Формирование колесной пары

 

 

5.1 Общие положения

5.1.1 Колесную пару следует формировать тепловым, прессовым или комбинированным методом.

5.1.2 При комбинированном методе формирования колесной пары колеса (колесные центры) и ступицы тормозных дисков устанавливают на ось прессовым методом, а зубчатое колесо - тепловым методом. Допускаются иные сочетания методов формирования составляющих элементов колесной пары.

5.1.3 При формировании колесных пар ТПС с конструкционной скоростью свыше 100 км/ч неуравновешенные массы колесных центров следует располагать в одной плоскости по одну сторону оси.

5.1.4 Конструкцией колесной пары должны быть предусмотрены каналы для подачи масла под давлением в зону соединения колеса, зубчатого колеса (ступицы зубчатого колеса) и ступицы тормозных дисков с осью для расформирования колесной пары (маслосъема).

5.2 Тепловой метод формирования

5.2.1 Колесные пары формируют тепловым методом в соответствии с требованиями НД*, утвержденного в установленном порядке.
________________
* На территории Российской Федерации эти требования установлены в ГОСТ Р 53191-2008.

5.2.2 Местный нагрев ступицы цельного колеса, зубчатого колеса или колесного центра в сборе с бандажом не допускается.

5.2.3 Рекомендуемое значение натяга при тепловом методе формирования:

- от 0,85·10 до 1,4·10 диаметра сопрягаемых деталей для ступиц колесных центров и колес;

- от 0,5·10 до 1,0·10 диаметра сопрягаемых деталей для ступиц зубчатых колес и тормозных дисков.

5.2.4 Посадочная поверхность оси должна быть покрыта антикоррозионным покрытием.

В качестве антикоррозионного покрытия посадочных поверхностей оси рекомендуется использовать натуральную олифу по ГОСТ 7931 или термически обработанное растительное масло (подсолнечное по ГОСТ 1129* или льняное по ГОСТ 5791). Допускается использовать другие антикоррозионные покрытия, выдержавшие испытания на устойчивость к фреттинг-коррозии сопрягаемых деталей и не снижающие усталостную прочность оси.
_______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52465-2005 (здесь и далее).

5.2.5 Перед формированием устанавливаемые на ось детали, кроме зубчатых колес, равномерно нагревают до температуры от 240 °C до 260 °C и записывают диаграмму нагрева. Температура нагрева зубчатых колес из легированных сталей - не более 200 °C, зубчатых колес из стали марки 55 (Ф)* - не более 260 °C. Температура нагрева зубчатых колес, содержащих неметаллические упругие элементы, должна быть не более 170 °C.
________________
* На территории Российской Федерации эти требования установлены в ГОСТ Р 51220-98.

5.2.6 После завершения формирования тепловым методом и остывания собранной колесной пары до температуры, не превышающей температуру окружающей среды более чем на 10 °C, прочность соединения элементов колесной пары для ТПС с конструкционной скоростью не более 200 км/ч должна быть проверена на сдвиг контрольной осевой нагрузкой:

(636±20) кН [(65±2) тс] - на каждые 100 мм диаметра подступичных частей оси под посадку ходовых колес или колесных центров для колесных пар локомотивов;

(568±20) кН [(58±2) тс] - на каждые 100 мм диаметра подступичных частей оси под посадку ходовых колес или колесных центров для колесных пар МВПС;

(432±20) кН [(44±2) тс] - на каждые 100 мм диаметра подступичных частей оси под посадку зубчатого колеса или ступицы составного зубчатого колеса (одного или двух) для колесных пар локомотивов с номинальным диаметром колеса по кругу катания не менее 1200 мм;

(294±20) кН [(30±2) тс] - на каждые 100 мм диаметра подступичных частей оси под посадку зубчатого колеса или ступицы составного зубчатого колеса (одного или двух), ступицы тормозного диска (одного или двух) для колесных пар ТПС с номинальным диаметром колеса по кругу катания до 1200 мм;

(245±20) кН [(25±2) тс] - на каждые 100 мм диаметра удлиненной ступицы колесного центра под посадку зубчатого колеса.

Допускается увеличение установленного максимального значения контрольной осевой нагрузки на 10% с учетом установленных натягов.

Допускается проверка посадки зубчатого колеса на удлиненную ступицу колесного центра контрольным моментом (9,8±0,8) Кн·м [(1,0±0,08) тс·м] на квадрат каждых 100 мм диаметра удлиненной ступицы колесного центра. После посадки зубчатого колеса на удлиненную ступицу колесного центра на плоскость, прилегающую к посадочной поверхности, наносят контрольную отметку. Контрольную отметку наносят притупленным инструментом в виде канавки глубиной не более 0,5 мм и длиной не более 10 мм.

Для колесных пар ТПС с конструкционной скоростью свыше 200 км/ч контрольную осевую нагрузку в килоньютонах следует принимать в диапазоне 5,2-5,8 ( - диаметр подступичной части оси, мм) в соответствии с установленными в конструкторской документации натягами для данного соединения (ходового колеса, колесного центра, зубчатого колеса, ступицы составного зубчатого колеса, ступицы тормозного диска с осью).

Сдвиг или проворот (смещение контрольных отметок) в соединении не допускается.

5.3 Прессовый метод формирования

5.3.1 Детали, устанавливаемые на ось (колеса, колесные центры или колесные центры в сборе с бандажами, зубчатые колеса, ступицы тормозных дисков), и ось перед запрессовкой должны иметь одинаковую температуру. Допускается превышение температуры колеса над температурой оси не более 10 °C.

5.3.2 Рекомендуемое значение натяга при прессовом методе посадки деталей колесных пар - от 0,9·10 до 1,5·10 диаметра сопрягаемых деталей с учетом обеспечения конечных усилий запрессовки по 5.3.5.

5.3.3 Посадочные поверхности оси и устанавливаемых на ось деталей должны быть покрыты ровным слоем натуральной олифы по ГОСТ 7931 или термически обработанного растительного (конопляного по ГОСТ 8989, льняного по ГОСТ 5791 или подсолнечного по ГОСТ 1129) масла. Допускается использовать другие антикоррозионные покрытия, выдержавшие испытания на устойчивость к фреттинг-коррозии сопрягаемых деталей и не снижающие усталостную прочность оси.

5.3.4 Запрессовку деталей на ось и проверку на сдвиг контрольно-осевой нагрузкой проводят на гидравлическом прессе. Пресс должен быть оборудован калиброванным устройством для контроля усилия и автоматическим самопишущим прибором, фиксирующим на бумажный или электронный носитель диаграмму усилия запрессовки колеса (колесного центра), зубчатого колеса, тормозных дисков относительно посадочного места в течение всей операции прессования.

Класс точности самопишущего прибора должен быть не ниже 1,5%, погрешность хода диаграммы - не более 2,5%, толщина линии записи - не более 0,6 мм, ширина диаграммной ленты - не менее 100 мм, масштаб записи по длине должен быть не менее 1:2, по высоте диаграммы 1 мм должен соответствовать усилию не более 24,5 кН (2,5 тс).

5.3.5 Запрессовку колес (колесных центров) на ось и запрессовку зубчатых колес на ось или колесный центр (тормозных дисков) для колесных пар ТПС с конструкционной скоростью движения не более 200 км/ч проводят с конечными усилиями запрессовки, которые должны соответствовать указанным в таблице 1, при скорости движения плунжера гидравлического пресса не более 3 мм/с.

Таблица 1 - Конечные усилия запрессовки при формировании колесной пары прессовым методом

Деталь колесной пары	Конечное усилие запрессовки на каждые 100 мм диаметра посадочной поверхности, кН(тс)
	Составное колесо (цельное колесо)	Колесный центр	Ось
Ось локомотива	441-636 (45-65)	392-588 (40-60)	-
Ось МВПС	392-568 (40-58)	343-491 (35-50)	-
Зубчатое колесо тормозной диск	-	147-245* (15-25)	196-342** (20-35) 294-441 (30-45)
Ступица тормозного диска	-	-	147-294 (15-30)
* При запрессовке на удлиненную ступицу колесного центра. ** В числителе значения для колесных пар с диаметром колес по кругу катания до 1200 мм, в знаменателе - свыше 1200 мм.

5.3.6 Запрессовку колес, тормозных дисков и зубчатых колес на ось для колесных пар ТПС с конструкционной скоростью свыше 200 км/ч проводят на диаметре в миллиметрах с конечными усилиями запрессовки в килоньютонах в диапазоне от 3,9 до 5,8 при длине сопряжения от 0,8 до 1,1 .

5.3.7 Нормальная индикаторная диаграмма запрессовки должна иметь форму плавной кривой, несколько выпуклой вверх, нарастающей по всей длине с начала до конца запрессовки. Шаблон - диаграмма запрессовки колесных пар приведен на рисунке 8.

 

Рисунок 8 - Шаблон - диаграмма запрессовки

 

 

1 - поле удовлетворительных диаграмм запрессовки; 2 - максимальная кривая; 3 - минимальная кривая; - усилие запрессовки, кН; , - соответственно максимальное и минимальное конечные усилия запрессовки в соответствии с таблицей 1; - теоретическая длина диаграммы, мм

Рисунок 8 - Шаблон - диаграмма запрессовки

Допускаются следующие отклонения от нормальной формы запрессовочной диаграммы.

5.3.7.1 В начальной точке диаграммы (зона перехода конической части в цилиндрическую) скачкообразное повышение усилия не более чем 49 кН (5 тс) с последующим горизонтальным участком не более 5% теоретической длины диаграммы .

5.3.7.2 Наличие площадок или впадин на диаграмме в местах расположения выточек под масляные каналы на ступицах, число которых должно соответствовать числу выточек.

5.3.7.3 Вогнутость диаграммы с непрерывным нарастанием усилия при условии, что вся кривая, кроме оговоренных в 5.3.7.2 площадок и впадин, помещается выше прямой, соединяющей начало кривой с точкой, указывающей на данной диаграмме минимально допустимое усилие для данного типа оси.

5.3.7.4 Горизонтальная прямая на диаграмме в конце запрессовки на длине, не превышающей 15% теоретической длины диаграммы , или падение усилия не более 5% усилия запрессовки на длине, не превышающей 10% теоретической длины диаграммы .

5.3.7.5 Скачкообразное повышение усилия в конце диаграммы, если конструкцией колесной пары или технологией формирования предусмотрена посадка до упора в какой-либо элемент.

5.3.7.6 Колебание усилия в конце запрессовки с амплитудой не более 3% усилия запрессовки на длине, не превышающей 15% теоретической длины диаграммы при запрессовке колес с удлиненной ступицей.

5.3.7.7 Отклонение от точности измерения до 20 кН (2 тс) при определении предельного максимального усилия по диаграмме.

5.3.7.8 Если конечное усилие запрессовки колесных пар до 10% меньше или больше предельного значения диапазона, установленного в таблице 1 (без учета допустимого скачкообразного повышения усилия по 5.3.7.5), изготовитель в присутствии заказчика должен провести проверку прессовой посадки трехкратным приложением контрольной осевой нагрузки в обратном направлении от усилия запрессовки. Для проверки уменьшенного конечного усилия запрессовки контрольная осевая нагрузка должна быть равна 1,2 фактического усилия запрессовки. Для проверки увеличенного конечного усилия запрессовки контрольная осевая нагрузка должна соответствовать максимальному усилию запрессовки согласно таблице 1.

5.3.7.9 Фактическая длина диаграммы запрессовки должна быть не менее 85% теоретической длины диаграммы , мм, которую вычисляют по формуле

,

где - длина участка контакта ступицы колесного центра с осью, мм;

- дополнительное продвижение ступицы (если предусмотрено в конструкторской документации), мм;

- масштаб диаграммы по длине.

Фактическая длина диаграммы запрессовки для ступицы тормозного диска должна быть не менее 105 .

5.3.7.10 При получении неудовлетворительной диаграммы или несоответствии значения конечного усилия запрессовки установленному в таблице 1 допускается повторная (не более двух раз) запрессовка колеса (колесного центра) на ось без дополнительной механической обработки посадочных поверхностей при отсутствии задиров на посадочных поверхностях оси и ступицы колеса (колесного центра).

При повторной запрессовке колеса (колесного центра) на ось значение нижнего предела конечного усилия, установленного в таблице 1, должно быть увеличено на 15%.