3. 2. Характеристика дефектов колёсных пар

                3.2. Характеристика дефектов и причины их возникновения

         При качении по рельсам происходит естественное изнашивание колёс,  в результате чего уменьшается толщина их ободов и гребней. Износ зависит от условий трения, свойств материала и конструктивных особенностей трущихся пар. Износу подвергается поверхности катания колес, шейки и другие части оси.

         К основным неисправностям колёс относятся:
         1.Равномерный прокат - равномерный круговой предельный износ  колеса в плоскости круга катания. Естественный износ возникает за счёт деформации металла и истирания поверхности катания при взаимодействии колеса с рельсом, а также истирания от воздействия на колесо тормозных колодок.
         2.Неравномерный прокат - неодинаковый прокат, измеренный в трех различных сечениях. Это своего рода эллипс колеса, при котором ударов колес по рельсу не будет. Неравномерный прокат возникает вследствие неравномерного износа поверхности катания из-за развития поверхностных дефектов и неоднородности свойств материала.
 
         Характерными признаками неравномерного проката являются:
         - раздавливание - местный (по длине) наплыв металла на грань обода в зоне фаски;
         - местное сужение или смятие фаски;
         - неравномерный круговой наплыв металла на фаску;
         - местное уширение дорожки качения;
         - наличие закатывающихся ползунов и «наваров», трещин и выщербин в сочетании с местным уширением дорожки качения или раздавливанием обода. Измерение неравномерного   проката   производится   абсолютным шаблоном в местах повышенного видимого износа колеса.

          3.Тонкий обод (толщина обода колеса менее допускаемой) - износ в процессе эксплуатации и потери металла при обточках поверхности катания. Толщину обода измеряют по кругу катания. При наличии на колесе ползуна или выщербины толщину обода необходимо определять в месте расположения дефекта.
Толщину обода колеса измеряют толщиномером.
          4.Ползун (плоское место глубиной более допустимого) - локальный износ колеса, который характеризуется образованием плоской площадки на поверхности катания. Ползун возникает при скольжении колеса по рельсу юзом, вызывающие местное истирание металла колеса Размер ползуна оценивается глубиной, которая определяется разностью измерений износа в двух местах — на ползуне и рядом с ним. При обмере дефекта, смещенного относительно круга катания, соответственно нужно сместить и движок шаблона. Измерение производится абсолютным шаблоном.
Ползуны могут быть на обоих колесах или на одном колесе. В первом случае они возникают при скольжении колесной пары, заклиненной тормозом вагона. Во втором - в результате торможения вагона съемным башмаком при роспуске на сортировочной горке.

           Основными причинами заклинивания колесных пар и образования ползунов на колесе являются: неисправности тормозных приборов, нарушение правил регулировки рычажной передачи, неправильное управление тормозами локомотива.
 
           5.Навары - термомеханическое повреждение (смещение металла на поверхности обода  колеса высотой более допускаемого) - интенсивная пластическая деформация металла возникает при кратковременном заклинивании колес (юзе) с появлением на поверхности катания чередующихся сдвигов металла U- образной формы.
Основной причиной возникновения «навара» является нарушение процесса торможения, результатом которого является проскальзывание колеса по рельсу в течение очень коротких промежутков времени с перемещением на 20—30 мм. Чередование сдвигов «навара» объясняется небольшим проскальзыванием идущего юзом колеса вследствие скачкообразного изменения силы сцепления колеса с рельсом.
          6.Вертикальный подрез гребня (подрез на гребне более допускаемого) - неравномерный по поперечному профилю круговой износ, при котором угол наклона профиля боковой поверхности гребня приближается к 90°, а радиус перехода от гребня к уклону 1:20 уменьшается до 8-12 мм.
Причины возникновения вертикального подреза гребня те же, что и при возникновении неисправности колеса - тонкий гребень.
Наличие под вагонами колесных пар с вертикальным подрезом гребня может привести к сходу вагонов с рельсов при противошерстном движении их по стрелочному переводу.
         7.Остроконечный накат гребня колеса – механическое повреждение, которое характеризуется образованием выступа по круговому периметру гребня на месте перехода его изношенной боковой поверхности к вершине. Остроконечный накат возникает в результате пластической деформации поверхностных слоев металла гребня в сторону его вершины из – за высокого контактного давления и интенсивного трения в месте взаимодействия с головкой рельса. Этому способствует нормальная работа колесной пары, вызванная причинами, которые приводят к возникновению повышенного износа и подреза гребня. Данными причинами являются: ненормальная работа колесной пары, неправильная установка ее в тележке, значительная разница диаметров колёс на одной оси, длительная работа на пути с крутыми кривыми, изгиб оси, перекос рамы тележки, неправильная посадка колес на ось.
         8.Кольцевые выработки - неравномерный по поперечно круговой износ, при котором на поверхности катания колеса местные углубления с различной шириной.  Такой вид износа наблюдается, как правило, у колесных пар, эксплуатируемых с композиционными тормозными колодками. Кольцевые выработки образуются главным образом по краям зоны контакта поверхности катания с тормозной колодкой.
Возникновение кольцевых выработок объясняется неодинаковыми термическими условиями работы поверхностных слоев металла колеса и композиционной колодки по ширине зоны контакта и воздействием абразивных частиц пыли на поверхность трения по краям колодки.
        9.Местное уширение обода колеса - механическое повреждение, которое характеризуется образованием местного наплыва в зоне фаски возникает в результате пластической деформации металла под действием нормальных  циклических сил вследствие наличия местного внутреннего дефекта (неметаллического включения, раковины, расслоения металла) на определенной глубине обода. Местное уширение обода  количественно определяется разностью измерений ширины обода колеса с помощью кронциркуля в месте наибольшего уширения и в месте, не имеющем его.
        10.Тонкий гребень (толщина гребня колеса менее допустимой),  происходит вследствие интенсивного износа гребня из-за ненормальной работы колесной пары, неправильной установки ее в тележке, значительной разницы диаметров колёс на одной оси, длительной работы на пути с крутыми кривыми участками пути, изгиба оси, перекоса рамы тележки, неправильной посадки колёс на ось. Толщину гребня измеряют на расстоянии 18 мм от его вершины.
         11.Выщербины - выкрашивающиеся участки поверхности катания более допускаемых размеров  с наличием в них трещин или расслоений, идущих вглубь металла.               
         12.Трещины и отколы в любой части колеса.
         
         Неисправности осей:               
         1.Сварочные ожоги.               
         2.Потёртость в средней части оси.               
         3.Забоины и вмятины более допустимых размеров.               
         4.Намины на шейки оси от внутреннего кольца подшипника.         
         5.Задиры ириски на подступичных частях оси.               
         6.Задиры и риски на шейках и предподступичных частях оси.   
         7.Корозионные повреждения на шейках и галтелях оси.               
         8.Износ шейки оси из-за проворота внутреннего кольца.          
         9.Трещины в любой части оси.               
         10.Маломерность оси по диаметрам шейки, предподступичной, подступичной и средней частей.               
         11.Овальность шейки и предподступичной части оси более допустимых размеров.               
         12. Конусообразность шейки оси более допустимых размеров.

         Неисправности колёсных пар:               
         1.Сдвиг колеса на оси.               
         2.Изгиб оси колёсной пары.               
         3.Расстояние между внутренними боковыми поверхностями ободьев колёс не соответствует допустимым размерам.                4.Разность расстояний между внутренними боковыми поверхностями ободьев колёс более допустимых размеров.               
         5.Разность диаметров колёс в колёсной паре более допустимых размеров.            

         Встречаются и другие неисправности колёсных пар и их элементов в зависимости от их конструкции. При подготовки "вагонников" и "локомотивщиков" проводят дополнительные занятия, для железнодорожников других специализаций достаточно приведённой информации выше. Требования к эксплуатации колёсных пар и их элементов приведены в Руководящем документе по ремонту и техническому обслуживанию колёсных пар с буксовыми узлами грузовых (пассажирских)вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 (1524) мм.