Требования к колесным парам в эксплуатации у грузовых вагонов

Обновлено: 07.07.2024

На сторону операторов стал Минтранс, который 05.10.2018 г. выпустил приказ № 349, устанавливающий предельную толщину гребня колесных пар в эксплуатации 24 мм. В данном случае требования российских нормативных документов привели в соответствие с нормами Совета по железнодорожному транспорту государств – участников Содружества. Заместитель министра транспорта Владимир Токарев после регистрации приказа в Минюсте 06.12.2018 г. отмечал, что данная мера позволит снизить дефицит колесных пар и уменьшить количество внеплановых видов ремонта. По оценкам СОЖТ, данная мера позволит операторским компаниям снизить расходы на ремонт в объемах около 1 млрд руб.

При взаимодействии колесных пар и рельсов пути возникают контактные напряжения в точках контакта колес с рельсами. В результате действия этих напряжений при движении колес по рельсам происходит естественный износ контактирующих поверхностей, а также возникают упругие и пластические деформации. Ось колесной пары подвергается большим статическим и динамическим нагрузкам, а также знакопеременным напряжениям изгиба, вызывая появление усталостных напряжений. Кроме того, она испытывает дополнительные напряжения сжатия в местах прессовых соединений с колесами и воспринимает удары от неровностей пути. На работоспособность оси влияют различные технологические нарушения при ее изготовлении и обработке. Сочетание всех этих факторов способствует возникновению в оси местных перенапряжении, которые совместно усталостными напряжениями приводят к образованию трещин. При достижении установленных величин износа или появлении повреждений, угрожающих безопасности движения, колесные пары исключают из инвентаря.

Рис. 4.11. Ползун: а — величина ползуна; б — длина ползуна

К числу неисправностей колесных пар, с которыми их запрещается ставить в поезда, относятся:

— ползун на поверхности катания больше допустимого. На рис. 4.11 показан ползун (величина а), который образуется в результате юза, т.е. скольжения колесной пары по рельсам без ее вращения;
— прокат по кругу катания более допускаемых размеров. Прокат — это равномерный износ по кругу колеса;

Рис. 4.12. Неисправности колесных пар: 1 — раковины; 2 — трещины; 3 — выбоина (ползун); 4— раздавленное место

— износ гребня до предельно допустимой толщины;
— вертикальный подрез гребня и его остроконечный накат;
— толщина и ширина обода колеса менее допустимых размеров, а также местное уширение;
— дефекты на поверхности катания в виде выщербин, кольцевых выработок больше допускаемых. На рис. 4.12 показаны неисправности колесных пар.

Зависимость глубины ползуна от его длины приведена в табл. 4.1.

Глубина ползуна, мм

Длина ползуна в зависимости от расчетного диаметра колеса

Электровозы с унифицированной колесной парой

Если поверхность катания обладает неодинаковым сопротивлением пластическим деформациям из-за местной неоднородности металла или неравномерно разупрочняется от нагрева при торможении либо поверхностные дефекты развиваются по разному, то образуется неравномерный прокат. Его характерные признаки следующие: местный наплыв на наружную грань, сужение фаски, ее смятие, местное уширение дорожки качения.

При несимметричной насадке колес на ось, значительной разнице диаметров колес, перекосах рамы тележки или неправильной установке колесной пары в тележке, а также под воздействием центробежной силы при длительном следовании локомотива или вагона по участкам пути с кривыми малого радиуса у колесной пары колеса изнашиваются по-разному.

При этом появляются гребень, вертикальный подрез гребня и остроконечный накат (см. рис. 4.12). При остроконечном накате гребень становится тонким и острым и характеризуется выступом на сопряжении подрезанной части его с вершиной.

Разрушение поверхности катания смятием под многократным воздействием нормальных сил, когда направление деформации идет по кругу катания на фаску, приводит к круговому наплыву металла, выходящему за наружную грань обода.

Интенсивная пластическая деформация сильно нагретого металла при кратковременном заклинивании вызывает смещение верхних слоев поверхности катания (навар). Характерными дефектами поверхности катания являются выщербины — выкрашивающиеся участки, иногда с наличием трещин или расслоений, идущих в глубину металла.

Выщербины различают по причинам возникновения. Одни выщербины развиваются по следам ползунов, светлыми пятнами и

Трещины и изломы в ободе, диске или спицах и ступице колеса являются следствием дефектов мелаллургического и прокатного производства — неудовлетворительной термообработки, неметаллических включений и расслоений металла, неровностей от прокатки, а также возникают от действия ударных сил. Скрытые дефекты в колесах часто обнаруживаются при обработке резанием.

Правила технической эксплутации железных дорог России предъявляют следующие требования к колесным парам (приложение 5, п. 13 и 14).

Прокат по кругу катания, согласно указанных Правил, не должен превышать при скоростях движения до 120 км/ч:

Одним из способов уменьшения величины проката является уменьшение толщины гребня с 33 до 29 мм для конических колес и с 33 до 30 мм с криволинейным профилем колес (см. рис. 4.2). При уменьшении толщины гребня увеличивается поперечное смещение колесной пары относительно оси пути и тем самым уменьшается проскальзывание колес в кривой пути из-за разности радиусов наружного и внутреннего рельсов.

«Не допускается выпускать в эксплуатацию и к следованию в поездах железнодорожный подвижной состав с трещиной в любой части оси колесной пары или с трещиной в ободе, диске и ступице колеса, при наличии остроконечного наката на гребне колеса, а также при следующих износах и повреждениях колесных пар, нарушающих нормальное взаимодействие пути и подвижного состава:

при скоростях движения свыше 120 км/ч до 140 км/ч:

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 железнодорожного подвижного состава с высотой гребня 28 мм — при измерении на расстоянии 18 мм от вершины гребня;

при скоростях движения до 120 км/ч:

толщина гребня более 33 мм или менее 25 мм у локомотивов при измерении на расстоянии 20 мм от вершины гребня при высоте гребня 30 мм, а у железнодорожного подвижного состава с высотой гребня 28 мм — при измерении на расстоянии 18 мм от вершины гребня, у железнодорожного подвижного состава на железнодорожных путях необщего пользования (горнорудных предприятий) — менее 22 мм;

вертикальный подрез гребня высотой более 18 мм, измеряемый специальным шаблоном;

ползун (выбоина) на поверхности катания у локомотивов, моторвагонного железнодорожного и специального подвижного состава, а также у тендеров паровозов и вагонов с роликовыми буксовыми подшипниками более 1 мм, а у тендеров с подшипниками скольжения более 2 мм.

При обнаружении в пути следования у вагона, кроме моторного вагона моторвагонного железнодорожного подвижного состава или тендера с роликовыми буксовыми подшипниками, ползуна (выбоины) глубиной более 1 мм, но не более 2 мм, разрешается довести такой вагон (тендер) без отцепки от поезда (пассажирский — со скоростью не свыше 100 км/ч, грузовой — не свыше 70 км/ч) до

ближайшего пункта технического обслуживания, имеющего средства для замены колесных пар.

При величине ползуна у вагонов, кроме моторного вагона моторвагонного железнодорожного подвижного состава, от 2 до 6 мм, у локомотива и моторного вагона моторвагонного железнодорожного подвижного состава, а также специального самоходного подвижного состава от 1 до 2 мм допускается следование поезда до ближайшей железнодорожной станции со скоростью 15 км/ч, а при величине ползуна соответственно свыше 6 до 12 мм и свыше 2 до 4 мм — со скоростью 10 км/ч, где колесная пара должна быть заменена. При ползуне свыше 12 мм у вагона и тендера, свыше 4 мм у локомотива и моторного вагона моторвагонного железнодорожного подвижного состава разрешается следование со скоростью 10 км/ч при условии вывешивания или исключения возможности вращения колесной пары. Локомотив при этом должен быть отцеплен от поезда, тормозные цилиндры и тяговый электродвигатель (группа электродвигателей) поврежденной колесной пары отключены. При обнаружении в пути следования у вагона, кроме моторного вагона моторвагонного железнодорожного подвижного состава или тендера с роликовыми буксовыми подшипниками, ползуна (выбоины) глубиной более 1 мм, но не более 2 мм, разрешается довести такой вагон (тендер) без отцепки от поезда (пассажирский — со скоростью не свыше 100 км/ч, грузовой — не свыше 70 км/ч) до ближайшего пункта технического обслуживания, имеющего средства для замены колесных пар.

Инструкция по формированию, ремонту и содержанию колесных пар тягового подвижного состава запрещает выдавать в поезда ТПС с колесными парами, имеющими хотя бы один из следующих дефектов:

— выщербину, раковину или вмятину на поверхности катания глубиной более 3 мм или длиной у локомотива более 10 мм, а у прицепного вагона более 25 мм;
— выщербину или вмятину на вершине гребня глубиной более 4 мм;
— разницу диаметров бандажей колесных пар в комплекте под секцией ТПС более 12 мм в пассажирском движении, а в грузовом движении более 20 мм;
— разницу прокатов у левой и правой стороны колесной пары более 2 мм;
— ослабление бандажа на колесном центре, оси в ступице, зубчатого колеса на оси или ступице колесного центра;
— опасную форму гребня (крутизна менее 6,5 мм), измеряемую универсальным шаблоном УТ-1;
— остроконечный накат гребня в зоне поверхности на расстоянии 2 мм от вершины гребня и до 13 мм от круга катания;
— острые поперечные риски и задиры на шейках и предступич- ных частях осей;
— протертое место на средней части оси колесной пары глубиной более 4 мм;
— местное или общее увеличение ширины бандажа более 6 мм;
— ослабление бандажного кольца в сумме на длине более 30 %, не более чем в трех местах, а также ближе 100 мм от замка кольца;
— толщину бандажа унифицированных колесных пар менее 45 мм;
— трещины в ободе, диске, ступице и бандаже колеса ТПС;
— кольцевые выработки на поверхности катания у основания гребня глубиной более 1 мм, на конусности 1:3,3 более 2 мм и шириной более 15 мм.

Для измерения параметров и дефектов колесных пар используют измерительный инструмент и дефектоскоп.

3.1. 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.

(В редакции указания МПС России от 23.08.2000 № К-2273у)

3.2. 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.

3.3. При осмотре колесных пар проверять:

— на бандажах и ободьях цельнокатаных колес — отсутствие трещин, ползунов (выбоин), плен, раздавленностей , вмятин, отколов, раковин, выщербин , ослабления бандажей на ободе центра ( остукиванием молотком), 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.

Предельный прокат (предельная высота гребня) и наличие опасной формы гребня проверяются шаблоном УТ-1 при технических обслуживаниях ТО-2 (при их выполнении в крытых помещениях), ТО-3, ТО-4, ТО-5, текущих ремонтах ТР-1, ТР-2 и ежемесячных обмерах колесных пар. Допускается при проведении технического обслуживания ТО-2 (для МВПС — ремонтными бригадами) контролировать опасную форму гребня шаблоном ДО-1. После выявления колес с опасной формой гребня с помощью этого шаблона необходимо шаблоном УТ-1 измерить величину этого параметра и по результатам этого измерения принимать решение о допуске их к эксплуатации или о назначении ремонта;

· 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.

(В редакции указания МПС России от 23.08.2000 № К-2273у)

3.4. 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 .

3.5. 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.

(В редакции указания МПС России от 23.08.2000 № К-2273у)

3.5.1. При скоростях движения до 120 км/ч:

· 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.

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

(В редакции указания МПС России от 23.08.2000 № К-2273у)

Рис. 1. Шаблон для контроля вертикального подреза гребня бандажа

а) Гребень бракуется

б) Гребень не бракуется

3.5.4. При ползуне (выбоине) на поверхности катания у локомотивов, моторвагонного подвижного состава более 1,0 мм .

При обнаружении в пути следования у прицепного вагона МВПС ползуна (выбоины) глубиной более 1,0 мм, но не более 2,0 мм , разрешается довести его без отцепки от поезда со скоростью не выше 100 км/ч до ближайшего локомотивного депо.

При наличии ползуна на колесных парах локомотивов и МВПС допускается их следование без отцепки от поезда до ближайшей станции со скоростью указанной в таблице 1, где колесные пары с ползунами должны быть заменены.

Колесная пара — состоит из оси, соединенной с колесным центром и зубчатыми колесами тяговой передачи, которые вращаются как единое целое. На колесные центры закреплены бандажи, которые на локомотивах сменные, а на вагонах, как правило колеса цельнолитые. Такая конструкция позволяет выдерживать пробег в несколько сотен тысяч километров при условии своевременной замены бандажей, профилактике зубчатой тяги и нужного типа рельс.

Меню страницы:

Прохождение кривых большого радиуса (порядка 500 м или более) выполняется из-за разницы диаметров колес вдоль окружностей колеса, которая возникает, когда колесная пара смещается по всей траектории. Это различие характеризуется тем, что плоскость колес (профиль колеса) является не цилиндрической, а конической формы: диаметр обода колеса снаружи меньше, чем изнутри, что с учетом профиля поверхности рельса позволяет колесной паре смещаться от центра рельса к внешней стороне поворота. Это позволяет переключаясь на разные колеса во время движения поезда. Движение колесной пары по на стрелочных переводах, где радиус дуги гораздо меньше, осуществляется за счет наличия гребней на колесах. Поверхность рельса и гребня внешнего колеса контролируется силами, возникающими в результате движения колесной пары и контакта внутренней боковой поверхности рельса. При движении состава по прямой гребни колёс выполняют стабилизирующую функцию для поддержки прямолинейного направления движения.

Во время движения поезда между колесом и рельсом наблюдаются микродеформации, за счет того что металл не является сверх плотным. Это создает постоянное нарастание силы скрепления колеса и рельса, во время увеличения скорости и увеличения сил трения. Существуют системы из пары колёс, позволяющих вращаться с разными относительными скоростями. Такие колеса не являются колесными парами и применяются исключительно в мало скоростных подвижных составах.

Читайте также: