СОЕДИНЕНИЕ БАНДАЖА С КОЛЕСНЫМ ЦЕНТРОМ

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть использована при формировании колесных пар локомотивов.
Известно соединение бандажа с колесным центром, собранное тепловым способом с натягом. По технологии сборки, после обточки внутренний диаметр бандажа и внешний диаметр обода колесного центра обмеряют для обеспечения заданного натяга перед посадкой. Далее производят нагрев бандажа с помощью электрического или газового горна с последующей насадкой на колесный центр. После в выточку бандажа заводят бандажное кольцо и на специальном прессе осуществляют обжим прижимного бурта [1, 2]. За счет упругопластической деформаций на поверхности посадки возникают удельное давление и силы трения, которые обеспечивают прочность соединения. В соединении «колесный центр - бандаж» упругопластическая деформация возникает за счет сопряжения более мягкого с более твердым материалом. Разница посадочных поверхностей бандажа и колесного центра по твердости может превышать 100-150 единиц по Бринеллю.
Недостаток соединения состоит в том, что тепловой метод сборки составных колес обеспечивает требуемый запас прочности для передачи крутящего момента, однако из-за воздействия конструкторско-технологических и эксплуатационных факторов возникает ослабление посадки, приводящее к провороту бандажей на колесном центре. В настоящее время на российских железных дорогах от 3 до 5% всех эксплуатируемых бандажей выходят из строя по причине ослабления их посадки на ободе колесного центра.
Известен способ соединения с натягом деталей «вал - втулка», включающий предварительное выполнение электроискровой обработкой на сопрягаемой поверхности одной из соединяемых деталей рельефа в виде выступов, твердость которых превышает твердость материала другой соединяемой детали [3]. Недостатком такого способа является упрочненные выступы, приводящие к неплотному прилеганию деталей. При тепловой посадке с натягом, неплотность прилегания сопряженных поверхностей, может стать причиной возникновения фреттинг-коррозии, приводящей к ослаблению прочности соединения.
Задачей, на решение которой направлено заявленная полезная модель, является повышение прочности сцепления бандажа с колесным центром. Для этого предлагается увеличить твердость поверхности колесного центра в нескольких зонах, с последующей обработкой до посадочного размера.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется рисунками (для наглядности, часть бандажа, колесного центра и стопорного кольца удалены): фиг. 1 - соединение бандажа с колесным центром; фиг. 2 - сечение А-А соединения.
Предлагаемое соединение составного колеса, состоящее из бандажа 1, напрессованного на колесный центр 2 и зафиксированного стопорным кольцом 3, охватываемая поверхность колесного центра, включающая ряд равносмещенных по окружности зон 4, имеющих твердость, равную либо превышающую твердость охватывающей поверхности бандажа.
Превышение твердости упрочненных зон колесного центра над твердостью посадочной поверхности бандажа будет способствовать к дополнительному внедрению более твердого материала, тем самым повышая сопротивление на проворот бандажа. С другой стороны, при равной или незначительной разности твердости сопрягаемых поверхностей деталей, возникнут зоны деформации, в которых коэффициент трения существенно возрастает, что будет также способствовать повышению прочности соединения [4].
Список литературных источников
1. ГОСТ 11018-2011. Колесные пары тягового подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия. - Введ. 2013-01-01. - М.: Стандартинформ, 2012. - 32 с.
2. ОСТ 32.166-2000. Установка бандажного кольца в соединении бандажа с колесным центром. Технические требования. - Введ. 2001-09-01. - М.: МПС России, 2001. - 19 с.
3. Пат. 2428295 Российская федерация, В23Р 11/02. Способ соединения с натягом деталей вал-втулка / А.Т. Лебедев, Р.В. Павлюк, Р.А. Магомедов, Д.И. Макаренко. - №2010100664/02; Заявлено 11.01.2010; Опубл. 10.09.2011 //2011. Бюл. №25. с. 3
4. Дрозд М. С. Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации / М.С. Дрозд, М.М. Матлин, Ю.И. Сидякин. М.: Машиностроение, 1986. 224 с.