Грузовые и пассажирские вагоны, магистральные и маневровые локомотивы, скоростные поезда – без колес произвести эту сложную железнодорожную технику невозможно. Однако простота конструкции железнодорожного колеса обманчива: для того чтобы стальная заготовка превратилась в изделие, способное выдерживать огромные нагрузки, сохраняя прочность, и могло служить долго, оставаясь абсолютно безопасным, необходимо организовать современное автоматизированное производство.
Стальное железнодорожное колесо можно изготовить двумя способами: отлить в форме и затем обточить или нарезать цилиндрические слитки и получившиеся заготовки обработать в печах, под прессами и на токарных станках с последующим отпуском и закалкой. Второй вариант представляет собой процесс выпуска цельнокатаного колеса.
Работа колесопрокатного цеха начинается с порезки цилиндрических стальных слитков на заготовки, которые по форме напоминают огромные шайбы. Режут слитки на специальных станках зубчатыми дисками диаметром более 1 м. За час одна дисковая установка может нарезать 18 заготовок. Процесс небезопасный, поэтому место резки прикрыто кожухом, а линия автоматизирована, впрочем, как и все технологические линии колесопрокатного цеха.
Затем заготовки по конвейеру отправляют в 30-метровую кольцевую печь, которая нагревается до температуры 1300 градусов по Цельсию. При нагреве заготовка меняет цвет и на ее раскаленной поверхности образуется окалина, которую необходимо сбить струями воды, поданной под высоким давлением.
После разогрева колесные заготовки поочередно проходят через четыре автоматических пресса, самый мощный из которых способен оказывать усилие в 10 тс. Перед финальным прессованием заготовка попадает еще и на колесопрокатный стан, и в результате шайбы обретают легко узнаваемую форму железнодорожного колеса: у них появляются углубления по всему диаметру между центром и ободом и отверстие для насадки на ось в центре.
На этом этапе заготовки колес все еще раскалены, поэтому их необходимо сначала охладить воздухом, а затем выдержать определенное время в кольцевых печах. Теперь черновики колес готовы, хотя на самом деле их цвет на этой стадии вовсе не черный, а обладает характерным для остывающего металла розоватым оттенком. Перед механической обработкой на специальном токарном станке с четырьмя резцами и, разумеется, ЧПУ колесо внимательно осматривают. После снятия стружки проводят детальный контроль параметров, и колеса, его не прошедшие, бракуются и отправляются на переплавку.
На следующем этапе почти готовое колесо опять нагревают в печи, потому что сталь необходимо закалить. Если этого не сделать, то должной прочности на выходе не получить. После нагрева каждому колесу придется пройти обязательный процесс отпуска и замедленного охлаждения, и только после них можно отправляться на дробеметную установку для упрочнения, а затем на окончательную механическую обработку.
Завершающий этап производства колес связан с контролем размеров и всех необходимых технических параметров. Проверка проводится не только визуально, но и на специальном оборудовании, куда входят лазерные установки.
В колесном цеху жарко во всех смыслах: здесь постоянно работают печи, прессы, станки, по конвейерным линиям движутся раскаленные заготовки, их хватают и перемещают механические захваты, вешают на огромные крюки, которые тоже все время двигаются по всему цеху. На электронном табло ведется счет изготовленным за смену колесам, лазеры проверяют размеры изделий, подаются вагоны под погрузку готовой продукции. Прохладнее лишь на одном участке – там, где доводят до кондиции колеса для высокоскоростных поездов. Им нужен особый контроль, поэтому измерения производятся на специальных установках при определенной температуре воздуха и с особой тщательностью.