Ремонт и диагностика в эксплуатации колесных пар

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Исходные данные для разработки технологического процесса

1.1 Назначение и конструкция колесных пар

1.2 Условия эксплуатации, неисправности, причины появления неисправностей

1.3 Неисправности колесной пары, не допускаемые в эксплуатации

1.4 Выбор способа восстановления поврежденных деталей

2. Виды и срок проведения технического обслуживания и ремонта колесной пары

3. Способы выявления неисправностей и методы неразрушающего контроля

4. Разработка технологического процесса ремонта колесной пары со сменой элементов

4.1 Выбор и обоснование метода ремонта

4.2 Технологический процесс ремонта колесной пары со сменой элементов

5. Механизированное приспособление, применяемое для ремонта колесной пары

6. Охрана труда и техника безопасности при ремонте колесной пары

Перечень использованных источников

Введение

Железнодорожный транспорт в РФ имеет исключительное значение в жизнеобеспечении многоотраслевой экономики и реализации социально значимых услуг по перевозке пассажиров.

Железнодорожный транспорт последовательно продвигается по пути реформ, гарантированно решая транспортные задачи государства. И впредь он останется основным видом транспорта, обеспечивающим перевозки грузов и пассажиров в стране. Для решения задач, стоящих перед железнодорожным транспортом, необходимо тесное взаимодействие всех служб, связанных с перевозочным процессом.

Большое значение в достижении этих целей придается вагонному хозяйству. С целью повышения безопасности движения поездов в вагонном хозяйстве необходимо:

-разрабатывать и внедрять комплексные диагностические устройства контроля основных параметров грузовых вагонов при движении поезда с размещением их на подходах к станциям, имеющим ПТО;

-совершенствовать и внедрять средства повышения надежности тормозной системы поездов;

-автоматизировать контроль за своевременным обеспечением нормативных сроков службы и плановых видов ремонта, технического освидетельствования вагонов - собственности промышленных предприятий и организаций;

-обеспечивать эффективный контроль за качеством закупаемых запасных частей, узлов вагонов, оборудования и основных эксплуатационных материалов, приобретение только сертифицированной продукции;

-создавать и внедрять технические средства для обеспечения безопасности эксплуатации пассажирских вагонов.

Главными стратегическими задачами в вагонном хозяйстве являются:

-поддержание работоспособности парка грузовых и пассажирских вагонов за счет повышения качества их ремонта и модернизации узлов:

-создание нового поколения грузовых вагонов повышенной комфортности;

-необходимо добиться уменьшения динамического воздействия вагонов на путь и резкого снижения эксплуатационных расходов на его текущее содержание и ремонт.

При создании нового поколения грузовых вагонов необходимо предусмотреть:

- расширение их специализации;

- применение в тележках конструктивных решений, обеспечивающих их работу без восстановительного ремонта от постройки до первого капитального ремонта и в период между капитальными ремонтами;

- применение новой конструкции тележек с жесткой рамой и надбуксовым

рессорным подвешиванием;

- введение новых конструктивных решений в основные элементы кузова вагона;

- внедрение буксовых узлов кассетного типа, снижающих инерционные нагрузки на путь;

- изготовление элементов конструкций из новых антикоррозийных материалов;

- использование эпоксидных покрытий для защиты от коррозии;

- совершенствование конструкцию вагонов с учетом требований экологической безопасности;

-изготовление вагонов с нагрузкой на ось 25 тонн и применение колес с повышенной твердостью обода, что продлит срок их службы за счет уменьшения износа гребней.

На протяжении всего существования вагонного хозяйства острой проблемой была и остается проблема обеспечения качественного изготовления, ремонта и диагностики в эксплуатации ходовых частей, а именно, колесных пар. Являясь наиболее ответственным узлом, колесные пары зачастую требуют ремонта со сменой элементов, но наиболее эффективно использовать ресурс колесных пар, ремонтируя их обточкой по современным требованиям технологии ремонта, на современном оборудовании с привлечением квалифицированных работников, что обеспечит высокое качество ремонта и позволит минимизировать дефицит колесных пар, имеющий место в настоящее время.

1. Исходные данные для разработки технологического процесса

1.1 Назначение и конструкция колесных пар

Колёсные пары - наиболее ответственные узлы вагонов, от их исправного состояния во многом зависит безопасность движения поездов и работоспособность вагона.

Колёсные пары предназначены для направления движения вагона по рельсовому пути и воспринимают все нагрузки от вагона на рельсы и обратно.

В связи с этим колёсные пары должны:

- обладать достаточной прочностью - для обеспечения безопасности движения;

- износостойкостью;

- иметь небольшую массу - для снижения массы вагона и уменьшения динамического воздействия на верхнее строение пути;

- обладать упругостью - для смягчения динамических сил, возникающих при движении вагона.

Типы, основные размеры и технические условия на изготовление вагонных колёсных пар определяются Государственными стандартами, а содержание и ремонт - Правилами технической эксплуатации железных дорог (ПТЭ) и Инструкцией по осмотру, освидетельствованию, ремонту и формированию колёсных пар.

Колесная пара (рис. 1 ) состоит из оси 1 с напрессованными на нее двумя колесами 2. Наружная поверхность колеса 3, соприкасается с рельсом, называется поверхностью катания. Профиль поверхности катания имеет определенную форму и размеры. Гребень 4 обода направляет колесную пару и предохраняет вагон от схода с рельсов.

Ширина обода В нового колеса - 130 мм. Диаметр колеса измеряют по кругу катания, которым называется совокупность точек на поверхности катания колеса, удаленных от внутренней грани на расстояние 70 мм. В этом же сечении следует измерять толщину обода и прокат колеса, так как с рельсами колесная пара соприкасается точками , расположенными на поверхности катания, и износ из-за трения о рельс, как правило, в этом сечении наибольший.

Расстояние между кругами катания колес одной колесной пары 1580 мм. Расстояние между внутренними боковыми поверхностями колес L составляет : для колесных пар, предназначенных для скоростей движения до 120 км/ч - 1440 (+1,-2 ) мм, свыше 120 км/ч, но не более 160 км/ч - 1440 (+2,-1 ) мм.

Рис. 1. Колесная пара:

1 - ось; 2 - колесо.

Тип колёсной пары определяется типом оси и диаметром колёс. Для вагонов магистральных железных дорог широкой колеи, кроме вагонов электроподвижного состава (ГОСТ 4835-80), выпускаются два типа колёсных пар РУ1-950, РУ1Ш-950.

Таблица 1. Типы колесных пар

Тип колесной пары	Тип оси	Диаметр колеса,мм	Тип подшипника на колесной паре	Применение
1	2	3	4	5
РУ1 - 950	РУ-1	950	Качения	На всех грузовых и пассажирских вагонах
РУ1Ш - 950	РУ1Ш	950	Качения	На всех грузовых и пассажирских вагонах
Усиленная для нагрузки на ось 25 т		957	Качения	Грузовые нового поколения

Оси колесных пар.

Ось служит для размещения колес и представляет собой круглый стержень переменного по длине поперечного сечения. Ось (рис.2) имеет шейку 1 для размещения роликовых подшипников предподступичной части 2, являющиеся ступенью перехода от шейки к подступичной части оси и служат для установки уплотнительных деталей букс; подступичные части 3, на которые прочно насаживают колеса; среднюю часть 4. Все части оси имеют цилиндрическую форму. Средняя часть выполняется цилиндрической или с коническими переходами от подступичных осей к средней части оси.



Рис. 2.

а) с торцовым креплением гайкой, б) с торцовым креплением шайбой.

Таблица 2. Размеры вагонных осей

Тип оси	средней части,мм	шейки, мм	Длина шейки, мм	предподсту-пичной части, мм	Длина пред-подсту-пичной части, мм	подсту-пичной части, мм	Длина подступичной части, мм	Длина всей оси, мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9
РУ1	165	130	176	165	76	194	265	2294
РУ1Ш	165	130	190	165	76	194	265	2216

Ось типа РУ1 имеет на торцах шеек резьбу М110 для крепления подшипников гайкой и паз для стопорной планки. Для удержания стопорной планки на каждом торце оси предусмотрено 2 резьбовых отверстия М12. Оси типа РУ1Ш на каждом торце имеют 4 резьбовых отверстия М20.

Вагонные оси по конструкции различаются:

Размерами основных элементов - в зависимости от значения воспринимаемой нагрузки;

Формой шейки оси - для подшипников качения и подшипников скольжения;

Формой поперечного сечения - сплошные или полые.

Кроме этих признаков, определяющих конструкцию, оси классифицируются: по материалу, способу изготовления, способу торцевого крепления подшипников качения - корончатой гайкой или шайбой.

У вагонной оси имеются:

o две шейки;

o две предподступичные части;

o две подступичные части;

o средняя часть оси.

Для снижения концентрации напряжений в местах изменения диаметров оси делают плавные переходы - галтели, выполненные определенным радиусом.

Снижение концентрации напряжений, вызванных посадкой деталей подшипников качения, достигается разгружающей канавкой, расположенной у начала задней галтели шейки оси.

Рис.3. Профили галтелей шеек.

Элементы вагонной оси:

Шейки вагонных осей выполняют цилиндрической формы для размещения на них подшипников.

Предподступичные части оси - это переходные зоны от шеек к подступичным частям. На предподступичных частях размещаются задние уплотнения буксовых узлов лабиринтные кольца.

Подступичные части оси предназначены для размещения колес.

Средняя часть оси имеет конический переход от подступичных частей.

Центровые отверстия осей

На торцах всех типов вагонных осей имеются центровые отверстия для установки и закрепления оси или сформированной колесной пары в центрах токарных станков. Форма и размеры центровых отверстий установлены стандартом и должны соответствовать рис. 4.

Рис.4.Центровые отверстия:

в - оси типа РУ1

г - оси типа РУ1Ш

Торцевое крепление

В колёсных парах РУ1-950, крепление подшипников на шейке оси выполнено при помощи корончатой гайки.

В колёсной паре РУ1Ш-950 крепление подшипников на шейке оси выполнено при помощи шайбы (буква Ш означает "шайба").

Таблица 3. Стандартные типы осей вагонов.

Для грузовых вагонов новой постройки с повышенными осевыми нагрузками разработана колесная пара с усиленной осью, у которой диаметр шейки оси 140 мм, диаметр предподступичной части - 175 мм, диаметр подступичной части - 204 мм. Средняя часть имеет цилиндрическую форму диаметром 180 мм.

Колеса

Вагонные колеса различают:

· по конструкции - цельнокатаные и бандажные, состоящие из колесного центра, бандажа и предохранительного кольца;

· по изготовлению - катаные и литые;

· по диаметру, измеренному по кругу катания - 950 и 1050 мм.

При качении колес по рельсам они испытывают сложные виды нагружения:

· Контактные нагрузки. Соприкасаясь с рельсом малой поверхностью, колесо передает ему значительные статические и динамические нагрузки;

· Ударные нагрузки. Удары колес на стыках рельсов могут вызвать появление трещин в ободе;

· Трение от соприкосновения с рельсами и тормозными колодками. В процессе торможения между колесами и колодками создаются большие силы трения, вызывающие нагрев обода, что способствует образованию в нем ряда дефектов.

Цельнокатаное колесо

Цельнокатаное колесо (рис. 4) имеет:

· Обод 1. Ширина обода - 130 мм. На расстоянии 70 мм от внутренней базовой грани поверхности обода находится так называемый круг катания, по которому измеряют прокат, диаметр колеса и толщину обода.

· Диск 2. Переход от ступицы к ободу выполнен в форме диска, расположенного под некоторым углом к этим частям, что придает колесу упругость и снижает воздействие динамических сил.

· Ступицу 3. Ступица колеса в холодном состоянии прочно запрессована на ось.

Рис. 5. Цельнокатаное колесо:

1 - обод; 2 - диск; 3 - ступица.

Профиль колеса

Для рационального взаимодействия колес с рельсами важное значение имеет профиль поверхности катания колес. Стандартный профиль поверхности катания колеса (рис.5) характеризуется гребнем и конической поверхностью с конусностями 1:10, 1:3,5 и фаской6х45°.

Стандартный профиль колеса имеет:

· Гребень колеса направляет движение и предохраняет колесную пару от схода с рельсов. Он имеет высоту 28 мм и толщину 33 мм, измеренную на высоте 18 мм.

· Конусность поверхности 1:10 обеспечивает центрирование колесной пары при движении ее на прямом участке пути, предотвращая образование неравномерного проката по ширине обода, и улучшает прохождение кривых участков пути. Вместе с этим конусность 1:10 создает условия для извилистого движения колесной пары, что неблагоприятно сказывается на плавности хода вагона.

· Конусность поверхности 1:3,5 и фаска 6х45° приподнимают наружную грань колеса над головкой рельса, что улучшает прохождение стрелочных переводов, особенно при наличии проката и других дефектов поверхности катания колес.

Рис. 6. Профили поверхности катания колес:

а - стандартный; б - объединенный; в - криволинейный.

Таблица 4. Основные размеры колесных пар.

Наименование основных размеров	Обозначение	Размеры, мм
		Наименьший мм	Номинальный мм	Наибольший мм
Расстояние между внутренними гранями колес: у колесных пар вагонов, обращающихся в поездах со скоростями до 120 км/ч	L	1439(-0,8)	1440	1439(+0,8)
у колесных пар вагонов, обращающихся в поездах со скоростями свыше 120 км/ч	L	1439	1440	1442
Отклонения в значениях расстояния L, измеренного в четырех точках, расположенных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях	L	0	0	1,5
Отклонения в значениях размера l с одной и другой сторон колесной пары	L	0	0	3
Диаметр по кругу катания D	D	950 950	950 950	964 964
Отклонения диаметра D по кругу катания у одной колесной пары: без обточки	D	0	0	1
с обточкой	D	0	0	0,5
Овальность по кругу катания	D	0	0	0,5
Ширина обода В	B	130	130	133

1.2 Условия эксплуатации, неисправности колёсных пар и причины их появления, влияние неисправностей колёсной пары на безопасность движения поездов

Условия эксплуатации.

При качении колес по рельсам они испытывают сложные виды нагружения: контактные и ударные нагрузки, трение от соприкосновения с рельсами и тормозными колодками. Соприкасаясь с рельсом малой поверхностью, колесо передает ему значительные статические и динамические нагрузки. В результате этого в зонах соприкосновения колес с рельсами возникают большие контактные напряжения. В процессе торможения между колесами и колодками создаются большие силы трения, вызывающие нагрев обода, что способствует образованию в нем ряда дефектов. Удары колес на стыках рельсов могут вызвать появление трещин в ободе.

В наиболее сложных условиях нагружения находиться обод колеса. Металл обода поэтому должен обладать большой прочностью, ударной вязкостью износостойкостью; металл ступицы и диска - необходимой вязкостью (упругостью). Ободья колес для удовлетворения указанным требованиям подвергают после механической обработки упрочняющей термической обработке путем прерывистой закалке отпуска.

В связи с различными условиях эксплуатации пассажирских и грузовых вагонов стандартом (ГОСТ 10791) предусматривается специализация вагонных колес.

Условия эксплуатации пассажирских вагонов характеризуются высокими скоростями движения, частыми интенсивными торможениями, в результате чего на поверхности катания колес появляются участки с измененной структурой. Поэтому для колес пассажирских вагонов локомотивной тяги и не моторных вагонов электро- и дизель - поездов предусмотрена сталь менее склонная к закалке - сталь марки 1 ГОСТ 10791 с содержанием углерода 0,44-0,52%

Колеса грузовых вагонов работают в условиях более высоких напряжений в контакте колеса и рельса, поэтому для таких колес применяется сталь марки 2 ГОСТ 10791 с увеличением содержанием углерода до 0,55-0,65%.

В настоящее время у колёсных пар в эксплуатации наиболее часто встречаются вертикальный подрез гребня, его износ по толщине, а так же остроконечный накат.

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

Неисправности колёсных пар и причины их появления.

Прокат - возникает вследствие естественного износа колеса.

Неравномерный прокат возникает в результате развития поверхностных дефектов и неоднородности металла колеса.

Круговой наплыв металла на фаску образуется в результате пластической деформации верхних слоев металла обода, возникающей под действием нормальных и боковых усилий, чаще всего в кривых участках пути.

Кольцевые выработки. Возникновение, объясняется неодинаковыми термическими условиями работы поверхностных слоев металла колеса и композиционной колодки по ширине зоны контакта и воздействия абразивных частиц пыли на поверхности трения по краям колодки.

Тонкий гребень происходит в кривых участках пути, и неправильная работа рычажной передачи.

Вертикальный подрез гребня и остроконечный накат гребня образуются при неправильной сборке буксового узла, наличии на пути следования поезда в кривых участках одинакового направления и других причин, из-за которых колесная пара постоянно смещена в одну сторону относительно продольной оси пути.

Тонкий обод - толщина обода менее допускаемой уменьшается из-за износа в процессе эксплуатации и при обточках.

Навар возникает в результате неисправной тормозной системы.

Ширина обода менее допускаемой возникает в результате многократной обточки внутренней грани колеса.

Ползун образуется при заклинивании колесной пары и движении ее юзом.

Выщербины образуются на поверхности катания колес из-за усталостного разрушения поверхностных слоев металла, под действием многократно повторяющихся контактных нагрузок или из-за термотрещин, которые возникают вследствие нагрева колес тормозными колодками.

Местное уширение обода образуется в результате пластической деформации металла под действием циклических нормальных сил вследствие наличия местного внутреннего дефекта (неметаллического включения, раковины, расслоения металла на определенной глубине обода).

Поверхностный откол у наружной грани обода возникает в результате усталостных процессов от действия нормальных и касательных сил путем развития трещин, образующихся на глубине 8 - 10 мм при наличии местного концентратора напряжений в виде раковины, неметаллического включения и т.п.

Откол кругового наплыва происходит либо из-за усталостных процессов, протекающих в месте наплыва, либо под действием горочных замедлителей при роспуске вагонов на механизированных горках.

Трещины в диске возникают из-за наличия в металле неметаллических включений и неровностей от прокатки, развиваются от микротрещин на острых кромках, образующихся при прошивке или сверлении отверстия, появляются в местах неровностей, остающихся после прокатки неисправным инструментом.

Трещины в ступице образуются в результате наличия дефектов в металле ступицы.

Задиры и риски на шейках и предподступичных частях образуются из-за проворачивания внутренних колец подшипников и лабиринтных колец при грении букс или недостаточном натяге колец при монтаже, а продольные риски на шейках - при снятии закрепительных втулок с острыми краями или заусенцами па продольном разрезе.

Конусообразность шейки или предподступичной части, и овальность шейки образуется в результате неравномерного износа шеек или предподступичных частей, а также из-за несоблюдения допусков при обтачивании.

Радиусы галтелей образуются в результате ненормального износа галтелей шеек из-за подгонки подшипников.

Протертость на средней части - углубление от трения деталей тормозной рычажной передачи образуется при несоблюдении требований по содержанию тормозной передачи.

Сварочные ожоги - следы касания электродом или оголенным проводом возникает при несоблюдении правил при выполнении сварочных работ на вагоне.

Наклеп (намины) - на шейке от втулки или кольца роликового подшипника возникает при нарушении технологии посадки подшипника.

Забоины и вмятины возникают в результате пластической деформации от удара тяжелым предметом по оси в процессе погрузки или выгрузки колесной пары или при ее ремонте.

Изогнутость оси происходит преимущественно при авариях и крушениях подвижного состава.

Разработка центрового отверстия возникает в результате смятия металла в процессе многократного небрежного закрепления колесной пары в центрах на станке при ее ремонте.

Неисправность торцового крепления происходит в эксплуатации или при монтаже под действием значительных осевых сил, вызывающих пластическую деформацию резьбы.

Сдвиг ступицы колеса на оси происходит из-за плохой механической обработки сопрягаемых поверхностей, а также из-за недостаточного натяга при запрессовке.

Ослабления ступицы возникает из-за нарушения технологий формирования, а так же от ударов при авариях и крушениях. Признаком ослабления ступицы колеса на оси является неокрашенная полоса, трещина слоя краски, смазка и ржавчина.

Овальность и эксцентричность колеса по кругу катания образуется из-за неравномерного износа колес в эксплуатации или погрешностей при их изготовлении.

Разность диаметров колес более допускаемой появляется при неравномерном по профилю круговом износе поверхности катания из-за ненормальной работы колесной пары в рельсовой колее.

Расстояние между внутренними гранями колес не соответствует допускаемому, образуется при неправильном формировании колеса или сдвига со ступицы и многократных обточек внутренних граней колес.

Разность расстояний между внутренними гранями колес более допускаемой, образуется при неправильном формировании или из-за изогнутости оси.

Трещины в подступичной части образуются в результате продолжительного действия на оси больших внешних сил, вызывающих циклические знакопеременные напряжения изгиба.

Излом шейки от перегрева образуется в результате резкого снижения прочности шейки, вызванного перегревом буксы в эксплуатации.

Влияние неисправностей колёсной пары на безопасность движения поездов.

Колёсная пара является наиболее ответственной и изнашиваемой частью вагона, от которой в большей степени зависит безаварийная работа подвижного состава. Испытывая значительные статические нагрузки, колёсная пара постоянно изнашивается в результате своего взаимодействия с рельсами.

Кроме того, вследствие нарушения технологии изготовления, неправильной сборки тележки, неисправностей тормозной системы и некоторых других причин.

1.3 Неисправности колесных пар, не допускаемые в эксплуатации

Запрещается выпускать в эксплуатацию и допускать к следованию в поездах вагоны после сходов, с трещиной в любой части оси колесной пары или трещиной в ободе, диске и ступице колеса, при наличии остроконечного наката на гребне колесной пары, а также при следующих износах и повреждениях колесных пар, нарушающих нормальное взаимодействие пути и подвижного состава:

При скоростях движения свыше 120 км/ч, до 140 км/ч:

- прокат по кругу катания более 5 мм у пассажирских вагонов;

- толщина гребня более 33 мм и менее 28 мм при измерении на расстоянии 18 мм от вершины гребня;

При скоростях движения до 120 км/ч:

- прокат по кругу катания у пассажирских вагонов в поездах дальнего следования более 7 мм; у пассажирских вагонов в поездах местного и пригородного сообщения более 8 мм; у вагонов рефрижераторного парка и грузовых вагонов более 9 мм;

- толщина гребня более 33 мм или менее25 мм - при измерении на расстоянии 18 мм от вершины гребня.

У колесных пар с приводом редуктора от торца шейки оси в вагонах, обращающихся со скоростью свыше 120 км/ч, равномерный прокат допускается не более 4 мм.

В пунктах формирования и оборота пассажирских поездов, а также на ПТО промежуточных станций колесные пары с неравномерным прокатом более 2 мм, а колесные пары с редуктором от торца оси и шкивами ТРКП, ТК-2 более 1 мм должны быть выкачены для обточки и полного освидетельствования. Для подтверждения наличия неравномерного проката вагоны следует перекатить и произвести дополнительные замеры.

При обнаружении на ПТО в грузовых вагонах колесных пар с неравномерным прокатом свыше 3 мм вагоны также отцепляют для смены колесных пар.

Неравномерный прокат проверяют путем измерения его в сечении с максимальным износом и с каждой стороны от этого сечения на расстоянии до 500 мм;

- вертикальный подрез гребня высотой более 18 мм, измеряемый специальным шаблоном;

- ползун (выбоина) более 1 мм на поверхности катания колес.

При обнаружении в пути следования вагона ползуна (выбоина) глубиной более 1 мм, но не более 2 мм разрешается довести такой вагон без отцепки от поезда до ближайшего ПТО, имеющего средства для смены колесных пар - пассажирский со скоростью не выше 100 км/ч, грузовой - не выше 70 км/ч:

· при глубине ползуна от 2 до 6 мм разрешается следование поезда со скоростью 15 км/ч, а при ползуне от 6 до 12 мм - со скоростью 10 км/ч до ближайшей станции, где колесная пара должна быть заменена;

· при ползуне свыше 12 мм разрешается следование со скорость 10 км/ч при условии исключения возможности вращения колесной пары (с применением тормозных башмаков или ручного тормоза).

- протертость средней части оси глубиной более 2,5 мм;

- следы контакта с электродом или электросварочным приводом в любой части оси;

- сдвиг или ослабление ступицы колеса на подступичной части оси;

- выщербина на поверхности катания колеса глубиной более 10 мм или длиной более 50 мм у грузовых вагонов и более 25 мм у пассажирских вагонов. Трещина в выщербине или расслоение, идущее вглубь металла, не допускаются. Толщина обода колеса в месте выщербине не должна быть менее допускаемой. Выщербины глубиной до 1 мм не бракуются не зависимо от их длины;

- кольцевые выработки на поверхности катания колеса глубиной у основания гребня более 1 мм па уклоне 1:7 - более 2 мм или шириной более 15 мм;

- при наличии кольцевых выработок на других участках поверхности катания, имеющих уклон 1:20, нормы браковки их такие же, как для кольцевых выработок, расположенных у гребня;

- местное уширение обода колеса (раздавливание) более 5 мм;

- поверхностный откол наружной грани обода колеса, включая местный откол кругового наплыва, глубиной (по радиусу колеса) более 10 мм, или шириной оставшейся части обода в месте откола менее 120 мм, или наличие в поврежденном месте независимо от размеров откола трещины, распространяющейся вглубь металла;

- повреждение поверхности катания колеса, вызванное смещением металла, (навар) высотой у колесных пар пассажирских вагонов более 0,5 мм грузовых вагонов более 1 мм.;

- выступ металла по круговому периметру гребня в месте перехода его изношенной поверхности к вершине (остроконечный накат);

- толщина обода колеса по кругу катания менее 22 мм у грузовых вагонов, менее 30 мм у пассажирских вагонов, менее 35 мм в поездах, следующих со скоростью свыше 120 км/ч, но не более 140 км/ч.

У колесных пар пассажирских вагонов, включаемых в пунктах формирования в поезда, следующие до пункта оборота на расстояние более 5 000 км, кроме того не допускаются:

- прокат по кругу катания более 6 мм;

- толщина гребня менее 26 мм, измеряемое на расстоянии 18 мм от его вершины.

1.4 Выбор способа восстановления повреждённых деталей

Дефекты на поверхности катания колес при ремонте устраняют механической обработкой на колесотокарных станках. Такой обработке подвергают поверхности катания, включая гребни и фаски. Внутренние грани обрабатывают в том случае, если разность расстояний между ними, измеренная в разных местах, составляет более 2 мм. Наружные грани разрешается обрабатывать при наличии поверхностных дефектов при условии, что не будут срезаны клейма завода-изготовителя и ширина обода будет не менее 126 мм. Согласно инструкции по сварке и инструкции по колесным парам разрешается восстановление сваркой поврежденной резьбы и изношенных гребней с последующей обработкой наплавленных .

2. Виды и сроки проведения технического обслуживания и ремонта колёсных пар

Для проверки исправного состояния колесных пар в эксплуатации (перед подкаткой под вагон), а также для контроля качества ремонта производят:

- осмотр под вагонами,

- технический осмотр,

- средний ремонт (полное освидетельствование),

- текущий ремонт (ремонт колесных пар без смены элементов),

- капитальный ремонт (ремонт колесных пар со сменой элементов).

Осмотр колесных пар под вагонами

Осмотр колесных пар под вагонами выполняют осмотрщики вагонов, а также мастера и бригадиры текущего отцепочного ремонта вагонов. Осмотр колесных пар под вагонами производят на станциях формирования и оборота составов при подготовке вагонов к перевозкам и перед постановкой в поезд, на станциях, где предусмотрена стоянка для технического обслуживания вагонов и при текущем отцепочном ремонте вагонов. Колесные пары осматривают сходу в момент прибытия, после прибытия и перед отправлением поездов.

При выполнении такого осмотра необходимо контролировать состояние элементов колесных пар и соответствие их размеров и износов установленным нормам.

Виды освидетельствования колесных пар

Освидетельствование колесных пар могут выполнять мастера бригадиры и технологи цехов, связанных с ремонтом и подкаткой под вагоны колесных пар. Кроме того, удостоверение на право производства обыкновенного и полного освидетельствования колесных пар должны иметь:

- в отделениях дорог - начальники отделов вагонного хозяйства и их заместители;

- в вагонных депо, вагоноколесных мастерских - начальники депо,

- вагоноколесных мастерских, их заместители, главные инженеры, старшие приемщики и приемщики вагонов, начальники пунктов технического обслуживания.

Лица, выполняющие осмотр и освидетельствование колесных пар, в установленные сроки сдают испытания в знании действующих правил и инструкций.

Текущий ремонт (обыкновенное освидетельствование).

Обыкновенное освидетельствование выполняют перед каждой подкаткой под вагон. Предварительно (до ее очистки) колесную пару осматривают и по ряду признаков выявляют трещины в элементах колесной пары, а также ослабление или сдвиг колеса на оси:

- о наличии трещины свидетельствует разрушение краски, валик из пыли и грязи в месте ее расположения.

- признаками ослабления и сдвига колеса на оси являются разрыв краски в месте сопряжения ступицы колеса с осью, наличие блестящей или ржавой кольцевой полоски металла около ступицы колеса.

1. Очистку колесных пар выполняют вручную скребками, металлическими щетками или на механизированных установках, которые снабжены механизмом вращения колесных пар и пневматическими цилиндрами для прижатия металлических щеток к элементам колесных пар в процессе их очистки. Очистка обеспечивает подготовку поверхностей колесных пар для дефектоскопии и окраски.

2. После очистки производят дефектоскопию колес и средней части оси, а также проверяют соответствие размеров и износов всех элементов установленным нормам.

3. Роликовым буксам производят промежуточную ревизию.

Постановка знаков и клейм на колесную пару при обыкновенном освидетельствовании не предусмотрена. Данные освидетельствования регистрируют в журнале формы НУ-53.

При необходимости, по результатам дефектоскопии и обмера колесной паре назначают вид ремонта.

Средний ремонт (полное освидетельствование) колесных пар производится:

- после крушений и аварий поездов колесным парам поврежденных вагонов;

- после сходов вагонов с рельсов колесным парам сошедшей тележки;

- при полной ревизии роликовых букс;

- при капитальном ремонте вагона; при формировании колесных пар и их ремонте со сменой элементов;

- при неясности клейм последнего полного освидетельствования;

- через две обточки поверхностей катания колес грузовых вагонов и через одну обточку для колес пассажирских вагонов;

- подкатываемым колесным парам при деповском и текущем отцепочном ремонтах, проходившим последнее полное освидетельствование четыре и более лет назад для пассажирских вагонов, пять и более лет назад - для грузовых вагонов;

- при повреждениях редуктора от торца шейки оси, требующих его замены или при обнаружении в буксе редукторного масла;

- при повреждении вагона от динамических ударов при падении груза;

- при наличии на поверхности катания колесных пар грузовых вагонов неравномерного проката 3 мм и более, ползуна 2 мм и более, разности диаметров колес на одной оси 3 мм и более, а на поверхности катания пассажирских вагонов - ползуна 1 мм и более, навара и неравномерного проката - 2 мм и более.

Работы, проводимые при полном освидетельствовании колесных пар:

- предварительно осматривают,

- разбирают роликовые буксы,

- очищают от грязи и старой краски,

- моют в моечной машине.

Обмывка колесных пар производится после демонтажа букс в моечных машинах раствором синтетических моющих средств (при температуре 70-90°С). После обмывки колесную пару подают на позицию дефектоскопирования, где колеса и все части оси проверяют методами неразрушающего контроля. Затем колесную пару перемещают на позицию осмотра и проверки средствами измерений и средствами допускового контроля. Все измерения колесных пар производятся бригадиром или мастером, ответственным за ремонт колесных пар.

После полного освидетельствования на левом торце оси исправных колесных пар выбивают установленные клейма.

Виды ремонта колесных пар

В зависимости от вида неисправностей ремонт колесных пар осуществляют:

- без смены элементов,

- со сменой элементов.

Ремонт колесных пар без смены элементов.

При ремонте без смены элементов выполняют:

- обтачивание поверхности катания колес,

- наплавку гребней колес,

- наплавку поврежденной резьбы M 110,

- заварку изношенных центровых отверстий и отверстий для болтов стопорных планок.

При необходимости шейки и предподступичные части полируют абразивной шкуркой.

Дефекты на поверхности катания колес при ремонте устраняют механической обработкой на колесотокарных станках. Такой обработке подвергают поверхности катания, включая гребни и фаски. Внутренние грани обрабатывают в том случае, если разность расстояний между ними, измеренная в разных местах, составляет более 2 мм. Наружные грани разрешается обрабатывать при наличии поверхностных дефектов при условии, что не будут срезаны клейма завода-изготовителя, и ширина обода будет не менее 126 мм.

Форму профиля катания проверяют максимальным шаблоном, при этом:

- зазор между шаблоном и профилем колеса допускается не более 0,5 мм,

- по высоте гребня - не более 1 мм.

После наплавки, а также после механической обработки наплавленных поверхностей, производят неразрушающий контроль гребней методом дефектоскопии.

Ремонт колесных пар со сменой элементов.

Ремонт колесных пар со сменой элементов выполняют в случаях:

- замены одного или двух колес;

- сдвига колеса на оси;

- несоответствия расстояния между внутренними гранями колес установленным нормам;

- замены оси;

- опробования на сдвиг ступиц одного или двух колес;

- разности расстояний между торцами оси и внутренними гранями колес с одной и другой стороны колесной пары более допустимых норм.

Расформирование колесных пар выполняют на гидравлических прессах с использованием приспособлений, исключающих повреждение осей. Годные элементы используют при ремонте.

- Колеса подлежат замене при трещинах и тонкомерном ободе.

- Оси бракуют при наличии изгиба, размеров любой части менее допустимых норм, следов касания электродом, трещинах.

Перед запрессовкой оси и колеса обрабатывают на станках. Подступичную часть оси обтачивают для устранения дефектов и придания ей необходимых размеров. Отверстие в ступице колеса растачивают до диаметра подступичной части оси с учетом необходимого натяга, величина которого равна 0,1-0,25 мм. Для плавного захода оси в ступицу колеса наружный конец подступичной части оси обтачивается на конус длиной 7-15 мм и с разностью диаметров не более 1 мм, а кромки отверстий ступиц колес закругляют радиусом 4-5 мм. Посадочные поверхности колес и оси насухо протирают и покрывают растительным маслом. Запрессовку колес на ось выполняют на гидравлических прессах с записью диаграмм, по форме которых определяют качество прессовых соединений.

3. Способы выявления неисправностей и методы неразрушающего контроля колёсных пар

Способы выявления износов и повреждений колёсных пар:

· По внешним признакам;

· Наружным осмотром;

· Обмером с использованием различного мерительного инструмента;

· Дефектоскопированием для обнаружения скрытых пороков в металле;

· Испытанием на сдвиг.

По внешним признакам, например, сдвиг или ослабление ступицы колеса на оси определяет по наличию ржавчины или скоплению масла в месте соединения у неочищенной колесной пары; греющийся буксовый узел на подшипниках скольжения после длительной стоянки поезда выявляют по цвету шейки оси (она будет иметь темный цвет или цвета побежалости);

Наружным осмотром (при этом определяют трещины, изломы, отколы); Осмотр колесных пар производить с остукиванием молотком поверхностей катания колес. Особое внимание должно обращаться на техническое состояние колесных пар, крышки букс которых окрашены красным цветом (наплавленные гребни:).

Обмером с использованием различного материального инструмента (металлического метра, линейки, шаблонов и др.);

Дефектоскопированием для обнаружения скрытых пороков в металле (трещин, раковин, не плотностей и др.). Дефектоскопирование производят - ультразвуковым, магнитопорошковым и вихретоковым методами неразрушающего контроля.

Испытанием некоторых деталей на растяжение для выявления в них усталостных изменений; проверкой металлов на твердость.

Методы неразрушающего контроля колёсных пар.

Колесные пары при всех видах освидетельствования и ремонта подлежат системе неразрушающего контроля, включающей методы контроля:

- магнитопорошковый,

- вихретоковый,

- ультразвуковой.

Средняя часть оси подлежит магнитопорошковому контролю при обыкновенном и полном освидетельствовании колесных пар, а шейки и предподступичные части -- при полном освидетельствовании колесных пар со снятием внутренних и лабиринтных колец.

Проверяемые поверхности колесных пар должны быть очищены от грязи, масла, ржавчины и просушены.

Магнитопорошковый контроль.

Принцип магнитной дефектоскопии основан на свойстве частиц магнитного порошка задерживаться на гранях трещин, где под влиянием магнитного поля вызываемым током в обмотке образуются магнитные полиса.

Магнитопорошковый контроль средней части, шеек и предподступичной части оси можно выполнить на установке УМД-КПВ (Р8617).

Рис. 6. Схема

Для контроля шейки необходимо включить вращение колесной пары и подвести соленоид дефектоскопа к шейке оси так, чтобы она входила в его отверстие на 60-70 мм. Включить намагничивающий ток, полить шейку суспензией из магнитного порошка с трансформаторным маслом, переместить дефектоскоп к подступичной части оси и вернуть в исходное положение.

Поверхность шейки осмотреть, обращая внимание на галтели шейки и предподступичной части оси. Для размагничивания оси необходимо установить дефектоскоп над шейкой, включить намагничивающий ток, затем плавно отвести соленоид от шейки не менее 0,5 мм и выключить ток.

Для выполнения контроля средней части оси необходимо установить колесную пару на роликовые опоры дефектоскопной установки, замкнуть разъемный соленоид и отрегулировать зазор между осью и соленоидом. Установить тележку с раскрытым соленоидом к ступице одного из колес и равномерно, по всей длине оси, нанести сухой магнитный порошок типа ПЖ В5-160. Замкнуть витки соленоида, включить намагничивание и перемещение тележки, осматривая ось с двух сторон от соленоида. Места скопления порошка наметить мелом. Поворачивая колесную пару на 1/5 оборота, проверить всю поверхность оси. Сомнительные места необходимо проверить повторно. Магнитопорошковый контроль шеек и предподступичных частей оси (рис. 1.) обычно выполняют дефект выполняют дефектоскопом типа МД-12ПШ.

Дефектоскопия осей после обточки подступичных частей перед запрессовкой колес может быть выполнена дефектоскопом МД-12ПС с использованием механизма вращения оси. Для проверки оси следует установить седлообразное намагничивающее устройство над осью так, чтобы расстояние между соленоидом и осью было в пределах 40-60 мм. Включить вращение оси, включить намагничивающий ток и нанести суспензию под дугами соленоида и с двух сторон от него. Далее необходимо переместить намагничивающее устройство к противоположному концу оси и нанести перед ним суспензию. Поверхность оси осматривают, пользуясь переносной лампой.

Для размагничивания оси намагничивающее устройство в включенном состоянии отводят на расстояние не менее 0,5 мм от оси и выключают намагничивающий ток.

Рис. 7. Схема намагничивания осей.

Вихретоковому и магнитопорошковому методам подлежат контролю диски колес и поверхности вокруг водильных отверстий при всех видах ремонта и освидетельствования колесных пар.

Работа вихретоковых дефектоскопов основана на возбуждении контролируемой детали вихревых токов, которые создаются с помощью вихретоковых преобразователей.

Гребни колес, которые ремонтируют наплавкой, необходимо контролировать ультразвуковым или магнитопорошковым методом до наплавки, после ее выполнения и после механической обработки. Дополнительно применяют вихретоковый метод для контроля колес в зонах.

Контроль диска колеса можно выполнить дефектоскопом типа ВД-12НФ. На диск подготовленного колеса устанавливают преобразователь со стороны средней части оси.

Контроль ведут по всей окружности колеса зигзагообразно с шагом сканирования 5-8 мм в зоне шириной 50-100 мм. Далее контролируют диск вокруг водильных отверстий и ступицу по окружности в пределах 10 мм от края проверяемого участка. Многократное срабатывание сигнализации прибора на одном участке квалифицируется как трещина. При обнаружении трещины длиной менее 15 мм и в спорных случаях необходимо отмеченное место очистить до металлического блеска шлифовальной шкуркой и проконтролировать повторно магнитопорошковым методом дефектоскопом МД-14П.

Рис. 8. Схема намагничивания колес.

Ультразвуковая дефектоскопия.

Ультразвуковая дефектоскопия гребней может выполняться ультразвуковыми дефектоскопами типов ДУК-66ПМ, УДГ-12 и др. Контроль на наличие продольных, поперечных трещин и других внутренних дефектов гребней проводят наклонным преобразователем с углом ввода 50 и 65° поверхности внутренней грани обода колеса. Сканирование ведут поперек внутренней грани под углом 10-30° по отношению к радиусу колеса в двух взаимно - перпендикулярных направлениях.

Ультразвуковой контроль осей дефектоскопом УД-2-12 производят с целью выявления внутренних дефектов, а также поверхностных дефектов, которые недоступны визуальному и магнитопорошковому контролю.

Ось должна подвергаться обязательному сквозному прозвучиванию с торца или зарезьбовой канавки и наклонному прозвучиванию на выбор: или искателем 13-18° с зарезьбовой канавки, или искателем 50° со средней части оси.

Контроль оси ведут в следующей последовательности:

- прямым преобразователем зарезьбовой канавки контролируют участок оси от середины до дальней шейки; прямым преобразователем контролируется ближняя шейка;

- наклонным искателем 13-18° контролируется подступичная часть.

Все этапы контроля повторно выполняют с противоположного торца оси. Оси бракуют при непрозвучиваемости, т.е. отсутствии сигнала от противоположного конца и при появлении сигналов в зоне поиска, амплитуда которых превышает норму.

Принцип ульторозвуковой дефектоскопии основан на свойстве ультразвука отражаться от дефектов , находящихся в среде в которой он отражается.

4. Разработка технологического процесса ремонта колесной пары со сменой элементов

4.1 Выбор и обоснование метода ремонта колесных пар

Современная система ремонта предусматривает совершенные методы ремонта, основными из которых являются: стационарный, поточный, поточно-конвейерный, индивидуальный, агрегатный и обезличенный.

Стационарный метод заключается в том, что вагоны, подданные в ремонт, находятся на одной и той же позиции от начала и до конца работ. Стационарная форма организации производства в зависимости от положения рабочих относительно предметов труда подразделяется на разновидности: стационарно-бригадную или индивидуальную форму организации производства, при которых ремонт вагона от начла и до сдачи осуществляет комплексная бригада, ремонтируя один объект.

Этот метод способствует сокращению простоя вагонов в ремонте вследствие замены неисправных узлов и деталей заранее отремонтированными. Основные операции по восстановлению деталей выполняет комплексная бригада самостоятельно, при помощи оснастки. При таком методе ремонта сосредоточение большого количества ремонтных операций на одной позиции затрудняет механизацию трудоемких работ из-за перенасыщения рабочего места технологической оснасткой, требует большого количества механизмов и приспособлений.

Поточный метод - является более высокой формой организации ремонта по сравнению со стационарным методом. Он характеризуется разделением комплекса операции, закрепленных за отдельными рабочими, позициями, размещенными последовательно в соответствии с технологическим процессом. Ремонтируемый объект постепенно перемещается с одной позиции на другую.

Индивидуальный метод ремонта характерен тем, что ремонтируемы объект, разбирается на отдельные сборочные единицы, а они в свою очередь на детали. При этом все сборочные единицы и детали, за исключением заменяемых, не обезличиваются, а остаются принадлежностью данного агрегата. Этот способ ремонта отличается высокой стоимостью работ.

Агрегатный метод - вид обезличенного ремонта, при котором неисправные агрегаты заменяют новыми или заранее отремонтированными. Снятые с вагона агрегаты ремонтируют в специализированных цехах и на участках. Преимущество этого метода в том, что можно не ожидая окончания ремонта снятых агрегатов, вести сборочные работы по технологическому графику.

Для ремонта колесных пар со сменой элементов выбран поточно-конвейерный метод организации ремонта, так как этот метод модернизирован по сравнению с поточным методом, сокращает время ремонта. Колесная пара перемещается по позициям, это удобно при выполнении ремонта.

Поточно-конвейерный метод является усовершенствованной разновидностью поточного метода. Он отличается временем пребывания ремонтируемого объекта на каждой позиции, высоким ритмом передвижения по позициям. Перестановка объекта с позиции осуществляется механически с помощью конвейера.

Этот метод организации ремонтного процесса требует четкого взаимодействия всех производственных подразделений депо или завода.

Поточный метод нашел широкое применение не только при ремонте вагонов, но и при ремонте узлов и деталей, например, поточно-конвейерная линия ремонта тележек, колесных пар, букс, автосцепок, тормозных приборов.

Организация ремонта колёсной пары со сменой элементов по системе поточного ремонта имеет большие преимущества. При этом методе рабочие ремонтных бригад специализируются на выполнение определенных операций, что обеспечивает значительное повышение производительности их труда. Выполнение однородных

производственных процессов на определенных позициях позволяет широко применять различное оборудование, приспособления и механизмы, которыми оснащается данная позиция.

В перемещении вагонов с позиции на позицию способствует выполнению всеми работающими на данной позиции, установленного объема работ к заданному сроку. При этом облегчается контроль за выполнением работ в срок, обеспечивается ритмичный выпуск вагонов из ремонта, повышается производительность вагоносборочных цехов и снижается себестоимость ремонта вагонов.

4.2 Технологический процесс среднего ремонта колесных пар

Средний ремонт колёсным парам выполняется:

- После крушений и аварий поездов всем колёсным парам повреждённых вагонов;

- После схода вагона с рельсов (колёсным парам сошедшей тележки);

- При повреждении вагона от динамических ударов падающего груза при погрузке;

- При отсутствии или невозможности прочтения знаков и клейм о проведении последнего среднего ремонта на торце шейки оси;

- При отсутствии бирки на буксовом узле или невозможности прочтения клейм на ней при ремонте колёсной пары или подкатке её под вагон;

- После выполнения допустимых вырубок волосовин, неметаллических включений и других неисправностей на оси в пределах установленных норм;

- Через два восстановления профиля поверхности катания колёс обточкой (или шлифовкой) колёсных пар с буксовыми узлами, оборудованными двумя подшипниками роликовыми цилиндрическими. Количество обточек колёсных пар с буксовыми узлами, оборудованными подшипниками сдвоенными или подшипниками кассетного типа, не регламентируется в течение гарантийного межремонтного срока для подшипников;

- Колёсным парам с буксовыми узлами, оборудованными:

- двумя подшипниками роликовыми цилиндрическими и сдвоенными, проходившим последний средний ремонт пять и более лет назад,

- подшипниками кассетного типа, проходившим последний средний ремонт восемь и более лет назад;

- При демонтаже буксовых узлов с последующим их ремонтом;

- При отрицательном результате входного вибродиагностического контроля подшипников колёсных пар, поступивших в текущий ремонт;

- При повреждении наружных колец подшипников кассетного типа с адаптером в виде трещин, отколов, раковин;

- При выбросе смазки на диск колеса через уплотнения корпусов букс или уплотнения подшипников кассетного типа;

- при наличии в передней части корпуса буксы воды или льда;

- при сдвиге буксового узла вдоль шейки оси;

- при наличии на поверхности катания колёс колёсных пар:

а) неравномерного проката - 2,0 мм и более, проверка неравномерного проката производится измерением его в сечении с максимальным износом и с каждой стороны от этого сечения на расстоянии до 500 мм;

...