Ремонт колесной пары ЧС-4Т

Содержание

   стр

Исходные данные

Локомотивное депо

Локомотив ЧС4Т

Технология ремонта или технического обслуживания

Колесная пара электровоза ЧС4Т

Введение

Колесная пара электровоза является основным элементом ходовой части, который воспринимает и передает статическую и динамическую нагрузки на рельс и служащий для направления тягового подвижного состава по рельсовому пути. При движении тягового подвижного состава по рельсовому пути происходит интенсивное взаимодействие колеса и рельса, от которого напрямую зависят безопасность движения, скорость движения поездов, расход топливно-энергетических ресурсов, что предъявляет высокие требования к основному элементу этого взаимодействия – колесной паре. Колесные пары должны соответствовать принятым ширине колеи, габариту подвижного состава и осевым нагрузкам. По габаритным требованиям оси и буксы должны находиться на определенной высоте над уровнем головки рельса, кроме того, диаметр колес должен быть увязан с конструкцией рессорного подвешивания. Спроектированная с учетом этих условий колесная пара должна выдерживать заданный уровень динамических нагрузок и сил, возникающих во взаимодействии как между экипажем и колесными парами, так и между колесами и рельсами. Для обеспечения безопасности движения и предотвращения излома колесных пар под подвижным составом на железных дорогах установлен строгий контроль над качеством изготовления колесных пар и их элементов, а также их состоянием в эксплуатации. При этом определены предельные отклонения размеров и виды дефектов, с которыми колесные пары можно допускать к эксплуатации, а также методики, при помощи которых осуществляется контроль и ремонт колесных пар и их элементов. В настоящем курсовом проекте рассмотрены все виды осмотра, освидетельствований колесных пар электровоза серии ЧС4Т, а также виды ремонта колесных пар, предусмотренные действующими нормативными документами.

1 Назначение, конструкция и условия работы  колесной пары электровоза серии  ЧС4Т

Колесные пары электровоза воспринимают вертикальные нагрузки от кузова и размещенного в нем оборудования, тележек, тяговых двигателей и передают эти нагрузки на рельсы. Кроме того, колесные пары направляют электровоз по рельсовому пути, воспринимают статические и динамические нагрузки, возникающие между рельсами и колесами, преобразуют вращающий момент тягового двигателя в поступательное движение. В точке контакта колеса и рельса в тяговом и тормозном режимах реализуются силы сцепления.

Колесные пары ТПС работают в тяжелых условиях. При движении по рельсовому пути на колесные пары воздействуют значительные статические и динамические нагрузки, которые при взаимодействии колеса и рельса существенно зависят от воздействия неподрессоренных масс локомотива, при этом вертикальная нагрузка от веса электровоза создает изгибающие усилия, действующие на ось, а вращающий момент тягового двигателя – усилия кручения. Усилия кручения также возникают при вписывании экипажа в кривые участки пути в моменты, когда колесо на одном конце оси проскальзывает относительно колеса на другом конце той же оси. При вращении колесной пары ось испытывает значительные знакопеременные нагрузки от усилий изгиба, что может вызвать явление усталости металла и появление микротрещин. Кроме того, колесные пары локомотива воспринимают дополнительные динамические силы, связанные с колебаниями локомотива и проследованием неровностей пути, а также ударами при проследовании стрелочных переводов и рельсовых стыков. Также отдельно следует отметить воздействие  тормозных колодок на поверхность катания колеса или бандажа колесной пары.

Устройство колесной пары электровоза ЧС4Т можно посмотреть в Приложении 1.

Каждая колесная пара состоит из: оси (1), колесных центров (5), бандажей (4) с фиксирующими кольцами (6), втулки зубчатого колеса (2) и большого зубчатого колеса (3).

Ось колесной пары кованая, изготовлена из осевой стали ОсЛ сопротивлением растяжению не ниже 590 МПа. Ось обрабатывается до соответствующих размеров пол посадку буксовых подшипников и запрессовку колесных центров. Переходы между различными диаметрами оси выполнены плавными для устранения концентрации напряжений. С целью повышения усталостной прочности производится накатка поверхности оси роликом. Ось имеет шейки под буксовые подшипники, предподступичные и подступичные части, среднюю часть. Торцы и концы осей колесной пары подготовлены для установки деталей заземляющих устройств, привода скоростемера и регуляторов пневматического тормоза.

Колесные центры отлиты из углеродистой стали 25ЛIII, имеют 12 спиц, для облегчения демонтажа при переформировании колесной пары колесные центры снабжены каналами (7) под масло.

Втулка зубчатого колеса (2) напрессована на часть оси, предварительно покрытую смолой для защиты от коррозии, а венец зубчатого колеса (3) соединен с втулкой при помощи призонных болтов.

На колесные центры в горячем состоянии надеты бандажи колесных пар. Бандажная конструкция выбрана исходя из того, что при движении по рельсам на поверхности колес, в точке контакта с рельсом, возникают большие контактные напряжения под действием веса локомотива и передаваемых тяговых усилий, что приводит к большому износу поверхности катания, на которую к тому же воздействуют тормозные колодки. Бандаж выполнен из специальной бандажной стали с содержанием углерода 0,57-0,65%, временным сопротивлением не менее 850 МПа и твердостью не менее 243 НВ. Для предотвращения проворачивания на ободе колесного центра применяется горячая посадка бандажа (температура нагрева 250 – 320ОС) с натягом 1,3 – 1,7 мм, а затем в канавку бандажа заводят выполненное из специального профиля фиксирующее кольцо (6), препятствующее его поперечному сдвигу. Буртик канавки обжимают с помощью роликов на специальном прессе. Профиль бандажа установлен ГОСТ 11018-2011 (см. Приложение 2)

Профиль поверхности катания бандажа определен условиями прохождения колесной парой кривых участков пути. При прохождении кривых участков пути одно колесо колесной пары катится по внутреннему радиусу, другое – по внешнему, при этом радиусы кривых внутреннего и внешнего рельсов отличаются на величину ширины колеи, и наружный рельс длиннее внутреннего. Таким образом, при цилиндрической поверхности катания, наружное колесо неизбежно отставало бы от внутреннего колеса, что привело бы к проскальзыванию колес по рельсам, и как следствие, к повышенному износу рельсов и бандажей, а так же к ухудшению сцепления колеса с рельсом. Конический профиль бандажа уменьшает проскальзывание колес, так как под действием центробежной силы колесная пара перемещается в поперечном направлении и наружное колесо контактирует с рельсом по большому диаметру конической поверхности, а внутреннее колесо – по меньшему. Конический профиль бандажей облегчает прохождение стрелочных переводов колесами со значительным прокатом. Фаска 45о у наружного торца бандажа служит для смещения на нее наплывов металла, образовавшихся при прокате поверхности катания. Для контроля над положением бандажа относительно колесного центра на наружную поверхность бандажа и обод колесного центра наносят контрольные метки, расположенные по радиусу напротив одной из спиц. Контрольную метку на бандаже выполняют в виде четырех – пяти насечек глубиной 1,5 мм на длине 25 мм, а на колесном центре – в виде риски глубиной до 1 мм.

2 Периодичность  проведения технического обслуживания, плановых видов ремонта КП

2.1  Осмотр

Проводят с целью выявления их неисправностей в следующих случаях:

1. Осмотр под ТПС при всех видах его технического обслуживания (ТО) и текущих ремонтах ТР-1, ТР-2.

2.1.2 Осмотр перед подкаткой колесной пары под ТПС, если после ее формирования или проведения полного освидетельствования прошло не более 2 лет, дату формирования и освидетельствования устанавливают по данным формуляра (технического паспорта) на колесную пару.

2.1.3 Осмотр под ТПС после схода его с рельсов.

2.2 Обыкновенное освидетельствование колесных пар

Проводится аттестованными работниками в следующих случаях:

2.2.1 При всех случаях их подкатки под ТПС в депо, за исключением подкатки под ТПС колесной пары, если после ее формирования или проведения полного освидетельствования прошло более 2 лет. При этом дату формирования и освидетельствования устанавливают по данным формуляра (технического паспорта) на колесную пару

2.2.2 После крушения, аварии и схода с рельсов при скорости более 10 км/ч, если при осмотре не выявились повреждения составных частей колесной пары, требующие их замены.

2.3 Полное освидетельствование колесных пар

Проводится аттестованными работниками в следующих случаях:

2.3.1 При ремонте с заменой составных частей

2.3.2 При неясности клейм и знаков последнего полного освидетельствования

2.3.3. При наличии повреждений колесной пары после крушения, аварии, столкновения или схода ТПС с рельсов, а также любых видимых повреждений, выявленных при осмотре, кроме повреждений, которые могут быть устранены обточкой или шлифовкой (зачисткой).

2.4 Ремонт без замены составных частей

Проводится по потребности

2.5 Ремонт с заменой составных частей

Проводится по потребности

Кроме того, в период эксплуатации колесных пар обточкой на специальных станках устраняется прокат и прочие сверхнормативные отклонения от установленного профиля.

3 Технология ремонта колесных пар при производстве

3.1 Осмотр  колесных пар

Производится с целью выявления дефектов и недопустимых значений параметров, приведенных в таблице 1.

Таблица 1 Дефекты составных частей и недопустимые значения их параметров, при которых запрещается эксплуатация колесной пары

1) Прокат определяется как разность между исходной высотой гребня, и действительной его высотой, полученной при измерении шаблоном УТ-1 (УТ-1М). За исходную высоту гребня для локомотивов (кроме имеющих бандажи, обточенные по профилю ДМеТИ) принимается 30 мм. При использовании шаблонов УТ-1, УТ-1М необходимо исключать влияние дефектов на поверхности вершины гребня на результат измерения.

2) При измерении шаблонами УТ-1, УТ-1М толщину гребня проверять с учетом поправок

3) При выпуске из ТО-3, ТР-1, ТР-2 ползун более 0,5 мм не допускается.

4) За колесной парой, находящейся в эксплуатации, с выступающей смазкой, ржавчиной или трещинами краски в местах соединения колёсного центра с осью, без явных признаков ослабления (сдвига центра или колеса вдоль образующей оси или по окружности), установить особое наблюдение. При сдвиге колёсного центра или колеса следование с поездом запрещается. Локомотив должен следовать в депо в одиночном следовании, тормозные цилиндры и тяговый электродвигатель поврежденной колесной пары должны быть отключены.

5) Проверку нагрева осуществляют в течение 5 мин после прибытия ТПС

При техническом обслуживании ТО-1 выполняют осмотр колесных пар в доступных местах и проверяют отсутствие следующих дефектов:

- визуальным контролем (при необходимости измерением): трещины, ползуны и выбоины, плены, раздавленности (местное или общее увеличение ширины бандажа), выщербины, раковины и вмятины, навары, кольцевые выработки на поверхности бандажа, сдвиг бандажа (по контрольным отметкам на бандаже и ободе центра), остроконечный накат на гребне.

- ослабление бандажей  на ободе колёсного центра — остукиванием слесарным молотком по поверхности катания;

- нагрев буксового  узла — с использованием измерительного прибора или прикосновением тыльной стороной ладони к поверхности буксы над подшипником.

При технических обслуживаниях ТО-2 локомотивов выполняют осмотр колесных пар (в том числе из смотровой канавы) в объеме осмотра ТО-1 и дополнительно проводят контроль отсутствия следующих дефектов:

- признаков ослабления или сдвига ступиц на оси;

- протертых мест, плен, следов электроожога на открытых частях осей;

- контроль ослабления  бандажного кольца остукиванием  молотком по поверхности бандажного  кольца;

- контроль нагрева  поверхности корпусов моторно-осевых  подшипников и опорных подшипников тяговых редукторов с использованием измерительного прибора или прикосновением тыльной стороной ладони при постановке ТПС на смотровую канаву;

- измерение гребней  и толщины бандажей

При технических обслуживаниях ТО-3, ТО-4, ТО-5 ТПС выполняют осмотр колесных пар в объеме ТО-2 и дополнительно проводят:

- очистку колесной  пары в местах контрольных  рисок и местах выполнения измерений;

- измерение гребней  и толщины бандажей.

При текущих ремонтах ТР-1, ТР-2 ТПС осмотр колесных пар выполняют в объеме ТО-3 и дополнительно проводят:

- осмотр буксового  узла в соответствии с Инструкцией, утвержденной МПС России 11.06.1995 №  ЦТ-330;

- осмотр зубчатой передачи

3.2 Обыкновенное освидетельствование колесных пар

Обыкновенное освидетельствование колесных пар проводят работники, аттестованные и получившие удостоверение на право проведения этих работ. Перед обыкновенным освидетельствованием колесной пары проводят очистку её от грязи, смазки или обмывку в моечной машине. Обыкновенное освидетельствование включает в себя контроль возможных дефектов в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2 Контроль дефектов при обыкновенном освидетельствовании колесных пар

Допускаемые значения параметров колесной пары, контролируемых при обыкновенном освидетельствовании, приведены в таблице 3.

Таблица 3 Параметры колесной пары, контролируемые при обыкновенном освидетельствовании

*) Установлено  только для ТР-3, для технических  обслуживаний и текущих ремонтов ТР-1, ТР-2

**) При обточке под ТПС не контролируют

При обнаружении дефектов поверхности катания колес, не соответствующих допускаемым значениям параметров по таблицам 2 и 3, производят обточку бандажей по профилю. При невозможности устранения дефектов при помощи обточки колесную пару направляют в ремонт.

После проведения обыкновенного освидетельствования проводят окраску открытых средней и предподступичных частей оси (в том числе предподступичные и подступичные части оси между лабиринтными кольцами и ступицами колес, а также открытые поверхности оси между колёсными центрами и подшипниковыми узлами осевых редукторов) эмалью черного или темно-серого цвета. После обточки и упрочнения бандажей наносят контрольную полосу шириной 10 мм эмалью зеленого цвета следом за красной полосой по часовой стрелке и в непосредственной близости от нее.

Результаты контроля при обыкновенном освидетельствовании заносят в книгу формы ТУ-21 и формуляр (технический паспорт) колесной пары.

3.3 Полное освидетельствование колесных пар

При полном освидетельствовании колесной пары выполняют все работы, предусмотренные для обыкновенного освидетельствования, и дополнительно проводят:

- очистку колесной  пары от краски (на литых необработанных поверхностях колесных центров допускается неполная очистка от краски, не мешающая визуальной проверке наличия трещин);

- проверку наличия  и ясности установленных клейм  и знаков на составных частях колесной пары;

- проверку соответствия  размеров и параметров составных  частей колесной пары требованиям ремонтных чертежей

- проверку плотности  посадки призонных болтов зубчатых  колес остукиванием двухсотграммовым молотком по головке болта;

- проверку магнитным  дефектоскопом призонных болтов  зубчатых колес в случае их замены;

- УЗД закрытых  частей оси;

- проверку магнитным  дефектоскопом посадочной поверхности бандажа и прижимного бурта после его обжима;

- переформирование (выпрессовку оси) с проверкой  неразрушающим контролем всех составных частей колесной пары электровоза с удлиненными ступицами колесных центров, если от даты формирования колесной пары или выпрессовки оси прошло более 8 лет;

- проверку на  сдвиг колесных центров без  удлиненных ступиц, если от формирования  или выпрессовки оси прошло  более 10 лет.

По результатам полного освидетельствования осуществляют замену забракованных составных частей и постановку клейм и знаков полного освидетельствования.

При поступлении колесной пары в цех для производства полного освидетельствования и ремонта проводят следующие работы:

- очистку колесной  пары от грязи и смазки в  моечной машине.

- сушку колесных  пар (рекомендуется – сжатым воздухом);

- демонтаж буксовых  узлов;

- снятие внутренних  колец буксовых подшипников и  лабиринтных колец;

- очистку оси  и колёсных центров до металла;

- контроль наличия  и читаемости клейм 

- дефектоскопию:

1) магнитным дефектоскопом  открытых частей осей, зубьев  зубчатых колес, пальцев тягового  привода.

2) УЗД удлиненных  ступиц колесных центров, закрытых  частей осей.

- измерение геометрических  параметров составных частей  колесной пары в соответствии с таблицей 4 для выявления их недопустимых значений.

Таблица 4 Параметры составных частей колесной пары, контролируемые  
при полном освидетельствовании, и их допустимые значения