Основные положения. Методические указания к выполнению лабораторных работ

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ГАСИТЕЛИ КОЛЕБАНИЙ

МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА (ЭПС)

Методические указания к выполнению лабораторных работ

для студентовспециальности 190303 «Электрический транспорт железных дорог»очной и заочной форм обучения

Составители: Н.А. Ефимов

А.С. Тычков

А.А.Булатов

Т.А. Попугаева

Самара

2009

УДК 629.423.1

Механическая часть электроподвижного состава (ЭПС): методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 190303 очной и заочной форм обучения / составители: Н.А. Ефимов, А.С. Тычков, А.А. Булатов, Т.А. Попугаева. – Самара: СамГУПС, 2009. – 48 с.

Утверждены на заседании кафедры 19 октября 2009 года, протокол № 2.

Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета.

В указаниях изложена методика проведения лабораторных работ по дисциплине «Механическая часть ЭПС» для студентов специальности 190303 «Электрический транспорт железных дорог» на базе учебной лаборатории, полигона и на филиале кафедры «Электрический железнодорожный транспорт» при ДОП «Самаратранспригород».

Составители: Ефимов Николай Александрович

Тычков Александр Сергеевич

Булатов Андрей Александрович

Попугаева Татьяна Анатольевна

Рецензенты: к.т.н., проф. кафедры «Локомотивы» СамГУПС Р.Г.Валиуллин;

зам. начальника ДОП Самаратранспригород А.В.Суханов

Редактор И.М. Егорова

Компьютерная верстка Е.А. Ковалева

Подписано в печать 17.12.2009. Формат 60х90 1/16.

Усл. печ. л. 3,0. Тираж 100 экз. Заказ № 236.

Ó Самарский государственный университет путей сообщения, 2009

СОДЕРЖАНИЕ

1. Лабораторная работа №1. Гидравлические гасители колебаний..................... 4

2. Лабораторная работа №2. Колесные пары..................................................... 10

3. Лабораторная работа №3. Автосцепное устройство...................................... 19

4. Лабораторная работа №4. Тяговый привод I класса отечественных

электровозов...................................................................................................... 24

5. Лабораторная работа №5. Моторно-осевые подшипники, применяемые на

отечественных электровозах............................................................................. 30

6. Лабораторная работа №6. Резинокордная муфта.......................................... 34

7. Лабораторная работа №7. Карданная тяговая передача электровоза ЧС-2. 37

Библиографический список..............................................................................40

Приложение А...................................................................................................41

Приложение Б...................................................................................................43

Лабораторная работа № 1

Цель работы: изучить местоположение гасителей колебаний в системе рессорного подвешивания ЭПС; конструкцию, особенности работы и технологию ремонта гидравлических гасителей колебаний.

Приборы и инструменты: стенд для испытания гидравлических гасителей колебаний «ЭНГА».

Гасители колебаний – демпферы являются составной частью рессорного подвешивания ЭПС и предназначены для ограничения амплитуд колебания кузова и тележек вязким или сухим трением.

Гасителями называют устройства, преобразующие механическую энергию колебаний в тепловую и рассеивающие ее в окружающую среду.

По виду трения гасители колебаний бывают:

- фрикционные, рассеивающие энергию колебаний посредством сухого трения фрикционных пар;

- гидравлические – путем дросселирования жидкости из одной полости цилиндра в другую

Гасители колебаний размещаются на электроподвижном составе между рамой тележки и буксами – первая ступень рессорного подвешивания (буксовое) и между рамой кузова и тележками – вторая ступень рессорного подвешивания (центральное).

Гашение колебаний в гидравлических гасителях происходит под действием сил вязкого трения жидкости, возникающих при продавливании ее поршнем через узкие каналы и всасывании обратно через клапаны одностороннего действия. Гасители бывают двустороннего и одностороннего действия.

Применяются две системы расположения гасителей колебаний – совместного и раздельного гашения колебаний.

В системе совместного гашения колебаний гидравлические гасители устанавливаются наклонно под углом (α = 35÷45°) к горизонтали по одному гасителю с каждой стороны тележки, что позволяет исключить или ограничить вертикальные и горизонтальные колебания кузова или рамы тележки. Такое расположение гасителей применяется на тележках мотор-вагонного подвижного состава (МВПС) ЭР2, ЭР9; ЭТ2; ЭД4М, ЭД9, а также электровозов ВЛ10у и др.

При раздельной системе гашения колебаний для гашения вертикальных колебаний кузова гасители устанавливают под углом α = 90⁰ , а горизонтально расположенные гасители размещают между надрессорной и поперечной балкой рамы тележки (ЭР200). А для ограничения поперечной качки кузова электровозов ВЛ10, ВЛ80, ЧС2 и других применяют резинометаллические упоры, которые крепят к шкворневой балке рамы кузова. Гашение поперечных колебаний выполняют также фрикционные опоры скольжения.

На электровозе или вагоне допускается установка гасителей только одного типа.

На ЭПС эксплуатируются гасители КВ3-ЛИИЖТ (Калининский вагоностроительный завод). Технические характеристики гасителя приведены в табл. 1.

Таблица 1– Технические характеристики гасителя КВЗ-ЛИИЖТ

Показатели	Значение
Длина при полном сжатии по осям головок, мм
Диаметр, мм: штока цилиндра корпуса	67,5
Ход поршня, мм
Параметр сопротивления, кН·с/м	100…120
Количество рабочей жидкости, л	0,9
Давление открытого предохранительного клапана, МПа	4,5±0,5
Масса гасителя, кг

Примечание. До 1989 г. выпускались гасители с диаметром цилиндра 68 мм.

Альбомные размеры деталей гасителя колебаний КВЗ-ЛИИЖТ приведены в Приложении А – Таблица А1.

Это телескопический поршневой гаситель двухстороннего действия (рисунок 1,а), развивает усилия сопротивления на ходах сжатия и растяжения и состоит из цилиндра 5 с головкой 15, в котором при колебаниях рамы кузова или тележки перемещается поршень – шток 6 с клапанами 17 и кольцом 4. В нижнюю часть цилиндра запрессован корпус 18 с клапаном 19. Шток 6 уплотнен сальниковым устройством, состоящим из обоймы 7 и двух каркасных сальников 10. Гайка 8 фиксирует положение деталей гасителя и одновременно сжимает резиновое кольцо 14, которое уплотняет корпус 16. Гаситель крепят с помощью верхней 11 и нижней 1 головок резиновых втулок 2 и стальных вкладышей 3. На верхнюю головку наворачивают защитный кожух 9, который фиксируется болтом 13. Крепление штока к верхней головке осуществляется винтом 12.

При ходе поршня 6 вверх (рисунок 1,б) давление рабочей жидкости в надпоршневой полости повышается, диск клапана 19 в поршне прижимается к посадочным поясам корпуса, жидкость, преодолевая большое сопротивление, поступает через щелевые каналы, расположенные на наружном поясе, в подпоршневую полость 20. Однако давление в этой полости все равно снижается, так как освобождающийся объем под поршнем больше объема поступившей жидкости. Вследствие образовавшегося разрежения объем под поршнем заполняется жидкостью, всасываемой из вспомогательной камеры 21 через канавки в нижнем корпусе, калиброванные отверстия клапана 19 и пазы дистанционного кольца. При повышении давления в надпоршневой полости до 4,41 МПа открывается клапан 17 в поршне, и часть жидкости перепускается в подпоршневую полость 20. Давление в надпоршневой полости падает, шарик под действием пружины закрывает отверстие клапана 17.

Когда поршень перемещается вниз (рисунок 1,в), давление рабочей жидкости в подпоршневой полости 20 повышается, диск нижнего клапана 19 прижимается к посадочным поясам корпуса, и часть жидкости, преодолевая большое сопротивление, переходит через щелевые каналы во вспомогательную камеру 22. Одновременно при этом ходе давление жидкости в надпоршневой полости снижается, клапан 17 открывается, и часть жидкости перетекает через калиброванные отверстия клапана в освободившееся надпоршневое пространство. Если давление в подпоршневой полости 20 повысится до 4,41 МПа, сработает клапан 19 в нижнем корпусе, и часть жидкости перепустится во вспомогательную камеру 23. Давление в полости 21 упадет, и шарик клапана 19 под действием пружины закроет отверстие.

Рисунок 1 – Гидравлический гаситель двухстороннего действия:

а – конструкция гасителя; б – при ходе поршня вверх; в – при ходе поршня вниз

Работа данного гасителя одинакова при обоих ходах, потому что соотношение площадей над и под поршнем равно m=0,5, а именно, при диаметре поршня 68 мм, а штока 48 мм:

.

Сила гасителя зависит от сопротивления протеканию жидкости через клапаны, т. е. от скорости перемещения поршня и силы прижатия клапана. Таким образом, с ростом амплитуды и частоты колебаний растет сила, гасящая колебания.

Пригодность гасителя колебаний определяют способностью его противодействовать колебательному процессу, которая оценивается силой сопротивления гасителя.

При малых относительных скоростях считают, что сила сопротивления F пропорциональна скорости перемещения поршня V относительно цилиндра

F = b × V.

Коэффициент пропорциональности b называют коэффициентом вязкого сопротивления, или параметром сопротивления демпфера.

Физический смысл: если b = 0, то масса совершает незатухающие колебания. Чем больше b, тем меньшее число колебаний совершила упруго подвешенная масса до возврата в первоначальное положение.

Гидравлический гаситель одностороннего действия создает силу сопротивления только на ходе сжатия. Ход растяжения является вспомогательным, шток свободно перемещается вверх и засасывает рабочую жидкость в подпоршневую полость.

Применение соответствующей рабочей жидкости в гидравлических гасителях позволяют повысить долговечность и обеспечить стабильным параметр сопротивления β. Этот параметр может быть определен по рабочей диаграмме, записанной при испытании гасителя на специальном стенде, состоящем из механизма, задающего возвратно-поступательное движение поршню гасителя относительно его цилиндра, и механизма для регистрации силы сопротивления, развиваемой гасителем в зависимости от перемещений ползуна. Эти механизмы смонтированы на одной станине.

Параметр сопротивления β определяется по формуле, кг·сек/см:

,

где М – масштаб записи силы сопротивления, определяемый по результатам тарировки регистрируемого механизма стенда, кг/мм;

L – длина рабочей диаграммы, мм;

n – частота вращения кривошипного механизма стенда, об/сек;

Н – высота рабочей диаграммы, см (ход поршня).

При текущем ремонте ТР-3 ЭПС гидравлические гасители колебаний разбирают, ремонтируют и испытывают. При разборке сначала вынимают резиновые втулки из головок гасителя, затем зажимают в тисках верхнюю головку гасителя, выворачивают стопорный винт и свертывают по резьбе защитный кожух. Наружные поверхности гасителя очищают от грязи керосином.

Специальным приспособлением выдвигают из цилиндра верхнюю головку в сборе со штоком. Затем отсоединяют головку от штока, снимают планку, выворачивают гайку, вынимают обойму с кольцами и манжетами и извлекают цилиндр со штоком, буксой и нижними клапанами. Пользуясь деревянным молотком, снимают с цилиндра корпус нижнего клапана в сборе и с помощью оправки выбивают буксу. Масло из корпуса гасителя сливают в чистый бак, после чего выворачивают и разбирают клапаны.

Очищенные детали гасителя тщательно осматривают. Резиновые детали заменяют новыми. Трещины в штоке не допускаются. Шток с задирами, вмятинами, выбоинами и местным износом более 0,043 мм на цилиндрической рабочей поверхности по диаметру 48 мм шлифуют и доводят его диаметр до 47,925 мм. При большем износе шток восстанавливают хромированием с последующей шлифовкой, при этом толщина слоя хрома не должна превышать 0,15 мм. Допускается также восстановление штока вибродуговой наплавкой под слоем флюса сварочной проволокой Св-10ГА, Св-10Г2 с последующей обточкой и шлифовкой. Такую же технологию применяют для восстановления рабочей поверхности поршня. По диаметру 68 мм у верхней головки замеряют отверстия и проверяют калибром резьбу. При повреждении более двух ниток резьбу срезают, затем это место наплавляют вибродуговой сваркой под слоем флюса и нарезают новую резьбу. Местные вырывы и задиры глубиной более 2 мм не допускаются. Риски, задиры и местную выработку глубиной до 0,3 мм разрешается устранять шлифовкой при условии сохранения установленных размеров.

Трещины цилиндра, а также выкраивания цементированного слоя не допускаются. При комплектовании цилиндра с ремонтными поршневыми кольцами необходимо следить за тем, чтобы зазор в замке был не более 1,3 мм, а овальность – не более 0,1 мм. В противном случае цилиндр заменяют.

Кожух тщательно осматривают. При потертостях более 2 мм и овальности более
1 мм кожух заменяют. Помятость, отбортовку нижней кромки и овальность кожуха выправляют медным молотком на оправке. Отремонтированный кожух снаружи и внутри окрашивают эмалью МС-17. Швы с трещинами вырубают, разделывают и вновь заваривают. Трещины, вмятины, забоины, протертости до 2 мм глубиной зачищают абразивным кругом, если же глубина превышает 2 мм, корпус заменяют. Изношенную и поврежденную резьбу разрешается восстанавливать наплавкой с последующей обработкой и проверкой.

При наличии рисок и царапин на притирочной поверхности диска (кольца) клапана его притирают с применением пасты ГОИ. Давление срабатывания разгрузочного клапана регулируют на прессе по манометру.

Перед сборкой все металлические детали вновь протирают бензином или керосином и насухо вытирают безворсовой салфеткой. Сборку выполняют в такой последовательности. Шарик с его опорой и пружиной вставляют в гнездо клапана и заворачивают пробкой. Клапан в сборе с дисками и большими пружинами вставляют в шток поршня и в корпус клапана. Затем надевают кольцо на поршень штока.

Нижнее уплотнительное кольцо вставляют в корпус нижнего клапана и ударами деревянного молотка по корпусу устанавливают клапан на торец цилиндра. В цилиндр вставляют собранный шток и, перемещая его вверх и вниз, убеждаются в плавном, без заеданий движении. Верхнее уплотнительное кольцо вкладывают в буксу и надевают ее на шток.

Корпус зажимают за нижнюю головку в тисках и заливают в гаситель 0,9 л приборного масла. Собранный цилиндр устанавливают в корпус и, перемещая шток в цилиндре, проверяют работу клапанов.

Обойму со вставленными манжетами и надетыми уплотнительными кольцами надевают на шток. Затем заворачивают гайку и застопоривают ее планкой. Выдвинув шток вверх, наворачивают на него верхнюю головку в сборе с кожухом, после чего вворачивают стопорный винт и болт. Затем вручную прокачивают гаситель для удаления воздуха из цилиндра, заполненного ранее маслом.

Масло ВМГЗ по ТУ 38.101.479-86 заливают в гаситель в количестве 0,9…1 л. Предварительно его фильтруют через специальную сетку 018Н (ГОСТ 6613-86). Допускается смесь свежего масла ВМГЗ с восстановленным в соотношении 1:1, а также масло АМГ-10 (ГОСТ 6794-75) и трансформаторное масло Т-750 (ГОСТ 982-80).

Перед сборкой шток следует покрыть жировой смазкой ЦИАТИМ 221 (ГОСТ 9433-80), ЦИАТИМ 279 (ГОСТ 14296-78) или тормозными смазками ЖТ-79Л по ТУ 32-ЦТ-1176-83 или ЖТКЗ-65 по ТУ 32-ЦТ-546-83.

Отремонтированный гаситель колебаний устанавливают на испытательный стенд и проверяют его работоспособность. Исправность гасителя колебаний проверяют периодически на испытательном стенде с записью рабочей диаграммы усилий и перемещения на специальном бланке. Испытанный гидравлический гаситель колебаний считается годным, если его рабочая диаграмма имеет форму, показанную на рисунке 2. В случае искажения диаграммы по сравнению с приведенной в заводской инструкции гаситель ремонтируют.

Рисунок 2 – Рабочая диаграмма гасителя колебании

Проверка работоспособности гасителя после ремонта производится на стенде «ЭНГА» слесарем, производившим ремонт. Контрольные параметры рабочих диаграмм приведены в Приложение А – Таблица А2.

По окончании испытания выдается заключение о пригодности гасителя к эксплуатации.

· Если гаситель признан пригодным к эксплуатации, фон Заключения – зеленый.

· Если гаситель признан не пригодным к эксплуатации, фон Заключения – красный.

Если гаситель пригоден к эксплуатации, то производится распечатка результатов испытания гасителя на принтере, которая хранится в течение 3 лет.

Гаситель считается годным, если форма диаграммы соответствует эллипсу, а параметр сопротивления находится в пределах 75÷125 кН·с/м. Гаситель, признанный годным к эксплуатации, маркируется. О выполненном контроле производится запись в журнале.

Маркировка наносится на нижней головке. Маркировка включает номер ремонтного предприятия, вид ремонта, дату.

Перед выпуском гасителя из цеха (участка) слесарь должен обвести клеймо в рамку белого цвета.

После испытания гидравлического гасителя проверяют сальниковое уплотнение. Если при горизонтальном положении гасителя в течение 12 ч не появляется течь, он считается годным. Хранят замаркированные гидрогасители в вертикальном положении или наклонно под углом не менее 35°. Маркировка включает дату ремонта и испытания и номер ремонтного предприятия.

Дата добавления: 2015-04-25