Контроль колесных пар в эксплуатации

2.1 Общие положения

Колесные пары грузовых электровозов ВЛ22^М имеют двухстороннюю упругую прямозубую передачу с эвольвентным зацеплением с модулем 10. Все остальные электровозы позднейшей постройки оборудованы колесными парами с двухсторонней, жесткой косозубой эвольвентной передачей с нормальным модулем 10.

Колесные пары пассажирских электровозов ЧС имеют по одному составному зубчатому колесу, прямозубый венец которого крепится болтами к ступице колесного центра, плотность крепления которых проверяется слесарным молотком массой 200 г.

Бандажи для всех электровозов одинаковые по своим размерам: ширина – 140 и диаметр по кругу катания – 1250 мм.

В середине 80-х годов резко увеличился износ гребней бандажей, что было вызвано рядом факторов: сужением колеи с 1524 мм до 1520 мм, переходом на рельсы Р75 более твердые, чем бандажи, заменой у вагонов подшипников скольжения на подшипники качения, что исключило естественную смазку рельс, потерей упругости резиново-металлических элементов поводков букс, нарушениями технологии ремонта тележек локомотивов и вагонов.

С целью снижения износа гребней Департамент локомотивного хозяйства (ЦТ) инструкцией по формированию и ремонту колесных пар [1], ввел несколько профилей бандажей, в том числе профили по ГОСТ 11018–2009, с высотой гребня 28 мм, профили Зинюка-Никитского, ДМетИ, профиль бандажей средней колесной пары электровозов серии ЧС2. Новые бандажи по инструкции [1] выпускаются из ремонта с конфигурацией профиля бандажей по ГОСТ 11018–2009 и обтачиваются на указанные выше профили в эксплуатации.

При эксплуатации электровозов по кругу катания бандажа появляется износ, который называют прокатом, изнашивается гребень бандажа по толщине, изменяется его профиль с образованием подреза и остроконечного наката, имеют место ползуны (выбоины) на поверхности качения.

Для измерения износов поверхности бандажей разработаны специальные измерительные инструменты, называемые шаблонами:

– шаблон для измерения гребневых бандажей локомотивов с профилем. ГОСТ 11018–2009 (прокат, толщин гребней и ползунов (выбоин)) (рис. 2.1);

– шаблон для измерения локомотивных бандажей с маломерными и подрезанными гребнями (проката до № 263, толщины гребней и выбоин) для электровозов ЧС2, ЧС2Т, ЧС4, ЧС4^Т;

– толщиномер для измерения толщины и местного уширения бандажа и обода цельнокатаного колеса со шкалой до 100 мм (рис. 2.2);

– шаблон для определения наличия вертикального подреза гребней (рис. 2.3);

– универсальный шаблон УТ-1М (рис. 2.4);

– шаблон допусковой ДО-1 (рис. 2.5);

– комплексный измеритель параметров (переносный) КИП-01, разработанный в УрГУПС. Прибор предназначен для замера проката, толщины и параметра крутизны гребней непосредственно под железнодорожным подвижным составом без выкатки колесных пар и передачи параметров в электронную базу данных для прогнозирования износа и определения срока обточки и (или) ремонта колес.

 

 

Рисунок 2.1 – Шаблон для измерения проката бандажа (а) и толщины

гребня бандажа (б)

 

Рисунок 2.2 – Измерение толщины бандажа

 

Рисунок 2.3 – Выявление вертикального подреза гребня:

а) гребень бракуется; б) гребень не бракуется.

 

Рисунок 2.4 – Шаблон универсальный (модель УТ-1М):

1 – вертикальная опора; 2 – ролик опоры 1;

3, 4 – вертикальная опора с постоянным магнитом и державкой;

5 – горизонтальная штанга с линейкой; 6 – вертикальная линейка;

7 – рамка; 8 – зажимной винт; 9 – рамка; 10 – зажимной винт;

11 – измерительная ножка; 12 – горизонтальная линейка;

13 – винт зажимной горизонтальной линейки;

q_K – параметр крутизны гребня

 

 

Рисунок 2.5 – Шаблон допускового контроля (ДО-1):

а) бандаж не бракуется; б) бандаж бракуется.

2.2 Техническое содержание и основные требования, предъявляемые к колесным парам

Колесные пары за время службы для определения их технического состояния подвергаются техническому осмотру, обыкновенному освидетельствованию и полному освидетельствованию.

Технический осмотр колесных пар производится под локомотивом:

– при всех видах технического обслуживания ТО-1, ТО-2, ТО-3, ТО-4, ТО-5, текущих ремонтах ТР, ТР-1, ТР-2 и при каждой проверке в эксплуатации;

– при первой подкатке новой колесной пары после производства полного освидетельствования, если прошло не более 2-х лет;

– после крушений, аварий, сходов с рельсов, если отсутствуют повреждения колесной пары.

При осмотре колесной пары проверять:

– на бандажах и ободьях цельнокатаных колес отсутствие трещин, ползунов (выбоин), плен, раздавленностей, вмятин, отколов, выщербин (рис. 2.6 и 2.7), ослабление бандажей, сдвига бандажа, предельного проката, опасной формы гребня, ослабления бандажного кольца, остроконечного наката;

– отсутствие трещин в ободьях и спицах колесных центров (рис. 2.8), ступицах дискового тормоза, ободьях, признаков ослабления и сдвига ступиц на оси;

– на открытых частях оси отсутствие поперечных косых трещин, плен потертых мест, электроожогов и других дефектов;

– отсутствие нагрева букс и моторно-осевых подшипников; опорных подшипников;

– состояние зубчатой передачи.

 

Рисунок 2.6 – Неисправности колесных пар

 

Рисунок 2.7 – Отколы и выщербины на поверхности катания колесных пар

 

Рисунок 2.8 – Трещины в ободьях и спицах колесных центров

 

Расстояние между внутренними гранями бандажей у локомотивов и вагонов, обращающихся со скоростями до 120 км/ч – 1410±3 мм, со скоростями 120–140 км/ч – 1440 мм.

В соответствии с Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации запрещается выпускать из технического обслуживания и текущего ремонта и допускать следование в поездах подвижного состава с трещиной в любой части оси, ободе, диске, ступице и бандаже, а также колесных пар со следующими износами и повреждениями при различных профилях бандажа, приведенными в табл. 2.1.

При измерении шаблоном УТ-1М толщину гребня необходимо контролировать с учетом поправок в соответствии с табл. 2.2.

 

Таблица 2.1 – Размеры элементов колесных пар и их предельные величины

Шаблон и величины измеряемые	Профили бандажей, размеры, мм
	ГОСТ 11018-2009 до 120 км/ч и выше	ДМетИ (ЛР) до 120 км/ч и выше	Зинюка-Никитского до 120 км/ч и выше	ГОСТ 11018–2009 гребень 28 МВПС
1. Шаблон для измерения гребневых бандажей локомотивов по ГОСТ 11078-87 (проката, толщины гребней выбоин) Прокат (браковочный) Толщина гребня	7/5 33–25	– –	– –	7/5 33–25
2. Шаблон для измерения вертикального подреза гребня; вертикальный подрез (предельный)	< 18	< 18	< 18	< 18
3. Универсальный шаблон УТ-1 Высота гребня Толщина гребня Опасная форма гребня (параметр крутизны)	33–25	30–25	33–25	33–25
4. Толщиномер для измерения толщины и местного уширения бандажа и обода цельнокатаного колеса Минимальная толщина бандажа электровозов ВЛ10, ВЛ11, ВЛ80В/И, ВЛ85, ВЛ15, ЭП1, ЧС
5. Длина ползуна (выбоины)

 

Таблица 2.2 – Поправки к значениям толщины гребня при измерении

шаблоном УТ-1, УТ-1М

Параметр крутизны гребня	Прокат по кругу катания
5, 5	+1, 0	+0, 8	+0, 4		–0, 5	–1, 1	–1, 8	–2, 7
6, 0	+1, 0	+0, 9	+0, 5		–0, 5	–1, 2	–2, 0	–3, 0
6, 5	+1, 0	+1, 0	+0, 5		–0, 6	–1, 3	–2, 2	–3, 2
7, 0	–	+1, 0	+0, 5		–0, 6	–1, 4	–2, 3	–3, 5
7, 5	–	+1, 0	+0, 6		–0, 7	–1, 5	–2, 5	–3, 7
8, 0	–	+1, 0	+0, 6		–0, 7	–1, 6	–2, 6	–4, 0
8, 5	–	+1, 0	+0, 7		–0, 8	–1, 7	–2, 8	–4, 2
9, 0	–	+1, 0	+0, 7		–0, 8	–1, 8	–3, 0	–4, 5
9, 5	–	+1, 0	+0, 7		–0, 9	–1, 9	–3, 2	–4, 7
10, 0	–	+1, 0	+0, 8		–0, 9	–2, 0	–3, 3	–5, 0

 

При ползуне (выбоине) на поверхности катания у локомотивов, мотор-вагонного подвижного состава более 1 мм, допускается их следование без отцепки от поезда до ближайшей станции со скоростью, указанной в табл. 2.4.

 

Таблица 2.3 – Длина ползуна (выбоины) в зависимости от его глубины

и диаметра колеса

Диаметр колес по кругу катания

Глубина ползуна (выбоины) при его глубине, мм

0, 5

 

Глубина ползуна измеряется при помощи шаблона для измерения толщины бандажа. При отсутствии шаблона допускается определять глубину ползуна по результатам измерения его по длине в соответствии с табл. 2.3.

 

Таблица 2.4 – Допускаемые скорости следования ЭПС при различных

величинах выбоин (ползунов)

Колесная пара	Глубина ползуна (выбоины), мм	Допускаемая скорость следования, км/ч
Локомотива и моторного вагона МВПС	1–2
2–4
более 4	Передвижение локомотива (вагона) без качения колесных пар с ползунами по рельсам
Прицепного вагона МВПС	2–6
6–12
более 12	Передвижение вагона без качения колесных пар с ползунами по рельсам

 

При выпуске из ТО-3, ТР-1 и ТР-2 ползун более 0, 5 мм не допускается.

Запрещается выдавать в поезда тяговый подвижной состав, имеющий дефекты колесных пар:

– выщербину, раковину или вмятину на поверхности катания глубиной более 3, 0 мм и длиной: у локомотива и моторного вагона более 10, 0 мм, а у прицепного вагона более 25, 0 мм;

– выщербину или вмятину на вершине гребня длиной более 4, 0 мм;

– разницу прокатов у левой и правой сторон колесной пары более 2, 0 мм;

– ослабление бандажа на колесном центре, зубчатого колеса на ступице и колесного центра на оси;

– опасную форму гребня (параметр крутизны) менее 6 мм, измеряемой универсальным шаблоном УТ-1М;

– остроконечный накат гребня на расстоянии 2 мм от вершины гребня и до 13 мм от круга катания;

– толщину гребня у 2-й и 5-й колесных пар электровозов ЧС2, ЧС2^Т, ЧС4, ЧС4^Т (до № 263) более 24 мм и менее 19, 5 мм при измерении шаблоном УТ-1М;

– острые поперечные риски и задиры на шейках оси и предподступичных частях осей;

– протертое место на средней части оси локомотивов глубиной более

4 мм, а на оси моторвагонного подвижного состава – более 2, 5 мм;

– местное или общее увеличение ширины бандажа или обода цельнокатаного колеса более 6 мм;

– ослабление бандажного кольца более чем в 3-х местах: по окружности с суммарной длиной более 30 % окружности кольца – для локомотивов и более 20 % для МВПС, а также ближе 100 мм от замка кольца;

– толщину бандажей колесных пар менее (в мм): электровозов ВЛ10, ВЛ11, ВЛ80^В/И, ВЛ15, ВЛ85 – 45 мм, ВЛ22^М, ВЛ23, ВЛ8, ВЛ60 – 40 мм;

моторных вагонов – 35 мм, прицепных вагонов – 25 мм;

– трещину в ободе, диске, ступице и бандаже тягового подвижного состава;

– кольцевые выработки на поверхности катания у основания гребня глубиной 10 мм и шириной более 2 мм.

2.3 Цель работы

2.3.1 Ознакомиться с неисправностями колесных пар, при которых запрещается выдавать электровозы в эксплуатацию.

2.3.2 Получить практические навыки осмотра колесных пар и измерения износов их бандажей.

2.4 Оборудование и измерительные средства

В лаборатории установлена колесная пара с косозубой передачей с тарированными неисправностями.

2.4.1 Колесные пары электровозов ВЛ11 с заранее подготовительными износами и неисправностями.

2.4.2 Универсальный шаблон УТ-1.

2.4.3 Шаблон для измерения гребниевых бандажей локомотивов с профилем ГОСТ 11018–2009 (проката, толщины гребней и выбоин).

2.4.4. Шаблон для измерения вертикального подреза гребней бандажей.

2.4.5 Комплексный измеритель параметров (переносный КИП-01). Разработчик – УрГУПС (для проката, толщины и параметра крутизны гребня).

2.4.6 Толщиномер для измерения толщины и местного уширения бандажа и обода цельнокатаного колеса.

2.4.7 Допусковый шаблон ДО-1.

2.4.8 Штангенциркуль для измерения расстояний между внутренними гранями бандажей;

2.4.9 Линейка металлическая 300 мм.

2.4.10 Скоба для замера диаметров бандажей колесных пар по кругу катания при обточке без выкатки.

2.5 Порядок работы

2.5.1 Произвести осмотр колесной пары электровоза ВЛ11 на предмет выявления неисправностей на оси, колесных центрах, буксах, бандажах.

2.5.2 Измерить расстояние между внутренними гранями бандажей.

2.5.3 Измерить диаметр бандажа по кругу катания и определить разность диаметров бандажей колесной пары.

2.5.4 В точках на каждом бандаже измерить толщину бандажа, высоту гребней, вертикальный подрез, параметры крутизны, величины выбоины (ползуна), расстояние между внутренними гранями бандажей, диаметр колес. Определить прокат.

2.6 Содержание отчета

– титульный лист;

– цель работы;

– описание неисправностей колесных пар, с которыми запрещается выдавать электровоз в эксплуатацию, описание измерительных инструментов, схемы измерения;

– результаты измерений (табл. 2.5);

– выводы по результатам измерений.

2.7 Контрольные вопросы

2.7.1 Типы профилей бандажей колесных пар.

2.7.2 Прокат, подрез гребня, параметр его крутизны, толщина гребня, толщина бандажа, выбоина (ползун), как они измеряются.

2.7.3 Перечислить неисправности, с которыми запрещается выдавать в эксплуатацию и эксплуатировать электроподвижной состав.

2.7.4 Как влияют износы электровозов на эксплуатационные качества ЭПС и безопасность движения поездов?

2.8 Список использованных источников

2.8.1 Инструкция по формированию, ремонту и содержанию колесных пар тягового подвижного состава железных дорог колее 1520 мм. – М.: Транспорт, 1995. – 121 с. (в редакции указания ОАО «РЖД» № ЦТР-56 от 20.12.2011 г);

2.8.2 Электроподвижной состав. Эксплуатация, надежность и ремонт. Учебник для вузов ж.-д. транспорта / Под ред. А.Т. Головатого. – М.: Транспорт, 1983. – 350 с.

2.8.3 Колесные пары тягового подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм. Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту КМБШ.667120.001РЭ. ОАО «РЖД» утв. 27.12.2005. – 133 с.

 

 

Таблица 2.5 – Результаты измерения колесной пары

Колесо

Расстояние между внутренними гранями бандажей

Диаметр бандажа, мм

Толщина бандажа, мм

Высота гребня, мм

Прокат бандажа, мм

Параметр крутизны, мм

Толщина гребня, измеренная шаблоном УТ-1М, мм

Поправка толщины гребня, мм

Толщина гребня с поправкой в зависимости от проката и крутизны, мм

Подрез гребня, мм

Длина ползуна (выбоины), мм

Величина ползуна (выбоины), мм

Примечание

Левое

Правое

Браковочная норма

 

 

Практическая работа № 3