Пояснительная записка (Организация ремонта упругих зубчатых колес в условиях УЛРЗ), страница 7

Т =К / Э_Г . (4.27)

T = 254,226/2518,62= 1,5 год.

В таблице 4.2 представлены результаты расчета экономических показателей.

Таблица 4.2 – Результаты расчета экономических показателей

Вывод: таким образом, в результате расчёта затрат на модернизацию и экономического эффекта от внедрения нового оборудования был получен срок окупаемости затрат равный 1,5 года. Из вышеперечисленного явно следует, что внедрение нового оборудования в колесном цехе на участке по ремонту упругих зубчатых колес УЛРЗ является экономически выгодным мероприятием.

5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РЕМОНТ УПРУГОГО ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА (УЗК)

5.1 Описание конструкции упругого зубчатого колеса

На тепловозах вращающий момент от тягового двигателя к колесной паре передается односторонним зубчатым редуктором, находящимся на оси между колесами. Для смены зубчатого колеса требуется расформирование колесной пары, поэтому его долговечность должна быть больше или равна долговечности оси, т.е. определяется пробегом тепловоза в 2,5-3 млн. км. В связи с этим к материалу и качеству изготовления зубчатых колес предъявляются высокие требования. Они изготовляются из легированной стали 45ХН, а шестерни двигателей - из высоколегированной стали 20ХН3А.

Зубчатые колеса тягового редуктора имеют прямые зубья. Зубчатые колеса тяговых редукторов у всех тепловозов выполняют с модулем зацепления, равным 10мм (модуль зацепления показывает, сколько миллиметров диаметра колеса приходится на один зуб). Применяемые ранее на тепловозах 2ТЭ10Л и ТЭМ2 зубчатые колеса с модулем зацепления, равным 11мм, имели незначительный срок службы из-за повышенного износа зубьев.[8]

После фрезерования зубья зубчатых колес подвергают поверхностному термическому упрочнению. Основным методом поверхностного упрочнения является закалка токами высокой частоты. На заводах применяются два вида закалки зубьев: контурная и секторная. При контурной закалке закаленным оказывается поверхностный слой по всему контуру зуба, за исключением его вершины, а при секторной закаливается только рабочая поверхность зуба, а впадина между зубьями упрочняется накаткой роликом. Толщина закаленного слоя в обоих случаях составляет 2-3мм, а твердость рабочих поверхностей НRС 58-63. поверхностное упрочнение зубьев значительно повышает их износостойкость. Термическая обработка зубьев вызывает температурные деформации, снижающие точность геометрических параметров. Поэтому для обеспечения требуемой точности изготовления после термообработки производят шлифование зубьев, для чего при нарезании их оставляют припуск на обработку 0,2-0,3мм. Чтобы исключить появление у корня зуба прижогов и шлифовочных трещин, впадину зубьев и переходные поверхности не шлифуют. Для получения главного бесступенчатого перехода от шлифованной рабочей поверхности к впадине в процессе нарезания зубьев.

5.2 Объемы работ, выполняемых при капитальном ремонте УЗК

Ремонту подвергаются колеса как с тягового подвижного состава, прибывшего на капитальный ремонт, так и с колесных пар, поступающих из депо.

Ремонт колес осуществляется на тепловозоремонтных, электровозоремонтных и локомотиворемонтных заводах.

Ремонт осуществляется в специальных цехах и на участках, оснащенных оборудованием, приспособлениями и инструментом для дефектоскопии - неразрушающего контроля, расформирования и формирования колесных пар, устранения дефектов.

При ремонте в холодное время года (ниже 0°С) колесные пары с зубчатыми колесами должны находиться в помещении цеха не менее 12 часов до начала ремонта с целью стабилизации температуры.

Оборудование, приспособления и инструмент, используемые для ремонта колес, должны систематически проверяться соответствующими службами завода и Госстандарта. Результаты проверок заносятся в журналы и паспорта за подписью проверяющего или оформляются соответствующие акты по результатам проверки.[10]

Ремонт колес производят без снятия (распрессовки) и со снятием их с оси колесной пары или удлиненной ступицы колесного центра.

Колеса тщательно очищают от грязи и смазки. Производят дефектацию с разборкой составных колес. Подают колесные пары на соответствующий участок для проведения необходимого ремонта зубчатых колес. После проведенного ремонта наносят маркировку. Производят приемку отремонтированных колес и при необходимости их консервацию.[10]

При осмотре колёсных пар проверять:

- на бандажах и ободьях цельнокатаных колёс – отсутствие трещин, ползунов (выбоин), плен, раздавленностей, вмятин, отколов, раковин,

выщербин, ослаблений бандажей на ободе центра (остукивание молотком), сдвига бандажа (по контрольным меткам на бандаже и ободе центра), предельного проката (предельной высоты гребня) или износа, вертикального подреза гребня, ослабление бандажного кольца, опасной формы гребня и остроконечного наката, являющегося признаком возможности опасной формы гребня;

- на колёсных центрах, цельнокатаных колёсах и ступицах дискового тормоза – отсутствие трещин в спицах, дисках, ступицах, ободьях, признаков ослабления или сдвига ступиц на оси;

- на открытых частях осей - отсутствие поперечных, косых и продольных трещин, плен, протёртых мест, электроожога и других дефектов;

- отсутствие нагрева букс;

- состояние зубчатой передачи тяговых редукторов ТПС при текущих

ремонтах, когда это предусмотрено по циклу;

- отсутствие нагрева моторно-осевых подшипников, опорных подшипников тяговых редукторов при постановке ТПС на смотровую канаву.

При текущем ремонте ТР-3 производят обыкновенное освидетельствование колесных пар перед каждой подкаткой их под тепловоз. Освидетельствование ведут при снятых буксовых подшипниках и тяговых электродвигателях. После визуального осмотра измерением определяют размер и характер износа бандажей, с помощью магнитного дефектоскопа проверяют, нет ли трещин в шейках буксовых и моторно- осевых подшипников, в галтелях и в средней части оси. У колесных пар, имеющих полый вал, проверяют отсутствие у него трещин в местах под моторные подшипники, а также в пальцах привода.

При текущем ремонте ТР-1 подвергаются осмотру с регистрацией в книгу формы ТУ-28. При первой подкатке подкатки под ТПС новой колесной пары (после формирования) и после производства полного освидетельствования, если после них прошло не более 2 лет. При этом проверка даты формирования и освидетельствования производятся по клеймам на торце (бурте) оси.

При техническом обслуживании ТО-3 проверяется состояние колесных пар в соответствие с требованиями действующей Инструкции по формированию, ремонту и содержанию колесных пар тягового подвижного состава ж.д. колеи 1520мм, ЦТ-329. Результаты обмера бандажей колесных пар заносятся в книгу ремонта формы ТУ-28.

При текущем ремонте ТР-2 производят съемку и осмотр кожухов зубчатой передачи, проверка состояния подшипников и смазки букс с отъемкой передних крышек, разбега колесных пар для тепловозов с челюстными тележками, обточку бандажей колесных пар без выкатки из под тепловоза.

Полное освидетельствование колесные пары проходят при среднем и капитальном ремонтах, смене бандажей, ремонте с распрессовкой элементов, при неясности или отсутствии знаков последнего освидетельствования, повреждении колесных пар после аварии или крушения. При полном освидетельствовании колесную пару очищают от грязи и краски до металла, подступичные части проверяют ультразвуковым дефектоскопом, заменяют изношенные или дефектные элементы. После освидетельствования на левый торец оси колесной пары наносят клейма и знаки освидетельствования. Результаты освидетельствования записывают в специальный журнал и технический паспорт колесной пары, в который заносят также все данные, связанные с ее изготовлением и эксплуатацией.

5.3 Съемка, разборка упругого зубчатого колеса и его очистка

До разборки передачи, т.е. когда ее детали находятся в рабочем положении, следует измерить боковой зазор между зубьями. Кроме того, если парные шестерни имеют одинаковое число зубьев, нужно пометить краской любую пару зубьев, находящихся в постоянном зацеплении.

Боковой зазор Сб между зубьями (рисунок 5.2) можно измерить щупом, «выжимкой» или индикаторным приспособлением. С целью определения равномерности зазора измерение ведут в трех - четырех точках по окружности, а у конической передачи, кроме того, первый раз при раздвинутых, а второй раз при сдвинутых шестернях. Щупом или «выжимкой» используются, когда к шестерням имеется свободный доступ.

Таблица 5.1- Моющие растворы и режимы очистки

Машина предназначена для автоматической очистки колесных пар горячей водой высокого давления без добавок моющих средств. Помимо мойки колесных пар, в машине производится наружная обмывка букс и зачистка стальными щетками средней части оси по всей длине.

В состав машины входят моечная камера с дверьми, сопловой системой, устройством для зачистки оси, механизмами подъема, вращения и выкатки колесной пары, бак для воды, пульт управления, шкаф с электроаппаратами, два пневматических толкателя колесных пар, насосная установка, внешняя водяная гидросистема, предназначенная для подогрева воды, ее очистки и создания высокого давления.

Моечная камера состоит из верхней и нижней рам, сваренных из швеллеров и соединенных друг с другом при помощи болтов. Нижняя рама снаружи заварена стальными листами, а верхняя с боков и сверху закрыта съемными листами. Камера установлена на баке с водой. Для удобства подсоединения водяного коллектора сопловой системы к насосам с боков камеры имеются по одному фланцу. В крыше камеры сделан вентиляционный отвод для подсоединения вентилятора Ц4-70 №5. верхняя рама имеет две полости - верхнюю и нижнюю.

Колеса после съемки подаются в моечную машину для очистки колесных пар, после производят дефектацию. Наиболее характерным для колесных пар является ремонт со сменой ведомых зубчатых колес, которые распрессовывают на прессе колесомонтажном ПА-6738, далее колесные пары или колесо зубчатое подают на соответствующий участок для проведения необходимого ремонта. Зубчатое колесо устанавливается на стенд ремонта, ориентируя желобом 9 к исполнителям, далее снимается со ступицы 11(13) кольцо 12 , равномерно надавливая крючком по окружности прилегания. Вместе с кольцом 12 снимается желоб 9. Затем устанавливается зубчатое колесо на стенд обратной стороной и закрепляется предохранительной шайбой с тремя болтами. Проверяется с наружной стороны тарелок 2 и венца 10 на наличие меток взаимного положения, при отсутствии нанести. После снимается 16 стопорных колец 15 с втулок упругих элементов 1, 14 , вынимаются шплинты 7, отворачиваются корончатые гайки 6 , снимаются шайбы 5 и вынимаются болты 3 . Необходимо ввернуть 4 отжимных болта в резьбовые отверстия, отжать тарелку 2 и снять, вворачивание болтов производить с небольшим усилием, не допуская перекоса тарелки и вывернуть отжимные болты. Затем снимается 8 стопорных колец 15, расположенных на втулках упругих элементов 1, аналогично с другой стороны. Далее устанавливается на зубчатое колесо чалочное приспособление, вывешивается на крюке крана и слегка покачивая венец выбирается комплект роликов 8. Необходимо снять со ступицы венец, не допуская больших перекосов (венец снимается вместе с упругими элементами), развернуть венец обратной стороной на ступицу, снять оставшиеся стопорные кольца 15 и вынуть упругие элементы. Снять венец, установить тару. Демонтированные детали (комплект роликов 8, болты 3, корончатые гайки 6, шайбы 5),затем детали проходят ультразвуковую очистку. После промытые детали устанавливаются на сетку для стекания. Ступица 11(13), тарелки 2 и венец 10 протираются от остатков смазки, загрязнений, при необходимости отправить на повторную обмывку в моечной машине. Детали упругого зубчатого колеса транспортируются на посты магнитной дефектоскопии, а комплект упругих элементов подается к гидравлическому прессу распрессовки. Ультразвуковая очистка позволяет очистить детали, имеющие микроскопические полости и каналы, промывать которые традиционной технологией практически невозможно. К таким узлам можно отнести форсунки и топливные насосы дизеля, сетчатые и щелевые фильтры, коленчатые и распределительные валы и т д. Этот способ является самым эффективным при подготовке к дефектоскопии. Он удаляет окисную пленку, нагар, коррозию, жировые отложения, металлическую и неметаллическую пыль. Ультразвук следует применять в тех случаях, когда нужно обнаружить очень мелкие дефекты длиной 2 – 3 мм и менее при ширине раскрытия до 1 мм. Конструктивно он выполнен в виде двух блоков и генераторов. [10]

Метод ультразвуковой очистки заключается в следующем. При распространении ультразвука в жидкости возникает переменное звуковое давление, амплитуда которого достигает несколько десятков кгс/см². Под действием этого давления жидкость попеременно испытывает сжатие и растяжение. Технические характеристики модуля приведены в табл. 5.2

Таблица 5.2 - Технические характеристики модуля «УМ»