Ремонт элементов колесных пар

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

1. Характеристика ремонтируемого узла

2. Периодичность и сроки ТО и ремонта

3. Основные неисправности и методы их устранения

4. Технология ремонта узла

5. Механизация и автоматизация процесса ремонта

6. Охрана труда и техника безопасности при выполнении ремонтных работ

7. Мероприятия по охране окружающей природной среды

Список литературы

Введение

В настоящее время процессы изготовления и ремонта вагонов настолько сложны что для их осуществления требуются значительные затраты труда и времени, необходимы различное технологическое оборудование и оснастка.

Вагоностроительные и вагоноремонтные предприятия представляют собой производственно-хозяйственные организации, состоящие из основных и вспомогательных производственных участков и обслуживающих хозяйств, в которых одновременно протекает множество разнородных , но в тоже время тесно взаимосвязанных процессов производства. Ведущее место среди них занимают технологические процессы, в результате осуществления которых предприятие выпускает новые или отремонтированные вагоны.

В разработке технологии вагоностроения и ремонта вагонов широко используются: теория пластических деформаций, резания металлов, сварочного производства, гальваники, теория пластических масс и т. д.

Технология вагоностроения и ремонта вагонов обобщает огромный практический опыт и связывает многие теоретические и технические вопросы, синтезируя в них материал применительно к решению технологических задач.

Одновременно в результате анализа, изучения и обобщения производственного опыта создаются и развиваются основные теоретические положения технологии вагоностроения и ремонта вагонов, являющиеся научной базой методов разработки и осуществления технологических процессов.

Развитие и формирование прикладной специальной науки по технологии вагоностроения и ремонта вагонов определили интенсивность изучения технологических процессов, в следовательно, и научное их обобщение с установлением теоретических основ закономерностей в технологии изготовления деталей, ремонта и сборки вагонов.

Становление технологии вагоностроения и ремонта вагонов основывалось на трудах русских ученых и изобретателей. Основу вагоностроительного и вагоноремонтного производства составляют специализированные предприятия, оснащённые высокопроизводительными станками, автоматическими механизированными поточными линиями для изготовления и ремонта деталей и сборочных единиц вагонов.

Развитие технического уровня конструкций новых вагонов осуществляется в направлении повышения их прочности и надёжности, соответствующим условиям современной эксплуатации. Поэтому предусматривается строительство крытых вагонов только в цельнометаллическом исполнении. При изготовлении новых вагонов предусматривается использовать наиболее экономичные материалы, лёгкие сплавы, прогрессивные методы литья, сварные конструкции, принципы унификации и стандартизации сборочных единиц и деталей вагонов и их взаимозаменяемости.

1. Характеристика ремонтируемого узла

Колесные пары предназначены для направления движения вагона по рельсовому пути и восприятия всех нагрузок, передающихся от вагона на рельсы и обратно. Колесная пара (рис. 1) состоит из оси 1 и двух колес 2. Типы, основные размеры и технические условия на изготовление вагонных колесных нар определяются Государственными стандартами, а содержание и ремонт -- Правилами технической эксплуатации железных дорог РФ (ПТЭ) и Инструкцией по осмотру, освидетельствованию, ремонту и формированию колесных пар. Тип колесной пары определяется типом оси и диаметром колес. Для вагонов магистральных железных дорог широкой колеи, кроме вагонов электроподвижного состава (ГОСТ 4835--80), выпускаются два типа колесных пар.

Рис. 1. Колесная пара для подшипников качения

Колесные пары для роликовых подшипников унифицированы, т. е. применяются одни и те же в грузовых и пассажирских вагонах. В колесных парах РУ 1-950, РУ-950 и РУ-1050 крепление подшипников на шейке оси выполнено при помощи корончатой гайки, а в колесной паре РУ1Ш-950 при помощи шайбы (буква Ш означает «шайба»). Колесные пары -- наиболее ответственные узлы вагонов, от их исправного состояния во многом зависит безопасность движения поездов и работоспособность вагона. Поэтому они должны удовлетворять определенным требованиям: обладать достаточной прочностью, износостойкостью, иметь небольшую массу для снижения тары вагона и уменьшения динамического воздействия на верхнее строение пути, а также обладать некоторой упругостью для смягчения динамических сил, возникающих при движении вагона.

Таблица 1. Типы колесных пар вагонов

Тип колесной пары	Тип оси	Диаметр колеса, мм	Тин подшипника на колесной паре	Применение
РУ 1-950	РУ 1	950	Качения	На всех грузовых и пассажирских вагонах постройки после 1963 г.
РУ1 Ш- 950	РУ1Ш	950	То же	На всех грузовых и пассажирских вагонах постройки с 1979 г

Для безопасного движения вагона по рельсам колеса на ось прочно запрессовывают в холодном состоянии с соблюдением строго определенного расстояния между ними. Расстояние между внутренними гранями колес составляет: для новых колесных пар, предназначенных для скоростей движения: до 120 км/ч--1440±3, свыше 120, но не более 160 км/ч -- мм. Нижнее отклонение уменьшено до минус 1 мм для лучшего взаимодействия колесной пары с элементами стрелочного перевода. По этой же причине в условиях эксплуатации предусматриваются определенные допуски износа гребней по толщине. Так, для пассажирских вагонов, эксплуатирующихся в поездах со скоростью от 120 до 140 км/ч, минимальное значение толщины гребня допускается 28 мм, а со скоростями от 140 до 160 км/ч -- 30 мм, против альбомного 33 мм. Во избежание неравномерной передачи нагрузки на колеса разность размеров от торца оси до внутренней -рани обода допускается для колесной пары не более 3 мм. Колеса, запрессованные на одну ось, не должны иметь разность по диаметру D более 1 мм. Для снижения инерционных усилий, возникающих при неуравновешенности массы, колесные пары скоростных вагонов подвергаются динамической балансировке в плоскости каждого колеса относительно оси, проходящей через центры кругов катания колес; для скоростей 140--160 км/ч допускается 6 Н·м, а для скоростей :60--200 км/ч --3 Н·м.

Вагонные колеса различают: по конструкции -- цельнокатаные и бандажные, состоящие из колесного центра, бандажа и предохранительного кольца; по способу изготовления -- катаные и литые; по диаметру, измеренному по кругу катания, -- 950 и 1050 мм. При качении колес по рельсам они испытывают сложные виды нагружения: контактные и ударные нагрузки, трение от соприкосновения с рельсами и тормозными колодками. Соприкасаясь с рельсом малой поверхностью, колесо передает ему значительные статические и динамические нагрузки. В результате этого в зонах соприкосновения колес с рельсами возникают большие контактные напряжения. В процессе торможения между колесами и колодками создаются большие силы трения, вызывающие нагрев обода, что способствует образованию в нем ряда дефектов. Удары колес на стыках рельсов могут вызвать появление трещин в ободе.

В РФ на протяжения последних десятилетий колеса грузовых и пассажирских вагонов изготавливались из одной марки стали следующего химического состава: углерода 0,50--0,65; марганца 0,50--0,90; кремния 0,20-- 0,42; серы не более 0,04 и фосфора не более 0,035 % Содержание хрома, никеля и меди в колесной стали предусматривалось не более 0,25% каждого. ремонт колесная пара вагон

Новым стандартом введено дифференцирование марок стали колес для грузовых и пассажирских вагонов. Обоснование этого изменения выполнено с учетом реальных условий эксплуатации колес. Условия эксплуатации пассажирских вагонов характеризуется частыми и интенсивными торможениями, в результате чего на поверхности катания колес появляются участки с измененной структурой. Для таких колес предусмотрена низколегированная сталь 45ГСФ (марка 1 по ГОСТ 10791--81), обладающая более высоким сопротивлением хрупкому разрушению. Колеса грузовых вагонов работают в условиях более высоких напряжений в обладать повышенной износостойкостью и контактной прочностью, что достигается увеличением содержания углерода до 0,55--0,65% (марка 2 по ГОСТ 10791--81).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Механические свойства термически обработанной стали вагонных колес имеют следующие значения: предел прочности 900--1100 МПа, относительное удлинение не менее 10%, относительное сужение не менее 16%, твердость по Бринеллю не менее НВ 248, ударная вязкость 0,2 МДж/м2. Стандарт предусматривает новые правила приемки и маркировки колес. При проверке твердости по периметру обода разница показаний не должна быть более НВ 20. Введена проверка твердости на глубине 30 мм от поверхности катания, контроль микроструктуры методом глубокого травления, применение ультразвука.

Колеса моторных тележек электроподвижного состава имеют бандажи. Центры этих колес отливают из стали 25ЛП1 повышенного качества, а бандажи из стали 60 с содержанием углерода 0,57--0,65%. Изготовление бандажных колес для таких тележек связано с особенностями конструкции -- наличием зубчатого колеса редуктора, а также со сложностью их производства.

Колеса диаметром 1050 мм изготавливаются в незначительном количестве только для замены неисправных колесных пар типа РУ-1050 в вагонах старой постройки.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Цельнокатаное колесо (рис. 2) имеет обод 1, диск 2 и ступицу 3. Ширина обода--130 мм. На расстоянии 70 мм от внутренней базовой грани а поверхности обода находится так называемый круг катания, по которому измеряют прокат, диаметр колеса и толщину обода. Ступица колеса в холодном состоянии прочно запрессована на ось. Переход от ступицы к ободу выполнен в форме диска, расположенного под некоторым углом к этим частям, что придает колесу упругость и снижает воздействия динамических сил. Для рационального взаимодействия колес с рельсами важное значение имеет профиль поверхности катания колес. Стандартный профиль (рис. 3) колеса имеет гребень, коническую поверхность 1:10, 1:3,5 и фаску 6 ммХ45°. Гребень колеса направляет движение и предохраняет колесную пару от схода с рельсов. Он имеет высоту 28 мм и толщину 33 мм, измеренную на высоте 18 мм. Конусность 1:10 обеспечивает центрирование колесной пары при движении ее на прямом участке пути, предотвращая образование неравномерного проката по ширине обода, и улучшает прохождение кривых участков пути. Вместе с этим конусность1:10 создает условия для извилистого движения колесной пары, что неблагоприятно сказывается на плавности хода вагона. Конусность 1:3,5 и фаска 6 ммХ45° приподнимают наружную грань б (см. рис. 2) колеса над головкой рельса, что улучшает прохождение стрелочных переводов, особенно при наличии проката и других дефектов поверхности катания колес.

2. Периодичность и сроки ТО и ремонта

В процессе эксплуатации вагонного парка происходят естественный износ и старение элементов, а также повреждение вагонов в результате соударения при роспуске с горок, взаимодействия с погрузочно-разгрузочной техникой, перевозимым грузом и рядом других причин.

Для восстановления работоспособности вагонов, обеспечения их безаварийной работы и качественных перевозок грузов и пассажиров производится техническое обслуживание и ремонт вагонов.

Под системой технического обслуживания и ремонта вагонов понимают проводимые с определенной периодичностью виды работ по поддержанию и восстановлению работоспособности оборудования. Основными видами работ являются: техническое обслуживание, текущий деповской и капитальный ремонты. Техническое обслуживание включает в себя комплекс работ для поддержания вагонов в исправности или только работоспособности при подготовке и использовании их по назначению.

Содержание вагонов в технически исправном состоянии, обеспечивающем безопасность движения поездов, удобство пассажирам и сохранность перевозимых грузов -- важнейшая задача работников вагонного хозяйства.

Система технического обслуживания вагонов (ТО) предусматривает обеспечение необходимых условий для сохранности перевозимых грузов и безопасность движения в период между плановыми ремонтами и подразделяется на следующие виды:

техническое обслуживание (ТО-1) (осмотр и ремонт) грузовых вагонов в составах и поездах на пунктах технического обслуживания и пунктах подготовки к перевозкам грузовых вагонов; перед каждым отправлением в рейс, а также в поездах в пути следования и на промежуточных станциях. При этом виде ТО в тележке осматривают детали и в том числе и надрессорную балку в частности подпятник, скользуны и наклонные поверхности гасителей колебаний. При необходимости тележку выкатывают и заменяют надрессорную балку;

текущий ремонт (ТР) вагонов с отцепкой от состава или поезда производится в пунктах подготовки вагонов к перевозкам, в пунктах технического обслуживания грузовых вагонов с подачей на специализированные ремонтные пути или в вагонные депо для устранения неисправностей, которые не могут быть устранены без отцепки дефектного вагона от поезда. К такого рода неисправностям относятся и неисправности тележек и в том числе и надрессорных балок.

Система планового ремонта предусматривает:

деповской ремонт (ДР) вагонов, выполняемый в вагонных депо для восстановления работоспособности вагона до очередного планового ремонта деповского или капитального. При деповском ремонте выполняется наплавка изношенных поверхностей надрессорной балки и заварка трещин которые разрешено заваривать;

капитальный ремонт К.Р-1 предназначен для восстановления исправности и ресурса пассажирских и грузовых вагонов путем замены или ремонта изношенных и поврежденных составных частей, а также модернизации отдельных узлов. Выполняется, как правило, на вагоноремонтных заводах;

3. Основные неисправности и методы их устранения

Колесная пара является наиболее ответственной и изнашиваемой частью вагона, от которой в большой степени зависит безаварийная работа подвижного состава. Испытывая значительные статические и динамические нагрузки, колесная пара постоянно изнашивается в результате своего взаимодействия с рельсами. Кроме того, вследствие нарушения технологии изготовления, неправильной сборки тележки, неисправностей тормозной системы и некоторых других причин, у колесных пар возникают ползуны, выщербины, отколы металла, подрез гребня, ослабление колес на осях и другие дефекты, при наличии которых колесную пару следует выкатывать из-под вагона и направлять в ремонт.

В настоящее время у колесных пар в эксплуатации наиболее часто встречаются вертикальный подрез гребня (рис. 4), его износ по толщине, а также остроконечный накат.

Данные неисправности происходят из-за неправильной сборки тележки, длительной работы на участках пути с крутыми кривыми, а также нарушений требований формирования колесных пар. Эти неисправности могут вызывать сход вагона с рельсов при проходе стрелочных переводов.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Колесные пары с вертикальным подрезом и остроконечным накатом к эксплуатации не допускаются. Выявляют такие неисправности внешним осмотром, а измерение величины подреза гребня выполняют шаблоном ВПГ (см. рис. 4). Толщина гребня колеса, измеренная на высоте 18 мм от вершины, должна быть не более 33 мм у всех вагонов и не менее 25 мм при скорости движения поездов до 120 км/ч, не менее 28 мм -- при скорости движения от 120 км/ч до 140 км/ч и не менее 30 мм ¦-- при скорости движения от 140 до 160 км/ч. Измеряют толщину гребня горизонтальным движком абсолютного шаблона (рис. 5).

Равномерным прокатом называют износ колеса из-за его взаимодействия с рельсом. Измеряется прокат вертикальным движком абсолютного шаблона. К эксплуатации не допускаются вагоны, у которых колесные пары имеют равномерный прокат:

· более 9 мм -- у грузовых вагонов;

· более 8 мм -- у пассажирских вагонов местного и пригородного сообщения;

· более 7 мм -- у пассажирских вагонов дальнего следования;

· более 6 мм -- у пассажирских вагонов, включаемых в пунктах формирования в поезда, следующие до пункта оборота на расстояние более 5000 км;

· более 5 мм -- у пассажирских вагонов, следующих со скоростью от 120 до 160 км/ч;

· более 4 мм -- у колесных пар с приводом редуктора от торца шейки оси, обращающихся со скоростью свыше 120 км/ч.

Рис. 5. Измерение проката колеса по кругу катания абсолютным шаблоном:

1 -- вертикальный движок; 2 -- сухарь; 3 -- основание; 4 -- опорная ножка; 5 -- горизонтальный движок

Неравномерным прокатом называется неравномерный износ поверхности катания из-за развития поверхностных дефектов и неоднородности металла колеса. Измерение неравномерного проката выполняют абсолютным шаблоном в сечении максимального износа и с каждой стороны от этого сечения на расстоянии до 500 мм. Не допускается эксплуатировать вагоны, колесные пары которых имеют неравномерный прокат более 2 мм для грузовых вагонов и более 2 мм -- у пассажирских вагонов при проверке на пунктах формирования и оборота, а у колесных пар с приводом генератора от торца шейки оси -- более 1 мм.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Толщина обода колеса уменьшается из-за износа в процессе эксплуатации и при обточках. Не разрешается эксплуатировать вагоны, толщина обода колеса которых по кругу катания менее 22 мм у грузовых вагонов, менее 30 мм -- у пассажирских вагонов, эксплуатируемых со скоростью до 120 км/ч, менее 35 мм -- со скоростями от 120 до 140 км/ч и менее 40 мм -- со скоростями от 140 до 160 км/ч. Измеряют толщину обода толщиномером (рис. 6).

Из-за заклинивания колесных пар на поверхности катания образуются ползуны и навары.

Ползуны вызывают сильные удары колес о рельсы и могут привести к их излому. Выявить ползун можно при встрече поезда сходу на слух, а после остановки -- внешним осмотром. Глубину ползуна определяют как разность измерений проката абсолютным шаблоном в двух местах -- на ползуне и рядом с ним. Если ползун смещен от круга катания, то вертикальный движок абсолютного шаблона перемещают по прорези до совпадения с ползуном.

Колесные пары с ползуном глубиной более 1 мм необходимо заменить. Если в пути следования обнаружат ползун глубиной более 1 мм, но не более 2 мм, такой вагон разрешается довести до ближайшего ПТО со скоростью для пассажирского поезда не более 100 км/ч, грузового -- 70 км/ч

При глубине ползуна от 2 до 6 мм разрешается следование поезда со скоростью не более 15 км/ч, а при ползуне от 6 до 12 мм -- со скоростью не более 10 км/ч до ближайшей станции, где колесную пару необходимо заменить. При ползуне более 12 мм разрешается следование поезда со скоростью не более 10 км/ч, при условии исключения возможности вращения колесной пары.

Навар выявляют и измеряют так же, как и ползун. Высота навара допускается у пассажирского вагона не более 0,5 мм, у грузового -- не более 1 мм. Если высота навара более указанных размеров, но не более 2 мм, то вагон разрешается довести со скоростью до 100 км/ч для пассажирского и до 70 км/ч для грузового поездов до ближайшего пункта технического обслуживания.

На поверхности катания колеса от воздействия композиционных колодок могут образоваться кольцевые выработки. Выявляют их внешним осмотром, измеряют глубину толщиномером, а ширину--линейкой. К эксплуатации не допускаются колесные пары с кольцевыми выработками на уклоне 1:7 глубиной более 2 мм, на других участках поверхности катания -- более 1 мм или шириной более 15 мм.

Выщербины образуются на поверхности катания колес из-за усталостного разрушения поверхностных слоев металла под действием многократно повторяющихся контактных нагрузок или из-за термотрещин, которые возникают вследствие нагрева колес тормозными колодками. Часто выщербины образуются в местах ползунов, наваров и светлых пятен. Светлые пятна возникают на поверхности катания при торможении в условиях нагрева и воздействия холодного воздуха на материал колеса. Могут быть причинами выщербин так же скрытые пороки металла. Не разрешается эксплуатировать вагоны, колесные пары которых имеют на поверхности катания выщербину глубиной более 10 мм или длиной более 25 мм у пассажирских вагонов и более 50 мм -- у грузовых. Выщербины глубиной до 1 мм не бракуются независимо от длины.

Выявляют и измеряют выщербину так же, как и ползун.

Внутренние дефекты металлургического происхождения могут привести к местному уширению обода колеса -- раздавливанию его в зоне фаски или к поверхностному отколу наружной грани.

Колесные пары не допускают к эксплуатации, если местное уширение обода превышает 5 мм, глубина откола наружной грани -- более 10 мм или ширина оставшейся части обода в месте откола--менее 120 мм. Выявляют неисправности внешним осмотром, а измеряют кронциркулем и линейкой. Трещины и изломы в колесах, как правило, возникают вследствие дефектов металлургического и прокатного происхождения.

Методы и места проведения неразрушающего контроля цельнокатанного колеса.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 7. Цельнокатаное колесо

1 -- обод; 2 -- приободная зона диска; 3 -- переход от диска к ступице; 4 -- кромка ступицы; 5 -- поверхность катания; 6 -- гребень

1. Ультразвуковым методом неразрушающего контроля повергаются: обод, поверхность катания.

2. Вихретоковым методом неразрушающего контроля повергаются: наружная поверхность обода, приободная зона диска, переход от диска к ступице, кромка ступицы.

3. Гребень подвергается обоим методам контроля.

Критерии браковки коле: трещины не допускаются (ЦВ/3429)

Виды работ при которых проводится неразрушающий контроль:

При всех видах освидетельствования колесной пары

До и после наплавки и упрочнения

4. Технология ремонта узла

При выполнении ремонта осей колесных пар производят сначала определение дефектов и объема работ при помощи неразрушающего контроля и внешним осмотром.

Трещины определяют магнитным дефектоскопом и обстукиванием, а скрытые пороки - ультразвуковым дефектоскопом.

Из-за заклинивания колесных пар на поверхности катания образуются ползуны и навары.

Восстановление гребней вагонных колес наплавкой металла электрической дугой на вращающееся колесо с последующим замедленным охлаждением колеса и механической обработкой наплавленной поверхности и заключается в том, что перед наплавкой нагревают металл обода гребня колеса до температуры (200 - 250oC) с помощью внешнего нагревательного источника и наплавляют подогревающий валик на вершину гребня, при этом наплавку металла выполняют сварочной проволокой с содержанием углерода в 9 - 6,5 раза меньше такого в основном металле, марганца в 0,7 - 1,6 раза больше такого в основном металле и хрома в количестве 0,9 - 1,2%, наплавляемый металл наносят кольцевыми валиками от основания гребня к вершине, наплавку осуществляют при напряжении электрической дуги 30 - 40 В, силе тока 330 - 370 А, скорости наплавки 28 - 32 м/ч, а после наплавки колесо охлаждают в теплоизолированной камере не менее 6 ч до 120oC.

Данный способ позволяет восстанавливать вагонные колесные пары только отбракованные из-за износа толщины гребня и не решает проблему восстановления колесных пар, забракованных по толщине обода колеса.

Применить способ восстановления гребней, для восстановления толщины обода колеса не предоставляется возможным, так как работают в разных условиях и требуют разных условий наплавки.

Поверхность гребней колеса работает в жестких условиях в основном при вписывании колеса в кривые и при прохождении стрелочных переводов, в то время как поверхность катания постоянно воспринимает ударные нагрузки на стыках рельс, стрелочных переводах, при торможении на спусках и подъемах.

Другим недостатком данного способа наплавки гребней обода колеса является сравнительная низкая производительность, наплавка производится одним электродом.

Для восстановления поверхности катания колеса и гребня применяют другой способ. Этот способ обеспечивает высокую производительность наплавки при снижении энергозатрат на предварительный подогрев обода, высокое качество наплавки. При таком способе после обточки изношенной поверхности обода колеса подогревают внешним источником тепла при равномерном вращении колеса до температуры не менее 100oC, подбирают сварочную проволоку с содержанием углерода в 0,06 - 0,1%, марганца 0,35 - 2,0%, молибдена 0,5 - 0,7%, хрома 0,9 - 1,25%, ванадия 0,2 - 0,5%.

Применяют флюс или комбинацию флюсов с содержанием SiO2 в пределах 33 - 44%, MnO 26 - 38%, CaF2 3,5 - 8,4%, CaO 6,5 - 10,5%, MgO 5,0 - 15,8%, Al2O5 4,5 - 6,6.

Наплавку производят при напряжении 28 - 30 В, силе тока 260 - 300 А, скорости вращения колеса один оборот за 8 - 10 мин. Наплавку ведут двумя электродами, расположенными под углом 90o к поверхности наплавки, друг за другом на расстоянии 50 мм и совмещением электродов поперек шва на 1,5 - 2,5 мм.

Наплавка производится в такой последовательности: в начале наплавляют вершину гребня, затем наплавляют первый слой на горизонтальный участок поверхности катания от торца к гребню, после остывания до 190oC заплавляют подножие гребня, после чего наплавляют второй слой и заплавку подножия гребня. Затем заканчивают наплавкой рабочей стороны гребня, в случае необходимости, затылочной части гребня; при заплавке подножия гребня и затылочной части гребня используют один электрод.

Наплавка поверхности катания вагонного колеса может идти как одновременно двух колес, так и по отдельности в зависимости от экономической целесообразности.

Более подробно восстановление поверхности катания вагонного колеса осуществляют следующим образом.

Колесную пару предварительно очищают от грязи и мазута, на колесно-токарном станке снимают верхний слой поверхности гребня обода колеса до получения гладкой поверхности. Затем помещают в электрическую печь, снабженную двумя муфелями, повторяющие конструкцию ободов колес.

Для обеспечения равномерного прогрева металла ободов колес колесную пару вращают со скоростью 1,5 - 2 оборота в минуту. Для предотвращения появления микротрещин в наплавленном металле подбирают необходимую температуру предварительного подогрева и обеспечивают условия для равномерного прогрева обода колеса. Исследования показали, что металл с содержанием углерода свыше 0,45% перед наплавкой требуется предварительно подогреть до 100 - 200oC. Учитывая, что в основном металле обода колеса содержится углерода 0,55 - 0,65%, была выбрана температура подогрева не менее 100oC.

Снижению температуры предварительного подогрева способствовал выбор сварочной проволоки, содержащей ванадий.

Равномерность прогрева обода колеса обеспечивают путем подбора скорости вращения колесной пары (1,5 - 2 оборота в минуту) и мощности электронагревателей муфельной печи.

Другим важным фактором, влияющим на качество наплавленного металла является его легирование. Известно, что введение марганца и хрома повышает прочность и пластичность, а молибдена и ванадия улучшает структуру и твердость наплавленного металла. Легирование наплавленного металла осуществляют путем подбора сварочной проволоки и флюса.

Известно, что несмотря на кратковременность реакция взаимодействия между шлаком и металлом при дуговой сварке проходит очень энергично, что обусловлено высокими температурами расплавленных металлов и флюса, значительными поверхностями их контакта и относительно большим количеством флюса.

При этом происходит вытеснение из шлака в металл одного химического элемента другим, реакция в конечном итоге ведет к обогащению или обеднению металла наплавки теми или иными легирующими элементами.

Наплавка поверхности обода колеса сварочной проволокой с содержанием углерода в пределах 0,06 - 0,1%, марганца 0,35 - 2,0%, молибдена 0,5 - 0,7%, хрома 0,9 - 1,25%, ванадия 0,2 - 0,5% является наиболее оптимальной, не сопровождается усложнением технологического процесса и обеспечивает необходимые механические свойства наплавленного металла.

В сочетании с выбранной сварочной проволокой наибольшая высокая стойкость против образования трещин и необходимая твердость достигаются при выборе флюса или комбинации флюса с содержанием SiO2 в пределах 33 - 44%, MnO 26 - 38%, CaF2 3,5 - 8,4%, CaO 6,5 - 10,5%, MgO 5,0 - 15,8%, Al2O3 4,5 - 6,6%.

После подбора сварочной проволоки и флюса режимы наплавки должны быть: напряжение 28 - 30 В, сила тока 260 - 300 А и скорость вращения колеса один оборот за 8 - 10 мин.

Для повышения производительности наплавки предложено наплавку поверхности катания колеса производить сразу двумя электродами, расположенными на расстоянии друг от друга 50 мм, и под углом 90o к поверхности наплавки и со смещением электродов поперек шва на 1,5 - 2,5 мм. Расстояние между электродами выбрано из условия, чтобы второй электрод успел войти в еще расплавленную ванну первого электрода, смещение электродов поперек шва позволит увеличить ширину наплавки.

Затем зажигают последовательно дугу на одном колесе, через 1/4 - 1/2 оборота колесной пары зажигают дугу на втором колесе. После полного оборота колеса, при прохождении дугой места начала наплавки или предыдущего шва осуществляют подъем электродов на 3 - 4 мм и проверяют смещение электродов поперек шва.

Наплавку осуществляют в следующей последовательности.

В начале наплавляют подогревающий валик на вершину гребня. Подогревающий валик служит также для подогрева остывшего колеса во время установки на стенд и установки защитных колец. Затем наплавляют первый слой на горизонтальный участок поверхности катания, начиная от торца к гребню обода колеса. По окончании наплавки первого слоя дают возможность остынуть ободу колеса до температуры не менее 100oC и заплавляют подножие гребня. После чего наплавляют последующий слой и заплавку подножия гребня. Заканчивают наплавкой рабочей, в случае необходимости и затылочной части гребня, причем при заплавке подножия гребня и затылочной части гребня используется один электрод. Электрод в последнем случае устанавливают с наклоном от вертикали 15 - 20o. При остывании протекают процессы, подобные нормализации металла, обеспечивающие получение физико-механических свойств наплавленного металла, близких к металлу колеса.

После наплавки изношенной поверхности катания обода колеса вагонных колес и визуального осмотра наплавленной поверхности колесную пару помещают в термокамеру, охлаждают в течение 4 - 5 ч до температуры не более 65oC.

Восстановление изношенных поверхностей катаний обода колеса ряда партий вагонных колес позволили подобрать марки сварочной проволоки и флюса, выбрать режимы наплавки, технологию наплавки двумя электродами, подобрать ее последовательность. Металлографические исследования показали, что наплавленный металл по механическим свойствам соответствует основному металлу обода колеса.

Как показали расчеты, от восстановления одной колесной пары, забракованной по толщине обода колеса, можно получить до 15 млн. руб. экономии. По статистическим данным, ежегодно по толщине обода колеса выбраковывается 25 - 30% колесных пар.

При износе поверхности катания колёс или гребней колёсной пары обтачиваются по профилю на колесотокарных станках.

При обточке поверхностей катания цельнокатаных колёс снимают наименьшее количество металла, нужное для получения нормального профиля. Обтачивают гребень, поверхность катания и при необходимости внутреннюю грань обода цельнокатаного колеса. Класс шероховатости обработки профиля катания, наружной фаски, гребня и внутренней грани должен соответствовать стандартному эталону чистоты.

При обточке колёсных пар надо следить, чтобы внутренняя грань колеса была строго перпендикулярна оси колёсной пары. Наружную грань колеса обтачивают для устранения поверхностных дефектов и неровностей прокатки при условии, что при этом не будут срезаны клейма завода-изготовителя, и ширина обода будет не менее допускаемой.

Перед обточкой колёс по профилю обязательно проверяют расстояния от внутренних граней колёс до торцов оси. Разница указанных расстояний у колёсных пар нового формирования и отремонтированных со сменой элементов должна быть не более 3 мм и при выпуске из ремонта - не более 5 мм. Проверку производят шаблоном.

Разность диаметров колёс по кругу катания у одной обточенной колёсной пары, овальность и эксцентричность относительно поверхности шейки или подступичной части оси допускается не более 0,5 мм.

После обточки колёсной пары расстояние между внутренними гранями ободьев колёс должно быть 1440 мм с отклонениями не более 3 мм в ту или другую сторону, а у колёсных пар с новыми колёсами - 1440 с отклонением в меньшую сторону не более 2 мм и в большую не более 1мм. Разница расстояния между внутренними гранями ободьев колёс в различных точках одной колёсной пары не должна превышать 2 мм.

Запрещается выпускать из ремонта и нового формирования колёсной пары с ободом колеса шириной меньше 126 мм или больше 136 мм. У новых колёс наименьшая ширина обода колеса должна быть 128 мм.

При обточке колёсных пар необходимо следить, чтобы фаска на наружной грани ободьев колес начиналась на расстоянии 124 мм. от внутренней грани и выполнялась под углом 45. Обточенные колеса проверяют максимальным шаблоном.

5. Механизация и автоматизация процесса ремонта

Специальный колесотокарный станок мод. КТ1250Ф3

Станок предназначен для обработки поверхностей катания и тормозных дисков колёсных пар железнодорожного подвижного состава, в том числе в сборе с осевым редуктором и корпусами букс. Производительность станка модели KT-1250 выше производительности аналога модели КЖ1836 ориентировочно в 2,3 раза.

Станок поставляется с двумя суппортами - для обработки колёсных пар. Станок обеспечивает одновременную обработку двух колёс.



Технические характеристики

Ширина колеи мм 1520

Диаметр обточки по кругу катания мм 950 Возможно 840…1250

Длина оси мм 2000 …2400

Ширина колеса мм 125 …135

Материал обрабатываемых поверхностей:

Колёса - Сталь

Масса заготовки (не более) кг 3100

Точность профиля колеса мм 0,2

Радиальное биение по кругу катания мм 0,1

Разность диаметров по кругу катания в одной паре мм 0,2

Наибольшие перемещения подвижных узлов:

?? Продольное суппорта мм 280

?? Поперечное суппорта 200

Скорости рабочих движений:

?? Пределы частоты вращения шпинделя об/мин 8 …24

?? Пределы рабочих подач суппортов мм/мин 1,6 …160

Мощность привода главного движения кВт 55

Габаритные размеры с электрошкафами мм

?? Ширина 6400

?? Длина8900

?? Высота2900

Масса станка кг 35000

При ремонте колесных пар для проведения неразрушающего контроля применяют Дефектоскоп магнитопорошковый разъемный МД-13ПР.

Такой дефектоскоп предназначен для обнаружения поверхностных поперечных трещин в средней части осей вагонных колесных пар и имеет следующие основные технические данные:

Диаметр рабочего отверстия, мм -- 240

Эффективное значение тока намагничивания, А -- 1320

Порог чувствительности

ширина раскрытия, от, мм -- 0,02

протяженность, от, мм -- 5

Разрешающая способность, не более, мм -- 10

Напряжение магнитного поля намагничивающего

устройства, А/м -- 16000

Напряжение питания, В -- ~220±10%

Габаритные размеры блока управления, мм -- 395х180х340

Масса блока управления, кг -- 14

Габаритные размеры намагничивающего устройства, мм -- 860х76х330

Масса блока контроля, кг -- 82

Стенд для магнитопорошковой дефектоскопии колесных пар.

Предназначен для удобства дефектоскопирования средней части оси дефектоскопом МД-13ПР и шейки оси дефектоскопом Р8617. Дефектоскопы навешиваются на стенд.

Технические характеристики

Механизм вращения колесной пары
Управление механизмом	электропневматическое
Механизм вращения	Фрикционный, роликовый с приводом 2-х ведущих роликов от электродвигателя через редуктор и цилиндрические шестерни.
Управление механизмом	электрическое
Тип двигателя	АИР80А4
Мощность, кВт	1,1
Общее передаточное число привода	68
Выталкиватель колесной пары
Управление механизмов	пневматическое
Диаметр пневмоцилиндра, мм	250
Ход поршня, мм	235
Усилие на штоке, кг	2500
Дефектоскоп магнитопорошковый разъемный МД-13ПР	Предназначен для контроля средней части оси сформированной колесной пары сухим способом нанесения магнитного индикатора (порошка типа ПЖВ5.160 по ГОСТ 9849).
Потребляемая мощность, кВт	4
Питание осуществляется от сети переменного тока частотой 50 Гц, 220 В
Установка дефектоскопная для магнитного контроля осей колесных пар вагонов РМ8617	Предназначена для обеспечения магнитного контроля осей колесных пар, должна обеспечить выявление поверхностных усталостных трещин на шейках и предподступичных частях осей колесных пар в сборе, а также на внутренних кольцах роликовых подшипников, насаженных на шейки осей.
Потребляемая мощность, кВт	6
Напряжение питающей сети, В	380
Габаритные размеры, мм	3750x2150x2200

6. Охрана труда и техника безопасности при выполнении ремонтных работ

Ответственным за выполнение правил техники безопасности в цехе является старший мастер. Сменные мастера и бригадиры несут ответственность за выполнение правил по технике безопасности и промсанитарии по кругу своих обязанностей.

Старший мастер цеха проводит инструктаж по соблюдению рабочими инструкции по Технике безопасности и безопасными правилами работы в соответствии с положением " Об организации обучения и проверки знаний по охране труда на железнодорожном транспорте " № ЦСР-325 и инструктивными указаниями СТП ССБТ 008-98 " Обучение и проверка знаний по охране труда работников депо", а так же обеспечивает своевременное проведение с работниками цеха периодических занятий по охране труда и техники безопасности.

Каждый работник обязан:

- строго соблюдать требования по охране труда, технике безопасности, производственной санитарии, противопожарной охране, предусмотренные соответствующими правилами и инструкциями;

- пользоваться спецодеждой и предохранительными устройствами и приспособлениями;

- содержать в частоте и порядке свое рабочее место, соблюдать чистоту и порядок на участке;

- передавать оборудование, инструмент и приспособления сменщику в исправном состоянии.

В случае повреждения механизмов, приспособлений, оборудования или получения травмы, нарушения техники безопасности, работник должен немедленно сообщить руководителю участка.

Выполнение положений по технике безопасности, производственной санитарии обеспечивает безопасность производства работ и предупреждает возникновение производственного травматизма и профессиональных заболеваний.

Все работники участка обязаны знать и выполнять правила и инструкции по охране труда и техники безопасности, должностные инструкции и положения, руководствоваться ими в своей практической работе и обеспечивать строгое выполнение их в процесс производства.

Виновные в нарушении правил техники безопасности привлекаются к ответственности согласно действующему законодательству и стандартов предприятия.

Мастер (сменный, старший) является полноправным руководителем и непосредственным организатором производства и труда на новом участке. Имеет право и обязан не допускать работу на неисправном оборудовании с применением неисправных инструментов, приспособлений, оснастки и др. На лиц, нарушивших трудовую и производственную дисциплину, мастер вправе налагать дисциплинарные взыскания в соответствии с правилами внутреннего трудового распорядка, а рабочих, систематически нарушающих дисциплину освобождать от работы.

Все виды инструкций и стажировка по технике безопасности должны быть записаны в Журнале регистрации инструктажей по технике безопасности формы ТНУ-19.

О случаях травматизма руководитель участка обязан немедленно сообщить начальнику депо.

Охрана труда.

Колёсный цех должен иметь устройства для отопления и вентиляции, обеспечивающие метрологические условия в соответствии с требованиями "Санитарных норм проектирования предприятий".

Оборудование, где происходит образование пыли и газов, должно быть оборудовано вентиляцией.

Осветительная арматура и лампы должны очищаться от загрязнений не реже двух раз в месяц, а стёкла световых проёмов два раза в год.

Освещение на рабочих местах должно быть как общее, так и местное. Применение одного местного освещения не допускается.

Уровень шума не должен быть выше:

-низкочастотный - 100дб, -среднечастотный - 85-90дб, -высокочастотный - 75-85дб,

Нормы освещённости:

- общее-местное - 500лк

-участки осмотра и приёмки колёсных пар - 750лк

Курение в цехах запрещено.

Среднесуточная температура в ВКМ должна быть +18°С - +20°С

Не допускается загромождение и захламление проходов у рабочих мест.

Шкафы, ящики и стеллажи для инструмента и деталей устанавливаются так, чтобы хранимые в них предметы находились в устойчивом положении и не могли упасть.

Полы на рабочих местах и проходах должны быть ровными, гладкими и не скользящими, содержаться в чистоте.

Производственные отходы, стружки должны своевременно убираться.

Требования к инструменту.

Слесарные молотки должны иметь слегка выпуклую поверхность бойка и быть надёжно укреплены на ручке путём расклинивания. Рукоятки изготавливают из дерева твёрдых пород.

Длина ручек слесарных молотков должна быть в пределах 300-400мм.

Не допускается на ударной части наклёпа.

Ударные инструменты - зубила, крейцмейсели, бородки не должны иметь трещин, заусениц, наклёпа на ударной части. Наименьшая длина зубила - 150мм. При работе обязательно пользоваться защитными очками, во время работы зубило располагать от себя, т.е. направление полёта металла при ударе должно осуществляться в противоположную сторону от себя.

Гаечные ключи должны соответствовать размерам гаек и головок болтов, губки ключей строго параллельны. Удлинение ключей трубами запрещается.

Перед подключением пневматического инструмента необходимо продуть шланг. Работать на шлифовальной машине без защитных очков и ограждений запрещается. Перед работой проверить её исправность. Запрещается использовать шлифовальную машину без прокладок между шлифовальным кругом и планшайбой.

Весь ручной инструмент должен быть исправным и очищенным от масла. Прежде чем начать работу необходимо проверить надёжность их насадки и ручки.

К работе с электрическим и пневматическим инструментом допускаются только специально обученные работники.

Требования к оборудованию.

Расположение оборудования должно соответствовать нормам технологического проектирования.

Границы проходов, места укладки грузозахватов и тары должны быть отмечены белой краской.

Вновь устанавливаемое и вышедшее после ремонта оборудование должно быть тщательно выверено и надёжно закреплено. Оборудование должно быть принято с разрешения главного механика и инженера по технике безопасности.

Электробезопасность.

Для предупреждения возможности поражения электрическим током корпуса электродвигателей, индукционных нагревателей, дефектоскопов, моечных машин, металлические кожуха должны надёжно заземляться. Нельзя включать индукционный нагреватель, если его магнитопровод не замкнут с нагреваемым кольцом. Печи для нагрева лабиринтных и внутренних колец должны быть заземлены в двух местах, а так же иметь устройства, автоматически отключающие печь от сети при открывании дверцы.

Наряду с защитным заземлением при работе с дефектоскопами и индукционными нагревателями применяются диэлектрические перчатки, коврики и дорожки.

Пусковые кнопки электрических устройств должны быть защищены и утоплены в корпус на 3-5мм. Кнопки остановки должны быть красного цвета, иметь надпись "стоп" и выступать над панелью на 3мм.

Погрузочно-разгрузочные работы.

К управлению подъёмно-транспортным оборудованием допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, обученные безопасным методам работы и получившие удостоверение на право управления данным оборудованием.

Подъёмно-транспортным оборудованием разрешается поднимать груз, масса которого вместе с грузозахватными приспособлениями не превышает допустимую грузоподъёмность данного оборудования.

Запрещается поднимать груз неизвестной массы, а так же защемлённый, примёрзший или зацепившийся.

Подъёмно-транспортное оборудование при производстве работ должно быть в состоянии, исключающим их самопроизвольное перемещение.

На площадках для укладки грузов должны быть обозначены границы штабелей, проходов и проездов между ними. Не допускается размещать грузы в проходах и проездах.

При перемещении груза нахождение людей на грузе и зоне его возможного падения не допускается. Не допускается перемещение груза над помещениями и транспортными средствами, где находятся люди.

После окончания и в перерывах между работами груз и грузозахватные приспособления не должны оставаться в поднятом положении.

Категорически запрещается:

-подтаскивание колёсной пары

-поправлять колёсную пару на весу и находится под ней

-по окончании или при перерыве в работе оставлять груз в подвешенном состоянии

-допускать раскачивание колёсной пары при её передвижении

-работать на неисправной кран балке, неисправными захватами, приспособлениями

Перекатка колёсных пар производится подталкиванием от себя. При осмотре и измерении ободьев колёс нельзя находится напротив колеса.

Дефектоскопирование колёсных пар.

На должность дефектоскописта назначаются лица не моложе 18 лет, имеющие специальную подготовку и сдавшие испытания в знании устройства дефектоскопа, правил по электробезопасности.

Дефектоскопная установка должна иметь защитное заземление рамы установки и корпуса пульта управления.

Снятие с шейки соленоидов и контактных головок разрешается только при полном разряде конденсаторной батареи.

При каждом, даже кратковременном перерыве в работе, необходимо отключать установку от сети.

У пульта управления должен быть положен резиновый диэлектрический коврик и перчатки.

Категорически запрещается:

-касаться токоведущих частей и движущихся частей электропневматических приводов и вращающихся частей

Окрасочные работы.

Окрасочные работы должны производиться на специальной площадке, оборудованной принудительной вентиляцией.

Составы лакокрасочных материалов следует приготавливать в специальном помещении, оборудованном принудительной вентиляцией и средствами пожаротушения.

Окрасочный участок должен быть обозначен сигнальными знаками.

К рабочему месту лакокрасочные материалы должны доставляться в плотно закрывающейся таре. По окончании работы остатки лакокрасочных материалов должны быть возвращены в краскоприготовительное отделение и храниться в закрытой таре.

К работе с лакокрасочными материалами допускаются лица, прошедшие обучение и инструктаж.

Курить, пользоваться открытым огнём при приготовлении краски и выполнении окрасочных работ запрещается.

7. Мероприятия по охране окружающей природной среды

С точки зрения оценки видов и источников загрязнения окружающей среды транспортом могут рассматриваться два подхода: традиционный, охватывающий только собственно транспортные технологические процессы, и комплексный, включающий весь возможный круг факторов, связанных с транспортом.

При традиционном подходе учитывают поступление загрязняющих в биосферу непосредственно в результате функционирования подвижного состава, например отработанные газы транспортных двигателей, попадающие в воздух, сброс в водоёмы стоков. Сюда относят случающиеся время от времени аварии транспортных средств с рассеянием в биосфере их грузов - токсичных, агрессивных, радиоактивных и прочих веществ. Подобное загрязнение происходит из-за технического несовершенства транспортных средств или ошибок персонала. Комплексный подход отличается от традиционного тем, что он дополнительно учитывает загрязнение биосферы или её изменения в результате транспортного строительства и эксплуатации транспортных предприятий.

Наряду с соединениями серы, транспортные средства и предприятия с продуктами сгорания выбрасывают значительные количества окислов азота (образующие с влагой атмосферы азотную кислоту), а так же фтор, хлор, соляную кислоту и другие.

Названные весьма активные вещества не только отрицательно воздействуют на живой мир, но и интенсивно разрушают металлические конструкции, лакокрасочные покрытия и даже бетонные и каменные сооружения. Большой вред наносится зданиям, мостам и другим сооружениям транспорта.

Биологическое загрязнение воды и земли происходит недостаточно очищенными стоками из транспортных средств и постоянных сооружений. Такое загрязнение обнаруживается в пресноводных бассейнах, воду которых употребляют в ряде случаев для питья.

Методы очистки воды подразделяются на механические, химические и биологические.

Механическая очистка состоит в отстое воды в особых ёмкостях или наземных водохранилищах, а так же в пропуске её через фильтры, задерживающие твёрдые частицы, находящиеся во взвешенном состоянии, и значительную часть нерастворённых углеродов.

Однако следует признать, что эти устройства уже не могут удовлетворять современным требованиям, и их заменяют более совершенными. Например, внедряются более эффективные отстойники для осветления мутных и окрашенных вод. Для более полного отделения нефтепродуктов созданы флотационные установки, которыми оборудуются депо, ремонтные заводы, шпалопропиточные предприятия.

При химической очистке используют соответствующие реагенты, которые удаляют или нейтрализуют вредные химические примеси, находящиеся в сточной воде. На крупных ремонтных заводах, депо начинают применяться замкнутые системы, где синтетические моющие вещества после обмывки подвижного состава, различных агрегатов и деталей (перед ремонтом, окраской, хромированием и другими операциями) не сбрасываются в канализацию, а регенерируются и используются повторно. В таких системах отработавший моющий раствор отстаивается, затем из него удаляется выпавший на дно бака шлам и всплывшие на поверхность нефтепродукты. Наконец, если раствор сильно загрязнён мелкодисперсными частицами, его подвергают второму циклу очистки с помощью коагулянтов. В качестве таких реактивов применяются, в частности, сернокислое железо и гидрат окоси магния или их смеси. После добавления их в раствор на дно выпадает осадок, который удаляют, а осветлённый раствор с добавлением свежей порции моющего вещества поступает в работу. Удаленные из раствора шламы уничтожают, а нефтепродукты используют в качестве топлива.

Список литературы

1. Б.В. Быков, В.Е. Пигарев. Технология ремонта вагонов. М.:Желдориздат. 2001

2. Технология вагоностроения и ремонта вагонов. Под ред. Профессора В.С. Герасимова. М.: Транспорт. 1988

3. Неразрушающий контроль деталей вагонов. Руководящий документ РД 32.174-2001

Размещено на Allbest.ru

...