Повышение надежности колесных пар электровозов ВЛ80

В даний час вважається необхідним додавання в РМ поверхнево-активних речовин. ПАР суттєво активізують  процес розвитку КВ-тріщин, тому недопустимо  застосовувати СМ, ​​що містять поверхнево-активні речовини, для лубрикації КРТ.

2.7 Уніфікація параметрів системи «колесо-рейок»

Порівняння КРТ з гігантським  розгорнутим підшипником кочення  зовсім не є гіперболою. Як не можна  збирати підшипники якісно з елементів  різної форми і розмірів і робити їх з різних матеріалів, так не можна  порушувати правило уніфікації і  відносно елементів КРТ. Уніфікація параметрів є законом, порушення  якого призводить до нестабільного  функціонування КРТ і підвищеним витрат. Уніфікація важлива як для  запобігання катастрофічного зносу, так і КУП. Уніфікація параметрів КРТ на увазі в першу чергу  уніфікацію профілів і матеріалів коліс  і рейок, швидкостей руху та регламенту обслуговування. Уніфікація конструкції  ходової частини рухомого складу і колії також може внести чималий  внесок в стабільність роботи КРТ.

2.7.1 Уніфікація профілів

В даний час на Укрзалізниці застосовується кілька колісних профілів. Затверджено локомотивні, вагонні, ремонтні профілі коліс, що розрізняються  як кутом нахилу гребеня, так і  профілем поверхні катання. Використання на мережі коліс з різними профілями  рівносильно заміні при ремонті, наприклад, буксового підшипника частини  циліндричних роликів на конічні.

 Найбільш важливим  аспектом уніфікації профілів  елементів КРТ є їх конформність. Якщо всі елементи КРТ мають  конформні профілі, а колеса  котяться по рейках постійної  колом, то очевидно, що передеформірованіе  робочих поверхонь зводиться  до мінімуму, пластична деформація  стає більш однорідною, швидко  згасає і КУП мінімізуються. 

Однак внаслідок укладання  рейок із різним ухилом, зміщення візків в кривих, колісних пар у візках та інших причин неможливо зробити  всі елементи КРТ ідеальної форми  без припусків на припрацювання, так щоб вихідні контактні  напруги не перевищували циклічний  межа текучості.Тому КРТ не тільки име  ¬ ет, але й повинна мати період підробітки. На початку цього періоду  відбувається конформірованіе профілів і зниження контактних тисків за рахунок  пластичної деформації;пізніше відтворюється  рівноважний ізносний профіль (через  наявність та стирання поверхневих  плівок ці процеси найчастіше не збігаються в часі). В даний час основною причиною, що приводить до порушення  уніфікації, є дуже сильна зміна  профілів у процесі підробітки.

Припуск на пластичну деформацію повинен задаватися з таким рас  вирахуванням, щоб обмятіе та освіта зміцненого поверхневого шару з оптимальною  епюр залишкових напружень закінчувалося  б до початку стадії руйнування.Чим  вище вихідна твердість, тим менше  по ¬ винні бути припуски на припрацювання  і вище точність виготовлення. Основна  причина цього - збільшення твердості  коліс і рейок без відповідного коректування профілів, зменшення припусків  на припрацювання і коригування  регламенту обслуговування. При збільшенні твердості має зменшуватися неузгодженість профілів коліс і рель ¬ сов, яке  в даний час досягло катастрофічних розмірів. Як видно з рис. 2.11, зі збільшенням  твердості допуск на неузгодженість профілів особливо швидко зменшується  в інтервалі низьких твердість. У 1970-х роках середня твердість  коліс з урахуванням обточек  була 200 - 220 НВ, рейок 260 - 280 НВ. У 1990-х  твердість коліс з урахуванням  обточек стала в середньому 250 НВ, рейок 360 НВ. Це означає, що за останні 30 років середня твердість елементів КРТ збільшилася на 60 - 80 НВ.Це збільшення мало супроводжуватися зменшенням неузгодженості профілів майже вдвічі, чого, на жаль, не відбулося. З цієї ж залежності випливає, що при збільшенні твердості понад 400 HV профілі мають бути рассогласуются ¬ ником не більше ніж на 0,3 мм.Це абсолютно нереально не тільки для вихідних, але і для приробитися профілів, якщо враховувати клас точності КРТ, поєднане вантажно-пасажирське рух і т.д.Твердість 400 HV є природним кордоном, досягти якої можна лише в ідеально спроектованої КРТ із застосуванням заевтектоідних сталей, що мають при такій твердості досить високу пластичність.

Як зазначалося раніше, вертикальні та бокові поверхні можуть мати різну твердість і повинні  мати різні допуски на неузгодженість профілів. В даний час гребені  частини коліс гартуються на твердість  до 800 HV.При твердо ¬ сті рейок 380 НВ бічні поверхні повинні в  такому випадку мати допуск на неузгодженість профілів близько 0,2 мм (шкали твердості  по Віккерсу - HV і Бринеллю - НВ до 400 од. Збігаються з достатньою для  практики точністю; після 400 HV загартована  Брінеллівська кулька мнеться). Бо в  нормальних умовах експлуатації направляюче  зусилля повинне бути невелика (у  кілька разів менше навантаження на колесо), допуск на припрацювання  може бути більше, ніж це випливає з  рис. 2.11, і доходити до 0,5-1 мм, що робить технологію поверхневого гарту гребенів цілком реальною. В даний час неузгодженість профілів у зоні бічних поверхонь  дости ¬ гает 4-5мм, що абсолютно  неприпустимо.

Оскільки гребені коліс  контактують з бічною поверхнею  рейки тільки в кривих, то немає  необхідності мати окремі профілі рейок  для прямих і кривих ділянок колії. Всі рейки повинні мати єдиний кут нахилу бічної поверхні. Оптимальний  кут нахилу бічної поверхні приблизно  дорівнює 75°. Кут нахилу гребенів коліс  повинен бути більше кута нахилу бічної поверхні рейок на величину середньої  подуклонкі рейок, тобто близько 77 °. Зауважимо, що ухил потрібний тільки для того, щоб запобігти перекиданню зовнішньої рейки. Зміна положення профілю відносно вертикалі є побічним негативним наслідком зміни положення рейки. Щоб компенсувати цю зміну, головка рейок має бути скошена на кут подуклонкі.

У результаті ми маємо припущення, що весь рухомий склад і вся  мережа залізниць повинні мати єдиний профіль коліс і єдині, конформні  колісним, профілі рейок на прямих і криволінійних ділянках шляху.

2.7.2 Уніфікація регламенту обслуговування і ремонту

Оскільки в процесі  приробляння змінюються профілі  коліс і рейок, то частота обточек  коліс, перешліфовки рейок і змазування може мати великий вплив на усереднені по мережі параметри профілів. Мінімальна швидкість зношування досягається  після остаточної приробітки та формування сталої природної форми тертьових  поверхонь. Щоб більшість елементів  КРТ робота в усталеному режимі, потрібно, щоб період підробітки був  якомога коротшим, а період усталеного зношування як можна довше. Перепрофілювання коліс і рейок повинно проводити  ¬ ся з мінімальною частотою, чому сприяє підвищення стійкості і збільшення допусків на знос коліс і рейок. Причому  терміни і критерії обточування (допуски на знос всіх елементів  трибосистеми, розмір вищербини і  т.д.) Повинні бути єдиними для  всіх елементів трибосистеми. Якщо частина елементів, зокрема коліс  пасажирських вагонів і локомотивів  на дорогах зі змішаним рухом, перепрофілювати  частіше, то порушується рівновага  і зростає швидкість спрацьовування всіх елементів,що і спостерігається  в даний час.

При обточування коліс  і перешліфовці рейок досягаються  дві мети: відновлення профілів і  відновлення розмірів. В ідеалі мають  відновлюватися тільки розміри. Причому, як уже зазначалося, оскільки ширина рейок менше ширини коліс, то рейки  в принципі не мають потреби ні у відновленні профілів, ні у відновленні розмірів. В даний час фактично відновлюються тільки профілі, що говорить про те, що режим роботи системи дуже далекий від оптимального. При існуючому співвідношенні твердість сталий профіль повинен бути ближче до рейковому, а фактично шляхом частих обточек коліс, особливо коліс пасажирських вагонів і локомотивів, підтримується колісний профіль.

3 Методи ремонту колісних пар та обладнання колісного відділення

Колісний цех призначений  для деповського ремонту колісних пар і букс в об'ємі, передбаченому  Правилами деповського ремонту, а також для ремонту колісних пар із зміною бандажів. Потокова лінія  ремонту колісних пар і букс безщелепних  візків розташовується на піднесених шляхах заввишки 395 мм для тепловозів і 295 мм для електровозів, укладених посередині колісного цеху у вигляді букви П.

Між гілками піднесених шляхів розташовується шлях на нульовій відмітці для прийому нових колісних пар, що вивантажуються з платформи. Потокова лінія розташовується в оточенні колісно-токарного відділення бандажної  ділянки, роликового відділення, електромашинного цеху і цеху поточного ремонту  ТР-3. Місця розбирання і збірки колісно-моторних блоків розташовуються поблизу потокової  лінії.

Потокова лінія складається  з наступних позицій: підйому  колісної пари на піднесений шлях, миття  і зачистки середньої частини  осі, розбирання колісних пар, зняття і  ремонту букс, опускання роликопідшипників  в жолоб, миття шийок колісних пар, повороту колісних пар на 90°, дефектоскопії, двох позицій розбирання, ремонту  і збірки еластичного зубчатого  колеса, збірки самшит, складки колісних пар і їх обточування.

Ділянка для зміни бандажів - комплектується наступним устаткуванням: токарно-карусельним одностоєчним верстатом моделі 1512, електричною  сурмою для нагріву бандажів, плитами  для насадки бандажів, стендом  для гнуття бандажних кілець, пресом гідравлічним для обтиску буртів бандажів і маніпулятором для  повернення колісних пар, підвішеним на мостовому крані вантажністю 10 т. На цих лініях колісні пари підіймають підйомником на підвищену колію  і подають в мийну машину, потім  виштовхують на позицію розбирання, на якому випресовують буксові повідці, знімають буксові кришки, стопорні планки і осьові гайки для колісних пар електровозів, а для тепловозів роблять все те ж, окрім осьових гайок і стопорних планок.

На наступній позиції  з осі колісної пари знімають маніпулятором  буксу разом з підшипниками. Колісну  пару, що звільнилася від букс, виштовхують  на позицію миття шийок, дефектоскопію, розбирання і збирання пружного зубчатого  колеса для колісних пар тепловозів, потім відправляють на обточування  і після цього подають на збирання.

Букси проходять по конвеєру розбирання, поступають на накопичувач  і робоче місце збірки. Потім букси  поступають на позицію збірки колісних пар, де закладають в буксу мастило  і надягають його на вісь колісної пари, укладають нитку ущільнювача  і ставлять кришку. Запресовують самшитові  повідці в буксу і перевіряють  вільність обертання букси на осі колісної пари.

При необхідності заміни бандажів колісна пара після дефектоскопії  і виміру елементів поступає на бандажну ділянку, де перша операція полягає  в тому, що на колісно-токарному верстаті вирізують бандажне кільце, потім  нагрівають бандаж на електросурмі і  знімають його. Новий бандаж розтягують на токарно-карусельному верстаті, виконують  дефектоскопію, нагрівають в електросурмі і на плиті надягають на колісний центр. Після цього заводять бандажне кільце і на гідравлічному пресі  обжимають бурти бандажа. Бандажні кільця згинають на стенді. Транспортують  і кантують колісні пари мостовим краном і кантувачем, підвішеним на крюку крана [3].

Організація праці на потоковій  лінії ремонту колісних пар і  букс  розглянута на прикладі ремонту  безщелепних візків тепловозів ТЕП70. Ділянка ремонту колісних пар і букс на потоковій лінії входить до складу колісно-токарного цеху локомотивного депо і очолюється майстром або старшим майстром цього цеху. На ділянці ремонту колісних пар і букс на потоковій лінії повинна застосовуватися бригадна форма організації праці. Розбирання, ремонт і збірку колісних пар і букс проводить бригада слюсарів під керівництвом бригадира, причому розряд слюсарів не нижче четвертого, а розряд токаря по обточуванню бандажів не нижче п'ятого.

Планування ділянки передбачає раціональну розстановку устаткування, що забезпечує виконання технологічного процесу з урахуванням максимальної механізації виконання виробничих операцій, поліпшення умов праці і  застосування сучасної оргтехніки.

Відповідно до прийнятої  технології потокова лінія включає  по одному робочому місцю для майстра, техніка по вимірах, техніка - дефектоскописта, токаря по обточуванню бандажів і  дев'ять місць для слюсарів.

Букси обмивають протягом 2-3 мін, після чого візок переміщають  на останню позицію, на якій штовхач  зіштовхує корпус на конвеєр-накопичувач. Візок без букси повертається в первинне положення.

На конвеєрі-накопичувачі букси оглядають і визначають знос наличників. Забраковані наличники  зрізають автогеном. Щоб виключити  термічну напругу і деформацію форми  посадочних поверхонь букс під підшипники, зріз і приварювання наличників проводять  у ванні з водою, яка прикріплена  до торця конвеєра-накопичувача. Під  час зрізання наличників у ванну  пускають проточну воду. Після зрізання наличників букси передають тельфером  вантажопідйомністю 250 кг або маніпулятором на верстат для зачистки отвору під посадку підшипників. Сила, з якою зачистний круг притискається до букси, повинна бути не більше 20-30 Н. Зачистка букси відбувається за два-три проходи круга вгору і вниз.

Після зачистки букси механізмом передачі знімають з верстата і ставлять на конвеєр, з якого вони подаються  на фрезерний верстат для зачистки місць під наличники. Для полегшення роботи фрезерувальника на столі  верстата встановлений кантувач, за допомогою  якого букса має можливість повертатися навколо вертикальної осі. На кантувачі букса кріпиться пневмозажимом.

Після зачистки місць під  наличники буксу тельфером подають  на стіл для огляду, виміру і підбору  наличників. Підібрані по товщині  наличники стягують струбциною. Далі букси подають на кантувач поворотного  круга, де приварюють наличники. Кріплення  і фіксацію букс в потрібному для  зварювання  положенні проводять  поворотом маховиків кантувача.

Готові корпуси букс поступають на робоче місце для збірки, где  є стіл з фіксатором, гайковерт, прес для запресовування роликопідшипників  і підйомник. Корпус букси встановлюють на стіл, упирають у фіксатор і надягають  задню кришку, потім буксу повертають на 90° і встановлюють на прес.

Роликопідшипники по похилому жолобу поступають з ремонтного відділення в приймальну частину підйомника-відсекача  і піднімаються вгору. Під час  підйому підшипник упирається в  похилу поверхню шахти і лягає  на ошиповані гумою рольганги. З  рольгангів підшипник встановлюють в буксу і запресовують. Канавки  задньої кришки і севанитові ущільнення заповнюють мастилом, після чого буксу  за допомогою захоплення кантувача  надягають на шийку оси.