МПС России
ГУП «Октябрьская железнаядорога»
Санкт-Петербургский
электромеханический техникум
железнодорожного транспорта.Курсовой проект на тему:
Ремонт колесных пар.
подисциплине: Технология ремонта
подвижного состава.
Выполнил: Голубев С.В. Группа: ВР-44
Принял: Жарков Г.П.
Санкт-Петербург
2002г.
Введение.
Из-за больших статических и динамических нагрузок,которые возникают в условиях эксплуатации колёсной пары, возникают различныедефекты.
Для обеспечения надёжной работы на железной дорогесоздана система выявления дефектов колёсных пар. Основой такой системы являетсявыявление дефектов колёсных пар. В эксплуатации колёсная пара испытываетстатические и динамические нагрузки.
Для грузовыхвагонов норма статической нагрузки на рельсы от колёсной пары значительноменьше, чем у пассажирских и составляет 176,4 кН. Динамические силывзаимодействия между колесом и рельсом существенно возрастают. Как показываетанализ эксплуатации подвижного состава, это происходит в результате измененияжёсткости пути и увеличения дефектов на рельсах и колёсах. Наблюдения показали,что у поездов, которые обращаются на участках пути с железобетонными шпалами,колёса значительно чаще бракуют из-за дефектов поверхности катания колёс, чемколёса поездов, которые обращаются на участках с деревянными шпалами. Этопроисходит вследствие того, что жёсткость железобетонной шпалы по сравнению сдеревянной в 2 раза больше, а зимой она возрастает ещё в 2 раза по сравнению слетом.
Для уменьшениядефектов тормозного происхождения применяются композиционные колодки вместочугунных.
На прочность колеса помимо всего оказывает влияние ивысокая температура, которая возникает при торможении, особенно в зоне переходаобода к диску. Температура в зоне обода и диска по мере уменьшения толщиныобода, значительно увеличивается. А вследствие уменьшения толщины диска, радиальныенапряжения в диске с внутренней стороны колеса к зоне перехода к ободу растут.
В последнее время увеличилось число изломов дисков колёс,из-за увеличения загрузки вагонов.
Применение роликовых подшипников в вагонных буксахпривело к видоизменению шеек оси. Помимо совершенствования шеек оси, так жесовершенствовались химический состав и механические свойства материала осей, атак же технология их изготовления. В 1976г. было освоено изготовление осейспособом винтовой прокатки, что способствовало сокращению на 15% материала дляизготовления колёсных пар.
В последние годы участились случаи образованиянеравномерного проката колёс. Главным образом он возникает у колёс пассажирскихвагонов из-за значительной перегрузкиэлементов колёсной пары и рельсового пути. При скорости движения более 120 км/чвозникают наибольшие силы и ускорения буксы и при этом влияние видов дефектовколёс сказывается в меньшей степени.
Этот дефект возникает в основном из-за жёсткости пути,повышенной скорости и образования на поверхности катания колёс дефектовтормозного происхождения.
Для анализа причин появления дефектов и разработки мер поих устранению, большое значение имеет классификация, которая устанавливаетсвязь между характеристиками износа, повреждения колёсной пары и условийэксплуатации. Качество и эффективность ремонта во многом зависит отисполнителей и организаторов производства в колёсных цехах, от их знанийпередовой технологии и профессионализма.
Требования к колёсным парам в эксплуатациирегламентированы:
«Инструкцией осмотрщику вагонов»
«Инструктивными указаниями поэксплуатации и ремонту вагонных букс с роликовыми подшипниками, при плановыхремонтах вагонов»
«Инструктивными указаниями поэксплуатации и ремонту колёсных пар, при плановых ремонтах вагонов»
Неисправности колесных пар.
В процессе эксплуатации происходит естественный износ, вчастности равномерный прокат обода колеса возникает в результате трения его орельсы.
Исправное содержание ходовых частей в эксплуатацииобеспечивается периодическими видами ремонта (заводскими и деповскими),выполняемые в депо и на заводах, а так же текущим ремонтом. При деповскомремонте колёсных пар восстанавливаются узлы и детали (негодные заменяютсяновыми, а неисправные ремонтируются с доведением до альбомных размеров). Этотвид ремонта наиболее трудоёмок, требует большой затраты новых материалов изапасных частей.
Износ и повреждения колёсных пар выявляют наружнымосмотром, шаблонами и измерительным инструментом.
Наружным осмотром выявляют видимые неисправности,например, трещины и отколы обода, диска и ступицы, цельнокатаных колёс.
Шаблоны применяют для проверки профиля ободацельнокатаных колёс, радиуса закруглений осей колёсных пар, а так же другихдеталей. Из измерительных инструментов наиболее распространены шаблоны,микрометры различных конструкций, штихмасы, линейки и угольники. Особенношироко применяют микрометры при ремонте деталей букс с роликовыми подшипникамии колёсных пар.
Для выявления трещин в металле, которые нельзя обнаружитьнаружным осмотром, проверяют магнитными и ультразвуковыми дефектоскопами.
Исправная работа колесных пар зависит от точностиизготовления деталей и качества их обработки. Поэтому при ремонте колёснеобходимо строго выполнять технические требования и соблюдать установленныеразмеры.
Причины и методы выявления неисправностейколёсных пар.
Главными неисправностями колёсных парявляются: прокат ободьев колёс; износ ободьев по толщине, а так же вертикальныйподрез гребней; ползуны, выщерблины и раковины на поверхности катания; износ иповреждения шеек осей; трещины в осях; протёртость и изгиб оси; ослабление исдвиг колеса на оси; трещины в колёсах.
Неисправности колёс.
Прокат по поверхности катания колеса образуетсявследствие его трения о рельсы (рис.1). Практически принято считать, что 1ммпроката обода цельнокатаного колеса возникает в среднем после пробега колёснойпарой 30000 км.
При большом прокате увеличивается сопротивление движениюпоезда, кроме того, гребень колеса низко опускается и может касаться болтоврельсовых креплений, ослаблять соединение рельсов и даже срезать их болты, чтосоздаёт угрозу для безопасности движения поездов. Наибольшие допускаемыеразмеры равномерного проката при периодическом и текущем ремонте вагонов, а также при их эксплуатации, установленные Инструкцией по освидетельствованию,формированию и ремонту вагонных колёсных пар, приведены в таблице 6.
Прокат измеряется абсолютным шаблоном (рис.2).При измерении вертикальный движок шаблонаустанавливают на расстоянии 70 мм от внутренней грани колеса, а шаблон свободнонакладывают на обод колеса. Чтобы вертикальный движок установить на расстоянии70мм от внутренней грани колеса, необходимо поворотом стопорного винта ослабитьрамку движка, передвижением последнего по прорези совместить риски на шаблоне ирамке и завернуть стопорный винт. Величину проката отсчитывают по делениям,нанесённым на рамке вертикального движка и риске, имеющейся на самом движке.Если прокат смещён относительно круга, измерительную ножку ставят в местенаибольшего износа. Для выявления наибольшего проката измерения производят внескольких местах по окружности обода колеса.
Износпо толщине ободьев колёс наблюдается после продолжительной работы колёсных парв эксплуатации и неоднократных обточек колёс на станке. Наименьшие допустимыеразмеры толщины ободьев колёс при подкатке колёсных пар под вагоны, выпускаемыеиз периодических видов и текущего ремонта, установлены Инструкцией поосвидетельствованию, формированию и ремонту колёсных пар и приведены в таблице1. Измеряют толщину ободьев в наиболее тонком месте шаблоном, называемомтолщиномером (рис.3).Для этого ножку шаблона устанавливают на расстоянии 70 мми толщиномер линейкой плотно прижимают к внутренней грани обода. Затем, двигаядвижок, подводят ножку к поверхности катания. Цифры, нанесённые на линейкешаблона и совпадающие с указательной чертой на движке, показываютдействительную толщину обода с учётом износов на поверхности катания колеса.
Износ и вертикальный подрез гребнейколёс.
Износгребня образуется от соприкосновения с рельсом вследствие извилистого движенияколёсной пары на прямых участках пути и при прохождении вагона по кривым.
Таблица 1
Пассажирские вагоны
Наименьшая толщина при ремонте, мм
заводском
деповском
текущем
текущем
отцепочном
безотцепочном
обращающиеся в поездах со скоростью свыше 120 до 140 кмч
40
40
37
35
обращающиеся в поездах со скоростью свыше 140 до 160 кмч
55
45
42
40
обращающиеся в поездах со скоростью до 120 кмч
33
33
30
25
Допускаемая толщина гребняколёс, измеренная на расстоянии 18 мм от его вершины, при подкатке колёсных парпод вагоны, выпускаемые из деповского, текущего оценочного ремонтов, а так же увагонов, находящихся в эксплуатации, приведена в таблице 2.
Таблица2
Пассажирские вагоны
Толщина гребня при ремонте, мм
заводском
деповском
текущем
обращающиеся в поездах со скоростью свыше 120 до 140 кмч
30-33
30-33
28-33
обращающиеся в поездах со скоростью свыше 140 до 160 кмч
32-33
32-33
30-33
Для измерения толщины гребня применяют абсолютный шаблон(рис.4), который устанавливается так же,как и при проверке проката. Чтобы выявить толщину гребня, нужно горизонтальнуюизмерительную ножку шаблона подвести до соприкосновения с гребнем и нагоризонтальной шкале прочесть величину действительной толщины гребня.
Вертикальныйподрез гребня является следствием нарушения нормальных условий работы колёсныхпар. Подрез гребня особенно часто образуется: у четырёхосных вагонов, имеющихбольшую разность баз боковых рам тележек; при большой разности диаметров колёс,насаженных на одну ось; если имеетсябольшой зазор между буксами и челюстями, а так же перекос рамы тележки; отнесимметричной насадки колёс на оси.
Изношенный гребень колеса может вызвать сход вагона срельсов, в особенности на противошёрстных стрелках. Поэтому к работе подвагонами не допускаются колёсные пары, имеющие вертикальный подрез гребня,верхний край которого находится на расстоянии 18мм и более от поверхностикатания колёс. Для выявления вертикального подреза гребня применяют специальныйшаблон (рис.5). Колёсную пару бракуют, есливертикальная поверхность движка соприкасается хотя бы только в верхней части сподрезанной поверхностью гребня.
При наличии остроконечного наката в верхней части гребня,независимо от высоты подреза и толщины гребня, колёсная пара в эксплуатацию недопускается.
Ползуны (выбоины) образуются на поверхности катания колёспри их скольжении по рельсам в случае заклинивания колёсных пар. Ползуны вовремя движения вагона вызывают удары, разрушительно действующие на рельсовыйпуть, колёсные пары и ходовые части. Поэтому колёсные пары с роликовыми подшипниками,имеющие ползуны более 1мм, для работы под вагонами не допускаются.
Глубину ползуна определяют движком абсолютного шаблонапутём сравнения измерения на месте выбоины с измерением в другом местеповерхности катания колёс, где нет выбоины.
Выщерблинами называют местные углубления на поверхностиобода колеса колёсной пары, появляющиеся вследствие отслаивания иливыкрашивания металла. Выщерблины возникают чаще всего на месте ползунов ирасполагаются симметрично на одной линии у обоих колёс. Такие дефекты могутбыть и на одном колесе, возникают они от проскальзывания колеса в процесседвижения вагона на башмаке при расформировании состава.
Выщерблины на поверхности катания колёс допускаетсяглубиной до 10 мм или длиной по наибольшему измерению до 25 мм у пассажирскихвагонов. Толщина обода колеса в месте выщерблины не должна быть менеедопускаемой (31 мм. в пассажирских поездах со скоростью до 120 кмч, 34 мм. до140 кмч, 40 мм. до 160 кмч ).
Раковины в колёсах являются следствием неметаллическихвключений (шлак, песок) внутрь металла, которые обнаруживаются на поверхностикатания колеса после её истирания или обточки.
Кромеперечисленных выше неисправностей колёс, также нередко встречаются наповерхности катания кольцевые выработки (рис.6), смещение металла иостроконечный накат на участке сопряжения подрезанной части гребня с еговершиной (рис.7).Кольцевая выработка допускается у основания гребня глубиной не более 1 мм и на уклоне 1:7 не более 2 ммили шириной б не более 15 мм. Смещение метала (навар) допускается высотой уколёсных пар пассажирских вагонов не более 0,5мм.
Трещины чаще всего возникают в подступичной части оси свнутренней стороны ступицы колеса и реже в средней части. Причиной появлениятрещин в осях могут служить удары, испытываемые колёсной парой принеудовлетворительном качестве формирования колёсной пары, при погрузке иразгрузке колёсных пар.
Если при формировании колёсной пары ступица колеса илиподступичная часть оси будет обработана с большой конусностью или овальностью,то после напрессовки колеса усилие, удерживающее его на оси, будетраспределяться неравномерно по подступичной части, что вызовет местныенапряжения в оси, способствующие появлению трещин. Отсутствие фаски навнутренней грани ступицы колеса также может явиться причиной появления трещины.
Возникновение трещин на средней части оси объясняетсяглавным образом наличием в верхнем слое металла неметаллических включений,плен, закатов, забоин и других пороков.
Трещины в осях выявляют дефектоскопами, а в эксплуатациипод вагонами — наружным осмотром по признакам, к которым относятся иней,вздувшаяся краска, а так же скопление пыли в виде валика под трещиной. Приобнаружении в оси поперечной трещины колёсную пару бракуют.
Протёртость оси колёсной пары в средней части вызываетсянеправильной сборкой и регулировкой рычажной передачи тормоза. В эксплуатациитакая потёртость допускается на глубину не более 2,5 мм, а при выпуске вагоновиз периодического ремонта – не более 2 мм. Потёртость в предступичной частипоявляется от трения стенок заднего выреза буксы об ось при неправильной сборкебуксового узла и других причин.
Изогнутость оси возникает в результате несоблюдениятребований при её изготовлении и повреждений в эксплуатации. Для определения изогнутостиоси у сформированной колёсной пары измеряют расстояния между внутреннимигранями ободьев колёс в четырёх диаметрально противоположных точках. Наличиеразности этих расстояний в двух диаметрально противоположных точках более 2ммсвидетельствует об изогнутости оси или неисправности колеса.
Ослабление и сдвиг колеса на оси могут произойти отнеправильного натяга, допущенного при напрессовке колеса на ось, грубой инеправильной расточки ступицы колеса и обточки подступичной части оси.Признаками ослабления насадки ступицы является выступление ржавчины или масла уступицы с внутренней стороны колеса, трещина краски по всему периметру всоединении со ступицей.
Сдвиг колеса на оси или неправильную напрессовку егоопределяют измерением в четырёх точках расстояния между внутренними гранямиколёс и несоответствием этого расстояния установленным размерам.
При наличии признаков ослабления прочность посадки колесана оси проверяют на гидравлическом прессе. Если сдвиг колеса от середины всторону шеек при усилии 75-85тс не произошёл, колёсная пара признаётся годной кэксплуатации. Кольцевые трещины в диске колеса могут появляться от тугойзапрессовки последнего на ось. Колёсные пары с трещинами в ободьях и дискахцельнокатаных колёс не допускаются к эксплуатации.
Виды освидетельствования и ремонта.
Колёсные пары за время своей службы подвергают осмотру,обыкновенному и полному освидетельствованию, ремонту без смены и со сменойэлементов.
Осмотр колёсных пар производится: в пунктах подготовкивагонов к перевозкам; на станциях формирования и расформирования поездов; настанциях, где графиком движения предусмотрена стоянка для технического осмотравагонов; после крушения, аварии, столкновения или схода вагона с рельсов и притекущем отцепочном ремонте.
При осмотре колёсных пар проверяют: на ободьях колёсналичие трещин, ползунов (выбоин), плен, раздавленностей, отколов, выщерблин,предельного проката, подреза гребня более допускаемых размеров и остроконечногонаката гребня на участке сопряжения его подрезанной части с вершиной; наличиетрещин в ступицах, дисках и ободьях колёс, признаков ослабления или сдвигаступиц на оси; на осях – поперечных, косых или продольных трещин, плен,протёртых мест в средней части более допускаемых размеров; на колёсной паре –размеры и искосы.
Обыкновенное освидетельствование колёсных парпроизводится при каждой подкатке под вагон и выполняется следующим образом.Колёсную пару до очистки осматривают для выявления ослабления или сдвигаступицы на оси, трещин на средней части оси. Затем выполняют все проверки,предусмотренные осмотром колёсных пар под вагоном, и дополнительноосуществляют: очистку от грязи и смазки; проверку магнитным дефектоскопом шеек,предступичных и средней части оси и ультразвуковым дефектоскопом подступичных частейоси колёсных пар; осмотр и проверку соответствия размеров всех элементовколёсной пары и их искосов установленным допускам при эксплуатации и еёремонте.
При обыкновенном освидетельствовании колёсных пар сроликовыми подшипниками производят промежуточную ревизию букс. Результатыосвидетельствования записывают в журнал. Клеймения колёсных пар после этоговида освидетельствования не делается.
При обточке поверхности катания колёсных пар дляроликовых подшипников при первом предельном прокате или других неисправностяхповерхности катания колёс, образовавшихся после предыдущего полногоосвидетельствования, производят обыкновенное освидетельствование. При этом влевом углу бирки, установленной над болтами крепительной крышки роликовойбуксы, набивают знак об обточке в виде буквы “О”, условный номер ремонтногопункта и дату.
Полное освидетельствование колёсных пар для роликовыхподшипников производится: при формировании и ремонте со сменой элементов; послеопробования ступиц колёс на сдвиг гидравлическим прессом; при неясности клейм изнаков последнего полного освидетельствования; после вырубок волосовин,неметаллических включений и других пороков на оси в пределах установленныхнорм; после крушений и аварий поездов у повреждённых вагонов; при ремонте вагоновна заводах.
Кроме того, полное освидетельствование колёсных пар дляроликовых подшипников делается: через одну обточку по предельному прокату илидругим неисправностям ободьев колёс; при полной ревизии букс; после сходавагонов с рельс; при наличии на поверхности катания ползуна глубиной более 1мму пассажирских вагонов.
При полном освидетельствовании колёсных пар выполняют всеработы, предусмотренные обыкновенным освидетельствованием, и дополнительно:очистку колёсной пары от краски; проверку дефектоскопом шеек и средней частиоси; проверку подступичных частей осей колёсных пар дефектоскопом передзапрессовкой или ультразвуковым дефектоскопом, если они не подвергалисьпрессовым работам; демонтаж букс с роликовыми подшипниками; постановку клейм изнаков полного освидетельствования.
Для очистки колёсных пар от краски и грязи в вагонномдепо применяют однокамерные моечные машины. Колёсную пару для очисткизакатывают в камеру машины на роликовые опоры механизма вращения, где онаобмывается в начале горячим раствором каустической соды, а затем горячей водойдля удаления остатков раствора. Быстрая очистка колёсных пар от старой краски игрязи достигается в результате химического воздействия каустической соды имеханического действия горячих струй раствора и воды. Очистка в камерепроисходит в течение 6 минут.
Для ускоренияочистки колёсных пар широко внедряются автоматические поточные линии, гдеподача и очистка колёсных пар выполняется без участия рабочего.
После очистки проверяют все размеры элементов колёснойпары, которые должны соответствовать нормам, установленным Инструкцией поосвидетельствованию, ремонту и формированию вагонных колёсных пар. Осмотренныеколёсные пары регистрируют в журнале формы ВУ-53, где отмечают номер колёснойпары, номер плавки оси, тип колёсной пары с указанием диаметра колеса, типколеса, основные размеры осей.
При наличии неисправности или несоответствии какого-либоразмера требованиям инструкции колёсную пару бракуют и ремонтируют.
Колёсные пары ремонтируют без смены элементов (обточкаободьев колёс по кругу катания, обточки, опробование на прессе колёсных пар спризнаками ослабления) и со сменой элементов (замена колёс и осей).
Испытание дефектоскопом осей колёсныхпар.
Дефектоскопами проверяют: шейки и предступичные частиосей колёсных пар при полном освидетельствовании; подступичные части оси послеобточки перед запрессовкой; среднюю часть оси при полном освидетельствовании икаждом выпуске колёсных пар из ремонта; подступичные части оси при полномосвидетельствовании колёсных пар.
Контрольные операции выполняет техник-дефектоскопист,выдержавший испытание и получивший удостоверение на право проверкидефектоскопом деталей вагонов.
В вагонных депо и на ремонтных заводах применяютследующие дефектоскопы: неразъёмный (шеечный) – для испытания шеек ипредступичных частей осей сформированных колёсных пар, а так же подступичныхчастей перед запрессовкой; разъёмный – для магнитного контроля средней частиоси; ультразвуковой ЦНИИ – для выявления трещин в подступичной части без снятияколеса с оси.
Неразъёмный (шеечный) дефектоскоп представляет собойсоленоид, помещённый в деревянный ящик с отверстием в середине. С помощьюпереключателя катушки соленоида могут соединяться параллельно и последовательнодля работы при напряжении 110 В и 220 В. Этот дефектоскоп может работать напеременном и постоянном токе.
Разъёмный дефектоскоп состоит из понижающеготрансформатора и соединённого с ним разъёмного соленоида, тележки дляпередвижения вдоль оси колёсной пары; подъёмной части и щитка с рубильником длявключения дефектоскопа в сеть. Работает дефектоскоп на переменном токенапряжением 220В.
Подступичные части новых и старогодных осей переднапрессовкой на них колёс проверяют шеечным или разъёмным дефектоскопом.Порядок и технология проверки подступичной части шеечным дефектоскопоманалогичны проверке шейки и предподступичной части оси. Проверка подступичнойчасти оси разъёмным дефектоскопом производится так же, как и средней части оси.
Ультразвуковой дефектоскоп конструкции ЦНИИ представляетсобой переносной прибор, заключённый в футляр. Дефектоскоп состоит из силовоготрансформатора, электроннолучевой трубки, радиоламп и других деталей. Вкачестве излучателя и приёмника ультразвуковых колебаний использовано вещество,обладающее пьеза электрическими свойствами (титанат натрия).
Чувствительность дефектоскопа повышается, если торцыпроверяемых осей колёсных пар, к которым прикасаются щупы-искатели, имеютгладкую поверхность, обработанную по установленному плану шероховатости.
Для проверки исправности ультразвукового дефектоскопа вколёсных цехах депо и на ВРЗ имеется эталонная колёсная пара, ось которой вподступичной части имеет пропил глубиной 4 мм.
Включать прибор без заземления корпуса, а так же менятьлампы и другие детали при включённом в сеть дефектоскопе запрещается. Длянормальной работы рекомендуется включать прибор в осветительную, а не в силовуюсеть цеха.
Ремонт колёсных пар со сменой элементов.
Этотвид ремонта требует более высокой квалификации работников и сложногооборудования, чем ремонт без смены элементов, так как, кроме колёсно-токарныхстанков, требуются прессы для выполнения прессовых работ: осеотрезные,осеобдирочные, осетокарные и карусельные станки. Разметка видов ремонтаколёсных пар производится обозначениями в местах, указанных в
таблице3.
Колёсные пары со сменой элементовремонтируют и в вагонных колёсных мастерских, колёсных цехах заводов и депо,которые имеют вышеуказанное оборудование.
Смена оси производится при её неисправности или маломерности.Колёсная пара, имеющая забракованную ось, исключается из инвентаря, а вместонеё формируется другая колёсная пара с использованием новой оси и старогодныхколёс или полностью из старых элементов.
Весь процесс смены оси состоит из распрессовки колёснойпары, обработки новой или старогодной оси, упрочняющей накатки, ремонта ипроверки ступиц колёс и запрессовки колёс на ось.
Смена колёс, имеющих толщину обода менее допускаемой илидругие повреждения и неисправности, при наличии которых они подлежат замене,производится в той же последовательности, как и при смене оси.
Для замены негодных колёс используются новые истарогодные колёса. Предварительно их тщательно осматривают, проверяют размеры,а затем ступицы колёс растачивают до размера диаметра подступичной части оси сучётом необходимого для запрессовки натяга.
Таблица 3
Вид ремонта
Условные
обозначения
видов
ремонта
Место на колесной паре
для разметки
условного вида ремонта
Ремонт колесных пар со сменой элементов
Смена оси
СО
Внутренняя грань одного
из ободьев колес
Смена одного или двух колес
СО
То же
Переформирование колесной пары вследствие
несоответствия расстояния между внутренними гранями ободьев колес установленным размерам
ШГ
То же
Переформирование колесной пары вследствие
наличия разницы расстояний между торцами оси и внутренними гранями колес с одной и другой стороны колесной пары более допускаемых размеров
РК
То же