Формирование колесных пар
Формированием колесных пар называется процесс сборки частей конструкции – колес и оси.
Колеса должны быть прочно установлены на ось и вращаться с ней как единое целое. Для обеспечения плотной посадки деталей без применения дополнительных креплений используют натяг.
Для сборки выбирают колеса, размер посадочных мест которых меньше диаметра оси.
Формирование колесной пары осуществляется методом холодной запрессовки под усилием гидравлического пресса.
Запрессовка колесных пар: описание технологии
К запрессовке допускаются новые либо уже использованные в работе оси при условии их соответствия всем требованиям безопасности – отсутствия сколов, мелких трещин и прочих повреждений, которые могут привести к раннему выходу деталей из строя. Колеса к повторной эксплуатации, как правило, не допускаются.
Перед началом запрессовки колесных пар детали подвергаются механической обработке для придания ее поверхностям оптимальной шероховатости и удаления всех загрязнений. После этого детали обезжириваются и смазываются.
Одно из колес устанавливается в предназначенное для этого место пресса, после чего ось одной стороной вставляется в отверстие колеса, а второй обращается к поршню.
После проверки отсутствия отклонений геометрических осей деталей гидравлический пресс подает нагрузку на детали, под которой ось начинает входить в отверстие колеса.
Оптимальным усилием при сборке колесной пары считают 350-540 кН на каждые 100 миллиметров диаметра оси. Недопустимо увеличение скорости запрессовки выше 2 мм/с.
После установки первого колеса ось переворачивается и идентичным образом осуществляется запрессовка второго колеса.
Выбор смазки для запрессовки колесных пар
В процессе формирования колесных пар возникает ряд проблем, которые приводят к уменьшению качества запрессовки и снижению эксплуатационных характеристик полученного соединения.
К ним относятся повышенный коэффициент трения между сопрягаемыми деталями, разброс значений коэффициентов трения покоя и скольжения, высокие контактные давления и малая скорость перемещения деталей. За счет натяга поверхности соединяемых деталей деформируются под воздействием усилия пресса.
Для запрессовки деталей в подобных условиях необходимы огромные усилия, в процессе движения деталей появляются скачки и рывки, а контактирующие поверхности оси и колес подвергаются схватыванию, образуются задиры и прочие дефекты деталей.
Чтобы предотвратить появление вышеуказанных проблем, необходимо правильно подбирать смазку для сборки.
Обычные масла и пластичные смазки не предназначены для работы при воздействии огромных нагрузок при медленном движении деталей. Несущая способность образуемой данными материалами граничной смазочной пленки ограничена, поэтому они не способны эффективно разделять трущиеся детали.
Наиболее эффективными смазочными материалами для запрессовки колесных пар являются твердые смазочные компоненты, которые для удобства нанесения и повышения адгезии с поверхностями деталей распределяются в базовом масле – так получаются твердосмазочные пасты.
Высокими смазочными и противозадирными свойствами обладают пасты с дисульфидом молибдена, например MODENGY 4002.
После нанесения на контактирующие поверхности высокодисперсные частицы твердосмазочного порошка заполняют микроскопические впадины, формируя тонкую смазочную пленку. Она повышает опорную площадь и несущую способность поверхности, благодаря чему снижается коэффициент трения, обеспечивается стабильность процесса запрессовки и уменьшаются усилия, необходимые для установки деталей.
Разделительный смазочный слой предотвращает микросваривание металлических поверхностей, решая проблемы образования задиров и заедания.
Эффективность использования пасты отмечают ведущие российские производители рельсового транспорта. Они уточняют, что после нанесния MODENGY 4002 запрессовка колесных пар проходит штатно без скачков усилий и образования дефектов на поверхностях деталей, испытания на прочность посадки после запрессовки демонстрируют отсутствие сдвига.
Контроль качества формирования колесных пар
В процессе установки деталей колесных пар автоматически формируется диаграмма запрессовки. Она показывает зависимость усилия запрессовки от величины продвижения оси в гнездо колеса.
Одним из обязательных этапов контроля качества сформированной колесной пары является анализ полученной диаграммы.
Инспекция осуществляется по следующим параметрам: форма кривой, величина натяга, конечное усилие запрессовки и длина соединения.
Нормальная диаграмма запрессовки представляет собой плавно нарастающую немного выпуклую кривую, которая к концу становится близкой к горизонтальной.
Если один из указанных параметров не соответствует нормальным значениям, то колесная пара бракуется и подвергается демонтажу при помощи гидравлического пресса для распрессовки.
Если после расформирования колесной пары задиры на контактирующих поверхностях деталей не образованы, то она может быть подвержена повторной запрессовке.
Успешно прошедшие проверку колесные пары отправляются в цеха для обработки поверхностей катания, покраски, нанесения знаков формирования и других маркировок.