Ремонт топливоподкачивающего насоса 2ТЭ10У КР-1

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Надёжность тепловоза, определяемая совершенством его конструкции и технологией изготовления, в процессе эксплуатации постепенно снижается вследствие изнашивания трущихся деталей, коррозии, усталости металла, старения материалов и других вредных процессов. Они вызывают повреждения, устранение которых становиться необходимым для безотказной работы.

Техническое обслуживание и ремонт тепловоза, как и всякой               машины, - объективная необходимость, вызываемая техническими, эксплуатационными и экономическими причинами.

Технические причины обусловлены разнообразием выполняемых деталями функций и широким диапазоном изменения действующих на них нагрузок.

Эксплуатационные причины, а именно различие в климатических, путевых и режимных условиях, в которых работают тепловозы, в квалификации локомотивных бригад, в значительной мере определяют сроки и объёмы профилактических и ремонтных работ.

Экономическая причина ремонта тепловоза – целесообразность использования после восстановления базовых и наиболее дорогостоящих деталей, что позволяет уменьшить материальные и трудовые затраты. Затраты на капитальный ремонт тепловоза обычно не превышают 25 % стоимости нового тепловоза, а расход металла на его ремонт примерно в 15 раз ниже, чем на изготовление.

Для сохранения долговечности тепловоза необходимы продуманная система технического обслуживания и ремонта, оснащенная современными средствами ремонтная база, новейшая технология восстановления деталей. Квалифицированный обслуживающий и ремонтный персонал.

Цель данного проекта – разработать технологический процесс ремонта и конструкцию специального оборудования для ремонта насоса топливоподкачивающего тепловоза 2ТЭ10У.

В курсовом проекте разработан указанный технологический процесс, приведены конструкция и условия работы сборочной единицы, возникающие при этом неисправности, их причины и способы предупреждения, отражена технология капитального ремонта с заполнением сопутствующих документов. Кроме того, приведена организация рабочего места и техника безопасности при ремонте, а также расчет специального оборудования, применяемого при ремонте, его устройство и принцип работы.

 

1 УСЛОВИЯ РАБОТЫ НАСОСА ТОПЛИВОПОДКАЧИВАЮЩЕГО

 

Топливоподкачивающий агрегат подает топливо под давлением к топливным насосам дизеля. Агрегат состоит из насоса и электродвигателя постоянного тока типа П21, установленных на общей плите и соединенных между собой эластичной муфтой. Питание электродвигателя осуществляется от аккумуляторной батареи.

Топливоподкачивающий насос шестеренного типа. За одно целое со стальным валом насоса выполнена втулка, имеющая зубья с внутренним зацеплением, впадины которых сквозные (прорезанные). Вал вставляется в корпус насоса со стороны крышки. Втулка по наружной поверхности плотно прилегает к корпусу насоса, а с внутренней стороны зубья втулки также плотно прилегают к серповидному выступу крышки.

Звездочка сидит на оси, запрессованной в отверстие крышки. Ось звездочки расположена эксцентрично относительно оси вала ведущей втулки, но с обеспечением зацепления зубьев втулки и ведомой звездочки. Топливо по штуцеру поступает в полость всасывания. Заполняя впадины зубьев звездочки и втулки, топливо при вращении последних перегоняется в нагнетательную полость и далее через штуцер насоса по нагнетательному трубопроводу к фильтру тонкой очистки. Точностью пригонки звездочки и втулки к корпусу насоса, крышке и к серповидному ее выступу исключается возможность обратного протекания топлива из одной полости в другую.

Герметичность насоса обеспечивается уплотнением сильфонного типа. На вал ведущей втулки напрессована стальная втулка, которая по наружной поверхности плотно входит в расточку корпуса, К торцу втулки плотно прилегает торец бронзовой втулки. Плотность прилегания торцов втулок обеспечивается и шлифованием, и притиркой.

К буртику втулки припаяна гофрированная трубка сильфона, другая сторона которой припаяна к бронзовой уплотнительной втулке. Пружина стремится раздвинуть втулки. Накидная гайка прижимает конический буртик втулки к пояску корпуса насоса. Пружина прижимает втулку к втулке, исключая возможность попадания топлива, просачивающегося по зазору между корпусом и втулкой, в внутреннюю полость гофрированной трубки. Герметичность уплотнительного узла насоса проверяется опрессовкой топливом под давлением 0,5 МПа в течение 2 мин. При проворачивании от руки вал насоса должен вращаться плавно, без заеданий.

Торцовый зазор между втулкой и корпусом насоса регулируется прокладками. Нормальная работа насоса обеспечивается, если радиальный зазор между ведущей втулкой и корпусом находится в пределах 0,03 − 0,09 мм, а осевой зазор ведущей втулки в пределах 0,05 − 0,14 мм. Соосность оси электродвигателя с осью насоса регулируется прокладками. Стабильность центровки валов насоса и электродвигателя обеспечивается установкой штифтов.

Соединительная муфта состоит из ведущей и ведомой полумуфт, посаженных с помощью шпонок на валы электродвигателя и насоса. Продольные перемещения полумуфт исключены установкой штифтов. Между лепестками полумуфт с натягом вставлены резиновые пальцы, продольное перемещение которых ограничивается стопорным кольцом. [1]

 

2 НЕИСПРАВНОСТИ НАСОСА ТОПЛИВОПОДКАЧИВАЮЩЕГО, ИХ ПРИЧИНЫ И СПОСОБЫ ПРЕДУПРЕЖДНИЯ

 

Перечень типичных неисправностей, способы предупреждения отказов деталей насоса топливоподкачивающего приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 – Типичные неисправности, способы устранения отказов деталей               насоса топливоподкачивающего

Возможные неисправности	Причина возникновения	Способы предупреждения
Трещины корпуса	Вибрации	Своевременное выявление
Потеря                герметичности сильфонного       уплотнения	1 Механическое изнашивание 2 Контактно-усталостные нагрузки	Своевременное выявление
Увеличение зазора между втулкой и корпусом насоса	1 Механическое изнашивание 2 Контактно-усталостные нагрузки	Постоянный контроль
Износ подшипников	1 Механическое изнашивание 2 Контактно-усталостные нагрузки 3 Вибрации	Проведение                акустического контроля
Трещины шестерен, вала	1 Механическое изнашивание 2 Контактно-усталостные нагрузки 3 Вибрации	Постоянный контроль
Износ и повреждения зубьев шестерен	1 Механическое изнашивание 2 Контактно-усталостные нагрузки	Своевременная постановка тепловоза на ремонт
Перекос осей вала насоса и              электродвигателя	Механическое изнашивание	Постоянный контроль
Увеличение осевого люфта ведущей втулки	Механическое изнашивание	Постоянный контроль

 

 

3 ОБЪЕМ РАБОТ ПРИ РЕМОНТЕ  НАСОСА                                      ТОПЛИВОПОДКАЧИВАЮЩЕГО

 

3.1 Общие требования к объему работ согласно правилам ремонта

 

Исправное и работоспособное состояние тепловозов обеспечивается строгим соблюдением установленной системы технического обслуживания и ремонта путем своевременного, качественного и в полном объеме выполнения работ, установленных техническими условиями.

Для насоса топливоподкачивающего предусмотрены определенные виды работ, регламентированные правилами капитальных ремонтов тепловозов типа ТЭ3 и ТЭ10. [2]

При проведении ремонта осматривают топливоподкачивающий насос. Проверяется надежность крепления насоса, отсутствие утечек, в том числе по уплотнению вала, крепление и состояние соединительной муфты насоса с электродвигателем, свободность вращения вала насоса. При наличии заеданий топливоподкачивающего насоса агрегат заменяют на отремонтированный и обкатанный на стенде.

Осматривается клапан аварийного питания  дизеля топливом и при запущенном дизеле проверяется работа системы аварийного питания.

Далее топливоподкачивающий насос снимается и разбирается. Корпус насоса, имеющий трещины, заменяется. Перед разборкой насоса проверяется осевой разбег ведущей втулки и герметичность уплотнения.

Контроль герметичности (надёжности сильфонного уплотнения) производится опрессовкой на типовом  стенде  при давлении  в нагнетательной системе 0,5 МПа в течение 2 мин. Герметичность сильфонного уплотнения восстанавливается притиркой контактных поверхностей втулок с сильфоном. Цельность сильфона проверяется опрессовкой. Сильфоны, имеющие трещину гофрированной трубки, отремонтированные пайкой,  заменяются новыми.

Номинальный зазор между ведущей втулкой и корпусом насоса восстанавливается заменой или хромированием ведущей втулки. Допускается расточка корпуса насоса и  постановка чугунной втулки с натягом. Зазор между ведомым зубчатым колесом и осью восстанавливается хромированием, осталиванием или заменой оси. Форма и соосность отверстий корпуса под ведущую втулку восстанавливаются обработкой отверстий с одной установки под ремонтный размер или постановкой в отверстия ремонтных втулок с последующей их обработкой под чертёжный размер.

Зазор между ведущей втулкой и корпусом насоса должен быть в пределах допуска. Осевой люфт ведущей втулки устанавливается в пределах 0,05-0,14 мм за счет прокладок, устанавливаемых между крышкой и корпусом. Зазор между пальцем муфты и амортизатором должен быть в пределах допуска. В собранном насосе при проворачивании вала насоса от руки последний должен вращаться без заеданий.

При установке на плиту проверяется перекос осей вала насоса и электродвигателя. Отклонение от соосности допускается не более 0,05 мм на длине       50 мм. Допускается распиловка отверстий в лапах двигателя до 1,5 мм в любую сторону. Положение узлов фиксируется штифтами.

Топливоподкачивающий насос испытывается на стенде соответствующем условиям работы на тепловозе. На всасывающей магистрали должен быть установлен фильтр. Противодавление на выходе создается частичным перекрытием вентиля на нагнетательной магистрали, замеряется манометром, включенным в нагнетательную магистраль. Стендовые испытания производятся на дизельном топливе, применяемом для тепловоза при температуре от 10 °С до 30 °С на режимах, приведенных в таблице 2.

 

 

 

 

 

Таблица 2 – Режимы испытаний топливоподкачивающего насоса

Номер режима	1	2	3
Частота вращения вала насоса, с-1 (об / мин)	10,0 0,5 (600 30)	13,2 0,5 (800 30)	22,5 0,17 (1350 10)
Давление нагнетания, МПа   Разряжение на всасывании, мм.рт.ст. не менее	При открытых вентилях всасывающего и нагнетательного трубопроводов	0,175   100	0,35   100
Продолжительность испытаний, мин	5	5	20
Производительность, л / мин не менее	не замеряется	не замеряется	27

 

Герметичность насоса проверяется в начале 3-го режима при частоте вращения 1350 об / мин и давлением 0,5 МПа в нагнетательном трубопроводе в течение 2 мин. Потение и течь через стенки и стыки не допускается. Потение допускается на валу насоса. В конце 3-го режима производится замер производительности.

Установка топливоподкачивающего агрегата на тепловоз допускается только после обязательной центровки вала насоса с валом электродвигателя и производства  стендовых испытаний в соответствии с Технологической инструкцией.

Центровка ведущей втулки насоса с валом электродвигателя производится при помощи технологической втулки или приспособлений со скобами.

Основные чертежные и браковочные размеры представлены в таблице 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3 - Основные чертежные и браковочные размеры

Наименование деталей	Чертежный размер, мм	Допускаемый размер при выпуске из    капитального ремонта, мм	Браковочный размер при выпуске из   капитального ремонта, мм
Шестерни, зазор между        зубьями шестерен ведущей и ведомой	0,08 − 0,28	0,08 − 0,35	менее 0,08 более 0,4
Шестерни, зазор торцовый между торцами шестерен     ведущей и ведомой и          корпусом насоса с прокладкой	0,08 − 0,13	0,08 − 0,15	более 0,2 менее 0,12
Шестерни, зазор между     вершинами зубьев шестерен ведущей и ведомой и       кронштейном	0,12 − 0,15	0,12 − 0,2	более 0,25
Втулки, зазор диаметральный между втулками и цапфами шестерней ведущей и ведомой	0,04 − 0,1	0,04 − 0,15	более 0,25
Натяг втулки на валик привода	0,02 − 0,074	−	−
Натяг штифта крепления   втулки на валик	0,013 − 0,05	−	−
Зазор    между     пальцем     и звездочкой	0,024 − 0,066	0,024 − 0,08	Более 0,1
Зазор  между корпусом и     ведущей втулкой	0,042 − 0,102	0,042 − 0,12	Более 0,15
Зазор между корпусом и       ведущей втулкой	0,04 − 0,081	0,04 − 0,12	Более 0,15
Натяг на запрессовку втулки на стержень ведущей втулки	0,003 – 0,034	0,003 – 0,04	Более 0,04 Менее 0,003
Осевой люфт ведущей втулки	0,05 − 0,14	0,05 − 0,14	Менее 0,2

 

3.2 Ведомость  объёма работ по  ремонту топливоподкачивающего насоса

 

Ведомость объёма работ по ремонту топливоподкачивающего насоса тепловоза 2ТЭ10У заключается в составлении ведомости неисправностей, которая приведена в таблице 3.

Таблица 3 – Дефектная ведомость ремонта топливоподкачивающего насоса

 тепловоза 2ТЭ10У

Возможные неисправности	Способ проверки, Инструмент	Способы восстановления, контролируемый размер
Трещины корпуса	Визуально, остукиванием	Замена
Потеря герметичности сильфонного уплотнения	Опрессовка на         испытательном стенде	Восстановление притиркой контактных поверхностей   втулок с сильфоном
Потеря герметичности восстановленного ранее сильфонного уплотнения	Опрессовка на         испытательном стенде	Замена
Увеличение зазора      между корпусом насоса и втулкой	Визуально, набор    щупов	Восстановление                   хромированием, осталиванием или заменой оси
Увеличение осевого люфта ведущей втулки	Визуально, набор    щупов	Установка прокладок           между крышкой и корпусом
Неисправность          подшипников	Средства виброакустического контроля	Замена
Трещины шестерен, вала	Визуально с             использованием лупы	Замена
Облом зубьев шестерен	Визуально с             использованием лупы	Замена
Незначительные            раковины, вмятины   шестерен	Визуально, микрометрический инструмент	Восстановление зачисткой

 

 

 

 

4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА НАСОСА                   ТОПЛИВОПОДКАЧИВАЮЩЕГО

 

4.1 Составление структурной  схемы технологического процесса  ремонта

 

Структурная схема технологического процесса ремонта насоса топливоподкачивающего тепловоза 2ТЭ10У представлена на рисунке 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Структурная схема технологического процесса ремонта    

                     насоса топливоподкачивающего тепловоза 2ТЭ10У

 

4.2 Разработка технологических  документов

 

Маршрутная карта является обязательным документом среди различных типов производства. Она включает в себя наименование и содержание всех операций в технологической последовательности разработки, ремонта и сборки деталей, узлов и механизмов. Маршрутная карта заполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 3.1105-84, на форматах 2 и 1б (ГОСТ 3.1118-82). [3]

Технологическая инструкция предназначена для описания технологических процессов, методов и приемов, повторяющихся при ремонте деталей сборочной единицы. Технологическая инструкция заполняется на форматах 5 и 5а (ГОСТ 31105-84).

Карты эскизов является графическим документом, содержащим эскизы, схемы и таблицы, и предназначены для пояснения выполнения технологического процесса ремонта деталей сборочной единицы, включая контроль и перемещение. Карта эскизов заполняется в соответствии с требованиями

ГОСТ 3.1105-84, на форматах 7 и 7а (ГОСТ 3.1105-84).

Маршрутные карты, технологические инструкции и карты эскизов представлены в приложении А.

 

4.3 Организация рабочего  места и техника безопасности  при      ремонте

В связи с разнообразием ремонтных работ в депо производственная деятельность требует большой внимательности в работе и хорошего знания правил техники безопасности и строгого их соблюдения. [4]

Любые работы, выполняемые работниками железной дороги, должны выполняться в соответствии с Правилами по охране труда в локомотивном хозяйстве на Белорусской железной дороге, утвержденными постановлением Министерства транспорта и коммуникаций Республики Беларусь 1 июля 2008 г. № 79.

Ремонт топливоподкачивающего насоса производится в отделении по ремонту топливной аппаратуры. Ремонт сводиться к разборке, обмывке, дефектации, замене изношенных деталей, восстановлению деталей, испытанию и контроле. Монтаж и регулировка производиться слесарями этого отделения.

Для разборки и сборки имеется специальный верстак и стеллажи, оборудованные приспособлениями для  разборки и сборки. Для промывки деталей имеется специальная моечная машина и ванны. Моющей жидкостью служат осветительный керосин или специальные водяные эмульсии. Применяются также установки для ультразвуковой очистки.

Отделение топливной аппаратуры должно располагаться в закрытых, просторных, хорошо освещаемых помещениях, так как оно относиться к числу отделений с особо точным характером работ.

В локомотивном хозяйстве ответственность за охрану труда несут руководители локомотивных служб, отделов и депо, а также инженерно-технические работники этих подразделений.

На все виды работ, выполняемых в локомотивном хозяйстве, разработаны и утверждены начальником Белорусской железной дорогой и Комитетом профсоюзов работников железнодорожного транспорта Правила по технике безопасности к содержанию и обслуживанию сооружений, помещений, территорий, рабочих мест, оборудования и инструмента, а также санитарно-гигиенические требования. В депо организуется систематическое изучение правил техники безопасности и периодическая проверка знаний этих правил.

Основным требованием, предъявляемым к сооружениям и оборудованию депо, является обеспечение безопасных, гигиенических и эстетических условий труда. Важное значение для обеспечения техники безопасности имеет система регулярного технического освидетельствования оборудования, которая состоит из профилактических испытаний и осмотров. Техническое освидетельствование производиться комиссией. Результаты испытаний наносят на трафареты и запи- сывают в специальном журнале.

Требования по технике безопасности в отделении по ремонту топливной аппаратуры заключаются в следующем:

– инструктаж работников – вводный, повседневный и периодический;

– отделение по ремонту топливной аппаратуры должно быть изолировано от других отделений промежуточными пожаробезопасными помещениями или тамбурами-шлюзами;

– в помещении должна поддерживаться температура в пределах от 15 оС до 23 оС, что наиболее обеспечивается установкой систем отопления и кондиционирования воздуха;

– общая приточно-вытяжная вентиляция должна обеспечивать в помещениях 1,5 – 2 кратный обмен воздуха в час. Местные вентиляционные насосы с отдельной системой вытяжки и подачей вентиляторов 500 – 1400 м3 / ч устанавливают на обкаточные стенды и промывочное оборудование;

– все воздуховоды стендов, использующих дизельное топливо, моечных машин и ванн с керосином оборудуют сепараторами для очистки выбросов от аэрозолей дизельного топлива и керосина с возвратом их в соответствующие емкости;

– стоки, содержащие остатки дизельного топлива и керосина проходят специальные улавливатели до выпуска их в общую канализацию;

– отходы должны складироваться в специальную тару на отведенных для этой цели местах;

– оборудование должно расставляться с учетом рационального естественного освещения рабочих мест;

– все вращающиеся части оборудования ограждают надежными кожухами. На стендах, станках применяют прозрачные защитные экраны;

– стенды для обкатки и испытания топливных насосов, моечную машину, создающие шум при работе, размещают в отдельном помещении отделения топливной аппаратуры;

– электрооборудование открытого положения выносят в тамбуры и не пожароопасные помещения. В помещениях должны быть также шины заземления электрооборудования, аварийное освещение и средства пожаротушения (заземление периодически проверяют);

– для обеспечения санитарно-гигиенических условий труда в помещениях от деления обязательно устанавливают раковины с горячей и холодной водой, шкафы для размещения спецодежды и индивидуальных средств защиты (СИЗ), а также аптечки для оказания первой медицинской помощи.

Важное значение для снижения утомляемости работников, повышения их производительности труда и оздоровления производственной среды имеет оптимальное цветовое оформление помещений, оборудования, приспособлений. Рабочие места, с точки зрения эргономики,  должны удовлетворять следующим требованиям:

– иметь достаточное рабочее пространство для работающих, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения при эксплуатации и техническом обслуживании оборудования;

– оптимально размещаться в производственных помещениях;

–  иметь безопасные и достаточные проходы для работающих людей;

–  уровень акустического шума и вибрации, создаваемых оборудованием рабочего места или другими источниками шума, не должен превышать допустимой величины;

–  должны быть предусмотрены необходимые средства защиты работающих от действия опасных и вредных производственных факторов.

–  инструмент и детали располагать так, чтобы избежать лишних движений и обеспечить безопасность работы.

Отделение должно иметь естественное освещение через окна в наружных стенах и световые фонари в перекрытиях. При недостаточности естественного освещения применяется электрическое освещение.

Для тушения пожара в отделении устанавливают пенные огнетушители.

Зачаливать груз разрешается только испытанными чалочными приспособлениями, имеющими бирки с указанием сроков испытаний и их грузоподъёмности. Запрещается при подъёме грузов превышать указанную грузоподъёмность подъёмного механизма и стропов. Стропальные работы может производить сам слесарь лишь в том случае, если обучен и прошёл инструктаж по безопасному ведению стропальных работ.

При проведении сварочных работ необходимо для защиты глаз и лица одеть шлем-маску или щиток со специальным защитным стеклом либо очки с защитным стеклом. Руки должны быть в брезентовых рукавицах, а одет в брезентовый костюме.

 Слесари, имеющие контакт с нефтепродуктами, маслами должны применять защитную пасту, которая должна наноситься на предварительно хорошо вымытые сухие руки дважды в течение рабочей смены (перед работой и после перерыва).

Требования по технике безопасности и вредные факторы на рабочем месте приведены в таблице 4.

 

 

 

 

Таблица 4 − Вредные и опасные факторы на рабочем месте и требования по

безопасности труда

Наименование операции	Агрессивная среда	Повышенные значения электрического тока	Повышенная запыленность воздуха	Повышенная загазованность воздуха	Повышенный уровень шума	Неблагоприятная температура	Движение машин и механизмов	Световое излучение	Мероприятия по обеспечению безопасных условий труда
Очистка	+			+	+	+			Применение вытяжной вентиляции, ограждений и защитных устройств, СИЗ
Слесарная				+	+		+		Применение ограждений и защитных устройств, СИЗ
Технический контроль							+		СИЗ, ТБ по операции
Перемещение							+		Контроль состояния чалочных приспособлений, ТБ по операции
Сварка		+	+			+		+	Наличие заземления и защитных устройств, СИЗ
Хромирование	+			+					Наличие заземления и защитных устройств, СИЗ