Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Важное значение в совершенствовании перевозочного процесса принадлежит вагонному хозяйству. Вагонное хозяйство сформировалось как самостоятельная подотрасль железнодорожного транспорта в 1933 г. Основные фонды этого хозяйства составляют пятую часть основных фондов железнодорожного транспорта. В последнее время растет объем перевозочной работы, и вагоны на дорогах используются все более интенсивно.

На долю вагонного хозяйства приходится около 12% эксплуатационных расходов, почти 7% контингента работников железной дороги.

В последние годы вагонное хозяйство непрерывно развивается. Особое внимание уделяется оптимизации межремонтных периодов и сроков службы вагонов, внедрению новых и совершенствованию существующих форм организации производства. В вагоноремонтных подразделениях совершенствуется система планирования и материального стимулирования с широким внедрением научной организации труда, специализации и прогрессивной технологии ремонта на основе широкого использования передовых достижений науки и практики.

От четкой, слаженной работы подразделений вагонного хозяйства во многом зависят бесперебойность и безопасность движения поездов, своевременное обеспечение перевозок технически исправным подвижным составом, эффективность использования транспортных средств.

Железнодорожный транспорт в целом как сложная производственная система является одной из основных отраслей народного хозяйства. Как неотъемлемая составная часть производительных сил страны он оказывает в то же время огромное влияние на развитие народного хозяйства.

Полное и своевременное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках является его основной задачей. В соответствии с этим на железнодорожном транспорте строятся новые ремонтные заводы и депо, увеличиваются мощности существующих вагонных депо и заводов, механизируются и автоматизируются процессы ремонта подвижного состава, улучшаются технология и организация производства.

В настоящее время происходит разделение вагонных депо на ремонтные вагонные депо и эксплуатационные вагонные депо. Это позволит ремонтным вагонным депо сосредоточиться на увеличении выпуска вагонов из ремонта одновременно с повышением его качества, а эксплуатационным вагонным депо обеспечить гарантию проследования вагонов в пути их следования.

Для освоения непрерывно возрастающего объема перевозок наряду с поставками новых вагонов большое значение имеет повышение интенсивности использования наличного вагонного парка. Поэтому осуществляются мероприятия по обеспечению его работоспособности, совершенствованию организации деповского ремонта вагонов и отдельных узлов.

На всех вагоноремонтных предприятиях и ремонтных вагонных депо совершенствуется система планирования и материального стимулирования с широким внедрением научной организации труда, специализации с прогрессивной технологией ремонта на основе широкого использования передовых достижений науки и практики.

Депо предназначено для выполнения деповского ремонта пассажирских вагонов, ремонта и комплектования вагонных узлов и деталей. Депо специализировано на ремонте цельнометаллических купированных вагонов и имеет заданную программу 540 вагонов в год.

Одной из главных деталей вагона является буксовый узел. Буксы вагонов предназначены для передачи нагрузки от рамы тележки на шейки осей колесных пар, а также ограничения продольного и поперечного перемещений колесных пар при движении вагонов. Одновременно с этим буксы служат для размещения консистентной смазки. Кроме того, корпус буксы предохраняет шейки оси, подшипники и смазку от загрязнения и атмосферных осадков. Вследствие повышенных скоростей движения пассажирских вагонов следует уделять особое внимание надежности работы буксового узла.

1. Технологический раздел

1.1 Назначение, состав и характеристика пассажирского вагонного депо

Депо предназначено для ремонта вагонов и комплектовки вагонных узлов, деталей. На базе вагонного депо организована и обеспечивается подготовка вагонов к перевозкам, а также техническое обслуживание пассажирских вагонов. Депо специализировано на ремонте пассажирских вагонов и имеет заданную программу 520 вагонов в год.

Производственная структура вагонного депо определяется составом производственных подразделений, их взаимным расположением, а также нормами технологической взаимосвязи. Тип вагонов, на которых специализировано депо, определяет состав производственных участков и отделений, необходимых для ремонта его узлов и деталей.

Различают основные, вспомогательные и обслуживающие участки и отделения.

На основных участках выполняются операции производственного процесса по ремонту вагона и его частей. К этим участкам относятся: вагоносборочный, ремонта тележек и колесных пар, роликовых подшипников, ремонтно-комплектовочный, участок по ремонту и изготовлению деталей из пиломатериалов, участок ремонта электрооборудования пассажирских вагонов, ремонта холодильных установок и кондиционеров воздуха.

Вагоносборочный участок служит для производства разборочных, ремонтно-сборочных и малярных работ на вагоне. На площади вагоносборочного участка в некоторых депо организуется также ремонт тележек.

Отделение ремонта тележек предназначается для разборки и ремонта тележек.

Колесно-роликовый цех вагонного депо предназначен для ремонта, полного и обыкновенного освидетельствования колёсных пар, поступающих из-под ремонтируемых вагонов, с ПТО и из других депо. На площади цеха расположено отделение по ремонту редукторов от средней части оси.

Тормозное оборудование вагонов ремонтируется в автоконтрольном пункте и на специализированном участке механического отделения заготовительного цеха.

Контрольный пункт автосцепки предназначен для ремонта и комплектовки головок автосцепок с механизмом сцепления и поглощающих аппаратов с тяговым хомутом.

Отделение разборки и подготовки вагонов к ремонту служит для выполнения разборочных и ремонтно-кровельных работ по раме, элементам кузова и других работ. Обычно оно располагается вне основного здания депо.

В цеху по ремонту электрического оборудования производят ремонт электрического и холодильного оборудования, снятого с вагона.

Слесарно-механическое отделение предназначено для обработки отремонтированных деталей вагонов и изделий собственного изготовления, а также для ремонта, сборки и комплектовки отдельных узлов и частей вагона.

Электросварочное отделение служит для сварки и наплавки деталей пассажирских вагонов.

Кузнечнопрессовое отделение предназначено для ремонта пружин, исправление изношенных и поврежденных деталей вагонов для хозяйственных нужд депо.

Участок ремонта и изготовления деталей из пиломатериалов предназначен для ремонта деталей, изготовленных из пиломатериалов.

Малярное отделение служит для окраски вагонов и последующей их сушки.

Вспомогательные участки и отделения изготавливают запасные части, используемые в процессе производства на основных участках, к таким участкам можно отнести:

- Ремонтно-механический участок, предназначенный для выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту оборудования депо. В нем производится также изготовление нестандартной технологической оснастки.

- Участок ремонта электросилового оборудования депо обеспечивающий устойчивую и бесперебойную работу оборудования, его техническое облуживание и ремонт.

Обслуживающие участки предназначены для поддержания зданий, сооружений и территории депо в надлежащем состоянии к таким участкам относятся:

- Ремонтно-хозяйственный участок, который выполняет текущий ремонт зданий и сооружений, сетей водоснабжения и канализации депо, снабжает его электроэнергией, теплом, водой и сжатым воздухом, осуществляет ремонт и содержание в чистоте спецодежды.

- Инструментально-раздаточное отделение служит для хранения, ремонта, учета и выдачи режущего, слесарного, измерительного и другого инструмента, а также для их частичного изготовления и, как правило, входит в состав ремонтно-комплектовочного участка.

1.2 Назначение, состав и характеристика роликового отделения участка по ремонту буксовых узлов

В участке по ремонту буксовых узлов имеются следующие отделения:

- демонтажное отделение; здесь производится демонтаж букс с роликовыми подшипниками на горячей посадке со снятием внутренних и лабиринтных колец, или демонтаж бук с роликовыми подшипниками на горячей посадке без снятия внутренних и лабиринтных колец; здесь производится обмывка колесных пар в моечной машине камерного типа, а также обмывка букс, подшипников и деталей буксового узла;

- комплектовочное и ремонтное отделения; здесь производится осмотр и ремонт роликовых подшипников без переборки роликов - это первый вид ремонта, а также ремонт подшипников с подбором роликов - это второй вид ремонта;

- монтажное отделение; здесь производится монтаж букс с роликовыми подшипниками на горячей посадке с постановкой внутренних и лабиринтных колец или монтаж букс с роликовыми подшипниками на горячей посадке без снятия внутренних и лабиринтных колец;

- контора мастера.

Отделения участка располагаются таким образом, чтобы строго соблюдалась поточность технологического процесса. На право производства вышеуказанных работ в роликовом участке выдается специальное удостоверение от администрации дороги.

Демонтажное отделение оснащено рельсовыми путями для размещения колесных пар, стендами для демонтажа букс, кран-балкой грузоподъемностью не менее 2 тс для транспортировки колесных пар, корпусов букс, моечными машинами для промывки подшипников, корпусов и деталей букс, колесных пар, рольгангами для транспортировки букс и деталей, приспособлений и инструмента.

Демонтаж букс и промывка производится в отдельном помещении, которое располагается на площади колесного отделения и примыкает к нему.

Колесные пары, подлежащие полному освидетельствованию, в комплекте с буксами поступают на демонтажную площадку, где производится полная ревизия буксового узла. После демонтажа букс колесные пары поступают в моечную машину. Затем они проходят полное освидетельствование. Снятые с колесной пары буксы и другие детали также промывают в моечной машине, и затем они поступают в +10С. Это отделение оборудовано столами, обитыми листовой сталью для осмотра подшипников, стеллажами для хранения подшипников и других деталей, а также шкафами для хранения приборов, инструмента и приспособлений, лотком для перемещения подшипников.

Ремонтное отделение предназначено для ремонта подшипников и хранения их деталей, оно оборудовано столами, обитыми оцинкованной или нержавеющей сталью, стеллажами для временного хранения подшипников и длительного хранения деталей, необходимой технологической оснасткой (приспособления для шлифовки бортов, торцов роликов, для восстановления расчеканки и т.д.), шкафами для хранения измерительных приборов и инструмента, лотком для перемещения подшипников.

Стены ремонтного и комплектовочного отделений окрашены белой краской и облицованы плиткой. Пол покрыт метлахской плиткой.

Монтажное отделение предназначено для проверки, подготовки и монтажа букс, а также хранения проверенных, отремонтированных и готовых к монтажу корпусов букс и деталей буксового узла. Оно оснащено рельсовыми путями, стендом для механизированного монтажа букс, кран -балкой грузоподъемностью 2тс, столами, обитыми листовой, оцинкованной или нержавеющей сталью, для подшипников и деталей букс, стеллажами для корпусов букс, шкафом с электрическим подогревом внутренних и лабиринтных колец. Отделение размещается в чистом, сухом и изолированном помещении с температурой не ниже +10С. Стены окрашены масляной краской в светлый тон и облицованы плиткой, пол покрыт метлахской плиткой. Рельсовый путь для удобства монтажа уложен на высоту 0,4 м от уровня пола.

Роликовые подшипники промывают в моечной машине и направляют в комплектовочное отделение.

Комплектовочное отделение предназначено для осмотра, определения необходимого ремонта, комплектования и хранения подшипников. Оно размещено в чистом, сухом, светлом и изолированном помещении рядом с демонтажным и монтажным отделениями. В отделении температура воздуха не должна быть ниже

В депо установлен следующий режим работы: пятидневная двухсменная рабочая неделя, продолжительность смены 8 часов

На основании установленного режима работы, определим годовые фонды рабочего времени:

Для явочного рабочего:

Ф_яв= (D_к - d_вых - d_пр) * t_см - d_предпр (1.1)

Где: D_к - количество календарных дней, год;

d_вых - количество выходных дней, год;

d_пр - количество праздничных дней, год;

d_предпр - количество предпраздничных дней, год;

t_см - продолжительность смены.

В 2013 году:

Dк = 365 дней

Ф_яв = (365 - 104 - 13)* 8 - 13 = 1971 час

Для списочного рабочего:

Ф_сп = Ф_яв (100 - Е) / 100, (1.2)

Где: Е - коэффициент, учитывающий отсутствующих рабочих по уважительной причине; Е = 7 …. 9%.

Ф_сп = 1971 (100 -10) / 100 = 1774 часов.

Для оборудования:

F_об = D_р * T_cm * m_cm * n_p, (1.3)

Где: D_p - количество рабочих дней в году при выбранном режиме работы;

m_cm - количество смен оборудования; mсм = 2 по условию задания на курсовой проект.

n_p - коэффициент, учитывающий время оборудования в ремонте; nр = 0,95…0,98 по условию задания на курсовой проект.

F_об = 244 * 8 * 2 * 0,97 = 3786,9 час.

1.3 Расчет годовой производственной программы

Программа участка определяется из следующего условия: на полное освидетельствование поступают все колесные пары, ремонтируемые в колесном участке, поэтому программа роликового участка равна программе колесного.

N_г ^кп= 4 N_г ^д, (1.4)

Где N_г ^кп - количество колесных пар, выкатываемых из-под вагонов;

N_г ^д - годовая программа деповского ремонта вагонов;

N_г^кп = 4 * 540 = 2160

N_г = (10 - 15%) N_г^кп, (1.5)

Где N_г - годовая программа ремонта колесных пар со сменой элементов;

N_г = 10% * 2160 = 216

N_г^у = N_г^кп - N_г, (1.6)

де N_г^у - годовая программа колесного участка.

N_г^{у =} 2160 - 216=1944

Сменную программу участка вычислим по формуле

N_см^у = N_г^у/(D_{p *} m_см), (1.7)

Где D_p - количество рабочих дней в году;

m_см - количество смен работы участка в день.

N_см^у = 1944/(244*2)=3,98

1.4 Выбор и обоснование метода организации работы участка, расчет параметров производственного процесса

Поточный метод ремонта характеризуется расчленением технологического процесса на отдельные операции, закрепляемые за рабочими местами, расположенными на поточной линии. При этом виде ремонта позиции размещаются последовательно. Расчленение технологического процесса и специализация рабочих мест на небольшом числе производственных операций позволяют использовать специальную оснастку и внедрять комплексную механизацию работ на каждой позиции поточной линии.

Для поточного производства характерны следующие признаки:

- разделение производственного процесса и установление рациональной их последовательности, определяемой технологическими возможностями депо, требованиями техники безопасности, охраны труда и производственной санитарии;

- специализация рабочих мест на выполнение операций;

- единые для всего производственного процесса такт и ритм потока;

- одновременность выполнения работ на всех рабочих местах поточной линии;

- механизация и автоматизация работ.

При поточном методе ремонта буксового узла корпуса буксы, роликовые подшипники и детали крепления передвигаются через определенные промежутки времени с одной позиции на другую, на которых выполняют установленный объем работ.

Ремонт буксового узла с роликовыми подшипниками осуществляю на следующих позициях поточной линии:

- демонтаж буксового узла;

- обмывка корпуса буксы, роликовых подшипников и деталей крепления;

- осмотр подшипника для определения вида ремонта;

- разборка подшипника и осмотр его деталей;

- ремонт деталей подшипника;

- неразрушающий контроль деталей подшипника;

- комплектовка подшипника;

- сборка подшипника;

- проверка подшипника;

- маркировка подшипника;

- осмотр корпуса буксы, деталей крепления и лабиринтного кольца;

- подбор парных подшипников;

- монтаж буксового узла;

- проверка буксового узла;

- маркировка буксового узла.

Для участка по ремонту буксовых узлов пассажирских вагонов определяю основные параметры ремонта буксового узла на потоке. К основным параметрам производственного процесса ремонта буксы на потоке относятся ритм и фронт работы.

Ритм - количество букс, ремонтируемых в единицу времени.

Ритм рассчитывается по формуле

г = N/F, (1.8)

где N_г - годовая программа участка;

F- среднегодовой календарный фонд рабочего времени, =3786,9;

г = 540/3786,9=0,14

Такт выпуска - интервал времени, через который периодически производится выпуск вагонов (узлов и деталей) из ремонта.

t_в = F* a / N, (1.9)

где а - количество вагонов (узлов или деталей), одновременно выпускаемых из ремонта

t_в = 3786,9 * 1/ 540 = 7,01 часа.

Фронт работы - это количество букс, ремонтируемых одновременно в отделении.

Фронт работы рассчитывается по формуле

Ф_р =t_в* t_н, (1.10)

где t_в - норма простоя вагонов (деталей) в ремонте, в ч

Ф_р = 1,86 * 1,72 = 3,2 г/к.

1.5 Расчет производственных и вспомогательных рабочих, составление штатного расписания

Штат работников роликового участка состоит рабочих (основных и вспомогательных), руководителей и специалистов. Численность основных рабочих зависит от объема выполняемых работ (N_г^у) и трудоемкость ремонтных работ (Н_т). Численность рабочих роликового участка зависит от объема выполняемых работ и трудоемкости ремонтных работ.

Списочное количество рабочих - это количество рабочих, необходимое для выполнения работ. Определим его по следующей формуле:

R_сп = N_г^у * H_т / (Ф_сп * К_н), (1.11)

Где: Н_т - трудоемкость работ в участке, чел-час.,

К_н - коэффициент выработки нормы, К_в = 1,14 … 1,20.

Трудоемкость работ на участке по условию задания на курсовую работу следующая:

Демонтаж буксового узла колесной пары цельнометаллического купированного вагона = 0,6 чел-час;

Ремонт = 0,7 чел-час;

Комплектовка = 0,8 чел-час;

Монтаж = 2,0 чел-час.

R_cп = 1944 * (0,6+0,7+0,8+2) / (1774 * 1,2) = 3,7 = 4 чел-час

Явочное количество рабочих - это число рабочих, фактически явившихся на работу. Определим его по следующей формуле:

R_яв = N_г^у * Н_т / (Ф_яв * К_н), (1.12)

R_яв= 1944 * (0,6+0,7+0,8+2) / (1971 * 1,2) = 3,3 чел. = 4 чел.

Количество вспомогательных рабочих определим по следующей формуле:

R_всп = (6 - 8%) R_сп, (1.13)

R_всп = 6% * 4 = 0,24 чел. = 1 чел.

Количество руководителей и специалистов определим по следующим формулам:

R_рук= (5…6%) (R_сп + R_всп), (1.14)

R_спец = (4..5%) (R_сп + R_всп), (1.15)

R_рук = 6% * (4 + 1) = 0,3 = 1 чел

R_спец = 5% * (4 + 1) = 0,15 =1 чел

Количество младшего обслуживающего персонала (уборщиков производственных помещений) определим по следующей формуле:

R_моп = (2…3%) (R_сп + R_всп), (1.16)

R_моп = 3% * (4 + 1) =0,15 чел. = 1 чел.

Общий штат работников роликового участка будет составлять 8 человек. Это мы определим по формуле

R_общ = R_сп + R_всп + R_рук +R_спец + R_моп (1.17)

R_общ = 4+1+1+1+1=8 чел.

После расчета численности рабочих составим штатное расписание участка.

Итак, общая численность работников участка составила 8 человек, первая смена - 6 человек, вторая смена - 2 человека.

1.6 Компоновка оборудования на плане участка, расчет его площади

Определение размеров участка

При проектировании производственных помещений, выборе и реализации оборудования необходимо учитывать требования действующих инструкций по охране труда, производственной санитарии, противопожарной профилактике и эстетике.

Площадь участка складывается из площадей демонтажного, ремонтного, комплектовочного и монтажного отделений. Площади этих отделений определяются из условия, что на одну ремонтируемую колесную пару в смену необходимо для демонтажного отделения - 5 м^2, остальных - 10 м^2, поэтому площадь участка определим по формуле

S_y = (5+10+10+10)*N_см^у, (1.18)

где N_см^у - сменная программа участка.

S_y =(5+10+10+10)*3,98=144м

Ширина участка В_у = 18 м; длину вычислим по формуле

L_y = S_y/B_y, (1.19)

L_y = 139,3/18=7,74м

Так как длина участка согласно строительным нормам должна быть кратной 6 или 12м, то в проекте примем ее равной L_y ^` = 12 м.

Откорректированная площадь участка

S_Y^' = L_y ^{` *} B_y, (1.20)

S_Y^' = 12 * 18 = 216

Высота участка (H_y) - 10,8

Объем участка (V_y) будет равен

V_y = S_Y^' * Н_у, (1.21)

V_y = 216 * 10,8 = 2332,8

При планировке производственных участков и отделений должны обеспечиваться поточность ремонтных операций, максимальная их механизация и возможность транспортировки. Должны предусматриваться удобные, безопасные подходы к оборудованию для осмотра, смазки и ремонта.

1.7 Научная организация труда

Под рабочим местом понимается пространственная зона, оснащенная необходимыми техническими средствами, в которой совершается трудовая деятельность работника или группы работников, совместно выполняющих производственные задания. Рабочее место является частью производственно-технологической структуры предприятия, оно предназначено для выполнения части технологического процесса и организуется на основе трудовых и других действующих норм и нормативов.

Организация рабочего места - это система мероприятий по его оснащению средствами предметами труда и их разрешению в определенном порядке. Целью совершенствования организации рабочего и группы рабочих всем необходимым для высокопроизводительного труда при возможно меньших физических нагрузках и оптимальном нервно-психическом напряжении.

Оснащение рабочего места - основа их организации. Элементами организации рабочих мест являются основное и вспомогательное оборудование, организационная и технологическая оснастка.

В состав основного оборудования входят станки, машины, механизмы и т.д. Вспомогательное оборудование состоит из подъемных устройств. Оборудование должно обеспечивать максимальное освобождение рабочего от тяжелого труда, удобство рабочей позы, безопасность труда, удобство и безопасность профилактического осмотра, ремонта и оборудования, благоприятные санитарно-гигиенические условия труда.

Технологическая оснастка включает в себя инструментарий и техническую документацию. К организационной оснастке относятся: устройства для размещения и хранения на рабочих местах технологической оснастки, заготовок, сырья, материалов, готовых изделий, отходов; производственная мебель; средства сигнализации и связи, местного освещения; предметы ухода за оборудованием и рабочим местом; оградительные и предохранительные устройства, детали производственного интерьера.

Механизация и автоматизация процессов ремонта роликового подшипника позволяют перенести производственные операции на стационарные рабочие места, расположенные в крытых помещениях и не в зоне движения транспортных средств.

На уровень производительности труда влияет ряд факторов, таких как внедрение новой техники; совершенствование планирования и управления производством организации отраслевого соревнования, нормирование, оплата, стимулирования труда; укрепление дисциплины труда и повышение квалификации работников; улучшение охраны труда.

Сложность технологических процессов производства требует четкой организации труда, одновременных трудовых операций достаточно большого числа работников. Ремонт вагонов или даже отдельного его узла требует участия нескольких работников. Чтобы работы были выполнены в установленное время, необходимо организационное мероприятие, которое будет способствовать эффективному использованию труда нескольких работников. Одним из таких мероприятий является разборка способов организации труда. Важным моментом в этом направлении является создание и комплектование работников в бригады. Бригады формируются в зависимости от выполняемых работ, их объема, специфики производства, времени работы, по форме отношений внутри бригады и вне ее и по другим признакам и обстоятельствам. В основном бригады бывают специализированные, в которые объединяются рабочие одной профессии, занятые на однородных технологических процентах; и комплексные, которые организуются из рабочих различных профессий для выполнения комплекса технологически разновидных, но взаимосвязанных работ.

Для ремонта роликового подшипника целесообразнее комплексные бригады. Потому что для ремонта подшипника необходимы такие операции как очистка, обмывка, демонтаж, монтаж, и поэтому организуются комплексные бригады.

Качеством продукции называется совокупность свойств, которые обуславливают пригодность продукции удовлетворять потребности в соответствии с ее назначением.

На качество ремонта влияет ряд объективных факторов: соблюдение технологии ремонта, методы и средства контроля качества, технический уровень производственной базы, качество материалов и запасных частей. Определяющее влияние на качество ремонта имеет «человеческий фактор» - профессиональное мастерство и общеобразовательный уровень рабочего, его заинтересованность в работе, дисциплинированность и добросовестное отношение к труду.

Управление качеством продукции представляет собой комплекс мероприятий организационного, технического, экономического характера по достижению необходимого качества, выполняемых путем контроля и целенаправленного воздействия на факторы, от которых зависит качество продукции.

Основные показатели комплексной системы управления качеством труда определяются стандартами, положением депо, которое разрабатывается по результатам анализов производственно-финансовой деятельности депо, данных об отказах и дефектах, состоянию безопасности движения поездов.

Основные нормативы личного участия начальника пассажирского вагонного депо в организации обеспечения безопасности движения.

Расходы на материалы составили 284996, 20 руб.

1.8 Технология ремонта роликовых подшипников

Практически во всех машинах и механизмах имеются как вращающиеся, так и неподвижные части. Соединение вращающихся и неподвижных частей осуществляется при помощи подшипников. Подшипник обычно состоит из четырех частей:

1. внутреннее кольцо - оно плотно надевается на вращающуюся часть (вал) и вращается вместе с ним;

2. наружное кольцо - оно устанавливается в неподвижное «посадочное место» и само остается неподвижным;

3. ролики или шарики - расположены между кольцами, они перекатываются при вращении, благодаря чему снижается трение и обеспечивается легкость вращения;

4. сепаратор (в переводе на русский - разделитель) - это такая решетка, которая отделяет ролики друг от друга, чтобы они не наезжали один на другой и не мешали друг дружке перекатываться.

Вагоны - не исключение. Колесные пары вагонов соединяются с их тележками при помощи подшипников. Внутренние кольца закрепляются на шейках оси колесной пары, а наружные - неподвижны относительно рамы тележки. Подшипники должны работать в смазке, причем смазка должна быть чистой. Поэтому во всех технических устройствах подшипники размещают в какой-то полости или коробке, которая заполнена смазкой и герметично отделена от окружающей среды. Собственно говоря, такие коробки с подшипниками и смазкой и называются вагонными буксами.

Кроме функции соединения вращающихся и неподвижных частей, буксовые узлы выполняют еще ряд важных задач. Они обеспечивают передачу нагрузки от кузова вагона на шейки осей и ограничивают продольные и поперечные перемещения колесной пары относительно тележки. Вместе с колесными парами они являются наиболее ответственными элементами ходовых частей вагона. Буксовый узел неподрессорен и жестко воспринимает динамические нагрузки от рельсового пути, возникающие при движении вагона. Кроме постоянно действующих нагрузок от массы брутто, буксовый узел испытывает значительные удары при прохождении колес по стыкам рельсов, от толчков во время торможения поезда или наезда колес на башмак при роспуске вагонов с горки, от действия центробежной силы при прохождении кривых участков пути и др. Основными требованиями, предъявляемыми к буксовым узлам, являются:

· безотказность и долговечность работы в существующих условиях эксплуатации в течение установленных сроков службы;

· небольшая собственная масса;

· взаимозаменяемость и унификация деталей;

· простота выполнения монтажа и демонтажа узлов при ремонте и хорошая герметизация буксового узла.

В мировой практике вагоностроения применялись буксовые узлы на подшипниках качения и подшипниках скольжения. Буксовые узлы отечественных вагонов, а также современных конструкций зарубежных вагонов, оборудованы исключительно подшипниками качения (роликовыми подшипниками). Это обусловлено тем, что роликовые подшипники обеспечивают реализацию высоких скоростей движения и осевых нагрузок, а также более надежны и экономичны в эксплуатации. В практике вагоностроения используются три основных типа роликовых подшипников: цилиндрические однорядные -- с короткими цилиндрическими роликами, сферические двухрядные -- со сферическими роликами, конические одно- и двухрядные -- с коническими роликами. Наибольшее распространение в отечественных и зарубежных вагонах получили цилиндрические роликовые подшипники. С 1964 г. отечественные вагоны на сферических подшипниках не выпускаются. Внутри корпуса буксы обычно размещаются два подшипника качения. Подшипники для букс грузовых и пассажирских вагонов железных дорог МПС единые. Это роликовые цилиндрические подшипники -- радиальные однорядные подшипники с короткими цилиндрическими роликами размером 130x250x80 мм.

Ролики имеют форму цилиндра, образующая которого представляет прямую линию, параллельную оси вращения подшипника и перпендикулярную радиальной нагрузке. Поэтому радиальная нагрузка распределяется по длине и хорошо воспринимается цилиндрической поверхностью тел качения, а осевая -- лишь торцами роликов. Для предупреждения вредного влияния перекоса буксы и прогиба шейки оси на работу цилиндрических подшипников ролики стали изготавливать со скосами "бомбиной». Роликовый подшипник состоит из наружного и внутреннего колец, между которыми находятся ролики. Последние удерживаются в сепараторе на одинаковом расстоянии друг от друга. Наружное кольцо одинаковое как для переднего, так и для заднего подшипника.

Оно имеет наружный диаметр 250 мм, плотно (хотя и с небольшим зазором) входит в корпус буксы. Его внутренняя поверхность имеет канавку или желобок, по которой перекатываются ролики. Края канавки не позволяют роликам сместиться ни вправо, ни влево. Кстати, на этой картиночке, которую мы не сами рисовали, а позаимствовали - явный "косяк": с одной стороны, бортик нарисован, а с другой нет. Внутреннее кольцо переднего и заднего подшипников неодинаковы. Задний подшипник выполнен с однобортовым внутренним кольцом, а передний -- с безбортовым внутренним кольцом. Почему так - будет объяснено позднее. Подшипники, имеющие один упорный борт на внутреннем кольце или оборудованные одним приставным кольцом, называются полузакрытыми. Они хорошо воспринимают радиальную нагрузку (направленную перпендикулярно оси вращения подшипников), а осевую -- ограниченной величины -- только со стороны борта или приставного кольца. Передний подшипник имеет условное обозначение 232726 ГОСТ 18752, а задний -- 42726 ГОСТ 18752. По этим обозначениям можно судить о размерах подшипника и его конструктивных разновидностях. Задний подшипник это тот, который ближе к колесу.

Внутреннее кольцо подшипника устанавливается на шейку оси с натягом, а наружное в корпус буксы -- свободно. Вращение шейки оси вместе с внутренним кольцом подшипника вызывает вращение роликов вокруг своих осей и перекатывание по дорожкам качения между наружным и внутренним кольцами. Свободное перемещение роликов обеспечивается наличием радиального и осевого зазоров. Радиальный зазор измеряется в свободном от нагрузки подшипнике и представляет собой сумму зазоров между дорожками качения колец и роликом. Осевой зазор измеряется между торцами роликов и бортами колец. Для новых подшипников на горячей посадке радиальный зазор 115-170 мкм, а осевой зазор 70-150 мкм. Причем меньшие значения зазоров рекомендуются для грузовых вагонов, а большие -- для пассажирских. Сепаратор представляет собой кольцо, изготовленное из латуни ЛЦ400МцЗЖ с наличием окон для установки роликов. Для удержания роликов от выпадения из сепаратора производится расчеканка его перемычек.

В мировой практике широко применяются пластмассовые сепараторы. Их важнейшие преимущества -- незначительная масса, хорошие антифрикционные качества, возможность изготовления методом литья или под давлением с незначительными затратами. При недостаточной смазке пластмассовые сепараторы проявляют свои аварийные ходовые качества. В результате они нашли широкое применение за рубежом в качестве заменителей массивных латунных сепараторов. В настоящее время разработана и принята к серийному производству рамная конструкция отечественного сепаратора из стеклонаполненного полиамида, обеспечивающая существенное повышение надежности работы буксового узла за счет устранения износов сепаратора по центрирующей поверхности и перемычкам. При этом устраняются окисление смазки, задиры торцов роликов и бортовых колец, исключается заклинивание подшипников из-за разрушения сепаратора. Новая конструкция сепаратора позволила повысить живучесть буксового узла в аварийном режиме и снизить необрессоренную массу подшипника.

Для изготовления колец и роликов применяется сталь марки ШХ4. Раньше кольца и ролики подшипников изготавливались из стали марки ШХ15СГ электрошлакового переплава. В процессе эксплуатации подшипников, изготовленных из таких сталей, проявлялась склонность к хрупкому излому особенно внутренних колец вследствие больших напряжений, возникающих от посадки колец на шейку оси при воздействии радиальной и осевой нагрузок при движении вагона. Исследования показали, что новая сталь марки ШХ4 регламентируемой прокаливаемости обладает высокой твердостью поверхностного слоя и достаточной вязкостью внутренних волокон, что обеспечивает высокую устойчивость хрупкому разрушению по сравнению со сталью ШХ15СГ.

Цилиндрические подшипники, применяемые в вагонах, выполнены разъемными: наружное кольцо, сепаратор, ролики образуют отдельный блок, который свободно снимается и надевается на внутреннее кольцо. Это хорошо видно на картинке. Такая конструкция упрощает технологию монтажа и демонтажа буксового узла, поэтому она находит широкое применение в вагоностроении. Размер роликового подшипника для вагонных букс 130 х 250 х 80. Это - внутренний (посадочный) диаметр внутреннего кольца х наружный (посадочный) диаметр наружного кольца х ширина колец подшипника.

В потолке корпуса буксы имеется несквозное отверстие с резьбой М16 х 1,5 мм, служащее для крепления термодатчика контроля за состоянием буксы при движении вагона. Задняя часть корпуса буксы выполнена как одно целое с лабиринтной частью.

Буксы вагонов скоростных поездов отличаются от обычных наличием упорного шарикового подшипника, воспринимающего повышенные осевые нагрузки, возникающие при высокой скорости движения до 200 км/ч и более. Подобными буксами оснащаются вагоны скоростных поездов отечественных и зарубежных железных дорог.

При сборке цилиндрических подшипников диаметром 250 мм необходимо наружное кольцо с внутренним диаметром по бортам 205 мм собирать с сепаратором, имеющим наружным диаметром 204.3 мм, кольцо диаметром 207 мм-с сепаратором диаметром 206.3 мм. Кроме того, надо следить, чтобы маркировка на сепараторе (буквенные обозначения) были обращены в одну сторону с маркировкой на наружном кольце. В ту же сторону должны быть обращены торцы роликов с условным обозначением «+» или с меньшей по диаметру выточкой, или с выточкой сферической формы, или с засверловкой в центре диаметром 5 мм и глубиной 1 мм. У цилиндрических подшипников на горячей посадке, не имеющих на торцах роликов и сепараторов условных обозначений, необходимо наносить на одном из торцов сепаратора "Ж", а один из торцов роликов условно обозначить знаком "+", который ставится в лунке или центре торца. Маркировка на сепараторе наносится механическим способом, а на роликах- кислотной или электрографом.

После ремонта остывшие ролики измеряют на приборе В902М, 40М с двухмикронным миниметром по диаметрам в трех сечениях - в середине и по краям цилиндрической части (вблизи скоса) или электронным прибором БВ-7528-01 все параметры (длина, высота, группа). При этом овальность, а также разность диаметров по краям (конусность) не должна превышать 5 мкм. В средней части ролика допускается выпуклость не более 5 мкм. Диаметр и овальность измеряют в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Ролики с рациональным контактом сортируют только по среднему диаметру на приборе Д312. Для этого ножку миниметра располагают на высоте 26 мм, равной половине длины ролика.

При сортировке роликов по диаметру один из роликов, измеренный по среднему сечению, принимают за эталон, по которому стрелка миниметра устанавливается на ноль.

Измеряя остальные ролики, сортируют их на группы по среднему сечению в пределах 6 мкм для подшипников на горячей посадке. При комплектовании подшипников, ролики в одном подшипнике должны быть одной группы по диаметру, затем ролики на том же приборе В902М или Д312 проверяют по длине.

В подшипнике разность диаметров роликов должна быть не более 5 мкм, а разность длин роликов не более 12 мкм. При сборке подшипников на горячей посадке диаметром 250 мм не разрешается комплектовать один подшипник с разными по форме роликами.

Если у ремонтируемого подшипника необходимо заменить наружное или внутреннее кольцо, то вместо него надо подобрать такое, которое после сборки подшипника обеспечило бы величину радиального зазора не более 0,25 мм.

Порядок подбора внутреннего кольца такой же, как и наружного. Для этого забракованное кольцо измеряют на плите № 064 по диаметру беговой дорожки. Таким образом, зная размер этого кольца и величину радиального зазора, которая была у подлежащего ремонту подшипника до его разборки, на той же плите подбирают другое кольцо с таким же размером, чтобы после сборки подшипника его радиальный зазор был в пределах не более 0,25 мм.

Возникновению неисправностей роликовых подшипников могут способствовать многие факторы: конструктивные недостатки и плохое качество подшипников, неправильный монтаж букс, низкое качество, недостаточное или избыточное количество смазки, попадание в буксу посторонних включений, неправильная сборка тележек, сверхдопустимые продольные и осевые нагрузки, динамические удары. Основными повреждениями, которые приводят к чрезмерному нагреву букс, а затем к полному разрушению подшипников, являются разрывы внутреннего кольца и сколы его бортов, ослабление посадки внутренних колец, изломы сепараторов, ослабление торцового крепления.

Разрывы внутренних колец и сколы (отколы) их бортов происходят в холодном состоянии и в значительной степени зависят от наличия в кольцах больших внутренних напряжений, возникших при изготовлении.

В основном это происходит с кольцами, изготовленными из стали объемной закалки, например, марки ШХ15СГ.

Эта сталь обладает большой хрупкостью и чувствительна к различным поверхностным концентраторам напряжений. Риски от токарной обработки, микроожоги при шлифовании, контактно-усталостное выкрашивание приводят к возникновению и развитию трещин, чему способствуют остаточные напряжения после закалки и отпуска. Кольца изстали ШХ4 регламентированной прокаливаемости изламываются значительно реже. К трещинам и разрывам внутренних колец могут привести электроожоги, перекосы роликов, сколы торцов роликов, вызывающие эти перекосы.

Электроожоги происходят из-за неправильного заземления электрического провода при выполнении сварочных работ на вагоне, а также вследствие прохождения через буксы обратного тока от системы электроотопления вагонов при питании их от стационарных установок напряжением 3000 В в парке отстоя.

Разрывы колец вызывают заклинивание роликов подшипника. К этому же приводят попадание осколков борта на дорожку качения и недостаточный радиальный зазор, допущенный при монтаже, который еще больше уменьшается при рабочем нагреве. Ослабление (проворачивание) внутреннего кольца происходит в результате неправильного подбора посадочного натяга.

Если между кольцом и шейкой оказывается масляная прослойка, то какой-то промежуток времени кольцо работает аналогично подшипнику скольжения. Когда же создаются условия трения без смазки детали подшипника, и шейка оси быстро нагреваются и повреждаются.

Они покрываются окалиной, оплавляются латунью сепаратора. Вследствие этого появляются задиры, возникают трещины и сколы. Усталостные разрушения сепараторов и изломы из-за нарушений технологии изготовления и монтажа происходят обычно в период действия наибольших вертикальных динамических нагрузок (зимнее и весеннее время года) и в первые месяцы эксплуатации.

Установлено, что концентраторы напряжений образуются в виде хвостов горячих трещин в углах окон сепаратора. При изломе сепаратора его кусочки откалываются и оплавляются, ролики начинают проскальзывать по дорожке качения. Появляются ползуны на образующей роликов и задиры на их торцах. Возникают задиры на дорожке качения и бортах колец. Такое же явление имеет место при недостаточности осевого зазора.

При разборке эксплуатируемых подшипников обнаруживаются дефекты на дорожках качения колец, и образующей роликов:

- усталостные раковины из-за достижения предела выносливости металла;

- коррозионные раковины и предшествующие им поверхностная и точечная коррозия в результате попадания в смазку воды и длительного отстоя вагонов в парке ожидания;

- шелушение (рябина) вследствие проскальзывания роликов по дорожкам качения;

- электроожоги в виде небольших точек-кратеров в результате кратковременного прохождения электрического тока через подшипник или в виде рифления, если прохождение тока является длительным;

- вмятины из-за попадания в подшипник твердых включений;

- различные забоины и задиры вследствие небрежности монтажа и демонтажа.

На посадочных поверхностях наружных и внутренних колец и закрепительных втулок обнаруживается коррозия (фретинг-процесс), как результат микроперемещений в условиях знакопеременного радиального нагружения.

На торцах роликов и бортах колец -- задиры типа «елочки», обусловленные воздействием осевых сил при отсутствии масляной пленки на трущихся поверхностях. Трещины и изломы упорных колец -- от неравномерных деформаций при их креплении торцовой гайкой.

На вагоноремонтных предприятиях производится текущий ремонт роликовых подшипников, который заключается в разборке, осмотре и браковке деталей, исправлении небольших дефектов, сборке и парной комплектовке подшипников с заменой отдельных деталей. Установлены два вида текущего ремонта подшипников -- без переборки роликов и с переборкой. Детали с незначительными дефектами, например, ролики и кольца с мелкими рисками, наминами, вмятинами и небольшой коррозией, не бракуют.

При ремонте рабочую поверхность роликов шлифуют, зачищают торцы от задиров и заусенцев и кольца от коррозии, запиливают острые углы в месте примыкания перемычки к телу сепаратора, восстанавливают чеканку сепаратора, зачищают борта у наружных колец и закрепительные втулки.

Сепараторы подшипников подвергают химической очистке (осветлению) для определения трещин визуально или с помощью люминесцентной дефектоскопии.

Химическую очистку с предварительным обезжириванием и промывкой в горячей и холодной воде выполняют в водном растворе смеси ортофосфорной, уксусной и азотной кислот с небольшим добавлением соляной кислоты

Ремонт роликовых подшипников производят на вагоноремонтных предприятиях, имеющих цехи роликовых подшипников и соответствующее удостоверение на право полной ревизии букс с роликовыми подшипниками и ремонт подшипников. При ремонте подшипников забракованные детали (наружные и внутренние кольца, сепараторы и ролики) заменяют новыми или годными из числа бывших в эксплуатации, удовлетворяющих требованиям, изложенным в п. 7.1. В металлолом разрешается сдавать кольца, ролики, сепараторы, забракованные в соответствии с требованиями п. 7.1., после составления акта комиссией, назначаемой руководителем предприятия из числа специалистов и утверждения акта главным инженером или заместителем руководителя предприятия. Предназначенные для ремонта подшипники промывают и осматривают для определения ремонта. Ремонт подшипников делится на два вида: первый - без переборки роликов, второй - с переборкой (измерением и подборкой роликов по диаметру и длине).

Первый вид ремонта. Подшипники ремонтируют без переборки роликов (без измерения роликов по диаметру и по длине) при замене и расточке сепаратора, зачистке (шлифовке) бортов колец, замене наружного или внутреннего колец, зачистке (шлифовке) дорожек качения колец. На ремонтных заводах кольца подвергают магнитному контролю. Аналогичный контроль производят и в депо по мере поступления дефектоскопных установок.

При комплектовании подшипников ролики в одном подшипнике должны быть одной группы по диаметру. Затем ролики на том же приборе В901 проверяют по длине, при этом ролик располагают маркированным торцом непосредственно под измерительную ножку головки на расстоянии 3-3,5 мм от образующей, для чего на стойке прибора необходимо установить боковой фиксатор, определяющий положение ролика. Маркированные торцы - это торцы, имеющие обозначения знаком «+», или с меньшей по диаметру выточкой, или с выточкой сферической формы, или торцы роликов, имеющие засверловку диаметром 5 мм и глубиной 1 мм. Проворачивая ролик вокруг оси, определяют его максимальную длину. Запрещается комплектовать цилиндрический подшипник 2726 с разными по форме роликами.

Сепараторы, применяемые при ремонте подшипника, должны иметь гладкую поверхность без срезов, отколов, трещин и повреждения чеканки. Обточка сепараторов по наружному диаметру категорически запрещается. При комплектовании подшипников необходимо следить за тем, чтобы маркировка на сепараторе (товарный знак завода-изготовителя и условное обозначение года выпуска или буквы «Ж»), торцы роликов, имеющие различные отличительные признаки, были обращены в ту же сторону, что и маркировка на наружном кольце.

Контроль и учет отремонтированных подшипников

Отремонтированные подшипники осматривают и проверяют по радиальному зазору: среднее арифметическое значение радиального зазора должно быть 0,09-0,20 мм. Разность крайних значений радиального зазора при трех измерениях щупом не должна превышать 20 мкм у цилиндрического подшипника.8.3.2 На отремонтированные подшипники наносят следующуюнадпись: на наружном кольце подшипника после номера ставят букву Р1 или Р11 в зависимости от вида ремонта (месяц римскими цифрами и две последние цифры года) и условный номер вагоноремонтного предприятия, производившего ремонт. Надпись на кольцах производят электрографом при разобранном подшипнике или кислотой в собранном подшипнике. Состав кислоты: висмут азотнокислый 5 г, никель азотнокислый 95 г, азотная кислота 370 см3, вода 630 см3. Через 3-5 мин. после нанесения надписи для нейтрализации кислоты место надписи протирают мыльной пеной или любым машинным маслом. Вагоноремонтное предприятие, производящее ремонт подшипников, учитывает их в журнале формы ВУ-93. Отремонтированные подшипники, которые после ремонта не сразу устанавливают в буксы колесных пар, подлежат консервации.

В высокоскоростных поездах TGV (Франция), ICE (Германия) и Talgo (Испания), эксплуатируемых со скоростями 200-350 км/ч, используются буксовые узлы с двухрядными коническими роликовыми подшипниками. Конические двухрядные роликовые кассетные подшипники получили широкое распространение в ходовых частях высокоскоростного подвижного состава в силу следующих достоинств:

· приспособленности к комбинированному нагружению высокого уровня, что гарантирует большие пробеги и эксплуатацию подвижного состава в пределах установленной периодичности его технического обслуживания;

· соответствия геометрических характеристик подшипников условиям высокоскоростного движения;

· компактного конструктивного исполнения;

· кассетного конструктивного принципа, обеспечивающего значительные преимущества при организации экономически эффективного централизованного технического обслуживания.

Подшипники конические двухрядные кассетного типа напрессовываются на шейки осей колесных пар типа РУ1Ш-950 в холодном состоянии. Подшипники имеют встроенные уплотнения, заправлены смазкой и отрегулированы по зазорам на заводе-изготовителе, в процессе эксплуатации добавление смазки не производится. Все наружные поверхности подшипников имеют антикоррозионное покрытие - фосфатирование. Торцевое крепление подшипников осуществляется при помощи вкладыша и четырех болтов М20. Корпуса букс закрываются крепительными и смотровыми крышками. Маркировка подшипников состоит из условного обозначения предприятия - изготовителя, двух арабских цифр месяца выпуска, двух последних цифр года выпуска, порядкового номера подшипника. Маркировка располагается на поверхности центральной цилиндрической выточки наружных колец.

...