Размещено на http://www.allbest.ru/

«Котласский транспортный техникум»

Тема ВКР

Пояснительная записка к дипломному проекту по специальности 23.02.06 Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог



• Оглавление

• Введение
• 1. Основные сведения об экипажной части тепловоза
• 1.1 Назначение колесной пары 2Т116
• 1.2 Основные технические решения
• 1.3 Принцип работы колесной пары
• 2. Организация технологического процесса ремонта
• 2.1 Методы Технологического Процесса Ремонта
• 2.2 Ремонт и формирование колесной пары
• 2.3 Выбор и обоснование метода организации работы участка по ремонту колесных пар, расчет параметров производственного процесса
• 3. Мероприятия по обеспечению охраны труда и техники безопасности при выполнении работ по ремонту механического оборудования тепловозов


Введение

производственный экипажный тепловоз ремонт

Железнодорожный транспорт играет неоспоримую и важнейшую роль в развитии России. Он является основным способом перевозки грузов и пассажиров, обеспечивая эффективную связь между различными регионами страны. Железные дороги обладают значительной пропускной способностью, позволяющей перевозить большие объемы товаров и грузов. Благодаря развитой железнодорожной инфраструктуре и сети, железнодорожный транспорт обеспечивает надежность, безопасность и доступность перевозок. Он способствует развитию экономики, укреплению социальной и культурной связи между регионами, а также является фундаментом для развития туризма и международной торговли. Важность железнодорожного транспорта для России трудно переоценить, поскольку он является надежной и эффективной основой транспортной системы страны.

Тема данной дипломной работы "Технология ремонта и формирования колесных пар тепловоза 2ТЭ116" является актуальной, так как состояние колесных пар тепловозов 2ТЭ116 играет важную роль в обеспечении безопасности движения поездов. Поэтому требования к их состоянию являются особенно строгими.

Цель данной дипломной работы заключается в теоретическом рассмотрении технологии ремонта и формирования колесных пар тепловоза 2ТЭ116. Для достижения данной цели ставятся следующие задачи:

предоставить основные сведения об экипажной части тепловозов 2ТЭ116;

рассмотреть организацию технологического процесса ремонта колесных пар;

представить мероприятия по обеспечению охраны труда и техники безопасности при выполнении работ по ремонту колесных пар тепловозов 2ТЭ116.

Объектом исследования является колесная пара тепловоза 2ТЭ116, а предметом исследования - технология ее ремонта и формирования. В ходе работы использовались литература отечественных авторов, нормативно-правовые акты РФ, а также данные из официальных источников интернета и периодических изданий.



1. Основные сведения об экипажной части тепловоза

1.1 Назначение колесной пары 2Т116

Экипажная часть тепловоза состоит из нескольких компонентов, которые выполняют важные функции для обеспечения его надежной работы.

Главная рама является основной структурной составляющей и обеспечивает передачу веса оборудования, расположенного на тепловозе, а также тормозных и динамических нагрузок, возникающих при движении. Ударно-сцепные приборы служат для соединения тепловоза с другими вагонами или локомотивами.

Кузов и кабина машиниста, установленные на главной раме, могут выполнять разные функции. Если они не несут никаких нагрузок и предназначены только для защиты и комфорта машиниста, то тепловоз считается имеющим несущую раму. В случае, когда кузов и рама образуют единую сварную конструкцию, и часть нагрузок переносится на кузов, такой тепловоз называется имеющим несущий кузов.

Тележки с колесными парами играют важную роль в передвижении тепловоза по рельсам. Они оснащены буксами, рессорным подвешиванием и спорно-возвращающими устройствами, которые обеспечивают гибкость и амортизацию при движении по неровным путям. Отправной точкой для обеспечения безопасности и стабильности является правильное распределение нагрузки на каждую тележку и колесную пару. Допускается небольшое отклонение, не превышающее ± 3%.

Колёсная пара является одним из наиболее важных узлов в экипажной части тепловоза. Она состоит из двух колес, равномерно удаленных друг от друга на оси. Колеса и ось вращаются синхронно, и их частота вращения одинакова. Колесные пары разработаны специально для обеспечения устойчивого движения по рельсам и выполняют несколько основных функций. Они амортизируют удары при движении по неровностям, передают массу тепловоза, участвуют в реализации силы тяги, помогают в процессе торможения и обеспечивают движение по рельсам.

Структура колесной пары может различаться в зависимости от типа передач и тягового привода тепловоза, а также от задач и сложности его работы. Она оптимизирована для обеспечения надежной и эффективной работы тепловоза на различных участках железнодорожной сети.

1.2 Основные технические решения

Колесная пара тепловоза является одним из самых важных и ответственных компонентов тележки. В процессе работы она активно взаимодействует с неровностями пути, как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении, и воздействует на сам путь. Она также принимает на себя вращающий момент от тягового двигателя, который передает усилие на колесную пару. Поэтому конструкция колесной пары должна обеспечивать необходимую прочность всех ее элементов.

Колесные пары могут отличаться по способу подвешивания тягового двигателя. В опорно-центровом и опорно-рамном подвешивании тяговой электродвигатель связан с колесной парой с помощью упругих муфт, позволяющих относительное перемещение колесной пары и двигателя. В таких конструкциях ведомая шестерня не связана с осью колесной пары. В опорно-осевом подвешивании большое зубчатое колесо напрямую соединено с осью колесной пары или удлиненной ступицей колесного центра.

Колесные пары локомотивов чаще всего используются с внешними шейками, где колеса находятся внутри рамы тележек. Однако некоторые тепловозы используют спарниковую передачу для передачи усилия от тягового двигателя к движущей паре. В таком случае колеса размещаются снаружи рамы.

Колесные пары могут иметь различные конструкции колесного центра, такие как спицевые, дисковые стальные литые и катаные. Спицевые и дисковые колеса являются сборными и состоят из колесного центра, бандажа и укрепляющего кольца. Они широко применяются в локомотивостроении.

Технология обработки деталей колесной пары и ее формирования для тепловозов с опорно-осевым подвешиванием тяговых двигателей является одинаковой. Ведомую шестерню с осью также формируют с использованием тепловой обработки, а колесные пары с осью формируются прессованием или тепловой обработкой.

В настоящее время на железнодорожном транспорте применяются два типа колес: диаметром 1050 мм для тепловозов и 1250 мм для электровозов. Больший диаметр колеса обладает рядом преимуществ, включая увеличение силы тяги, улучшение противобоксовочных качеств, возможное снижение контактных напряжений в рельсах, унификацию ходовых частей и снижение эксплуатационных и ремонтных расходов.

Рисунок 1 Унифицированная колесная пара 1-зубчатое колесо; 2-шейка оси под моторно-осевой подшипник; 3-средняя часть оси; 4-диск колесного центра; 5-обод колесного центра; 6-подступичная часть оси; 7-центровое отверстие; 8-предподступичная часть оси; 9-шейка оси под буксовый подшипник; 10-ступица колесного центра; 11-бандаж; 12-бандажное кольцо

Колесная пара играет важную роль в ходовой части поезда и влияет на безопасность его движения. Поэтому выбор материалов, изготовление отдельных компонентов и формирование колесной пары требуют особых требований и внимания. В процессе эксплуатации необходимы тщательный уход, регулярные осмотры и своевременный ремонт для поддержания состояния колесных пар.

Унифицированная колесная пара состоит из оси, которая изготавливается из осевой стали. На оси имеются несколько важных элементов, включая буксовые шейки для установки подшипников букс, предподступичные и подступичные части, на которые устанавливаются колесные центры и зубчатое колесо, шейки моторно-осевых подшипников и средняя часть. Чтобы избежать концентрации напряжений, все переходы с одного диаметра оси на другой выполняются с использованием плавных переходных галтелей радиусом 20-60 мм.

Подступичные части и шейки оси упрочняются путем накатки стальными роликами под давлением 30-40 кН (3-4 тонны) на каждый ролик. Это создает высокие остаточные напряжения сжатия в поверхностном слое, что повышает предел выносливости оси в зонах неподвижных посадок и делает ось менее чувствительной к концентрации напряжений. Глубина упрочненного слоя после накатки составляет 6-7 мм, а поверхностная твердость металла увеличивается на 25-30 %.

Шейки осей обрабатываются сферическими роликами, а затем шлифуются или подвергаются обработке цилиндрическим роликом, чтобы получить гладкую поверхность. На концах оси имеются кольцевая канавка, в которую устанавливается стопорное кольцо, предохраняющее внутреннее кольцо роликового буксового подшипника от сползания с шейки, а также проточка, на которую напрессовывается кольцо подшипника осевого упора буксы.

В торцах оси находятся центровые отверстия стандартных размеров, которые позволяют производить обточку колес для восстановления профиля бандажей колесных пар и устанавливать вкладыши-втулки различных устройств, таких как привод скоростемера, датчики электродинамического тормоза и гребнесмазыватели.

На пояске торца оси наносятся различные знаки, такие как дата и номер завода-изготовителя, номер плавки, порядковый номер оси, клейма ОТК и приемщика МПС. Эти маркировки помогают идентифицировать и контролировать производителя и характеристики оси.

Все эти детали и процессы изготовления колесной пары имеют важное значение для обеспечения надежной и безопасной работы поездов.

Зубчатое колесо тягового привода устанавливают на ось, нагревая его до температуры ступицы, которая не превышает 443 К (170 °C), с натягом 0,16-0,22 мм. Чтобы предотвратить коррозию посадочных поверхностей, их покрывают лаком, таким как ВД4-3 или ГЭН-150.

Рисунок 2 Колесный центр 1-ступица; 2-диск; 3-обод

Для обеспечения однородной и мелкозернистой структуры металла и снятия внутренних напряжений отлитые центры подвергают отжигу. Колесные центры прикрепляют на ось с помощью силы в диапазоне от 1100 до 1500 кН (от 150 до 200 тс) для насаженных бандажей и от 950 до 1400 кН (от 95 до 140 тс) для ненасаженных бандажей. Разница в натяге между посадочными поверхностями составляет от 0,18 до 0,3 мм. Фактический натяг и качество прессового соединения определяются по диаграмме усилий, которая создается во время запрессовки и прикрепляется к паспорту каждой колесной пары. Катаные колесные центры также используются в качестве опытных и подвергаются термической обработке. Применение катаных колесных центров позволяет сократить массу (неподрессоренную) каждого центра до 45 кг и снизить динамическое воздействие на рельсовый путь.

Рисунок 3 Бандаж 1-колесный центр; 2-бандаж; 3-бандажное кольцо

Бандажи на колесных центрах закрепляют с помощью бандажных колец. Бандажные кольца вставляют в специальную выточку при температуре бандажа не ниже 473 К (200 °C) и закатывают внутреннюю кромку бандажа роликом на специальном станке, чтобы обеспечить плотное крепление кольца. После остывания проверяется плотность посадки бандажа на колесный центр с помощью звука. Чтобы предотвратить вращение бандажей на колесных центрах во время эксплуатации локомотива, на бандажах и колесных центрах наносят контрольные риски и кернение. Окончательная обточка бандажей по их профилю производится после их насадки.

Для обеспечения безопасности движения и стабильных характеристик ходовой части тепловоза имеются следующие требования: максимальная высота протектора поверхности катания не должна превышать 7 мм, износ гребня составляет 8 мм при толщине 25 мм, а минимальная толщина бандажей по обхвату круга катания должна быть не менее 36 мм. Интенсивность образования протектора определяется износом в миллиметрах на каждые 104 километра пробега тепловоза и зависит от таких факторов, как использование мощности, профиль пути, нагрузка, передаваемая колесной парой на рельсы и другие. Опыт эксплуатации показывает, что в типичных условиях средней интенсивности пробега колес составляет 0,38 мм на каждые 104 километра. Интенсивность износа гребня при протяженности кривых, которые составляют около 50% маршрута, составляет 0,8 мм на каждые 104 километра. В результате возникает необходимость в преждевременной обточке колес для восстановления профиля бандажей, особенно изношенных гребней. Толщина слоя, снимаемого при обточке, определяемая износом гребня, значительно превышает требования для восстановления профиля поверхности катания, что приводит к сокращению срока службы бандажей.

Для уменьшения износа гребней бандажей и повышения их срока службы ВНИИЖТ предложил новый объединенный профиль для локомотивов и вагонов. Этот объединенный профиль позволяет снизить давление в контакте и обеспечивает свободное поперечное перемещение колесной пары в колее. Угол наклона образующей гребня относительно горизонта составляет 65°. Радиус выкружки гребня составляет 15 мм, что соответствует радиусу скругления рельсовой головки и обеспечивает наименьшее контактное давление на гребне. Испытания показали, что бандажи с объединенным профилем имеют на 20-30% меньший износ гребней по сравнению со стандартным профилем. При этом износ по обхвату круга катания остается на уровне стандартного профиля.

Буксы играют важную роль в передаче сил между рамой тележки и колесными парами железнодорожного транспорта. Они выполняют несколько функций: передают вертикальные и горизонтальные силы, возникающие от тяги, торможения и поперечного движения по рельсам; ограничивают продольные и поперечные перемещения колесной пары относительно рамы тележки.

Буксы подвергаются значительным нагрузкам. Вертикальные статические нагрузки могут достигать значений в диапазоне от 100 до ПО кН (10-11 тс), а при движении тепловоза они могут увеличиваться в 1,3-1,5 раза. Кроме того, на буксы действуют продольные тяговые и тормозные усилия около 20-25 кН (2-2,5 тс), удары колес на стыках, вызывающие ускорения букс в пределах 7-25g, и рамные усилия до 50-75 кН (5-7,5 тс) при частоте осевого нагружения 1,5-2,0 Гц.

Конструкция буксового узла включает в себя корпус буксы, два поводка, соединенных с рамой тележки, и боковые опорные кронштейны (крыла) для установки пружин рессорного подвешивания тележки и восприятия вертикальной нагрузки. В корпусе буксы установлены два роликовых подшипника и дистанционное кольцо между ними. Для повышения срока службы подшипников, они устанавливаются с минимальной разностью радиальных зазоров, не превышающей 0,03 мм.

Особенности конструкции включают также потолок корпуса буксы, который выполнен в виде свода переменного сечения с увеличенной толщиной верхней части. Это позволяет равномерно распределить нагрузку между роликами и увеличить количество роликов, находящихся в рабочей зоне.

Для обеспечения герметичности буксы используется лабиринтное уплотнение, состоящее из лабиринтного кольца, надетого на предподступичную часть оси, и задней крышки. Лабиринтное кольцо формирует четырехкамерное уплотнение, которое предотвращает проникновение пыли и влаги внутрь буксы.

Внутренние кольца подшипников имеют натяг 0,035-0,065 мм и насажены на шейку оси вместе с дистанционным кольцом, которые предварительно нагреваются в индустриальном масле до температуры 373-393 К (100-120 °С). Для предотвращения сползания внутренних колец роликоподшипников с шейки оси используется стопорное кольцо.

Рисунок 4 Буксовый узел 1, 21 - болты; 2 - поводок; 3 - лабиринтное кольцо; 4 - стопорный болт; 6задняя крышка: 7, 22 - шелковый шнур; 8 -роликоподшипник; 9 - корпус буксы; 10, 11 -- дистанционные кольца; 12,14стопорные кольца; 13 кронштейн; 15 упорный шарикоподшипник;16амортизатор, 17 -передняя крышка; 18 -пружина; 19 - упор; 20 -контровочная проволока; 23 - коническая пробка

В передней крышке буксы устанавливается осевой упор, который работает через упорный шарикоподшипник одностороннего действия. Один кольцо шарикоподшипника устанавливается на торцовой проточке оси, а другое на упоре с натягом в диапазоне от 0,003 до 0,016 мм. Чтобы предотвратить раскрытие упорного подшипника, он постоянно прижимается к торцу оси колесной пары с помощью пружины с силой около 2 кН (200 кгс). Для удержания осевого упора используется стопорное кольцо при снятии передней крышки.

Между упором и крышкой устанавливается амортизатор, состоящий из двух металлических пластин толщиной 2 мм. В буксах средних колесных пар амортизатор не устанавливается, что позволяет им иметь свободный осевой разбег ±14 мм. На передней крышке также присоединен кронштейн для гасителя колебаний.

Чтобы отличать буксы колесных пар от букс средних колесных пар, на крышках буксов наносятся обозначения "КР" для крайних и "СР" для средних. На задней крышке установлен стопорный болт, который предотвращает сползание буксы с шейки оси при снятой колесной паре с тепловоза.

Для смазки буксового узла используется единая пластичная смазка. При сборке буксов, внутрь закладывается смазка ЖРО в лабиринтное уплотнение задней крышки, подшипники и осевой упор передней крышки в количестве 2,5 кг. В процессе эксплуатации буксовый узел может дозаправляться смазкой через отверстие с конической пробкой, расположенное в нижней части корпуса буксы.

Поводок буксы состоит из корпуса с двумя головками, на которых установлены амортизаторы с натягом от 0,06 до 0,16 мм. Короткий валик (буксовый) имеет одну резинометаллическую втулку, а длинный валик (рамный) имеет две резинометаллические втулки с разделяющими их полукольцами.



Рисунок 5 Поводок буксы 1,6-полукольца; 2,3,12,13 -резинометаллические втулки; 4 - штифт; 5 - рамный валик; 7корпус; 8буксовый валик; 9 - кольцо; 10резиновый элемент; 11 - шайба

Создание амортизаторов на валиках осуществляется путем напрессовки резиновых втулок. Перед напрессовкой втулки и все контактирующие поверхности смазываются смесью, состоящей из 30% касторового масла и 70% этилового спирта. Сформированные поводки выдерживаются без доступа света и нагрузки в течение 20 дней при температуре 288--293 К (15--30° С), чтобы завершить релаксационный процесс сцепления резины с металлом.

Валики имеют трапециевидные (клиновидные) хвостовики, которые устанавливаются в соответствующие пазы на раме тележки и корпусе буксы. Хвостовики крепятся болтами М20х80 с моментом затяжки не менее 150 Н * м (15 кгс * м). На хвостовики валиков установлены торцовые амортизаторы, которые состоят из кольца, шайбы и резинового элемента, привулканизированного к ним. Амортизаторы крепятся с помощью разрезных полуколец, вставляемых в выточки валиков. Резиновые элементы торцовых амортизаторов работают на сдвиг при повороте поводка в вертикальной плоскости.

Клиновидные хвостовики длинного и короткого валиков имеют встречное направление у верхних поводков и попутное направление у нижних поводков.

Коэффициент жесткости поводков одной буксы составляет 35 * 105 -- 45 * 105 Н/м (350--450 кгс/мм) в поперечном направлении и 235 * 105--275 * 105 Н/м (2350--2750 кгс/мм) в продольном направлении. Такая упругая поперечная связь между колесными парами и рамой тележки, в сочетании с буксовым осевым упором одностороннего действия, существенно улучшает горизонтальную динамику тепловоза.

Шестерня изготавливается из стали 12Х2Н4А. Поверхности зубьев и впадин шестерен цементируются на определенную глубину и подвергаются закалке для достижения определенной твердости. Шестерня имеет специальный профиль впадин зубьев с выкружками, который не шлифуется. Влияние перекоса компенсируется самоустанавливающимся зубчатым венцом упругого колеса.

Зубчатое колесо состоит из зубчатого венца, который соединен со ступицей через упругие элементы, тарелки, призонные втулки, болты и гайки. Колесо жестко центрируется через ролики по сферической поверхности ступицы.



Рисунок 6 Зубчатое колесо 1,2 - упругие элементы; 3 - гайка; 4 - призонные втулки; 5,7,8,16,18 - втулки; 6 - зубчатый венец; 9 - кольцо; 10 - ролик; 11болт; 12отражательное кольцо; 13шайба; 14 - полукольцо; 15,22 -пальцы; 17,23,24амортизаторы; 19тарелка; 20-ступица; 21пружинное кольцо

Зубчатый венец изготавливают из стали 45ХН. Рабочая поверхность зубьев проходит секторную закалку токами высокой частоты на глубину 3-5 мм и по высоте 4-6 мм от впадины зуба до достижения твердости HRC 50, в то время как сердцевина зуба и обод венца имеют твердость НВ 255-302. Впадины зубьев упрочняют накаткой роликами диаметром 120 мм с усилием 85-95 кН (8500-9500 кгс). После закалки и шлифовки профиль зуба и впадины венца проверяют с помощью магнитной дефектоскопии.

Упругие элементы зубчатого колеса имеют нелинейную характеристику тангенциальной жесткости и выполнены из двух типов разной жесткости. Восемь элементов (малой жесткости) устанавливаются в отверстия тарелок и зубчатого венца с использованием резиновых амортизаторов. Они состоят из пальца, на котором насажены резиновые амортизаторы, предварительно вставленные в металлические втулки. Втулки имеют ограничительные бурты, предотвращающие одностороннее свободное осевое перемещение венца. Упругие элементы этого типа снабжены стопорными пружинными кольцами.

Восемь других упругих элементов (большой жесткости) устанавливаются в отверстия тарелок и венца с радиальным зазором. Они также состоят из пальца, на концах которого находятся резиновые амортизаторы, вставленные в металлические втулки. Для предотвращения сползания втулки имеют ограничительные бурты и проточки, а стопорные пружинные кольца устанавливаются на втулках.

Упругие элементы формируются путем запрессовки резиновых амортизаторов в металлическую арматуру после предварительного смазывания посадочных поверхностей смесью из 30% касторового масла и 70% этилового спирта. Сформированные упругие элементы выдерживаются без нагружения и доступа света в течение 20 дней при температуре 288-303 К (15-30° С) для стабилизации сцепления резины с металлом.

Для сборки упругого зубчатого колеса между венцом и ступицей устанавливаются 90 роликов размером 15х25 мм, которые обеспечивают относительное поворачивание венца и ступицы через тело качения. Венец самоустанавливается благодаря сферической поверхности ступицы под роликами. Также поверхности венца и ступицы под роликами проходят термообработку до твердости HRC 48.

Для предотвращения выпадения пальцев с тарелок наружные стороны тарелок имеют ограничительные кольца. Тарелки, втулки и пальцы изготовлены из стали 45 или 38ХС и термообработаны для повышения износостойкости гнезд под упругие элементы.

При ремонте или замене упругих элементов упругое зубчатое колесо может быть полностью разобрано без расформирования колесной пары. Разборка производится в сторону противоположного колесного центра.

1.3 Принцип работы колесной пары

Колесные пары в локомотиве играют решающую роль в безопасности движения. Они не только несут нагрузку локомотива и обеспечивают его движение по рельсам, но и переносят дополнительные динамические силы, возникающие при колебаниях и ударах в процессе движения по неровностям пути. Кроме того, колесные пары переносят силы при торможении, когда рабочая поверхность колес взаимодействует с тормозными колодками.

Динамические силы, возникающие при взаимодействии колес и рельсов, зависят от массы колесных пар и их подвески. Чтобы уменьшить эти силы, желательно снизить массу колесной пары.

Важным аспектом является выбор профиля бандажа колеса, который влияет на силы взаимодействия колес и рельсов и обеспечивает безопасное движение и стабильность колес. При этом необходимо учитывать условия предотвращения схода колес с рельсов и обеспечения направленного движения.

Другим важным фактором является минимизация проскальзывания колес, вызванного различием их диаметров. Профиль колеса должен быть таким, чтобы минимизировать износ рабочей поверхности в процессе эксплуатации.

В целом, выбор конфигурации колесных пар в локомотиве имеет решающее значение для обеспечения безопасного и эффективного движения, уменьшения динамических сил и повышения сцепления с рельсами.

Колесные пары в локомотиве выполняют несколько важных функций. Они передают вращающий момент от тягового электродвигателя и преобразуют его в силу тяги или торможения на контактной поверхности колес и рельсов. Кроме того, колесные пары обеспечивают непосредственный контакт между экипажем локомотива и рельсовым путем, направляют движение поезда вдоль рельсов и передают нагрузку от вагонов на рельсы.

Силы, с которыми колесные пары взаимодействуют с рельсами, могут быть как статическими, так и динамическими, и их воздействие зависит от различных условий и параметров, таких как состояние рельсового пути и конструкция ходовой части локомотива.

Колесные пары, которые подвергаются статическим и динамическим нагрузкам, играют ключевую роль в обеспечении контакта между экипажем и рельсами, а также направляют движение поезда в рельсовой колее. Они жестко воспринимают все удары и толчки, вызванные неровностями пути. При прохождении по кривым участкам пути колесные пары подвергаются дополнительным нагрузкам от центробежных сил, а при торможении - от сил торможения. Иногда колеса могут скользить по рельсам без вращения, что называется "юзом". Кроме того, оси колесных пар пассажирских вагонов взаимодействуют с приводами электрогенераторов.

Изменение условий движения поезда, прохождение по кривым участкам пути и переводам вызывает изменение направления сил, действующих на колесные пары, и перераспределение нагрузки на их элементы. Поэтому при производстве и эксплуатации колесных пар предъявляются высокие требования, чтобы обеспечить безопасность и эффективность движения поезда.



2. Организация технологического процесса ремонта

2.1 Методы Технологического Процесса Ремонта

В процессе использования колесных пар происходит естественный износ, особенно из-за трения между колесами и рельсами. Колеса изнашиваются равномерно по всей окружности, и скорость износа зависит от атмосферных условий, состояния и профиля пути, а также типа рельсов. Неправильный монтаж колесной пары в тележке может привести к появлению подрезов на гребнях колес и уступов у основания гребней. Нарушения технологических норм при изготовлении и ремонте колесных пар, а также неправильная эксплуатация вагона могут привести к появлению выщербин, отслаивания, выбоин и ползунов на поверхности колес.

Для устранения повреждений на поверхности колес применяется процесс обточки на специальных колесотокарных станках, оснащенных гидрокопировальным устройством. В процессе обточки также восстанавливается нормальный профиль колес, который контролируется по шаблону.

Для обнаружения трещин на оси и колесе применяются методы магнитного дефектоскопа и обстукивания, а также ультразвуковой дефектоскоп для обнаружения скрытых дефектов.

При магнитном контроле чистых обработанных частей оси колесной пары используется мокрый метод с использованием жидкой магнитной смеси из черного порошка. Чтобы улучшить обнаружение дефектов, темные и грубо обработанные поверхности средней части оси предварительно покрывают тонким слоем алюминиевого порошка. В случае проверки осей колесных пар с темной необработанной поверхностью разъемным дефектоскопом, допускается использование светлого сухого магнитного порошка в качестве указателя дефекта.

После проверки колесной пары в одном положении она должна быть дважды повернута вокруг своей оси, чтобы осмотреть все открытые части оси и избежать дополнительных поворотов.

Если в депо, вагонно-колесных мастерских или на ремонтных заводах нет стационарных дефектоскопов, проверку колесных пар можно проводить на специальных стендах с помощью переносных или смонтированных на тележках дефектоскопов. Эти стенды должны обеспечивать удобство установки, поворота и проверки различных типов колесных пар с соблюдением техники безопасности.

Проверка наружных шеек осей должна производиться с использованием круглых дефектоскопов в переменном магнитном поле. Для этого дефектоскоп надевают на шейку на определенном расстоянии от ступицы колеса и осматривают шейку, предподступичную часть оси, открытые участки подступичной части и переходные галтели. Затем колесную пару поворачивают и повторяют процесс проверки в другом положении.

При проверке шеек осей с помощью дефектоскопов типов ДГЭ и ДГЭ-М, важно правильно расположить сердечник относительно проверяемого участка. Проверка наружных шеек осей на остаточную намагниченность проводится с помощью дефектоскопов типов ДКМ-I и ДКМ-2. Дефектоскоп, подключенный к источнику питания постоянного тока, надевается на шейку оси и перемещается по ее длине, намагничивая ее. Затем дефектоскоп быстро снимается и выключается. Намагниченную шейку обильно покрывают магнитной смесью и тщательно осматривают. После магнитного контроля наружные шейки оси размагничивают в переменном магнитном поле.

Среднюю часть оси с чисто обработанной поверхностью проверяют с помощью жидкой магнитной смеси или седлообразного дефектоскопа. При проверке седлообразным дефектоскопом поверхность предварительно покрывается тонким слоем алюминиевого порошка. Участки осей, прилегающие к ступицам колесных центров, должны быть зачищены до металлического блеска перед проверкой.

Для определения дефектов и объема работ при ремонте осей колесных пар применяются методы неразрушающего контроля, внешнего осмотра, магнитного дефектоскопа, обстукивания и ультразвукового дефектоскопа.

Восстановление гребней вагонных колес производится путем наплавки металла электрической дугой на вращающееся колесо с последующей механической обработкой. При этом применяются специальные параметры наплавки, такие как нагрев колеса, выбор сварочной проволоки и режимы сварки. Однако этот метод не решает проблему восстановления обода колеса.

Таким образом, при проверке и восстановлении колесных пар осей используются различные методы и инструменты, а параметры и процессы зависят от типа дефектов и состояния колесных пар.

Для восстановления поверхности катания колеса и гребня применяется эффективный способ, который обеспечивает высокую производительность наплавки и снижение энергозатрат на предварительный подогрев обода. Этот способ также гарантирует высокое качество наплавки. В процессе восстановления после обточки изношенной поверхности обода колеса, производится подогрев обода внешним источником тепла при вращении колеса до температуры не менее 100°C. Затем выбирается сварочная проволока с определенным содержанием углерода, марганца, молибдена, хрома и ванадия. Флюс или их комбинация с определенным составом, включающим SiO2, MnO, CaF2, CaO, MgO и Al2O5, также применяются. Наплавка осуществляется при определенных параметрах, включая напряжение, силу тока и скорость вращения колеса. В процессе наплавки используются два электрода, расположенных под углом 90° к поверхности наплавки. Наплавка выполняется по определенной последовательности, включающей наплавку гребня, горизонтального участка поверхности катания, подножия гребня, а также рабочей стороны гребня и затылочной части гребня при необходимости. Восстановление поверхности катания вагонного колеса может проводиться одновременно для двух колес или по отдельности в зависимости от экономической целесообразности.

При наплавке поверхности обода колеса используется сварочная проволока с определенным содержанием углерода, марганца, молибдена, хрома и ванадия. Флюс или их комбинация также применяются. Наплавка осуществляется при определенных параметрах, включая напряжение, силу тока и скорость вращения колеса. В процессе наплавки используются два электрода, расположенных под углом 90° к поверхности наплавки. Наплавка выполняется по определенной последовательности, включающей наплавку гребня, горизонтального участка поверхности катания, подножия гребня, рабочей стороны гребня и затылочной части гребня при необходимости. Восстановление поверхности катания может проводиться одновременно для двух колес или по отдельности.

Для повышения производительности наплавки предложено использовать два электрода, расположенных на определенном расстоянии друг от друга и под определенным углом к поверхности наплавки. Смещение электродов поперек шва позволяет увеличить ширину наплавки. Наплавка осуществляется последовательно на двух колесах, с подъемом электродов и проверкой смещения поперек шва после полного оборота колеса.

После наплавки происходит охлаждение колесной пары в термокамере до определенной температуры. Восстановление изношенных поверхностей катания обода колеса позволяет экономить значительные суммы денег за счет предотвращения выбраковки колесных пар. Обточка поверхностей катания производится на колесотокарных станках, снимая минимальное количество металла для восстановления нормального профиля. Класс шероховатости обработки должен соответствовать стандартным требованиям.

При обточке колёсных пар необходимо учитывать несколько важных моментов. Во-первых, внутренняя грань колеса должна быть перпендикулярна оси колёсной пары. Во-вторых, наружную грань колеса обточивают для удаления поверхностных дефектов и неровностей, но при этом не должны быть срезаны клейма завода-изготовителя, а ширина обода должна соответствовать допускам.

Перед обточкой необходимо проверить расстояния от внутренних граней колёс до торцов оси. Разница в этих расстояниях у новообразованных и отремонтированных колёсных пар с заменой элементов должна быть не более 3 мм, а при выпуске из ремонта - не более 5 мм. Для проверки используется шаблон.

Допускается разность диаметров колёс по кругу катания не более 0,5 мм, овальность и эксцентричность относительно поверхности шейки или подступичной части оси.

После обточки колёсной пары расстояние между внутренними гранями ободьев колёс должно быть 1440 мм с отклонением не более 3 мм в любую сторону. Для колёсных пар с новыми колёсами допускается расстояние 1440 мм с отклонением в меньшую сторону не более 2 мм и в большую сторону не более 1 мм. Разница в расстоянии между внутренними гранями ободьев колёс в различных точках одной колёсной пары не должна превышать 2 мм.

Запрещается выпускать из ремонта и новообразования колёсные пары с ободом колеса шириной менее 126 мм или более 136 мм. У новых колёс наименьшая ширина обода должна быть 128 мм.

Важно также следить за тем, чтобы фаска на наружной грани ободьев колес начиналась на расстоянии 124 мм от внутренней грани и имела угол 45 градусов. Проверка обточенных колес производится с использованием максимального шаблона.

2.2 Ремонт и формирование колесной пары

Ремонт колесной пары проводят по технологической документации, разработанной в соответствии с требованиями настоящей Инструкции, и ремонтным чертежам, указанным в приложении А2.

Для колесных пар ТПС устанавливаются следующие виды ремонта: без смены элементов, со сменой элементов.

Колесные пары ТПС, направляемые для смены или ремонта отдельных элементов на завод или в депо, имеющих право на производство полного освидетельствования, должны подвергаться полному освидетельствованию с постановкой установленных клейм. Замененные элементы таких колесных пар в местах сопряжения восстанавливаются до чертежных размеров, в случае использования новых элементов. В случае использования старогодных деталей, размеры должны соответствовать размерам полного освидетельствования.

Полное освидетельствование, ремонт и формирование колесных пар могут производить предприятия, имеющие обязательный минимум оборудования, приспособлений, средств измерений и контроля согласно приложениям Б и В и действующий присвоенный им условный номер для клеймения (приложение М).

Порядок присвоения, приостановления и прекращения действия условного номера в соответствии с Положением об условных номерах клеймения железнодорожного подвижного состава и его составных частей, утвержденным Советом по железнодорожному транспорту государств-участников Содружества (протокол №55 от 28-29 октября 2011 года)

Перед обработкой новых цельнокатаных колес, бандажей, колесных центров, заготовок зубчатых колес, центров (ступиц) зубчатых колес, поковок осей они должны быть проверены контрольным мастером ОТК, а в депо - приемщиком локомотивов и мастером, которые устанавливают наличие на них установленной маркировки и актов технической приемки завода-изготовителя (сертификатов).

При поставке, по согласованию с заказчиком, цельнокатаных колес с окончательно расточенными отверстиями ступицы обеспечить сохранность посадочной поверхности колеса при транспортировке, хранении и подготовке к формированию с осью, а также проведение входного контроля колеса по фактическому размеру посадочной поверхности и качеству ее обработки.

При ремонте колесных пар без изменения элементов выполняются следующие операции:

· Обточка ободов цельнокатанных колес и бандажей.

· Обточка, накатка и шлифовка шеек осей.

· Опробование на прессе колесных пар с признаками ослабления или если прошло более 10 лет после прессовых работ или нового формирования (за исключением колесных пар электровозов с удлиненной ступицей колесного центра).

· Проверка крепления зубчатого венца.

· Замена призонных болтов, если они ослаблены.

· Ремонт упругих зубчатых колес без необходимости распрессовки центров.

· Наплавка гребней и плазменное укрепление гребней бандажей при износе бандажей за пределы допустимых параметров.

· Ремонт спицевых и коробчатых центров локомотивов.

· Неразрушающий контроль в соответствии с указанными стандартами.

При ремонте колесных пар с изменением элементов выполняются следующие операции:

· Замена осей, колесных центров, цельнокатанных колес, бандажей, зубчатых колес или их венков и других деталей. Замена может быть выполнена новыми или подержанными элементами.

· Перепрессовка ослабевших колесных центров, зубчатых колес, ступиц зубчатых колес, ступицы тормозных дисков оси, лабиринтных колец колесных пар с МОТ качения и других деталей, которые требуют установки с натягом.

· Проверка электрического сопротивления колесной пары согласно соответствующим стандартам. Электрическое сопротивление колесной пары должно быть не более 0,01 Ом.

· Проверка остаточного статического и/или динамического дисбаланса.

Формированием колесных пар считается изготовление колесных пар из вновь изготовленных элементов. Замена отдельных элементов колесной пары (осей, центров, венцов, зубчатых колес и бандажей) новыми или годными, но бывшими в эксплуатации, считается ремонтом колесных пар со сменой элементов.

Вновь сформированная колесная пара должна соответствовать ГОСТ 11018, утвержденным чертежам, техническим условиям, а также фирменной технической документации для импортных локомотивов.

2.3 Выбор и обоснование метода организации работы участка по ремонту колесных пар, расчет параметров производственного процесса

Поточный метод ремонта колесных пар представляет собой организацию работы, при которой колесная пара постепенно перемещается с одной позиции на другую, выполняя различные операции в соответствии с технологическим процессом. Этот метод характеризуется разделением операций между отдельными рабочими, размещенными последовательно, и позволяет использовать специализированную стационарную оснастку для повышения производительности труда. Основные принципы поточного метода включают пропорциональную производительность всех производственных подразделений, равномерный выпуск продукции в равные промежутки времени и одновременное выполнение различных частей производственных процессов.

Выбор поточного метода ремонта колесных пар означает, что в участке по ремонту колесных пар будет использоваться этот метод, основываясь на его преимуществах, таких как высокая организация производства, сокращение количества операций и повышение производительности труда. Параметры производственного процесса включают ритм и такт выпуска, длительность производственного цикла и фронт ремонта, которые будут определены в соответствии с требованиями и особенностями ремонта колесных пар.

Ритм определяется по формуле

(1)

где N-- годовая программа депо, колесных пар;

F -- действительный годовой фонд времени работы оборудования с учетом сменности, часов. F= 3838ч;

к.п.

Такт выпуска -- интервал времени, через который периодически производится выпуск колесных пар из ремонта

(2)

где а -- количество колесных пар, одновременно выпускаемых из ремонта, а=1.

Фронт работ или количество одновременно ремонтируемых колесных пар рассчитывается следующим образом

Ф_р = r·t_в (3)

где t_в - производственный цикл ремонта колесных пар( время с момента начала ремонты до ее окончания), ч. t_в=2,5

Фронт линии рассчитывается по формуле

(4)

где n - количество ремонтных позиций

с_вколичество колесных пар ремонтируемых на одной позиции.

к.п.

Потребное количество ремонтируемых линий рассчитывается по формуле

(5)

п



3. Мероприятия по обеспечению охраны труда и техники безопасности при выполнении работ по ремонту механического оборудования тепловозов

Ответственность за соблюдение мер по охране труда лежит на руководителях работ (заместителе начальника депо по ремонту, мастере участка, бригадирах). Они организуют и контролируют соблюдение стандартов, правил и инструкций по охране труда, действующих в депо. Они также обеспечивают безопасное выполнение технологического процесса, устраняют причины, способствующие возникновению производственных травм и профессиональных заболеваний.

Лица, занятые техническим обслуживанием колесных пар, должны быть не моложе 18 лет, пройти предварительный медицинский осмотр при поступлении на работу, а также регулярно проходить периодические медицинские осмотры. Они должны быть обучены, пройти вводный инструктаж, первичный инструктаж на рабочем месте, стажировку и проверку знаний по вопросам охраны труда. В процессе работы работники должны проходить повторный инструктаж не реже одного раза в три месяца, а также внеплановые и целевые инструктажи.

Работники должны иметь при себе удостоверение по охране труда и, при необходимости, удостоверение на право выполнения специальных работ. При необходимости, удостоверение может быть находиться у руководителя работ. Если работник выполняет несколько видов работ, требующих проверки знаний по вопросам охраны труда и выдачи удостоверений, разрешение на выполнение работ оформляется в одном удостоверении.

Работники обеспечиваются специальной одеждой, специальной обувью и предохранительными приспособлениями в соответствии с Перечнем выдачи средств индивидуальной защиты работникам депо.

Каждый сотрудник должен быть ознакомлен и строго соблюдать правила противопожарной безопасности. Он должен знать, как подать пожарную тревогу, как вызвать пожарную команду по телефону, как работает пожарная сигнализация и как пользоваться первичными средствами пожаротушения.

Соблюдение следующих требований по охране труда является обязательным:

Поддерживать постоянную чистоту в производственных, служебных, складских и вспомогательных зданиях и помещениях.

Не загромождать проходы, выходы, коридоры, лестничные марши и площадки различными предметами и оборудованием.

Обеспечить свободный доступ к противопожарному инвентарю и оборудованию, а также постоянно поддерживать их в исправном состоянии.

Немедленно отключать неисправное электрооборудование до его полного соответствия требованиям нормативных актов по охране труда при работе с электроустановками.

Не размещать спецодежду, промасленную ветошь и другие материалы на нагревательных приборах и трубопроводах отопления.

Запрещается использование источников открытого огня в помещениях кладовых и складов.

Нельзя использовать пожарный инвентарь и оборудование для хозяйственных, производственных или других целей, не связанных с пожаротушением.

После завершения работы необходимо тщательно осмотреть все производственные, служебные и складские помещения, закрыть двери, окна и другие проемы.

В случае пожара немедленно сообщить мастеру (бригадиру) и/или вызвать пожарную охрану.

Запрещается курить вблизи газовых баллонов, легковоспламеняющихся жидкостей и материалов, а также приближаться к ним с открытым огнем, поскольку это может привести к взрыву.

Лица, которые будут работать с бензином и керосином, должны пройти специальный инструктаж по охране труда. При промывке узлов и деталей в керосине и соляровом растворе необходимо использовать специальные технические перчатки и соблюдать меры противопожарной безопасности.

Территория участка должна быть постоянно поддерживаема в чистоте и регулярно очищаться от производственных отходов. Металлическая стружка, масляные обтирочные материалы и другие производственные отходы должны быть хранены в специально отведенных местах. Доступ к зданию и помещениям должен быть свободным. Проезды, подъезды к зданию и пожарным водоисточникам, а также подступы к пожарному инвентарю и оборудованию всегда должны быть свободными.

Работники участка должны:

Быть осведомлены о воздействии опасных и вредных производственных факторов, которые возникают во время работы.

Опасные и вредные производственные факторы, с которыми работники могут столкнуться при техническом обслуживании и ремонте, включают:

движущийся подвижной состав, колесные пары, машины и механизмы;

повышенная или пониженная температура оборудования;

повышенная или пониженная температура воздуха;

повышенный уровень вибрации, шума и инфразвука;

повышенный уровень напряжения в электроцепи;

недостаточное освещение рабочей зоны;

возможность замыкания электрического тока через тело человека;

падение тяжелых деталей колесных пар (корпусов букс, подшипников и т.д.);

вращающиеся детали оборудования.

Знать правила оказания первой помощи перед приездом медицинского персонала;

Поддерживать инструменты, приспособления, инвентарь и средства индивидуальной защиты (СИЗ) в исправном состоянии;

Внимательно следить за сигналами и распоряжениями руководителя работ и выполнять их указания.

При нахождении на междупутье во время движения составов, необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

Остановиться и положить переносимый груз на землю.

Внимательно смотреть в направлении приближающегося подвижного состава.

Быть особенно внимательным к негабаритным грузам и другим объектам, выступающим за габариты.

Дождаться прохода или остановки состава, а затем продолжить движение.

Переходить пути разрешается только под прямым углом, избегая ступать на головки рельс, обходя стрелочные переводы и убедившись, что по путям нет движущегося состава.

В плохую погоду, когда видимость снижена, следует остановиться в средней части междупутья и убедиться в отсутствии движущегося поезда перед переходом путей для осмотра и ремонта вагонов.

Пути следует переходить после прохождения подвижного состава.

Следует обращать внимание на сооружения и устройства, расположенные на междупутьях, чтобы избежать травмирования при проходе по станционным путям, особенно в ночное время.

Запрещается подлезать под автосцепку, перелезать через автосцепку или подлезать под неогражденный состав.

Переходить через путь, занятый подвижным составом, следует только через переходные площадки или по пешеходному (технологическому) проходу.

Группы вагонов или локомотивы на путях следует обходить на расстоянии не менее 5 м от автосцепки, а между расцепленными вагонами должен быть проход не менее 10 м.

Перед выходом из помещения или других зданий, закрывающих обзор пути, следует убедиться в отсутствии движущегося подвижного состава.

При выходе из служебных помещений в темное время суток, необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

Подождать, пока глаза привыкнут к темноте и нормальная видимость окружающих предметов восстановится.

Не переходить или перебегать пути перед движущимся подвижным составом, таким как локомотив, мотовоз, дрезина или колесная пара.

Избегать становления или сидения на рельсах.

Не садиться на подножки вагонов или локомотивов и не спускаться с них во время движения.

Избегать нахождения на междупутье между поездами при их непрерывном движении по смежным путям.

Не переходить стрелки, оборудованные электрической централизацией, в местах, где расположены остряки и поперечные скрепления стрелочных переводов.

Не передавать электроинструмент даже на короткое время другим лицам.

Не проводить ремонт электроинструмента, токоподводящих кабелей и штепсельных соединений.

...