Колісна пара - основний елемент ходової частини локомотива.
Колісні пари в переважній більшості є глухими, тобто обидва колеса жорстко насаджені на цільну вісь. Така конструкція фактично з однієї деталі відрізняється високою надійністю. Пробіг колісних пар локомотивів з колесами бандажної типу може досягати декількох мільйонів км при навантаженні 20-25 тс при змінних бандажів.
Вписування в криві великих радіусів (близько 500 м і більше) здійснюється за рахунок різниці діаметрів коліс по колу катання, що виникає при зміщенні колісної пари поперек шляху. Ця різниця обумовлена тим, що поверхня катання коліс (профіль колеса) - не циліндрична, а конічна: радіус обода колеса з зовнішньої сторони менше, ніж з внутрішньої.
Наприклад: при вході поїзда в лівий поворот колісна пара зміщується (накочується на колію) вправо →, отже: зменшується радіус катання лівого колеса, а правого - збільшується. Звідси праве колесо як би обганяє ліве.
В цьому випадку і при вписування в пологі криві (з радіусом понад 800 метрів) забезпечується стійке рух коліс рухомого складу на шляху, що не супроводжується інтенсивним зношуванням коліс і рейок.
У крутих кривих колісна пара направляється силами, що виникають в контакті внутрішньої бокової поверхні рейки і гребенем зовнішнього колеса. Сили, що діють в контакті колеса і рейки і направляють рух рухомого складу, називаються силами кріпа (від англ. Creep - повзти). Вони обумовлені тим, що матеріали колеса і рейки не є абсолютно тверді тіла, а є пружно-пластичними тілами. В контакті спостерігаються мікродеформації рейки і колеса, це визначає поступове наростання сили кріпа з ростом відносного проковзування колеса по рейці. Для підтримки профілю залізниці коліс, які забезпечують нормальний рух, застосовується обточування коліс, а в разі бандажних коліс - і зміна бандажів.
Основний геометричний параметр колісної пари - це відстань між внутрішніми поверхнями гребенів коліс колісної пари. Для російських доріг ця відстань дорівнює 1440 мм з допусками ± 3 мм (для колії шириною 1520 і 1524 мм) і 990 мм з допусками ± 3 мм (для колії шириною 1067 мм).
З огляду на високі вимоги по міцності і надійності, що пред'являються до колісних пар, розроблені і існують правила формування і ремонту колісних пар, суворо нормують весь технологічний процес: токарних і фрезерну обробку заготовок (зокрема, навіть радіуси жолобників, клас чистоти обробленої поверхні), температурні режими при формуванні колісних пар, допуски, посадки і т. д.
Контрольовані параметри бандажа.
Профіль поверхні катання бандажа і його контрольовані параметри наведені на рис. 1.
Товщина гребеня - відстань, виміряна по горизонталі на висоті 13 мм від поверхні кола катання колеса між двома точками, що лежать по різні боки від вершини гребеня, одна з яких-в площині внутрішньої грані обода бандажа, інша-на зовнішній поверхні гребеня.
Параметр крутизни гребеня - це відстань, виміряний по горизонталі між двома точками зовнішньої поверхні гребеня, одна з яких знаходиться в 2 мм від вершини, а інша - 133 мм від кола катання колеса. Параметр крутизни гребеня комплексний і характеризує зміни форми і розмірів гребеня і всього профілю поверхні катання колеса, пов'язану зі зношеністю в процесі експлуатації. Висота гребеня - відстань, виміряна по вертикалі між вершиною гребеня і поверхнею круга катання бандажа. Різниця між розміром вимірюваної висоти гребеня і креслярським розміром висоти гребеня нового або бандажа після обточування характеризує величину прокату по колу катання колеса, що виникає в процесі експлуатації.
Універсальний шаблон моделі УТ-1 - служить для вимірювання та контролю таких геометричних параметрів поверхні катання бандажів колісних пар ТПС: товщини гребеня, параметра крутизни гребеня (виявлення небезпечної форми гребеня), висоти гребеня. Він використовується замість спеціального шаблону для виявлення вертикального підрізу гребеня на висоті більше 18 мм.
Шаблон моделі УТ-1 (рис. 2) являє собою збірний металевий каркас з системою рамок з затискними пристроями і вимірювальних лінійок. Кількість лінійок визначається числом контрольованих параметрів і дорівнює трьом.
При підготовці шаблону до вимірів контрольованого колеса звільняють все затискні гвинти - 8, 10, потім відводять рамку 9 з вимірювальної ніжкою 11 вправо, відводять рамку 7 також вправо, піднімають лінійку 6 вгору. Шаблон встановлюють на контрольоване колесо в його радіальної площині так, щоб вертикальна опора 1 сперлася на поверхні катання, а постійний магніт 3 щільно прилягав до внутрішньої грані обода.
Зміщуючи лінійку 6 по вертикалі вниз до зіткнення її торця з вершиною гребеня і зрушуючи рамку 7 по горизонталі вліво до упору 2-міліметрового виступу лінійки з поверхнею гребеня, фіксують положення лінійки 6 і рамки 7 гвинтом 8 і гвинтом на задній частині шаблону. Переміщують рамку 9 по горизонтальній штанзі 5 ліве положення вимірювальної ніжки 11 в поверхню гребеня колеса і фіксують рамку гвинтом 10, Знявши шаблон з колеса, зчитують показання по трьом контрольованих параметрах: на вертикальній лінійці 6-висота гребеня; на шкалі горизонтальної штанги-лінійки 5 - товщина гребеня; на лінійці 12 - параметр крутизни гребеня. Для підвищення стійкості при закріпленні шаблону на коло катання вертикальний упор 1 має додаткову опору 2, збільшує ширину обпирання до 12 мм.
Шаблон ДО-1 є шаблоном допускового контролю параметра крутизни гребеня бандажів і призначений для контролю параметра крутизни гребеня зношених бандажів (коліс), відбраковування коліс з небезпечною формою гребеня. Він застосовується замість спеціального шаблону для виявлення вертикального підрізу гребеня. Шаблон застосовується для здійснення оперативного виявлення колісних пар ТПС з небезпечною формою гребеня з точки зору забезпечення безпечного проходження ТПС стрілочних переводів. Шаблон ДО-1 не передбачає отримання чисельних оцінок крутизни гребеня, а тільки оцінює граничну величину крутизни гребеня з точки зору забезпечення безпеки руху (небезпечна або безпечна форма гребеня).
