Что такое колесные пары?

Колесная пара состоит из следующих ключевых компонентов:

• Колесо:
  • Механический элемент, выполненный из высокопрочной стали.
  • Имеют специальные различные профили для обеспечения оптимального сцепления с рельсами, например для локомотивов ДМеТи, ГОСТ, Зинюка-Никитского
  • Подвергаются термической обработке для повышения прочности и износостойкости.
• Ось колесной пары:
  • Центральный элемент, соединяющий два колеса.
  • Обеспечивает передачу крутящего момента от приводного механизма на колеса в случае наличия тягового электродвигателя или просто удерживают вагон на рельсовом полотне в случае немоторной колесной пары.
  • Изготавливается из стали, обладает высокой прочностью на сжатие и изгиб.
• Подшипники:
  • Используются для вращения колес.
  • Важны для обеспечения стабильности и долговечности колесной пары.
  • Выполняют функцию подавления вибраций и удержания осевого положения.
• Крепежные элементы:
  • Обеспечивают надёжное соединение всех компонентов колесной пары, например, буксовый узел
  • Должны быть выполнены из материалов, устойчивых к коррозии и механическим повреждениям.
  • В последнее время многие собственники колесных пар вынашивают идею размещения RFID-меток на колесных парах, чтобы иметь возможность контролировать их местонахождение, ремонты, исключая риск потерь.
• Функции колесных пар:
  • Передача движения: Колесные пары обеспечивают передачу тягового усилия от локомотива к рельсам, что позволяет поезду двигаться.
  • Обеспечение устойчивости: Колеса стабилизируют вагон на рельсах, предотвращая его сход с пути.
  • Поглощение нагрузок: Колесные пары принимают на себя динамические и статические нагрузки, обеспечивая безопасное движение поезда.
• Влияние на безопасность:
  • Безопасность пассажиров и грузов непосредственно зависит от состояния колесных пар. Изношенные или поврежденные колесные пары могут привести к авариям и катастрофам. Поэтому регулярный осмотр и обслуживание этих деталей является приоритетной задачей.
  • В России данные о крушениях подвижного состава, связанных с проблемами колесных пар, доступны через отчеты Международного союза железных дорог (МСЖД). В 2021 году, например, было зафиксировано 1709 случаев серьезных происшествий на железнодорожном транспорте, что на 9% меньше по сравнению с 2019 годом1. В 2022 году число смертельных случаев составило 999 человек.
  • Эти данные показывают, что, несмотря на снижение общего числа происшествий, проблемы с колесными парами остаются значимым фактором безопасности на железнодорожном транспорте.
• Экономическая эффективность:
  • Снижение износа рельсов: Качественные колесные пары меньше изнашивают рельсы, что сокращает расходы на их обслуживание и замену.
  • Энергоэффективность: Хорошее состояние колесных пар способствует снижению сопротивления качению, что уменьшает потребление топлива или электроэнергии.

Обточка колесных пар является важным процессом, который помогает поддерживать геометрию и рабочие характеристики колес. Основные причины для выполнения обточки:

• Поддержание эксплуатационных геометрических параметров: Обточка устраняет браковочные геометрические параметры по профилю колеса и износы, в результате чего колеса сохраняют допустимую в эксплуатации форму.
• Коррекция отклонений от округлости и образовавшихся дефектов: Позволяет исправить деформации колес, возникающие в процессе эксплуатации, устранить образовавшиеся ползуны, выщербины, кольцевые выработки.
• Увеличение срока службы: Регулярные профилактические обточки колесных пар продлевает срок службы колесной пары, тем самым увеличивая «жизненный цикл» колеса, то есть количество километров пробега на 1 колесо. Цена локомотивной (вагонная колесная пара из-за отсутствия зубчатого колеса и конструктивно проще дешевле) колесной пары может значительно варьироваться в зависимости от типа, состояния и производителя. Вот примерные цены для локомотивных колесных пар в России:
• Ремонтопригодные колесные пары (не освидетельствованные):
  • Толщина обода 30-34 мм: около 100,000 руб.
  • Толщина обода 35-39 мм: около 150,000 руб.
  • Толщина обода 40-44 мм: около 155,000 руб.
  • Толщина обода 45-49 мм: около 160,000 руб.
  • Толщина обода 50-54 мм: около 170,000 руб.
    Толщина обода 55-59 мм: около 180,000 руб.
  • Толщина обода 60-64 мм: около 185,000 руб.
  • Толщина обода 65-69 мм: около 190,000 руб.
  • Толщина обода 70+ мм: около 195,000 руб.
• Отремонтированные колесные пары (освидетельствованные):
  • Толщина обода 26-29 мм: около 90,000 руб.
  • Толщина обода 30-34 мм: около 170,000 руб.
  • Толщина обода 35-39 мм: около 195,000 руб.
  • Толщина обода 40-44 мм: около 215,000 руб.
  • Толщина обода 45-49 мм: около 225,000 руб.
  • Толщина обода 50-54 мм: около 230,000 руб.

Эти цены могут изменяться в зависимости от рыночных условий и спроса.

• Обточка колесных пар производится на колесотокарных или колесофрезерных станках.

На сегодняшний день станочный парк для обточки колесных пар включает разнообразные модели и типы оборудования, от традиционных колесотокарных станков до современных систем с числовым программным управлением (ЧПУ). Тем не менее, большинство из этих станков имеют значительный возраст, что сказывается на их производительности и надежности. 

1. Старение оборудования:
   • Многие станки были установлены еще в советское время и за период своего использования износились. Эти морально и физически устаревшие станки могут не обеспечивать требуемую точность и качество обработки колес. Пример, станок КЗТС 1836 производства Краматорского завода тяжелого станкостроения (КЗТС)
2. Недостаток модернизации:
   • Оборудование, требующее обновлений или замены, часто остается без необходимых вложений. Это приводит к снижению общей производительности и увеличению времени на обточку.
3. Разнообразие технологий:
   • Применение устаревших технологий обточки может ограничивать возможности повышения производительности и внедрения новых материалов в конструкцию колес.

Проблемы высокого износа станков

Высокий уровень износа станков затрагивает как производственные процессы, так и эксплуатационную безопасность. Основные проблемы, связанные с износом станков, включают:

1. Увеличение времени простоя:
   • Изношенное оборудование требует частого обслуживания и ремонта, что приводит к простоям подвижного состава и снижению его производительности.
2. Снижение качества обработки:
   • В результате износа суппортов станков может возникать ухудшение качества обточки колес, что непосредственно влияет на безопасность движения поездов.
3. Увеличение эксплуатационных затрат:
   • Постоянные ремонты и техническое обслуживание увеличивают затраты на эксплуатацию оборудования, что негативно сказывается на финансовом состоянии железнодорожных предприятий.
4. Проблемы с кадрами:
   • Операторы и технический персонал, работающие на старом оборудовании, могут сталкиваться с трудностями в освоении новых технологий, что создает затруднения в процессе повышения квалификации.

Таким образом, можно сделать вывод. что состояние станочного парка по обточке колесных пар требует серьезного внимания со стороны железнодорожных компаний и органов управления. Необходимы инвестиции в модернизацию и обновление оборудования, а также внедрение современных технологий, чтобы повышать эффективность и качество обработки колесных пар. Это обеспечит не только безопасность и надежность железнодорожного транспорта, но и повысит конкурентоспособность отрасли в целом.

Колесные пары можно классифицировать по нескольким критериям:

1. По типу подвижного состава:
   • Вагонные колесные пары: Применяются в грузовых и пассажирских вагонах. Данный тип колесных пар как правило не имеют тягового электродвигателя на оси. Обслуживание и ремонт колесных пар данного вида производится согласно действующему руководящему документу РД ВНИИЖТ 27.05.01-2017 ПО РЕМОНТУ И ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ КОЛЕСНЫХ ПАР С БУКСОВЫМИ УЗЛАМИ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ КОЛЕИ 1520 (1524) ММ
   • Локомотивные колесные пары: Применяются для работы при высоких тяговых нагрузках и ускорениях. Имеют более мощные оси и колеса большего диаметра: 1080 мм для колес маневровых локомотивов и 1250 мм для магистральных локомотивов. Обслуживание и ремонт колесных пар данного вида производится согласно действующему РАСПОРЯЖЕНИЮ от 22 декабря 2016 г. N 2631р. Об утверждении инструкции по осмотру, освидетельствованию, ремонту и формированию колесных пар локомотивов и моторвагонного подвижного состава
2. По конструкции:
   • Цельнокатаные колесные пары: Используются в большинстве современных поездов.
   • Бандажные колесные пары: Применяются для локомотивных колесных пар – состоят из бандажного центра и напрессованного на него бандажа.
3. По применению:
   • Специальные колесные пары: Например, для трамваев, которые имеют самый малый диаметр или колесные пары метрополитена, которые работают при интенсивных условиях разгона-торможения при передвижения вагона метро между станциями.

Неисправности колесных пар могут существенно повлиять на безопасность и эффективность работы подвижного состава. Основные виды неисправностей включают:

• Износ геометрических параметров колесных пар: Влияет на безопасность движения и может приводит к сходам подвижного состава.
• Деформации оси колесной пары: Могут привести так же к сходу подвижного состава.
• Проблемы с подшипниками: Перегрев подшипников может привести к заклиниванию подшипника.

Поддержание колесной пары в исправном состоянии включает:

• Регулярные осмотры: Проверка на наличие трещин, износа и других повреждений.
• Обточка колесных пар: выполняется либо по графику, либо совмещается с другими видами ремонта, например ТР-1 локомотива, либо по достижению предельного износа геометрических параметров , чтобы предотвратить серьёзные повреждения.
• Осмотр и смазка подшипников: Обеспечение должного уровня смазки для уменьшения трения и износа.
• Замену вышедших из строя элементов: Быстрая реакция на обнаруженные неисправности.

Кроме Выксунского металлургического завода (входит в ОМК) и Евраза, другими крупными производителями железнодорожных колес в России являются:

1. Нижнетагильский металлургический комбинат (ЕВРАЗ НТМК) - разрабатывает и производит инновационные колеса для грузовых вагонов.

2. Металлургический завод «Аллегро» - также входит в холдинг ЕВРАЗ и производит колеса для железнодорожного транспорта.

Эти компании обеспечивают значительную часть потребностей российского рынка в железнодорожных колесах.

Колесные пары играют критическую роль в функционировании железнодорожного транспорта. Понимание их устройства, использования и важности технического обслуживания поможет сохранить надёжность и безопасность подвижного состава. Инвестирование в правильное обслуживание колесных пар не только увеличивает срок службы, но и жизненно важно с точки зрения безопасности движения.