Zestawy kołowe - budowa i eksploatacja > Montaż kół na osiach i ich demontaż

1) Montaż kół
Koła kolejowe montowane są na osiach poprzez naprasowanie na podpiaście piasty koła z wykorzystaniem specjalistycznych pras hydraulicznych. Połączenie koła z osią musi być bardzo wytrzymałe. Odpowiednią siłę wcisku uzyskuje się przez zastosowanie średnicy podpiaścia osi większej o 0,17 - 0,2 mm od średnicy piasty koła. Zapewnienie odpowiedniego połączenia ściskowego i niedopuszczenie do uszkodzenia łączonych powierzchni wymaga dobrania właściwej siły wtłaczania przez prasę.

 
Naprasowywane (wtłaczanie) koła na oś prasą hydrauliczną

 
Różnica średnic
A < B (0,17 - 0,2 mm)
1 - piasta koła
2 - podpiaście osi

W procesie naprasowywania dla uzyskania prawidłowego połączenia i nieuszkodzenia podpiaść / piast stosuje się specjalne smary lub łoje.
Potwierdzeniem uzyskania prawidłowej siły jest wykres, który powinien być zgodny z wymaganiami normatywnymi. Siła wtłaczania koła na oś jest wprost proporcjonalna do średnicy podpiaścia.

 
Przykładowy wykres charakterystyki siły wciskania
Liniami czerwone zaznaczone są graniczne parametry, których przekroczenie dyskwalifikuje połączenie
Wykres na podstawie: "Układ kontroli procesu wtłaczania kół jezdnych lokomotyw i wagonów" A. Bratek, J. Goska - Pomiary Automatyka Robotyka nr 12/2012


Wartość siły wciskania jest uzależniona od średnicy podpiaścia osi i w każdym przypadku siła ta jest wprost proporcjonalna do średnicy podpiaścia.
W trakcie wciskania następuje osiowe przemieszczanie się koła jezdnego względem osi wywołane generowaną siłą nacisku. Wartość siły potrzebnej do wtłaczania i sposób jej wzrostu w funkcji przemieszczenia stanowi miarę jakości osadzenia koła jezdnego na podpiaściu osi. Jakość i precyzja wykonanego procesu wtłaczania decyduje o trwałości połączenia, a w efekcie o bezpieczeństwie eksploatacji pojazdu kolejowego.
Po zakończeniu procesu wtłaczania, nie ma możliwości przeprowadzenia skutecznej oceny jakości połączenia, stąd tak istotne jest uzyskanie odpowiednich parametrów wtłaczania i wygenerowanie raportu wykresu siły wtłaczania, który stanowi dowód prawidłowego wykonania osadzenia kół na osiach.

Opisany sposób wciskania dotyczy również innego osprzętu montowanego na osiach zestawów kołowych jak np. koła zębate, jarzma mechanizmów napędowych, tarcze hamulcowe itp.



2) Demontaż kół z osi
Demontaż kół z osi realizuje się również poprzez użycie pras hydraulicznych. Siłę przykłada się z przeciwnej strony. Należy utrzymywać w tym procesie analogiczne bardzo rygorystyczne parametry narastania siły. Istotne jest również to, aby podczas zdejmowania koła z osi nie uszkodzić powierzchni podpiaścia osi. Umiejętnie przeprowadzony proces demontażu, umożliwi zamontowanie nowego koła (osprzętu dodatkowego) na tej samej osi.
Koła monoblokowe posiadają w ramach geometrii piasty rozwiązanie w formie specjalnego kanału, umożliwiające wprowadzenie pod ciśnieniem środka smarnego pomiędzy podpiaście, a piastę, który tworząc filtr smarny pomiędzy tymi powierzchniami umożliwia łatwiejszy demontaż koła z osi, minimalizując tym samym ryzyko uszkodzenia podpiaścia. Dla zapewnienia możliwości wtłoczenia, a następnie rozprowadzenia smaru, w piaście koła wykonany jest na całym jej obwodzie rowek, umożliwiający przedostanie się środka smarnego pomiędzy podpiaście, a piastę, a następnie użycie warstwy smaru do smarowania w procesie demontażu.

 
Kanał do wtłaczania środka smarnego w kole (schemat)
A - śruba zabezpieczająca kanał
B - rowek w piaście koła


     
Lokalizacja kanału w kole oraz rowek w piaście koła (opis na powiększeniach)


Nowoczesne prasy hydrauliczne do montażu / demontażu kół sterowane są komputerowo i zapewniają pełny monitoring rejestrację parametrów procesu osadzania. Wzajemne ułożenie elementów przed uruchomieniem procesu wciskania jest ustawiane z wykorzystaniem pomiarów bardzo precyzyjną aparaturą pomiarową.

Przykładowe dane techniczne prasy poniżej:
- siła montażu: 3500 kN
- skok ciśnienia głowicy: 800 mm
- możliwość obsługi osi od długości: 1600 mm - 2550 mm
- prędkość robocza głowicy wciskającej: 30 mm - 220 mm / min
- dokładność montażu prasy: <0,2 mm
- dokładność montażu prasy (tolerancja położenia kół): <0,3 mm
- układ hydrauliczny - maksymalne ciśnienie robocze: 26 MPa
- całkowita moc urządzenia: 27 kW
- waga netto urządzenia: około 27000 kg