Пояснительная записка (1229590), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Колесо в эксплуатации предназначено для передачи силы тяги и торможения. Оно воспринимает всю нагрузку от массы локомотива и передает ее на рельс. Этот элемент требует особой надежности. Колесо колесной пары состоит из трех основных частей, таких как: колёсный центр, бандаж, бандажное кольцо.
Колесный центр коробчатого сечения отливается из углеродистой стали 25Л или 20Л, в дальнейшем для получения однородной и мелкозернистой структуры металла и для снятия напряжения подвергается отжигу. Колесный центр с натягом насаживают на ось КП, а на удлиненную ступицу центра напрессовывается горячей посадкой зубчатое колесо. Колесный центр состоит из следующих частей: обода, ступицы и промежуточной части, выполняемой в виде спиц. На колесный центр создается усилия от запрессовки бандажа. Колесный центр представлен на рисунке 2.4 [2].
Рисунок 2.4 – Колесный центр
Бандаж колесной пары изготавливается из специальной стали по ГОСТ-398. Профиль бандажа 2ДМетИ 30 мм, представленный на рисунке 2.5 [3], должен соответствовать инструкции ЦТ-329. Внутренняя часть бандажа подвергается обточке на станке под размер колесного центра локомотива для дальнейшего натяга на него. Шероховатость поверхности должно быть менее 5 мкм. Профиль поверхности катания должен обтачиваться с минимальным съемом металла и иметь шероховатость Ra не более 20 мкм. Укрепления бандажа на колесном центре производится бандажным кольцом, который не позволяет съезду бандажа.
Рисунок 2.5 – Профиль бандажа ДМЕТиЛР 30 мм
Зубчатое колесо входит в состав зубчатой передачи, которая предназначена для передачи вращающего момента с вала якоря тягового двигателя на ведущие колеса. На электровозах 2ЭС5К применена жесткая двухсторонняя косозубая передача. Она состоит из двух шестерен, насаженных в горячем состояние на конические концы вала якоря тягового двигателя, и двух зубчатых колес, напрессованных на удлиненные ступицы колесных центров. Зубчатое колесо изготовлено по специальным ТУ из стали 55Ф и имеют твердость 56–61 HRC.
Буксы предназначены для связи колесной пары с рамой тележки и передачи вертикальной нагрузки от подрессореной массы электровоза на колесные пары, а также передачи силы тяги, торможения и боковых горизонтальных сил от колесной пары на раму тележки. Букса электровоза 2ЭС5К представлена на рисунке 2.6 и 2.7 [2].
Рисунок 2.6 – Букса электровоза 2ЭС5К: 1 – кольцо лабиринтное; 2 – крышка задняя; 3, 7 – подшипник роликовый; 4 – корпус; 5, 6 – кольцо дистанционное; 8 – гайка; 9 – планка; 10 – болт; 11 – крышка передняя
Рисунок 2.7 – Букса электровоза 2ЭС5К. Вид сверху: 12, 14 – резинометалические валики; 13 – тяга; 15 – резино-металлическая шайба
Конструктивно букса состоит из корпуса 4, отлитого из стали, с четырьмя приливами для крепления тяг с сайлентблоками и двух тарельчатых приливов для установки на них пружин буксовой степени рессорного подвешивания. Внутри корпуса размещают два роликовых подшипника 3,7 типа 30-42536ЛМ с размерами 180×320×86 мм и типа 30-52536ЛМ с размерами 180×320×86/12. Внутренние кольца роликовых подшипников устанавливают на шейку оси в горячем состоянии при температуре от 100 °С до 120 С. Лабиринтное кольцо 1 натягом в горячей посадке насаживается на предпоступичную часть и вращается вместе с ней, в отличии лабиринтной части буксы. Лабиринтное кольцо и лабиринтная часть корпуса 2 служит уплотнителем, эти два элемента препятствуют вытеканию смазки из буксы, а также не дает проникнуть инородных тел в корпус буксы. Также лабиринт фиксирует положение корпуса буксы на шейке оси.
Кольца подшипников с роликами и сепараторами устанавливаются в корпусе буксы с гарантированным зазором. Внутренние и наружние кольца подшипников разделены дистанционными кольцами 5 и 6. Внутренние кольца подшипников через дистанционное кольцо стягивается гайкой 8, которая стопорится планкой 9, закрепленной двумя болтами 10 в специальном пазу оси. Пространство в лабиринте задней крышки, между подшипниками и передней крышкой, а также в самих подшипниках заполнено смазкой «Буксол» в объёме 3,5–4,0 кг.
Передача тяговых и тормозных сил от корпуса буксы на раму тележки производится через тяги 13, которые одним шарниром прикреплены к приливам корпуса буксы, а другим – к кронштейнам рамы тележки. Шарниры выполнены в виде резино-металлических валиков 12 и 14 и резино-металлических шайб 15.
Система конструкции КП представлена на рисунке 2.8.
Рисунок 2.8 – Система конструкции колесной пары электровоза 2ЭС5К
Для построения сетевой модели ремонта колесной пары необходимо составить таблицу последовательности соединений узлов, деталей и методов их креплений друг к другу. Так же она облегчит определение трудозатрат на операцию по разборке и сборке колесной пары. Последовательности соединений узлов и деталей агрегата представлена на таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Последовательности соединений узлов и деталей агрегата
Агрегат, узел, деталь | Составные элементы по технологической последовательности | Сопряженные элементы, системы | Способ крепления | |
№ | Наименование | |||
Колесная пара | 1 | Ось КП | - | - |
2 | Колесо | К оси КП | Натяг | |
3 | Зубчатое колесо | К оси КП и на колесо | Натяг | |
4 | Букса | К оси КП | Натяг, торцевая гайка и стопорная планка | |
Колесо | 1 | Колесный центр | К оси КП | Натяг |
2 | Бандаж | К колесному центру | Натяг, укрепляющее кольцо | |
Букса | 1 | Корпус буксы | К оси КП | Передняя крышка, болты, торцевая гайка |
Корпус буксы | 1 | Лабиринтное кольцо | К оси КП | Натяг с упором в торец подступичной части оси |
2 | Кольца подшипников | К оси КП | Натяг на шейку оси и закреплена торцевой гайкой | |
3 | Роликовые подшипники | В корпус буксы | Укладывают без особого усилия |
Агрегат, узел, деталь | Составные элементы по технологической последовательности | Сопряженные элементы, системы | Способ крепления | |
№ | Наименование | |||
Роликовые подшипники | 1 | Ролик | Укладывается в сепаратор роликовых подшипников | Гнездо сепаратора |
2 | Сепаратор | Укладывается во внутренне кольцо роликового подшипника | За счет плотного прилегания ко внутреннему кольцу роликового подшипника | |
3 | Внутренне кольцо | Укладывается в корпус буксы | Плотное прижатие |
2.2 Анализ возможных неисправностей
Колесные эксплуатируются в сложных условиях окружающей среды, они испытывают значительные статистические и динамические нагрузки. В процессе эксплуатации в колесных парах возникаю силы торможения и силы тяги, что способствуют вызывает силы трения, от которого происходит, нагрев обода колеса и бандажа.
От исправного состояния колесных пар локомотива зависит безопасность движения поездов. Характерными неисправностями их являются: износ бандажей – прокат, выбоины или ползуны, подрез гребня; ослабление бандажа, колесного центра, зубчатого колеса; трещины, вмятины, откол зубьев зубчатого колеса; риски, забоины, вмятины на шейках оси и другие. Выбоины или ползуны на поверхности катания бандажа образуются вследствие заклинивания колесных пар при неправильном торможении, разрушение роликоподшипников, заклинивании зубчатой передачи.
Вертикальный подрез гребня и остроконечный накат возникают при неправильной установке колесных пар в раме тележки или работе тепловозов на участках с кривыми малого радиуса. При перекосе колесной пары в раме происходит набегание на рельс гребня бандажа отстающего колеса и поперечное скольжение бандажа по рельсу. При движении локомотива происходит износ бандажей по кругу катания, называемый прокатом. На поверхности катания бандажей могут быть трещины, плены, раковины. Под раковинами понимаются пороки металлургического происхождения в виде неметаллических включений (песка, шлака) внутри металла и пустот от усадки металла при неравномерном остывании, выходящих на поверхность катания колеса по мере его износа. Ослабление бандажа на колесном центре происходит при недостаточном натяге, нарушении температурного режима при посадке бандажа (неравномерный нагрев, быстрое остывание), а также при закаливании колесных пар при торможении. Ослабление посадки колесного центра или зубчатого колеса на оси возникает, как правило, при нарушении их напрессовки. Дефекты зубьев зубчатой передачи возникают вследствие частого боксования колесных пар, износа в зубьях и нарушениях зацепления, загрязнения и недостатка смазки в тяговом редукторе.
Трещины и плены на поверхности оси образуются из-за скрытых пороков металла (пустот, неметаллических включений, микротрещин) и усталости металла от значительной знакопеременной нагрузки, действующей на ось. Риски, забоины, вмятины оси - результат неосторожного обращения в процессе перемещения, при хранении колесных пар, неправильного монтажа и проворачивания внутренних колец роликоподшипников, загрязнения и недостаточного количества смазки.
Анализ возможных неисправностей производится с целью планирования операций производственного процесса по восстановлению работоспособности колесной пары. Необходимо определить объём возможных повреждений и износов, возникающих в процессе эксплуатации КП, с тем что бы разработать методы устранения возникших повреждений. Таблица основных неисправностей (таблица 2.2) заполняется на основе:
- анализа конструкций колесной пары;
- правил деповского или заводского ремонта локомотива;
- инструкции МПС;
- технологических инструкции (ТИ);
- справочной литературы;
- натурных наблюдений.
Основными причинами неисправного состояния бандажа является:
а) длительная эксплуатация;
б) значительные динамические и статические нагрузки, которые особенно велики при тяге и торможении локомотива;
в) не совершенна технология ремонта элемента;