Сложившиеся тенденции на рынке железнодорожных колес не обеспечивают полную загрузку
производственных мощностей колесопрокатного цеха ОАО «Нижнеднепровский трубопрокатный завод» за
счет внутренних заказов по Украине и из стран СНГ. Соответственно увеличивается доля экспортной
продукции в дальнее зарубежье. В этих условиях актуально осваивать производство новых типов колес
без опытных прокаток, которые связаны с потреблением ресурсов и рабочего времени, в течение
которого могла бы выпускаться годная продукция.
	Технология производства колес на прессопрокатной линии (см. рис.1) предусматривает осадку
нагретой заготовки на прессе силой 20 МН; осадку заготовки в плавающем технологическом кольце с
последующей разгонкой металла пуансоном на прессе силой 50 МН; формовку колесной заготовки, имеющей
обод, диск и ступицу на прессе 100 МН; раскатку обода и прилегающего к нему диска наколесо-
прокатном стане; калибровку чернового колеса на выгибном прессе силой 35 МН.
	Термическая обработка колес включает противофлокенную обработку в изотермических печах
путем выдержки не менее трех часов при температуре (600 – 650)°С; поверхностную закалку, нагретых
до температуры (840 – 900)°С колес, выполняют водой имеющей температуру (20 – 25)°С; отпуск
осуществляют в конвейерных печах при температуре (450 – 470)°С с последующим замедленным
охлаждением.
	Одной из основных причин, по которой требуется опытная прокатка при освоении производства
новых колес, является неуправляемый сдвиг обода относительно ступицы при закалке поверхности ката-
ния обода колеса. По результатам опытной прокатки устанавливают, во-первых, направление,и,
во-вторых,величину требуемого противосдвига обода относительно ступицы, которое выполняют на
прессе силой 35 МН в процессе выгибки диска и калибровки чернового колеса.
	Одним из возможных направлений исследований, является постановка краевой задачи по расчету
деформации контура сечения колеса в процессе его закалки под действием температурных напряжений и
определение величины и направления требуемого противоизгиба обода относительно ступицы с
использованием компьютерного пакета программ Ansys.
	В настоящей работе предложена технология, исключающая в процессе закалки неуправляемый
сдвиг обода относительно ступицы. Причем предлагается одновременная деформационнотермическая
обработка обода колеса, направленная на повышение его точности и механических свойств.

        Рисунок 1 – Технологическая схема производства черновых колес
(1 – заготовка; 2 – технологическое кольцо; 3 – пуансон; 4 – выталкива-тель; 5 – формовочные
штампы; 6 – наклонные валки; 7 – коренной валок; 8 – прошивень; 9 – выгибные штампы).

	На рис. 2 представлена технологическая схема, обеспечивающая сочетание деформационных и
термических воздействий на обод колеса в процессе его закалки, которая по существу также дает и
дополнительную калибровку чернового колеса.
	Колесо (1) нагретое до температуры закалки, укладывается на ниж-ний штамп (2), который
установлен на вращающемся основании с осью (3). Данный штамп полностью соответствует нижнему
выгибному штампу пресса силой 35 МН. Сверху на колесо укладывается верхний штамп (4)
(соответствующий верхнему выгибному штампу) и зажимается под давлением плитой (5). В процессе
закалки основание с осью вращается с угловой скоростью w. При этом поверхность обода охлаждается
водой из форсунок, установленных по периметру колеса.
	Предложенная технология позволяет, во-первых, строго фиксировать обод относительно ступицы
в процессе закалки и определенное время после ее завершения вплоть до извлечения колеса из штампов
(2) и (4) на предназначенном для этих целей стенде. Это исключает возможность искривления контура
колеса. Во-вторых, на обод, как с наружной, так и с внутренней сторон осуществляется давление
верхним и нижним штампами. Указанное предварительно-напряженное состояние предусматривают в
процессе подготовки узла штамп (2), колесо, штамп (4) на стенде.

	Рисунок 2 – Технологическая схема закалки колес с одновременной деформацией обода (1 – 
олесо; 2 – нижний штамп; 3 – вращающееся основание с осью; 4 – верхний штамп; 5 – верхняя плита).

	Данные штампы, нагреваясь от колес, также будут увеличиваться в диаметре, и оказывать
растягивающее
воздействие по внутреннему диаметру обода. Кроме того, охлаждение колеса по поверхности катания до
температуры (20 – 25)°С, приведет к уменьшению обода по наружному диаметру. В этом случае обод в
процессе закалки, во-первых, будет находиться под действием всестороннего неравномерного сжатия и,
во-вторых, будет подвергнут радиальной деформации за счет температурных напряжений.
	Закалка в условиях всестороннего неравномерного сжатия обода колеса, будет сопровождаться
уменьшением его объема и соответственно увеличением плотности металла. Данный процесс существенно 
тличается от используемых в настоящее время и требует дополнительного изучения, как в теоретичес-
ком плане, так и экспериментальном. Необходимо установить степень повышения стабильности механичес-
ких войств и устранения дополнительных термических напряжений за счет улучшения проработки
структуры металла.
	Таким образом, предлагаемая технология совмещенного термическо-го и деформационного 
оздействия на колеса позволяет, во-первых, исключить смещение обода относительно ступицы в процес-
се закалки колеса, то есть предусматривает его дополнительную калибровку, и, во-вторых, улучшить
структуру металла и повысить его механические свойства.