ДИПЛОМ ВЕСЬ (1226343), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Рисунок. 2.3 – График зависимости n (D)
На рисунке 2.4 представлен график зависимость скорости от диаметра колеса (D).
Рисунок. 2.4 – График зависимости (D)
С возрастанием скорости движения локомотива уменьшаются площадь контакта колеса с рельсом, его продолжительность и, как следствие, силы межмолекулярного взаимодействия между ними, увеличиваются колебания всех частей локомотива, что вызывает периодические перегрузки и разгрузки колесных пар. Все это приводит к уменьшению сцепления колес с рельсами.
Помимо скорости взаимодействия, диаметр колеса характеризует удельное давление на контактную площадку коэффициентом статической нагрузки. Целесообразность оценки тяговых возможностей локомотива удельным коэффициентом статической нагрузки C подтверждается опытом локомотивостроения многих государств мира и основывается на зависимости линейных размеров колеса и площади взаимодействия колеса и рельса и рассчитывается по формуле
(2.2)
где
– статическая нагрузка, кг;
– диаметр колеса, мм.
Анализируя данное выражение можно заметить, что чем меньше диаметр колеса, тем больше статическая нагрузка на контактную площадку рельса, тем больше удельное давление. Соответственно, чем больше статическая нагрузка, тем больше сила сцепления колеса с рельсом.
3 Способы обточки колесных пар
3.1 Общие положения
Обточка колесных пар электровоза осуществляется двумя способами:
- Обточка без выкатки из-под локомотива.
- Обточка стационарным оборудованием.
Так как колесные пары являются одним из самых ответственных узлов тягового подвижного состава (ТПС), то от их состояния зависит безопасность движения поездов. Величиной ресурса бандажей колесных пар определяются периодичность обслуживания ТО-4, на котором производится обточка бандажей колесных пар с целью восстановления профиля катания, а также периодичность среднего СР и капитального КР ремонтов, на которых производится замена полностью изношенных бандажей. В настоящий момент проблема износа бандажей колесных пар встала особо остро [6].
Интенсивный износ гребней колес подвижного состава и боковой грани рельсов, наблюдаемый в последние годы на железных дорогах России, является следствием многофакторного изменения в течение достаточно длительного времени условий взаимодействия подвижного состава и пути, происходящего главным образом, в связи с ростом объема перевозок и повышением грузонапряженности железных дорог.
Решающую роль в повышении износа в зоне контакта колесо-рельс играют следующие основные причины:
- рост вертикальной и, особенно, горизонтальной жесткости пути (внедрение мощных рельсов тяжелых типов, железобетонных шпал и жестких скреплений);
- сужение колеи;
- замена на подвижном составе буксовых подшипников скольжения на роликовые (помимо устранения естественного смазывания рельса подтекающей смазкой, это привело к резкому увеличению сопротивления повороту тележек подвижного состава в кривых) [6].
3.2 Технология обточки колесных пар
При обточке колеса электровоза с тяговым электродвигателем суппорт устанавливается под подлежащее обточке колесо. Для этого предварительно гидравлическими домкратами колёсная пара вывешивается относительно головки рельса на 15–25 мм. При этом один из домкратов размещается на поверхности станины суппорта и фиксирует его относительно обтачиваемого колеса. На клеммы электрического движка колёсной пары от источника питания подаётся постоянный ток напряжение 60 В. После этого колёсная пара начинает вращаться со скоростью 100–240 об/мин.
За колёсными парами в период их эксплуатации необходимы тщательный уход и своевременный осмотр, т. к. от их исправного состояния напрямую зависит безопасность поездного движения. Колёсная пара – наиболее ответственный узел подвижного состава. В период эксплуатации локомотива колёсные пары испытывают всесторонние нагрузки и сопряжения. Немаловажными являются и окружающая среда, погодные условия, регион эксплуатации подвижного состава.
Бандаж является той частью колеса, которая непосредственно контактирует с рельсом. Небольшая контактная поверхность бандажа подвергается воздействию большой силы (от доли массы локомотива, силы сцепления). Бандаж воспринимает динамические нагрузки (прохождение кривых, рельсовых стыков, стрелочных переводов), а при проскальзывании подвергается износу. Из-за больших статических и динамических нагрузок в процессе эксплуатации локомотива происходит подрез гребня колёсной пары, а на её рабочей поверхности появляется всевозможные дефекты-выбоины, выщерблины, навары, ползуны, прокат [6].
Своевременная обточка колёсных пар локомотивов и приведение их в соответствие с требованиями инструкции Минтранса РФ необходимы во избежание разрушений бандажа и головки рельса, а также для предотвращения чрезвычайных происшествий на территории предприятия или на путях общего пользования [16].
К эксплуатации не допускаются колёсные пары с:
- прокатом по кругу катания более 7 мм;
- вертикальным подрезом гребня свыше 18 мм;
- толщиной гребня менее 25 мм;
- его крутизной менее 6 мм;
- ползуном свыше 1 мм;
- наличием остроконечного наката.
Для восстановления и поддержания требуемого профиля бандажа колесной пары предусмотрено техническое обслуживание в объеме ТО-4 и ТО-5.
ТО-4 выполняется:
- для обточки бандажей колесных пар без выкатки их из-под локомотива в случае достижения предельных или оптимальных для данного участка эксплуатации величин проката и толщины гребней бандажей.
ТО-5 выполняется:
- в процессе подготовки локомотива для постановки в запас и длительного содержания в резерве (ТО-5а);
- при подготовке локомотива к передислокации, передаче на баланс другому депо или отправке в недействующем состоянии в текущий или капремонт на завод или другое депо (ТО-5б);
- при подготовке локомотива к эксплуатации после передислокации, ремонта или постройки на заводе или другом депо (ТО-5в);
- в процессе подготовки локомотива к эксплуатации перед выдачей из запаса.
Как показывает практика, регулярная обточка колёсных пар электровоза:
- увеличивает срок службы колёсной пары;
- уменьшает время на обточку;
- снижает время простоя локомотива;
- заказчик избавляет себя от рисков схода локомотива и разрушения ж/д полотна предприятия и путей общего пользования.
Обточка колёсных пар должна производится, в среднем, раз в полгода.
После проведения контрольных замеров определяется необходимая глубина обточки. Все колёсные пары электровоза или тепловоза подвергаются процедуре обточки до максимально допустимого параметра профиля – для повышения срока службы бандажа колёсной пары [16].
Если же контрольные замеры показали, что обточка бандажей колёсных пар приведёт к нарушению предельно допустимых размеров, Заказчику предлагается процедура замены бандажа перебандажировка, с сохранением колёсного центра и оси.
В крайних случаях, например, когда используемая технология обточки колёсных пар уже нецелесообразна по ряду причин, или произошло разрушение колеса, выполняется замена колёсных пар.
3.3 Колесотокарные станки для обточки колесных пар подвижного состава
Колесотокарный станок FN912F3 представлен на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Колесотокарный станок FN912F3
Колесотокарный станок мод. FN912F3 является специальным токарным станком, предназначенным для восстановления профилей колес грузовых и пассажирских вагонов с выкаткой из-под подвижного состава [7].
Широкий диапазон возможностей станка позволяет производить обработку колесных пар:
- диаметром колес 860 мм – 950 мм колеи 1520 мм и 1435 мм без переналадки станка;
- с длиной оси 2216 мм и 2390 мм;
- с буксами – центровое точение;
- без букс – центровое точение;
- с буксами без вскрытия – бесцентровое точение.
Станок устанавливается в колесно-роликовом цехе на существующий фундамент станка мод. UBB-112 или на новый фундамент.
Двухсуппортная обработка и измерение профиля обеспечивают высокопроизводительную обточку колес с большой точностью.
Универсальная оснастка и широкие возможности программы станка обеспечивают простой переход на точение различных профилей колес без замены оснастки станка.
Установка колесной пары на станок производится штатными грузоподъемными механизмами колесно-роликового цеха.
Основные режимы работы станка:
- обточка в центрах
- бесцентровое точение с креплением колесной пары за корпус буксы.
Для правильной реализации процесса резания система ЧПУ станка получает точную информацию о действительном положении суппортов по отношению к колесам колесной пары.
Программа управляет выполнением соответствующих ходов суппорта для подхода к колесам и определением их положения. Перед обточкой измерительные датчики автоматически производят измерение геометрических параметров колес – замер формы профиля, высоты и ширины гребня для выполнения расчета параметров обточки. После окончания процесса измерения полученные результаты обмера профиля выводятся на экран панели оператора, и измерительные датчики перемещаются в исходное положение под защитные кожухи, предохраняющие их от стружки. Обточка колесной пары производится в автоматическом режиме в соответствии с выбранным профилем.
Программное обеспечение системы ЧПУ обеспечивает широкий диапазон диагностики рабочего состояния станка, а также дает информацию о необходимости выполнения определенных функций.
Система управления и регуляторы приводов оснащены собственными диагностическими процедурами и обеспечивает широкий диапазон диагностики рабочего состояния и обнаружения неполадок в работе станка.
Она также предоставляет информацию о выполнении необходимых действий для устранения неполадки. Вся информация передается в виде диагностических сообщений на экран панели оператора.
В комплект поставки входит модуль дистанционного контроля над работой станка. Сигналы датчиков состояния по линии связи поступают к локальному регистратору данных. Центр мониторинга компании ТехСтрой получает доступ к этим данным по сети Internet. При выявлении неисправности персонал центра определяет степень серьезности проблемы и принимает решение по ее устранению.
Колесотокарный станок ТК941Ф3 представлен на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 – Колесотокарный станок ТК941Ф3
Подрельсовый колесотокарный станок с ЧПУ для обработки колесных пар без выкатки [7].
Станок модели ТК941ФЗ предназначен для обточки колесных пар без выкатки их из-под локомотива. Рекомендуется для использования в подразделениях по ремонту тягового подвижного состава.
Обточка производится одним суппортом, работающим под управлением технологической программы СЧПУ.
Управление работой комплекса и контроль над его работой осуществляется с центрального пульта управления одним оператором.
Вращение колесной пары осуществляется от тягового электродвигателя локомотива. Частотный преобразователь, входящий в комплект поставки, обеспечивает бесступенчатое регулирование и стабилизацию оборотов колесной пары при обточке.
В базовом исполнении станок производится для обточки локомотивов с нагрузкой на ось до 24 тонн. Специальное исполнение ТК941Ф3Э – для обточки легких единиц подвижного состава-электропоезда, рельсовые автобусы. Для обточки колесных пар колеи 1067 мм выпускается версия станка ТК941Ф3С.
По согласованию с заказчиком станок комплектуется частотным приводом для электродвигателей локомотивов постоянного или переменного тока.
Дополнительная опция – модуль дистанционного мониторинга работы станка.
Конструктивное исполнение станка и его габариты позволяют производить монтаж в подрельсовом пространстве станка модели А-41 или на новый фундамент.
В комплект поставки входит модуль дистанционного контроля над работой станка. Сигналы датчиков состояния по линии связи поступают к локальному регистратору данных, расположенному в электрошкафу. Регистратор через канал связи GSM подключается к центральному серверу. Центр мониторинга компании ТехСтрой получает доступ к этим данным по сети Internet. При выявлении неисправности персонал центра мониторинга определяет степень серьезности проблемы и принимает решение по ее устранению.
Рабочее место оператора организовано с учетом эргономики и возможности доступа ко всем элементам управления. Центральный пульт управления станка расположен под подвижными рельсами станка. Он закреплен на подвижном плече с возможностью его установки в положении, удобном для обслуживающего персонала. Пульт оснащен необходимыми кнопками управления, световой сигнализацией и указателями, необходимыми для безопасного обслуживания станка во время эксплуатации, а также проведения наладочных операций и диагностических процедур. Слева и справа от центрального пульта в подрельсовом пространстве установлены дополнительные пульты управления домкратами, подвижными рельсами.
Станок приспособлен для обточки профиля с помощью двухсторонних резцов, оснащенных кассетами и режущими пластинами типа LNUX. Тип режущего инструмента и оснастки указаны в эксплуатационной документации.
Замена режущего инструмента не требует изменений в программе обработки. Характерные данные используемого инструмента содержатся в технологической программе обработки. На станке внедрено программное ограничение толщины слоя резания. Это ограничение не позволяет включать процесс обработки с неправильной глубиной резания, выходящей за пределы возможностей режущего инструмента и станка.
Колесотокарный станок ТК4125 представлен на рисунке 3.3
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
