Детальная разработка колесно-роликового участка. Анализ неисправностей колёсных пар, устраняемых на участке

В колесном отделении устраняют все неисправности связанные с повреждением поверхности катания.

К неисправностям цельнокатаных колес относят износы, дефекты поверхности катания, трещины и изломы. Износ поверхности катания колеса является следствием естественного, нормального изнашивания и истирания тормозными колодками. В обычных условиях возникает равномерный прокат.

Если поверхность катания обладает неодинаковым сопротивлением пластическим деформациям из-за местной неоднородности металла или неравномерно разупрочняется от нагрева при торможении или поверхностные дефекты развиваются по-разному, то образуется неравномерный прокат. Характерные признаки неравномерности проката — местный наплыв на наружную грань, сужение фаски, смятие фаски, 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 вагона по участкам пути с крутыми кривыми у колесной пары колеса изнашиваются по-разному. При этом появляются тонкий гребень, вертикальный подрез гребня и остроконечный накат. В последнем случае износ гребня сопровождается активной пластической деформацией металла от основания к вершине гребня из-за высокого контактного давления в месте взаимодействия его с головкой рельса. 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 от круга катания на фаску, приводит к круговому наплыву металла, выходящему за наружную грань обода. Кольцевые выработки на поверхности катания возникают под воздействием неметаллических тормозных колодок из-за их склонности к наволакиванию продуктов износа в условиях повышенной влажности. В результате изнашивания в процессе эксплуатации и потерь металла при обточках поверхности катания обод колеса становится предельно тонким, а обточка внутренних граней колес может привести к минимально допустимой ширине обода.

К дефектам поверхности катания относят ползуны (плоские места), которые появляются в результате скольжения (юза) колеса по рельсу при заклинивании колесных пар вследствие действия неисправных тормозных устройств вагона, неправильного управления тормозами с локомотива или при контакте со съемным башмаком на сортировочной горке. Ползуны крайне опасны. Они вызывают сильные удары колес о рельсы при движении вагонов.

Так, колесо с ползуном глубиной 3 мм при движении груженого грузового вагона со скоростью 70 км/ч вызывает удар по рельсам, равнозначный удару от падения груза массой 100 кг с высоты 1 м. При торможении в условиях нагрева и воздействия холодного воздуха на поверхности катания образуются местные очень твердые очаги в виде светлых (отбеленных) пятен овальной формы. Интенсивная пластическая деформация сильно нагретого металла при кратковременном заклинивании вызывает смещение верхних слоев поверхности катания (навар). Характерными дефектами поверхности катания являются выщербины — выкрошившиеся участки, иногда с наличием трещин или расслоений, идущих в глубину металла. Выщербины различают по причинам возникновения. Одни выщербины развиваются по следам ползунов, светлым пятнам и «наварам». Они появляются из-за структурных изменений металла, возникают в результате образования микротрещин, особенно характерных для отбеленного слоя. Глубина таких выщербин редко достигает 3 мм. Другие выщербины являются следствием усталостных поверхностных разрушений, а также развития небольших усталостных трещин с последующим отслоением или отрывом кусочков металла.

Усталостные трещины образуются под действием долговременных многократно повторяющихся контактных нагрузок. Внутри усталостных выщербин часто бывают трещины, идущие в глубину металла. Колесные пары с трещинами в выщербинах к эксплуатации не допускаются, не зависимо от размеров выщербин. Глубина выщербин может доходить до 15—20 мм. Возникают выщербины также из-за выкрашивания поперечных термотрещин, возникающих вследствие нагрева колес тормозными колодками. Выщербины имеют параллельные грани, расположенные поперечно поверхности катания. Размещаются группами. Внутренние дефекты металлургического происхождения приводят к местному уширению обода колеса — раздавливанию его в зоне фаски или к поверхностному отколу у наружной грани. Откол кругового наплыва горочными замедлителями также относят к дефектам поверхности катания.