Восстановление изношенной поверхности полумуфты редуктора электровоза ВЛ85

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МГУПС)

ИНСТИТУТ  ТРАНСПОРТНОЙ ТЕХНИКИ И СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ (ИТТСУ)

 

 

Кафедра "Технология транспортного машиностроения и

ремонта подвижного состава"

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка

к курсовому  проекту

на тему:

«Восстановление изношенной поверхности полумуфты редуктора электровоза ВЛ85»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент группы ТВД-411 Зылева Н. А.

 

Проверил: Скляров  В.М.

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва – 2013

Содержание

 

Введение………………………………………………………...………….…..…4

1. Краткая характеристика изношенной детали и пары трения, в состав которой она входит………..………………….......……………………...….5
1. Назначение детали, её конструктивные особенности, уровень ответственности, программа ремонта…………………………….…8
2. Описание и анализ условий эксплуатации детали, характера её изнашивания, величины и характера нагрузок на деталь и т.д.....…9
3. Химический состав и свойства материала детали, её термообработка, твёрдость и свариваемость……………………………………..…….10
4. Основные технические требования к восстанавливаемой поверхности………………………………………………………….….11
2. Разработка технологического процесса восстановления изношенной детали………………………………………………………………….……12
1. Обоснование и выбор способа нанесения покрытия и принципиальной схемы технологического процесса ремонта детали…………  …..…12
2. Расчет оптимального состава и выбор марки материала покрытия……………………………………………………………….…17
3. Определение основных технологических параметров процесса нанесения покрытия…………………………………………..……...…19
4. Выбор технологического оборудования для нанесения покрытия………………………………………………………..………..22
5. Разработка или выбор оборудования для нанесения покрытий……………………………………………………………...….22

3.Техника безопасности  при нанесении покрытий………………….….23

Вывод…………………………………..………………………………...24

Список использованной литературы……………….……………….…25

 

Введение

Целью курсового проектирования является практическое изучение основных принципов разработки технологии восстановления деталей, получение инженерных навыков  в проектировании технологической  оснастки и приспособлений для наплавки, ознакомление и практическое применение справочной информации и т. п.

От рационально разработанного технологического процесса восстановления зависит работоспособность и  долговечность восстановленной  детали, а также экономическая  эффективность ремонта.

При разработке технологического процесса восстановления изношенной поверхности  полумуфты должны быть решены следующие  задачи:

а) выбор способа  восстановления изношенной поверхности;

б) выбор оптимального состава материала покрытия;

 в) определение  основных технологических параметров  процесса нанесения покрытий;

г) выбор технологического оборудования;

д) разработка вспомогательной технологической  оснастки и приспособлений для нанесения  покрытий;

На запасные части к локомотивам расходуется  свыше 40 % металла, идущего на изготовление этих машин.

Исследованиями установлено, что 85 % деталей машин становятся не работоспособными при износах  поверхностей не более 0,2...0,3 мм, а себестоимость  восстановления составляет 50...60 % от стоимости  новой детали. К тому же в последние  годы разработаны и применяются  технологии, которые позволяют получить ресурс восстановленной детали на уровне серийной и даже выше. Поэтому восстановление многих деталей является целесообразным и экономически выгодным. Об этом свидетельствует  опыт восстановления деталей в различных  отраслях экономики как в Российской Федерации, так и за рубежом.

 

1. Краткая характеристика изношенной детали и пары трения, в  состав которой она входит.

 

Полумуфта-составляющая часть  редуктора воздушного компрессора  КТ6Эл электровоза ВЛ85 и служит для  монтажа зубчатой передачи редуктора.

Электровоз ВЛ85 (рис. 1.1) предназначен для эксплуатации на железных дорогах страны, электрифицированных на однофазном переменном токе промышленной частоты (50 Гц) с номинальным напряжением 25 кВ.

 

Рис. 1.1. Общий вид электровоза ВЛ85

Электровоз рассчитан  на работу при напряжении в контактной сети от 19 до 29 кВ, температуре окружающей среды от -50 до +40 °С (предельное рабочее значение) и высоте над уровнем моря до 1 400 м. Электрооборудование, устанавливаемое в кузове электровоза, рассчитано на работу при температуре окружающей среды от -50 до +60 °С.

Блок мотор-компрессора  электровоза ВЛ85, изображенный на рисунке 1.2, состоит из компрессора 1 типа КТ6-Эл, редуктора 3 и электродвигателя 7, смонтированных на общем каркасе 9.

Передачу крутящего момента  от электродвигателя к компрессору  осуществляют через редуктор посредством  втулочно-пальцевых муфт 4, 12, полумуфты  которых соединены между собой  с помощью резиновых втулок 5 и  пальцев 10.

За счет деформации резиновых  втулок 5 муфты допускают относительное  смещение валов (поперечное, угловое) и  обеспечивают смягчение толчков  при передаче вращения. Они имеют  защитные ограждения 2, 6.

Каркас 9 представляет собой  сварную раму из швеллера № 16 с фрезерованными установочными плоскостями под  опорные поверхности электродвигателя, редуктора и компрессора. Для  фиксации указанного оборудования применяют  штифты 8, 11, 13.

Блок мотор-компрессора  крепят болтами 15 к скобам 14. После  установки блока скобы 14 приваривают  к полу кузова. Для транспортировки  блока предназначены два отверстия  в каркасе и рым-болт компрессора.

Рис. 1.2. Блок-мотор компрессор

 

Компрессор - предназначен для обеспечения сжатым воздухом тормозов, аппаратов вспомогательных цепей и пескоподачи электровоза. Компрессор КТ 6 двухступенчатый, трехцилиндровый с W – образным расположением цилиндров и воздушным охлаждением оборудован устройством для перехода  на холостую работу при вращающемся коленчатом вале.

 

 

Рис. 1.3. Компрессор КТ- 6

 

    На рисунке 1.3 приведена схема компрессора КТ6. Он имеет три цилиндра: два цилиндра первой ступени сжатия 1 и один цилиндр второй ступени сжатия 2. Атмосферный воздух всасывается в цилиндры первой ступени сжатия через фильтры 3 и после сжатия выталкивается в промежуточный охладитель через патрубки.  Из полостей 2 горячий воздух по трубкам 3 опускается в нижние коллекторы 4. Затем по трубкам 5 поднимается в полость 6 и через патрубок 7 всасывается в цилиндр второй ступени. Предохранительный клапан 8 отрегулирован на давление открытия 0,45 МПа (4,5 кгс/см2). Воздухоохладитель и цилиндры компрессора обдуваются вентилятором 5, имеющим клиноременный привод от вала компрессора. В клапанных коробках 6 (крышках цилиндров) каждого цилиндра установлен один всасывающий и один нагнетательный клапаны кольцевой конструкции.

Для передачи энергии от электродвигателя к компрессору  КТ6-Эл используется редуктор (рис. 1.4) со следующими техническими данными:

Таблица 1

Технические данные редуктора

Число зубьев:
зубчатого колеса
шестерни
Передаточное отношение
Натяг посадки зубчатого колеса и шестерни на валы полумуфт, мм	0,08-0,14
Осевой разбег конических подшипников, мм
Межцентровое расстояние зубчатой пары редуктора, мм

     Корпус редуктора состоит из двух разъемных половин — верхней и нижней. Нижняя половина служит масляной ванной для смазки зубчатых колес. Герметичность между обеими половинами корпуса обеспечивается специальной прокладкой из плоского резинового шнура и маслостойкой замазкой. Тонкий слой замазки наносят на поверхность стыка и кольцевой канавки с таким расчетом, чтобы при его затяжке болтами излишек замазки равномерно выступил по всему периметру. На боковых поверхностях корпуса редуктора имеются отверстия, служащие гнездами для подшипниковых узлов.

 

Рис. 1.4. Редуктор

 

Межцентровое расстояние между гнездами (и одновременно для  зубчатой пары) составляет 264,6 мм. Толщина  зубьев колеса и шестерни 8,32мм, замеряемая на высоте 4,485 мм от окружности выступов, выбрана с таким расчетом, чтобы  при вышеуказанном межцентровом расстоянии боковой зазор в зацеплении был бы в пределах от 0,1 до 0,3 мм. Уход за редуктором в процессе эксплуатации заключается в периодическом контроле за наличием и состоянием смазки в нижней половине корпуса. Уровень контролируют по рискам на масломере, размещенном на нижней половине корпуса. При установке нового или отремонтированного редуктора на каркас блока мотор-компрессора необходимо следить за правильностью совпадения осей редуктора, компрессора и двигателя. Допускаемое отклонение от соосности не более 0,5 мм. Замер соосности производят по наружным диаметрам полумуфт. Перекос валов контролируют по изменению размера зазора между торцами полумуфт, равного 2—6 мм при повороте муфт на 90, 180 и 270°. Правильно собранный и установленный редуктор обеспечивает вполне нормальную работу блок-мотор компрессора.

 

3. Назначение детали, её конструктивные особенности, уровень  ответственности, программа ремонта

 

Для соединения валов механизмов, передающих основные нагрузки, рекомендуется  применять зубчатые полумуфты (рис. 3.).

Полумуфта - составляющая часть редуктора, служит для монтажа зубчатой передачи редуктора.

Основными конструктивными  требованиями к детали данного типа являются точность диаметральных размеров, концентричность наружных и внутренних рабочих поверхностей, параллельность торцов и их перпендикулярность основной геометрической оси детали.

Рис. 2. Конструктивные особенности полумуфты

 

В табл. 2 представлены основные размеры и возможные дефекты полумуфты.

Таблица 2

       Основные размеры и возможные дефекты полумуфты

Условные обозначения	Размеры, мм	Возможные дефекты
d	60 72 80 90	Износ поверхности
	М 12-60 М 12-60	Износ, повреждение резьбы
	30	Износ отверстий  под пальцы

 

1.3 Описание и анализ условий эксплуатации детали, характера её изнашивания, величины и характер нагрузок на деталь

 

В системах для соединения валов электродвигателей с быстроходными валами редукторов и их тихоходных валов с барабанами, ходовыми колесами и другими сборочными единицами используют различные муфты. В таких соединениях муфты должны обеспечить не только передачу заданного крутящего момента, но и иметь возможность компенсировать различного рода смещения геометрических осей соединяемых валов.   

 Осевые D и радиальные d смещения валов (рис. 3, в и а), а также их угловой перекос (рис. 3, б) возникают, во-первых, в результате упругих деформаций деталей под нагрузкой, во-вторых – неточностей изготовления и сборки узлов. В реальных соединениях валов все эти виды смещений наблюдаются одновременно (рис. 3, г).

Рис. 3. Осевые и радиальные смещения валов

 

В процессе эксплуатации при передаче крутящего момента на валы действуют значительные нагрузки. Вследствие этих нагрузок определяются основные виды износов муфты редуктора:

а) износ по наружному  диаметру;

б) поломка по галтели  перехода с диаметра 90 мм до диаметра 200 мм;

в) заедание.

Возникновение того или  иного повреждения обусловлено  рядом факторов (условия смазки, наличие абразивной среды, режим  и характер выполнения работы, природно-климатические  условия и т.д.) в зависимости  от их наличия в каждом случае, одно из вышеуказанных повреждений может быть преобладающим. Из всех видов повреждений основной причиной выхода из строя считается износ контактирующих поверхностей (система соединения с натягом, зазором и переходная посадка). Уменьшить скорость изнашивания контактирующих поверхностей, за срок службы деталей, стремятся путем применения технологических, конструктивных и организационных мероприятий (выбор материала детали и режимов термообработки, размеров и количества шлицев, фильтрации масла, улучшения качества технического обслуживания и т.д.). Поэтому наличие указанных повреждений у деталей этих соединений носят вероятностный характер.

 

4.  Химический состав и свойства материала детали, её термообработка, твёрдость и свариваемость

 

Полумуфта изготовлена из конструкционной легированной стали 20ХН3А ГОСТ 4543 – 88 и проходит термическую обработку.

Назначение: шестерни, валы, втулки, силовые шпильки, болты, червяки, муфты и другие цементируемые  детали, к которым предъявляются  требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой  поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах. Ограниченно свариваемая.