Восстановление изношенных элементов рабочих органов путевых (1220280), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Новый щебень:
При взятии проб нового балласта, укладываемого в путь, исходят из нормы, допускающей содержание до 5 % (по массе) мелких фракций щебня размером менее 22,4 мм.
Эксплуатационная нагрузка:
После подбивки шпал в результате воздействия статических и динамических нагрузок на путь происходит обкалывание и смещение частиц щебня, что приводит к осадке рельсошпальной решетки. Образовавшиеся в результате сколов мелкие фракции содержат определенное количество частиц размером менее 22,4 мм. С целью повышения сопротивляемости сдвигу рекомендуется для балласта использовать смесь, содержащую 15 % щебня фракций 16/31,5 мм. Если же доля мелких фракций выше, происходит их осаждение в балластный слой, в частности в зону распределения давления, передаваемого шпалой.
Большинство проводившихся исследований, учитывающих все факторы эксплуатационной нагрузки, касались в основном характера усадки и не давали объективной качественной оценки. Лишь в работах некоторых специалистов США рассматриваются различные виды загрязнения балласта. В частности, исследована роль мелких частиц размером менее 9,2 мм, которые составляют 76 % общего объема загрязнений. В других исследованиях рассматривали поведение балласта на участках тяжеловесного движения с осевой нагрузкой до 39 т.
Перегрузка нижнего строения пути из-за малой толщины балластного слоя. Если толщина балластного слоя слишком мала, происходит неблагоприятное распределение нагрузки на защитный слой земляного полотна. Он разрушается, и мелкие фракции попадают из него в балласт. Размягчение защитного слоя из-за отсутствия поперечного уклона защитного слоя. Если у защитного слоя земляного полотна нет поперечного уклона, то под балластом образуются водяные мешки. Под нагрузкой от проходящих поездов создается эффект насоса, в результате чего материал защитного слоя попадает в балласт.
На поверхности балластной призмы скапливается грязь. Связанная с этим деформация балластного слоя и земляного полотна способствует дальнейшему увеличению водяных мешков. Эффект засасывания материала нижнего строения пути в балласт усиливается. В результате состояние пути значительно ухудшается. В случае морозов возникает опасность пучинообразования.
Необходимость очистки балластного слоя:
Очистку балласта следует проводить при условии, что подбивка не улучшает качества пути. В связи с этим и в соответствии с рекомендациями института железнодорожного транспорта ERRI щебеночный балласт нужно очищать в том случае, если средний результат проб на загрязнение, полученный с помощью просева через сито с квадратными отверстиями размером 22,4 мм, показывает, что масса загрязнителя составляет 30 % общей массы пробы
Пример нескольких элементов рабочих органов подвергаемых изнашиванию:
1
. изнашиваемая часть ковша, заменяемая отдельно.
Наплавка производится режущих ножей.
Рисунок 1.10 Роторные ковши машины
2. Наиболее подвергаемая износу часть лопатки.
Рисунок 1.11 Подбойки
3. изнашиваемая часть ковша наплавляемая отдельно, замена производится целыми ковшами.
Рисунок 1.12 Роторные ковши машины
2 Способы восстановления элементов рабочих органов путевых машин
2.1 Классификация основных способов восстановления
На предприятии применяют следующие способы восстановления подбоек выправочно - подбивочно - рихтовочных машин: электродуговая ручная и механизированная наплавка легированными проволоками; электродуговая наплавка проволоками сплошного сечения (под слоем флюса или в среде защитных газов); плазменное напыление; индукционная наплавка. [1 с.94]
Недостатками существующих методов является, недостаточная износостойкость нанесённого слоя металла, значительный разброс механических свойств, трудность последующей механической обработки, наличие технологических дефектов, неоднородность структуры наплавленного металла, образование различного рода включений, неравномерность поверхностной твердости наплавленного металла по площади детали, концентрация растягивающих напряжений, снижение усталостной прочности, коррозионной стойкости и т. д.
Достоинства методов, высокая производительность, возможность использовать остаточный ресурс долговечности детали по прочности, применение недорогой и несложной в изготовлении, монтаже и эксплуатации оснастки, а также увеличение экономической эффективности восстановления деталей путевых машин. [3,с.20]
2.2 Выбор способа восстановления
Выбор способа восстановления деталей определяется, сокращением затрат на материалы и снижением стоимости работ, связанных с устранением дефектов, предшествующих механической обработке, технологичностью ремонтного процесса, выбором наплавочных материалов, конкретными условиями ремонтного производства и требованиями к восстанавливаемой детали.
Для восстановления лопаток подбоек ВПРМ применяется большая группа наплавочных материалов, различных по структуре, химическому составу, характеристик наплавляемого металла.
Восстановление подбоек таких машин как ВПР(С)-02, Duomatic 09-32 CSM, Unimat 08-275 осуществляется группой наплавочных материалов, различных по структуре, химическому составу, характеристикам наплавляемого металла. Один из наиболее распространенных и доступных способов восстановления подбоек − наплавка электродами типа ОК 67.45 и Т-590 в два слоя, а при повышенном износе, с наращиванием изношенной части лопатки, путем приварки пластин из рессорной стали с предварительным прогревом детали. до температуры 200–250°C. Полученная твердость HRC 60–62. [2, с 126] Однако данный способ не обеспечивает требуемого ресурса подбоек по сравнению с оригинальными деталями.
Плазменное напыление и индукционная наплавка, несмотря на достижение однородности металла обрабатываемой поверхности и наплавленной поверхности, не дают ожидаемых результатов, т. к. оптимальная толщина наплавляемого металла находится в пределах 2–5 мм, а износ лопатки превышает указанные размеры и имеет не линейные формы.
Наиболее универсальными, по сравнению с электродами, порошковыми лентами и проволоками сплошного сечения являются порошковые проволоки на основе хрома и никеля, которые дают высокую твердость наплавленного слоя, высокую износостойкость материала в условиях абразивного изнашивания, а содержание марганца значительно повышает ударную вязкость наплавленного металла
Заслуживает внимания способ восстановления подбоек посредством наплавки порошковой проволокой ПП-1–506 или ПП-Пм-41 (условное обозначение ПП-Нп-80 Х20РЗТ-н-с ГОСТ26101–84). [4]
Предварительно выполняют длительную прокалку проволоки до температуры 150–200°C, чтобы избежать насыщения жидкого металла водородом вследствие взаимодействия с окружающим воздухом или влагой на поверхности детали, во флюсе или в покрытии электрода.
Иначе, это может послужить причиной образования газовых раковин и пор и последующего хрупкого разрушения жидкого металла в холодном состоянии [1, с.102]
Напыление с сопутствующим оплавлением самофлюсующего порошка ПГ-12Н-03 по ТУ48–4706–156–87 позволило получить твердость наплавленного слоя HRC 62–65. [4]
Применение флюса позволяет достигать высокой производительности наплавочного процесса, сформировать наплавленный слой металла с заданным химическим составом и физико-механическими свойствами.
Данный способ требует значительного времени на восстановление. Однако анализ результатов восстановления и технико-экономических показателей показывает, что данный способ дает лучшие результаты упрочнения рабочих поверхностей лопаток.
Достаточно распространённый способ восстановления лопаток — электродуговая наплавка электродами марки ЦНИИ-4 НР-70, несмотря на невысокие антифрикционные свойства наплавленного металла, обеспечивается необходимый ресурс работы подбоек.
Способ позволяет восстанавливать рабочие поверхности подбоек в необходимом диапазоне размеров, наплавлять легированные конструкционные стали, придавая, таким образом, заданные свойства наплавляемому металлу.
Низкая себестоимость процесса восстановления позволяет применять данный способ на малых ремонтных предприятиях, в условиях создания определенных прочностных и износостойких характеристик наплавленного металла при отсутствии высокотехнологичного оборудования и оснастки.
Все перечисленные способы восстановления изношенных поверхностей лопаток дают в результате величину относительной износостойкости, способствующую продлению ресурса работы подбойки, однако, не достаточную для обеспечения безотказной работы с заданной производительностью и качеством выполняемых работ подбивочного блока ВПРМ.
К вопросу о качестве выбранных способов восстановления лопатки следует отнести и результаты изменения формы подбойки, приведение её от прямоугольной формы к оптимизированной.
Отмечено, что интенсивность изнашивания подбоек с оптимизированным профилем за время приработки в три раза меньше, чем у подбоек стандартной прямоугольной формы, а за период эксплуатации в 1,5 раза меньше.
Задача получения рабочей поверхности с высокой износостойкостью при изменяющихся значениях удельных давлений и абразивного износа при заглублении лопатки в балласт, при относительно невысокой себестоимости ремонта, позволяет применить решение по внедрению легирующих элементов в тело нового слоя и получения приблизительной однородности с основным телом лопатки.
Также требуется отработка режимов наплавки, подготовительных работ, формирования наплавочного шва в горизонтальном положении.
Скорость абразивного изнашивания лопаток может быть снижена правильным подбором способа восстановления её физико-механических свойств в зависимости от исходного состояния дефектной детали и оптимизацией её геометрических параметров, т. к. это существенно влияет на характер износа рабочих поверхностей лопатки при подбивке балласта.
Все способы восстановления изношенных поверхностей элементов рабочих органов путевых машин дают в результате величину относительной износостойкости, способствующую продлению их ресурса, однако, не достаточную для обеспечения безотказной работы в течение сезона.
2.3 Восстановление сваркой и наплавкой
2.3.1 Оборудования
2.3.1.1 Оборудование для подготовки шихтовых материалов
Для размола шихты и покрытий электродов использовались дробилка щековая СМД-508 и шаровая мельница МШ-60.
Шаровая мельница:
Рисунок 2.1 Шаровая мельница МШ-60.
Дробилка щековая:
Рисунок 2.2 Дробилка щековая СМД-508.
Дробилка щековая СМД-508
Производительность, м3/ч...........................................3,3
Размер загружаемого куска, мм..................................80—130
Ширина выходной щели, мм......................................13—45
Частота вращения, с 1 ............................................ 16,1
Установленная мощность, кВт....................................... 7,5
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
