Эксплуатация колес - Улучшение колес

Дли рационального взаимодействия колес: рельсами важное значение имеет профиль поверхности катания колес. Стандартный профиль  колеса имеет гребень, коническую поверхность 1:10, 1 :3,5 и фаску 6 мм х 45°. Ггребень колеса направляет движение и предохраняет колесную пару от схода с рельсов. Он имеет высоту 28 мм и! толщину 33 мм, измеренную на высоте 18 мм.

Конусность 1 : 10 обеспечивает центрирование колесной пары при движении ее на прямом участке пути, предотвращая образование неравномерного проката по ширине обода, и улучшает прохождение кривых участков пути. Вместе   с   этим   конусность 1 : 10 создает условия для извилистого движения колесной пары, что неблагоприятно сказывается на плавности хода вагона. Конусность 1 : 3,5 и фаска б мм х 45° приподнимают наружную грань б   колеса над головкой рельса, что улучшает прохождение стрелочных переводов, особенно при наличии проката и других дефектов поверхности катания колес.
Кроме стандартного профиля  вагонного колеса разработаны два типа профилей по стандарту СЭВ.

Они отличаются от стандартного как контуром, так и размерами. Поверхность катания колеса у новых профилей выполнена криволинейной, а угол наклона гребня увеличен с 60 до 70°.

В результате таких изменений на 25% повышается устойчивость движения колесной пары, снижаются контактные напряжения, уменьшается износ гребня (на 25%) и на 50% повышается срок службы колес. Плавность хода вагонов с колесами, имеющими профили по стандарту СЭВ, особенно при высоких скоростях движения значительно выше, чем вагонов с колесными парами, имеющими обычный стандартный профиль.

Современное производство штамповано-катаных колес включает в себя процессы подготовки заготовок, их нагрева, горячей деформации, противофлоксной, термической и механической обработки, контроля и испытания колес.

Для изготовления колес используют стальные слитки массой 3,4—4 т, которые раскраивают на шесть-семь заготовок, используя слиткоразрезные станки с последующей ломкой на прессах усилием 1960—4067 кН. Нарезанные заготовки 1 подают в кольцевые газовые печи для нагрева в течение 5,6—6,0 ч.

После нагрева  производится предварительная осадка 2 (усилием 19 600 кН), затем осадка в кольце 3, разгонка металла пуансоном 4 (усилием 4960 кН), формовка ступицы и прилегающей к ней части диска, обода и другой части диска — предварительно 5 (усилием 9800 кН) прокатка 6 обода и прилегающей к нему части диска, выгибка диска 7 и калибровка геометрической формы колеса (усилием 34 300 кН), прошивка 8 отверстия в ступице.

Все процессы изготовления колес выполняются на прес-сопрокатной линии.

После этого колеса подают на противофлоксную обработку, которая ведется в конвейерных печах путем нагрева до 400—650 °С, выдержка при I этой температуре не менее 4,5 ч. Все колеса подвергают прерывистой закалке и отпуску на специальных установках. Перед закалкой колеса нагревают в кольцевых печах до температуры 800—850 °С в течение 80 до 110 мин.

Затем колесо укладывают на специальный стол, который поворачивается в вертикальное положение. С помощью приводного ролика колесо вращается и одновременно его обод охлаждается водой, имеющей температуру 20—35°С в течение 100—200 с.

После закалки колесо возвращается в горизонтальное положение. Колеса складывают в стопы для остывания в течение 30— 40 мин, а затем их передают для отпуска в кольцевые электропечи.

Отпуск производится в течение 2,5— 3,0 ч при температуре 470—520 °С. После термообработки колеса поступают на механическую обработку, которая выполняется на специальных станках.

Механической обработке подлежат: поверхность катания, гребень, торцовая поверхность обода с внутренней стороны, торцы и отверстие ступицы; Колеса подвергают ударным испытаниям на копровых установках. Для этого колесо подается на копер, где ни него падает груз массой 1—3 т с высоты 11 м.

В процессе   изготовления   колес   на наружной грани  обода  в горячем  со стоянии наносят клейма.