Изготовление тележек пассажирских вагонов

3.3 Сборка боковых балок тележки

При сборке боковых балок рамы тележки следует помнить, что балка должна быть сварена из швеллеров одинаковой высоты. Для этого перед сборкой необходимо комплектовать два швеллера по высоте (по размеру 200 мм) с разностью высот не более 2 мм .

Сборка осуществляется в кондукторе с базированием по отверстиям для предохранительных скоб центрального подвешивания. Сварка балки осуществляется в поворотной установке автоматической головкой типа АБС.

Продольные вспомогательные и концевые поперечные балки рамы тележки изготовляют методом горячей штамповки из листовой стали толщиной 14 мм.

3.4 Общая сборка рамы

Общую сборку и сварку рамы тележки производят последовательно на двух стационарных сборочно-сварочных кондукторах, на каждом из которых выполняется определенный объем сборочных работ. Общая сборка рамы производится на стационарном кондукторе в нормальном положении. На основании кондуктора устанавливают вначале одну продольную балку с фиксацией по отверстиям подвесок центрального подвешивания и ставят две поперечные балки по плавающим фиксаторам. Затем подают вторую продольную балку и укладывают на опоры кондуктора, совмещая стыки ее горизонтальных листов с листами поперечной балки.

Рисунок 3.2. Кондуктор для сборки и сварки рамы тележки: 1 - основание; 2 - пневматический прижим для концевой балки; 3 - собираемая рама тележки; 4,5 - пневморежимы соответственно для продольной и поперечной балок; 6 - упор-фиксатор для промежуточных балок; 7 - упор для установки поперечных балок; 8,9 - фиксаторы для установки соответственно поперечных и продольных балок; 10 - фиксатор для установки тормозных кронштейнов

После совмещения стыкуемых мест узлы поджимают горизонтальными пневмоприжимами и закрепляют вертикальными. Собрав основные узлы рамы, устаналивают концевые и промежуточные продольные балки.

Детали собранной в кондукторе рамы соединяют прихватками и затем сваривают открытые швы полуавтоматами типа А-537 в среде углекислого газа.

По окончании сварки рама поступает на стенд второй сборки (сварочный манипулятор), где по накладному кондуктору устанавливают и приваривают полуавтоматической сваркой опорные плиты шпинтонов буксовых узлов. Чтобы обеспечить размещение в одной плоскости мест под шпинтоны (допускается неплоскостность 3 мм на длине рамы), плиты изготовляют с припуском 12--15 мм на механическую обработку, которая осуществляется на двухшпиндельном вертикально-фрезерном станке портального типа. После обработки раму передают на позицию сборки и приварки направляющих колец шпинтонов, кронштейнов гидрогасителей и поводков.

После сборки и сварки раму тележки передают на стеллаж, где по накладному кондуктору устанавливают и приваривают полуавтоматической сваркой опорные плиты шпинтонов. Затем рама поступает на двухшпиндельный фрезерный станок дая фрезерования опорных поверхностей плит шпинтонов.

Механически обработанную по указанным плоскостям раму передают на позицию сборки и приварки направляющих колец шпинтонов, кронштейнов гидрогасителей и поводков.

По окончании всех сборочных и сварочных работ, а также зачистки сварных швов на раме сверлят отверстия для крепления шпинтонов, тормозного устройства и других деталей. Заключительной операцией сборки рамы является установка шпинтонов. Затем проверяется расположение шпинтонов и кронштейнов подвесок рычажной передачи тормоза соответственно альбомным чертежам при помощи специальных шаблонов.

Готовую раму передают на дробеструйную очистку, а затем на окраску. После окраски и сушки рама поступает на поточную линию общей сборки тележки.

3.5 Изготовление надрессорной балки тележки

Надрессорную балку тележки выполняют сварной, она состоит из следующих основных элементов: верхнего пояса, двух боковых листов и одного нижнего, крестовины (подпятниковое место) кронштейнов для крепления гасителей и кронштейнов для поводков, опорных и вертикальных скользунов и других деталей. Изготовление надрессорной балки происходит по следующей технологической схеме:

изготовление деталей и сборочных единиц;

сборка и сварка;

контроль качества;

дробеструйная очистка;

грунтование и окраска.

Сборка и сварка надрессорной балки, а также выполнение других операций при ее изготовлении осуществляются на механизированной поточной линии, рабочие места (позиции) которой оборудованы стендами, приспособлениями и другими устройствами, необходимыми для выполнения сборочных и сварочных работ.

Содержание основных работ, выполняемых на отдельных позициях поточной линии изготовления надрессорных балок, следующее.

На первой позиции собирают корпус балки и сваривают его с внутренней стороны (сварка верхнего пояса с боковыми листами), устанавливают нижний лист балки, усиливающие ребра накладки и прихватывают их.

На второй позиции балку сваривают (полуавтоматически) с наружной стороны.

На третьей позиции устанавливают и прихватывают кронштейны для крепления гидрогасителей, кронштейны для направляющих поводков, коробки опорных и вертикальных скользунов.

На четвертой позиции выполняют окончательную сборку, полуавтоматическую сварку всех сварных соединений деталей балки и зачистку сварных швов.

На пятой позиции контролируют геометрические размеры балки и качество сварных швов визуально и с помощью ультразвукового дефектоскопа.

На шестой позиции дробеструйной очисткой с поверхности балки удаляют ржавчину, сварные брызги, шлаки и другие загрязнения.

Очищенную надрессорную балку тележки грунтуют, окрашивают и после сушки передают на поточную линию общей сборки тележки.

3.6 Общая сборка тележки

Из готовых сборочных единиц, собранных на отдельных специализированных рабочих местах и поточных линиях, собирают тележки. Поточная линия общей сборки тележки модели 68-4063 состоит из семи рабочих позиций, оборудованных в соответствии с характером выполняемых работ. Для межпозиционного транспортирования тележек линия оборудована напольным конвейером. При этом собираемые тележки передвигаются по рельсовому пути на собственных колесах.

На отдельных позициях поточной линии общей сборки тележки выполняют следующие работы.

I позиция 26 оборудована сборочным стендом с фиксаторами для колесных пар, которые подбирают с разницей диаметров по кругу катания не более 6 мм. На закрепленные фиксаторами колесные пары монтируют буксовые пружинные комплекты. Затем на опору стенда устанавливают поддон центрального подвешивания клеймами наружу с комплектом пружин, на которые затем укладывают надрессорную балку так, чтобы внутренние пружины комплектов вошли в ее гнезда. Надрессорную балку фиксируют шкворнем. На одну тележку необходимо ставить пружины, по высоте отнесенные к одной группе (по высоте пружины делят на три группы: 506 ... 502 мм, 501 ... 497 мм и 496 ... 491 мм).

Далее с помощью кран-балки опускают раму на колесные пары, совмещая хвостовики шпинтонов с отверстиями в кронштейнах букс, и гидравлическими домкратами стенда поднимают поддон, сжимая пружинные комплекты. Устанавливают подвески центрального подвешивания (серьги, тяги |и подшипники), соединяя поддон с рамой тележки. Серьги подбирают попарно с разницей по длине не более 0,5 мм. Устанавливают шайбу Ш36мм, гайку М36х40 тяг (подвесок) и поддона и заворачивают. Затем ставят шплинт Ш6 мм, стержень предохранительный для пружин, шайбу Ш10 мм, крышку предохранительную для стержня и заворачивают болтом М10х25. Далее на раму устанавливается продольный поводок. На резьбовые концы шпинтонов наворачивают крепежные гайки и шплинтуют их.

Собранную тележку освобождают от прижимов стенда и перекатывают на следующую позицию с помощью напольного конвейера.

На II позиции 30 производится монтаж рычажной тормозной передачи тележки.

Валики, соединяющие рычаги и тяги, должны быть смазаны, установлены головками внутрь тележки и зашплинтованы.

После монтажа рычажной передачи устанавливают и крепят предохранительные скобы и перекатывают тележку на следующую позицию.



Рисунок 3.3. Места проверки зазоров между деталями собранной тележки: 13 4 7 -- регулировочные прокладки; г --съемный горизонтальный скользун; 5, 6 -- пружинный комплект; 8 -- гайка предохранительного стержня; 9 -- надрессорная балка; 10 -- вертикальные скользуны; 11 -- поводок; 12 -- подпятник

позиция 28 предназначена для затяжки гаек шпинтонов и центрального подвешивания. Здесь также устанавливают гидравлические гасители колебаний, продольные поводки, скользуны, навешивают генератор и привод генератора (для тележки котловой стороны). Перед установкой гасителей на тележки в верхние и нижние головки вставляют резиновые втулки, а в отверстия этих втулок - металлические втулки на клее № 88Н.

Детали центрального подвешивания (валики, люлечные подвески, тяги, серьги, цапфы и тормозной рычажной передачи (траверсы, тяги) перед постановкой на тележку подвергают испытаниям на растяжение. Нагрузка для испытания подсчитывается из расчета получения напряжения 16 кгс/мм2 в наиболее слабом сечении детали. После растяжения детали подвергают контролю магнитопорошковым методом.

Втулки в деталях рессорного подвешивания устанавливают с натягом, величину которого выбирают в пределах: для втулок с наружным диаметром 36-42 мм - от 0, 065 до 0,165 мм; для втулок с диаметром 42-055 мм - от 0, 075 до 0,2 мм; для втулок диаметром 55-80 мм - от 0,1 до 0,3 мм. Перед запрессовкой втулок отверстия смазывают машинным маслом. Усилие гидравлического или винтового пресса должно быть не менее 5,9·103Н (600 кгс) и не более 1,96·104 Н (2000 кгс). Зазор между валиком и втулкой в деталях рычажной передачи должен быть не более 0,17 - 1,5 мм.

IV позиция 29 оборудована специальным гидравлическим стендом, имитирующим вертикальную нагрузку на тележку от веса вагона. Здесь производится регулировка зазоров боковых поперечных и продольных скользунов, а также положения надрессорной балки относительно рамы тележки. Зазоры регулируют с помощью прокладок, а положение балки -- с помощью поводков.

По окончании регулировки тележку перекатывают на позицию V 31-32, где устанавливают фирменные таблички и полностью проверяют качество сборки. Дефекты, выявленные при осмотре, исправляют, оформляют паспорт на тележку и передают ее при помощи толкателя на позиции VI 25 для обезжиривания поверхностей, окраски и сушки.

3.7. Обезжиривание, окраска и сушка тележки

Для обезжиривания применяются щелочные растворы или органические растворители. К ним относятся уайт-спирит, керосин, бензин - продукты перегонки нефти; ксилол, сольвент, толуол из группы ароматических углеводов; скипидар - продукт перегонки древесины. Поверхность перед нанесением лакокрасочного покрытия должна быть сухой во избежание коррозии металла. Поверхность можно обработать фосфорной кислотой или растворами фосфатов марганца, железа, цинка или кадмия для создания защитной пленки металла.

Окраска производится в специальной камере , оборудованной нижним отсосом, вентиляционной и фильтрующей установкой фирмы «Найкенс» Нидерланды методом безвоздушного распыления. Тележку окрашивают черной масляной краской или битумным лаком (БТ-577) в два слоя установкой УБРХ-1. Толщина слоя краски не должна превышать 0,5 - 1 мм.. Общий расход лака 250 г на 1 м2. Полезное использование лакокрасочного материала составляет 80 - 85%.

Окрашенная тележка просушивается в камере, оборудованной терморадиационными плитами, которые нагреваются продуктами сгорания природного газа в выносной топке.

В сушильной камере размещены два стойла, на которых тележка просушивается последовательно в течение двух циклов, составляющих 60 мин. Тележки передвигаются в сушильной камере и выкатываются из нее автоматически специальным устройством, состоящим из наклонного рельсового пути и удерживающего пневматического приспособления 28, предназначенного для остановки тележки на этом пути на время просушки в пределах ритма конвейера. По истечении ритма удерживающее приспособление автоматически отключается и тележка своим ходом, выкатываясь из камеры, проходит на место отстоя, расположенное за переездом.

С места отстоя по мере необходимости опускания кузовов тележки мотовозом направляются в рамно-тележечный цех.

Перед выкаткой тележки из сушильной камеры автоматически, от командоаппарата открываются ворота, оборудованные пневматическим приводом, которые после выхода тележки также автоматически закрываются.

Сушка тележки производится в этой же камере при температуре 60 - 70?С. Время высыхания одного слоя краски - 25 - 30 минут.

Из сушильной камеры тележка выкатывается при помощи толкателя, а затем краном передается на позицию, где окончательно затягиваются гайки шпинтонов. При этом затяжку тарельчатой пружины производят с усилием около 6 т до полного ее выпрямления. Здесь же на тележку устанавливают тормозные колодки.

Перед подкаткой тележек под вагон на поверхность скользунов и в кольцевые выточки закладывают противозадирную осерненную смазку по ТУ32 ЦТ-006-08. Все другие трущиеся части тележек при сборке смазывают консистентной смазкой УС (ГОСТ 103396).

3.8 Технический контроль сборки тележки

Технический контроль процессов сборки тележек имеет целью обеспечить надлежащее качество соединений деталей и сборочных единиц тележки и проверить соответствие этих соединений требованиям технической документации. Качество сборочных работ значительно влияет на эксплуатационные свойства тележки, на ее надежность. Поэтому кроме операционного контроля, осуществляемого ОТК в процессе сборки тележки, контролю подвергают тележку и после окончания ее сборки. После сборки каждая тележка должна подвергаться осмотру, проверке правильности основных размеров и соответствия сборки требованиям ГОСТ 10527--2004 и технической документации на ее изготовление. На принятую тележку ОТК оформляет технологический паспорт и при положительном результате контроля качества окраски тележки ставит на ней приемочное клеймо. Готовые и оформленные по приемосдаточной документации тележки предъявляют инспектору ГАЖК «УТЙ». Тележки, соответствующие требованиям ГОСТ 10527--2004 и чертежей на их изготовление, инспектор принимает и на каждой из них ставит свое приемочное клеймо. Принятую инспектором тележку передают вместе с техническим паспортом на линию общей сборки вагонов.

После подкатки тележек под вагон проверяют и регулируют следующие основные зазоры и размеры:

1. Зазоры между выступающими частями рамы тележки и вагона должны быть не менее 75 мм по концам тележки и 50мм в середине. Соблюдение таких зазоров исключает соударение рам вагона и тележек в процессе движения.

2. Разница высоты концов рамы тележки от головок рельсов допускается не более 10 мм в поперечном направлении и не более 15 мм в продольном.

3. Высота центров буферов вагонов должна находиться в пределах 1060 - 1115 мм, при этом разница высоты буферов или штоков амортизаторов на обоих концах вагона с одной стороны концевой балки рамы допускается не более 15 мм, а с противоположной стороны - не более 25 мм.

4. Зазор между пятником и подпятником вагона должен быть в пределах 15 - 18 мм.

Регулируют величину зазора постановкой прокладок под вкладыши скользунов, причем вкладыши должны быть опущены в коробки на глубину не менее 17 мм и равномерно выступать из коробок не менее чем на 18 мм.

5. Высота оси автосцепок от головок рельсов должна быть в установленных пределах.

Регулировка высоты оси автосцепки осуществляется за счет постановки прокладок толщиной 15 мм под пружинные комплекты центрального подвешивания.

Разность между высотами автосцепок допускается 15 мм.

6. Проверка положения надрессорной балки и гидравлических гасителей колебаний производится одновременно с регулировкой продольных поводков. Если обеспечена симметричность положения балки и гасителей, т. е. зазоры выдержаны в установленных пределах, то затягивают резиновые пакеты поводков под тарой вагона до исчезновения вогнутости резины по периметру или появления выпуклости не более 3 мм относительно металлической армировки. При затяжке гаек надо следить за правильностью взаимного расположения резиновых пакетов и фланцев.

3.9 Технология изготовления рессор и пружин

В кузнечном отделении завода изготавливают пружины для центрального и рессорного подвешивания тележек.

Рессоры и пружины должны обладать достаточной статической, динамической и усталостной прочностью, пластичностью и сохранять свои упругие свойства в течение всего срока работы.

Винтовые пружины для вагонов изготовляют из кремнистых рессорно-пружинных сталей марок 55С2 и 60С2 (ГОСТ 14959--89). Механические свойства сталей после термической обработки должны быть не менее: предел текучести -- 1200 МПа (120 кгс/мм2); предел прочности 1300 МПа (130 кгс/мм2).

Технологический процесс изготовления винтовых пружин следующий. Прутковый материал, прошедший черновую обдирку и правку, разрезается в холодном состоянии на пресс-ножницах или эксцентриковых прессах в штампе. Разрешается прутки диаметром 30 мм и более резать по разметке бензорезом.

Оттяжка концов заготовок осуществляется с предварительным подогревом в щелевой печи до температуры 820 - 950?С в течение 8 - 15 мин в зависимости от диаметра прутка. Концы оттягивают на молоте или на ковочных вальцах в зависимости от диаметра прутка. Для прутков диаметром 13 мм и меньше концы можно не оттягивать.

Процесс оттяжки на ковочных вальцах производится с кантовкой заготовки 2 на 90? за семь проходов для одного конца. Расстояние а между сегментами 1 вальцов регулируется по диаметру прутка.

Концы заготовок оттягиваются на длину 1/3 длины окружности витка и ширину не менее 0,7 диаметра прутка.

После оттяжки на каждый конец наносят клейма маркировки: условный номер завода-изготовителя и марку стали.

Навивку и закалку пружин осуществляют с одного нагрева при 900--950° С в полуметодической печи. Время нагрева в зависимости от диаметра заготовки 8--42 мм составляет соответственно 8--20 мин. Навивка нагретых прутков выполняется на специальных станках. Для мелкосерийного производства используются токарно-винторезные станки, оборудованные соответствующими приспособлениями для навивки.

После навивки выравнивают шаг витков на калибровочном прессе, поджимают концы пружины и проверяют ее высоту. Затем пружина поступает в закалочный барабан, вращающийся с частотой 0,4 об/мин. Температура закалки 830--870° С.

Если технологически невозможно навить и закалить пружину с одного нагрева, то после навивки производится повторный нагрев под закалку.

Закалочная среда -- вода при температуре 25--60° С для пружин с диаметром прутка более 25 мм или машинное масло для пружин с диаметром прутка 25 мм и менее.

Для улучшения механических свойств и устранения внутренних напряжений все пружины после закалки подвергают отпуску в двух-зонных конвейерных печах. При этом максимальный интервал между закалкой и отпуском допускается не более 4 ч. Температура отпуска должна быть в пределах 480--520° С. Время нагрева зависит от диаметра прутка и среднего диаметра пружины.

После отпуска пружины охлаждают в воде до 100° С. Твердость металла поле отпуска должна быть в пределах НВ 370 -- 440; RC 40--47.

Испытание пружин на снятие остаточной деформации производится после охлаждения однократным сжатием до соприкосновения витков с выдержкой 5--8 с.

Торцы пружин с диаметром прутка более 8 мм обрабатывают на лобовых и торцовых шлифовально-обдирочных станках с охлаждающей жидкостью, с диаметром прутка до 8 мм -- на токарных станках. Затем пружины осматривают и обмеряют в соответствии с ГОСТ 1452--69 и направляют на упрочнение.

При серийном производстве пружины с диаметром прутка 14 мм и более и наружным диаметром более 80 мм подвергают наклепу в специальной дробеметной установке. Режим наклепа устанавливают такой, при котором каждая точка поверхности пружины находится под действием потока дроби в течение 20--30 с. Подача дроби 70--100 кг/мин, диаметр дробин 0,8--1,2 мм. После наклепа пружины должны иметь поверхность светлого (серебристого) тона без зон с черновинами.

Заключительная операция изготовления пружин -- испытание на прогиб под рабочей нагрузкой.

Разность между прогибами фактическим и расчетным (указан на чертеже), отнесенная к расчетному прогибу, не должна выходить за пределы +12 или 8%.

После испытания на каждый оттянутый конец пружины наносят дату изготовления.

Для повышения несущей способности пружин в последнее время применяется их заневоливание. Сущность заневоливания заключается в том, что пружины подвергают сжатию до соприкосновения витков с выдержкой в таком состоянии в течение 12--48 ч или многократным (10--12-кратным) сжатиям.

После снятия нагрузки в поперечном сечении прутка образуются остаточные напряжения, максимальные в наружной зоне сечения и противоположные по знаку рабочим напряжениям. Благодаря этому пружина приобретает способность выдерживать большую нагрузку и имеет увеличенный рабочий прогиб.

Расчетная жесткость заневоленной пружины в 2,9 раза больше, чем незаневоленной.

При установке рессорного подвешивания необходимо соблюдать обязательные правила для обеспечения нормальной эксплуатации вагонов и безопасности движения поездов. На каждый вагон устанавливают пружины с одинаковой величиной прогиба.

У пассажирских вагонов жесткость рессорного комплекта небольшая, поэтому подбор пружин в комплект и расстановка их в тележках производится в зависимости от массы тары и брутто вагона и распределения массы по концам в соответствии со схемой, указанной в технической документации завода-изготовителя для определенного типа вагонов, и техническим указаниям на изготовление и ремонт рессор и пружин.

При сборке комплектов центрального подвешивания тележки модели 68-4064 пружины сортируют на три группы: 1 группа - высота 506 - 502 мм; П группа высота 501 - 497 мм; 111 группа - высота 496 - 491 мм. В тележку котлового конца вагона ставят пружины 1 и П групп, в тележку некотлового - П и 111 групп.

Показателем правильности сборки рессорного подвешивания является горизонтальное расположение рам тележек и кузова вагона, установленного на выверенный горизонтальный участок пути. Эту проверку выполняют до опускания кузова на тележки. Для этого собранную тележку нагружают соответственно схеме загрузки от веса кузова, указанной в технической документации завода-изготовителя.

3.10 Пути повышения надежности и долговечности

Повышения износостойкости деталей можно добиться, применяя сравнительно недорогие, но эффективные методы химико-термической обработки рабочих поверхностей деталей (цементация, азотирование, фосфатирование), а также прогрессивные методы поверхностного упрочнения деталей.

Особые перспективы повышения долговечности деталей вагонов можно видеть в использовании для обработки поверхностей высококонцентрированных источников тепловой энергии, в частности лазерного излучения. Методы модифицирования поверхностей деталей лазерным излучением можно разделить на две основные группы.

К первой группе следует отнести обработку, которая не вызывает оплавления или какого-либо другого изменения исходной шероховатости поверхности и связана только с нагревом поверхностного слоя и последующим его самоохлаждением. Управляя процессами нагрева и охлаждения, можно получить различные эффекты в поверхностном слое, в частности термическое упрочнение, отпуск, отжиг. Эффект упрочнения углеродосодержащих сталей заключается в образовании в поверхностном слое специфической дезориентированной в пространстве структуры, которая имеет микротвердость, в 1,5…5 раз превышающую микротвердость основы. Глубина модифицированного слоя в зависимости от режимов облучения может достигать 0,05…3 мм.

Ко второй группе можно отнести обработку, при которой происходит оплавление поверхности: термическое упрочнение, лазерная аморфизация, поверхностное микролегирование и наплавка.

Для повышения сопротивления усталости сварных конструкций можно рекомендовать применение следующих технологических методов: термическая обработка сварного технологического узла, механическая и аргонодуговая обработка сварных швов и околошовной зоны, наклеп многобойковыми упрочнителями.

Термическая обработка (отжиг, нормализация) как способ повышения сопротивления усталости дает положительный результат при применении ее в технологических процессах изготовления достаточно сложных сварных толстостенных конструкций. Отжиг сварной конструкции позволяет практически полностью снять остаточные напряжения, обусловленные усадкой сварных швов.

Механическая обработка сварных швов и околошовной зоны режущим инструментом (абразивные круги, фрезы) выполняется на минимальную глубину (до 3% толщины обрабатываемого элемента), необходимую для обязательного снятия поверхностного слоя металла на всей длине линии сплавления в зоне обработки с целью получения чистой, блестящей поверхности и наплавленных переходов от металла шва к основному металлу. Обработанная поверхность не должна иметь рисок, расположенных поперек направления усилий, действующих в элементе при его работе, а также надрезов и следов подрезов по границам шва, выходящих на поверхность пор, раковин, шлаковых включений. Механическая обработка наиболее предпочтительна для стыковых соединений. В этом случае обработке подвергают переходную зону шириной не менее 25 мм с образованием плавного перехода от металла усиления сварного шва к основному металлу. Радиусы перехода и вершины усиления должны быть не менее 15 мм.

Аргонодуговая обработка применяется в основном на границе сварного шва и основного металла с целью создания плавного перехода в этой зоне. Такой обработке рекомендуется подвергать конструкции из спокойных и полуспокойных углеродистых и низколегированных сталей. Обработка осуществляется на постоянном токе прямой полярности любыми серийными горелками (ГРА-1, АР-36, ГРА-3 и др.), предназначенными для сварки вольфрамовыми электродами в защитных газах. В качестве электрода используется пантанированный вольфрам марки ЭВЛ-10, защитным газом служит аргон не ниже второго сорта.

При обработке конструкций с толщиной элемента 12 мм и более оплавление следует выполнять с введением в зону дуги проволоки Св-08Г2С диаметром 1-2 мм.

Качество аргонодуговой обработки контролируется визуально путем сопоставления поверхности с контрольным эталоном. Обработанная поверхность не должна иметь пор, подрезов, грубой чешуйчатости, кратеров, раковин. Оплавленная линза должна располагаться строго на границе шва и основного металла.

Наклеп многобойковыми упрочнителями. В сварных конструкциях поверхностному наклепу целесообразно подвергать места с концентраторами напряжений, в основном границы сварного шва и основного металла. Ширину наклепанной зоны с одной стороны шва принимают в пределах 15-20 мм. Наклепу можно подвергать и бывшие в эксплуатации конструкции, если в них нет усталостных трещин.

В качестве инструмента для наклепа используют пневматические молотки типа 62КМ-6, КМП-13, КМП-31 с энергией удара 4-9 Нм со специальными насадками для крепления упрочнителя. Упрочнителями являются пучки термообработанной (закалка и отпуск) до твердости HRC 50 проволоки диаметром 2-3 мм из стали марок 65Г, 60С2,П-70.Наклеп выполняют при давлении сжатого воздуха 0,4-0,5 МПа. Скорость перемещения инструмента по обрабатываемой поверхности 1,5-2,5 мм/с.

4. Разработка средств механизации для изготовления тележек

При изготовлении тележек пассажирских вагонов используются литые, штампованные детали, прокат. Для обработки заготовок в тележечном цехе используется различное оборудование: дробеструйная камера, стенды для правки листового и профильного проката. Для резки используются гильотинные ножницы, ножницы дисковые и с параллельными ножами. Кроме того, используется термическая резка: кислородная и плазменно-дуговая. Газорезательные машины оснащены фотокопировальными устройствами, программными системами управления, автоматическими устройствами стабилизации резаков над поверхностью проката, поворотными трехрезаковыми блоками для фигурной вырезки деталей со скосом кромок под сварку, автоматической системой подачи газов и другими устройствами. Организация комплексно-механизированных рабочих мест в заготовительном отделении значительно повышает производительность труда.

Сборочные операции в тележечном цехе осуществляются в механизированных приспособлениях. Сварные швы выполняют, в основном, автоматической сваркой под слоем флюса. Фрезерование в одну плоскость плит производится на четырехшпиндельном фрезерном станке. Производится аргонодуговая обработка сварных швов.

В выпускной работе в качестве средства механизации предлагается кондуктор для сборки и сварки верхнего пояса надрессорного бруса.

4.1 Кондуктор для сборки и сварки верхнего пояса надрессорного бруса

Кондуктор состоит из основания 1, опорных стоек 2, прижимов 3, струбцин 4 для крепления верхнего пояса, затяжки 5 для крепления боковых листов.

Сборка надрессорного бруса производится следующим образом.

Элементы надрессорной балки перед сборкой и сваркой покрывают декстринно-меловым составом, предохраняющим поверхности от прилипания сварочных брызг.

На кондуктор устанавливают верхний лист 8 надрессорного бруса и закрепляют струбцинами 4. В центральное отверстие устанавливают втулку 7 и прихватывают сваркой к листу. Затем накладывают сварочный шов по кругу сварочным полуавтоматом. С помощью электрозаточной машинки обрабатывают место сварки.

Боковые листы 9 прихватывают сваркой к верхнему листу.

Между боковыми ребрами укладывают ребра 11 и прихватывают их к боковым листам. Затем производят сварочные работы в местах соединения ребер с боковыми листами и втулкой 7.

На кондуктор устанавливают опорные листы 10, на них устанавливают по две обечайки 12 , прихватывают и затем приваривают к опорному листу.

Нижний лист устанавливают в кондуктор и приварвают. Сварочные швы обработать пневмозубилом.

4.2 Расчет технических норм времени по организации технологического процесса сварки надрессорной балки

Выбор типа и марки электрода.

Тип электрода при выполнении сварочных работ выбирается в зависимости от нескольких факторов: главным фактором является получение требуемых механических свойств основного и наплавленного металла. При сварке малоуглеродистых сталей требуется, чтобы предел прочности ув наплавленного металла электрода был бы не ниже ув основного металла. Исходя из этого требования для сварки рамы тележки принимаем типы электродов: Э-42, Э-42А, ЭП- Г2.

Другим фактором является повышение производительности труда. С учетом этого требования ниже перечисленные марки электродов имеют существенные отличия по коэффициенту наплавки, характеризующему электроды по количеству металла, расплавляемого в единицу времени. Чем больше коэффициент наплавки тем производительнее процесс ремонта. Этому требованию наиболее удовлетворяют такие марки как: ОМА-2, УОНИ-13/45, СМ-11 и ОЗН-300У.

Третьим фактором являются химико-технологические свойства электродов.

К электродам с рудно-кислым покрытием относятся электроды марок ОМА-2. Шлакообразующую основу рудно-кислого покрытия составляют железные и марганцевые руды и кремнеземы. Металл шва, полученный из этих электродов, характеризуется высоким содержанием кислорода (до 0,12%) и водорода (до 15 см /100 г металла). Поэтому при сварке малоуглеродистой стали ударная вязкость металла шва не превышает 12-14 кгм/см2, а после старения снижается на 60-70%.

Металл шва отличается высокими пластичностью и ударной вязкостью при комнатной и низких температурах, мало склонен к старению и стоек против образования кристаллизационных трещин.

Рассмотрев эти три фактора выбираем тип и марку электрода - Э-42 марки ОМА-2.

Выбор диаметра электрода.

Основным фактором, влияющим на величину сварочного тока, а значит, и на производительность сварки, является диаметр электрода. Если сила тока для данного диаметра электрода велика, то через некоторое время после зажигания дуги электрод нагревается по всей рабочей длине до красного каления и быстро сплавляется. При этом образуется излишнее количество расплавленного электродного металла, уменьшается устойчивость дуги, валик принимает неправильную форму и возможен непровар, а следовательно, и низкое качество сварки.

Исходя из требований инструкций в соответствии с которыми ведутся все электросварочные работы по раме тележки принимаем диаметр электрода 3 мм, положение в котором будет производится сварка - нижнее горизонтальное.

Определение площади поперечного сечения наплавленного металла и числа проходов.

Электрод имеет следующие характеристики:

Тип - Э-42,

Марка - ОМА-2,

Коэффициент наплавки, Кн = 10 г/Ач,

Расход на 1 кг наплавленного металла Кр=1,6 кг,

Род тока - переменный, постоянный обр. полярности,

Пространственное положение - все положения,

Род покрытия - кислое.

Будем производить приварку тормозной и концевой поперечной балок. При вертикальном пространственном положении шва и V-образной разделки подготавливаемых кромок при толщине свариваемой детали S = 5 мм (толщина стенки швеллера балки) диаметр электрода составит dэ = 3 мм.

Для определения числа проходов при заварке необходимо рассчитать общую площадь поперечного сечения наплавленного металла Fш по формуле:

где h - глубина проплавления; b - величина зазора в стыковом шве, b = 0,5 -1 мм; q - высота усиления шва, q = 1 - 2 мм; - угол разделки кромок, = 55 - 60°; S - толщина свариваемой деталей, мм.

Число проходов определяется по формуле:

,

где - площадь поперечного сечения первого (корневого) прохода, - площадь поперечного сечения последующих проходов, = (6 - 8)*dэ = 6*3=18мм;

= (8 - 12)*dэ =8*3=24мм;

следовательно:

прохода.

Форма шва и его размеры.

Соотношения между основными параметрами наплавленного слоя можно определить по формулам:

b- ширина шва, b = (2-4)*dэ = 4*3 = 12 мм;;

h - толщина шва, h = (0,8-1,2)*dэ =1,06*3 = 3,2 мм;

с - величина перекрытия шва, с = b/3 = 12/3 = 4 мм;

Площадь наплавленного валика в этом случае определяется по формуле:

,

где h - заданная толщина наплавленного слоя; S - шаг наплавки, мм, S=(2,5-4)dэл ; S=3,333=10 мм. k1 - коэффициент, учитывающий отклонения фактической площади сечения слоя от площади прямоугольника, k1 = 0,6 - 0,7.

Объем наплавленного металла определяется по формуле:

,

где 150- длина шва, мм; m - количество швов с учетом шага наплавки, 15; n - количество слоев наплавки.

Количество слоев наплавки зависит от величины износа деталей и толщины наплавляемого слоя с учетом припуска на механическую обработку после наплавки, принимаемого равным 1,5 -2 мм.

,

- необходимая толщина слоя наплавки с учетом припуска на мех. обработку, =5,2.

Тогда масса наплавленного металла определяется по формуле:

,

- удельная масса наплавленного металла; =0,0078 г/мм;

Расход электродов для сварки и наплавки определяется по формуле:

,

Определение силы тока и напряжения на дуге.

Величина силы тока определяется из выражения:

,

где k - опытный коэффициент, принимаемый равным в пределах 26 -60;

Напряжение дуги Uд при ручной дуговой сварке изменяется в небольших пределах и выбирается по паспорту на выбранную марку электрода. Вообще этот параметр колеблется в пределах U= 18-25 в.

Выбираем U=20В.

Определение скорости сварки.

Скорость сварки определяется по формуле:

,

где КH- коэффициент наплавки.

Выбор типа и расчет количества сварочного оборудования.

К сварочному оборудованию относят источники питания дуги, а также автоматы и полуавтоматы при механизированной наплавке.

Источниками питания дуги переменным током являются сварочные трансформаторы, а постоянного тока - сварочные генераторы (преобразователи) и выпрямители. Сварочные трансформаторы более дешевы в изготовлении, надежны в работе и экономичны.

Выбираем трансформатор ТД-500 с характеристиками:

Напряжение холостого хода - 59 В;

Номинальная мощность - 32 кВт;

Рабочее напряжение при номинальной нагрузке - 30 В;

Пределы регулирования сварочного тока - 110-560 А;

КПД - 87%;

Внешняя характеристика - круто падающая.

Выбираем сварочный выпрямитель ВСС-300 с характеристиками:

Внешняя характеристика - круто падающая;

Пределы регулирования тока - 35-330 А;

Номинальное рабочее напряжение - 30 В;

КПД - 70%;

Область применения - ручная дуговая сварка (РДС).

Выбираем сварочный преобразователь ПСО-300 с характеристиками:

Пределы регулирования тока - 115-315 А;

Номинальный сварочный ток - 315 А;

Внешняя характеристика - круто падающая;

Область применения -РДС.

Расчет потребного количества электросварочных аппаратов для ручной дуговой сварки производится по расходу электродов в килограммах на одно изделие по следующей формуле:

где Nэ - заданная программа восстановления деталей в год, шт, N э =1200 шт, аэ - норма расхода электродов на одно ремонтируемое изделие; аэ = Qн/qэ=940,4343/19,2=49; qэ - масса электрода, г , qэ = 19,2 г; IСВ - сварочный ток. А; Кн - коэффициент наплавки, г/Ач: - коэффициент использования сварочного поста, =0,4; Fд - годовой фонд времени работы поста в одну смену, Fд=2010; m - число смен работы поста в сутки, m=1.

Заключение

тележка кантователь надрессорный

В выпускной работе разработан технологический процесс изготовления тележек пассажирских вагонов модели 68-908

Во время прохождения производственной и предвыпускной практики на Ташкентском вагоноремонтном заводе, где начато производство пассажирских вагонов, был собран материал по данной теме. Кроме того, использовались данные по изготовлению тележек вагоностроительных заводов республик СНГ, в частности , Тверского вагоностроительного завода. Большое количество информации было найдено в Интернете.

В выпускной работе по заданной программе изготовления вагонов был рассчитан фронт работы цеха, произведен расчет и выбор технологического оборудования, рассчитана рабочая сила, предложена технология изготовления тележек пассажирских вагонов с учетом требований и инструкций по их изготовлению.

Для изготовления тележек на современном предприятии необходимо внедрение оборудования, которое позволит быстро, качественно, с наименьшими затратами производить продукцию, которая будет пользоваться спросом не только в Республике Узбекистан, но и за ее пределами. Необходимо заботиться при выборе оборудования и об охране труда и здоровья работников завода. В выпускной работе предложено оборудование нового поколения: электронные измерительные приборы, установка для плазменной резки металла, лазерный измеритель для проверки качества сборки тележки и другое. Разработан кондуктор для сборки надрессорной балки, который является узлом данной выпускной работы.

Литература

1. Скиба И.Ф. Организация и управление на вагоноремонтных предприятиях. М.: Транспорт, 1989.

2. Криворучко Н.З. Вагонное хозяйство. М.: Транспорт, 1986.

3. Вагоны. / Под ред. Л.А. Шадура. М.: Транспорт, 1980.

4. Бобровская И.И. Технология ремонта вагонов. Ташкент: Билим, 2004.

5. Бобровская И.И. Технология ремонта вагонов. Ташкент: Издательство Гафура Гуляма, 2006.

6. Герасимов В.С. Технология вагоностроения и ремонта вагонов. М.: Транспорт, 1988.

7. Лисевич Т.В. Передовые технологии изготовления и ремонта вагонов. Самара: СамГАПС, 2005.

8. Безценный В.И. Технология вагоностроения и ремонта вагонов. М.: Транспорт, 1980.

9. Алексеев В.Д. Ремонт вагонов. М. Транспорт, 1980.

10. Технология производства и ремонта вагонов. / Под ред. К.В. Мотовилова. М.: Маршрут, 2003.

11. Батюшин Т.К. Технология вагоностроения, ремонт и надежность вагонов. М.: Машиностроение, 1990.

12. СН 245-81. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий. М.: Стройиздат, 1982.

13. СН и П П-4-89. Строительные нормы и правила. М.: Стройиздат, 1990.

Размещено на Allbest.ru

...