Колесо цельнокатаное 957/175 ГОСТ 10791-2011

Цельнокатаные колеса применяются в производстве грузовых вагонов, пассажирских вагонов, вагонов электропоездов, дизель-поездов и прочей железнодорожной техники. Наиболее распространенными являются цельнокатаные колеса 957-175 (диаметр по кругу катания - 957мм, диаметром отверстия ступицы - 175мм) с нагрузкой на ось до 23,5 тс. В настоящее время им на смену приходят усиленные цельнокатаные колеса 957-190, которые обладают S-образным  криволинейным диском и пределом выносливости не менее  25тс.   

Во время эксплуатации цельнокатаные колеса подвергаются экстремальным статическим и динамическим нагрузкам. Они вынуждены работать в сложных климатических условиях от -50 С до + 50 С, подвергаются постоянному нагреву из-за сил трения в буксовом узле и по поверхности катания от взаимодействия с рельсами. Понятно,  что для работы в столь сложных условиях узел должен обладать такими характеристиками как: высокая прочностью, точность геометрических размеров,  большая ударная вязкость и износостойкость.   

Для этого колеса изготавливают из специально разработанных марок сталей: Марка 1 - для пассажирского подвижного состава, марка 2 - для грузового подвижного состава; подвергаются современным методам закалки и механической обработки. Учитывая ответственность, данные детали изготавливаются по ГОСТ 10791-2011 г., подлежат обязательной сертификации ССФЖТ, проходят сплошной неразрушающий контроль ОТК и проверку центром технического аудита ОАО «РЖД».

В эксплуатации колеса, перекатываясь по рельсовому пути и передавая ему значительные статические и динамические нагрузки через небольшую площадку, работают в сложных условиях окружающей среды. Одновременно с этим в процессе торможения между колесами и колодками, а также в контакте с рельсами возникают силы трения, вызывающие нагрев и износ обода, что способствует образованию в нем ряда дефектов. Удары на стыках могут вызывать появление трещин и отколов в ободе колес. В этой связи от их исправного состояния во многом зависит безопасность движения поездов.

 Учитывая сложные условия работы и повышение надежности в эксплуатации, поверхность катания колеса должна обладать:
• высокой прочностью;
• ударной вязкостью и износостойкостью.

 Наиболее совершенными и надежными в эксплуатации признаны стальные цельнокатаные колеса. Конструкция, размеры и технология изготовления колес определяются госстандартами. Стальное цельнокатаное колесо состоит из обода; диска , ступицы ; поверхности катания.

 Номинальный размер ширины обода составляет 130 мм. На расстоянии 70 мм от внутренней грани обода колеса, являющейся базовой, расположен воображаемый круг катания, используемый для измерения специальными инструментами диаметра колеса, толщины обода и проката. Противоположная грань называется наружной. Ступица с ободом  объединены диском, расположенным под некоторым углом к плоскости круга катания, что придает колесу упругость и способствует снижению уровня динамических сил во время движения вагона.

 Ступица служит для посадки колеса на подступичной части оси.

 Поверхность катания обрабатывается по стандартному профилю.

В соответствии с ГОСТ 10791-89 цельнокатаные колеса изготовляются из сталей двух марок:

• 1 — для пассажирских вагонов локомотивной тяги, не моторных вагонов электропоездов и дизель-поездов; марки 1 — углерода 0,44- 0,52, марганца 0.80—1,20, кремния 0,40—0,60;
• 2 — для грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Химический состав сталей, %: марки 2 — углерода 0,55—0,65, марганца 0,50—0,90, кремния 0,20—0,42;

для обеих марок сталей допускается не более 0,035 — для фосфора и 0,04 — для серы.

Обода колес подвергаются упрочняющей термической обработке путем прерывистой закалки и отпуска. Механические свойства стали ободов после упрочняющей термической обработки должны соответствовать нормам.

Вес цельнокатаного колеса 398 кг.

Инновационные стандарты качества цельнокатаных колес

1. По ТУ 0943-102-01124328-2000 повышена твердость сплава, что предполагает повышение осевых нагрузок до 30 тс.
2. Исполнение УХЛ предполагает возможность эксплуатации в любых климатических условиях.
3. Обод колес подвергается специальной термической обработке с целью упрочнения. Сталь закаляют и отпускают, в итоге повышаются показатели износостойкости и ударной вязкости.

Согласно ГОСТ у 10791-89 колеса для грузовых вагонов колеса производятся из стали со строгим регламентом состава, благодаря чему достигается максимальное сопротивление деформационным нагрузкам:

• содержание углерода в пределах 0,55—0,65,
• марганец – 0,50—0,90,
• кремний – 0,20—0,42,
• серы – не более 0,04,
• фосфора не больше 0,035

Колеса несут значительные динамические и статистические нагрузки, поэтому своевременная замена обеспечивает безопасность состава, возможность максимальной загрузки вагонов и отсутствия их простоя из-за необходимости проведения ремонтно-восстановительных работ. Сколы или трещины на ободе колес, которые могут появляться вследствие нагрева или ударов недопустимы и их наличие является сигналом для срочного заказа новых колес. Цельнокатаные колеса из закаленной стали – одна из самых «горячих» позиций на рынке запчастей для товарных вагонов.

Продажа колес цельнокатаных соответствующих размерному нормативу 957x175 мм по ГОСТу 4835-2006 осуществляется для комплектации колесных пар РУ-1Ш-957Г 100.10.000.12сб. Изделия имеют высокий класс исполнения, соответствуют международному стандарту ИСО 1005-6-94 и на колеса в обязательном порядке распространяется гарантия изготовителя.

Конструкция цельнокатаных колес

• Обод – воспринимает основную силовую нагрузку.
• Ступица – корпусной элемент для установки подшипника, обеспечивает посадку колеса на подступичную часть оси.
• Диск – воспринимает силовую нагрузку, имеет поверхность катания со стандартным профилем, обеспечивает дорожный просвет. Максимальная ширина диска по габаритам ступицы 175 мм.