Анализ существующих методов ремонта триангелей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Анализ конструкции триангеля тележки грузового вагона

Анализ износов и повреждений триангелей

Пути повышения надёжности детали

Анализ существующих методов ремонта триангелей

Расчетная часть

Мероприятия по технике безопасности и охране труда

Список литературы



Введение

триангель вагон ремонт износ

Триангель является одним из основных элементов рычажной передачи тормозного оборудования вагона. От его технического состояния в значительной, мере зависит эффективность процессов торможения вагона, а значит и обеспечение безопасности движения. Кроме того техническое состояние триангеля и других элементов рычажной передачи существенно влияет на техническое состояние колесных пар. Так при неправильной регулировке рычажной передачи, при износе трущихся пар колодок и других факторах могут происходить кратковременные и длительные воздействия сил трения от тормозной колодки на колесо, превосходящие силы сцепления колеса с рельсом, что может привести, соответственно, к кратковременным (мгновенным) или длительным заклиниваниям колесной пары и её движению по рельсам юзом, следствием чего на поверхности катания колеса могут появиться специфические дефекты - навары, ползуны и другие повреждения.

С целью поддержания всей рычажной передачи тормоза, и триангелей в частности, в технически исправном состоянии при всех периодических ремонтах, рычажная передача разбирается и отправляется для осмотра, испытаний и ремонта в специализированные отделения вагонных депо и ВРЗ.

В данном курсовом проекте излагаются основные понятия конструкции триангелей тележек грузовых вагонов, сведения об износах и повреждениях основных элементов триангеля и методы ремонта триангелей в условиях вагонных депо и вагоноремонтных заводов.



1. Анализ конструкции триангеля тележки грузового вагона

Триангель тележки грузового вагона изготавливается из стали 09Г2СД ГОСТ 19282-73 или ст. 3 ГОСТ 380-71 и имеет конструкцию, представленную на рис. 1.

Рисунок 1. Триангель тележки грузовых вагонов.

Триангель состоит из основной балки 6, изготовленной из швеллера, струны 7, имеющей круглое сечение диаметром 33 мм, со вставками 8 и скобой 9 (струну со вставками 8 сваривают встык заранее), распорки 5, имеющей прямоугольное сечение 25х60 мм с отверстием для постановки валика, крепящего вертикальный рычаг, цапфы 10, корончатой гайки 11, шплинта 12, который предохраняет гайку 11 от самоотворачивания предохранительного наконечника 13, который служит для предупреждения падения триангеля на путь в случае обрыва подвесок 1 тормозного башмака 4 с колодкой 3. Тормозная колодка 3 крепится к башмаку 4 с помощью чеки 2.

Триангель работает в сложных условиях: он с помощью подвесок и валиков укреплен на кронштейнах боковых рам тележки модели 18-100, Боковые рамы являются необрессореными элементами тележки и поэтому все возмущающие силовые факторы, действующие на боковые рамы передаются и на триангели.

С другой стороны от тормозного цилиндра на триангель передается тормозное усилие, принимаемое в работах равным Р=10000 кгс.

Простейшая расчетная схема триангеля изображена на рис. 2:

Рисунок 2. Расчётная схема триангеля

Триангель можно рассчитывать как статически неопределимую стержневую систему, образованную осевыми линиями элементов конструкции.

Основная система будет иметь вид представленный на рис. 3:

Рисунок 3. Основная система триангеля.

Из схем приложения внешних сил и реакций можно сделать выводы о напряженном состоянии основных элементов балки и о возможных повреждениях и износах в процессе эксплуатации.

2. Анализ износов и повреждений триангелей

Многолетний опыт эксплуатации триангелей позволяет с достаточной объективностью указать наиболее повреждаемые зоны, которые представлены на рис. 4.

Рисунок 4. Износы и повреждения триангелей

Одним из наиболее часто встречаемых дефектов является износ резьбовой части 1 на конце цапфы. Эти износы и деформации резьбы появляются в результате недостаточной затяжки гайкой башмака в горизонтальном направлении. Ослабление затяжки башмака может происходить также при срезании шплинта и самоотворачивания гайки при смещениях башмака с колодкой в вертикальной плоскости.

3. Пути повышения надёжности детали

Для повышения надёжности детали предлагается использовать для ручной сварки электроды марки «OK Femax 38.48» (ГОСТ 9467-75) производства компании Esab. Для наплавки износов триангеля можно использовать порошковую проволоку для полуавтоматической сварки и наплавки углеродистых и низколегированных сталей марки «OK Tubrod 15.05»

Порошковая проволока -- это непрерывный электрод, который представляет собой изготовленную из стальной ленты толщиной 0,2...0,5 мм металлическую оболочку, заполненную порошком из газо- и шлакообразующих компонентов. Применяют ее для механизированной дуговой сварки открытой дугой или в защитных газах. Сохраняя технологические преимущества голой проволоки, порошковые проволоки позволяют создавать надежную газовую и шлаковую защиту сварочной ванны от атмосферного воздуха при работе на открытых площадках, обеспечивая при этом легирование и рафинирование металла шва.

Кроме того, используя их, можно применять ток плотностью 150...170 А/мм2, в то время как при ручной дуговой сварке покрытыми электродами плотность тока не превышает 20 А/мм Это дает возможность повысить производительность процесса 1,5...2 раза.

Для восстановления изношенных поверхностей деталей машин или придания поверхности заданных служебных свойств (износостойкости, коррозионной стойкости и др.) применяют специальные наплавочные порошковые проволоку ПП-АН3, коэффициент наплавки проволоки а_н=12-13г/(А*ч)

Виды порошковой проволоки.

Порошковая проволока классифицируется по основному назначению, способу применяемой защиты, возможности сварки в различных пространственных положениях, механическим свойствам, типу сердечника.

Большинство порошковой проволоки, выпускаемой в России, предназначено для сварки низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей. Различают проволоку общего и специального назначения. К проволоке специального назначения относится проволока для сварки с принудительным формированием шва, подводной сварки, сварки арматуры, автоматической сварки с принудительным формированием.

Требования к порошковой проволоке.

Порошковая проволока должна отвечать следующим требованиям: дуга легко возбуждаться и стабильно гореть; проволока плавиться равномерно и без чрезмерного разбрызгивания; образующийся при плавлении шлак равномерно покрывать поверхность шва и легко отделяться после охлаждения; сварной шов должен быть хорошо сформирован и не иметь дефектов сварных швов - пористости, трещин.

Эти требования характеризуют сварочно-технологические свойства сварочных материалов. Уровень сварочно-технологических свойств определяет возможность применения порошковой проволоки той или иной марки для сварки конструкции или изделия в конкретной обстановке. Сварочно-технологические свойства порошковой проволоки устанавливаются следующим образом. Стабильность горения дуги определяется при выполнении механизированной наплавки валика на пластину из низкоуглеродистой стали в нижнем положении без колебаний при среднем значении тока и напряжения, рекомендованного для выполнения данного типоразмера шва.

Зарубежные марки порошковой проволоки:

E71TGS (AWS A5.20)

E71T-1 (AWS A5.20).

Характеристика материала

Сталь - деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом (до 2%) и другими элементами. Это важнейший материал, который применяется в большинстве отраслей промышленности. Существует большое число марок сталей, различающихся по структуре, химическому составу, механическим и физическим свойствам.

По химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные. Углеродистая сталь наряду с железом и углеродом содержит марганец (0,1-1,0%), кремний (до 0,4%). Сталь содержит также вредные примеси (фосфор, серу, газы - несвязанный азот и кислород). Фосфор при низких температурах придает ей хрупкость (хладноломкость), а при нагревании уменьшает пластичность. Сера приводит к образованию мелких трещин при высоких температурах (красноломкость).

Чтобы придать стали какие-либо специальные свойства (коррозионной устойчивости, электрические, механические, , магнитные, и т.д.), в нее вводят легирующие элементы.

Свойства стали можно изменять путем применения различных видов обработки: термической (закалка, отжиг), химико-термической (цементизация, азотирование), термо-механической (прокатка, ковка). При обработке для получения необходимой структуры используют свойство полиморфизма, присущее стали так же, как и их основе - железу. Сочетая закалку с последующим нагревом (отпуском), можно добиться оптимального сочетания твердости и пластичности.

Марка : 09Г2СД

Классификация : Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций.

Химический состав в % материала 09Г2СД

ГОСТ 19281 - 89

C до 0.12	Si 0.5 - 0.8	Mn 1.3 - 1.7	Ni до 0.3	S до 0.04	P до 0.035	Cr до 0.3
N до 0.012	Cu 0.15 - 0.3	As до 0.08

Свариваемость:

без ограничений - сварка производится без подогрева и без последующей термообработки.

4. Анализ существующих методов ремонта триангелей

Стационарный метод ремонта триангелей.

В большинстве вагонных депо сети железных дорог применяется стационарный метод ремонта. Это объясняется сравнительно небольшими потребностями в ремонте триангелей (30-40 триангелей в смену), отсутствием свободных производственных площадей и другими факторами.

Представленный в данном разделе вариант технологического процесса ремонта триангелей, разработан ПКБ ЦВ МПС и был рекомендован ЦВ МПС как типовой для внедрения на предприятиях вагонного хозяйства.

Триангели, требующие ремонта, снятые с ремонтируемых тележек и промытые, поступают в отделение, и попадают в зону, действия крана-укосины (или другого грузоподъемного устройства Q=0.5т).

С помощью крана-укосины со специальным захватным приспособлением триангели передаются на стеллаж накопитель. Тем же краном-укосиной триангели снимаются со стеллажа накопителя и передаются на стенд для контроля технического состояния и определения объема работ на каждом триангеле.

Заранее очищенный триангель в сборе с тормозными башмаками устанавливают на позицию разборки 15, вынимают шплинты, отворачивают гайки, снимают наконечники, тормозные башмаки, закладки с цапф, используя при этом специальное приспособление для удаления шплинтов и гайковерты с крутящим моментом до 1800 Н*м (180 кгс*м)

Снятые детали дополнительно очищают, осматривают, проверяют основные размеры, годные укладывают на стеллаж 2 для дальнейшего использования. Триангели подлежащие ремонту, размечают, укладывают в кассеты и отправляют в соответствующие ремонтно-заготовительные участки. Использовать при ремонте неочищенные детали категорически запрещается. После осмотра триангелей, проверяют шаблонами и резьбовыми калибрами размеры прямоугольной и резьбовой частей цапф. При этом калибре проходное резьбовое кольцо ПР должно свободно, но без зазоров навинчиваться на проверяемую цапфу. Свинчиваемость калибра с резьбовой цапфы означает, что средний внутренний диаметры резьбы цапфы не выходят за установленные наибольшие предельные размеры, т.е. цапфа исправна.

Если кольцо калибра ПР навинчивается на цапфу с ощутимым зазором, то её необходимо проверить непроходным резьбовым кольцом , которое, как правило, не должно навинчиваться. Допускается навинчивание кольца на цапфу до двух оборотов. Если оно навинчивается более чем на два оборота, значит резьба цапфы изношена и подлежит ремонту наплавкой с последующей нарезкой резьбы М 30х3,5. Острый (пилообразный) подрез резьбы или срыв ее на длине более одной нитки не допускается.

Резьбовые калибры (кольца ПР и НЕ) необходимо систематически проверять контрольными калибрами в соответствии с требованиями ГОСТ 18107-72.

После разборки и определения объемов работ триангели передаются в кабину электросварщика 10 для восстановления изношенных поверхностей отверстий распорной стойки, цапф триангелей, разделки и заварки трещин, возникающих в узлах соединения швеллера и цапф.

Затем триангели поступают на универсальный станок и закрепляют зажимом , где производится автоматическая наплавка, обточка, нарезка резьбы и рассверловка отверстий в цапфах. Производительность станка 5 триангелей в час. Станок оборудован электросварочным шланговым полуавтоматом.

Отремонтированный триангель передаётся опять на стенд 15, на котором производится проверка его размеров, сборка и испытания.

Тормозные башмаки, гайки, предохранительные угольники, снятые с триангеля при разборке на стенде, транспортируются с помощью рольганга на позицию сварочных и наплавочных работ для восстановления установленных правилами ремонта размеров.

После наплавки эти детали передаются и обрабатываются на станке после чего поступают на стеллаж вблизи сборочно-разборочного стенда.

На стенде производится испытание и сборка триангеля.

Далее производится полная сборка и проверка триангеля, нанесение клейма. Рабочие поверхности цапф смазывают консистентной смазкой.

Уснановка наплавки триангелей УНТР-01

Уснановка наплавки триангелей УНТР-01 (без сварочного оборудования) предназначена для размещения и позиционирования триангеля с возможностью поворота триангеля вокруг своей оси при проведении наплавочных работ в вагонных ремонтных депо.

Установка наплавки триангелей представляет собой сборно-сварную металлоконструкцию на которой смонтированы люльки со струбциной, зажим земляной, пульт управления. Люлька представляет собой ложемент с прижимной струбциной, обеспечивающей удержание триангеля.

Вращение триангеля, закрепленного в люльке, происходит относительно горизонтальной оси на нужный угол в пределах от 0 до 360 град, обеспечивается мотор-редуктором посредством педали с последующей фиксацией угла поворота.

Зажим представляет собой упор, который крепится винтами к раме шарниром и кронштейном.

Упор прижимает оголовок со сварочным контактом к триангелю.

Технические характеристики УНТР-01:

Тип привода осевого вращения- электромеханический

Угол поворота балки вокруг оси, град- 360

Диапазон скорости варащения триангеля, об/мин- от 0,7 до 3,5

Габаритные размеры, мм 2480Ч1077Ч1087

Масса (не более), кг- 335

5. Расчетная часть

Скорость наплавки определяется по формуле:

Где А - константа, которая выбирается в соответствии с диаметром проволоки;

А=10•10³ А•м/ч.

I=200 А - сила тока.

V=10•10³/200=50 м/c

Напряжение на дуге определяется в зависимости от диаметра проволоки и силы тока, по формуле:

U=20+5•10³/•I

U=20+5•10³/•200=7.1•10⁵ B

Погонная энергия наплавки определяется по формуле:

q=q/V=I•U•n/V

q=200•7.1•10⁵•0.6/50=17.04•10⁵ Дж/см

Расчет норм штучного и штучно-калькуляционного времени

Технически обоснованная норма времени - это время, необходимое для выполнения работы требуемого качества при определенных организационно-технических условиях и наиболее эффективном использовании оборудования с учетом передового производственного опыта.

В результате технического нормирования технологического процесса ремонта заданной детали сваркой или наплавкой определяется норма штучного времени и норма подготовительно-заключительного (штучно-калькуляционного) времени. Норма штучного времени Т_шт, мин:

где Т_о - основное технологическое время (время горения дуги), мин;

Т_в - вспомогательное время (время на установку и снятие детали зачистки кромок и шва и другие вспомогательные операции);

Т_доп - дополнительное время (время на обслуживание рабочего места, на личные потребности, на отдых при тяжелой работе).

Основное время, мин:



где G_н - масса наплавленного металла.

•60=21,6 мин.

Дополнительное время Т_в определяется по справочным материалам.

мин,

где Т_оп - оперативное время, представляющее сумму основного и

вспомогательного времени.

мин

В итоге

мин.

Норма штучно-калькуляционного времени Т_шт состоит из штучного и подготовительно-заключительного времени Т_пз, приходящегося на одну ремонтируемую деталь, т.е.:

где n - количество деталей в партии, одновременно пускаемой в производство.

Величина нормы подготовительно-заключительного времени при всех видах ремонта рассчитывается по формуле:



мин.

Нормы расхода порошковой проволоки :

G

Gпр=1,35•940,3=1269,4 г/м

Норма расхода электроэнергии G_ээ, кВтч/деталь, на сварку заданной детали можно найти, установив по справочным материалам расход электроэнергии на 1кг наплавленного металла.

где U_д - напряжение дуги, В (при сварке покрытыми электродами принять 22 - 28В);

I_св - сварочный ток, А;

з - КПД источника тока;

щ_о - мощность, расходуемая источником тока при работе на холостом ходу, кВт;

Т_о и Т_шт - соответственно основное время (время горения дуги) и штучное время сварки, ч. Тогда

кВтч/деталь

Табл.7. Данные для определения значений з и щ_о помещены в таблице:

Род тока	з	що, кВт
Переменный	0,8-0,9	0,2-0,4
Постоянный	0,6-0,7	2-3



6. Мероприятия по технике безопасности и охране труда

При наплавке, являющейся разновидностью дуговой сварки, возможно получение травм и отравлений от следующих, указанных ниже факторов:

Возможность получения электротравмы. Правила безопасности при работе с электроустановкам здесь не рассматриваются, они подробно описаны в специальной литературе. Отметим только, что сварочные (наплавочные) работы нежелательно выполнять людям, имеющим сердечный электрокардиостимулятор.

Опасное излучение от дуги. Для защиты пользуйтесь сварочной маской с фильтром и спецодеждой. Огораживайте место наплавочных работ щитами для защиты работающего поблизости персонала. При наплавке под флюсом этот фактор отсутствует.

Вредное влияние газов и дымов. Избегайте их вдыхания. Пользуйтесь вентиляцией и (или) вытяжкой. В некоторых случаях необходимо применение респиратора. Не производите наплавочные работы вблизи источников испарения четыреххлористого углерода. От нагрева он разлагается с образованием фосгена. Защитные газы (аргон и углекислый газ) вытесняют воздух из рабочей зоны, что может привести к удушью. При работе с ними применяйте мощную вентиляиию.

Анализ информации по наплавочным материалам, стойким к абразивному, абразивно-ударному и ударному износу, показывает, что все они (независимо от предприятия-изготовителя) содержат значительные количества хрома и (или) марганца. При наплавке эти металлы частично испаряются. Аэрозоли хрома, марганца и их соединений очень токсичны. Компания Lincoln Electric предупреждает пользователей о необходимости оборудования рабочего места вентиляцией и (или] вытяжкой при работе с такими наплавочными материалами. Такие меры должны приниматься при работе со штучными электродами Wearshield: 15CrMn, MM, MM40, T&D, Ml, Mangjet, ABR, 44, ME. 60.70 и порошковой самозащитной проволокой Lincore 15CrMn, M, 50,60-О. 65-0, а также с электродами и проволокой FrogMang. Пользователь должен принять во внимание, что такие же меры предосторожности необходимо принимать при работе с наплавочными материалами, аналогичными по назначению указанным выше, изготовленными другими предприятиями.

Опасности от искр и капель расплавленного металла. Разбрызгивание при сварке (наплавке) может привести не только к ожогам, но и к пожарам и взрывам. Уберите взрыво- и пожароопасные вещества из зоны работы. Если это невозможно, надежно защитите их от брызг. Избегайте проведения работ вблизи гидравлических линий. Позаботьтесь о наличии огнетушителей. Не

работайте с емкостями, в которых хранились легковоспламеняющиеся жидкости, без предварительной продувки. Не работайте в замаслившейся одежде. При наплавке под флюсом эти опасности практически отсутствуют.

Опасности при работе с газовыми баллонами. Работайте с исправными баллонами. Надежно закрепляйте их в вертикальной положении Не допускайте ударов по баллонам. Предохраняйте их от нагрева. Не допускайте прикосновения электродов и электрододержателей к баллонам.

Негативное воздействие электромагнитных волн. Сварочные кабели к электрододержателю и изделию располагайте вблизи друг от друга. Идеальный случай - связывание их изолентой. Не обвивайте кабель эпектрододержателя вокруг тела Не располагайтесь между двумя кабелями. Держитесь подальше от работающих источников питания.



Заключение

При наплавке, являющейся разновидностью дуговой сварки, возможно получение травм и отравлений от следующих, указанных ниже факторов:

Возможность получения электротравмы. Правила безопасности при работе с электроустановкам здесь не рассматриваются, они подробно описаны в специальной литературе. Отметим только, что сварочные (наплавочные) работы нежелательно выполнять людям, имеющим сердечный электрокардиостимулятор.

Опасное излучение от дуги. Для защиты пользуйтесь сварочной маской с фильтром и спецодеждой. Огораживайте место наплавочных работ щитами для защиты работающего поблизости персонала. При наплавке под флюсом этот фактор отсутствует.

Вредное влияние газов и дымов. Избегайте их вдыхания. Пользуйтесь вентиляцией и (или) вытяжкой. В некоторых случаях необходимо применение респиратора. Не производите наплавочные работы вблизи источников испарения четыреххлористого углерода. От нагрева он разлагается с образованием фосгена. Защитные газы (аргон и углекислый газ) вытесняют воздух из рабочей зоны, что может привести к удушью. При работе с ними применяйте мощную вентиляцию.

Анализ информации по наплавочным материалам, стойким к абразивному, абразивно-ударному и ударному износу, показывает, что все они (независимо от предприятия-изготовителя) содержат значительные количества хрома и (или) марганца. При наплавке эти металлы частично испаряются. Аэрозоли хрома, марганца и их соединений очень токсичны. Компания Lincoln Electric предупреждает пользователей о необходимости оборудования рабочего места вентиляцией и (или] вытяжкой при работе с такими наплавочными материалами. Такие меры должны приниматься при работе со штучными электродами Wearshield: 15CrMn, MM, MM40, T&D, Ml, Mangjet, ABR, 44, ME. 60.70 и порошковой самозащитной проволокой Lincore 15CrMn, M, 50,60-О. 65-0, а также с электродами и проволокой FrogMang. Пользователь должен принять во внимание, что такие же меры предосторожности необходимо принимать при работе с наплавочными материалами, аналогичными по назначению указанным выше, изготовленными другими предприятиями.

Опасности от искр и капель расплавленного металла. Разбрызгивание при сварке (наплавке) может привести не только к ожогам, но и к пожарам и взрывам. Уберите взрыво- и пожароопасные вещества из зоны работы. Если это невозможно, надежно защитите их от брызг. Избегайте проведения работ вблизи гидравлических линий. Позаботьтесь о наличии огнетушителей. Не

работайте с емкостями, в которых хранились легковоспламеняющиеся жидкости, без предварительной продувки. Не работайте в замаслившейся одежде. При наплавке под флюсом эти опасности практически отсутствуют.

Опасности при работе с газовыми баллонами. Работайте с исправными баллонами. Надежно закрепляйте их в вертикальной положении Не допускайте ударов по баллонам. Предохраняйте их от нагрева. Не допускайте прикосновения электродов и электрододержателей к баллонам.

Негативное воздействие электромагнитных волн. Сварочные кабели к электрододержателю и изделию располагайте вблизи друг от друга. Идеальный случай - связывание их изолентой. Не обвивайте кабель электрододержателя вокруг тела Не располагайтесь между двумя кабелями. Держитесь подальше от работающих источников питания.



Список литературы

1.Вагоны / Под ред. Л, А. Шадура -3-е изд., перераб. и доп.-М.: Транспорт, 1980.-439 с.

2.Технологический процесс ВЧД-6.

3. М. А. Шуйская. Инструкция по сварке и наплавке при ремонте грузовых вагонов.- М. Транспорт. : 1999. - 253 с.

4. Думов С.И. Технология электрической сварки плавлением. - Учебник для машиностроительных техникумов. - 3 - е издание перераб. и доп. - Л. : Машиностроение. Ленингр. отд - ние, 1987 г. 461 с.

5.Каталог средств механизации и автоматизации, применяемых при заводском ремонте грузовых вагонов. ГЖБ1ГГВР МПС.-М.: Транспорт, 1965

Размещено на Allbest.ru

...