Вначале человечество изобрело колесо, а потом придумало железнодорожные перевозки, для которых пришлось изобретать новые, железные колеса. При изготовлении подвижного железнодорожного состава особое значение имеет изготовление колесных пар — именно эти узлы несут основную нагрузку, от них зависит общее состояние вагонов, скоростные характеристики и безопасность их перемещения. Каждый этап этого процесса подлежит строгому контролю, некоторые из них отдельно принимаются государственными инспекторами, с составлением соответствующей документации.
Конструкция колесной пары
Изготовление осей
Изготовление осей включает в себя производство заготовок с их последующей механической обработкой. Для заготовок используется углеродистая сталь, обладающая высокой прочностью, обрабатываться они могут методом ротационного обжатия или поперечно-винтовой прокатки. И тот и другой способ позволяет получить исключительно прочное и надежное изделие, соответствующее ГОСТ 4008-79. Для проверки технических характеристик, изготовление осей включает в себя этап лабораторных испытаний, для которых из произвольно выбранных изделий вырезаются образцы. Эта стадия проходит на металлургическом комбинате, после чего изделия поступают на вагоностроительный завод.
Там производится механическая обработка оси: ее поверхность обрабатывают и шлифуют, изделие профилируют, осуществляют нарезку, накатку и прочие операции, чтоб придать ей соответствующую форму.
Изготовление колес
Изготовление колес является отдельной операцией, оно регламентируется ГОСТом, регламентирующим как метрические параметры, так и выбор марок сталей. Обязательным требованием к их составу является наличие ванадия, который снижает износ и продлевает срок эксплуатации изделий. В процессе использование колеса вагонов испытывают частые и неравномерные нагрузки, связанные с торможением и разгоном. Особенно высоко напряжение в районе, где колесо контактирует с рельсом, поэтому сталь для их производства должна отвечать самым высоким требованиям.
Для изготовления колеса заготовку соответствующей массы нагревают, придают нужную форму и производят прошивку центрального отверстия. Далее формируется ступица, ее диск и отверстие приобретают окончательные размеры. Колесо прокатывают, придавая ему нужный профиль, после чего его выгибают и маркируют. Каждая стадия изготовления строго регламентируется, размер элементов колеса проверяется. Окончательным этапом является закалка готового изделия и удаление окалины. После этого они также поступают на вагоностроительный завод, где их компонуют с осями для получения колесных пар.
Колесо с маркировкой
Формирование пар
Посадка колеса на ось может быть осуществлена одним из двух способов: тепловым и прессовым, каждый из них имеет свою специфику:
- Тепловая. Характеризуется отсутствием механических повреждений при соединении колеса с осью, само оно имеет большую прочность, и потому считается более надежным. Из недостатков можно упомянуть сложность монтажа, более благоприятные условия для возникновения коррозии, а также необходимость в большой площади цеха для проведения данной операции.
- Прессовая. Легкий съем колес, быстрое формирование колесной пары, отсутствие коррозии в области краев ступицы, экономичность. Недостатки: меньшая прочность соединения, возможность нанесения механических повреждений при компоновке колесной пары.
Второй способ в настоящее время считается более предпочтительным и преимущественно применяется именно он. После сборки колесные пары подлежат приемке в установленном порядке, принятые пары маркируются. Благодаря новым технологиям, грузовые железнодорожные перевозки становятся все более надежными и безопасными.