Изменения

Ось — стержень, на концах которого помещаются колёса. Оси бывают вращающиеся и неподвижные (относительно колеса). В отличие от вала, ось не предназначена для передачи крутящего момента[1].

 

 

Ось — стержень, на концах которого помещаются колёса. Оси бывают вращающиеся и неподвижные (относительно колеса). В отличие от вала, ось не предназначена для передачи крутящего момента.

Оси изготовляют из углеродистой стали марки Ос В, которая согласно ГОСТ 4728—79 имеет следующий химический состав (в %) : углерода—0,40—0,48; марганца—0,55—0,85; кремния—0,15— 0,35; фосфора — не более 0,04; серы — не более 0,045; хрома — не более 0,3; никеля — не более 0,3; меди — не более 0,25. Механические свойства металла оси после ее изготовления согласно ГОСТ 4008—79 должны удовлетворять нормам, указанным в таблице. Гарантийной срок эксплуатации оси установлен 8,5 лет, а срок службы — 15 лет.

Оси изготовляют из углеродистой стали марки Ос В, которая согласно ГОСТ 4728—79 имеет следующий химический состав (в %) : углерода—0,40—0,48; марганца—0,55—0,85; кремния—0,15— 0,35; фосфора — не более 0,04; серы — не более 0,045; хрома — не более 0,3; никеля — не более 0,3; меди — не более 0,25. Механические свойства металла оси после ее изготовления согласно ГОСТ 4008—79 должны удовлетворять нормам, указанным в таблице. Гарантийной срок эксплуатации оси установлен 8,5 лет, а срок службы — 15 лет.

Поскольку нестационарный режим нагружения при вращении колес¬ной пары вызывает в оси знакопеременные напряжения с амплитудами из¬меняющейся величины, большое значение имеют меры по повышению пре¬дела выносливости осевой стали [95]. К таким мерам, осуществленным в по¬следние годы, относятся обточка средней части осин упрочнение всей оси накаткой роликами, а также контроль ультразвуком, позволяющий выявить оси с крупнозернистой структурой метал¬ла. Целесообразность и способы осу¬ществления таких мероприятий рас¬сматриваются в курсе «Технология вагоностроения и ремонта вагонов». Там же объясняется процесс изготов¬ления осей способом поперечно-вин¬товой прокатки. Цех для этого высо¬копроизводительного процесса по¬строен на Днепровском металлурги¬ческом заводе. В результате попереч¬но-винтовой прокатки расход металла на заготовку оси сокращается на 15%. Такой оси присвоен Государствен¬ный знак качества, а специалисты, создавшие прокатный агрегат «250» и комплексную технологию массового производства осей, в 1978 г. были удостоены Государственной премии СССР.

Поскольку нестационарный режим нагружения при вращении колес¬ной пары вызывает в оси знакопеременные напряжения с амплитудами из¬меняющейся величины, большое значение имеют меры по повышению пре¬дела выносливости осевой стали [95]. К таким мерам, осуществленным в последние годы, относятся обточка средней части осин упрочнение всей оси накаткой роликами, а также контроль ультразвуком, позволяющий выявить оси с крупнозернистой структурой металла. Целесообразность и способы осу¬ществления таких мероприятий рас¬сматриваются в курсе «Технология вагоностроения и ремонта вагонов». Там же объясняется процесс изготов¬ления осей способом поперечно-вин¬товой прокатки. Цех для этого высокопроизводительного процесса по¬строен на Днепровском металлурги¬ческом заводе. В результате попереч¬но-винтовой прокатки расход металла на заготовку оси сокращается на 15%. Такой оси присвоен Государствен¬ный знак качества, а специалисты, создавшие прокатный агрегат «250» и комплексную технологию массового производства осей, в 1978 г. были удостоены Государственной премии СССР.

Повышение усталостной прочности материала оси может быть также достигнуто совершенствованием термической обработки. Например, индук¬ционная закалка по сравнению с обычной термообработкой, согласно япон¬ским исследованиям, повышает предел выносливости вдвое. Однако, как показали выполненные в СССР исследования, при этом резко снижается прочность прессового соединения таких осей с колесами.

Повышение усталостной прочности материала оси может быть также достигнуто совершенствованием термической обработки. Например, индук¬ционная закалка по сравнению с обычной термообработкой, согласно япон¬ским исследованиям, повышает предел выносливости вдвое. Однако, как показали выполненные в СССР исследования, при этом резко снижается прочность прессового соединения таких осей с колесами.

Как известно, напряжения поперечного изгиба распределяются нерав¬номерно по сечению детали, достигая наибольшей величины в наружных волокнах и наименьшей — во внутренней части. Поэтому для рассматривае¬мых условий целесообразно заменить сплошное сечение полым. Например, вал полого (кольцевого) сечения с наружным диаметром 125 мм и внутрен¬ним 75 мм имеет площадь сечения, а следовательно, и массу на 30% меньше, чем вал сплошного сечения диаметром 120 мм, хотя моменты сопротивления изгибу и кручению (прочность) сечений обоих валов одинаковы.

Как известно, напряжения поперечного изгиба распределяются нерав¬номерно по сечению детали, достигая наибольшей величины в наружных волокнах и наименьшей — во внутренней части. Поэтому для рассматривае¬мых условий целесообразно заменить сплошное сечение полым. Например, вал полого (кольцевого) сечения с наружным диаметром 125 мм и внутрен¬ним 75 мм имеет площадь сечения, а следовательно, и массу на 30% меньше, чем вал сплошного сечения диаметром 120 мм, хотя моменты сопротивления изгибу и кручению (прочность) сечений обоих валов одинаковы.

Вследствие снижения массы сплошной оси на 100 кг (на 25%) по срав¬нению со сплошной осью на каждые 100 000 четырехосных вагонов достигает¬ся уменьшение расхода металла на сумму 4,2 млн. руб., а ежегодная эконо¬мия эксплуатационных расходов железных дорог благодаря уменьшению тары и соответствующему увеличению грузоподъемности может составить 2,2 млн. руб. Кроме того, уменьшается воздействие таких вагонов на путь, обусловленное уменьшением массы необрессоренных частей.

Вследствие снижения массы сплошной оси на 100 кг (на 25%) по срав¬нению со сплошной осью на каждые 100 000 четырехосных вагонов достигает¬ся уменьшение расхода металла на сумму 4,2 млн. руб., а ежегодная эконо¬мия эксплуатационных расходов железных дорог благодаря уменьшению тары и соответствующему увеличению грузоподъемности может составить 2,2 млн. руб. Кроме того, уменьшается воздействие таких вагонов на путь, обусловленное уменьшением массы необрессоренных частей.

По результатам испытаний внесены коррективы в конструкцию полой оси (рис. V.3) и принято решение изготовить крупную партию колесных пар с такими осями. Это позволит отработать технологию их промышленного производства и освоить методы осмотра и ремонта. Полые оси, как и сплош¬ные, будут изготовляться методом поперечно-винтовой прокатки на Днеп¬ровском металлургическом заводе прокатного цеха.

По результатам испытаний внесены коррективы в конструкцию полой оси (рис. V.3) и принято решение изготовить крупную партию колесных пар с такими осями. Это позволит отработать технологию их промышленного производства и освоить методы осмотра и ремонта. Полые оси, как и сплош¬ные, будут изготовляться методом поперечно-винтовой прокатки на Днеп¬ровском металлургическом заводе прокатного цеха.