содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..

11.

Рессорное подвешивание электроподвижного состава промышленного транспорта

Общие сведения. В процессе эксплуатации детали рессорного подвешивания подвергаются значительным износам и повреждениям. Высокие удельные нагрузки в шарнирных узлах, работа в зоне высокой запыленности абразивной пылью, неудовлетворительное состояние пути, особенно на передвижных участках, вызывают повышенный износ валиков, втулок и рессорных опор. Снижение подвижности шарнирных узлов приводит к нарушению одной из основных функций рессорного подвешивания — поддерживать постоянным расчетное распределение нагрузок на колесные пары. Ухудшение динамики приводит к периодическим разгрузкам колесных пар, что вызывает их боксование и, как следствие, интенсивный износ бандажей, повреждение тяговых двигателей круговым огнем. Кратковременные перегрузки отдельных элементов рессорного подвешивания при высоких осевых нагрузках вызывают их разрушение. Снижение технического ресурса деталей при­водит к необходимости восстановления этих узлов на текущих ремонтах. Это увеличивает объем работ, стоимость ремонта и простой т. п. с.

Требования, предъявляемые к качеству изготовления и ремонта рессорного подвешивания: безотказность рессорного подвешивания как системы за период 360 сут работы должна быть не ниже 0,997; долговечность шарнирных соеди­нений должна быть такой, чтобы обеспечить их ресурс без восстановления в течение двух лет работы; ресурс рессор по усталостной прочности должен быть равен ресурсу до капитального ремонта электровоза или моторного думпкара (ГОСТ 1425 — 76); предприятие-изготовитель рессор и пружин гарантирует безотказную работу в течение трех лет (ГОСТ 1425-76, ГОСТ 1452-69).

Наиболее трудоемким является технологический процесс ремонта и изготовле­ния рессор и пружин, который должен быть организован в оборудованном рессор­ном отделении. Восстановление деталей шарнирных узлов, опор, подкладок, валиков производят по следующей технологической схеме: очистка, дефектировка, сорти­ровка на группы по степени износа, восстановление, контроль качества ремонта. Сплошному магнитному контролю подвергают валики, головки балансиров, рес­сорные стержни.

Основные требования к технологическому процессу изготовления и ремонта деталей: обеспечение нормированного технического ресурса; закалка должна произ­водиться ТВЧ на глубину не менее 3 — 4 мм; детали должны изготовляться из металла, предусмотренного чертежом; подвергать повторному магнитному конт­ролю детали, отремонтированные наплавкой и правкой. Запрещается выполнять ремонт деталей с трещинами, устанавливать трущиеся детали без термооб­работки.

Рессоры. На электровозах и моторных думпкарах в течение срока службы рессоры подвергают: осмотру без демонтажа с тяговой единицы; осмотру с демон­тажем без съема хомута; ремонту со съемом хомута и заменой элементов.

Осмотру без демонтажа рессоры подвергают на всех видах технического обслуживания, а также текущих ремонтах ТР-1, ТР-2. Визуально проверяют целость листов и прочность посадки хомута по контрольным полосам. На текущих ремонтах ТР-3 и заводских рессоры демонтируют с т. п. с, восстанавливают и подвергают испытаниям. Характерные дефекты листовых рессор и их причины возникновения приведены в табл. 27.

Таблица 27

Осматривают пакет листов для выявления трещин и сдвигов относительно хомута. Особое внимание обращают на целость коренных листов у отверстий в местах наиболее вероятного появления трещин и изломов. Неявно выраженные трещины выявляют магнитным контролем. Сдвиг листов проверяют контрольным шаблоном. Хомут не должен иметь трещин, надрывов и признаков ослаблений. Трещины в углах хомута выявляют методом цветной дефектоскопии. Проверяют зазоры между листами и между листами и хомутом, стрелу прогиба в свободном состоянии. Измеренные размеры должны соответствовать указанным в табл. 28. Рессоры, годные по результатам осмотра и обмеров, подвергают испытаниям, дефектные — ремонту со снятием хомута. Испытания проводят в объеме, предусмот­ренном Техническими указаниями по изготовлению и ремонту листовых рессор локомотивов. Порядок испытаний приведен ниже. В электровозных депо, не имеющих прессов для испытания рессор, после ремонтов ТР-3 разрешается их установка без испытаний.

Таблица 28

Рессоры, выдержавшие испытание, окрашивают битумным лаком БТ-577. На наружной стороне пакета наносят с обеих сторон хомута белилами контрольные полосы. Для повышения долговечности рессоры листы рекомендуется смазывать графитовой смазкой на прессе (рис. 33). Рессору 1 укладывают на боковые опоры 3 подвижной рамы 4, приводят в действие насосную станцию 7. Гидро­цилиндр 5, шток которого упирается в хомут, изгибает рессору до соприкосно­вения хомута с нижним упором 2. При этом между листами образуются зазоры. Под воздействием пневматического ци­линдра 6 раму опускают в ванну со смазкой (индустриальное масло — 80%, графит — 20%) и выдерживают некото­рое время для заполнения смазкой зазоров между листами. Смазанную рессору поднимают вверх и снимают с пресса.

Ремонт рессор со снятием хомута и заменой элементов без термической обработки листов и без замены элементов с термической обработкой лис­тов производят при обнаружении одного из дефектов, перечисленных в табл. 27. При ослаблении хомута, сдвиге отдельных листов относительно оси хомута, смещении хомута относи­тельно центров отверстий коренных листов более допускаемого значения элементы рессоры не заменяют. В этом случае ремонт сводится только к перетяжке хомута. Если стрела прогиба рессоры в свободном состоянии находится в допускаемых пределах, то листы рессоры при ремонте термической обработке не подвергают. Термическую обработку всех листов производят при отклонении хорды или высоты стрелы прогиба от установленных чертежом размеров и об­ратном прогибе листов.

Разборку рессор без уплотняющего клина производят на прессе, выжимая нижний лист, а затем — последующие. При наличии уплотняющего клина выжима­ют два-три нижних листа, затем выжимают клин, сдвигают хомут и выжимают остальные листы.

Для облегчения демонтажа разрешается подогрев нижней части хомута до температуры 350°С. Очистку деталей выполняют в моечной машине. Листы вываривают в ванне в 2%-ном растворе каустической соды.

Дефектировку листов и хомута осуществляют внешним осмотром с примене­нием неразрушающих методов контроля. Все листы проверяют на стационарном магнитном дефектоскопе. Допускается проверка хомутов методом цветной дефекто­скопии. Если замена элементов и термическая обработка листов не требуются, пакет листов сохраняют и передают на позицию формирования рессоры.

Замену листов производят при наличии следующих дефектов: трещин, надрывов, вытертостей глубиной более 1,5 мм, коррозионных повреждений более 10% тол­щины листа. При замене используют как новые, так и старогодные листы. Если дефекты в листах могут быть устранены обрезкой поврежденных частей, то эти листы используют для изготовления более коротких листов. Термическая обработ­ка старогодных листов: отжиг при температуре 700 — 780 °С; процесс гибки и закалки такой же, как и при изготовлении новых листов (см. ниже).

Изготовление новых рессор. За­готовку листов производят из стали 55С2 (60С2) ГОСТ 14959-79. Прокатные полосы, прошедшие входной контроль качества, разре­зают на пресс-ножницах по размерам на одну рессору. В зимнее время полосы перед разрезкой нагревают до температуры цеха. Для прошив­ки отверстий концы коренных листов нагревают до температуры 920 —950°С, отверстия проши­вают штампом и затем острые кромки скругля­ют радиусом 2 мм. Собирают пакет листов, размечают середину и прострагивают паз в листах по чертежу в зависимости от конструк­ции крепления пакета в хомуте.

Изгиб листов сочетают с термообработ­кой. Все листы одной рессоры изгибают по одному радиусу и закаливают на гибочно-закалочной машине (рис. 34). Лист, нагретый в газовой печи до температуры 880 — 920°С, закладывают между нижним 1 и верхним 2 штампами и изгибают под действием штока пневматического цилиндра 4. Поворотом рукоят­ки 5 подвижную раму 3 поворачивают и опускают штампованные листы в закалочную масляную ванну 6, которая непрерывно охлаж­дается проточной водой. После охлаждения листа до температуры 100—150°С раму поднимают, освобождают закаленный лист и подвергают отпуску. Отпуск закаленных листов производят в камерной или электрической печи (Н-14, Н-15) немедленно после закалки. Температура отпуска 480—510°С, продолжительность выдержки в печи 40 — 80 мин с последующим охлаждением воздухом.

Качество изготовления листов проверяют следующим образом: 100% коренных листов и 10% рядовых подвергают магнитному контролю; все листы проверяют на твердость, которая должна быть в пределах 363 — 432 НВ ГОСТ 1425-76. Разность твердости на одном листе не должна превышать 20 НВ. Листы с твер­достью, не соответствующей норме, повторно термообрабатывают.

С целью увеличения долговечности листы должны быть упрочнены методом пластического деформирования — наклепом дробью. Обработке подвергают вог­нутую сторону листа. Режим работы дробеструйного аппарата: подача дроби 60 — 90 кг/мин, частота вращения турбинки 2300 об/мин, скорость движения листа 4 м/мин, дробь стальная диаметром 0,8—1,2 мм.

Готовые листы подбирают в пакет. В подобранном пакете в свободном состоянии суммарный зазор между листами (напор) должен быть не более половины прогиба рессоры под статической нагрузкой. Подобранные листы очищают от окалины и смазывают графитовой смазкой. Допускается применение смазки, сос­тоящей из солидола УС и 20% графита.

Хомут изготовляют из стали 10 или 15 (или из ВСтЗкп, ВСтЗсп2 ГОСТ 380 — 71) свободной ковкой.

Окно под пакет листов не обрабатывают. Заусенцы, трещины и плены не допускаются. Окончательную обработку хомута производят по разметке после формирования рессоры. В отверстие хомута балансирной рессоры запрессовывают втулки, завальцовывают их или закернивают.

Формирование рессоры. Пакет листов зажимают струбциной. Хомут нагревают до температуры 950 – 1000°С, окно очищают от окалины, хомут надевают на пакет и устанавливают уплотняющий клин. Правильность посадки хомута по отношению к центру рессорного пакета проверяют шаблоном. Хомут обжимают под прессом сначала по высоте рессоры, а затем одновременно со всех сторон. Усилие пресса при обжиме должно быть для тяговых агрегатов не менее 980 кН в направлении высоты рессоры и не менее 2744 кН с боков; для электровозов соответственно 735 и 980 кН. Обжатие хомута прессом продолжают до тех пор, пока на поверхности хомута не исчезнет светло-красное каление.

Запрещается обжимать хомут, имеющий температуру ниже 780°С, уплотнять в холодном состоянии и принудительно охлаждать. Формирование рессор из старогодных элементов, а также контрольные проверки и испытания выполняют аналогично таким же операциям при изготовлении новых рессор.

Испытания и группировка рессор. Все изготовленные рессоры должен принимать инспектор-приемщик наружным осмотром. Рессоры, признанные годными, подвергают испытаниям на отсутствие остаточной деформации под проб­ной статической нагрузкой и на прогиб под рабочей статической нагрузкой. Пробной нагрузкой считается наибольшая по условиям прочности на изгиб нагрузка рессоры, а рабочей — вес электровоза или моторного думпкара.

Испытание на отсутствие остаточной деформации производят следующим обра­зом: обжимают рессору не менее двух раз пробной статической нагрузкой, снимают нагрузку и замеряют прогиб рессоры в свободном состоянии. Затем вновь нагружают рессору такой же нагрузкой и полностью разгружают, при этом про­гиб рессоры в свободном состоянии, измеренный под пробной нагрузкой, после двукратного обжатия должен оставаться неизменным. При испытании на прогиб рессору плавно нагружают до рабочей статической нагрузки и замеряют прогиб. После этого нагрузку повышают до пробной статической, затем плавно снижают ее до рабочей статической нагрузки и вторично измеряют прогиб. Разность междуполусуммой замеренных прогибов и расчетным прогибом не должна превы­шать ±8%.

Пробная статическая нагрузка, Н,

,

где R_в — допускаемое напряжение на изгиб, МПа (для сталей 55С2 и 60С2 – 980 МПа); l — половина длины рессоры в выправленном состоянии, мм; W — мо­мент сопротивления всех листов рессоры, мм³:

,

здесь b — ширина листа, мм; S — толщина листа, мм; n — число листов ступен­чатой части; т — число коренных листов. Прогиб под рабочей нагрузкой, мм,

,

где Р — рабочая статическая нагрузка, указанная в чертеже, Н; В — ширина хомута, мм; Е — модуль упругости, МПа (для закаленной стали 208740 МПа).

Относительный прогиб под рабочей нагрузкой

,

где f₁, f₂ — прогиб под рабочей нагрузкой и после снятия пробной нагрузки, мм; f_расч — расчетный прогиб, мм.

После испытаний рессоры не должно быть трещин в листах, разрыва хомута, складок в углах хомута, зазоров между листами и хомутом свыше допускаемых, смещения хомута от центра и смещения отдельных листов по отношению к хомуту. После приемки на щеке хомута ставятся клейма: товарный знак предприятия-изготовителя; месяц и год выпуска (две последние цифры); прогиб рессоры под статической нагрузкой; клеймо ОТК.

Рессору окрашивают лаком № 177. По обе стороны хомута на пакете рессоры наносят белые контрольные полосы.

В зависимости от прогиба под рабочей статической нагрузкой рессоры сорти­руют по группам жесткости, значение которой, Н/мм,

.

К первой группе относят рессоры, имеющие прогиб менее чертежного размера, а имеющие прогиб по чертежу — ко второй группе. В комплект для тележки электровоза (моторного думпкара) должны подбираться рессоры одной группы жест­кости с разностью прогиба не более 2 мм.

Пружины (цилиндрические рессоры). Демонтированные пружины очищают в моечной машине и осматривают. Характерные дефекты пружин и причины их возникновения приведены в табл. 29.

Пружины, имеющие отколы, изломы, трещины витков, протертости и кор­розионные повреждения свыше допускаемых норм, заменяют новыми. Пружины просевшие, деформированные ремонтируют правкой, разводкой шага или калибров­кой на пружинно-правильном станке. Нагретую до температуры 850 — 900°С пружину надевают на оправку станка и зажимают в штампах, что обеспечивает правку и восстановление» шага витков. Разводку витков можно выполнять также вручную на плите. После восстановления формы и высоты пружины до чертеж­ных размеров пружину подвергают термической обработке и испытывают в по­рядке, установленном для изготовления новых пружин. Для закалки пружины нагревают в печи в течение 15 — 30 мин до температуры не менее 820 — 850⁰С и охлаждают в воде с температурой 30 — 60 °С. Отпуск производят в течение 1,5 — 2 ч охлаждением на воздухе, предварительно нагрев пружины в печи до температуры 480—500°С. Твердость на поверхности опорных витков должна быть в пределах 370 – 440 НВ.

Пружины, признанные годными по результатам осмотра и обмера, подвергают испытанию на остаточную деформацию по ГОСТ 1452 — 69. Пружину нагружают пробной нагрузкой не менее двух раз. После снятия нагрузки замеряют высоту пружины в свободном состоянии, затем пружину вновь нагружают пробной нагрузкой, разгружают и замеряют. При этом высота пружины в свободном состоянии должна оставаться неизменной. Измеряют прогиб под рабочей статиче­ской нагрузкой. Испытанию на долговечность подвергают новые пружины. Оценку долговечности производят по числу циклов нагружений до разрушения.

Увеличение долговечности пружины достигают снятием обезуглероженного слоя методом электролитического полирования, пластической деформацией путем дробеструйного наклепа и заневоливанием (сжатие пружины до соприкосновения витков, выдержка под нагрузкой в течение 20 — 48 ч). Электролитическое поли­рование ведут при плотности тока (50 ÷ 80)10⁴ А/м² в электролите следующего состава %: ортофосфорная кислота — 65; серная кислота — 15; хромокислый ан­гидрид — 6; дистиллированная вода — 14.

Наклепу пружину подвергают в дробеметной установке в таком режиме, при котором каждая точка поверхности витка находится под действием потока дроби диаметром 0,8 — 1,2 мм в течение 20 — 30 с. Подача дроби 70—100 кг/мин. Перечисленные методы увеличивают долговечность пружины в 2 —4 раза. Очищен­ные пружины покрывают битумным лаком № 177.

Валики и втулки. Во всех шарнирных соединениях валики и втулки, имеющие зазоры, превышающие установленные допуски (табл. 30), а также втулки, ослабшие в месте постановки, ремонтируют или заменяют новыми. Нормированный техни­ческий ресурс в зависимости от интенсивности износа обеспечивается подбором металла пары и режимом термической обработки.

Таблица 30

Технологическая схема восстановления изношенного валика: отжиг, обточка под наплавку, наплавка порошковой проволокой ПП-АН103 или Св-08Г2С под слоем керамического флюса АНК-18, обточка до чертежных размеров, термооб­работка. Режим термообработки: закалка с нагревом ТВЧ до температуры 860 — 900°С, охлаждение в воде с температурой 16°С до 180 —200°С и самоотпуск с выдержкой в ящике до полного остывания. Разрешается восстанавливать наплавкой резьбу хвостовика. Смазочные отверстия прочищают, канавки восста­навливают. Валики с выработкой свыше 7% по диаметру, трещинами, отколами заменяются новыми.

Новые валики изготовляют из стали 45 ковкой. Поковку подвергают термо­улучшению: нагрев до температуры 860 — 900°С, охлаждение до 400°С вместе с печью, затем в ящике на спокойном воздухе, черновая обработка и термо­улучшение, затем чистовая обработка. Далее валики закаливают нагревом ТВЧ до температуры 860 — 900°С и охлаждением в воде до температуры 180 — 200 °С, затем подвергают самоотпуску с выдержкой 4 — 5 ч.

Методы повышения долговечности: строгое соблюдение режима термообра­ботки; изготовление валиков из стали 20Х2Н4АШ или 20ХНЗА с последующей цементацией и закалкой (до твердости 50 — 60 HRC), восстановление наплавкой с последующим борированием. В целях экономии металла рекомендуется изгото­влять валики головок балансиров из изношенных центральных валиков балансиров и рессор.

Втулки рессор и балансиров изготовляют из стали 110Г13Л (ГОСТ 2176 — 77). Термоулучшение втулок производят до обработки нагревом в камерной или электрической печи до температуры 1020 — 1050°С и охлаждением в воде с темпе­ратурой до 60°С в течение 30 мин. Далее производят контроль твердости, рихтовку на оправке и механическую обработку до чертежных размеров. Для электровозов допускается изготовление втулок из стали 45 с термообработкой. Повышение долговечности втулок достигают электролизным борированием с последующей термообработкой.

Опоры и подкладки. Рессорные опоры и подкладки, а также опоры хомутов буксовых и балансирных рессор изготовляют по чертежным размерам из стали 45 в ковочных штампах. Опорные поверхности обрабатывают со строгим соблюде­нием чертежных размеров. Термообработке подвергают только опорные поверх­ности: нагрев ТВЧ до температуры 880 —900°С и закалка в соленой воде, отпуск с нагревом в электропечи до температуры 160 — 180°С и охлаждение на воздухе.

Технологическая схема восстановления: отжиг в электропечи, обработка под наплавку, наплавка проволокой ПП-АН103 или ПП-АН124, обработка опорных поверхностей. Неплоскостность и непараллельность опорных и базовых поверхно­стей допускаются не более 0,5 мм. Ресурс восстановленных рессорных опор и подкладок составляет 0,48 — 0,8 новых. Качеству восстановления этих деталей следует уделять большое внимание, так как эксплуатация рессорного подвешива­ния с износом опор и подкладок выше допустимого (см. табл. 30) является одной из основных причин излома коренных листов рессор.

Опоры рессор тягового агрегатa EL 10 разрешается ремонтировать наплавкой. Опоры балансирной рессоры электровоза EL1 рекомендуется заменить. Пяту изго­товляют из стали 110Г13Л, подпятник — из стали 18ХГТ с последующей цементацией и закалкой.

Твердость закаленных поверхностей и нормированные значения техническою ресурса деталей приведены в табл. 31. Методы повышения долговечности: повы­шение качества обработки опорных поверхностей, подбор металла деталей пары, строгое соблюдение режима термообработки, своевременная и качественная регу­лировка рессорного подвешивания.

Таблица 31

Балансиры, стержни, планки, стаканы. У балансиров изношенные втулки или ослабшие заменяют. Запрессованную втулку завальцовывают с обеих сторон или закернивают. Изношенные поверхности ремонтируют наплавкой электродами Э42, если износ не превышает 20% чертежного размера, с последующей механической обработкой. Разработанные отверстия восстанавливают заваркой и расточкой до чертежных размеров. Отверстия с изношенной резьбой заваривают, рассверливают и нарезают вновь. Деформированные балансиры правят с нагревом до температуры 900 — 950^оС под прессом и нормализуют. Контроль качества ремонта: обмер восстанавливаемых поверхностей, проверка разности длины плеч (см. табл. 30).

Рессорные стержни, имеющие трещины, обрыв резьбы регулировочных гаек, заменяют. Новые стержни изготовляют по чертежу из стали 45. Изношенные втулки заменяют новыми и закрепляют керновкой. Разрешается восстановление резьбы хвостовика путем наплавки с последующей обработкой. Деформированные стержни правят с нагревом до температуры 850 —900^оС. Стопорные планки восстанавливают наплавкой, если износ не превышает 25% толщины, с последую­щей обработкой. Новые планки изготовляют по чертежу из Ст2кп.

Стаканы с опорными шайбами очищают и осматривают. Изношенные поверх­ности восстанавливают наплавкой электродом Э42 с последующей обработкой по шаблону или до размера по чертежу. Стаканы деформированные, имеющие трещины опорных шайб, заменяют.

содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..