Общая характеристика колесных пар

ВВЕДЕНИЕ

 

Одним из важнейших факторов роста эффективности производства является улучшение качества выпускаемой  продукции.

Повышение качества выпускаемой  продукции расценивается в настоящее  время, как решающее условие её конкурентоспособности  на внутреннем и внешнем рынках. Конкурентоспособность продукции  во многом определяет престиж страны и является решающим фактором увеличения её национального богатства.

Качество понятие многоплановое, обеспечение его требует объединение  творческого потенциала и практического  опыта многих специалистов. Проблема повышения качества может быть решена только при совместных усилиях государства, республиканских органов управления, руководителей и членов трудовых коллективов предприятий. Важную роль в решении этой проблемы играют потребители, диктующие свои требования и запросы производителям товаров и услуг.

Качество – одна из фундаментальных  категорий, определяющих образ жизни, социальную и экономическую основу для развития человека и общества. Проблема качества не может быть решена без участия ученых. Качество является важным инструментом в борьбе за рынки  и определяется действием многих случайных, местных и субъективных факторов.

Колесные пары — наиболее ответственные узлы вагонов, от их исправного состояния во многом зависит безопасность движения поездов и работоспособность  вагона. Поэтому определение уровня их качества является очень важной задачей.

Испытание, контроль и безопасность колесных пар является одним из важнейших факторов в определении уровня конкурентоспособности предприятий. Качество - это совокупность характеристик колесных пар, определяющих способность удовлетворять установленные и предполагаемые потребности.

Все вышеприведенные факторы  обуславливают актуальность и значимость тематики работы на современном этапе, направленной на глубокое и всестороннее изучение качества колесных пар. Объект исследования - колесные пары, предметом исследования выступает испытания и контроль производства колесных пар.

Цель данной курсовой работы - рассмотреть методы контроля производства колесных пар и изучить основные проблемы  в достижении их качества.

Актуальность данной темы заключается в том, что повышая  уровень качества производимыхколесных пар, предприятия создают высокую конкурентоспособную экономику в этой сфере.

Гипотеза исследования. Качество колесных пар зависит от многих факторов.

 

Факторы, непосредственно  влияющие на качество при изготовлении колесных пар:

• качество исходного сырья, материалов, комплектующих деталей;
• конструкция, включая дизайн, качество проектирования и моделирования;
• качество технологических процессов, включая качество научно-технической документации, оборудования, качество труда работников.

 

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОЛЕСНЫХ ПАР

 

1.1  Характеристика  колесных пар

 

Качество продукции вагоностроительных и вагоноремонтных предприятий  имеет большое народнохозяйственное значение. Улучшение качества пассажирских и грузовых вагонов повышает безопасность движения поездов, сокращает время  перевозок, улучшает комфорт обслуживания, снижает себестоимость перевозок, увеличивает ресурс и сроки безремонтной эксплуатации вагонов.

    Колесные пары  относятся к ходовым частям  и являются одним из ответственных  элементов вагона. Они предназначены  для направления движения вагона  по рельсовому пути и восприятия  всех нагрузок, передающихся от  вагона на рельсы при их  вращении. Работая в сложных условиях  загружения, колесные пары должны  обеспечивать высокую надежность, так как от них во многом  зависит безопасность движения  поездов. Поэтому к колесным  парам предъявляются особые, повышенные  требования Госстандартами, Правилами  технической эксплуатации железных  дорог, Инструкцией по осмотру,  освидетельствованию, ремонту и  формированию вагонных колесных  пар, а также другими нормативными  документами при проектировании, изготовлении и содержании в  эксплуатации. Конструкция и техническое  состояние колесных пар оказывают  влияние на плавность хода, величину  сил, возникающих при взаимодействии  вагона и пути, и сопротивление  движению.Общий вид стандартной колесной пары представлен на рисунке 1.1.1.

 

 

 

 

Рисунок 1.1.1 - Стандартная колесная пара

Работая в современных  режимах эксплуатации железных дорог  и экстремальных условиях окружающей среды, колесная пара вагона должна удовлетворять  следующим основным требованиям: обладать достаточной прочностью, имея при  этом минимальную необрессоренную  массу (с целью снижения тары подвижного состава и уменьшения непосредственного  воздействия на рельсовый путь и  элементы вагона при прохождении  неровностей рельсовой колеи); обладать некоторой упругостью, обеспечивающей снижение уровня шума и смягчение  толчков, возникающих при движении вагона по рельсовому пути; совместно  с буксовыми узлами обеспечивать возможно меньшее сопротивление  при движении вагона и возможно большее  сопротивление износу элементов, подвергающихся изнашиванию в эксплуатации.

Колёсные пары в подавляющем  большинстве являются глухими, то есть оба колеса жёстко насажены на цельную  ось. Такая конструкция фактически из одной детали отличается высокой  надёжностью. Пробег колёсных пар локомотивов  с колёсами бандажного типа может  достигать нескольких млн. км при нагрузке 20-25 тс при сменных бандажах. Вписывание в кривые больших радиусов (порядка 500 м и более) осуществляется за счёт разности диаметров колёс по кругам катания, возникающей при смещении колёсной пары поперёк пути. Эта разность обусловлена тем, что поверхность катания колёс (профиль колеса) не цилиндрическая, а коническая или образована вращением некоторой кривой вокруг оси колёсной пары. При смещении колёсной пары поперёк пути, например, вправо важно, чтобы уменьшался радиус катания правого колеса, а левого - увеличивался. В этом случае обеспечивается устойчивое движение колёс подвижного состава в пути и вписывание в пологие кривые, не сопровождающееся интенсивным изнашиванием колёс и рельсов.

В крутых кривых колёсная пара направляется силами, возникающими в  контакте внутренней боковой поверхности  рельса и гребнем наружного колеса. 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 есть абсолютно твёрдые тела, а являются упруго-пластическими телами. В контакте наблюдаются микродеформации рельса и колеса, это определяет постепенное нарастание силы крипа с ростом относительного проскальзывания колеса по рельсу. Для поддержания профиля ж.д. колёс, обеспечивающих нормальное движение, применяется обточка колёс, а в случае бандажных колёс и смена бандажей. Основной параметр колёсной пары - это расстояние между внутренними поверхностями гребней колёс колёсной пары. Для наших дорог (колеи 1520 и 1524 мм) это расстояние равно 1440 мм с допусками ±3 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 другие.

1.2 Классификация  колесных пар

 

Вагонная колёсная пара - колёсная пара с двумя тормозными дисками, напрессованными на ось

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. Гребень предохраняет колёсную пару от выхода из пределов колеи.

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

Элементы вагонной колёсной пары

• ось
• цельнокатанное колесо

Локомотивная колёсная - пара кроме функций выполняемых колёсной парой вагона должна обеспечивать реализацию силы тяги локомотива. Для этого колёсная пара имеет зубчатое колесо, через которое передаётся крутящий момент от тягового электродвигателя или гидропередачи.

Колёсные пары локомотивов  как правило выполняются с  бандажом. При износе профиля колеса по кругу катания и по выкружке гребня производится обточка колеса на токарном или токарно-фрезерном  станке. После проведения нескольких обточек (от 3 до 5) бандаж колеса достигает  минимальной величины, нормируемой  по условиям прочности. Бандаж срезается  и заменяется новым. Тем самым  продляется срок службы колёсной пары.

Элементы локомотивной колёсной пары

• ось
• колёсный центр
• бандаж
• зубчатое колесо

Колёсная пара мотор-вагонного  подвижного состава

На мотор-вагонном 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

 

 

 

2 НОРМАТИВНАЯ  ОСНОВА КОЛЕСНЫХ ПАР

 

В данном разделе приведен перечень нормативно-технической документации (стандарты, технические условия и другие), используемой при производстве и ремонте колесных пар.

Далее приведен перечень нормативных  документов:

ГОСТ 4.347-85   «Система показателей  качества продукции. Вагоны. Номенклатура показателей»

С 2006 года используется ГОСТ 4835-2006 - «Колесные пары вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия»

 Настоящий стандарт  распространяется на вновь изготавливаемые  колесные пары с буксовыми  узлами грузовых и пассажирских  вагонов, немоторных вагонов электропоездов  и дизель-поездов магистральных  железных дорог колеи 1520 мм.

ГОСТ 11018-2000  «Тяговый подвижной  состав железных дорог колеи 1520 мм. Колесные пары. Общие технические  условия»

ГОСТ  51775-2001  «Колесные  пары специального подвижного состава. Общие технические условия»

ГОСТ 14.205-83«Технологичность конструкции изделий. Термины и определения»

ГОСТ 11018-87  «Колесные пары для тепловозов и электровозов железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия»

ГОСТ 4835-80   «Колесные  пары для вагонов магистральных  железных дорог колеи 1520 (1524) мм. Технические  условия»

ГОСТ 53191-2008  «Формирование колесных пар локомотивов и мотор-вагонного подвижного состава тепловым методом. Типовой технологический процесс»

ГОСТ 31373-2008  «Колесные  пары локомотивов и моторвагонного подвижного состава. Расчеты и испытания  на прочность»

ГОСТ 4491-86  «Центры колесные литые для подвижного состава  железных дорог колеи 1520 мм. Общие  технические условия»

ГОСТ 25712-88  «Бандажи чистые для вагонов трамвая. Технические  условия»

ГОСТ 3225-80   «Бандажи черновые для локомотивов железных дорог  широкой колеи. Типы и размеры»

ГОСТ 5000-83   «Бандажи черновые для вагонов и тендеров железных дорог колеи 1520 мм. Размеры»

ГОСТ 10791-2004  «Колеса цельнокатаные. Технические условия»

ГОСТ 22780-93   «Оси для  вагонов железных дорог колеи 1520 (1524) мм. Типы, параметры и размеры»

ГОСТ 9036-88   «Колеса  цельнокатаные. Конструкция и размеры»

 

3 ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА  КОЛЕСНЫХ ПАР

 

Для  характеристики колесных пар необходимо выбрать и обосновать выбор показателей качества, так как каждый вид продукции в зависимости от ее назначения характеризуется определенной номенклатурой показателей качества [23].