ДИПЛОМ-Громова Н.И. (1203539), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Продолжительность работы узлов вагонов зависит от условий, в которых они работают. Анализ основных факторов, влияющих на износ деталей, определил четыре группы. Схема классификации факторов влияющих на интенсивность изнашивания деталей вагонов приведена на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 – Схема классификации факторов влияющих на интенсивность изнашивания деталей вагонов
В первую очередь износ зависит от качества поверхностного слоя трущихся деталей, определяемого комплексом физико-механических свойств: твёрдостью, износостойкостью, сопротивлением усталости и упругостью. На процесс изнашивания оказывает также влияние чистота обработки трущихся деталей.
Влияние на скорость изнашивания оказывает промежуточная среда между трущимися поверхностями деталей. Бывает жидкой, газовой и твёрдой.
Рисунок 1.4 – Кривая износа
В зависимости от условий взаимодействия деталей величина износа сильно меняется. Рост скорости скольжения, наличие вибрации, величина давления детали на деталь – всё это увеличивает интенсивность износа. Температура и агрессивность среды также определяет износ деталей. Величина износа в зависимости от времени трения деталей в узлах вагонов схематически показана графиком на рисунке 1.4.
Кривая износа имеет три характерных участка: первый участок 0А соответствует периоду приработки, второй участок АВ – периоду нормальной работы и третий участок (отрезок ВF) – периоду форсированного или аварийного износа. Граничная точка В в начале участка форсированного изнашивания является критической точкой. Ордината её дает величину предельного износа, при котором дальнейшая эксплуатация не допустима. Повышенная изнашиваемость деталей железнодорожного транспорта в первый период работы механизмов объясняется взаимной притиркой деталей. В этот период площадь поверхности фактического контакта значительно меньше, чем во втором периоде. Это вызывает увеличение удельного давления и приводит к появлению молекулярных сил схватывания. На втором участке происходит износ с установившейся интенсивностью (кривая АВ). После того как износ деталей превышает допустимую для нормальной работы машины величину, возникают явления вибрации, наблюдаются биения. Износ приобретает характер аварийного.
Анализ показал, что основными мероприятиями по увеличению эффективности использования железнодорожного транспорта являются:
- использование деталей с высокими физико-механическими свойствами;
- повышение чистоты обработки рабочих поверхностей деталей;
- соблюдение режимов работы машин, указанных в паспорте;
- соблюдение режима технического обслуживания.
-
Назначение фрикционных гасителей колебаний
Фрикционные гасители колебаний пассажирских вагонов предназначены для ограничения амплитуды колебаний рамы тележки. При движении вагона возникает знакопеременное фрикционное трение, оно способствует преобразованию механической энергии колебаний в тепловую. Эта энергия в свою очередь рассеивается в окружающую среду.
Условием работоспособности фрикционных гасителей колебаний служат:
- минимальный и равномерный износ поверхностей;
- расчетная сила трения и ее стабильность;
- жесткость упругого включения;
- доля упругого хода;
- защищенность трущихся пар от влаги, пыли, снега, масла и механических повреждений.[7]
-
Конструкция фрикционного гасителя колебаний. Втулка шпинтона
В тележках пассажирских вагонов типа КВЗ-ЦНИИ, в буксовом подвешивании установлены фрикционные гасители, конструкция которых приведена на рисунке 1.1. Они размещаются внутри наружных пружин 11 буксового рессорного подвешивания.
В данном гасителе находится втулка шпинтона, которая надевается на шпинтон 1 рамы тележки, вокруг расположены шесть фрикционных конусных секторов 5. В конструкции также имеется верхнее и нижнее опорные кольца 4, внутренняя пружина 3. При движении подвижного состава возникают толчки, динамические силы, они уменьшаются за счет упругих элементов подвешивания совместно с гасителями колебаний. На рисунке 1.5 приведена схема фрикционного гасителя колебаний.[7]
Рисунок 1.5 – Фрикционный гаситель колебаний тележки КВЗ-ЦНИИ: 1 –шпинтон; 2 –втулка шпинтона; 3 –внутренняя пружина; 4 –нажимное кольцо; 5 –фрикционный сектор; 6 –резиновая прокладка; 7 –тарельчатая рессора; 8 –корончатая гайка; 9 –металлическая прокладка; 10 –кожух; 11 –наружная пружина.
Принцип действия гасителя основан на возникающих силах трения между втулкой 2, схема которой приведена на рисунке 1.6 и фрикционными секторами 5, они смещаются относительно друг друга во время колебания рамы тележки. Жесткость внутренней пружины 3 и угол наклона опорных поверхностей колец 4 и секторов 5 определяет силу прижатия секторов 5 к втулке шпинтона 2. Конусные нажимные кольца 4 прижимают секторы 5 к втулке 2 благодаря давлению со стороны пружины 3. Для того чтобы зафиксировать втулку шпинтона, на нарезную часть навертывается корончатая гайка 8, под которую ставится тарельчатая рессора 7.
Рисунок 1.6 – Втулка шпинтона
Под наружную пружину 11 ставят по две резиновые прокладки 6, которые защищены от стирания металлическими кольцами 9. Это необходимо для уменьшения высокочастотных колебаний рамы и снижения шума. Верхнее кольцо сварено воедино с кожухом 10. Отличительной особенностью данных гасителей в том, что клинья не раздвигаются, а наоборот сдвигаются, прижимаясь к фрикционной втулке. Из-за того, что детали гасителя колебаний расположены внутри пружины 11, затрудняется осмотр и выявление износа.
-
Ремонт фрикционных гасителей колебаний
Более детально остановимся на характеристике втулки шпинтона.
Размеры втулки шпинтона приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Размеры втулки шпинтона
Наименование детали и размеров | Размер, мм |
Втулка шпинтона: диаметр наружный, вверху длиной 208 мм | 84 - 86 |
диаметр наружный, внизу длиной 224 мм | 84 - 87 |
диаметр внутренний | 67,5+0,74 |
При техническом обслуживании вагонов на пункте технического обслуживания должен быть несжимаемый запас шпинтонных втулок, гаек, конусов, тарельчатых пружин, регулировочных шайб и нажимных пружин.
Когда выполняется ремонт в депо, детали фрикционного гасителя снимают с тележки, затем очищают, осматривают, измеряют, руководствуясь нормами допусков и износов деталей. Нормы допусков и износов деталей приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Нормы допусков и износов деталей фрикционного гасителя
Наименование деталей и размеров | Размер, мм | |||
ДР | КР1 | КР2 | Предельный в эксплуатации | |
Износ поверхности шпинтонной втулки по диаметру | 1, не более | не допускается | не допускается | 7, не более |
Равномерный износ клиньев: - Цилиндричечкой поверхности; - Конусной поверхности | 2, не более 1 | не допускается | не допускается | 4, не более |
Высота внутренней цилиндрической поверхности нажимного кольца | 1, не менее | 2, не менее | 2, не менее | 0,3 не менее |
Толщина резинового кольца (амортизатора) | 35 – 36, не менее | 36 – 37, не менее | 36 – 37, не менее | 32 – 34, не менее |
Износ конуса по высоте | 2, не более | 1, не более | 0,7, не более | 3, не более |
Таблица 1.3 Контроль и ремонт шпинтонной втулки
Наименование детали, дефект | Метод выявления дефекта | Способы устранения дефектов |
Шпинтонные втулки (износ поверхности трения) | Измеряется штангенциркулем или калибром | -Повышение износостойкости методом сульфоцианирования. Наплавка изношенной поверхности с последующей механической обработкой. Твердость слоя HRСЭ 40..50. Наплавы металла или ступенчатые образования устраняют обтачиванием |
При сборке гасителя на тележке консервированная смазка удаляется со всех поверхностей нажимного кольца. Поверхность обоймы должна быть гладкой, без трещин и иногородних включений. Шесть фрикционных клиньев вставляют ребром жесткости в прямоугольные пазы обоймы и устанавливают на нижнее нажимное кольцо, размещенное в вытачке резинового амортизатора.
Шпинтонную втулку вставляют между цилиндрическими поверхностями клиньев. При этом допускается раздвигать фрикционные клинья для беспрепятственного перемещения втулки. Не допускается деформация обоймы.
Затем устанавливают верхнее нажимное кольцо, нажимную и внешнюю буксовую пружины. После опускают раму тележки с проходом шпинтонов в шпинтонные втулки, завинчивают шпинтонные корончатые гайки нормативным крутящим моментом через тарельчатые пружины и стопорят гайки шплинтоном. Минимальный крутящий момент затяжки шпинтонной гайки должен составлять 560 Н·м, а максимальный – 850 Н·м. В случае несовпадения прорези гайки с отверстием под шплинт в шпинтоне, необходимо довинтить гайку в допускаемом пределе крутящего момента до совпадения прорези с отверстием в шпинтоне.
Перед завинчиванием гайки на шпинтон, необходимо резьбовую часть гайки покрыть смазкой. При этом, попадание смазки на трущиеся поверхности шпинтонной втулки не допускается.
2 МЕТОДЫ УПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛОВ
2.1 Цементация в твердом карбюризаторе
Цементация в твердом карбюризаторе – обработка, которой подвергают стальные детали для повышения их твердости, теплостойкости и износостойкости, достигаемых при последующей закалке. Цементацию деталей малой и средней длины проводят в камерных печах; большой длины – в шахтных печах. Составы карбюризаторов для цементации приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Составы карбюризаторов для цементации
Состав | Компонент | Содержание, % |
1 | Углекислый барий Углекислый кальций Летучие Древесный уголь | 20-25 2,5-5 До 10 Остальное |
2 | Углекислый барий Углекислый кальций Вода Полукокс | 10-15 3,5 До 6 Остальное |
3 | Углекислый барий Углекислый натрий Углекислый кальций Мазут или патока Древесный уголь | 12-15 1,0-1,5 3,0-5,0 4,5-5,0 Остальное |
Окончание таблицы 2.1
Состав | Компонент | Содержание, % |
4 | Углекислый натрий Углекислый кальций Древесный уголь | 10,0 3,0 Остальное |
5 | Углекислый натрий Древесный уголь | 10 90 |
6 | Углекислый барий Торфяной кокс | 6-10 90-94 |
7 | Ацетат натрия Полукокс Древесный уголь Мазут | 10 30-35 55-60 2-3 |
Детали укладывают в цементационные ящики с карбюризатором. Когда выбирают форму ящика, то стремятся сократить неиспользуемый объем. Это делается для того, чтобы обеспечить равномерный подогрев за минимальное время.[1]
Детали укладывают следующим образом: на дно ящика насыпают слой карбюризатора толщиной 30-40 мм, на этот слой укладывают детали, затем насыпают следующий слой карбюризатора. Все снова повторяется, пока ящик не заполнится. Самый верхний слой должен быть карбюризатором. Сами детали должны занимать 10-15 %, а карбюризатор 85-90 % объема ящика. Детали при укладке не должны касаться друг друга и стенок ящика. Для того чтобы каждый слой карбюризатора не провисал, его необходимо уплотнять, а сам ящик встряхивать. На верхний слой кладут лист асбеста, затем закрывают ящик крышкой и обмазывают его смесью огнеупорной глины с песком. Происходит естественная сушка. После ящики ставят в печь, расстояние между ними должно быть не менее 30-50 мм.