Монтаж корпуса грузовой буксы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

В проекте необходимо ознакомиться с конструкцией буксового узла, его повреждениями в процессе эксплуатации и технологией ремонта.

Также разработать устройство для монтажа буксовых узлов на ось колесной пары.

В расчетной части выполнить расчеты необходимых размеров применяемого оборудования.

Введение

буксовой грузовой вагон пневмоцилиндр

Вагоноремонтный завод железнодорожного транспорта является промышленным предприятием, первичным и основным производственным звеном народного хозяйство, в котором коллектив трудящихся, используя разнообразные средства производства, производит определённую продукцию, необходимую обществу.

Цель работы такого предприятия обеспечить выполнение установленных государственных планов ремонта вагонов и производства запасных частей в соответствии с государственными стандартами, техническими условиями, правилами ремонта, постоянно повышая при этом качество продукции, технический уровень и эффективность производства.

Каждое вагоноремонтное предприятие является самостоятельной производственно-хозяйственной единицей железнодорожного транспорта. Оно характеризуется производственно-техническим и организационно-экономическим единством, а также административно-хозяйственной самостоятельностью.

Производственно-техническое единство заключается в том, что предприятие представляет собой сложный взаимоувязанный единый комплекс соответствующих цехов, участков и оборудования, объединённых общим производственным процессом, направленным на изготовление или ремонт определённой продукции.

Организационно-экономическое единство предприятия характеризуется тем, что деятельность всего коллектива и каждого работника в отдельности направляется единым планом и общностью задач производства и реализации продукции, достижения наибольших результатов при наименьших затратах трудовых и материальных ресурсов. Организационное единство выражается так же наличием единого управленческого аппарата, осуществляющего административное и техническое руководство предприятием во всех его звеньях.

Административно-хозяйственная самостоятельность характеризуется предоставлением предприятию оперативной самостоятельности и прав юридического лица, что дает ему возможность приобретать средства производства, вступать в договорные отношения с другими предприятиями и организациями, производить финансовые расчеты, формировать кадры работников, обеспечивать материально-техническое снабжение и производить ремонт основных фондов. Предприятие ведёт бухгалтерский, оперативный и статический учёт, внедряет передовые методы и формы учёта.

На железнодорожном транспорте существуют два основных типа вагоноремонтных предприятий вагоноремонтные заводы, предназначенные для заводского ремонта вагонов с большим объёмом работ, и вагонные депо, обеспечивающие деповской и текущей ремонт вагонов.

Наилучшие экономические показатели достигаются более крупными, комплексно-механизированными, специализированными и автоматизированными вагоноремонтными предприятиями.

Вагоноремонтные заводы работают на основе перспективных и годового планов, определяющих объём работы в количественном и денежном выражении.

В соответствии с установленными планами железные дороги обеспечивают регулярную подачу на заводы вагонов и колёсных пар, нуждающихся в ремонте.

Взаимоотношения вагоноремонтных заводов с железными дорогами осуществляются на основе планов, утверждённых ОАО РЖД, и двусторонних договоров. Железные дороги оплачивают заводам стоимость произведённого ремонта вагонов и ремонта или изготовления запасных частей.

Каждое вагоноремонтное предприятие должно: обеспечивать наибольшие результаты работы при наименьших затратах трудовых, материальных и финансовых ресурсов; максимально использовать производственные мощности, внутрихозяйственные резервы; строго соблюдать режим экономии; внедрять новейшие достижения науки, техники и передовой опыт, а также прогрессивные нормы расхода сырья, материалов, топлива, электроэнергии и снижать себестоимость продукции.

1. Конструкция букс грузовых вагонов

Типовая букса с глухой подшипниковой посадкой внутреннего кольца цилиндрических роликовых подшипников на шейку оси применяется в современных грузовых и пассажирских вагонах. При горячей посадке буксы внутреннее кольцо, имея определённый натяг, нагревается и свободно одевается на шейку оси, а после остывания прочно охватывает ее. При втулочной посадке коническая втулка запрессовывалась с помощью специального пресса между шейкой и внутренним кольцом, имеющим такую же коническую поверхность. В буксах современных вагонов применяют радиальные роликовые подшипники с короткими цилиндрическими роликами двух типов: однорядные с цилиндрическими роликами и однобортовым внутренним кольцом; однорядные с безбортовым внутренним кольцом и плоским приставным упорным кольцом.

Подшипники состоят из наружного и внутреннего колец, роликов и сепараторов. Кольца и ролики изготавливают из сталей марок ШХ4, ШХ15 и 1ПХ15СГ. Сталь марки ШХ4 регламентируемой прокаливаемости обладает более высокой твёрдостью поверхностного слоя и достаточной вязкостью внутренних волокон, что обеспечивает более высокую устойчивость хрупкому разрушению по сравнению со сталями марок ШХ15 и ШХ15СГ.

На железных дорогах России наиболее широко распространены буксы на горячей посадке вследствие их преимуществ. Современная типовая букса с двумя цилиндрическими роликовыми подшипниками для любого типа грузового вагона может иметь два вида торцового крепления внутренних колец от продольного сдвига -- торцовой корончатой гайкой или тарельчатой шайбой. Букса с торцовым креплением гайкой (рис. 1, а, б) имеет корпус 1 с приливами 15, в котором размещены передний 2 и задний 3 подшипники с короткими цилиндрическими роликами. Со стороны колеса корпус закрыт лабиринтным уплотнением 4 (съёмный лабиринт) и 5 (лабиринтное кольцо), а впереди -- крепительной 8, укрепленной болтами 16 к корпусу и смотровой 10 крышками с болтами 6 и шайбами 9. крепительная крышка из стали или алюминиевого сплава прочно удерживает наружные кольца роликовых подшипников 2 и 3 в буксе, не позволяя им проворачиваться и перемещаться вдоль оси при вращении колёсной пары. Внутренние кольца подшипников закреплены на шейке оси с торца корончатой гайкой 11, стопорной планкой 13 и болтами 12. Между корпусом буксы 1 и крепительной крышкой 8 установлено уплотнительное кольцо 7, обеспечивающее герметизацию буксового узла. Внутренняя полость буксы заполнена консистентной смазкой, обеспечивающей надёжную работу подшипников в сложных условиях их нагружения.

Другой вариант торцового крепления внутренних колец подшипников отличается следующими особенностями (рис. 1, в). К торцу шейки оси тремя или четырьмя (варианты) болтами 21 укрепляется тарельчатая шайба 17, которая своими выступающими краями нажимает на приставное кольцо 18 и прочно закрепляет внутренние кольца подшипников 19 и 20 на шейке оси 14, удерживая их от продольного сдвига при действии осевых нагрузок. Такое крепление обладает повышенной надёжностью в эксплуатации.



Рис. 1. Букса грузового вагона с двумя цилиндрическими роликовыми подшипниками: а - конструкция; б -торцовое крепление внутреннего кольца корончатой гайкой; в - торцовое крепление внутреннего кольца тарельчатой шайбой

Рис. 2. Корпус буксы грузового вагона: а -- стальной; б -- из алюминиевого сплава

Корпус буксы грузовых вагонов может изготавливаться из стали или алюминиевого сплава. Стальной корпус буксы (рис. 2, а) представляет собой отливку из стали марок 20ФЛ, 20ГЛ. Для соединения с боковой рамой тележки по бокам корпуса выполнены приливы 1, а для равномерного распределения нагрузки между роликами -- рёбра жёсткости 4 и для опоры рамы тележки -- ребра 3.

Лабиринтное кольцо (рис. 3, а) прочно одевают на предпоступичную часть оси. Вместе с лабиринтной частью корпуса буксы оно обеспечивает необходимую герметичность заднего её затвора. Крепительная крышка (рис. 3, б) предназначена для фиксации наружных колеи подшипников и совместно с уплотнительным кольцом герметизирует передний затвор буксы. В зависимости от типа буксы крепительные крышки могут иметь четыре или восемь отверстий для болтов. Смотровая крышка (рис. 3, в) позволяет производить промежуточную ревизию состояния смазки и переднего подшипника.

Рис. 3. Детали крепления и герметизации буксы: а -- лабиринтное кольцо; б -- крепительная крышка; в -- смотровая крышка

2. Износы и повреждения буксовых узлов

Одной из основных закономерностей повреждаемости буксовых узлов является четкая зависимость роста числа отказов в 1,5...2 раза в осенне-зимний период времени. Эта закономерность отказов буксовых узлов связывается с влиянием температуры окружающего воздуха, изменениями в состоянии верхнего строения пути и соответствующим ростом действующих силовых факторов.

Другая закономерность состоит в том, что в первые 2...3 месяца эксплуатации буксовых узлов после ревизии число отказов также значительно выше, чем в последующей период. Это объясняется тем, что в первый период выявляются отказы, связанные с недостаточно качественно выполненным подбором и монтажом буксовых узлов, а также взаимной приработкой всех основных сборочных единиц буксового узла.

Одним из дефектов буксовых узлов является ослабление и разрушение торцевого крепления подшипников. Причиной этой неисправности является жесткая передача осевых нагрузок торцами роликов на приставной борт и на торцевое крепление. При этом передача осевых нагрузок происходит в несвойственном для подшипника качения режиме трения скольжения торца ролика по приставному борту, часто в условиях, когда смазка не обеспечивает надежного разделения трущихся поверхностей. Такой дефект может появиться также в результате нарушений технологии изготовления резьбовой части оси, монтажа буксовых узлов и ремонта колесных пар.

Это приводит в начале к ослаблению затяжки гайки из-за износов и деформации резьбы. Дальнейшая работа ослабленного торцевого крепления сопряжена с большими напряжениями во впадине под первым витком резьбы, образованием трещины в основании резьбы и срезом первого витка.

Такой вид повреждений имеет тенденцию к дальнейшему росту в связи с увеличением скорости движения и повышения использования грузоподъемности вагона.

Поэтому для увеличения прочности и надежности торцевого крепления в варианте с торцевой гайкой целесообразно перейти на изготовление резьбы на торце шейки с дополнительным пластическим деформированием, накатыванием резьбы роликом и нанесением на резьбу уплотняющего герметика «Ступор».

Вариант торцевого крепления подшипников с помощью шайбы более работоспособен, но и в этом варианте происходит деформация и срез резьбы болтов или обрыв болтов.

Усталостные раковины на дорожках качения наружных и внутренних колец и роликов (см. рис. 4) образуются в результате достижения предела контактно-усталостной прочности металла дорожек качения. Этот процесс интенсифицируется из-за неудовлетворительного качества металла и его макроструктуры дополнительными силовыми факторами, появляющимися при неизбежных перекосах буксовых узлов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Наиболее характерными зонами зарождения раковин являются зоны у рабочих бортов. Такая закономерность является следствием концентрации напряжений из-за перекосов роликов между бортами и из-за перераспределения осевых нагрузок в дополнительную вертикальную составляющую нагрузку, максимальная величина которой сосредоточена у рабочего борта. С целью предотвращения этих дефектов подшипники изготовляются с «бомбинированными» роликами, что позволяет им самоустанавливаться при перекосах букс и снижать концентрацию напряжений по сечениям концов роликов, а значит, и резко уменьшить частоту появления раковин.



Рис. 4. Раковины на дорожке качения наружного и внутреннего кольца, ролика.

Трещины и разрывы внутренних колец появляются в эксплуатации преимущественно в начальной стадии при небольших пробегах. Причинами появления этого дефекта могут стать плохое качество металла, нарушения термообработки, создающие в кольцах повышенные внутренние напряжения, нарушения технологии монтажа, допущенные при посадке внутренних колец на шейки осей. На рис. 5 показана возможная трещина наружного кольца.

Рис. 5. Трещина наружного кольца

При изготовлении колец в процессе шлифовки происходит локальный нагрев тонких поверхностных слоев до температур, соответствующих состоянию ползучести металла. При последующем охлаждении в наружном

слое возникают растягивающие напряжения, а в нижележащих слоях -- напряжения сжатия. В результате этих явлений в поверхностных волокнах остаточные растягивающие напряжения могут достигать значений 400...1000МПа.

Эти напряжения суммируются с технологическими растягивающими напряжениями, возникающими от посадки внутренних колец на шейки оси, и с напряжениями от действия рабочих нагрузок, что приводит к появлению трещин и разрывов. Кроме того, необходимо учитывать, что подшипниковая сталь имеет повышенную хрупкость из-за сквозной прокаливаемости и очень чувствительна к различным концентраторам напряжений.

Сколы борта внутреннего кольца заднего подшипника наблюдаются наиболее часто у колесных пар с креплением редуктора привода вагонного генератора к корпусу буксы.

В этом случае существенно возрастают динамические силы от необрессоренной массы редуктора и буксового узла, особенно в зимнее время года.

Скол борта происходит, как правило, по шагу расположения роликов. Этот дефект является следствием усталостных трещин, возникающих под действием динамических сил в зоне технологической выкружки у основания борта из-за грубых рисок, остающихся после токарной обработки, и термических трещин.

Термические трещины в бортах возникали от сильного нагрева при трении неправильно подобранного сепаратора о борт кольца.

Ослабление натяга посадки (проворот) внутреннего кольца на шейке оси происходит из-за неправильного подбора и определения величины посадочного натяга внутренних колец, а также из-за несоблюдения температурного режима монтируемых деталей.

Неисправности торцов роликов (см. рис. 6) и бортов колец объясняются тем, что осевая сила, действующая на подшипник, воспринимается этими рабочими поверхностями в несвойственном для подшипника качения режиме трения скольжения пары торец ролика -- борт кольца. Применяемая смазка ЛЗ-ЦНИИ не создает достаточно прочной масляной пленки на трущихся поверхностях, не обеспечивает в полной мере жидкостной режим трения и, хотя и содержит в своем составе антизадирные присадки, не исключает появление износов, рисок и задиров на торцах роликов и упорных поверхностях бортов.

Рис. 6. Повреждение торцов цилиндрических роликов

Осмотры роликовых подшипников показали, что износы этих поверхностей резко интенсифицируются при наличии не перпендикулярности упорных поверхностей бортов к дорожке качения кольца.

В процессе эксплуатации установлено, что с увеличением наработки исходная форма борта вследствие износа трущихся поверхностей претерпевает значительные изменения. Причем износ сопровождается увеличением площади контакта, воспринимающей осевую нагрузку.

У бортов колец и роликов изменение начальной геометрии сопровождается снижением твердости с HRC 61...63 до HRC 54...60.

Установлено, что след износа на рабочем борте наружного кольца имеет различный характер -- он более широк в зоне восприятия радиальной нагрузки. В этой же зоне могут появляться и трещины борта.

Износ торцов роликов носит также неравномерный характер: со стороны борта внутреннего кольца он ступенчатый, исчисляемый иногда десятками мкм, а со стороны рабочего борта наружного кольца -- тороидальный. Следовательно, осевая нагрузка воспринимается главным образом роликами, несущими радиальную нагрузку, а контакт роликов с бортом внутреннего кольца происходит при более высоких скоростях относительного проскальзывания.

Все эти износы сопровождаются повышенными температурами буксового узла, что в сочетании с другими неблагоприятными факторами может привести к уменьшению осевого зазора и даже к заклиниванию роликов между бортами наружного кольца.

Исследования показывают, что разница температур наружного кольца и роликов может достигать 60°С, а это приведет к уменьшению осевого зазора примерно на 40 мкм, а с учетом действия других факторов и к полному исчезновению осевого зазора в подшипнике. Поэтому величину осевого зазора приняли в пределах 70... 150 мкм.

Особую группу дефектов подшипников составляют коррозионные повреждения в виде коррозионных раковин, поверхностной и точечной коррозии на роликах и дорожках качения колец. Причинами их появления является попадание воды в подшипник в процессе длительного отстоя подвижного состава и при обмывке колесных пар без выполнения полной ревизии букс.

Смазка ЛЗ-ЦНИИ обладает повышенной гидроскопичностью и в своем составе имеет щелочи и кислоты. Все это в совокупности создает агрессивную среду, вызывающую коррозию несущих и посадочных поверхностей подшипника.

3. Основные положения руководящих документов ОАО "РЖД" по ремонту буксовых узлов

Корпуса букс, имеющие продольные задиры или риски на посадочной цилиндрической части, коррозию на внутренней цилиндрической части, а также ржавчину, заусецы и забоины на лабиринтных проточках, могут быть использованы после зачистки. Корпуса, имеющие ослабления посадки отъемного лабиринта и его повреждения, а также сквозные отверстия и повреждения резьбы под термодатчик, оставшиеся оборванные болты М20 крепительной крышки, ремонтируют.

Предназначенные для ремонта подшипники промываются и осматриваются для определения вида ремонта. Ремонт подшипников делится на два вида: без переборки роликов и с переборкой роликов.

Без переборки роликов подшипники ремонтируются при условии, когда на роликах не обнаружены дефекты, но требуется замена сепаратора, обработка фасок бортов внутренних колец цилиндрических подшипников на горячей посадке, шлифовка бортов или дорожек качения колец, замена наружного и внутреннего колец. В целях более тщательного контроля состояния колец и роликов, упорного кольца и других деталей может проводится магнитопорошковый или вихретоковый контроль деталей.

После намагничивания деталь обливают магнитной суспензией, осматривают и затем размагничивают. При неполном размагничивании к деталям подшипника будут прилипать металлические частицы, образующиеся от истирания в процессе эксплуатации, что может привести к ускоренному износу подшипников, в следствии чего для зачистки и шлифовки бортов наружных колец применяется специальное приспособление.

Ремонт подшипников с переборкой роликов производится при замене роликов независимо от количества сменяемых роликов, выпадении отдельных роликов из гнезд сепараторов вследствие их повреждений, зачистке образующих и торцов роликов и других дефектах.

При втором виде ремонта все подшипники полностью разбирают, после чего все детали осматривают, подвергают магнитному или вихретоковому контролю кольца и ролики. Рабочие поверхности колец и роликов, требующие зачистки, шлифуют на приспособлениях.

Комбинированные ролики сортируются по среднему сечению, например, на автоматизированной установке для подбора роликов --

УПР-01. Измерение геометрических размеров роликов производится с помощью индуктивных преобразователей линейных перемещений с сопоставлением результатов измерений с программными данными, заложенными в микропроцессоре для сортировки роликов на группы.

После зачистки колец и комплектовки роликов производится сборка подшипников и измерение радиальных и осевых зазоров.

С целью выравнивания контактных давлений по спаренным подшипникам, увеличения безотказности и долговечности букс необходимо осуществлять подбор парных подшипников по радиальным зазорам и высоте. При этом целесообразно, чтобы задний подшипник по сравнению с передним имел меньшую на 10...20 мкм рабочую высоту или больший на ту же величину радиальный зазор. В соответствии с этим требованием установлена допускаемая разность радиальных зазоров парных подшипников на горячей посадке равной 0,02 мм при измерении радиального зазора со своими внутренними кольцами и 0,01 мм при измерении с применением эталонного кольца.

Автоматизированный подбор парных подшипников может производиться непосредственно на специализированной установке УПП-01.

Подобранные парные подшипники должны обеспечивать смещение корпуса буксы по отношению к шейке оси в осевом направлении в пределах осевого разбега.

Осевой разбег двух цилиндрических подшипников на горячей посадке, устанавливаемых на одну шейку оси, обеспечивается конструкцией подшипников. Суммарный осевой разбег пары этих подшипников конструктивно обеспечивается в пределах 0,68...1,38 мм.

Для обеспечения прочности посадки внутренних колец на шейку оси их необходимо подбирать с натягом 0,04...0,065 мм для новых подшипников и при ремонте с натягом 0,03...0,065 мм.

4. Существующая технология ремонта буксовых узлов

Технологическая схема ремонта буксового узла показана на рисунке 7.

Рис. 7. Технологическая схема ремонта буксового узла

На демонтажном участке производится демонтаж буксового узла и промывка его деталей. Отделение оснащено рельсовыми путями для размещения колёсных пар, стендами для демонтажа букс, краном-балкой грузоподъёмностью не менее 2 тс для транспортировки колёсных пар, корпусов букс, моечными машинами для промывки подшипников, корпусов и деталей букс, транспортёром для перемещения корпусов букс и деталей буксового узла, установкой для холодной распрессовки внутренних и лабиринтного колец.

Промытые детали поступают в ремонтно-комплектовочное отделение для осмотра, проверки, ремонта подшипников и деталей буксового узла. Это отделение оборудовано столами, обитыми листовой сталью для осмотра подшипников; дефектоскопными установками для проверки подшипниковых колец и роликов; установками для шлифовки внутренних и наружных колец, плоских упорных колец, торцов роликов; барабаном для зачистки стопорных планок; электропаяльником для восстановления чеканок полиамидного сепаратора; а также необходимыми инструментами: штангенциркулем, шаблонами для измерения внутренних и наружных диаметров; молотком с медным наконечником для разбивки подшипников; щупом 2№2.

Монтажное отделение оснащено информационно-измерительным комплексом, позволяющим произвести измерение осевого и радиального зазоров подшипника, измерение и подбор роликов, подбор роликовых подшипников по радиальному зазору, измерение внутреннего диаметра буксы, измерение внутреннего диаметра лабиринтных и внутренних колец перед запрессовкой и подбор колец для запрессовки на конкретную колёсную пару, измерение наружного диаметра внутренних колец, измерение предподступичной части и шейки оси. Также здесь имеется установка холодной запрессовки лабиринтных и внутренних колец, кран-балка грузоподъёмностью 2 тс, транспортёр для перемещения корпусов букс и деталей буксового узла, гайковёрты, вибродиагностическая установка для испытания колёсной пары.

Монтаж букс с роликовыми подшипниками осуществляется на поточной линии с применением механизированных стендов.

К монтажу допускаются подшипники и колёсные пары, имеющие температуру окружающей среды. Поэтому монтаж букс необходимо производить не ранее, чем через 12 часов после обмывки колёсных пар в моечных машинах и не ранее, чем через 2 часа после обточки кругов катания колёс при ремонте, а подшипников - не ранее, чем через 8 часов после обмывки их в моечной машине. Монтаж букс с роликовыми подшипниками после демонтажа без снятия внутренних колец допускается производить не ранее, чем через 12 часов после обмывки колёсных пар в моечных машинах и через 8 часов после обмывки блоков подшипников при условии, что разность температур между внутренними кольцами на шейке оси и блоками подшипников будет в пределах 3°С.

Весь измерительный инструмент, а также приборы, применяемые при монтаже букс и комплектации подшипников, подвергаются периодической проверке, содержаться в абсолютной чистоте и полной исправности. Каждому измерительному инструменту присвоен номер. Результаты периодической проверки и даты контроля заносят в журнал установленной формы.

Измерение предподступичной части оси и шейки оси производится при помощи призм информационно-измерительного комплекса. Потом данные сбрасываются в компьютер, где находится база данных, измеренные лабиринтные и внутренние кольца. Кольца подбирают для запрессовки на конкретную колёсную пару по натягам. Натяг на посадку лабиринтного кольца: при новом изготовлении - 0,08-0,15 мм, при ремонте - 0,02-0,15 мм. Натяг на посадку внутренних колец: при новом изготовлении - 0,04-0,07 мм, при ремонте - 0,03-0,07 мм. После подбора кольца подаются на запрессовку, где они прессуются на колёсную пару. Проверяют зазор между торцевыми поверхностями внутренних колец, а также бортом внутреннего кольца заднего подшипника и лабиринтным кольцом. Пластина щупа толщиной не более 0,04 мм может войти в зазор между этими деталями на участке длинной не более 1/3 окружности.

Затем производят измерение наружных диаметров внутренних колец и передают в компьютер, где находятся измеренные заранее подшипники, там их подбирают по радиальному зазору. Разность радиальных зазоров у двух парных подшипников должна быть не более 0,02 мм. Радиальный зазор подшипников в свободном состоянии: при новом изготовлении 0,115-0,170 мм, при ремонте 0,09-0,25 мм. Осевой зазор в цилиндрическом подшипнике: при новом изготовлении - 0,07-0,15 мм, при ремонте - не менее 0,06 мм. Осевой разбег двух цилиндрических подшипников, устанавливаемых на одну шейку оси, замеру не подлежит и обеспечивается конструкцией подшипников при условии правильной постановки двух подобранных подшипников в буксу и находится в пределах 0,68-1,38 мм. Подшипники подаются к колёсным парам.

В корпус буксы после покрытия его посадочной поверхности слоем масла последовательно вручную вставляют блок (наружное кольцо с роликами) заднего подшипника так, чтобы сторона кольца с маркировкой была обращена к лабиринтной части буксы, и блок переднего подшипника так чтобы его торец с маркировкой был обращен к передней части корпуса. Запрещается постановка в буксы одной колёсной пары подшипников с различными по материалу сепараторами. Перед установкой блоков подшипников в корпус буксы ролики, дорожки качения и борта наружных колец смазывают маслами - препарат-модификатор эМПи-1. Препарат-модификатор эМПи-1 предназначен для снижения износа, коэффициента трения и предотвращения задиров на трущихся поверхностях буксовых роликовых подшипников. Перед применением препарат-модификатор эМПи-1 взбалтывается для образования однородной смеси. Расход эМПи-1 на один подшипник составляет 35-40 мл. При смазывании проводится многократное проворачивание сепараторов с роликами в наружном кольце подшипника. Роликовые подшипники, установленные в буксу, и проточки лабиринтной части буксы или лабиринтного кольца полностью заполняют по всему периметру смазкой. При этом в подшипниковые блоки и свободное пространство между задним подшипником и лабиринтном кольцом закладывают 0,5-0,6 кг смазки, а в лабиринтное уплотнение - 0,1 кг.

Корпус буксы с установленными блоками подшипников надвигают на внутренние кольца. Корпус буксы с блоками подшипников на внутренние кольца должен устанавливаться свободно, без особого усилия (тугое перемещение корпуса буксы означает, что были допущены нарушения в подборе радиальных зазоров). При этом запрещается устанавливать на одну колёсную пару, буксы, корпуса которых изготовлены из алюминиевого сплава и стали. Перед надеванием корпуса буксы с блоками подшипников необходимо раздвинуть ролики специальной втулкой (см. рис. 8).

Рис. 8. Разжимающая втулка, установленная в блоке подшипников:

1 - разжимающая втулка; 2 - подшипник; 3 - корпус буксы

При перемещении корпуса втулка выйдет из буксы (см. рис. 9).



Рис. 9 Расположение буксы с подшипниками при установке на шейку оси с разжимающей втулкой: 1 - разжимающая втулка; 2 - корпус буксы

После установки корпуса буксы на шейку надевают упорное кольцо переднего подшипника маркировкой, обращенной к передней части корпуса буксы, на резьбовую часть оси навинчивают гайку Ml 10x4 высотой 51 мм. Гайки предварительно подбирают по резьбе шейки оси для обеспечения наименьшего зазора в резьбовом соединении.

Гайка затягивается до соприкосновения с плоским упорным кольцом переднего подшипника и туго поджимается. Затем в паз оси устанавливают стопорную планку, не вводя её хвостовик в шлиц гайки. Планку устанавливают в такое положение, чтобы при последующей затяжке гайки для ввода хвостовика планки в шлиц гайка повернулась бы от половины до одной коронки. При применении гаечного ключа со стрелкой после установки гайки вручную до соприкосновения с плоским упорным кольцом её предварительно затягивают одним ударом молотка массой 3-5 кг по рукоятке ключа. Затем, поддерживая одной рукой ключ, другой рукой на ключ устанавливают планку со стрелкой в резьбовые отверстия паза оси. Выставляя стрелку на ноль (риска на торце ключа) и ударяя по рукоятке ключа, затягивают гайку на угол 16° (риска на торце ключа). Сняв планку со стрелкой, в паз оси устанавливают стопорную планку, не вводя её хвостовик в шлиц гайки. Ввернув один болт стопорной планки, производят окончательную затяжку гайки для ввода хвостовика стопорной планки в шлиц гайки; при этом гайку затягивают на размер, равный половине коронки (примерно на угол более 8°). Затяжку гайки производят только поворотом по часовой стрелке. Поворот гайки в обратном направлении, т. е. ослабление её затяжки, запрещается. При затяжке гайки буксу слегка поворачивают для того, чтобы убедится в отсутствии заклинивания подшипников. После этого устанавливают и закрепляют болты стопорной планки. Под болты устанавливают стопорные шайбы. Болты связывают мягкой (отожжённой) проволокой диаметром 1,5-2,0 мм, проходящей через раззенкованные отверстия в их головках, независимо от установки шайб. Проволоку увязывают по форме цифры «8».

При торцевом креплении подшипников шайбой тарельчатой, последнюю после установки плоского упорного кольца переднего подшипника надевают на шейку оси.

Тарельчатую шайбу прикрепляют к торцу шейки оси четырьмя или тремя болтами М20х60.48 с головкой, выполненной с ложной шайбой на опорной поверхности. При монтаже торцевого крепления подшипников шайбой должны использоваться болты без следов коррозии. Особое внимание следует уделять состоянию места перехода стержня болта к головке. При обнаружении задиров в месте перехода от стержня к головке радиусом менее 0,8 мм или других повреждений, болты к дальнейшей эксплуатации в торцевом креплении не допускаются. Повреждённые болты заменяют. Под болты правой и левой шеек оси устанавливают стопорные шайбы, на которые наносятся клейма. При торцевом креплении шайбой тарельчатой болты М20 стопорят лепестками стопорной планки. Затягивают болты М20 динамометрическим ключом усилием с крутящим моментом 230-250 Нм (23-25 кгс-м). Затяжка болтов должна быть равномерной. Для этого завинчивание трёх болтов производят дважды по периметру, а четырёх - по схеме в следующем порядке: 1-2-3-4-3-4-2-1. Затем лепестки стопорной шайбы загибают клещами на грань головки каждого болта и доводят до плотного прилегания лепестков шайбы к граням головки болта.

После закрепления подшипников в осевом направлении производят установку буксовых крышек. Между крепительной и смотровой крышками при их сборке ставят новую резиновую прокладку толщиной 3 мм. Внутренние поверхности крепительной и смотровой крышек, а также цилиндрическую посадочную поверхность крепительной крышки и соответствующую поверхность корпуса буксы и отверстия под болты смазывают тонким слоем смазки ЛЗ-ЦНИИ. Крышки скрепляют межу собой четырьмя болтами Ml2, при этом запрещается устанавливать болты с различными размерами головок. Болты затягивают с применением гайковерта усилием 100-120 Нм (10-12 кгс/м). Смазку массой 0,2 кг укладывают на внешнюю поверхность гайки по всему периметру и на переднюю видимую часть подшипника и уплотняют пальцами так, чтобы смазка проникла между сепаратором и бортом наружного кольца. Общие количество смазки, закладываемой в буксы должно быть -0,8-0,9 кг. Между торцом корпуса и фланцем крышки устанавливают новое резиновое кольцо, имеющее сечение диаметром 4 мм, фланцевую поверхность крышки смазывают смазкой из расчёта заполнения всего зазора между этой поверхностью и торцом корпуса буксы после затяжки болтов. После этого буксы закрывают крышками, прикрепляемыми к корпусу болтами М20, под которые также устанавливают шайбы. Под один болт крепительной крышки буксы правой шейки оси с левой стороны устанавливают бирку. Болты затягивают с усилием 180-200 Нм (18-20 кгс-м). Смотровую и крепительную крышки увязывают проволокой диаметром 1-1,4 мм по форме цифры «8»,ставится пломба.

Правильность сборки буксы контролируют по наличию зазора между фланцевой поверхностью крепительной крышки и торцевой поверхностью буксы и по лёгкости её вращения на шейки оси, которое должно быть совершенно свободным (букса вращается в ручную). Допускается неравномерный зазор по всей окружности, при этом минимально допускаемый зазор 0,3 мм должен находится в зоне расположения ушков крепительных крышек. Вручную проверяют осевое смещение буксы. Буксы должны свободно перемещаться вдоль шейки в пределах осевого разбега. Не допускается защемление роликов в осевом направлении. Буксы после монтажа подшипников окрашивают чёрной краской. Тщательно должны быть окрашены места соединения лабиринтного кольца с предподступичной частью оси, а также предподступичная часть между лабиринтным кольцом и колесом во избежание образования коррозионных повреждений.

Данные монтажа заносят в журнал формы ВУ-90. В него записывают: посадочный диаметр внутренних колец заднего и переднего подшипников; посадочный диаметр лабиринтных колец; натяги на посадки лабиринтного и внутреннего колец; диаметры шейки оси и предподступичной части; радиальный и осевой зазоры в подшипнике; посадочный диаметр в буксе; условное обозначение, завод-изготовитель и номер подшипника; смазка (марка, завод, партия).

5. Техническое описание спроектированного приспособления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 10. Установка монтажа буксовых узлов на ось колесной пары

Установка монтажа буксовых узлов на ось колесной пары (Рис. 11) состоит из следующих элементов: направляющей 1, трех стоек 2, механизма подъема и опускания (МПО) 3 буксового узла, каретки 4, пульта управления 5, подъемно-поворотного устройство 6, захвата 7 буксового узла.

Механизм подъема и опускания (МПО) буксового узла изготовлен на основе невмоцилинда, к шток которого шарнирно прикреплен захват. Это позволяет взять со стола (не показан) корпус буксы с подшипниками и поднять на необходимую высоту. При этом управление этой операцией производится с пульта управления, расположенного на корпусе этого пневмоцилиндра.

Пневмоцилиндр крепится к каретке, которая может перемещаться по направляющей балке от стола к колесной паре и обратно. Перемещение это осуществляется под действием мускульной силы рабочего.

Подъемно-поворотное устройство (ППУ) представляет собой пневмоцилиндр, установленный на поворотное основание. Поворот этого основания осуществляется через редуктор электродвигателем. Благодаря специальному устройству поворотного основания поворот осуществляется только на 180 градусов в ту или иную сторону. Поворотное основание расположено ниже оси пути, чтобы разместить достаточной длины пневмоцилиндр.

На конце штока пневмоцилиндра закреплена специальная балка с пазами для фиксирования положения колесной пары.

Работа установки

По рельсовому пути подкатывается колесная пара на позицию монтажа буксового узла. С пульта управления рабочим подается команда подъема колесной пары ППУ. Далее рабочий по средствам захвата корпуса буксы, ПМО и каретки берет буксовый узел со стола и толкает его к колесной паре и осуществляет монтаж. После монтажа буксового узла на одной шейки оси колесной пары, ППУ, так же по команде с пульта управления, поворачивается на 180 градусов. После этого выполняются операции монтажа на другую шейку. По окончанию монтажа ППУ подается команда опускания колесной пары и колесная пара опускается на путь и по средству рабочей силы или силы специальных механизмов перекатывается в зону складирования.

6. Расчет параметров пневмоцилиндра

Рис. 11. Подъемно-поворотное устройство

Подъемно-поворотное устройство (Рис. 11) (ППУ) установки монтажа буксовых узлов должно обеспечивать достаточное усилие подъема, чтобы поднять колесню пару и удерживать ее в процессе монтажа буксовых узлов. Масса колесной пары без буксовых узлов составляет 1200 кг, масса буксового узла в сборе около 60 кг. Итого масса, которую должно удерживать ППУ приблизительно составляет 1320 кг.

Необходимая сила на штоке пневмоцилиндра составляет 1320х9.81=12950 Н.

Определяем расчетный диаметр поршня пневмоцилиндра:

D_цил = ,

где: к = 0,7 - коэффициент, учитывающий потери на трение,

Р_с = 5(±0,5) атм - давление в гидромагистрали от насосной станции, принимаем наименьшее значение (4,5*10⁵Па = 0,45 МПа),

.

Выбираем цилиндры по ГОСТ 6540-68. Для полученного расчета можно принять диаметр поршня 250 мм, но выбираем следующее значение - 320 мм, т.к. при этом значении диаметр штока составляет 80 мм и на данной длине выхода он будет иметь большую устойчивость.

D_цил = 320 мм.

Заключение

В данном проекте были рассмотрены конструкции буксовых узлов, их эксплуатационные повреждения и технология ремона.

В проекте выполнена работа по проектированию (в соответствии с заданием) стенда монтажа буксового узла на ось колесной пары. Также были выполнены расчеты силового пневмоцилиндра с учетом запаса по силе.

Список использованных материалов и литературных источников

1. Лукашук В.С. "Проектирование нестандартного оборудования вагоносборочного производства". Конспект лекций.

2. ГОСТ 13431-68. Винты нажимные с рукояткой и концом под пяту для станочных приспособлений. Конструкция и размеры.

3. ГОСТ 13433-68. Винты нажимные с отверстием под рукоятку и концом под пяту для станочных приспособлений. Конструкция и размеры.

4. "Редукторы и мотор-редукторы". Каталог. М.: ВНИИТЭМР, 1987

5. Иванов М.Н. "Детали машин". М.: Высш. школа, 1991.

6. Алексеев Г.П. "Справочник конструктора-машиностроителя".

(Формулы и расчеты). СПб: Судпром ГИЗ.

Размещено на Allbest.ru

...