Дипломная (вкр): Проектування пункту технічного обслуговування вагонів на сортувальній станції

Всі дефекти бічних рам візків можна розбити на дві основні групи: дефекти втомного походження і знос поверхонь, що труться.

Поздовжні тріщини 3 в зонах сполучення надбуксової площини з вертикальною стінкою двутавра утворюються в основному через наявність прихованих дефектів ливарного походження, рихлості, усадкових раковин.

Тріщини 2, 4, 7 носять втомний характер. Тріщини 2 зароджуються в кутках самшитового отвору. Будь-який кут є зоною концентрації напруг, вони важкі для якісного формування і заливки при виготовленні бічних рам і з урахуванням того, що зона самшитового отвору безпружинної бічної рами є самою навантаженою зоною рами, тому тут і виникають найбільш часто втомні руйнування. Крім того, причиною утворення тріщин в зоні зовнішнього кута самшитового отвору можуть бути подовжні сили, що виникають при гальмуванні вагону горочними сповільнювачами і при зіткненні вагонів з підвищеними швидкостями.

В похилих поясах бічної рами, які є незамкнутими оболонками, тріщини 7, 4 звичайно зароджуються від внутрішніх буртів перетину.

Тріщина 6 в кутку ресорного отвору починається від затоки вікна або від ребра жорсткості. Тріщини такого типу з'являються в результаті дії на нижній пояс бічної рами зусиль від пружин, які приводять до розкриття кута ресорного отвору.

Тріщини 2, 4, 7 є поперечними тріщинами, загрожують безпеці руху і тому бічні рами з такими дефектами не відновлюються, а підлягають вибраковуванню.

Виявляються тріщини в експлуатації візуально, а при планових ремонтах методами кольорової, вихретоковой або феррозондовой дефектоскопії. Відхилення величин зазорів в експлуатації істотно відображаються на зміні геометрії візків в горизонтальній площині, що приводить до інтенсифікації звивистого руху, зростання рамних зусиль і горизонтальних прискорень кузова, збільшення перекосів і кутів набігання колісних пар по кругу катання і гребеню, а також заклинювання і руйнувань роликових підшипників.

Рисунок 2.1- Дефекти бічних рам

Іншою великою групою дефектів бічних рам є знос поверхонь, що труться. Знос поверхонь направляючих букс 1 походить від взаємодії з корпусом букси. Цей знос впливає на зазори між бічною рамою і корпусом букси.

В похилих поясах бічної рами, які є незамкнутими оболонками, тріщини 7, 4 звичайно зароджуються від внутрішніх буртів перетину.

Тріщина 6 в кутку ресорного отвору починається від затоки вікна або від ребра жорсткості. Тріщини такого типу з'являються в результаті дії на нижній пояс бічної рами зусиль від пружин, які приводять до розкриття кута ресорного отвору.

Тріщини 2, 4, 7, що зображені на (рис. 2.2), є поперечними тріщинами, загрожують безпеці руху і тому бічні рами з такими дефектами не відновлюються, а підлягають вибраковуванню.

Виявляються тріщини в експлуатації візуально, а при планових ремонтах методами кольорової, вихретоковой або феррозондовой дефектоскопії.

Іншою великою групою дефектів бічних рам є знос поверхонь, що труть. Знос поверхонь направляючих букс 1 походить від взаємодії з корпусом букси. Цей знос впливає на зазори між бічною рамою і корпусом букси.

Відхилення величин зазорів в експлуатації істотно відображаються на зміні геометрії візків в горизонтальній площині, що приводить до інтенсифікації звивистого руху, зростання рамних зусиль і горизонтальних прискорень кузова, збільшення перекосів і кутів набігання колісних пар по кругу катання і гребеню, а також заклинювання і руйнувань роликових підшипників.

Щоб не допустити цих недоліків при ремонті, проводиться вимірювання ширини самшитового отвору (рис. 2.2), який при випуску з деповського ремонту повинен бути не більше 342 мм Цей розмір визначається спеціальним шаблоном.

До постановки фрикційних планок перевіряється відстань між стінками отвору боковини і зовнішніми щелепами самшитових отворів (розміри Н1 і Н2) штангенциркулем базового розміру. Різниця між ними не повинна перевищувати 3 мм при деповському ремонті.

При більшій різниці відповідні самшитові щелепи піддають наплавленню з подальшою механічною обробкою.

Знос кожної з направляючих щелеп по ширині допускається не більше 4 мм при деповському ремонті. При великому зносі проводиться відновлення наплавленням з подальшою механічною обробкою.

Рисунок 2.2- Розміри бічних рам візків моделі 18-100 при випуску з капітального ремонту

Бічні рами візків моделі 18-100 на вертикальній стійці ресорного отвору мають фрикційні планки, які кріплять за допомогою заклепок.

Пошкодження надресорних балок

В даний час експлуатація вагонного парку відбувається в умовах підвищеного використовування вантажопідйомності вагону і високих швидкостей руху. В результаті навіть при русі по прямолінійних ділянках з V=11 м/с сила інерції досягає значень, достатніх для відриву пятников від плоскої поверхні підп'ятника.

Рисунок 2.3 - Знос і пошкодження надресорних балок

В результаті можливий той, що краєве спирається пятника і перерозподіл навантажень, по підп'ятнику і, як наслідок, підвищена повреждаемость в зоні підп'ятників. На мал.2.3 представлені найхарактерніші втомні пошкодження підп'ятника.

Тріщина 1 опорної колонки є слідством дефектів ливарного походження. Ці тріщини відповідно до інструкції дозволяється заварювати за умови, що тріщина розташована в нижній частині колонки (h < 250 мм), доступна для оброблення і довжина її складає не більше половини довжини периметра перетину колонки в даному місці. Виявляють ці тріщини через технологічні вікна верхнього і нижнього поясів з підсвічуванням. Кільцеві тріщини 2 є наслідком краєвого спирання пятника на підп'ятник особливо при додатковій дії відцентрових і вітрових навантажень на кузов вагону.

Тріщини зовнішнього борту 3 утворюються частіше в перетинах борту по подовжній осі вагону при значному зносі внутрішніх поверхонь від взаємодії з пятником. При деповському ремонті дозволяється ці тріщини заварювати за умови, що довжина двох тріщин не перевищує 120 мм.

При обстеженнях надресорних балок встановлено, що глибина зносу опорних поверхонь підп'ятників 4, наполегливих поверхонь зовнішніх 5 і внутрішні 6 буртів різко зросли. Це відбувається через збільшення інтенсивності переміщень п’ятника по підп'ятнику.

Переміщення пятника по підп'ятнику при додатковій дії спирається кромки пятника на підп'ятник і поворот пятника щодо підп'ятника при проходженні кривих приводять до зносу опорної поверхні підп'ятника з максимальною глибиною зносу біля зовнішнього борту по поперечній осі вагону. Інтенсивність цього зносу складає приблизно 0,3...0,4 мм в рік.

Наплавлення зношеної опорної поверхні 4 дозволяється електродами з підвищеною износоустойчивістю металу, за умови, що глибина зносу лежить в межах від 3 до 7 мм.

Знос зовнішнього 5 і внутрішнього борту 6 мають яскраво виражену орієнтацію по подовжній осі вагону і серповидну форму.

Дозволяється усувати знос бортів, якщо товщина стінки зовнішнього борту, що залишилася, не менше 11 мм, а внутрішнього не менше 7 мм

Знос отвору для шворні 7 дозволяється усувати звичайним способом. Якщо знос отвору перевищує 2 мм на сторону або, якщо є откол внутрішнього борту більше половини периметра, борт відновлюється шляхом вварки точкової втулки.

Подовжні тріщини 5 верхнього пояса, що йдуть від технологічного вікна, дозволяється усувати при сумарній довжині їх не більше 250 мм і не перехідних на зовнішній борт підп'ятника.

Надрессорная балка спирається похилими поверхнями, розташованими під кутом 45°, на фрикційні клини. В процесі руху вагону надресорні балки і клини взаємно переміщаються вздовж і поперек вагону, що приводить до зносу їх похилих поверхонь. Тому при всіх видах ремонту проводиться вимірювання зносу похилих поверхонь за допомогою шаблона.

Похилі поверхні 9 відновлюються при зносі більше 3 мм на сторону при деповському. Відновлення похилих поверхонь проводиться або наплавленням, або шляхом приварювання накладок із Ст.45.

Установка сталевих накладок допускається після механічної обробки похилої поверхні. Товщина металу похилої поверхні перед наплавленням, що залишилася, повинна бути не менше 7 мм

Після наплавлення або установки зносостійких накладок повинна забезпечуватися симетричність надресорної балки.

Відповідно до діючих інструкцій, зазори в скользунах при випуску з деповського ремонту повинні бути в межах 6... 16 мм, а в експлуатації 2...20 мм.Збільшення зазора відбувається за рахунок зносу площини тертя знімного ковпака скользуна 10.

Регулювання зазора між скользунами візка і рами проводиться шляхом постановки під ковпак змінних прокладок 11 різної товщини.

Повреждаємість фрикційних планок.

В експлуатації в результаті переміщення клина відбувається знос фрикційної планки і на її поверхні, що тре, утворюється поглиблення.

Буртіки, що утворюються при зносі, обмежують переміщення клина при великих величинах обурюючих сил з боку шляху і викликають жорсткі удари фрикційного клина в нижню кромку поглиблення. Це часто приводить до ослаблення і обриву заклепок фрикційної планки. Величина зносу планок, що тому допускається, повинна бути обмежена.

Знос фрикційних планок при деповському ремонті допускається не більше 3 мм. Планки, що мають більший знос, замінюються новими або відремонтованими. Наплавлення дозволено при зносі до 8 мм

У разі виявлення слабшаючих заклепок кріплення фрикційної планки до бічної рами ці заклепки необхідно зрізати і ставити нові.

Пошкодження фрикційних клинів

Фрикційні клини зносяться по вертикальній площині об фрикційну планку, а похилі площини об надресорну балку. Обидві площини зносяться нерівномірно.

Фрикційні клини, що мають знос вертикальної і похилої поверхонь більше 3 мм при деповському ремонті, повинні ремонтуватися наплавленням з подальшою механічною обробкою або замінюватися новими. Наплавлення дозволено за умови, що товщина частини стінок, що залишилася, не менше 5 мм.

Вертикальні площини фрикційних клинів допускається ремонтувати приварюванням планок з подальшою механічною обробкою. Для цього проводять обробку вертикальної стінки на фрезерному або строгальном верстаті до товщини 6 мм. В нижній частині вертикальної стінки виконують фаску під кутом 45°.

Після підготовчих робіт до вертикальної стінки встановлюють планку з листової сталі Ст.З або низьколегованої сталі завтовшки 10 мм. В планці повинні бути просвердлено 5 отворів в шаховому порядку по всій площині. Після щільного притиснення планки заварюються електрозаклепками по отворах, а потім планка приварюється до клина по периметру. Приварювання проводять електродами Э46 або Э42А діаметром 4...5 мм.

2.17.5 Методи неруйнівного контролю візка вантажного вагона моделі 18-100

Візок вантажного вагона після ремону підлягає перевірці неруйнівного контроля.

Магнітнопорошковий метод неруйнівного контролю (МПК) базується на притяганні магнітних часток магнітним полем розсіювання, що виникає над дефектом при намагнічуванні деталі, виготовленої з феромагнітного матеріалу. При МПК виявляються поверхневі дефекти типу порушення суцільності металу, наприклад: тріщини різноманітного походження, флокени, закати, надриви, волосовини, розшарування, дефекти зварювальних з'єднань. Метод дозволяе контролювати всю поверхню
деталі або окремі її ділянки.

Чутливість МПК методу визначається:

магнітними характеристиками об’єкта контролю, його формою, розмірами;

шорсткістю поверхні;

напруженістю намагнічуючого поля;

режимом намагнічування;

місцем розташування та орієнтацією дефектів;

властивостями дефектоскопічних матеріалів;

взаємним напрямком намагнічуючого поля та дефекта.

В залежності від розмірів дефектів, що виявляються з допомогою МП метода ГОСТ 21105 встановлює три умовних рівня чутливості (А - 2,0 мкм), (Б - 10,0 мкм), (В - 25,0 мкм).

Ферезондовий метод неруйнівного контролю (ФЗК) заснований на виявленні ферезондовим перетворювачем магнітного поля розсіювання дефекту в попередньо намагнічених деталях і перетворенні його електричний сигнал.ФЗК призначений для виявлення поверхневих і під поверхневих дефектів типу порушення суцільності, наприклад волосовин, тріщин від утомленості .

Ферезондовий метод дозволяє контролювати вироби будь-яких розмірів і форм, якщо їх розміри і магнітні властивості дають можливість намагнічування до ступеня, достатнього для створювання магнітного поля розсіювання дефекту, що виявляеться за допомогою ФЗП.

Чутливість ФЗ методу визначається магнітними характеристиками матеріалу виробу, який контролюється, типом дефекту та його орієнтацією, а також умовами контролю:

шорсткістю контрольованої поверхні деталі;

способом контролю і видом намагнічування;

чутливістю ФЗП і електронної апаратури;

способом обробки сигналу ФЗП.

Вихрострумовий метод неруйнівного контролю (ВСК) грунтується на аналізі взаємодії зовнішнього електромагнітного поля з електромагнітним полем вихрових струмів, що наводяться в oб’єкті контролю зовнішнім полем.

Принцип дії вихрострумових дефектоескопів заснований на збудженні в контрольованому об'єкті вихрових cтрумів зa допомогою вихрострумового перетворювача (ВСП).

При всгановленні ВСП на металеву поверхню синусоїдний або імпульсний струм, діючий у котушці, утворює електромагнітне поле, яке збуджує вихрові струми в поверхневому прошарку метану контрольованої деталі.

Віхрові струми в свою чергу створюють власне (вторинне) магнітне поле, що впливає на котушку ВСП, наводячи в ній вихреструмову (сторонню) ЕРС. Обидві ЕРС у підсумку формують на котушці результуючу напругу. На бездефектній поверхні та поверхні з дефектом вихрові струми мають різнy величину, тому вимірюючи амплитуду i (або) фазу результуючої напруги, можна визначити cтан поверхневого прошарку металу контрольованої деталі, у тому числі наявність дефекту.

2.17.6 Розрахунок надресорної з’єднувальної балки на міцність

Надресорна балка - вузол призначений для передавання навантаження від кузова вагона на раму візка. Навантаження передається від кузова на підп’ятник, тому надресорна балка візка розглядається як балка, що вільно лежить на двох опорах - ресорних комплектах. В даному випадку бокові горизонтальні навантаження на кузов не діють. Зусилля Р яке на підп’ятник складається зі статичного, динамічного та інерційного навантажень:

Р=Рст+Рд+Ри

де Рст - вертикальне статичне навантаження;

Рд - вертикальне динамічне навантаження від кузову, який рухається зі конструктивної швидкістю;

Ри - вертикальна динамічна добавка від повздовжньої сили інерції кузова.

Реакції опор в данному випадку примаємо однаковими, що дорівнюють Р/2.

Розрахункова схема має вигляд як показано на рисунку 2.4

Рисунок 2.4 - Розрахункова схема надресорної балки

де р0 - осьове навантаження брутто;

m0 - кількість колісних пар вагона;

РТ - сила ваги візка.