Учебное пособие по ПРПС. Теоретические основы технологий производства и ремонта ва гонов История развития инфраструктуры вагонного хозяйства железных дорог России
 Скачать 5.12 Mb.
|
|
2.2.4.Технология монтажа и демонтажа буксовых узлов. Монтаж буксовых узлов производится на специально выделенном участке, изолированном от остальных участков колесно-роликового цеха. На рисунке 37 показана последовательность монтажа буксового узла. Рис. 38. Последовательность монтажа буксового узла Монтаж буксового узла начинается с посадки лабиринтных и внутрен- них осей. Лабиринтные кольца подбираются с учетом натяга на посадку, рав- ного 0,08….0,15 мм для новых колец и 0,02….0,15 мм. Подобранные кольца нагревают в электропечи до температуры 125-150 градусов и надевают на 84 предпоступичную часть до упора в торец предподступичной части. Для это- го на шейку оси надевают монтажную втулку , торцом которой ударяют по лабиринтовому кольцу до получения чистого металлического звука. После остывания шейки и лабиринтового кольца проверяют правильность посадки угольником и щупом. Подобранные внутренние кольца нагревают до температуры 100 – 120 градусов в электропечи или в масленой ванне, шейку оси смазывают слоем веретенного или трансформаторного масла. На резьбу шейки оси устанавли- вают направляющий стакан. Нагретое кольцо бортом вперед надевают через направляющий стакан на шейку оси и с помощью монтажной втулки доводят до упора в лабиринтовое кольцо. Аналогично устанавливают внутреннее кольцо переднего подшипника, чтобы его торец со скосом цилиндрической поверхности был обращен в сторону заднего подшипника. После снятия направляющего стакана на шейку оси надевают упорное кольцо и либо с помощью торцевой гайки, либо тарельчатой шайбой с бол- тами затягивают посаженные внутренние кольца в осевом направлении. По мере остывания внутренних колец подтягивают торцевое крепле- ние. Торцевое крепление остается затянутым до полного остывания, после чего контролируется плотность прилегания внутренних колец друг к другу и к лабиринту с помощью щупа толщиной 0,04мм, который не должен прохо- дить в зазоры между деталями на участке длиной более 1/3 окружности. При наличии на предприятии установки ГД503 монтаж внутренних ко- лец производится запрессовкой в холодном состоянии, что значительно со- кращает технологическое время монтажа внутренних колец. В подготовленный корпус буксы, посадочные поверхности которого покрыты тонким слоем масла, последовательно вставляют заднего подшип- ника маркированным торцом в сторону лабиринтового кольца, а блок перед- него подшипника с маркированным торцом к передней части корпуса. Для облегчения установки корпуса буксы с блоками подшипников на шейку необходимо раздвинуть ролики втулкой. Корпус буксы с установленными блоками подшипников подводят к шейке оси и надвигают на внутренние кольца, разжимная втулка при этом перемещении буксы выходит из нее. Далее устанавливают упорное кольцо переднего подшипника марки- ровкой в сторону крышки, на резьбовую часть оси навинчивают торцевую гайку. Гайку затягивают до контакта с упорным кольцом переднего подшип- ника и дополнительно поджимают с крутящим моментом 100…150 Н. м (10…15 кгс. м). Затем в паз оси устанавливают стопорную планку, не вводя ее в шлиц гайки. Если хвостовик планки не входит в шлиц гайки, то произво- дят дополнительную затяжку гайки до вхождения хвостовика в шлиц гайки. Поворот гайки в обратном направлении запрещен. Стопорная планка крепится к торцу шейки оси с помощью двух болтов. Под болты ставятся пружинные шайбы. Болты связывают проволокой диа- метром 1,5…2 мм, проходящей через отверстия в головках. 85 При торцевом креплении тарельчатой шайбой после установки упорно- го кольца шайбу крепят к торцу шейки оси четырьмя болтами М20х60, под которые ставят специальную стопорную планку для закрепления одновре- менно всех болтов. Затяжку болтов производят специальным тарированным ключом с крутящим моментом 230….250 Н. м (23….24 кгс. м). Затяжка должна быть равномерной. Затем концы стопорной планки загибают на грань головок болтов. На внешнюю поверхность торцевой гайки и к торцу сепаратора укла- дывается смазка в виде валика. Общее количество смазки закладываемой в буксу, должно быть в пределах 0,8….1кг. После закладки смазки устанавливают буксовую крышку. Между смот- ровой и крепительной крышкой устанавливается резиновая прокладка тол- щиной 3 мм, крышки соединяются болтами. На фланец крепительной крышки устанавливают резиновое кольцо, по- сле чего буксу закрывают крышками и крепят к корпусу буксы болтами М20с пружинными шайбами. Под болт крепительной крышки буксы правой шейки с левой стороны устанавливают бирку с датой монтажа и номером пункта производившего полную ревизию. Затяжка болтов крепительной крышки должна быть равномерной с крутящим моментом 180…200 Н. м (18….20 кгс. м). Правильность произведенного монтажа буксы контролируют по: нали- чию зазора между торцом корпуса буксы и фланцевой поверхностью крепи- тельной крышки; легкостью ее вращения на шейке оси; осевому смещению буксы, которая должна свободно перемещаться вдоль шейки оси на величину осевого разбега, т.е. на величину 0,68….1,38 мм. Буксы после монтажа окрашивают черной краской. Все данные монта- жа заносят в журнал формы ВУ-90. Демонтаж буксовых узлов производится в обратной последовательно- сти. Смазка буксовых узлов. Консистентная смазка для роликовых подшипников должна отвечать следующим условиям: быть химически и физически стабильной; обладать достаточной плотностью, чтобы не вытекать через лабиринтовое уплотнение и не пропускать посторонних веществ извне; не содержать свободных кислот или других веществ, создающих агрессивную в коррозионном отношении среду. Не изменять своих свойств при проникновении воды; обеспечивать равномерность смазывания при различных температурах и проникать в под- шипники под давлением собственной силы тяжести, для чего смазка должна обладать определенной липкостью, которая предохраняла бы смазку от вы- броса ее из подшипника под действием центробежных сил. Иметь темпера- туру каплепадения значительно выше максимальной рабочей температуры, которая в буксах с роликовыми подшипниками достигает 80 градусов. Применяемая смазка ЛЗ-ЦНИИ обладает рядом положительных свойств и имеет некоторые недостатки. ВНИИЖТ совместно с Кусковским 86 заводом смазок разработана новая пластичная гидрофобная литиевая смазка БУКСОЛ, содержащая ряд функциональных присадок. Кроме того, ВНИИЖТ разработан перспективный буксовый узел без- ремонтного типа, кассетный буксовый узел с двумя коническими подшипни- ками, ресурс работы которого без разборки должен составлять 8…10 лет (0,8…1,2 млн. км пробега). Для этого буксового узла разработана смазка КАСЕТОЛ. 2.3. Изготовление и ремонт тележек грузовых вагонов. 2.3.1.Эволюция конструкций тележек. В конструкции первых вагонов Петербург–Московской железной доро- ги применялась тележка конструкции американского инженера Уайненса, имеющая все признаки конструкции, дожившие до наших дней. Она имела боковые рамы, надрессорный брус, рессоры, шкворень и скользуны. Эти те- лежки в 1846, 1850гг. использовались при строительстве как грузовых так и пассажирских вагонов. В связи с тем, что жесткость тележки для пассажир- ского вагона была избыточной, уже в 1863 году ее модернизировали. 1890 – 1910 гг. были годами общего подъема в вагоностроении, в этот период появился ряд новых тележек конструкции Рехневского, Пульмана, Балтийского завода и др. С 1910 по 1916 год в, основном, строились 2х–осные вагоны. Только в 20х годах началась разработка новых вагонов повышенной грузоподъемно- сти потребовавших 4х–осной схемы и новых тележек. После изучения опыта ведущих ж. д. держав за основу была принята тележка Даймонд образца 1926 г. В результате были разработаны две конструкции тележек для грузовых вагонов: клепано–болтовая (поясная) и литая (МТ–50), просуществовавшие до 80 годов. Принципиальным отличием этих тележек от современных явля- ется отсутствие в их конструкции гасителей вертикальных колебаний. В 1957 году на замену поясных и тележек МТ–50 выпускается тележка модели 18–100. Тележка модели 18–100 имеет трехэлементную конструк- цию и рессорный комплект с фрикционными гасителями колебаний. На ри- сунке 39 представлены модели тележек грузовых вагонов. 87 Рис. 39. Модели тележек грузовых вагонов 2.3.2.Изготовление тележек. Боковые рамы и надрессорные балки изготовляются из сталей марки 20ГЛ, 20ГФЛ, 20ГТЛ ОСТ32.183.2001. отличающихся повышенной прочно- стью и ударной вязкостью методом литья в песчаные формы. Для получения уравновешенной формы их располагают в опоках попарно, ка показано на рисунке 40. Рис. 40. Расположение стержней при в опоке при их монтаже для отливки боко- вых рам Формовочный процесс выполняют на параллельных конвейерных ли- ниях (для верхней и нижней полуформ). Сборка форм также выполняют на конвейере. 88 Изготовление стержней для отливки боковых рам тележек грузовых ва- гонов производится вакуумно - пленочный методом. На рисунке 41 пред- ставлен комплект стержней. Рис.41. Комплект стержней изготовленный вакуумно – пленочным методом Заливка производится при температуре 1440 – 1470 градусов с охла- ждением 1–1,5 часа в форме. При заливке форм требуется трех, четырехкрат- ная подпитка форм жидким металлом с интервалом 4–6 секунд. Аналогично производится изготовление надрессорных балок. Детали рычажной передачи изготовляются из стали Ст. 3 ГОСТ 380 штамповкой и соединяются сваркой. Пружины изготовляются из стали Ст55С2, 60С2 ГОСТ 14959 путем навивки в горячем состоянии при температуре 900–950 градусов. После навивки пружины подвергаются закалке при температуре 830-870 градусов с охлаждением в воде или в масле и дальнейшему отпуску при температуре 480–520гр. Торцы пружин обрабатываются на станке. Для упрочнения пру- жины подвергаются наклепу в дробеструйной установке и заневоливанию т.е. предельному сжатию с выдержкой 20–40 часов. После изготовления ис- пытывают на остаточную деформацию и прогиб. Фрикционные клинья изготовляются методом литья из чугуна СЧ–25 ГОСТ 1412. 2.3.3Анализ повреждаемости тележек грузовых вагонов. Анализ данных отцепок вагонов в текущий неплановый ремонт пока- зывает, что 12% вагонов поступают с отказами сборочных единиц тележек. Нагрузки, действующие на тележки, носят случайный характер и зави- сят от полезной нагрузки, скорости движения, состояния пути и ряда других факторов. Все дефекты боковых рам тележек можно разбить на две основные группы: дефекты усталостного происхождения и износы трущихся поверхно- стей рисунок 42. 89 Рис. 42. Дефекты боковых рам: 1– Износ направляющих поверхностей буксовых проемов. 2–Трещины в углах буксового проема. 3– Трещины в зоне наружного буксового проема. 4, 7– Трещины в углах технологических окон. 5– Износ стенок отверстия для ва- лика подвески башмака. 6. Трещина в углу рессорного проема. 8. Износ фрикционных планок. Продольные трещины в зонах сопряжения надбуксовой полки с верти- кальной стенкой двутавра образуются в основном из-за наличия скрытых де- фектов литейного происхождения – рыхлостей, усадочных раковин. Трещины в углах буксового проема, технологических окон носят уста- лостный характер. Причем, если на внешний угол приходится 46% всех уста- лостных разрушений, то на внутренний угол буксового проема приходится уже 34% всех трещин по раме. Любой угол является зоной концентрации напряжений, они трудны для качественной формовки и заливки при изготов- лении. Причиной образования трещин в зоне наружного буксового проема могут быть продольные силы, возникающие при торможении вагона гороч- ными замедлителями и при соударении вагонов с повышенными скоростями. В наклонных поясах боковой рамы, которые представляют собой неза- мкнутые оболочки, трещины в них зарождаются от внутренних буртов сече- ния. Трещины в углу рессорного проема начинаются от залива окна или от ребра жесткости. Возникают в результате действия на нижний пояс боковой рамы усилий от пружин, которые приводят к раскрытию угла рессорного проема. Поперечные трещины угрожают безопасности движения поездов и по- этому боковые рамы с такими трещинами подлежат выбраковке. Выявляются трещины в эксплуатации визуально, а при ремонтах мето- дами неразрушающего контроля: цветной, вихретоковый и феррозондовой дефектоскопии. Другой группой дефектов боковых рам являются износы трущихся по- верхностей. Износ поверхностей направляющих букс происходит от взаимо- действия с корпусом буксы. 90 Отклонение величин зазоров в эксплуатации существенно отражаются на изменении геометрии тележек в горизонтальной плоскости, что приводит к интенсификации извилистого движения, росту рамных усилий и горизон- тальных ускорений кузова, увеличению перекосов и углов набегания колес- ных пар по кругу катания и гребню, а также к заклиниванию и разрушению роликовых подшипников. Чтобы избежать этого, при деповском ремонте установлен норматив ширины буксового проема 342мм, а при капитальном восстановление до чертежных размеров. Износ направляющих челюстей по ширине допускается при деповском ремонте не более 4мм, при износах выше производится наплавка с последу- ющей механической обработкой. Рис. 43. Схема восстановления кронштейна: 1 – кронштейн валика подвески башмака; 2 – валик подвески; 3 – подвеска башмака; 4 – втулка волокнитовая Наиболее часто в боковых рамах тележки 18-100 возникают износы в стенках отверстия кронштейна для валиков подвески башмака, рисунок 43. Эти износы в виде овализации отверстий в вертикальной плоскости, приво- дят к дальнейшему нарастанию износов трущихся поверхностей. Восстановление разработанных отверстий по диаметру свыше 3мм проводят предварительной расточкой отверстия до диаметра 45 +0,62 с после- дующей постановкой волокнитовой втулки. Если отверстие разработано до диаметра более 45,62мм, то его рас- сверливают до диаметра 50,62мм для постановки втулки изготовленной из стали Ст.3 с внутренним диаметром 45мм. Втулка запрессовывается с натя- гом 0,025….0,075 мм, после чего ее обваривают по периметру. Боковые рамы тележек модели 18-100 на вертикальной стойке рессор- ного проема имеют фрикционные планки, которые крепятся с помощью за- клепок. При перемещении клина относительно фрикционной планки развива- ются силы трения, приводящие к износу трущихся поверхностей. Конструк- цией предусмотрено, чтобы при перемещении клиньев вниз сила трения была меньшей, чем при перемещении вверх. Это условие обеспечивается располо- 91 жением фрикционных планок, чтобы расстояние между ними понизу было на 4…10мм больше чем поверху. Размеры боковых рам при выпуске из капи- тального ремонта должны соответствовать рисунку 44. Рис. 44. Размеры боковых рам модели 18 – 100 при выпуске из капитального ре- монта В результате износа поверхностей фрикционной планки, клина и надрессорной балки изменяется положение фрикционного клина относитель- но фрикционной балки, рисунок 45. В эксплуатации величина разности уровней клиньев и надрессорной балки тележки колеблется в значительных пределах от 10 до 20мм. Рис. 45. Возможные положения фрикционных клиньев в тележке hзн – занижение фрикционных клиньев; hзв – завышение фрикционных клиньев При завышении клина на 12мм сила трения гасителя уменьшается на 30…35% у груженого вагона, а у порожнего вагона происходит полная раз- грузка клиньев. Это приводит к ухудшению процесса гашения вертикальных колебаний, росту амплитуды колебаний, а следовательно и напряжений в элементах кузова. При сборке тележек модели 18–100 при деповском ремонте допускает- ся завышение хотя бы одного фрикционного клина относительно нижней опорной поверхности надрессорной балки не более 3мм, а занижение не бо- лее 8мм. При капитальном ремонте фрикционные клинья должны быть зани- жены до 4…12мм. 92 В эксплуатации в результате перемещении фрикционного клина проис- ходит износ фрикционной планки и на ее поверхности образуются углубле- ния. Износ фрикционных планок при деповском ремонте допускается не бо- лее 3мм, а при капитальном они заменяются. В случаи обнаружения ослабших заклепок их срезают и устанавливают новые. Фрикционные клинья, имеющие износы вертикальных и наклонных поверхностей более 3мм при деповском ремонте, должны ремонтироваться наплавкой с последующей механической обработкой. Наплавка разрешена при условии, что толщина оставшейся части стенок не менее 5мм. При капи- тальном ремонте клинья устанавливают новые. Повреждаемость надрессорных балок (рисунок 46). Рис. 46. Износы и повреждения надрессорных балок: 1–Трещина опорной колон- ки. 2– Кольцевая трещина опорной поверхности подпятника. 3– Трещина наружного бур- та. 4– Износ опорной поверхности подпятника. 5– Износ упорной поверхности наружнего бурта. 6– Износ упорной поверхности внутреннего бурта. 7– Износ отверстия для шквор- ня. 8– Продольные трещины верхнего пояса. 9– Износ наклонных поверхностей. 10– Из- нос съемного колпака. 11– Сменные прокладки для регулировки зазоров в скользунах. При движении даже по прямолинейным участкам пути со скоростью 11 м/с сила инерции достигает значений, достаточных для отрыва пятников от плоской поверхности подпятника. В результате возможно краевое опирание пятника и перераспределение нагрузок по подпятнику и, как следствие, повышенная повреждаемость в зоне подпятников. Наиболее характерными усталостными повреждения подпятника явля- ются: трещины в опорной колонке, кольцевые трещины вблизи прилива для шкворня, трещины наружного бурта, износ опорной поверхности подпятни- ка, упорных поверхностей наружных и внутренних буртов, наклонных по- верхностей. Разрешается устранять износы бортов, если оставшаяся толщина стен- ки наружного борта не менее 11мм, а внутреннего не менее 7мм. 93 Износы отверстия для шкворня наплавкой, при износе отверстия 2мм на сторону или, если имеется откол внутреннего борта более половины пе- риметра, борт восстанавливают путем варки втулки. Продольные трещины верхнего пояса, идущие от технологического ок- на , разрешается устранять при суммарной длине их не более 250мм и не пе- реходящая на наружный борт подпятника. Наклонные поверхности восстанавливаются при износе более 3мм на сторону при деповском ремонте. Восстановление наклонных поверхностей производится наплавкой, при толщине наклонной поверхности перед наплав- кой менее 7мм производится вварка вставки. В целях снижения износов в узлах трения тележке модели 18–100 про- изводится ее модернизация, при которой устанавливаются износостойкие прокладки между опорной поверхностью буксового проема и корпусом бук- сы, пятником и подпятником. Фрикционные планки изготовляются состав- ными из подвижной и неподвижной. Фрикционные клинья из стали заменяют чугунными. Восстановление изношенных поверхностей производится наплавкой с обеспечением твердости не ниже 340 единиц. В конструкции те- лежки 18–578 также предусмотрена установка в узлах трения износостойких прокладок. Также на наклонные поверхности надрессорной балки устанавли- ваются полиуретановые прокладки. Скользуны выполнены упруго – катко- выми, рисунок 47. Рис. 47. Упруго – катковый скользун Ремонт трещин и износов надрессорной балки производится в соответ- ствие Инструкции по сварке и наплавке при ремонте вагонов. Повреждаемость соединительных балок тележек модели 18-101 ри- сунок 48. 94 Рис. 48 . Схема расположения трещин на соединительной балке: а – вид снизу; б – вид сбоку; в – вид сверху. 1,2,3,6 – трещины сварного шва приварки нижнего листа к пятнику или вдоль пят- ника; 4,5 – трещины пятника; 7 – трещина в зонах приварки кронштейнов крайних и цен- тральных скользунов; 8,9 – трещины сварного шва приварки нижнего листа к наружному продольному листу; 10,11 – трещины приварки верхнего листа балки к продольной оси в тело пятника; 12 – трещина приварки верхнего листа к пятнику по периметру кольцевого шва; 13, 14, 15. 16 – трещины сварного шва приварки пятников и подпятника; 17 – износ упорной поверхности подпятника; 18 – трещины опорной поверхности подпятника; 19, 20, 21 – трещины вертикальных листов. Соединительная балка сварной конструкции при этом трещины возни- кают в зоне сварного шва, в местах приварки пятников и в подпятниковом месте. Трещины не переходящие на верхний или нижний листы и опорную поверхность пятника суммарной длиной 250мм, разрешается после разделки и зачистки сварного шва заварить. Большую группу дефектов соединительной балки составляют износы упорных и опорных поверхностей крайних пятников и центрального пятника. Заварка трещин должна производится с подогревом основного металла в зоне сварки до температуры 200…250.градусов. |