Бандажи колёс тепловоза являются той частью колес, которая
непосредственно взаимодействует с рельсами. На контактную площадку
бандажа передаются вертикальные силы до 150 кН (15 тс), продольные силы
сцепления до 45 кН (4,5 тс) и поперечные — до 30 кН (3 тс) на
поверхности катания и до 80 кН (8 тс) на гребень. Материал бандажа
подвергается растяжению, сжатию, сдвигу и смятию, а при скольжении колес
— усиленному износу. В связи с этим материал бандажа должен обладать
высокой прочностью, чтобы сопротивляться износу и смятию, и быть
достаточно вязким, чтобы сопротивляться ударным нагрузкам. Бандажи
подвергают термической обработке путем закалки и последующего отпуска.
На наружные диаметры колесных центров насаживают бандажи с натягом 1,1 —
1,45 мм тепловым способом. Температура нагрева бандажа 523—593 К
(250—320° С). Разность температур раз-личных участков бандажа при
нагреве не должна превышать 323 К (50 е С). Бандажи на колесных центрах
закрепляют бандажными кольцами. Бандажные кольца заводят в специальную
выточку, когда температура бандажа не ниже 473 К (200° С), и закатывают
роликом на специальном станке внутреннюю кромку бандажа до плотного
крепления кольца. На собранной колесной паре разность твердостей
бандажей не должна превышать НВ20.
После остывания проверяют (по звуку) плотность посадки бандажа на
колесный центр. Для контроля отсутствия проворачивания бандажей колесной
пары относительно колесных центров при эксплуатации тепловоза на
бандажах и колесных центрах наносят контрольные риски и кернение.
Окончательная обточка бандажей по профилю производится после их насадки.
Для обеспечения безопасности движения и стабильных качеств ходовой части
тепловоза предельный прокат поверхности катания не должен превышать 7
мм, износ гребня — 8 мм (толщина 25 мм) и минимальная толщина бандажей
колесных пар по кругу катания — 36 мм. Интенсивность образования проката
характеризуется износом в мм на 104 км пробега тепловоза и зависит от
степени использования мощности, профиля пути, нагрузки от колесной пары
на рельсы и других факторов.
Опыт эксплуатации показал, что интенсивность проката колес тепловозов
для среднесетевых условий составляет 0,38 мм на 104 км пробега.
Интенсивность износа гребня при протяженности кривых на участке
эксплуатации около 50 % составляет 0,8 мм на 104 км пробега. Это
вызывает необходимость преждевременной обточки колес для восстановления
профиля бандажей по износу гребней. Толщина слоя снимаемого металла,
определяемая по износу гребня, значительно больше, чем это требуется для
восстановления профиля поверхности катания. Срок службы бандажей
сокращается.
С целью уменьшения износа гребней бандажей и увеличения сроку их службы
ВНИИЖТом предложен новый объединенный профиль локомотивов и вагонов.
Объединенный профиль снижает давление в контакте и обеспечивает
относительно свободное поперечное перемещение колесной пары в колее.
Угол наклона образующей гребня к горизонту составляет 65°. Радиус
выкружки гребня 15 мм, согласованный с радиусом екругления рельсовой
головки, обеспечивает наименьшее контактное давление на выкружке гребня.
Испытания показали, что бандажи с объединенным профилем будут иметь
меньший на 20—30 % износ гребней по сравнению со стандартным. Износ по
кругу катания остается на уровне стандартного профиля.