Тема 14
РАСПРЕССОВКА КОЛЕС С ОСЕЙ, РАСТОЧКА СТУПИЦ КОЛЕС ЦЕЛЬНОКАТАНЫХ, ОБРАБОТКА ПОДСТУПИЧНЫХ ЧАСТЕЙ ОСЕЙ, ОБРАБОТКА РЕЗЬБЫ ШЕЕК И СРЕДНЕЙ ЧАСТИ ОСЕЙ, ПРЕССОВАЯ ПОСАДКА КОЛЕС ЦЕЛЬНОКАТАНЫХ НА ОСИ
1 Распрессовка колес с осей
1) Распрессовку колес с осей выполняют на гидравлических прессах, оборудованных рабочими манометрами, верхний предел измерения которых должен соответствовать давлению в гидросистеме пресса при максимальном усилии, предусмотренном паспортными данными.
2) При распрессовке колес на том же прессе, где производилась их запрессовка, самопишущий прибор и рабочий манометр пресса, предназначенные для контроля за усилиями при прессовой посадке, должны быть выключены.
Усилие распрессовки колес с оси не контролируют.
3) Распрессовку колес производят с применением специальных приспособлений с их упором в торец предподступичной части оси, исключающих изгибы шеек осей и повреждение их образующих поверхностей и торцов, а также деформацию резьбы.
Категорически запрещается при распрессовке колес упирать плунжер пресса в торец оси.
4) При распрессовке одного забракованного колеса с оси колесной пары, второе колесо также распрессовывают.
Указанное требование не распространяется на колесные пары, у которых в процессе прессовой посадки колес на ось забраковано одно из прессовых соединений.
5) Колесные пары с признаками ослабления прессовой посадки и сдвига на оси одного или двух колес распрессовывают с последующим использованием годных элементов при ремонте.
2 Расточка отверстий ступиц колес
1) Отверстие ступицы колеса растачивают на станке до размера подступичной части оси с учетом необходимого для прессовой посадки натяга.
2) Геометрические параметры колес, а также величины допускаемых отклонений при обработке поверхности отверстий ступиц должны соответствовать, приведенным в таблице 1.
Таблица 1 – Геометрические параметры колес при обработке поверхности отверстий ступиц
|
Измеряемые параметры |
Значение, мм |
|
Длина ступицы старогодного колеса |
185 ... 200 |
|
Толщина стенки ступицы (измеряется на расстоянии 170 мм |
31,0 |
|
Разностенность ступицы, не более |
5,0 |
|
Конусообразность отверстия ступицы при условии, что |
0,05 |
|
Овальность отверстия ступицы, не более |
0,025 |
|
Непрямолинейность образующей отверстия ступицы, не более |
0,02 |
Отверстие ступицы колеса должно быть цилиндрическим без забоин и вмятин, концентричным ободу, а ее ось перпендикулярна наружному торцу ступицы и внутренней боковой поверхности обода.
Отклонения, возникающие при обработке поверхности отверстия ступицы, должны соответствовать требованиям, установленным в РД ВНИИЖТ 27.05.01-2017 Руководящий документ по ремонту и техническому обслуживанию колесных пар с буксовыми узлами грузовых вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 (1524) мм.
3) Наружные и внутренние кромки отверстия ступицы колеса должны иметь закругления радиусом 4,0…5,0 мм для снижения концентрации напряжений в осях, а также во избежание задиров поверхностей подступичных частей оси при прессовой посадке и распрессовке колес.
Переходы закруглений кромок к цилиндрической поверхности отверстия ступицы должны быть плавными, без уступов.
4) В местах сопряжения поверхности закругления кромки с поверхностью торца ступицы с обеих сторон колеса допускаются углубления от резца глубиной не более 2,0 мм.
5) Значения шероховатости по ГОСТ 2789 поверхности отверстия ступицы после расточки должны соответствовать, приведенным в таблице 2.
Таблица 2 – Значения шероховатости поверхности отверстия ступицы после расточки
|
Наименование элементов и частей колесных пар |
Значение шероховатости, |
|
Отверстие ступицы после расточки перед прессовой |
Rz 20 (РЗК = 383…569 кН (39…58 тс)) |
|
Внутренний и наружный торец ступицы, внутренняя |
Rz 80 |
3 Обработка подступичных частей осей
1) Для обеспечения геометрических параметров подступичных частей осей и установленных значений их шероховатости, а также для удаления коррозии, задиров и рисок, образовавшихся при распрессовке колес, подступичные части осей механически обрабатывают (обтачивают) с последующим их упрочнением накаткой роликами в соответствии с требованиями Технологической инструкции по упрочнению накатыванием роликами осей колесных пар вагонов.
2) Размеры подступичной части осей должны соответствовать, приведенным в таблице 3.
Таблица 3 – Размеры подступичной части осей
|
Измеряемые параметры |
Значение, мм |
|
Диаметр подступичной части осей типа, не менее: РУ1Ш РВ2Ш |
182,0 |
|
Длина подступичной части, не менее: |
250,0 |
|
Непрямолинейность образующей подступичной части, не более |
0,02 |
|
Конусообразность подступичной части при условии, |
0,05 |
|
Овальность подступичной части, не более |
0,025 |
3) Наименьшие допускаемые диаметры осей колесных пар при выпуске вагонов из всех видов ремонта приведены в таблице 4.
Таблица 4 – Наименьшие допускаемые диаметры осей колесных пар
|
Вагоны с нагрузкой |
Наименьшие диаметры частей осей РУ1, РУ1Ш и РВ2Ш |
|||
|
шейка |
предподступичная |
подступичная |
средняя |
|
|
245 (25,0) |
150,045 |
185,066 |
196,0 |
175,0 |
|
223 … 228
|
130,005 |
165,0751)
|
184,0 |
167,03)
|
|
172 … 221 |
130,005 |
165,0751)
|
182,0 |
167,03)
|
1) – при использовании подшипников кассетного типа;
2) – при использовании сдвоенных и цилиндрических роликовых подшипников;
3) – для осей с цилиндрической средней частью;
4) – для осей с конусообразной средней частью.
Разница в диаметрах подступичных частей с одной и другой стороны старогодной оси не регламентируется.
4) Подступичные части осей после механической обработки должны быть цилиндрическими без вмятин и забоин по всей длине.
5) Для обеспечения плавного захода оси в ступицу колеса при прессовой посадке, наружный пояс подступичной части должен обтачиваться на конус с разностью наибольшего и наименьшего диаметров не более 1,0 мм и длиной 7,0 … 15,0 мм.
6) Переходы от заходного конуса к цилиндрической подступичной части оси и от подступичной части к средней должны выполняться плавными, без уступов.
4 Восстановление резьбы резьбовых отверстий, центровых отверстий шеек осей и обработка средней части оси
1) Восстановление поврежденной резьбы резьбовых отверстий М20 и М24, а также центровых отверстий в торцах шеек осей РУ1Ш и РВ2Ш производят по технологиям, принятым железнодорожной администрацией установленным порядком.
2) Для удаления поверхностных дефектов средних частей осей производят их механическую обработку зачисткой или обточкой на станке с последующим упрочнением накаткой роликами обработанной поверхности. После механической обработки проводят магнитопорошковый контроль средних частей осей.
5 Прессовая посадка колес на оси
1) Посадка колес на оси должна быть прессовой. Запрессовка колес на ось может производиться как односторонняя, так и двухсторонняя согласно технологическому процессу, разработанному ремонтным предприятием.
2) Посадочные поверхности ступиц колес и подступичные части осей перед запрессовкой должны быть тщательно очищены, насухо протерты и покрыты ровным слоем натуральной олифы по ГОСТ 7931 или термообработанного растительного масла (конопляного по ГОСТ 8989, льняного по ГОСТ 5791 или подсолнечного по ГОСТ 1129).
3) При термообработке масло следует нагреть до температуры 140…150 °С, выдержать при этой температуре 2…3 часа, а затем после охлаждения дать отстояться не менее 48 часов. Осадок масла не должен использоваться при запрессовке.
Масло должно храниться в чистой емкости с плотно закрывающейся крышкой и металлической сеткой, расположенной на некотором расстоянии от дна.
4) Соединяемые прессованием элементы колесных пар (колеса и ось) должны иметь одинаковую температуру.
Допускается превышение температуры колеса над температурой оси не более 100 °С.
5) Перед прессовой посадкой колеса должны быть подобраны по размеру внутреннего диаметра ступицы, а ось - по диаметру подступичной части с учетом натяга.
Запрещается прессовая посадка на одну ось колес с разницей по толщине обода более 5,0 мм.
6) Скорость движения плунжера пресса при посадке колес на ось должна быть не более 3 мм/с.
7) Значения конечных усилий запрессовки на каждые 100 мм диаметра подступичной части оси и натягов при запрессовке колес должны быть в пределах, установленных в таблице 5.
Таблица 5 – Основные контролируемые параметры прессовой посадки колес на оси
|
Шероховатость поверхности |
Конечное усилие запрессовки |
Натяг, мм |
Длина сопряжения |
|
Rz ≤ 20 мкм |
383 … 569 кН |
0,10 … 0,25 |
145∙i1) |
|
20 < Rz ≤ 30 мкм |
422…569 кН |
0,10 … 0,25 |
145∙i1) |
1) i – передаточное число индикатора (масштаб диаграммы по длине)
8) Запрессовка колес на ось может производиться:
– на гидравлических прессах с записью на ленте диаграммы запрессовки «давление-путь» самопишущим прибором или на компьютере;
– на автоматизированных прессах с записью диаграммы запрессовки «усилие-путь» на компьютере.
9) При запрессовке на гидравлических прессах с записью на ленте диаграммы «давление-путь», на ленте запись должна производиться самопишущим прибором, класс точности которого должен быть не ниже 1,5 %, погрешность хода диаграммы – не более 2,5 %, толщина линии записи – не более 0,6 мм по ГОСТ 2405, ширина диаграммной ленты – не менее 100 мм, масштаб записи по длине должен быть не менее 1:2, а одно деление по высоте диаграммы, равное 1 мм, должно соответствовать усилию не более 24,5 кН (2,5 тс).
10) Составляется таблица усилий запрессовки для различных диаметров подступичных частей осей через 1 мм с учетом переводного коэффициента пресса из кгс/см2 в кН (тс).
11) При составлении таблицы результаты подсчета округляют до целых значений 100 кПа (1,0 кгс/см2) в сторону повышения для нижнего и верхнего пределов.
Таблица должна быть утверждена руководителем (главным инженером или другим уполномоченным лицом) ремонтного предприятия.
12) Если самопишущий прибор регистрирует усилие запрессовки, таблица перевода не составляется.
13) Требования к печатной форме диаграммы, полученной с помощью компьютера, и отображению ее на экране монитора аналогичны требованиям к самопишущим приборам с записью на ленте.
14) Определяется середина оси (при необходимости обозначается керном). Посадка колес на ось производится с применением втулки, исключающей изгиб и повреждение шеек оси, а также обеспечивающей соосность колес и оси.
15) Контроль качества прессовой посадки колес на ось производится проверкой расстояния между внутренними поверхностями ободьев колес в четырех точках во взаимно перпендикулярных плоскостях, измерением разности расстояний от торцов предподступичных частей оси до внутренних боковых поверхностей ободьев колес с одной и другой сторон колесной пары, а также по диаграмме запрессовки.
Основными контролируемыми параметрами диаграммы являются: форма кривой, значение конечных усилий запрессовки Рзк, длина сопряжения L.
16) По форме нормальная диаграмма запрессовки «давление-путь» при записи самопишущим прибором должна иметь плавно нарастающую кривую по всей длине с начала до конца (рисунок 1).
Рисунок 1 – Нормальная диаграмма запрессовки
Минимально допустимая длина сопряжения L, определяемая по диаграмме запрессовки должна соответствовать установленным нормам.
17) При запрессовке на автоматизированных прессах с записью диаграммы запрессовки «усилие-путь» на компьютере, силовые устройства пресса должны быть снабжены датчиками давления и датчиками линейных перемещений (класс точности датчиков не ниже 1,0).
Пресс должен быть снабжен устройством, обеспечивающим симметричную посадку колес относительно середины оси.
18) Диаграмма запрессовки должна строиться по данным усилий запрессовки, определяемым не более чем через каждые 1 мм длины перемещения колеса относительно оси.
19) По форме нормальная диаграмма запрессовки в координатах «усилие - путь» при записи на компьютере должна иметь следующий вид (рисунок 2).
Рисунок 2 – Нормальная диаграмма запрессовки при записи на компьютере
Линия диаграммы имеет характерные участки:
– ОА – участок холостого хода (составляет от 14 до 20 мм);
– точка А соответствует началу фактического прессования, при этом начальное усилие запрессовки отсчитывается с момента преодоления силового порога, установленного в 29 кН (3 тс);
– АБ – участок плавного нарастания усилия при запрессовке;
– точка Б – окончание процесса запрессовки, ордината которой соответствует усилию при окончании процесса запрессовки с учетом усилия холостого хода. Конечное усилие запрессовки определяется как разность усилия в точке Б и усилия холостого хода – 29 кН (3 тс);
– СД – участок по линии абсцисс соответствует длине прессового сопряжения колеса с осью, определяется как разность полного перемещения СО за вычетом холостого хода ДО.
20) По оси ординат отображаются значения фактических усилий при запрессовке, по оси абсцисс отображается полное перемещение колеса, регистрируемое в ходе выполнения операции, состоящее из холостого хода и длины запрессовки.
21) Полученные значения измерений при запрессовке выводятся на дисплей пресса и бумажный носитель, а также сохраняются в электронной базе данных.
22) Если при запрессовке колеса на ось будет получена неудовлетворительная по форме и длине сопряжения диаграмма или конечное усилие запрессовки не будет соответствовать приведенным в таблице 5 нормам, прессовое соединение бракуется и подлежит распрессовке.
23) Распрессованное колесо разрешается повторно прессовать на тот же или другой распрессованный конец оси или другую распрессованную ось без дополнительной механической обработки оси при условии, что на посадочных поверхностях подступичных частей оси и отверстии ступицы колеса нет задиров.
24) Перед повторным прессованием посадочные поверхности должны быть тщательно очищены, насухо протерты и покрыты ровным слоем натуральной олифы или термообработанного растительного масла.
Не разрешается более двух раз перепрессовывать колесо на один и тот же конец оси без дополнительной механической обработки одной из сопрягаемых поверхностей.
25) При перепрессовках конечное усилие должно соответствовать норме, приведенной в таблице 5 с увеличением нижнего предела на 15 %.
26) Запрещается повторно прессовать соединения, диаграммы которых имеют резкие колебания давления (рисунок 3).
Рисунок 3 – Диаграмма с резкими колебаниями давления
27) Колесо или ось, подвергшиеся запрессовке и перепрессовке, разрешается использовать без дополнительной механической обработки для установки на новый конец оси или новое колесо. Конечное усилие запрессовки должно соответствовать таблице 5.
28) Для удаления забоин, вмятин, рисок и других дефектов, выявленных перед формированием или после распрессовки колесной пары, посадочные поверхности осей допускается подвергать дополнительной механической обработке и повторному упрочнению накатыванием роликами. Повторное дефектоскопирование не производится.
6 Оценка формы диаграммы прессовой посадки колес на ось
Таблица 6 – Порядок определения качества (пригодности) прессовых соединений, диаграммы которых имеют отклонения от нормальной формы
|
Форма диаграммы прессовой |
Причина возникновения |
Оценка качества (пригодности) прессовой |
|
1 Резкие колебания давления в любой части диаграммы |
||
|
|
Наличие на посадочной поверхности |
Прессовое соединение бракуют. |
2 Плавные колебания давления на длине сопряжения |
||
|
Наличие на посадочной поверхности отверстия ступицы колеса или подступичной части оси более |
При постоянном повышении Прессовое соединение не бракуют. |
|
При падении запрессовочного когда последующее значение ниже Прессовое соединение бракуют. |
|
|
На диаграмме имеется одна горизонтальная диаграммы по длине 1:2 или несколько прямых суммарной длиной не более 5 мм. Прессовое соединение не бракуют. При другом масштабе записи должен быть |
|
|
Форма диаграммы прессовой |
Причина возникновения |
Оценка качества (пригодности) прессовой |
3 Скачок давления в конце линии прессования на диаграмме |
||
|
Замедленное прекращение поступления масла в цилиндр пресса при окончании процесса прессовой посадки колеса на ось. |
Величина конечного усилия определяется уровнем точки кривой, расположенной перед скачком. Прессовое соединение не бракуют. |
4 Резкий скачок давления в начале линии прессования на диаграмме |
||
|
Скругление радиусом 5 мм кромки отверстия со стороны внутреннего торца ступицы колеса. |
Направление линии начала прессования отклоняется от направления линии конца прессования менее чем на 50 в сторону диаграммы. Прессовое соединение бракуют. |
|
Прессовое соединение, у которого величина резкого скачка давления на диаграмме составляет 20,0 кН (2,0 тс) и менее, не бракуют. |
|
|
Форма диаграммы прессовой |
Причина возникновения |
Оценка качества (пригодности) прессовой |
5 Вогнутость кривой линии прессования на диаграмме |
||
|
Наличие попутных конусов или впадин на посадочных поверхностях оси и колеса. |
Кривая располагается выше прямой, соединяющей начальную точку диаграммы Прессовое соединение не бракуют. |
|
При применении более чувствительных соединение,
у которого часть кривой При несоблюдении
указанных условий |
|
6 Колебания давления, или так называемый «стук» |
||
|
Наличие воздуха в гидравлической системе пресса, разжижение масла, применяемого для смазки посадочных поверхностей. |
Прессовое соединение бракуют. |
|
Форма диаграммы прессовой |
Причина возникновения |
Оценка качества (пригодности) прессовой |
7 Местная вогнутость линии давления в первой половине диаграммы |
||
|
Наличие воздуха в гидравлической системе пресса, разжижение масла, применяемого для смазки посадочных поверхностей. |
При наличии падения давления, |
|
При отсутствии падения давления При несоблюдении указанных |
|
|
||
8 Горизонтальная или наклонная линия в конце диаграммы |
||
|
Наличие впадин на посадочных поверхностях с наружной стороны ступицы колеса или с внутренней стороны подступичной части оси. |
Если длина сопряжения L на диаграмме менее установленной, прессовое соединение бракуют. |
|
||
7 Прессовая посадка колес на оси. Заполнение бланка диаграммы прессового соединения
1) На бланке диаграммы, кроме кривой изменения давления или усилия должны быть записаны следующие данные:
– дата запрессовки;
– тип колесной пары;
– индивидуальный номер колесной пары;
– диаметры подступичной части оси и отверстия ступицы колеса (с точностью до 0,01 мм);
– длина ступицы колеса;
– величина натяга;
– конечное усилие запрессовки в кН (тс);
– номер колеса;
– год изготовления и условный номер предприятия-изготовителя колеса;
– код собственника колеса, сторона колесной пары (левая или правая).
Допускается на бланке диаграммы указывать расстояние между внутренними боковыми поверхностями ободьев колес и диаметры колес по кругу катания.
На каждой диаграмме забракованного прессового соединения делается пометка «БРАК» с указанием причины.
Допускается данные диаграмм как годных, так и забракованных заносить в журнал формирования колесных пар свободной формы.
2) При формировании колесной пары на нее составляется Технический паспорт колесной пары грузового вагона, который заполняется в соответствии с требованиями Инструктивных указаний о порядке заполнения и кодирования формы «Технический паспорт колесной пары грузового вагона». К Техническому паспорту прилагаются диаграммы запрессовки колес.
3) Технический паспорт с диаграммами прессовых соединений после формирования колесных пар хранятся не менее 21 года.
4) К диаграммам годных прессовых соединений, полученным при перепрессовках элементов колесной пары, должны быть подшиты (подклеены) диаграммы забракованных прессовых соединений, полученные при предыдущих напрессовках этих элементов.
5) Колеса сформированной колесной пары допускается подвергать механической обработке по поверхности катания, по гребню и по внутренней боковой поверхности обода. При этом все размеры колес и колесной пары должны соответствовать установленными РД ВНИИЖТ 27.05.01-2017 Руководящий документ по ремонту и техническому обслуживанию колесных пар с буксовыми узлами грузовых вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 (1524) мм.