Центр колеса — это центральная часть ступицы колеса локомотива, обычно изготавливаемая из литой или кованой стали. Это промежуточная конструкция, соединяющая ось и обод колеса, и она должна выдерживать передачу мощности от оси, а также различные сложные нагрузки во время работы транспортного средства. Например, во время трогания с места и ускорения локомотива центр колеса должен выдерживать огромный крутящий момент; во время движения поезда он также должен выдерживать давление от веса кузова транспортного средства и ударную силу, вызванную неровностями пути.
На колесном центре имеется деталь для установки обода колеса. Обод колеса обычно устанавливается на внешнем крае колесного центра с помощью горячей посадки. Конструкция формы колесного центра должна обеспечивать жесткость и концентричность установки обода колеса, чтобы колеса могли стабильно катиться по рельсам.
Отверстие ступицы
Отверстие ступицы — это часть ступицы колеса локомотива, используемая для установки оси. Требования к ее размерной точности чрезвычайно высоки, и она должна плотно прилегать к оси, чтобы гарантировать, что ось может быть точно позиционирована в ступице и передавать мощность. Обычно между отверстием ступицы и осью принимается посадка с натягом, то есть диаметр отверстия ступицы немного меньше диаметра оси. При установке необходимо расширить отверстие ступицы с помощью давления или нагрева и т. д., а затем вставить ось. После охлаждения ступица плотно обхватит ось, образуя прочное соединение.
Спицевая пластина
Спицевая пластина — это часть, соединяющая центр колеса и край ступицы. Ее основная функция — равномерно распределять нагрузки, переносимые центром колеса, по всей окружности ступицы. Форма и конструкция спицевой пластины оказывают большое влияние на прочность и жесткость ступицы. Распространенные формы спицевой пластины включают плоскую и волнообразную форму. Волнообразная спицевая пластина может уменьшить вес ступицы, обеспечивая при этом прочность. Что касается материалов, спицевая пластина обычно использует тот же металлический материал, что и центр колеса, например, высокопрочную легированную сталь, чтобы обеспечить общие механические свойства.
II.Функции и роли
Поддерживающая функция
Как важная часть колес локомотива, ступица колеса локомотива напрямую поддерживает вес локомотива. Сам локомотив имеет огромную массу, включая вес кузова транспортного средства, двигателей, топлива (для тепловозов) и различного другого оборудования. Ступица равномерно распределяет этот вес на каждое колесо через ось, а затем передает его на рельсы. Во время работы поезда, независимо от того, находится ли он в неподвижном состоянии или на высокой скорости, ступица должна надежно поддерживать локомотив, чтобы гарантировать отсутствие аварий из-за нестабильной опоры.
Трансмиссия
Мощность локомотива поступает от тягового двигателя (для электровозов) или двигателя внутреннего сгорания (для тепловозов). Мощность передается на ось через передаточное устройство, а ось затем передает мощность на ступицу. Ступица приводит в движение колеса, чтобы они катились по рельсам, тем самым заставляя локомотив двигаться вперед или назад. В этом процессе ступица должна иметь возможность эффективно передавать крутящий момент, чтобы гарантировать, что локомотив может работать нормально в соответствии с требованиями машиниста. Например, когда локомотив начинает тянуть большегрузный поезд, ступица должна выдерживать огромный пусковой крутящий момент и преобразовывать его во вращательную мощность колес, чтобы поезд мог плавно тронуться с места.
Руководящая функция
Взаимодействие между ступицей колеса локомотива и рельсом имеет решающее значение для управления локомотивом. Поскольку рельсы представляют собой фиксированную линию, ступица и колеса должны катиться вдоль направления рельсов. Форма и точность установки ступицы гарантируют, что колеса могут точно двигаться по рельсам без схода с рельсов и других опасных ситуаций. Когда локомотив проходит кривую, ступица и колеса будут поворачиваться в соответствии с радиусом кривизны кривой под руководством рельсов, гарантируя, что поезд сможет безопасно пройти кривую.
III.Производство и обслуживание
Производственные процессы
Изготовление ступиц колес локомотивов обычно осуществляется с помощью литья или ковки. Литые ступицы могут производить конструкции сложной формы и имеют относительно низкую стоимость. Однако в процессе литья могут возникать дефекты, такие как поры и шлаковые включения, что влияет на качество ступиц. Кованые ступицы изготавливаются путем ковки металлических заготовок, и их внутренняя структура более компактна и имеет лучшие механические свойства. В процессе производства для ступиц требуются строгие проверки качества, включая неразрушающие испытания (такие как ультразвуковой контроль, магнитопорошковый контроль и т. д.), чтобы гарантировать отсутствие внутренних дефектов в ступицах.
Требования к точности обработки ступиц очень высоки, особенно для отверстия ступицы и поверхности, которая взаимодействует с ободом колеса. В процессе обработки необходимы высокоточные станки и передовые технологии обработки, такие как технология обработки с ЧПУ, чтобы обеспечить размерную точность и качество поверхности ступиц.
Точки обслуживания
Регулярный осмотр является ключом к обслуживанию ступиц колес локомотивов. Содержание осмотра включает в себя наличие трещин, износа и т. д. на внешнем виде ступиц. Для сопрягаемой части между отверстием ступицы и осью необходимо проверить, нет ли какого-либо ослабления или чрезмерного износа. Если на ступицах обнаружены трещины, их необходимо немедленно заменить, поскольку трещины будут продолжать расширяться во время работы поезда, в конечном итоге приводя к разрушению ступиц и вызывая серьезные несчастные случаи.
Смазка также является важной частью обслуживания. Сопрягаемая часть между ступицей и осью нуждается в соответствующей смазке для уменьшения трения и износа. В высокоскоростных локомотивах тепло, выделяемое трением, может повлиять на работу ступиц и осей и даже вызвать термическую деформацию. Поэтому необходимо регулярно проверять и пополнять смазку, чтобы обеспечить хорошую смазку.