Белорусский огород
Назад

Как сделать колсную пару

Опубликовано: 14.03.2020
Время на чтение: 9 мин
0
3

Инопланетный грунт

Выксунский металлургический завод на самом деле состоит из нескольких, разнесенных в пространстве цехов, каждый из которых являет собой вполне самостоятельное предприятие. В цехах делают металлопрокат, трубы малого, среднего и большого диаметра (в частности, для проекта «Северный поток») и железнодорожные колеса, которые прежде всего и стали объектом нашего интереса.

Производители резиновых шин для автомобилей обычно гордятся высокой сложностью своих изделий (шина буквально лепится из нескольких деталей) и оригинальным рисунком протектора с волшебными свойствами. Естественно, при взгляде на цельнометаллическое железнодорожное колесо никаких мыслей о сложности не возникает — стальной круг, и никакого тебе протектора.

Процесс изготовления железнодорожного колеса не включает в себя никаких высоких технологий, но предъявляет высокие требования к точности всех параметров изделия — как по составу и структуре металла, так и по геометрическим формам. На линии новое оборудование работает рядом с проверенными временем агрегататами советских времен. 1. Для получения заготовок для железнодорожных колес слитки распиливаются с помощью циркулярной пилы или резцом на станке.

Все начинается с площадки в цеху колесопрокатного комплекса, на котором выложены стальные слитки весом чуть меньше четырех тонн. Эти «колбаски» лежат на каком-то сером сыпучем грунте, напоминающем видом своим пыль далеких планет, как мы ее себе представляем. «Слитки поставляются с нашего же мартеновского производства, — объясняет Вадим Филимонов, ведущий инженер колесопрокатного комплекса.

— Мартеновские печи на сегодняшних металлургических предприятиях — это уже экзотика, через какое-то время и у нас их сменит электропечь непрерывного цикла. Однако качество металла, которое дает нам мартеновская печь, очень высоко и соответствует требованиям международных стандартов». Из сталеплавильного цеха слитки поступают, неся на себе серый налет, который, обсыпаясь, скапливается на площадке для слитков. Это и есть «пыль далеких планет». Раз в полгода песок сгребают бульдозером, и тогда обнажается бетонный пол.

2. Из одного слитка делается 7 заготовок. Общий вес слитка порядка 3800 кг.

Из слитка можно сделать семь колес, но прежде его надо распилить на заготовки. Делается это либо с помощью слиткоразрезных станков либо специальных пильных комплексов. Второй метод более прогрессивный и экономичный, ибо резец не отделяет заготовки друг от друга полностью, оставляя в центре перемычку круглого сечения. Тогда заготовки приходится отламывать друг от друга — и для этого нужен еще один станок и еще одна производственная операция.

3. Заготовка приобретает черты колеса на прессо-прокатной линии. Здесь ей предстоит обработка на 4 прессах и одном колесопрокатном станке.

Выксунский металлургический завод на самом деле состоит из нескольких, разнесенных в пространстве цехов, каждый из которых являет собой вполне самостоятельное предприятие. В цехах делают металлопрокат, трубы малого, среднего и большого диаметра (в частности, для проекта «Северный поток») и железнодорожные колеса, которые прежде всего и стали объектом нашего интереса.

Производители резиновых шин для автомобилей обычно гордятся высокой сложностью своих изделий (шина буквально лепится из нескольких деталей) и оригинальным рисунком протектора с волшебными свойствами. Естественно, при взгляде на цельнометаллическое железнодорожное колесо никаких мыслей о сложности не возникает — стальной круг, и никакого тебе протектора.

Процесс изготовления железнодорожного колеса не включает в себя никаких высоких технологий, но предъявляет высокие требования к точности всех параметров изделия — как по составу и структуре металла, так и по геометрическим формам. На линии новое оборудование работает рядом с проверенными временем агрегататами советских времен. 1. Для получения заготовок для железнодорожных колес слитки распиливаются с помощью циркулярной пилы или резцом на станке.

Все начинается с площадки в цеху колесопрокатного комплекса, на котором выложены стальные слитки весом чуть меньше четырех тонн. Эти «колбаски» лежат на каком-то сером сыпучем грунте, напоминающем видом своим пыль далеких планет, как мы ее себе представляем. «Слитки поставляются с нашего же мартеновского производства, — объясняет Вадим Филимонов, ведущий инженер колесопрокатного комплекса.

Как сделать колсную пару

— Мартеновские печи на сегодняшних металлургических предприятиях — это уже экзотика, через какое-то время и у нас их сменит электропечь непрерывного цикла. Однако качество металла, которое дает нам мартеновская печь, очень высоко и соответствует требованиям международных стандартов». Из сталеплавильного цеха слитки поступают, неся на себе серый налет, который, обсыпаясь, скапливается на площадке для слитков. Это и есть «пыль далеких планет». Раз в полгода песок сгребают бульдозером, и тогда обнажается бетонный пол.

2. Из одного слитка делается 7 заготовок. Общий вес слитка порядка 3800 кг.

Из слитка можно сделать семь колес, но прежде его надо распилить на заготовки. Делается это либо с помощью слиткоразрезных станков либо специальных пильных комплексов. Второй метод более прогрессивный и экономичный, ибо резец не отделяет заготовки друг от друга полностью, оставляя в центре перемычку круглого сечения. Тогда заготовки приходится отламывать друг от друга — и для этого нужен еще один станок и еще одна производственная операция.

3. Заготовка приобретает черты колеса на прессо-прокатной линии. Здесь ей предстоит обработка на 4 прессах и одном колесопрокатном станке.

Общее описание [ править | править код ]

Вписывание в кривые больших радиусов (порядка 500 м и более) осуществляется за счёт разности диаметров колёс по окружностям катания, возникающей при смещении колёсной пары поперёк пути. Эта разность обусловлена тем, что поверхность катания колёс (профиль колеса) — не цилиндрическая, а коническая: радиус обода колеса с внешней стороны меньше, чем с внутренней, что, учитывая профиль головки рельса, позволяет колёсной паре сдвигаться от центра рельсового пути наружу поворота тем самым переходя на разные радиусы круга катания для правого и левого колёс.

Движение колёсной пары по дуге малого радиуса (например, на стрелочных переводах) обеспечивается наличием гребней (реборд) на колёсах. Колёсная пара при этом направляется силами, возникающими в результате контакта внутренней боковой поверхности рельса и гребнем наружного колеса. При движении по прямой гребни колёс несут скорее страховочную функцию, чем функцию поддержания стабильного прямолинейного движения.

Силы, действующие в контакте колеса и рельса и направляющие движение подвижного состава, называются силами крипа (от англ. creep — ползти). Они обусловлены тем, что материалы колеса и рельса не абсолютно твёрдые. В контакте наблюдаются микродеформации рельса и колеса, это определяет постепенное нарастание силы крипа с ростом относительного проскальзывания колеса по рельсу.

В случае, если на рельсовом транспортном средстве применена система из пары колёс, способных вращаться с разными угловыми скоростями, то это колёсной парой не является. Подобная система не обеспечивает стабилизацию, но может применяться на относительно тихоходных рельсовых транспортных средствах.

Из огня да в полымя

Когда слиток разрезан на заготовки, его необходимо нагреть, чтобы с ним могли начать работу прессы. Нагрев происходит в двух кольцевых печах: после первой заготовка имеет температуру 1000 градусов, а вторая разогревает стальной цилиндр до 1300. Такая этапность важна для сохранения правильной структуры металла.

И именно здесь начинаются те самые «пытки» стальной заготовки, которые в конце концов приводят к появлению готового изделия и выглядят чрезвычайно эффектно. Выплывающее из кольцевой печи будущее колесо встречает струя воды под сильным давлением — вода сбивает окалину. Гидросбив — важный процесс, так как если окалину не сбить, она впрессуется в структуру металла, что скажется на качестве изделия и весьма вероятно приведет к производственному браку.

После камеры гидросбива заготовка поступает на прессо-прокатную линию. «Аналогичные предприятия за рубежом, — говорит Андрей Камышный, менеджер по технологии производства железнодорожных колес, — часто стараются отдать одному и тому же прессу максимальное количество операций по формованию колеса. Это дает выигрыш с точки зрения площади, занимаемой производством, и количества машин на ней, однако заметно снижает производительность.

4. Для снятия напряжений колеса проходят через изотермическую выдержку.

Первый пресс развивает усилие 2000 тс. На нем цилиндр просто осаживается на 40−60%, и, кроме того, с его помощью сбиваются остатки окалины с боков. На втором прессе (5000 тс) заготовка принимает уже отчетливо дискообразную форму. Металл выдавливается от центра к ободу и намечается будущее колесо. На самом мощном прессе (10 000 тс) формируется «черновой вариант» обода, диска и ступицы.

Работа прессов для непосвященных выглядит как инфернальное царство жара и пара. На раскаленную докрасна заготовку медленно опускается штамп, формируя требуемый профиль. Затем, когда работа сделана и пресс поднимает инструмент формования вверх, его начинают поливать мощные струи воды. Штамп — ценная деталь, и ее правильное и своевременное охлаждение способно значительно продлить срок его службы.

Предлагаем ознакомиться  Как сделать маленькую тележку своими руками

От облитого водой раскаленного металла во все стороны вырывается густой пар, и в этом тумане светящееся оранжевым колесо создает особенно мистическое зрелище. 10 000-тонный пресс — еще советское изделие. Гигантская машина высотой не менее чем с пятиэтажный дом была произведена в начале 1970-х, но на сегодняшний день и не износилась, и не устарела, работая практически в круглосуточном режиме.

Особое внимание уделяется контролю качества продукции. На первом этапе проводится ультразвуковое исследование: готовое колесо наполняется водой, которая используется как проводник для ультразвука. Далее следует визуальный контроль, причем колесо с одной стороны осматривает один сотрудник цеха, а с другой стороны — другой.

Конструкция [ править | править код ]

Как сделать колсную пару

Любая колёсная пара как сборочная единица теоретически состоит как минимум из трёх деталей: двух колёс и оси. Фактическое реальное исполнение обычно предполагает сложносоставное колесо, имеющее как минимум бандаж. Другой конструктивной особенностью колёсной пары является то, что она зачастую соединяется с тележкой рельсового подвижного состава через наружные буксы, так как только при такой схеме контроль износа подшипников и их замена относительно просты и доступны.

Для поддержания профиля железнодорожных колёс, обеспечивающих нормальное движение, применяется обточка колёс, а в случае бандажных колёс — и смена бандажей

Основной геометрический параметр колёсной пары — это расстояние между внутренними гранями колёс колёсной пары. Для российских дорог это расстояние равно 1440 мм с допусками ±3 мм (для колеи шириной 1520 и 1524 мм) и 990 мм с допусками ±3 мм (для колеи шириной 1067 мм).

Ввиду высоких требований по прочности и надёжности, предъявляемых к колёсным парам, разработаны и существуют правила формирования и ремонта колёсных пар, строго нормирующие весь технологический процесс: токарную и фрезерную обработку заготовок (в частности, даже радиусы галтелей, класс чистоты обработанной поверхности), температурные режимы при формировании колёсных пар, допуски, посадки и т. д.

Колёсная пара вагонной тележки воспринимает нагрузку от вагона и служит для направления движения вагона по рельсам. Колёсная пара состоит из цельнокатаных колёс, напрессованных на ось. На наружные концы оси через буксы и рессоры опирается рама тележки.

Цельнокатаное вагонное колесо состоит из ступицы, диска и обода. У обода, обращённого внутрь колеи, имеется выступ, называемый гребнем или ребо́рдой. Гребень предохраняет колёсную пару от выхода из пределов колеи.

Некоторые типы вагонов используют дисковые тормоза магниторельсовый тормоз. Колёсные пары таких вагонов оборудованы тормозными дисками. На ось между колёсами напрессовываются два (четыре поверхности трения) или три (шесть поверхностей трения) тормозных диска.

В 1868-1878 гг. в российском вагоностроении существовали определённые проблемы с обеспечением качественными материалами. В связи с этим появились вагонные колёсные пары имевшие деревянные сплошные центра системы Манзеля и стальные бандажи. При условии добросовестного изготовления из качественного твёрдого дерева (дуб, тик) и после проварки в масле колёсные пары с центрами системы Манзеля служили долго, имели мягкий бесшумный ход, меньший износ бандажей.

Как сделать колсную пару

Локомотивная колёсная пара, кроме функций, выполняемых колёсной парой вагона, должна обеспечивать реализацию силы тяги локомотива. Для этого колёсная пара локомотивов (кроме паровоза) имеет зубчатое колесо, через которое передаётся крутящий момент от тягового электродвигателя или гидропередачи. На паровозах с внешней стороны колесной пары выполнялись кривошипные буксы, с помощью которых ведущие колесные пары соединялись между собой и с крейцкопфами цилиндров паровой машины специальными тягами.

Колёсные пары локомотивов, как правило, выполняются с бандажом. При износе профиля колеса по кругу катания и по выкружке гребня производится обточка колеса в большинстве случаев на специальном токарном или токарно-фрезерном станке без снятия колёсной пары с локомотива. Рельсы под колёсной парой опускаются, а в смотровой яме находится специальный токарный станок.

Колёсная пара получает вращение от тягового электродвигателя тепловоза или электровоза. После проведения нескольких обточек (от 3 до 5) бандаж колеса достигает минимальной величины, нормируемой по условиям прочности. Бандаж срезается и заменяется новым. Тем самым продлевается срок службы колёсной пары.

На моторвагонном подвижном составе (электросекции, электропоезда, дизель-поезда, автомотрисы) колёсные пары прицепных вагонов имеют необмоторенные оси — по конструкции они аналогичны вагонной колёсной паре; обмоторенные оси имеют колёсные пары аналогичные по конструкции локомотивным.

Некоторые типы вагонов используют дисковые тормоза. Колёсные пары таких вагонов оборудованы тормозными дисками. У обмоторенных колёсных пар тормозные диски не напрессовываются на ось между колёсами (поскольку место между колёсами, как правило, занимает двигатель или другие части ходовой системы), диски прикрепляются болтами на колёса со внешней и внутренней сторон (таким образом получается четыре тормозные поверхности). У необмоторенных пар тормозные диски напрессовываются на ось, как на колёсных парах несамоходных вагонов.

Различают ведущие и бегунковые колёсные пары. Ведущие по конструкции подобны локомотивным, бегунковые — вагонным. Отличаются от них размерами и конструкцией осевых редукторов.

На старых типах трамваев применялись колёсные пары с жёсткими колёсами, наружными буксами и опорно-осевым подвешиванием тягового двигателя. Конструкция таких колёсных пар аналогична локомотивным, но размер их меньше. На современных трамвайных вагонах применяют колёсные пары с подрезиненными колёсами и внутренними буксами.

Устройство и принцип действия. Колесные пары служат для преобразования вращательного движения валов тяговых двигателей в поступательное движение вагона. Они являются наиболее ответственными узлами тележки, так как воспринимают всю нагрузку от веса кузова со всем его оборудованием и пассажирами, тяговые и тормозные усилия, а также направляют вагон по рельсовому пути.

Колесная пара (рис. 7) состоит из оси 4 с роликовыми буксами 7, колеса с удлиненной ступицей 2, на которой монтируют редуктор 3, и колеса с нормальной ступицей 5 Расстояние между внутренними гранями бандажей или ободьев колес составляет 1440 мм.

Ось (рис. 8) представляет собой брус круглого сечения. Диаметр оси по ее длине неодинаков. На подступйчные части 4 напрессовывают колеса, поэтому, кроме напряжений изгиба и кручения, они испытывают еще напряжение сжатия от напрессованных на них колесных центров. Диаметр подступичных частей на 10 мм больше диаметра средней (межступичной) части 5.

На предподстуличные части 3 насаживают в горячем состоянии лабиринтные кольца (воротники) для уплотнения корпусов букс.

Концевые части оси — шейки 2 воспринимают вертикальную нагрузку от веса вагона. На шейки в горячем состоянии напрессовывают внутренние кольца буксовых подшипников. Резьбовые части 1 на концах оси предназначены для завинчивания осевых гаек, которыми закрепляют подшипники букс.

Для предотвращения концентрации напряжений все сопряжения участков одного диаметра с участками другого диаметра выполняют плавными. Их называют галтелями.

Оси колесных пар работают в тяжелых условиях, поэтому их изготовляют ковкой из специальной углеродистой стали с высокими механическими параметрами. Для увеличения срока службы осей буксовые шейки и подступичные части подвергают поверхностному упрочнению путем накатки роликами.

После обработки, проверки и приемки оси на торце ее первой шейки (со стороны зубчатого колеса) ставят клеймо с обозначением завода-изготовителя, номера оси, номера плавки металла, года изготовления и приемки оси инспекторами ОТК завода и службы подвижного состава метрополитена. При обнаружении на одной из осей дефектов металла под контроль берут все другие оси данной плавки (по шифру клейма).

Колеса. На вагонах метрополитена эксплуатируют подрези-ненные цельнометаллические и цельнокатаные колеса.

Как сделать колсную пару

Подрезиненное колесо (рис. 9) обеспечивает снижение шума при движении и уменьшение силы динамических ударов, приходящихся на ходовые части и на путь. Оно состоит из колесного центра 1 с нормальной, как показано на рисунке, или удлиненной ступицей (в этом случае колесный центр называют первым), центрального диска 5 с насаженным на его обод бандажом 6, нажимной шайбы 4 и шестнадцати резиновых вкладышей 3, расположенных по обе стороны центрального диска по восемь штук в каждом ряду.

Бандаж 6 представляет собой съемное стальное кольцо специаль ного профиля, надеваемое на обод центрального диска. Съемными бандажи делают для того, чтобы при износе поверхности катания бандажи можно было сменить, не меняя другие детали колеса, которые практически не изнашиваются и подвергаются повреждениям гораздо реже.

Для плотного прилегания бандажа к ободу центрального диска его внутренний диаметр должен быть меньше наружного диаметра обода. Бандаж надевают на центральный диск в нагретом состоянии. При нагревании внутренний диаметр увеличивается, и бандаж свободно надевается на диск. При остывании бандаж сжимает диск, сам несколько растягивается и остается на центральном диске в напряженном состоянии.

Предлагаем ознакомиться  Какие сорта персиков самые зимостойкие

На наружные торцовые грани бандажа и колесного центра наносят контрольные риски, смещение которых указывает на проворот бандажа. В эксплуатации допускается проворот не более чем на 200 мм. С повторным проворотом колесная пара в эксплуатацию не допускается.

При сборке колеса на дисковую часть 10 колесного центра 1, установленного в горизонтальное положение, ставят восемь шпи лек, которые снизу закрепляют гайками 9, скрепляемыми попарно дугообразными пластинчатыми шайбами 12, и укладывают восемь вкладышей первого ряда так, чтобы их нижние выступы попадали в углубления дисковой части.

Тарелка и ребро

Следующая стадия после самого мощного пресса — колесопрокатный стан. На нем профиль обода колеса приобретает практически законченную форму, и главное — формируется круг катания (часть колеса, непосредственно соприкасающаяся с рельсом), в том числе гребень, или, как его иногда называют, «реборда» — та самая выступающая часть колеса, что удерживает вагон или локомотив в железнодорожной колее. Происходит раскатка колеса по внутреннему диаметру обода.

Отдельный этап контроля — нанесение на поверхность колеса магнитной суспензии и осмотр его в ультрафиолетовых лучах. Магнитная жидкость покажет все нежелательные полости и выщербины, которые могут быть не видны человеческому глазу. Все данные стекаются на специальный пост, на котором контролер принимает окончательное решение о том, годно ли колесо для эксплуатации.

На последнем прессе (3500 тс) создается окончательный профиль колеса и прошивается отверстие в ступице — в него при формировании колесной пары войдет ось. Человек, не связанный с железной дорогой, вряд ли когда-нибудь обращал внимание на то, что железнодорожные колеса могут существенно отличаться друг от друга профилем.

Раньше обычно использовались плоскоконические колеса, то есть колесо имело вид неглубокой тарелки. Однако в последнее время заказчики чаще предпочитают колеса с S-образным профилем сечения. Это означает, что вокруг ступицы в таких изделиях формируется нечто вроде ребра жесткости. S-образная форма дает возможность увеличить нагрузки на колесо при сохранении или даже уменьшении его веса.

Так вот, будет ли колесо плоскоконическим или получит иной профиль, зависит от штампа, установленного на 3500-тонном прессе. На нем же на колесо наносится различная маркировка, которая включает в себя, в частности, номер плавки и, согласно российскому стандарту, порядковый номер выпущенного колеса с начала года. Все это необходимо для выяснения причин поломки колеса, если вдруг таковая случится.

После выхода с прессо-прокатной линии «пытки» колеса еще далеко не закончены. Следом происходит так называемая изотермическая выдержка в специальных печах. Эта процедура необходима для того, чтобы, во‑первых, выжечь водород (на ВМЗ вакуумированная печь, и в металле водорода быть не должно, но для верности лишняя стадия очистки не помешает) и, во‑вторых, для приобретения сталью заданных структурных параметров и снятия напряжений.

Следующая стадия после самого мощного пресса — колесопрокатный стан. На нем профиль обода колеса приобретает практически законченную форму, и главное — формируется круг катания (часть колеса, непосредственно соприкасающаяся с рельсом), в том числе гребень, или, как его иногда называют, «реборда» — та самая выступающая часть колеса, что удерживает вагон или локомотив в железнодорожной колее. Происходит раскатка колеса по внутреннему диаметру обода.

Отдельный этап контроля — нанесение на поверхность колеса магнитной суспензии и осмотр его в ультрафиолетовых лучах. Магнитная жидкость покажет все нежелательные полости и выщербины, которые могут быть не видны человеческому глазу. Все данные стекаются на специальный пост, на котором контролер принимает окончательное решение о том, годно ли колесо для эксплуатации.

На последнем прессе (3500 тс) создается окончательный профиль колеса и прошивается отверстие в ступице — в него при формировании колесной пары войдет ось. Человек, не связанный с железной дорогой, вряд ли когда-нибудь обращал внимание на то, что железнодорожные колеса могут существенно отличаться друг от друга профилем.

Раньше обычно использовались плоскоконические колеса, то есть колесо имело вид неглубокой тарелки. Однако в последнее время заказчики чаще предпочитают колеса с S-образным профилем сечения. Это означает, что вокруг ступицы в таких изделиях формируется нечто вроде ребра жесткости. S-образная форма дает возможность увеличить нагрузки на колесо при сохранении или даже уменьшении его веса.

Так вот, будет ли колесо плоскоконическим или получит иной профиль, зависит от штампа, установленного на 3500-тонном прессе. На нем же на колесо наносится различная маркировка, которая включает в себя, в частности, номер плавки и, согласно российскому стандарту, порядковый номер выпущенного колеса с начала года. Все это необходимо для выяснения причин поломки колеса, если вдруг таковая случится.

После выхода с прессо-прокатной линии «пытки» колеса еще далеко не закончены. Следом происходит так называемая изотермическая выдержка в специальных печах. Эта процедура необходима для того, чтобы, во‑первых, выжечь водород (на ВМЗ вакуумированная печь, и в металле водорода быть не должно, но для верности лишняя стадия очистки не помешает) и, во‑вторых, для приобретения сталью заданных структурных параметров и снятия напряжений.

Кому нужен зеркальный блеск?

Отпрессованные колеса имеют еще пока достаточно грубую поверхность. На станках с ЧПУ происходит обточка колеса, и вот что интересно: для колес по стандартам РЖД обтачивается до зеркального блеска только обод. Иностранные заказчики чаще всего требуют обточки всей поверхности колеса, и для этого на ВМЗ существует специальная роботизированная линия.

«Колеса без полной обработки поверхности дешевле, — объясняет Андрей Камышный, — и при этом они полностью соответствуют техническим требованиям российских железных дорог. Полная обработка поверхности имеет смысл прежде всего для высокоскоростных поездов, так как при больших скоростях критичны даже самые незначительные отклонения в балансировке.

Как сделать колсную пару

Традиционное для российских железных дорог колесо с плоскоконическим профилем. Оно имеет форму тарелки.

Едва колесо покинет участок предварительной обработки, его подвергают контролю (в основном идет замер геометрических параметров) и… снова нагревают. Это необходимо для закалки обода. Разогретое докрасна колесо вращается вокруг своей оси, а на круг катания подается вода — ведь долгий контакт с рельсом выдержит только закаленный металл.

Если подойти к железнодорожному колесу — не к обточенному до зеркального блеска, а к обычному, российскому, можно увидеть на его поверхности (кроме круга катания) небольшие лунки, вмятинки. Это следы работы дробеметной установки. После закаливания обода поверхность колеса дополнительно подвергается «бомбардировке» выстреливаемых с большой силой крошечных стальных дробинок. Дробеметное уплотнение поверхности колеса, как сообщили нам на ВМЗ, повышает усталостные характеристики дисков на 30%.

Современная S-образная конструкция, с характерным ребром жесткости вокруг ступицы. Проектировать такие колеса сложнее.

Последняя стадия производства — окончательная обработка колеса. Идет расточка ступицы, обработка наружного и внутреннего диаметра колеса. Остается лишь контроль качества, к которому на предприятии подходят со всей тщательностью.

«До 2004 года, — рассказывает Андрей Камышный, — наше предприятие производило достаточно однотипную продукцию и по конструкции, и по используемому металлу. Но с тех пор мы начали диверсифицировать наш ассортимент и сейчас готовы предложить любому заказчику — отечественному или зарубежному — именно то, что требуется в конкретных условиях эксплуатации. Вот пример.

С тех пор как часть грузового подвижного состава перешла в собственность коммерческих транспортных фирм, всерьез встала проблема износостойкости колес: новые собственники эксплуатируют вагоны крайне интенсивно. Наши специалисты в сотрудничестве с московскими институтами ВНИИЖТ и ЦНИИчермет им. И. П.

Волей Елизаветы

Выксунский металлургический завод создан в 1757 г. В настоящий момент предприятие входит в Объединенную металлургическую компанию и специализируется на производстве труб большого диаметра, металлопроката и железнодорожных колес. Оказывается, проблемы экологии волновали еще императрицу Елизавету I, которая распорядилась закрыть ряд производств в радиусе 200 верст от Москвы. От указа пострадали два брата-железопромышленника Андрей и Иван Баташевы, которые были вынуждены для своего завода новое место. Их выбор остановился в частности на берегах реки Выксы. Специализацию на трубах и железнодорожных колесах ВМЗ приобрел уже в советское время. В последнее десятилетие завод постоянно модернизируется, представляя собой фактически конгломерат нескольких производственных площадок (цехов). Одной из последних новаций стало введение год назад в строй металлургического комплекса Стан-5000, специализирующийся на производстве толстого широкого стального листа для труб большого диаметра. С этого момента российские производители стальных труб фактически больше не зависят от поставок импортного листа.

Предлагаем ознакомиться  Как приготовить капусту с красным перцем

Работы велись при тесном сотрудничестве со специалистами РЖД. Сотрудники нашего инженерно-технологического центра и дирекции по технологии и качеству постоянно заняты поиском оптимальных конструкций под разные эксплуатационные условия. Ведь если, например, для тяжелогруженых вагонов важна прочность стали (основная проблема там — износ гребня), то для пассажирских поездов, которые ездят быстро и часто тормозят, важнее стойкость колеса к тепловым нагрузкам, при сохранении, конечно, оптимального уровня износостойкости. В каждом случае нужен специальный металл и специальная конструкция».

Статья «Путь горячих колес» опубликована в журнале «Популярная механика»
(

№12, Декабрь 2012

).

Отпрессованные колеса имеют еще пока достаточно грубую поверхность. На станках с ЧПУ происходит обточка колеса, и вот что интересно: для колес по стандартам РЖД обтачивается до зеркального блеска только обод. Иностранные заказчики чаще всего требуют обточки всей поверхности колеса, и для этого на ВМЗ существует специальная роботизированная линия.

«Колеса без полной обработки поверхности дешевле, — объясняет Андрей Камышный, — и при этом они полностью соответствуют техническим требованиям российских железных дорог. Полная обработка поверхности имеет смысл прежде всего для высокоскоростных поездов, так как при больших скоростях критичны даже самые незначительные отклонения в балансировке.

Традиционное для российских железных дорог колесо с плоскоконическим профилем. Оно имеет форму тарелки.

Едва колесо покинет участок предварительной обработки, его подвергают контролю (в основном идет замер геометрических параметров) и… снова нагревают. Это необходимо для закалки обода. Разогретое докрасна колесо вращается вокруг своей оси, а на круг катания подается вода — ведь долгий контакт с рельсом выдержит только закаленный металл.

Как сделать колсную пару

Если подойти к железнодорожному колесу — не к обточенному до зеркального блеска, а к обычному, российскому, можно увидеть на его поверхности (кроме круга катания) небольшие лунки, вмятинки. Это следы работы дробеметной установки. После закаливания обода поверхность колеса дополнительно подвергается «бомбардировке» выстреливаемых с большой силой крошечных стальных дробинок. Дробеметное уплотнение поверхности колеса, как сообщили нам на ВМЗ, повышает усталостные характеристики дисков на 30%.

Современная S-образная конструкция, с характерным ребром жесткости вокруг ступицы. Проектировать такие колеса сложнее.

Последняя стадия производства — окончательная обработка колеса. Идет расточка ступицы, обработка наружного и внутреннего диаметра колеса. Остается лишь контроль качества, к которому на предприятии подходят со всей тщательностью.

«До 2004 года, — рассказывает Андрей Камышный, — наше предприятие производило достаточно однотипную продукцию и по конструкции, и по используемому металлу. Но с тех пор мы начали диверсифицировать наш ассортимент и сейчас готовы предложить любому заказчику — отечественному или зарубежному — именно то, что требуется в конкретных условиях эксплуатации. Вот пример.

С тех пор как часть грузового подвижного состава перешла в собственность коммерческих транспортных фирм, всерьез встала проблема износостойкости колес: новые собственники эксплуатируют вагоны крайне интенсивно. Наши специалисты в сотрудничестве с московскими институтами ВНИИЖТ и ЦНИИчермет им. И. П.

Из огня да в полымя

Когда слиток разрезан на заготовки, его необходимо нагреть, чтобы с ним могли начать работу прессы. Нагрев происходит в двух кольцевых печах: после первой заготовка имеет температуру 1000 градусов, а вторая разогревает стальной цилиндр до 1300. Такая этапность важна для сохранения правильной структуры металла.

И именно здесь начинаются те самые «пытки» стальной заготовки, которые в конце концов приводят к появлению готового изделия и выглядят чрезвычайно эффектно. Выплывающее из кольцевой печи будущее колесо встречает струя воды под сильным давлением — вода сбивает окалину. Гидросбив — важный процесс, так как если окалину не сбить, она впрессуется в структуру металла, что скажется на качестве изделия и весьма вероятно приведет к производственному браку.

После камеры гидросбива заготовка поступает на прессо-прокатную линию. «Аналогичные предприятия за рубежом, — говорит Андрей Камышный, менеджер по технологии производства железнодорожных колес, — часто стараются отдать одному и тому же прессу максимальное количество операций по формованию колеса. Это дает выигрыш с точки зрения площади, занимаемой производством, и количества машин на ней, однако заметно снижает производительность.

4. Для снятия напряжений колеса проходят через изотермическую выдержку.

Как сделать колсную пару

Первый пресс развивает усилие 2000 тс. На нем цилиндр просто осаживается на 40−60%, и, кроме того, с его помощью сбиваются остатки окалины с боков. На втором прессе (5000 тс) заготовка принимает уже отчетливо дискообразную форму. Металл выдавливается от центра к ободу и намечается будущее колесо. На самом мощном прессе (10 000 тс) формируется «черновой вариант» обода, диска и ступицы.

Работа прессов для непосвященных выглядит как инфернальное царство жара и пара. На раскаленную докрасна заготовку медленно опускается штамп, формируя требуемый профиль. Затем, когда работа сделана и пресс поднимает инструмент формования вверх, его начинают поливать мощные струи воды. Штамп — ценная деталь, и ее правильное и своевременное охлаждение способно значительно продлить срок его службы.

От облитого водой раскаленного металла во все стороны вырывается густой пар, и в этом тумане светящееся оранжевым колесо создает особенно мистическое зрелище. 10 000-тонный пресс — еще советское изделие. Гигантская машина высотой не менее чем с пятиэтажный дом была произведена в начале 1970-х, но на сегодняшний день и не износилась, и не устарела, работая практически в круглосуточном режиме.

Особое внимание уделяется контролю качества продукции. На первом этапе проводится ультразвуковое исследование: готовое колесо наполняется водой, которая используется как проводник для ультразвука. Далее следует визуальный контроль, причем колесо с одной стороны осматривает один сотрудник цеха, а с другой стороны — другой.

Волей Елизаветы

Выксунский металлургический завод создан в 1757 г. В настоящий момент предприятие входит в Объединенную металлургическую компанию и специализируется на производстве труб большого диаметра, металлопроката и железнодорожных колес. Оказывается, проблемы экологии волновали еще императрицу Елизавету I, которая распорядилась закрыть ряд производств в радиусе 200 верст от Москвы.

От указа пострадали два брата-железопромышленника Андрей и Иван Баташевы, которые были вынуждены для своего завода новое место. Их выбор остановился в частности на берегах реки Выксы. Специализацию на трубах и железнодорожных колесах ВМЗ приобрел уже в советское время. В последнее десятилетие завод постоянно модернизируется, представляя собой фактически конгломерат нескольких производственных площадок (цехов).

Одной из последних новаций стало введение год назад в строй металлургического комплекса Стан-5000, специализирующийся на производстве толстого широкого стального листа для труб большого диаметра. С этого момента российские производители стальных труб фактически больше не зависят от поставок импортного листа.

Выксунский металлургический завод создан в 1757 г. В настоящий момент предприятие входит в Объединенную металлургическую компанию и специализируется на производстве труб большого диаметра, металлопроката и железнодорожных колес. Оказывается, проблемы экологии волновали еще императрицу Елизавету I, которая распорядилась закрыть ряд производств в радиусе 200 верст от Москвы.

От указа пострадали два брата-железопромышленника Андрей и Иван Баташевы, которые были вынуждены для своего завода новое место. Их выбор остановился в частности на берегах реки Выксы. Специализацию на трубах и железнодорожных колесах ВМЗ приобрел уже в советское время. В последнее десятилетие завод постоянно модернизируется, представляя собой фактически конгломерат нескольких производственных площадок (цехов).

Как сделать колсную пару

Одной из последних новаций стало введение год назад в строй металлургического комплекса Стан-5000, специализирующийся на производстве толстого широкого стального листа для труб большого диаметра. С этого момента российские производители стальных труб фактически больше не зависят от поставок импортного листа.

Работы велись при тесном сотрудничестве со специалистами РЖД. Сотрудники нашего инженерно-технологического центра и дирекции по технологии и качеству постоянно заняты поиском оптимальных конструкций под разные эксплуатационные условия. Ведь если, например, для тяжелогруженых вагонов важна прочность стали (основная проблема там — износ гребня), то для пассажирских поездов, которые ездят быстро и часто тормозят, важнее стойкость колеса к тепловым нагрузкам, при сохранении, конечно, оптимального уровня износостойкости. В каждом случае нужен специальный металл и специальная конструкция».

Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector