Неисправности колесных пар, способы их выявления, предупреждения и устранения

В процессе эксплуатации на колесных парах возникают раличные дефекты, которые должны быть своевременно выявлены и устранены (чаще всего путем замены колесной пары).

Неисправности колесных пар, такие, как ползуны (выбоины), навары, неравномерный прокат легко обнаруживаются при встрече поезда с ходу. Наличие на поверхности катания ползунов и наваров вызывает при каждом обороте колесной пары характерный удар колеса о рельсы.

Прокат колеса является естественным следствием механического взаимодействия колеса с рельсами и тормозными колодками, в результате чего изнашивается профиль колеса. Восстановление профиля катания достигается при обточке, но при этом уменьшается толщина обода колеса. В процессе эксплуатации колесной пары за счет пластической деформации поверхностных слоев металла обода образуются наплывы на скосе наружной грани колеса. При неравномерном прокате происходит биение колесной пары и, за счет этого увеличенные и более частые колебания рессорных комплектов, слышны удары деталей рычажной передачи о детали тележки и рамы вагона, что влечет за собой вибрацию рамы тележки.

Прокат измеряется абсолютным шаблоном на расстоянии 70 мм от внутренней грани колеса, т.е. в наиболее изнашиваемой части по кругу катания. Для определения размера проката шаблон накладывается на профиль поверхности катания колеса до совмещения вертикальной грани шаблона с внутренней гранью колеса, а опорная скоба опирается на вершину гребня. Опустив измерительную ножку до соприкосновения с поверхностью катання, проката прочитывают на вертикальной шкале шаблона. При наличии неравномерного проката он измеряется в нескольких местах по диаметру колеса и учитывается максимальное значение, а также разница между максимальным и минимальным значениями.

Этим же шаблоном измеряют ползун на поверхности катания. Для этого шаблон устанавливают, так же как и при измерении проката. Измерительная ножка шаблона опускается по вертикали над самым глубоким местом ползуна. Глубина ползуна определяется как разница между величинами углубления и проката. При этом измерительная ножка должна оставаться на неизменном расстоянии от внутренней грани обода колеса.

Абсолютным шаблоном измеряют также толщину гребня, которая замеряется на расстоянии 18 мм от его вершины с помощью горизонтального движка и должна быть в пределах установленных норм. Но, помимо этого, гребень может иметь большой вертикальный износ (подрез), который определяется отсутствием зазора между вертикальной гранью движка специального шаблона и гребнем колеса на высоте 18 мм.

Кроме того, проверяя колесные пары после остановки поезда, необходимо убедиться в отсутствии любого размера поперечных трещин и раковин в ступице, диске, гребне, ободе колеса, оси. Размеры проката, выщербины кольцевых выработок на поверхности катания колеса, глубина поверхностного откола наружной грани обода колеса и протертости на средней части оси, толщина и ширина обода, длина продольной трещины и т.д. не должны превышать допустимыx норм. К продольным трещинам относятся такие, которые расположены под углом менее 30 градусов к продольной образующей оси, а к поперечным - если этот угол более 30 градусов. Признаками наличия трещин являются вздутие над ними краски, концентрация инея и скопление пыли или ржавчины в виде валика. Чтобы окончательно убедиться в наличии трещины, место предполагаемого ее расположения следует осторожно очистить от инея, пыли, ржавчины или краски и проверить магнитным щупом. Доказательством наличия трещины служит в этом случае обнаруженная с его помощью металлическая пыль.

В дополнении к проверке магнитным щупом и особенно в случае, если обнаружена металлическяя пыль, обследуемое место следует зачистить металлической щеткой и внимательно осмотреть с помощью лупы.

Толщину обода колеса измеряют толщиномером в наиболее изнашиваемой плоскости круга катания. Поэтому измерительная ножка также устанавливается на расстоянии 70 мм от линейки. Шаблон линейкой плотно прижимается к внутренней грани обода колеса, а выступ в нижней части линейки при этом заводится под внутреннюю поверхность обода и затем измерительная ножка подводится до соприкосновения с поверхностью катания колеса при помощи движка. Размер толщины обода колеса определяется по шкале линейки.

Толщиномером можно измерить также глубину ползунов, выщербин, высоту наваров. Размеры этих дефектов определяются как разница между толщиной обода в местах расположения этих дефектов и толщиной обода на таком же расстоянии от внутренней грани обода колеса, но в том месте, где их нет.

При контроле технического состояния колесных пар необходимо также обращать внимание на наличие признаков ослабления и сдвига ступицы колеса подступичной части оси. На ослабление ступицы указывает выступившая ржавчина или масло в месте соединения оси со ступицей, разрыв краски по всему периметру этого соединения. При сдвиге в наружую сторону у ступицы появляется узкая полоска, имеющая цвет, резко отличающийся от цвета средней части оси, а если сдвиг внутрь, то происходит вспучивание краски вокруг ступицы колесной пары.

Вагоны, у которых выявлены недопускаемые неисправности колесных пар или выходящие за пределы допуска, от поезда отцепляются и направляются для смены колесных пар. Исключение составляет навар, который в грузовых поездах, а также в пассажирских, обращающихся со скоростью не выше 120 км/ч, допускается устранять абразивным кругом. При этом на зачищенном месте не должно быть трещин, а углубление допускается не более 0,5 мм; переход от зачищенной поверхности к незачищенной следует делать плавным; зачищенная поверхность должна располагаться заподлицо с прилегающими бездефектными участками.

Неисправности колесных пар, способы их выявления, предупреждения и устранения

В процессе эксплуатации элементы колесных пар (колеса и оси) подвергаются естественному изнашиванию. Кроме того, в них возникают трещины, изломы, ненормальное изнашивание в результате плохого качества ремонта и формирования колесных пар, неудовлетворительного обслуживания их в эксплуатации, а также из-за пороков металла. Рассмотрим последовательно неисправности колесных пар и их элементов, признаки и способы их выявления.

Изгиб оси может возникнуть из-за неправильной выгрузки колесных пар, а также при сходе вагона с рельсов. Это обнаруживают у освобожденной от нагрузки колесной пары проверкой расстояния между внутренними гранями колес в четырех противоположных точках вне мест маркировки на ободе (рис.2.2.1.).

Рис.2.2.1.Измерение расстояния между внутренними гранями гранями колес штихмасом.

К эксплуатации не допускаются колесные пары грузовых вагонов, у которых обнаружены сдвиг или ослабление ступицы колеса на оси, расстояние между внутренними гранями колес более 1443 или менее 1437 мм, а также разница этих расстояний в разных точках более 2 мм у освобожденной от нагрузки колесной пары.

Износы и дефекты на цельнокатаных колесах -- это равномерный или неравномерный прокат по кругу катания, круговой наплыв металла на фаску, кольцевые выработки, чрезмерный износ гребня по толщине, его вертикальный подрез или остроконечный накат, недопустимый износ обода по толщине и ширине, ползун, навар, выщербины, местное уширение обода, поверхностный откол у наружной грани обода, откол кругового наплыва, продольные трещины, расслоения, неметаллические включения (песочины), поперечные единичные трещины или сетка термических трещин у ступицы или обода. Вагоны с трещиной в ободе, диске и ступице колеса не допускаются к следованию в поездах.

При качении колес по рельсам поверхность катания и боковая поверхность гребня изнашиваются, появляются прокат колеса и износ гребня по толщине, которые измеряют абсолютным шаблоном (рис.2.2.2.).

Рис.2.2.2. Измерение абсолютным шаблоном проката (а) и толщины гребня (б) колеса.

1)-сухарь;2)-измерительная ножка;3)-опорная ножка;4)-основание;5)-горизонтальный движок.

К эксплуатации не допускаются грузовые вагоны, у которых колесные пары имеют равномерный прокат более 9 мм. У порожних вагонов, подаваемых под погрузку или включаемых в порожняковые маршруты, не допускается прокат колес более 8,5 мм.

Запрещается эксплуатировать вагоны, если толщина гребня обода колеса, измеренная на высоте 18 мм от вершины, составляет более 33 мм и менее 25 мм для всех грузовых вагонов.

Колесные пары вагонов, предназначенных для курсирования в поездах со скоростью выше 160 км/ч, должны удовлетворять специальным техническим требованиям.

При нарушении правил сборки и ремонта ходовых частей может появиться перекос колесных пар в тележках по отношению к продольной оси пути. В результате во время движения вагона колеса набегают на рельсы, что вызывает усиленное изнашивание гребней с появлением подреза. Иногда на гребне образуется вертикальная площадка -- вертикальный подрез, а на участке перехода от подреза к вершине гребня может появиться острая кромка -- остроконечный накат 1 (рис.2.2.3.).

Рис. 2.2.3. Повреждение обода колеса

1)-остроконечный накат;2)-поверхностный откол на наружной грани обода;3)-ползун;4)-выщербина.

Вертикальный подрез гребня и остроконечный накат затрудняют прохождение колеса по стрелочным переводам и могут вызвать сход вагона с рельсов. Поэтому не допускаются к эксплуатации вагоны, у которых колесные пары имеют вертикальный подрез гребня по высоте более 18 мм от круга катания или остроконечный накат. Когда на одном из колес колесной пары образуется подрез гребня, обычно на другом появляется ступенчатый прокат. Такой дефект не служит основанием для браковки колесной пары, но является признаком появления подреза гребня у противоположного колеса.

При замене колесной пары с ненормально изношенным гребнем тщательно проверяют правильность сборки всех деталей ходовых частей вагона, в частности определяют разность баз боковых балок тележки.

От проката и обточек изменяются толщина и ширина обода колеса. Не разрешается эксплуатировать вагоны, у которых колесные пары имеют толщину обода колеса по кругу катания менее 22 мм для всех грузовых вагонов; ширину обода, измеренную вне мест расположения маркировки на колесе, менее 126 мм для всех вагонов (рис.2.2.4.).

Рис. 2.2.4. Положение шаблона при измерении вертикального подреза гребня (а) и толщины обода колеса (б).

а) 1)-опорные ножки угольника;2)-основание движка шаблона; б) 1)-штанга;2)-опорные ножки;3)-линейка;4)-измерительная ножка.

При качении колеса по рельсу металл на поверхности катания перемещается; в результате может образоваться круговой наплыв металла на фаску, а часть его при этом отколоться. К эксплуатации не допускаются колесные пары, имеющие поверхностный откол на наружной грани обода 2 (рис.2.2.3), включая местный откол кругового наплыва глубиной (по радиусу колеса) более 10 мм, или если ширина оставшейся части обода в месте откола менее 120 мм, или в поврежденном месте, независимо от размеров откола, имеется трещина, распространяющаяся в глубь металла; не допускается также местное увеличение ширины обода колеса (раздавливание) более 5 мм.

Из-за заклинивания тормозными колодками колесная пара перестает вращаться во время движения поезда и начинает скользить по рельсам, вследствие чего на поверхности катания образуется плоское место, называемое ползуном или выбоиной 3(рис.2.2.3.). После отпуска тормозов и восстановления вращения колес ползун вызывает удары по рельсам. При значительной величине ползуна и высокой скорости движения могут появиться изломы рельсов и повреждения ходовых частей вагона. Поэтому колесные пары с подшипниками скольжения, имеющие ползун глубиной более 2 мм, и с роликовыми подшипниками, имеющие ползун глубиной более 1 мм, выкатывают из-под вагона. Глубину ползуна измеряют абсолютным шаблоном. Сначала замеряют прокат в глубоком месте ползуна, а затем -- рядом с ним. Разница между этими замерами и будет истинной глубиной ползуна. Если ползун смещен от круга катания, то для измерения его глубины вертикальный движок абсолютного шаблона перемещают по прорези до совмещения с ползуном.

Если у вагона, оборудованного роликовыми подшипниками, на промежуточной станции обнаружен на колесе ползун глубиной более 1 мм, но не более 2 мм, такой вагон разрешается довести до ближайшего пункта технического обслуживания (ПТО), где имеются средства для замены колесной пары, со скоростью для грузового поезда не более 70 км/ч с выключенным автотормозом данного вагона. При глубине ползуна от 2 до 6 мм допускается следование поезда до ближайшей станции со скоростью 5 км/ч, а при большем его значении порядок следования поезда устанавливает начальник дороги.

Часто на поверхности катания колеса выкрашиваются частицы металла и образуются выщербины 4 (рис.2.2.3.). Они появляются в результате развития мелких трещин из-за высоких напряжений при торможении или качении по рельсами свидетельствуют о недостаточно хорошем качестве термической обработки колес при изготовлении. Как правило, выщербины появляются по светлым пятнам, ползунам, наварам, по усталостным трещинам и сети термотрещин. Выщербины могут появиться из-за скрытых пороков металла. Большие выщербины воздействуют на рельсы как ползуны. К эксплуатации не допускаются колесные пары грузовых вагонов, имеющие на поверхности катания колеса выщербину длиной более 50 мм. При наличии выщербины глубиной до 1 мм независимо от ее длины колесную пару не бракуют. Трещина или расслоение, идущие в выщербине в глубь металла, не допускаются.

Глубину выщербины измеряют так же, как глубину ползуна -- от поверхности катания за вычетом проката, а длину -- линейкой с миллиметровыми делениями. Толщина обода колеса в месте выщербины не должна быть менее допустимой.

При высоких скоростях движения поездов и применении композиционных колодок могут появиться повреждения поверхности катания колес в виде кольцевых выработок и так называемых наваров, т. е. смешений металла, образующих возвышение на поверхности катания в форме пологого неравномерного валика. Глубина кольцевых выработок на поверхности катания глубиной более 1 мм у основания гребня и более 2 мм на уклоне 1:7 в обоих случаях шириной более 15 мм не допускается. Высота навара более 1 мм для грузовых вагонов недопустима. Вагоны, у которых колесные пары имеют такие дефекты, отцепляют от поезда. При обнаружении на промежуточной станции навара на колесе высотой более указанных размеров, но не выше 2 мм разрешается довести вагон без отцепки от поезда до ближайшего ПТО, где имеется возможность заменить колесную пару. При этом скорость движения должна быть не более 70 км/ч для грузового вагона с выключением автотормоза у неисправного вагона. У вагонов, обращающихся в грузовых поездах со скоростью не выше 120 км/ч, разрешается устранить навар обработкой абразивным кругом. При этом на зачищенном месте не должно быть трещин, переход к незачищенному месту делают плавным, а углубление зачистки -- не более 0,5 мм.

На поверхности ободов колес могут появиться также продольные и поперечные трещины. О наличии продольной трещины свидетельствует местное увеличение ширины обода, дребезжащий звук при ударе молотком по поверхности катания и при обстукивании колеса с торца. Признаком поперечной трещины у наружной грани обода является местное скопление пыли в виде валика. Трещины появляются не только в ободе, но и на диске около него, у ступицы и в самой ступице колеса. Изломы колеса бывают очень редко и возникают из-за наличия трещин. Любые трещины и изломы на колесе не допускаются.

Износ и повреждение шеек осей.

Наиболее опасные дефекты осей -- трещины. По расположению они бывают поперечные, продольные и наклонные. Чаще всего трещины возникают у задней галтели шейки, у торцов ступицы с обеих сторон, в местах перехода от предподступичной части к подступичной и средней части. Трещины могут появиться из-за литейных пороков металла или некачественной механической обработки оси или ступицы колеса. Риски от резца, вмятины от кромок ступицы после напрессовки колеса, вмятины от ковки под молотом, углубления от клейм или протертости на средней необработанной части оси вызывают дополнительную концентрацию напряжений, что может привести к появлению и развитию трещин усталости. Причинами появления трещин в осях могут также стать неправильная выгрузка колесных пар с платформ, нарушения правил роспуска вагонов с сортировочных горок, резкое охлаждение сильно нагретых шеек, недопустимый их износ, несоответствие типа колесной пары грузоподъемности вагона, большой перегруз вагона и значительная неравномерность расположения груза в нем.

К эксплуатации не допускают колесные пары, у которых обнаружена хотя бы одна из следующих неисправностей оси: поперечная трещина в любой части оси, одна или несколько продольных трещин на средней части общей длиной более 25 мм; задиры на предподступичной части; протертое место глубиной более 2,5 мм на средней части оси; следы контакта с электродом или электросварочным проводом в любой части. Наклонные трещины, расположенные по отношению к горизонтали под углом более 30°, относят к поперечным, остальные наклонные трещины -- к продольным. Вагоны с колесными парами, имеющими одну продольную трещину на средней части оси длиной более 25 мм или несколько трещин такой же суммарной длины, разрешается довести до ближайшего ремонтного пункта. Наличие старых вырубок продольных трещин, плен или других дефектов на средней необработанной части оси не служит основанием для браковки. Такие вырубки производят только при ремонте колесных пар, под вагоном их выполнять нельзя. На обработанных частях оси никакие вырубки не допускаются.

Обнаружить трещины в осях можно только, обладая определенными навыками. Обычно трещины скрыты под слоем грязи, пыли, смазки, ржавчины, а зимой -- инея. Опытные осмотрщики обнаруживают скрытые трещины по ряду признаков. В сырую погоду над трещиной образуется валик из пыли и ржавчины. Это происходит потому, что в трещину попадает влага, которая вызывает коррозию (ржавление) металла. Ржавчина выступает из трещины в виде валика. Зимой такой валик покрывается инеем, причем размер иголок инея здесь больше, чем в других местах, где нет трещин.

Признаком трещины служит также вздутие краски, однако оно может появиться и по другим причинам, например при окраске влажной оси. Поэтому, обнаружив такое место, необходимо внимательно осмотреть его, затем поднять слой вздувшегося покрытия щупом и осмотреть поверхность металла под ним с помощью лупы. Наличие в этом месте скопления металлической пыли или ржавчины указывает на появление трещины. Более тщательное обследование подозрительного места производят после зачистки его шабером или щеткой до металлического блеска.

Вздутие краски 1 в месте сопряжения ступицы колеса с осью служит признаком появления трещины 2 в подступичной части под колесом (рис.2.2.5.). Признаком трещины служит также неравномерный зазор между кромкой ступицы и осью; в этом случае введенный в разрыв краски плоский щуп при наличии трещины упрется в ее кромку.

Рис.2.2.5. Сопряжение ступицы колеса с осью.

Согласно ПТЭ железных дорог РФ не допускаются к следованию в поездах вагоны с поперечной трещиной в любой части оси колесной пары, трещиной в ободе, диске, ступице колеса, протертости на средней части оси, сдвиг или ослабление ступицы колеса на оси, расстояние между внутренними гранями ободов колес больше или меньше допустимого, а также при наличии износов и повреждений, нарушающих нормальное взаимодействие пути и подвижного состава. К ним относятся: прокат по кругу катания более допустимых размеров, износ гребня колеса до минимальной толщины, вертикальный подрез и остроконечный накат гребня, толщина и ширина обода колеса менее допустимых размеров, а также местное его уширение, ползуны, выщербины, кольцевые выработки больше допустимых размеров.

Ползун – локальный износ (плоское место на поверхности катания колеса). Скольжение колеса по рельсу, вызывающее местное истирание и деформацию металла колеса. Ползуны могут быть на обоих колесах (при скольжении колесной пары, заклиненной тормозом вагона) или на одном колесе. Основные причины образования ползунов: неисправности тормозных приборов, нарушение правил регулировки рычажной передачи, неправильное управление тормозами локомотива.

Способ выявления и характерные признаки:

обнаруживают ползуны при встрече поезда сходу на слух, по характерному, повторяющемуся с определенной периодичностью стуку, а после остановки поезда при внимательном осмотре колес. Измерение глубины ползуна производят абсолютным шаблоном. Глубина ползуна определяется, как разность измерения проката в двух плоскостях - радом с ползуном и на ползуне. В случае, когда ползун смещен от круга катания, движок абсолютного шаблона смещается по специальной прорези до совпадения его с ползуном.

Глубину ползуна также можно определить по его длине (линейкой, не имея абсолютного шаблона):

Читайте также: