Ресурсо- и энергосберегающие технологии при ремонте колесных пар

Виды и сроки освидетельствования колесных пар. Способы проверки и контроля качества при формировании и ремонте колесных пар.

Лекция №9: Технология ремонта колесных пар.

Методы восстановления работоспособности колесных пар.

Срок службы колесных пар зависит от большого количества факторов: от условий эксплуатации, от конструктивного оформления колесных пар, качества стали и технологии изготовления.

Фактический срок службы колес можно определить по следующей формуле:

где Н_н — толщина обода нового цельнокатаного колеса, Н_н=75 мм;

Н_к — толщина обода колеса, изношенного до предельных размеров, мм;

n — количество обточек за весь период службы колеса; h — средняя толщина снимаемого слоя металла за одну обточку, мм; А — полезная работа вагона в течение года, сут.; L_ср — пробег вагона за сутки, км; g — средняя величина износа поверхности катания за 1 км пробега, мм.

Из анализа формулы следует, что срок службы колес можно про­длить за счет уменьшения числа обточек и толщины снимаемого слоя металла при каждой обточке. Поэтому необходимо строго сле­дить, чтобы при обработке колес по кругу катания снимался мини­мальный слой металла.

Число переточек можно уменьшить за счет организационных и технологических мероприятий по повышению прочности и надеж­ности колесных пар, которые можно реализовать по следующим на­правлениям: снижение напряженности осей в эксплуатации, техно­логические пути повышеыия надежности. Снижение напряженности осей в эксплуатации можно добиться путем ликвидации дополни­тельных силовых факторов, возникающих в эксплуатации из-за образования ранее рассмотренных износов и повреждений поверх­ностей катания колес, перегрузки и неравномерности распределе­ния нагрузки внутри вагона, неисправностей систем рессорно-пру-жинного подвешивания, неисправностей и неровностей пути.

Несвоевременно устраненные дефекты поверхностей катания колес занимают ведущее место по своему вредному влиянию на прочность оси.

Эти дефекты вызывают перенапряжения постоянно одних и тех же волокон. Установлено, что ползун глубиной до 2 мм дает наи­большие ускорения до 60g. Эти ускорения вызывают значительную перегрузку оси и, в частности, расчетное усилие на шейку увеличи­вается в 2 раза.

Снижению напряженности элементов колесных пар служит та­кое мероприятие, как балансировка колесных пар, которая обяза­тельна для колесных пар вагонов, эксплуатируемых со скоростями движения выше 140 км/ч. Нарушение баланса для скоростей от 140 до 160 км/ч допускается до 6 Н ■ м.

Технологические пути повышения надежности колесных пар име­ют несколько направлений — это описанные выше методы накатки осей по всей длине, отжиг колес перед обточкой, восстановление шеек металлизацией, восстановление резьбы методами автомати­ческой наплавки.

В настоящее время прорабатываются вопросы повышения каче­ства стали за счет перехода на выплавку стали в электропечах с пос ледующим вакуумированием и продувкой инертными газами (ар­гоном) с целью очистки от неметаллических включений.

Повышение качества стали для колес достигается за счет специ­ализации химического состава стали для колес, эксплуатирующих­ся под грузовыми или пассажирскими вагонами. Эта специализа­ция идет по пути выбора оптимального содержания углерода, марганца, ванадия и других присадок.

Проводятся работы по совершенствованию технологии изготов­ления колес и осей. В частности, целесообразен переход от изготов­ления осей методами ковки и штамповки к изготовлению методом поперечно-винтовой прокатки. Этот метод позволяет полностью ав­томатизировать процесс, снизить металлоемкость изделия на 70 кг и повысить качество и усталостную прочность оси.

Совершенствование технологии изготовления колес идет по пути совершенствования штамповой оснастки с целью уменьшения при­пусков на обработку, совершенствование методов термической об­работки.

В настоящее время ВНИИЖТом разработана и внедряется тех­нология обточки колес по ремонтному профилю на толщину греб­ня 27 и 30 мм, что позволяет увеличить число переточек колесных пар, а значит и их долговечность.

4.2.2. Ремонт колесных пар без смены элементов

Ремонт колесных пар без смены элементов производится во всех нагонных депо. Основной "задачей этого ремонта является восстанов­ление геометрии поверхности катания и гребня колеса. Основным методом восстановления геометрии является обточка на колесото-карных станках. Применяются станки проходного типа, например фирм Хегеншайдт и Рафамег, или тупикового типа тех же фирм, а также российских. Краматорского или Рязанского станкозаводов.

При восстановлении профиля поверхности катания обточкой не­обходимо обеспечить обработку с минимально необходимой глу­биной резания. Но это вызывает большие трудности, так как про­точка будет проходить по твердому наклепанному слою металла поверхности катания колеса. Чтобы исключить эту трудность, ис­кусственно увеличивают глубину резания, и обточка идет по ненак-лепанному металлу, но это уменьшает число последующих перето­чек, а значит и срок службы колес.

Для ликвидации этого недостатка разработаны конструкции ус­тановок для предварительного отжига поверхности катания коле­са. Наиболее эффективными установками отжига являются установ­ки с индукционным нагревом токами высокой частоты, обладающие способностью быстро прогревать верхние слои металла до высо­ких температур, тем самым снижая наклеп. Применение такой тех­нологии позволяет обтачивать колесные пары со снятием стружки минимальной толщины, удлиняет срок службы колес примерно в два раза, дает экономию на режущем инструменте.

Восстановление поверхности катания на отечественных ставках производится за два прохода резца (рис. 4.6).

Грубая обработка производится обычно от фаски н к гребню к (рис. 4.6), при этом оставляя припуск на последующую чистовую обработку 1...2 мм.

Чистовой проход выполняется от внутренней грани колеса Япо гребню к фаске К.

Обработка ведется в автоматическом режиме твердосплавным чашечным резцом, управляемым по копиру гидравлической следя­щей системой.

В последние годы резко интенсифицировался износ гребней, а восстановление геометрии поверхности катания и гребня обточкой на станке при самых передовых технологиях приводит к снижению срока службы колесных пар. Поэтому встал вопрос восстановле­ния гребней наплавкой.

Колеса изготавливаются из среднеуглеродистой стали, которая яв­ляется трудносвариваемой, при сварке и наплавке которой во избежа­ние образования горячих (кристаллизационных) трещин в наплавлен наплавлен­ном металле и холодных трещин воколошовнои зоне требуется вы­полнение целого ряда условий.

Для этого была разработана специальная технология наплавоч­ных работ на базе шеечно-накат­ного станка ХАД-112, которая предусматривает предваритель­ный нагрев колес в зоне гребня до t = 250 °С, наплавку в специальных

кабинах с целью исключения образования сквозняков в зоне свароч­ного поста и последующее замедленное остывание колес после наплав­ки в специальных термостатах. При этом запрещено устанавливать наплавленные колесные пары на рельсы.

Предотвратить образование трещин удалось подбором свароч­ной проволоки Св-08ХМ, СВ-08ГА, сварочного тока / =330...350 А, скорости наплавки V - 20...25 м/ч, флюсов — АН-348А. АНЦ-1. При этом флюсы должны проходить прокалку при (= 35О...400°С в тече­ние 1...2 ч и храниться в сушильном шкафу при t = 60°С, что снижа­ет содержание водорода в нагшавленном металле и предотвращает образование пор.

После наплавочных работ производится обточка колес по кругу катания, как это описано выше.

Далее колесная пара подвергается магнитно-порошковой дефек­тоскопии средней часги оси, ультразвуковой дефектоскопии под-ступичных частей и шеек, если не производился съем внутренних колец роликовых подшипников на горячей посадке, и вихретоко-вая дефектоскопия дисков колес в соответствии с инструкцией.

После измерения параметров колесной пары в соответствии с инструкцией [15] колесная пара в случае соответствия всем требо­ваниям подвергается клеймению и окраске.

Дата добавления: 2014-01-05