Текущий ремонт и техническое обслуживание локомотивов

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ГОУ ВПО «ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Тепловозы и тепловые двигатели»

И.В. Дмитренко

ТЕКУЩИЙ РЕМОНТ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ЛОКОМОТИВОВ

Сборник лабораторных работ

Рекомендовано

учебно-методическим объединением

в качестве учебного пособия

для студентов вузов

железнодорожного транспорта

Хабаровск Издательство ДВГУПС 2005

УДК 629.424.1.078 (075.8)

ББК 0235.2 - 08я73

Д 533

Рецензенты:

Кафедра «Двигатели внутреннего сгорания» Хабаровского государственного технического университета (профессор, доктор технических наук Г.Б. Горелик)

Начальник отдела ремонта службы локомотивного хозяйства Дальневосточной железной дороги - филиала ОАО «РЖД» С.В. Воложанин

Дмитренко, И. В.

Д 533 Текущий ремонт и техническое обслуживание локомотивов : сб. лаб. работ / И.В. Дмитренко. - Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2005. - 78 с. : ил.

Настоящий сборник соответствует государственному образовательному стандарту направления 657600 (190300) «Подвижной состав железных дорог» специальности 150700 (190301) «Локомотивы».

Приведены методики выполнения лабораторных работ по технологии ремонта и испытания основных деталей и узлов локомотивов.

В него включены узлы механических и электрических систем современных тепловозов. В качестве оборудования используются типовые установки, применяемые в локомотиворемонтных предприятиях.

Предназначено для студентов специальности 150700 (190301) «Локомотивы» всех форм обучения, изучающих дисциплину «Текущий ремонт и техническое обслуживание локомотивов», при самостоятельной подготовке к лабораторным работам.

© ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный

университет путей сообщения» (ДВГУПС), 2005

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Неразрушающие методы контроля деталей локомотивов

Лабораторная работа № 1. Магнитная дефектоскопия деталей

Лабораторная работа № 2. Ультразвуковая дефектоскопия деталей

Определение величины и характера износа деталей

Лабораторная работа № 3. Исследование величины и характера износа шеек коленчатого вала дизеля

Лабораторная работа № 4. Исследование величины и характера износа гильзы цилиндра дизеля

Лабораторная работа № 5. Определение пригодности к работе бандажа колёсной пары локомотива

Лабораторная работа № 6. Исследование износа деталей топливной аппаратуры дизеля интегральным способом

Лабораторная работа № 7. Техническое диагностирование и прогнозирование остаточного ресурса дизелей тепловозов методом спектрального анализа

проверка качества сборки объекта ремонта

Лабораторная работа № 8 и 9. Проверка качества сборки коренных и шатунных подшипников коленчатого вала дизеля

Лабораторная работа № 10. Проверка качества сборки узлов

с подшипниками качения и зубчатой передачи

Лабораторная работа № 11. Проверка качества сборки тягового электродвигателя

Лабораторная работа № 12. Проверка качества сборки колесомоторного блока

стендовые испытания собранного объекта

Лабораторная работа № 13. Исследование работы и регулировка форсунки дизеля

Лабораторная работа № 14. Исследование работы топливного насоса дизеля типа Д100

Лабораторная работа № 15. Проверка положения коленчатых валов, топливных насосов дизеля типа Д100 и клапанов дизеля типа Д49

исследование состояния токоведущих частей локомотива

Лабораторная работа № 16. Исследование состояния изоляции токоведущих частей

Лабораторная работа № 17. Исследование состояния проводников обмоток токоведущих частей

Лабораторная работа № 18. Диагностика и испытание межсекционных соединений и электропневматических аппаратов

Лабораторная работа № 19. Испытание тяговых электрических машин методом взаимной нагрузки

Лабораторная работа № 20. Испытание электрических аппаратов локомотива

Библиографический СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ

Согласно квалификационной характеристике инженера путей сообщения специалист должен знать технологию обслуживания и ремонта локомотивов, методы проведения испытания их узлов и систем, владеть современными методами технической диагностики состояния подвижного состава и определять пути устранения неисправностей.

Решению этих задач посвящен настоящий сборник лабораторных работ. ремонт локомотив диагностика контроль

Преподаватель перед началом занятий проверяет подготовленность каждого студента к выполнению лабораторной работы путем устного опроса. При отрицательных ответах студент к работе не допускается.

Каждая работа выполняется студентом самостоятельно. Все неясные вопросы, возникающие в процессе выполнения работы, должны решаться преподавателем или лаборантом.

Освоение лабораторного практикума позволяет студентам приобрести практические навыки, необходимые для будущего руководителя ремонтным производством локомотивного хозяйства.

Лабораторная работа засчитывается в том случае, если студент освоил технологический процесс и умеет пользоваться оборудованием и оснасткой. Работа должна быть выполнена полностью и аккуратно оформлена. При отчете студент должен освоить один из разделов правил технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР), доложить результаты исследования и дать предложения по устранению выявленных недостатков.

Все лабораторные работы проводятся на стендах, установках и с помощью измерительных приборов, применяемых при ремонте локомотивов.

Включать в работу установки и стенды можно только в присутствии преподавателя или лаборанта.

при выполнении лабораторных работ студент обязан строго соблюдать правила техники безопасности, быть аккуратным и беречь лабораторное оборудование.

Полученные результаты заносятся в журнал лабораторных работ, который выдаётся преподавателем.

НЕРАЗРУШАЮЩИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ДЕТАЛЕЙ ЛОКОМОТИВОВ

Лабораторная работа № 1. Магнитная дефектоскопия деталей

Цель работы. Наиболее ответственные детали железнодорожного подвижного состава, изготовленные из магнитных материалов, проверяют магнитной дефектоскопией. Устройство контрольной аппаратуры и обращение с ней несложно. Проверка этим методом надежна и наглядна.

При выполнении лабораторной работы студенты приобретают практические навыки работы с дефектоскопом, учатся оценивать состояние деталей локомотивов и давать рекомендации по их использованию.

1.1 Технологическое оборудование и материалы

При выполнении этой работы используется дефектоскоп типа ПМД-70 с контрольным эталоном и магнитной смесью и контролируемые детали: шатунный болт ДВС, крестовина вала привода вентилятора холодильника, вал распределительного редуктора и ведущая шестерня тягового электродвигателя (ТЭД).

Магнитный дефектоскоп типа ПМД-70 переменного тока относится к числу соленоидных приборов. Он предназначен для выявления трещин круглых стержней или деталей другого поперечного сечения.

Дефектоскоп состоит из импульсного блока, блока управления и намагничивающих устройств (рис. 1.1, 1.2).

Импульсный блок предназначен для намагничивания и размагничивания деталей импульсным током. Блок управления может использоваться в качестве отдельного, питающегося от сети постоянного или выпрямленного тока 24В, переносного дефектоскопа, работающего с соленоидом или электромагнитом. Для питания блока управления от сети переменного тока его подключают к импульсному блоку.

В состав намагничивающих устройств дефектоскопа входят:

- при работе с блоком управления шарнирный электромагнит постоянного тока, снабженный универсальными полюсными наконечниками игольчатой конструкции, обеспечивающий удовлетворительный контакт с деталями произвольной геометрической формы;

- соленоид с диаметром отверстий 90 мм и длиной 160 мм, рассчитанный для работы с блоком управления и для непосредственного включения в сеть. На щитке соленоида установлен выключатель «Постоянный ток» - «Переменный ток». Эти надписи носят условный характер: в первом случае параллельное соединение обмотки, во втором - последовательное. При работе от сети 50 Гц 220В работа в положении «Постоянный ток» допускается кратковременно;

- электроконтакты, содержащие кабель сечением 10 мм² и длиной 1,5 м, для пропуска импульсного тока через деталь;

- гибкий кабель сечением 10 или 4 мм², питаемый импульсным током, для намагничивания деталей переменных форм и размеров.

Два последних устройства предназначены для работы с импульсным блоком.

Рис. 1.1. Блок импульсный дефектоскопа ПМД-70

1.2 Порядок выполнения работы

Технологический процесс контроля деталей магнитным дефектоскопом состоит из следующих операций:

- измерения сопротивления изоляции токоведущих частей дефектоскопа и проверки надежности заземления его металлических частей;

- проверки качества выявления дефектов прибором по контрольному эталону;

- подготовки деталей для контроля;

- дефектоскопии и размагничивания.

Состояние изоляции токоведущих частей и надежность заземления металлических частей дефектоскопа проверяется измерением сопротивления изоляции мегаомметром, которое должно быть не менее 2 МОм, а заземление частей равно нулю.

При намагничивании деталей постоянным током или пульсирующим полем применяют электромагнит или соленоид, которые подключаются к блоку управления в розетку «Эл. магнит-соленоид». Выключатель на щитке электромагнита устанавливают в положение «Питание», переключатель «Питание бл. имп.» устанавливают в положение «Намаг», переключатель «Измерение-напряжение х 50В - ток х 50А в положение «Ток». Регулятором «Ток х 50А» по шкале стрелочного индикатора устанавливают необходимую величину тока.



Рис. 1.2. Блок управления дефектоскопа ПМД-70

Исправность дефектоскопа и намагничивающего устройства проверяют контрольным эталоном, который помещают в соленоид и поливают магнитной смесью. Смесь состоит из ферромагнитного порошка (мягкая сталь, кузнечная окалина, доведенные до пылевидного состояния) и жидкой основы (органическое масло или керосин). На один литр жидкости добавляют 200г порошка. Жидкая основа служит для удержания порошка на поверхности детали. При исправном дефектоскопе схема трещин на эталоне должна совпадать с дефектограммой.

Подготовка детали к магнитному контролю заключается в очистке ее до металлического блеска от смазки, пыли, краски и коррозии.

Чтобы обеспечить свободное стекание магнитной смеси с неповрежденных мест детали, ее устанавливают с некоторым наклоном к горизонту. В процессе контроля, т. е. во время поливки магнитной смесью и осмотра детали, дефектоскоп может оставаться на детали включенным (метод приложенного магнитного поля) или деталь сначала намагничивается, а затем на нее наносится магнитная смесь (метод остаточной намагниченности). В случае скопления на каком-либо участке поверхности детали магнитного порошка в виде характерной темной жилки, указывающей на наличие трещины, это место следует обтереть и вновь проверить, но более внимательно. Дефектное место следует очертить мелом.

После контроля деталь следует размагнитить. Для этого переключатель режимов устанавливают в положение «Размаг.», а затем нажимают и опускают кнопку «Размаг.», «Вкл.». Процесс размагничивания контролируют по стрелочному индикатору.

В случае намагничивания деталей гибким кабелем его подключают к разъему «Питание». Переключатель режимов работы импульсного блока устанавливают в положение «Намаг.». Выключатель «Питание - откл.» устанавливают в положение «Питание». Нажатием кнопки «Пуск» пропускают импульс тока намагничивания при этом загорается сигнальная лампочка «Ток». Для размагничивания детали переключатель ставят в положение»Размаг.» и нажатием кнопки «Пуск» пропускают через кабель серию размагничивающих импульсов. Окончание цикла размагничивания сигнализируется угасанием лампочки «Ток».

1.3 Оформление отчета

В карту журнала лабораторных работ следует внести схемы намагничивания контролируемой детали, ее эскиз с указанием местонахождения трещины; указать параграф правил ТО и ТР, согласно которому при наличии данного дефекта деталь бракуется, и сроки ее контроля.

Контрольные вопросы

1. Какие существуют методы намагничивания деталей?

2. Какие способы намагничивания детали вы знаете? В чем их различие, для отыскания каких трещин они применяются?

3. В чем заключается подготовка детали к магнитной дефектоскопии?

4. Какой материал используется в качестве искателя дефекта?

5. С какой целью следует проводить размагничивание детали и как оно выполняется?

Лабораторная работа № 2. Ультразвуковая дефектоскопия деталей

Цель работы. В настоящее время ультразвуковая дефектоскопия (УЗД) деталей локомотивов в ремонтном производстве применяется для отыскания глубинных и поверхностных дефектов в поршнях и коленчатых валах двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в подступичных частях осей и шестернях колесных пар, в болтах крепления полюсов тяговых электродвигателей и в сварных швах ответственных деталей.

Как показывает опыт эксплуатации тепловозов типа ТЭ10, трещины в коленчатых валах ДВС типа 10Д100 образуются на галтелях, т. е. в местах сопряжения шейки со щеками кривошипа, и имеют усталостный характер. Наиболее часто трещины образуются у нижнего коленчатого вала, особенно по галтели хвостовика антивибратора, по 7-й, 8-й и 10-й шатунным шейкам и по 11-й коренной.

Поршни ДВС 10Д100 отбраковываются главным образом из-за возникновения трещин в центре днища («сетка разгара») и против второго ручья.

Цель настоящей работы - ознакомить студентов с аппаратурой ультразвуковой дефектоскопии, научить практическим приемам по отысканию глубинных и поверхностных трещин в деталях локомотивов и дать практические рекомендации по их дальнейшему использованию.

2.1 Технологическое оборудование

При выполнении данной работы используются ультразвуковой дефектоскоп типа УЗД-64 с набором щупов и контролируемые детали: коленчатый вал и поршень ДВС типа Д100, болт крепления добавочного полюса тягового электродвигателя.

Дефектоскопы данного типа работают по зеркально-теневому принципу. Схема дефектоскопа представлена на рис. 2.1.

Импульсный генератор через равные промежутки времени посылает короткие электрические импульсы на пьезоэлектрическую пластину передающего щупа 6, который преобразует эти импульсы в ультразвуковые и направляет их в контролируемое изделие 7. Одновременно с этим вступает в работу генератор развертки 2.

Рис. 2.1. Принципиальная схема ультразвукового дефектоскопа:

1 - электронно-лучевая трубка; 2 - генератор развертки; 3 - усилитель;

4 - импульсный генератор; 5 - приемник; 6 - излучатель; 7 - изделие

При отсутствии дефекта ультразвуковые колебания отражаются от противоположной поверхности изделия (дна) и воспринимаются такой же (или той же) пластиной приемного щупа 5, где они вновь преобразуются в электрические импульсы, которые поступают в усилитель 3, а затем на вертикально отклоняющиеся пластины электронно-лучевой трубки 1. На ее экране возникает, так называемый, донный сигнал. При наличии в изделии дефекта, часть ультразвуковых колебаний вначале отразится от него (эхосигнал), а остальная часть - от противоположной стороны изделия (донный сигнал). Усиленный эхосигнал попадает на вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки раньше донного. Вследствие этого на экране левее донного появится эхосигнал от дефекта. Прием эхосигнала происходит в промежутке между двумя очередными электрическими импульсами генератора.

Дефектоскоп позволяет измерить расстояние до дефекта и оценить его размеры. Аппаратура работает на переменном токе и подключается в сеть трехжильным кабелем, третья жила которого служит для заземления металлических частей дефектоскопа.

2.2. Порядок выполнения работы

Технологический процесс ультразвукового контроля деталей состоит из следующих операций:

- измерения сопротивления изоляции токоведущих частей и проверки надежности заземления металлических частей дефектоскопа;

- включения и настройки дефектоскопа;

- подготовки контролируемых деталей;

- контроля деталей.

Измерение сопротивления изоляции и проверка надежности заземления металлических частей дефектоскопа производится так же, как и для магнитного дефектоскопа (см. лабораторную работу №1).

2.3 Контроль коленчатого вала дизеля 2Д100

Включение и настройка дефектоскопа ведется в следующем порядке. Заранее подключенный к сети дефектоскоп поворотом верхнего левого тумблера включается в работу. При этом загорается сигнальная лампа. Спустя 20-30 с на экране появится горизонтальная линия развертки. Поворотом рукоятки «Фокус» достигается контрастность изображения вертикальной части лини развертки. Затем при помощи регулятора «Сдвиг» и «Пуск» начальный импульс на линии развертки перемещается в левую часть экрана. Нижний тумблер ставят в положение 2, тумблер «Развертки» в положение «Быстрое», а тумблер «Ограничение» переводится в положение «Вкл». Служебный тумблер глубиномера рукоятки «Глубина» выводится из видимой части экрана дефектоскопа. После этих операций к дефектоскопу при помощи коаксиального кабеля присоединяется искатель, предназначенный для контроля коленчатого вала (для шатунных шеек с меткой Ш, а для коренных - с меткой К). Искатель с меткой А, излучающий поперечные ультразвуковые волны, предназначен для контроля галтели хвостовика вала под антивибратор.

Коренные и шатунные шейки вала и особенно их галтели тщательно очищают от грязи и обильно смазывают чистым компрессорным маслом.

Необходимо помнить, что перед проверкой исследуемого вала, дефектоскоп настраивают на эталонной шейки, искусственный видимый пропил. После настройки фиксируется положение рукояток «Усиление» и «Калибратор».

Для отыскания трещин на поверхности какой-либо шейки искатель плотно прижимают к одной из ее галтелей и медленно обводят вокруг шейки. При этом будет исследована противоположная искателю галтель и прилегающая к ней половина поверхности шейки. Для второй половины шейки искатель прижимают к другой галтели и операцию повторяют (рис. 2.2).

При обводке искателя вокруг шейки на различных участках линии развертки экрана дефектоскопа будут возникать небольшие и быстроисчезающие импульсы, сигнализирующие о хорошей работе искателя, а также удовлетворительной работе и настройке дефектоскопа.

Возникновение на экране большого по величине и устойчивого при перемещениях импульса указывает о наличии дефекта на исследуемом участке.



Рис. 2.2. Схема контроля шейки коленчатого вала:

1 - искатель; 2 - дефект

Для определения местонахождения дефекта поворотом регулятора «Глубина» совмещают служебный импульс дефектоскопа с вершиной импульса от дефекта. Если при этом стрелка рукоятки «Глубина» будет находиться на отметке 4,2-4,4 шкалы (при контроле шейки коленчатого вала), то дефект располагается на галтели, меньшая отметка будет указывать на то, что дефект находится между галтелью и искателем, а если стрелка будет располагаться на отметке выше 4,5, то дефект находится выше галтели, т. е. у кромки шейки. Протяженность дефекта определяют как разность между длиной перемещения искателя по окружности шейки (при наличии на экране импульса) и шириной ультразвукового луча (6-10 мм).

2.4 Контроль поршня дизеля 10Д100

Включают и настраивают дефектоскоп так же, как и при контроле коленчатого вала.

Подготовка поршня к контролю заключается в следующем. Поршень, особенно ручьи для колец, тщательно очищают от грязи. Чтобы избежать воздушной прослойки между искателем и поршнем и тем самым создать лучшие условия для проверки, ручьи поршня обильно смазывают вязким маслом. Ножки искателя вставляют в первый и третий ручьи поршня, плотно прижимают к поверхности и медленно обводят вокруг поршня (рис. 2.3). На исправном участке поршня ультразвуковые колебания будут проходить по металлу, а на экране дефектоскопа появится один или два сигнала. При наличии дефекта (трещины, рыхлости, неметаллических включений и т. п.) указанные сигналы сильно уменьшатся по высоте либо совсем пропадут. Поворачивая поршень и наблюдая за экраном, замечают размеры и месторасположения дефекта.

Рис 2.3. Схема контроля поршня в районе второго ручья ДВС 10Д100:

СИ - служебный импульс; ДС - донный импульс

Начало дефектного места определяют по снижению высоты сигналов с 25 до 5-7 мм, а конец - по их увеличению от 0 до 5-7 мм. Начало и конец дефекта отмечают мелом на поршне против середины искателя. Перед проверкой поршней дефектоскоп настраивают на эталоне, с фиксацией положений рукояток «Усиление» и «калибратор».

2.5 Контроль болта крепления добавочного полюса тягового электродвигателя

Для контроля болта крепления добавочного полюса ТЭД используется искатель типа ЩБ, который подсоединяется к одному из кабелей. Включение и настройку дефектоскопа проводят аналогично предыдущим проверкам, кроме одной особенности - нижний тумблер ставят в положение 1.

Перед проверкой дефектоскоп настраивают на эталоне. На исправном участке болта появятся два сигнала: служебный и донный. При наличии дефекта между ними появится эхосигнал. Достаточно развитые трещины (глубиной 6-7 мм) обнаруживаются при установке искателя на середину головки болта. Для обнаружения мелких трещин (1,5-2 мм) искатель перемещают по небольшому кругу головки поршня.

2.6 Оформление отчета

В карте журнала лабораторных работ необходимо вычертить эскиз дефектной части детали с указанием местонахождения дефекта; указать параграф правил ТО и ТР, согласно которому при наличии данного дефекта деталь бракуется, и сроки ее контроля.

Контрольные вопросы

1. Объясните прямой и обратный принцип пьезоэлектрического эффекта.

2. Объясните схему действия дефектоскопа.

3. Какой сигнал свидетельствует о наличии дефекта на шейках коленчатого вала ДВС?

4. Как производится настройка УЗД?

5. Как определяется место расположения дефекта на шейке коленчатого вала?

6. Какой сигнал свидетельствует о наличии дефекта в ручьях поршня ДВС?

7. Какой сигнал свидетельствует о наличии дефекта в болте крепления добавочного плюса ТЭД?

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ И ХАРАКТЕРА ИЗНОСА ДЕТАЛЕЙ

Лабораторная работа № 3. Исследование величины и характера износа шеек коленчатого вала дизеля

Цель работы. В процессе эксплуатации ДВС из-за неравномерного износа коренные и шатунные шейки становятся овальными. Овальность шеек приводит к искажению их геометрической оси. В результате ухудшаются условия работы подшипников, что приводит к большому их износу.

Цель работы - приобрести практические навыки в оценке износа шеек коленчатого вала ДВС тепловоза.

3.1 Технологическая оснастка и оборудование

Проверка шеек коленчатого вала осуществляется контактным способом (метод микрометража), для чего используются микрометры с пределом измерения 150-175 и 200-225 мм. Микрометры перед измерением необходимо проверить и выставить по прилагаемым к ним эталонам. Работа проводится с использованием верхнего коленчатого вала ДВС типа 2Д100.

3.2 Порядок выполнения работы

Контроль состояния шеек коленчатого вала (кроме операции осмотра и выявления трещин) состоит из измерения овальности и конусности коренных и шатунных шеек. По величине овальности и конусности шейки судят о характере ее износа. Овальность и конусность шейки находят путем измерения ее диаметра микрометром в следующем порядке.

Измеряют диаметр коренной или шатунной шейки микрометром в двух поясах и в четырех плоскостях (рис. 3.1). Результаты обмеров заносят в карту измерений журнала лабораторных работ.

Находят наибольшую алгебраическую разность диаметров в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях а-а, б-б, в-в, г-г отдельно по каждому поясу. Максимальная разность принимается за действительную величину овальности данной шейки.

Находят наибольшую разность диаметров в одной из четырех плоскостей 1-го и 2-го поясов измерений. Эта разность принимается за действительную конусность контролируемой шейки вала.

Рис. 3.1. Схема измерения шеек коленчатого вала

Действительные величины овальности и конусности шеек сравнивают с допустимыми, указанными в правилах деповского ремонта, и делают соответствующий вывод о возможности дальнейшей эксплуатации или необходимости ремонта вала.

Например, путем измерения определены следующие диаметры шатунной шейки (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Диаметры шатунной шейки

Плоскости	1-й пояс	2-й пояс
а-а	171,73	171,76
б-б	171,84	171,84
в-в	171,83	171,82
г-г	171,83	171,83

Действительная овальность шейки: 171,84 - 171,73 = 0,11 мм.

Действительная конусность шейки: 171,76 - 171, 73 = 0,03 мм.

3.3 Оформление отчета

Результаты измерения геометрии коренной и шатунной шеек необходимо внести в журнал лабораторных работ и определить действительные значения овальности и конусности. Сравнивая полученные величины с допустимыми (см. правила ТО и ТР), делают вывод о состоянии шеек. В случае невозможности дальнейшей эксплуатации необходимо дать предложения по восстановлению шеек коленчатого вала.

Контрольные вопросы

1. Что принимается за действительную овальность шейки?

2. Что принимается за действительную конусность шейки?

3. В чем причины неравномерного износа коренной шейки коленчатого вала?

4. Каким способом восстанавливается геометрия шеек коленчатого вала ДВС?

5. Сколько градаций имеют шейки коленчатого вала ДВС типа 10Д100?

6. Как определить градацию шейки?

Лабораторная работа № 4. Исследование величины и характера износа гильзы цилиндра дизеля

Цель работы. В процессе работы ДВС износ гильзы цилиндров происходит неравномерно как по высоте, так и по диаметру. Больше всего гильза изнашивается в зоне ее контакта с верхним компрессионным кольцом при положении поршня в верхней (внутренней) мертвой точке и особенно в плоскости, перпендикулярной оси коленчатого вала. Об искажении цилиндрической формы гильзы судят по величине овальности и конусности ее рабочей поверхности, а об износе - по увеличению ее диаметра в зоне максимального износа. При выполнении данной лабораторной работы студенты приобретают практический навык по выявлению характера и определению величины износа гильзы цилиндра при помощи микрометрического инструмента.

4.1 Технологическая оснастка

В данной работе используются гильзы ДВС типа Д100, Д50 или Д49 и измерительный инструмент.

Для измерения рабочей поверхности гильзы ДВС Д100 требуется индикаторный нутромер с пределом измерения 160 - 250 мм, а для ДВС Д50 и Д49 - с пределом измерения 250 - 450 мм. Перед измерением нутромер выставляется по микрометру на требуемый размер. Например, для гильзы 10Д100 - на размер 207мм (номинальный диаметр), для гильзы Д50 - на размер 318 мм, а для Д49 - на размер 260 мм.

После этого в микрометр устанавливают индикаторный нутромер и выдвигают ножку еще на 1 мм (т. е. создают натяг). При этом большая стрелка индикатора должна быть установлена на ноль, а маленькая - на единице. В этом случае нутромер устанавливается на максимальный размер: при измерении гильзы 10Д100 на 208 мм, при измерении гильзы Д50 - на 319 мм и гильзы Д49 - на 261 мм. Для определения действительного диаметра гильзы необходимо показания индикатора, после установки его в гильзу, отнимать от максимального размера.

4.2 Порядок выполнения работы

Сначала измеряют диаметр гильзы в двух плоскостях и в шести поясах (для ДВС 10Д100) и в трех - для Д50 и Д49 согласно схемам, представленным на рис. 4.1. При измерении индикатор вставляют в гильзу, и подвижную ножку прижимают к стенке гильзы. После чего индикатор слегка покачивают в вертикальной плоскости и замечают минимальное отклонение его большой стрелки от среднего положения в обе стороны.

Определяют величину износа гильзы. За действительный износ гильзы 10Д100 принимают разность между наибольшим диаметром в 3-м и 4-м поясах и ее номинальным диаметром, а Д50 и Д49 - между диаметром в 1-м поясе и номинальным диаметром.

Рис. 4.1. Схема измерения и характер износа гильз цилиндров:

а - дизеля 10Д100; б - дизеля Д50 и Д49

Определяют овальность гильзы. Для этого находят наибольшую разность диаметров гильзы в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях: а-а, б-б (рис. 4.1) отдельно для каждого пояса измерения. За действительную овальность гильзы принимают максимальную разность диаметров из всех поясов измерений.

Определяют конусность гильзы. Находят для каждой плоскости измерения а-а, б-б разность диаметров в 1-м и 3-м, 4-м и 6-м поясах измерений для 10Д100 и в 1-м и 3-м - для Д50 и Д49. Максимальная разность принимается за действительную конусность контролируемой гильзы. Например, после обмера рабочей поверхности гильзы Д50 получены следующие данные (табл. 4.2).

Таблица 4.2

Результаты замеров гильзы Д50

Пояса измерения	Плоскости измерения
	а-а	б-б
1	318,43	318,24
2	318,25	318,18
3	318,09	318,08

Действительная овальность гильзы: 318,43 - 318.24 = 0,19 мм.

Действительная конусность гильзы: 318.43 - 318,09 = 0,34 мм.

Действительный износ гильзы: 318, 43 - 318,05 = 0,38 мм.

4.3 Оформление отчета

Результаты измерений двух гильз заносят в журнал лабораторных работ и определяют действительные значения износа, овальности и конусности. Сравнивая полученные величины с допустимыми (см. правила ТО и ТР), делают вывод о состоянии гильзы. В случае невозможности дальнейшей эксплуатации необходимо дать предложения по восстановлению рабочей поверхности гильзы.

Контрольные вопросы

1. В каких поясах наблюдается максимальный износ цилиндровых гильз ДВС 10Д100 и Д50?

2. Какие причины вызывают неравномерный износ гильзы по высоте?

3. В чем причина овальности рабочей поверхности гильзы?

4. Какими способами можно восстановить геометрию рабочей поверхности гильзы?

Лабораторная работа № 5. Определение пригодности к работе бандажа колесной пары локомотива

Цель работы. Состояние колесных пар локомотива оказывает непосредственное влияние на безопасность движения поездов. В связи с этим виды технического обслуживания и ремонта колесных пар, а также сроки их проведения, устанавливаются отдельной инструкцией ОАО «РЖД».

В процессе эксплуатации происходит постоянный износ различных элементов колесных пар и в первую очередь бандажа и гребня.

Их профиль сказывается как на тяговых свойствах локомотива, так и на безопасности движения. Поэтому в депо периодически производят измерение этих элементов. В случае предельных размеров их обтачивают без выкатки из-под локомотива на специальных станках полуавтоматах.

Кроме нормального износа, в случае неправильного управления тормозами, на бандаже может возникнуть местный износ в виде ползунов и выбоин.

Характерные условия эксплуатации: большое количество кривых малого радиуса и неправильный монтаж колесных пар часто приводят к усиленному износу гребня, который называется подрезом. По мере износа и обточек бандаж уменьшается по высоте, величина которой ограничивается механической прочностью при реализации локомотивом тягового усилия, особенно в режиме буксования.

Целью работы является получение практических навыков в измерении износа бандажа и гребня колесной пары и определение пригодности ее эксплуатации.

5.1 Технологическая оснастка

Для измерения состояния бандажа используются специальные инструменты: универсальный шаблон У1; шаблоны для измерения проката, толщины гребня и для измерения вертикального подреза гребня, толщиномер. Работа проводится на колесной паре тепловоза серии ТЭ10 В.

5.2 Порядок выполнения работы

Измеряется величина проката бандажа по кругу катания с помощью специального шаблона (рис. 5.1). Прокат имеет форму желоба с максимальным углублением в средней части. Для его измерения шаблон устанавливают на бандаж и плотно прижимают ножку к внутренней поверхности бандажа в радиальном направлении. После этого перемещают вертикальный движок до упора в углубление проката.

Измеряется толщина гребня. Фактическую толщину гребня измеряют на расстоянии 20 мм от его вершины. На это расстояние отрегулирован горизонтальный движок на шаблоне. Передвигая его до упора в гребень, определяют толщину гребня.

Измеряется вертикальный подрез гребня с помощью специального шаблона (рис. 5.1, б). С этой целью ножку шаблона прижимают к внутренней поверхности, а движок перемещают в сторону гребня до соприкосновения с ним. Если при этом торцовая поверхность совпадает с подрезанным гребнем, бандаж бракуется.

Величина ползуна на поверхности катания измеряется с помощью шаблона для определения проката.



Рис. 5.1. Инструменты для измерения бандажа колесной пары:

а - шаблон для измерения проката и толщины гребня бандажа; б - толщиномер для бандажа; в - шаблон для измерения вертикального подреза гребня бандажа

Измеряется толщина бандажа с помощью толщиномера (рис. 5.1, б).

Вертикальную стойку толщиномера прижимают плотно к внутренней грани до упора в нижней части. По вертикальной штанге определяют толщину.

5.3 Оформление отчета

Результаты обмера заносят в карту измерения в журнале лабораторных работ. Допустимые величины контролируемых параметров устанавливают из инструкции по формированию и содержанию колесных пар. Сравнивая полученные результаты с допустимыми, изложенными в инструкции по формированию и содержанию колесных пар тягового подвижного состава, устанавливают степень пригодности колесной пары к дальнейшей эксплуатации и в случае предельных размеров дают рекомендации по восстановлению бандажа.

Контрольные вопросы

1. С какими неисправностями нельзя эксплуатировать колесные пары?

2. Почему нельзя эксплуатировать колесную пару с предельным прокатом бандажа?

3. Почему нельзя эксплуатировать колесную пару с предельным износом гребня бандажа?

4. Почему нельзя эксплуатировать колесную пару с предельной толщиной бандажа?

5. Почему нельзя эксплуатировать колесную пару с подрезанным гребнем бандажа?

6. Почему нельзя эксплуатировать колесную пару с предельным ползуном на бандаже?

7. Как восстанавливается профиль бандажа колесной пары?

Лабораторная работа № 6. Исследование износа деталей топливной аппаратуры дизеля интегральным способом

Цель работы. По мере износа деталей топливной аппаратуры ДВС и особенно прецизионных пар нарушается четкая работа насосов и форсунок.

У топливного насоса эти нарушения вызываются главным образом увеличением зазора между деталями плунжерной пары и искажением геометрической формы головки плунжера из-за появления раковин и завалов у кромок и у отсечной спирали.

Об износе плунжерной пары косвенно судят по ее гидравлической плотности, измеряемой в секундах.

Целью данной лабораторной работы является ознакомление студентов с интегральным способом определения износа деталей топливной аппаратуры и применяемым при этом оборудованием и оснасткой.

6.1 Технологическая оснастка и оборудование

При проведении данной работы применяется стенд типа А53, секундомер и плунжерные пары ДВС типа Д100. Стенд А53 универсальный, позволяет контролировать гидравлическую плотность плунжерных пар топливных насосов ДВС типа 10Д100, Д50, М765.

Принципиальная схема стенда представлена на рис. 6.1. Стенд состоит из топливного бака 6, стола 1 и рычажной системы с грузом 9. К столу снизу прикреплены два одинаковых стакана с вмонтированными в них толкателями. На левом стакане крепится контролируемый топливный насос в сборе, а на правом - фиксатор 4 для проверки плотности отдельной плунжерной пары. Устройство фиксатора вместе с верхним корпусом 18 и толкателем 20 показано на рис. 6.1, б. Важной деталью стенда является установочная втулка 17, которая позволяет фиксировать детали проверяемой плунжерной пары в положении, соответствующем подаче топлива при работе ДВС на номинальной мощности.

Технологический процесс контроля гидравлической плотности плунжерной пары топливного насоса состоит из следующих операций: подготовки деталей к контролю, установки контролируемой пары на стенде и определение гидравлической плотности.

Подготовительная операция заключается в промывке плунжерной пары в дизельном топливе и в ее визуальном осмотре. Плунжер, вынутый на 1/3 из гильзы в вертикальном положении, должен плавно опуститься под действием собственного веса при любом его повороте вокруг оси.

В процессе проверки с плунжерной парой следует быть предельно осторожным. Даже легкий удар по кромке плунжера может вызвать незаметную глазом забоину и плунжер нельзя будет вставить в гильзу, так как зазор между этими деталями составляет всего 0,002-0,003 мм.

6.2 Порядок выполнения работы

Для контроля гидравлической плотности плунжерная пара должна быть установлена на стенде так, чтобы ее детали заняли положение, соответствующее подаче топлива при работе на номинальной мощности. Для этого гильзу плунжера помещают в установочную втулку стакана 17 и фиксируют винтом. Винт не должен зажимать гильзу и мешать ее вертикальному перемещению. Поднимают груз и фиксируют его защелкой 8.

Затем в гильзу вставляют плунжер. При этом шлицы плунжера топливного насоса ДВС типа 10Д100 должен войти в прорези установочной втулки 17. В таком положении установочную втулку вместе с плунжерной парой помещают в верхнюю часть корпуса стенда, когда груз последнего находится на защелке (в верхнем положении). Из верхнего положения плунжер следует опустить до упора при помощи медного стержня. Затем надплунжерное пространство заполняется топливом из бака стенда. После того как пузырьки исчезнут, гильзу плунжера закрывают сверху крышкой 14. Чтобы избежать деформации гильзы, рукоятку крышки следует затягивать небольшим усилием.

Для определения гидравлической плотности контролируемой плунжерной пары груз стенда освобождают от защелки и по секундомеру фиксируют время падения его до нижнего положения, т. е. до пружинного упора стенда. В момент снятия с фиксатора груз необходимо придерживать рукой.



Рис. 6.1. Стенд А53 для проверки плунжерных пар:

а - эскиз стенда: 1 - стол; 2 - устройство для проверки плотности плунжерной пары; 3 - контролируемый топливный насос; 4 - фиксатор; 5 - указатель уровня топлива; 6 - топливный бак; 7 - фильтр; 8 - ручная защелка; 9 - груз; 10 - поддон; 11 - буферное устройство; б - эскиз установки плунжерной пары: 12 - кран; 13 - фиксирую- щий винт; 14 - крышка; 15 - прижимной винт; 16 - уплотнитель; 17 - устано- вочная втулка; 18,19 - верхний и нижний корпусы; 20 - толкатель; 21 - контр- гайка; 22 - регулировочный болт

Проверку гидравлической плотности каждой плунжерной пары производят дважды. При повторной проверке груз стенда приподнимают и ставят на защелку, снимают крышку, заполняют надплунжерное пространство топливом и вновь ставят на место уплотнитель.

6.3 Оформление отчета

Зафиксированную гидравлическую плотность плунжерной пары (после каждой проверки) заносят в журнал лабораторных работ. Среднеарифметическое время двух замеров принимается за действительную плотность контролируемой плунжерной пары. Контролю подвергается 2-3 плунжерной пары. Сравнивая полученные величины с допустимыми (см. правила ТО и ТР), делают вывод о состоянии плунжерных пар. В случае невозможности их эксплуатации студент должен предложить метод восстановления плотности плунжерных пар.

Контрольные вопросы

1. Что принимается за гидравлическую плотность плунжерной пары?

2. Что собой характеризует плотность?

3. Как оказывает на величину плотности температура топлива?

4. Как учесть температуру топлива при оценке плотности плунжерной пары?

5. Как отражается на работе ДВС использование плунжерных пар с предельной плотностью?

Лабораторная работа № 7. Техническое диагностирование и прогнозирование остаточного ресурса дизелей тепловозов методом спектрального анализа масла

Цель работы. Современная техника не позволяет пока создавать ДВС с идеальными равноизнашивающимися характеристиками ответственных узлов и деталей. Некоторые детали изнашиваются быстро, а другие могут обеспечить длительную работу без замены и ремонтов.

Для того чтобы оценить состояние деталей без разборки, используются методы технической диагностики. Одним из таких методов является определение динамики изменения концентрации продуктов износа в масле. Освоение для этой цели спектрального анализа картерного масла расширило возможности оценки состояния ДВС, так как количественное определение практически неограниченного числа элементов в масле может характеризовать не только общий износ, но и состояние отдельных трущихся пар. Метод эмиссионного спектрального анализа вещества опирается на свойство атома воспроизводить в одних и тех же условиях возбуждения, характерные для каждого химического элемента линейчатые спектры.

При выполнении лабораторной работы студенты знакомятся с общепринятой схемой эмиссионного спектрального анализа, принципом работы квантометра МФС-3, приобретают навыки использования метода в оценке технического состояния узлов ДВС и установления оптимального объема работ при техническом обслуживании тепловозов.

7.1 Технологическая оснастка и оборудование

Для проведения работы используется 12-канальные фотоэлектрические установки типа МФС-3, предназначенные для регистрации интенсивности спектральных линий (рис. 7.1).

При анализе масла нижним электродом является вращающийся угольный диск, часть которого постоянно погружена в ванночку с пробой масла. При вращении диска масло с находящимися в нем продуктами износа поступает в разряд, где происходит испарение масла и возбуждение атомов элементов, присутствующих в пробе масла.



Рис. 7.1. Фотоэлектрическая установка МФС-3:

1 - электронно-регистрирующее устройство; 2 - камера для сжигания порции масла; 3 - неподвижный электрод; 4 - подвижный электрод; 5 - ванночка с маслом; 6 - линза; 7 - полихроматор; 8 - фотокатод; 9 - конденсатор

Полихроматор (спектральный прибор) с вогнутой дифракционной решеткой разлагает излучение в спектр, который характеризует химический состав вещества пробы. Каждому элементу соответствует своя совокупность спектральных линий, интенсивность которых завистит от концентрации элемента в данной пробе. Двенадцать наиболее пригодных для проведения анализа спектральных линий различных элементов выделяются из спектра пробы с помощью выходных щелей, установленных в фональной поверхности полихроматора. Монохроматические излучения выделенных линий проектируются на фотокатоды фотоэлектронных умножителей (ФЭУ) и вызывают фототоки в их анодных цепях.

Электронно-регистрирующее устройство (ЭРУ) обеспечивает автоматическое включение конденсаторов в анодные цепи облучаемых ФЭУ, накопление на конденсаторах заряда в течение заданного времени и последовательное получение на шкалах выходных приборов отсчетов, пропорциональных напряжениям на конденсаторах. Кроме того, ЭРУ обеспечивает автоматическое включение и выключение источника возбуждения спектра в заданные моменты времени, а также при предварительном обжиге электродов, накопление и опрос. Для определения концентрации элементов продуктов износа в пробах, соответствующих полученным отсчетам, необходимо предварительное построение градуированных графиков по стандартным образцам (эталонам). Графики строятся в логарифмических координатах. По оси абсцисс откладываются величины концентрации элементов, а по оси ординат - средние величины отсчетов с измерительных приборов установки.

7.2 Порядок выполнения работы

Перед началом анализа установка прогревается в течение двух часов, пробы масла перемешиваются на механической мешалке в течение получаса, после чего приступают к сожжению пробы.

Последовательность операций следующая:

1) включить вытяжную вентиляцию;

2) вставить верхний и нижний электроды в зажимы штатива. Установить промежуток между ними 1,5 мм с помощью шаблона;

3) налить масло в ванночку до уровня края и поставить ее на аналитический столик штатива, предварительно опустив кронштейн в нее до упора, нажав на него пальцем. Опустить кронштейн и подвести ванночку под нижний электрод винтом до касания масла. Подождав, пока нижний электрод сделает один полный оборот, закрыть камеру сжигания;

4) включить установку нажатием кнопки одного из каналов анализируемых элементов (Fe, Pb, Cu, Al и др.). Поле нажатия кнопки в штативе загораются дуга и сигнальная лампа на пульте управления «Обжиг». По истечении заданных реле времени 20 с обжига, установка автоматически переключает режим работы «Обжиг» на «Накопление», загорается соответствующая сигнальная лампа, и начинается накопление заряда на конденсаторах, регистрируемое цифровым вольтметром;

5) по окончании режима «Накопление», сопровождаемого прекращением дуги в штативе, необходимо снять показания с вольтметра, поочередно нажимая на кнопку опроса канала;

6) записать показания вольтметра по всем контролируемым каналам в журнал лабораторных работ в табл. 1.

После этого ознакомиться с содержанием формы, получаемой из вычислительного центра, где приняты следующие обозначения:

Д - диагноз по каждому контролируемому узлу;

ДК - диагностический коэффициент по каждому контролируемому узлу;

П - прогноз остаточного ресурса в количестве ТО-3.

ДВС предусматривает диагноз по следующим узлам и неисправностям:

1) вкладыши подшипников коленчатого вала - по зазору на масло;

2) вкладыши подшипников коленчатого вала - по выкрашиванию;

3) поршневые кольца - по излому и износу;

4) поршни - по износу;

5) подшипники турбокомпрессора - по износу;

6) топливные форсунки - по плохому распылу;

7) водяная система - по течи;

8) втулки верхней головки шатуна - по износу;

9) выпускной коллектор - по нагару;

10) воздушный ресивер - по загрязнению;

11) топливный насос высокого давления - по завышенной производительности.

По каждому узлу ЭВМ определяет уровень его состояния:

0 - состояние хорошее; 1 - состояние удовлетворительное; 2 - состояние, требующее повышенного контроля; 3 - состояние неудовлетворительное.

Прогноз остаточного ресурса производится по нарастанию концентрации продуктов износа и общей загрязненности масла для следующих узлов:

1) по железу - износ поршневых колей;

2) свинцу - износ подшипников коленчатого вала;

3) кремнию - состояние воздушного ресивера;

4) алюминию - износ корпуса нагнетателя второй ступени и рабочего колеса турбокомпрессора;

5) олову - износ поршней;

6) меди - износ втулок верхней головки шатуна и поршневых колец;

7) хрому - износ деталей, содержащих хром;

8) общей загрязненности - состояние поршней по нагару во внутренних полостях;

9) вязкости - наличие топлива в масле.

7.3 Оформление отчета

Полученные результаты спектрального анализа масла заносят в табл. 1 журнала лабораторных работ. Затем определяют среднее значение напряжения и по тарировочным графикам - концентрацию продуктов износа в г/т.

Используя форму, полученную из ВЦ, результаты диагноза заносят в табл. 2 журнала лабораторных работ: сначала уровни технического состояния (данные обозначенные буквой Д), а затем - предложения по выполнению работ в объеме ТО-3 по каждому из них (согласно правилам ТО и ТР).

На последнем этапе в табл.3 вносят остаточный ресурс узлов ДВС: сначала в количестве ТО-3, а затем - в единице пробега тыс. км, для чего умножают количество ТО-3 на норму пробега между этими обслуживаниями.

В заключение делают предложения по срокам проведения ТО-3 для наименее надежных узлов.

Контрольные вопросы

1. Объяснить принцип работы квантометра.

2. Из каких узлов состоит квантометр?

3. Состояние каких узлов ДВС можно определить по спектральному анализу масла?

4. По каким уровням оценивается состояние узлов ДВС?

5. Как корректируется объем работ на ТО-3 по результатам анализа масла?

6. Как рассчитывается срок выполнения работ по узлу ДВС, исходя из результатов анализа масла?

ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА СБОРКИ ОБЪЕКТА РЕМОНТА

Лабораторные работы № 8 и 9. Проверка качества сборки коренных и шатунных подшипников коленчатого вала дизеля

Цель работы. Вследствие износа деталей подшипниковых узлов (шейки и подшипники) первоначальные зазоры, установленные между ними, увеличиваются. При зазорах больше допустимых происходит чрезмерная утечка масла и уменьшение поступления его в подшипники, а это в свою очередь ведет к резкому ухудшению условий работы трущихся деталей.

Для оценки качества сборки подшипников коленчатого вала необходимо определить зазор «на масло» и «провисание» шейки коленчатого вала.

Зазором на «масло» называется зазор между шейкой коленчатого вала и нерабочим и рабочим вкладышами подшипника, измеренный в вертикальной плоскости в точках А и Б, (рис. 8.1) со стороны генератора и отсека управления.

«Провисанием» шейки коленчатого вала называется зазор между коренной шейкой и рабочим вкладышем по оси вала в вертикальной плоскости (для нижнего вала зазор в точке Б), измеренный со стороны генератора и отсека управления.

Рис. 8.1. Схема измерения зазоров в подшипниках коленчатого вала: А - точка измерения зазора «на масло»; Б - точка измерения «провисания»

Зазор «на масло» и «провисание» у собранного коренного подшипника измеряется пластинами щупа, а шатунного - непосредственным измерением диаметра подшипника и вала.

Настоящая лабораторная работа знакомит студентов с техникой измерения зазоров в подшипниках коленчатого вала ДВС.

...