Розробка заходів по удосконаленню організації експлуатації та ремонту колісних пар локомотивів

Зміст

Вступ

. Аналіз показників роботи тягового рухомого складу в депо

.1 Обробка і аналіз статистичної інформації про якісні і кількісні показники роботи депо

.2 Аналіз організації ремонту і надійності локомотивного парку

.3 Аналіз причин зносу колісних пар

. Організація ремонту колісних пар в депо

. Впровадження поточних методів ремонту колісних пар

. Пропозиції щодо впровадження нового обладнання, технологій утримання і ремонту колісних пар в депо

.1 Створення комп’ютерної бази даних стану колісних пар

.2 Нові технології відновлення колісних пар

.2.1 Плазмове закалення колісних пар

.2.2 Лазерне зміцнення колісних пар

.3 Прибор для контролю твердості бандажів

.4 Нова технологія перетягування бандажів колісних пар

.5 Технологія і обладнання для відновлення колісних центрів

.6 Нові шаблони і прибори для вимірювання геометричних параметрів колісних пар

.7 Гребнезмазчувачі і рейкозмазчувачі нових систем

.8 Діагностування колісно-редукторних блоків

. Економічна ефективність проекту

. Охорона праці при ремонті екіпажної частини

.1 Охорона праці в колісному відділенні

.2 Аналіз шкідливих і небезпечних факторів, заходи для їхньої ліквідації

.3 Розробка заходів з охорони праці

.4 Загальні заходи по створенню безпечних умов праці

.5 Розрахунок опадової частини стічних вод

Список використаних джерел

Вступ

Залізничний транспорт України за останні роки виконував основний обсяг перевезень населення і вантажів. Резерви і потенціал залізничної техніки, що створена ще за радянських часів, нажаль почали себе вичерпувати. Цьому сприяли і помилки, що були допущені при інвестуванні пріорететних напрямків залізничної техніки.

Згідно останніх наказів по утриманню і ремонту тягового рухомого складу відмічалося різке погіршення технічного стану.

Звідси одним з найважливійших завдань локомотивного господарства залишається завдання забезпечення надійної роботи рухомого складу, що подовжить експлуатацію. В умовах заміни і модернізації парку, удосконалення конструкції, автоматизації процесів перетворення енергії, управління, регулювання за допомогою сучасних електронних систем, необхідності підвищення інтенсивності режимів використання, ця проблема ще більше стає актуальною.

Одним з найважливіших устроїв, що забезпечує надійну роботу ТРС. Є колісна пара, від надійності роботи якої залежить, по суті, виконання перевезень.

За останні роки відмічається погіршення технічного стану колісних пар на фоні загальної тенденції стагнації галузі і особливо ремонтної бази.

Тому в дипломному проекті основна увага приділяється ремонту саме колісних пар. На першому етапі роботи були проведені обстеження і проаналізована робота локомотивного депо, його якісна і кількісна оцінка, також характеристика технічного стану ТРС.

Для більш глибокого вивчення питання були розглянуті сучасні методи ремонту колісних пар і запропоновані деякі методи контролю і ремонту колісних пар.

Виконані розрахунки по оцінці економічної ефективності, розглянуті екологічні питання і питання охорони праці при ремонті екіпажу ТРС.

1. Аналіз показників роботи тягового рухомого складу в депо

.1 Обробка і аналіз статистичної інформації про якісні і кількісні показники роботи депо

По приписному парку депо (за станом на 2008-2010рр.) збиралися такі статистичні дані з технічної документації підприємства:

-      кількість локомотивів (секцій) по серіях, скільки з них знаходяться в роботі (за видами робіт), в резерві (за видами резерву) або в запасі (за видами запасу) та їх відповідні відсотки;

-        обсяги вантажепотоків (до спаду перевезень та зараз);

         середні швидкості руху по дільницях, наявність браків поїзної роботи (з указуванням пошкоджень ТРС та їх причин);

         види технічних обслуговувань (ТО) та поточних ремонтів (ПР) починаючи з ТО-3, що виконуються в депо (включаючи ТО-4) по серіях ТРС; місця виконання ПР-2, ПР-З(П), капітально відновлювальні ремонти (КВР), капітальні ремонти (КР-1), (КР-2), обсяги ремонтів в депо (починаючи з ПР-1);

         довжини ремонтних стійл (по видах ТО, ПР), наявність канав та крупного обладнання (кранів, домкратів для ПР-3, скатоопускних канав, верстатів для обточування на ТО-4, поточних ліній тощо), кількість пунктів технічного огляду локомотивів (ПТОЛ);

         стан безпеки руху та техніки безпеки, умов експлуатації ТРС;

         відсутність або наявність в депо екологічної документації (томи граничнодопустимих викидів від стаціонарних джерел, відомостей про інвентаризацію ТРС приписного парку депо) та хто її веде;

         витрати на всі види ТО, ПР, непланові (НР) та інші види ремонтів (КВР, КР), а також витрати на воду, електроенергію, паливно-мастильні матеріали тощо (в т.ч. в динаміці по роках).

Наказом № 928/Н від 30.12.2008 р. "Про реорганізацію відокремленого підрозділу "Локомотивне депо Стрий" начальника ДТГО "Львівська залізниця" на базі відокремленого підрозділу "Локомотивне депо Стрий" створено оборотне депо Стрий та підпорядковано його до складу ВП "Локомотивне депо Львів". Основні показники роботи депо наведені в таблиці 1.1

Таблиця 1.1 - Простій на ремонті

Таблиця 1.2 - Показники роботи депо за 3 поки

На підставі цих даних побудовані залежності показників роботи депо по роках (рисунок 1.1-1.11)

Як видно з рисунку 1.1 за роки спостережень тенденція зменшення А у 2009 році змінилась на ріст у 2010 році. До цього привів ріст величини пробігу (рисунок 1.2).

Вдалось стабілізувати середньодобовий пробіг (рисунок 1.3), дещо виросла швидкість руху поїздів (рисунок 1.4, 1.5).

Майже не змінилась динаміка ваги поїзда (рисунок 1.6).Разом з цим при скороченні простою на ТО, ПР-1 (рисунок 1.7, 1.8), це супроводжувалось ростом витрат на ТО-3, ПР-1 по всіх серіях локомотивів (рисунок 1.9, 1.10). саме за рахунок цього вдалось знизити α_деп.

Але можливості поліпшення використання ТРС в депо не вичерпані. Тому далі наведені заходи, направлені на удосконалення організації ремонту одних з найважливіших вузлів ТРС - колісних пар.

Рисунок 1.1 - Динаміка обсягів перевезень

Рисунок 1.2 - Динаміка пробігів локомотивів

Рисунок 1.3 - Динаміка середньодобового пробігу

Рисунок 1.4 - Динаміка технічної швидкості

Рисунок 1.5 - Динаміка дільничної швидкості

Рисунок 1.6 - Динаміка середньої ваги

Рисунок 1.7 - Простій на ПР-1

Рисунок 1.8 - простій на ТО-3

Рисунок 1.9 - Динаміка собівартості ремонту ПР-1

Рисунок 1.10 - Динаміка собівартості ремонту ТО-3

Рисунок 1.11 - Динаміка деповського проценту несправних локомотивів

.2 Аналіз причин зносу колісних пар

Одним з чинників, що впливають на інтенсивний зніс гребенів бандажів електровозів, є перекіс колісних пар відносно рами візка. Раніше в депо перевіряли соосність колісних пар локомотивів. Це було документально зафіксовано в правилах ремонту рухомого складу. Зараз подібна перевірка не проводиться, а новими правилами ремонту параметр перекосу колісної пари відносно рами візки не нормується. Тому виникла ідея перевірити вплив перекосу колісних пар на знос гребенів.

В процесі робіт застосовували декілька способів виміру перекосу колісних пар у візку. Під ним умовилися розуміти відхилення осі колісної пари від перпендикуляра до рейки. Перекіс може бути вказуватись в градусах і міліметрах. В останньому випадку перекіс - це відстань від плями торкання колеса колісної пари до точки перетину рейки й перпендикуляра до неї, опущеному з точки торкання іншого колеса тієї ж колісної пари.

На електровозах заміряли наступні параметри, що контролюються: зазор між буксою й буксовою напрямною, товщину наличника напрямної букси, товщину гребеня. Величину, що знаходимо визначали як різницю суми зазорів між буксою й буксовою напрямною і товщини наличника напрямної букси. Схема замірів за допомогою вимірювального щупа й штангенциркуля показана на рисунку 1.12.

Перекіс розраховується за формулою:

П = (П1 + П2 - Л1 - Л2) l_цк/l_рам, (1.1)

де l_цк - відстань між центрами кругів катання лівого і правого коліс, отриманого як сума відстані між внутрішніми гранями колісною пари (1440 мм) і двох відстаней між внутрішньою гранню колісною пари та центром круга катання (70 мм);_рам - відстань між зовнішніми поверхнями буксових боковин рами (2240 мм).

Для визначення максимального перекосу до розрахованого додають суму зазорів між наличниками букс та їх напрямних, які збільшують перекіс.

Максимальній перекіс визначають по формулі

П_max = [Σ_{всіх зазорів} + (П2 - Л2) + (Л4 - П4)] l_цк/2l_рам, (1.2)

Перекіс заміряли за допомогою спеціального шаблону, що застосовується в депо для визначення осьового розбігу колісної пари (для знаходження максимального перекосу додатково використовують щуп).

На рівні верхньої частини брускової боковини рами заміряють відстань від внутрішньої грані колеса до внутрішньої поверхні рами. Цю операцію виконують для правої й лівої частин колеса на кожній стороні колісної пари.

- вісь колісної пари; 2 - букса; 3 - наличник напрямної букси; Л1, Л3 (П1, П3) - зазори між наличниками букси та буксових напрямних праворуч і ліворуч від букси для лівої (правої) частини електровоза; Л2, Л4 (П2, П4) - товщина наличників правої та лівої напрямних букси лівої (правої) частини локомотива.

Рисунок 1.12 - Схема заміру перекосу колісної пари відносно рами візка на тепловозі ТЕП70

Тангенс кута перекосу колісної пари

α_пер = Δl / l_хорди, (1.3)

де Δl - різниця правого і лівого замірів;_хорди - довжина хорди кола колеса по вершині гребеня на рівні верхньої частини брускової боковини рами

При замірах колісних пар встановили,що довжина хорди змінюється в межах від 880 до 890 мм, що при розрахунках вносить похибку 0,2 мм. Однак нею можна знехтувати. Таким чином, довжину хорди можна рахувати постійною величиною, що дорівнює 885 мм. Щоб знизити похибку визначення перекосу, його визначають для лівої і правої сторін колісної пари, за величину справжнього перекосу приймають середнє значення.

Для визначення максимального перекосу до результату розрахунку додають суму зазорів між наличниками букс та їх напрямними, яка здатна збільшити перекіс:

П_max = (П_лів + П_прав)/2 + (П3 + Л1) l_цк/l_рам, при П=0 (1.4)

або

П_max = (П_лів + П_прав)/2 - (П3 + Л1) l_цк/l_рам, при П<0 (1.5)

Перекіс колісних пар електровозів ВЛ11 та ВЛ11М вимірювали пристосуванням, що розробили на кафедрі «Електрична тяга» УрГАПС. Середня похибка вимірювання складає 2 мм. На тепловозах ТЕ116 за допомогою штихмаса заміряли паралельність осей колісних пар з правої й лівої сторін, після чого визначали перекіс як різницю відстаней між осями колісних пар з правої й лівої сторін.

При перекосі колісної пари в рамі візка знос за профілем бандажа розташовується нерівномірно. На відстаючій стороні колісної пари по ходу руху бандаж є набігаючим. Максимальній знос зміщений у бік його внутрішньої грані, а на протилежному бандажі знос зміщується у бік зовнішньої грані.

Практика показує, що колісні пари в візку можуть встановлюватися з одностороннім перекосом. Тоді права або ліва боковина рами зміщується вперед при русі в один бік. При зміні направлення руху змінюється й перекіс рами візка. До такого положення візка в експлуатації можуть привести різні діаметри по кругу катання після їх обточування й різна конусність профілю бандажа.

У разі перекосу від неправильної установки колісної пари в рамі або від перекосу рами візка знос бандажів різко збільшується. Відбувається зсув площини контакту на конічну частину гребеня (так називаємий "полегшуючий контакт"). В результаті різко збільшується знос гребенів й рейок.

У експлуатації важко добитися установки колісної пари без перекосу. Тому можливий максимальний пробіг бандажа до обточування при визначеному навантаженні на колісну пару буде визначатися припускаємим кутом перекосу при випуску з ремонту й утриманням екіпажа в період експлуатації

Залежно від величини перекосу буде зростати знос бандажів й відповідно знижуватись пробіг локомотивів між обточуваннями колісних пар. На. це не звертають належної уваги і в більшості випадків усувають знос гребенів бандажів, що утворився, а не прагнуть його попередити, дотримуючись технології ремонту колісних пар й їх збирання в рамах візків. Хоча подібний недолік можна й потрібне повністю усунути.

На знос бандажів колісних пар й рейок суттєво впливають конструкції візків й умови їх утримання. При дослідженнях встановлено, що знос бандажів колісних пар збільшується пропорційно величині перекосу колісної пари в рамі візка. Перекіс колісної пари на ±5 мм з-за різних відстаней між центрами знижує пробіг колісної пари на 20 - 25 %.

Тривалі експерименти, аналіз конструкції й вивчення креслень візків показали, що причиною підвищеного підрізу гребенів на електровозах ВЛ11 й ВЛ11М може бути різна величина деформації гумових втулок валів поводків візків. Подальше розбирання поводків підтвердило вірність зробленого припущення. У деяких з них виявили розчавлені гумові втулки на валах поводків.

Однією з причин інтенсивного підрізу гребенів на безщелепних візках є різниця міжцентрових відстаней у візку (більше 1 мм) при статичній й динамічній установках колісних пар, поперечний зсув осей колісних пар щодо подовжньої осі рами візка більше 3 мм. До порушення міжцентрових відстаней приводить також різна жорсткість гумових втулок, що напресовуються на вали поводків. Щоб попередити підвищений знос гребенів, поводків, зняті при розбиранні візків з нормальнім зносом гребенів, слід при збиранні встановлювати на ті ж місця, де вони стояли й до розбирання.

У останні роки, не дивлячись на значне зменшення обсягу перевезень, залишається актуальним питання про знос залізничних коліс й рейок, особливо в кривих ділянках колії. Знос колісних пар і рейок залежить від великої кількості чинників, таких як стан й профіль колії, реальні площадки контакту колеса й рейки й, відповідно, напруження в місці контакту, механічні властивості металу коліс й рейок, наявність й склад мастила в кривих ділянках колії й багато що інше. На знос впливають навіть погодні умови.

Проведено роботу по вивченню фактичного стану тепловозних бандажів в депо п’яти доріг Росії. Були визначені пробіги між обточками за період 1993 - 1995 рр., а також причини, по яким тепловози ставляться на обточування без викатки колісних пар [1].

Як показують отриманні данні, підріз гребеня є основною причиною малих пробігів між обточуваннями й, якщо вдається в деяких депо зменшити число випадків підрізу гребеня, то пробіги значно зростають. Приклад тому - депо Моршанськ Куйбишевської залізниці (рисунок 1.13). Знизивши відсоток відбракування по підрізу гребеня за період 1993 - 1995 рр. з 90 до 30 %, пробіги одній умовної колісною парі збільшився з 6 до 7,2 тис. км. в вантажному русі й з 7 до 10,2 тис. км. в пасажирському для тепловозів серни 2ТЕ10.

Рисунок 1.13 - Графік зниження відсотку відбракування колісних пар

На зменшення підрізу гребеня впливає багато чинників. Це й поліпшення стану колії, й підвищення якості ремонту локомотивів й та інш.

Звертає на себе увагу факт збільшення практично у всіх депо відбракування тепловозів за причиною загостреного накату (від 2 до 12 разів за розглядаємий період). Причому, спостерігається зв'язок між кількістю випадків підрізу гребеня й випадків загостреного накату.

Були прораховані контурні площі контактування колеса й рейки. У відповідності з Інструкцією по формуванню ремонту й утриманню колісних пар тягового рухомого складу, моделями для розрахунку послужили випадки взаємодії нових (переточених) профілів бандажів по кресленням 2 й 3, а також бандажів з гребенем завтовшки 29 мм з новими і зношеними рейками типу Р65 при різних стадіях бічного зносу (5, 10, 15 мм на висоті 13 мм від поверхні катаня) (рисунок 1.14) в кривих ділянках колії. Ця модель вибрана тому, що час між обточками бандажів несумісний з періодичністю капітального ремонту колії і тому, як правіло, новий бандаж контактує з вже зношеною рейкою.

Рисунок 1.14 - Стадії бокового зносу рейки Р65

Розрахунок проводився без урахування кута набігання колеса на рейку. На рисунку 1.15 наведені схеми контакту різних варіантів взаємодії колеса і рейки, вказані контурні площі контакту, розміри ліній взаємодії у вертикальній площині і розміри, що утворюються в процесі зносу радіусів головки рейки. Якщо бічний знос рейки не перевищує 5 - 7 мм, то площі контакту збільшуються для профілів креслення 2, і 3, і залишаються незмінними для бандажів з товщиною гребеня 29 мм. На цьому етапі відбуваються знос і підріз гребеня.

Рисунок 1.15 - Схеми контактування різних варіантів взаємодії колеса і рейки

При великому зносі рейки площа контактування зміщується в напрямку вершини гребня і при граничному бічному зносі рейки 15 мм стає неминучим утворення загостреного накату, оскільки площа контакту зменшується в 2 - З рази і, відповідно, зростають напруження на контакті, які, як показують попередні розрахунки, перевищують межу текучості металу бандажа. М'якша сталь гребеня бандажа при цьому деформується і таким чином утворюється гострокінцевий накат.

Цей висновок підтверджується ще і тим, що, як видно з рисунок 1.16 (в, г, ж, з, л, м), місця контакту колеса і рейки і межа утворення загостреного накату геометрично співпадають. Не випадково у ряді депо фіксуються випадки виникнення загостреного накату при цілком допустимій для подальшої експлуатації товщині гребеня. Очевидно також, що і в прямих ділянках колії із-за вимушених поперечних коливань рухомого складу відбуваються вищерозглянуті процеси як у локомотивних, так і у вагонних коліс[1].

На практиці зустрічаються випадки, коли боковий знос рейки перевищує 15 мм. У цьому випадку можливий варіант контакту, показаний на рис. 1.5, коли між поверхнями катання утворюється зазор, а вершина гребеня зминається. Неоднозначність думок експлуатаційників про ефективність змащення бічної поверхні рейки і гребеня бандажа може бути пояснена і тим, що при нових і мало зношених рейках ефект від змащування спостерігається, а по мірі збільшення бічного зносу рейок і збільшення зазору між рейкою і гребенем (на рисунку 1.16 області утворення зазору заштриховані) результат змащування є практично нульовим.

Рисунок 1.16 - Схема контакту колеса і рейки при боковому зносі рейки більш 15 мм.

Таким чином, з позицій зменшення матеріальних витрат стає актуальною задача забезпечення більшої експлуатаційної узгодженості геометричних характеристик профілю бандажа і головки рейки. З цієї точки зору одним з напрямів подальших аналітичних і експериментальних досліджень є створення і аналіз роботи проміжних профілів, що забезпечують максимальну площу контакту колеса і рейки залежно від ступеня зносу останнього.[2]

1.3 Знос бандажів колісних пар

При вписуванні локомотивів в криві ділянки колії візка повертаються фактично не за рахунок забігання зовнішніх коліс, а під дією значних поперечних сил реакції зовнішньої рейки при постійно набігаючих на нього колісних парах.

Геометрична сума поперечною і подовжньою складових дотичної сили взаємодії між колесом і рейкою обмежується кулонової силою тертя Fк<N/f, де: N - сила тиску колеса на рейку; f - коефіцієнт тертя ковзання. При порушенні даної умови пружний зсув довколишніх шарів колеса і рейки в області їхнього контакту, зване крипом, переходить в ковзання колеса по рейці.

Поперечне прослизання коліс знижує силу тяги, а контакт гребеня колеса з рейкою приводить до перерозподілу сили тяги між колесами. Набігання зовнішнього колеса на рейку збільшується, процес вписування локомотива в криві утрудняється. Відбувається інтенсивне ковзання коліс по поверхні рейок і їхній швидкий взаємний знос.

Теоретично визначили, що рух колісної пари в кривій радіусом R0 без ковзання може відбуватися тільки за умови:

(1.6)

 - гранична величина радіуса кривої, описувана центром колісної

пари в горизонтальній площині;

h - відстань між кругами катання коліс; ₀-радиус круга катання при центральній установці колісної пари; ₀ - тангенс рогу нахилу до осі колісної пари твірної;

δ - сумарний зазор між робочими поверхнями гребенів коліс і

внутрішніми гранями рейок.

По наведеній формулі виконали розрахунки граничних радіусів кривих колії для колісних пар різних серій електровозів і тепловозів. Приймали такі умови: діаметр 2 rо=1200 і 1250 мм (профіль колеса по кресленню 2 ГОСТ 11018), тангенс рогу io=1:20, зазори δ=14-34 мм (по діючих в даний час нормах).

В результаті встановили, що при русі по будь-якій кривій з Ro<1053 (1097) м колісні пари локомотивів з діаметром 2r0= 1200 (1250) мм не можуть котитися без ковзання уздовж рейок. Для всіх кривих з радіусом меншим 500 м необхідна величина Rδ/2 в 2-3 разу перевищує відповідну величину R0. В таких кривих в результаті ковзання коліс різко зростає знос коліс, особливо їхніх гребенів.

Рисунок 1.17 - Знос гребенів коліс тепловозів 2ТЭ10В, мають стандартний профіль (1), профіль Зінюка-Никітського (2) і МІІТа (3)

Теоретичні і експериментальні дослідження показали, що при дотриманні деяких конструктивних умов можна істотно понизити знос бандажів колісних пар і поліпшити реалізацію сили тяги при русі в кривих ділянках колії. Для цього треба обмежити прослизання коліс по рейках, створити умови для стійкого руху колісних пар по рейковій колії.

Щоб радикально поліпшити вписування жвавого складу в криві ділянки колії, необхідно застосувати на локомотивах такі візки, в яких колісні пари примусово або самостійно встановлюються по радіусу до центру кривої колії, а гребені коліс не торкаються головок рейок.

Обмежити ковзання колісних пар локомотивів при русі в кривих ділянках колії можна підбором раціонального профілю поверхні катання коліс. Випробували декілька варіантів профілю для різних серій електровозів і тепловозів.

Профіль локомотивних коліс по кресленню 2 ГОСТ 11018-76. Конічний, конусність в області круга катання 2io=1:10. Товщина гребеня 33 мм.

Профіль локомотивних коліс по кресленню 2 ГОСТ 11018-76. Має змінну конічність. Ближче до зовнішньої грані колеса конусність 1:3,5 і далі 1:10. В околиці серединного круга катання конусність складає усього 1:50. Потім уклон до гребеня збільшується. Радіус закруглює поверхні профілю в місці переходу до викружці гребеня колеса рівний 70 мм. Товщина гребеня 33 мм.

Профіль локомотивного колеса за пропозицією МІІТа. Профіль МИИТ2 конічний, конусність в області круга катання 1:5. Товщина гребеня 29 мм.

Профіль локомотивного колеса Зінюка-Никітського з конусністю 1:6 і збільшеною товщиною гребеня.

Профіль поверхні катання колісних пар Львівської дороги із зменшеною товщиною гребеня, рівною 30 мм.

В депо обладнали три електровози серії вЛ80С. На одній секції встановлювали колісні пари з профілем по кресленню 3 ГОСТ 11018-76, а на інший - колісні пари з профілем МИИТ2. Пробіг електровозів склав 73, 75 і 85 тис. км. Знос гребеня коліс на пробіг 10 тис. км склав 0,91 мм, а у коліс з профілем МИИТ2 - 0,89.

Випробовували тепловоз серії 2ТЭ10В. Порівнювали секції із стандартним профілем коліс і з профілем коліс МИИТ2. Середній знос склав відповідно 1,23 і 0,75 мм на 10 тис. км. Стандартні профілі коліс 2 ГОСТ 11018 і профілі МИИТ2 середній знос гребеня колісних пар був рівний відповідно 1,18 і 0,76 мм на 10 тис. км. Профілі коліс Зінюка-Никітського порівнювали із стандартними і мали приблизно такий же знос гребенів (Рисунок1). I

Інтенсивність зносу гребенів тепловозів 2ТЭ10В значно зростала в осінньо-зимній період року. Це можна пояснити підвищеним ковзанням коліс, оскільки в цей час на поверхні рейок часто утворюються сніг, крига, іній.

Профіль 3 ГОСТ 11018-76 не забезпечив передбачуваних якостей у зв'язку з особливістю сучасної рейкової колії, що має порівняно велику подуклонку 1:20. У незношеної рейки немає перехідної поверхні закруглює від головки до викружки. Відстань між серединами головок рейок на 12 мм більше відповідно відстані між серединами коліс. Тому точка контакту колеса з рейкою при центральному положенні колісної пари в колії 1520 мм зміщена на межу ділянок з уклонами 1:20 і 1:100. Ділянка з малим уклоном при русі колеса в прямих не працює.

Розрахунки показують, що незношений профіль коліс по кресленню 3 ГОСТ 11018 створює колісним парам локомотивів кочення без прослизання (одноточечний контакт) при нормальній ширині колії 1520 мм тільки в кривих радіусом більше 2000 м. При русі колісної пари в кривих меншого радіуса відбувається ковзання по рейці в подовжньому напрямі з контактом в двох точках поверхні круга катання. Поперечне прослизання приводить до вироблення по поверхні катання канави на відстані приблизно 100 мм від зовнішньої грані колеса. Разом з цим відбувається підріз гребенів колісних пap.

Експлуатаційні випробування різних профілів на дорогах з великим числом кривих ділянок колії показали, що менший знос мають електровози і тепловози з конічним профілем коліс, у яких конусність в області круга катання 1:5 і товщина гребеня 29-30 мм.

Нові профілі коліс, що володіють більшій конічностю поверхні катання і меншою товщиною гребеня, забезпечують необхідну величину сумарного зазору між робочими гранями гребенів коліс і внутрішніми гранями рейок. Збільшення розгону в рейковій колії полегшує вписування візків, усуває ковзання коліс і зменшує інтенсивність зносу гребенів при русі локомотива на ділянках з великим числом кривих.

локомотив колесний ремонт бандаж

2. Організація ремонту колісних пар в депо

Колісні пари та їхні елементи є відповідальними частинами рухомого складу. Від їхньої справності в значній мірі залежить безпека руху, тому в експлуатації та при ремонті їх піддають ретельному контролю. Згідно ПТЕ відстань між внутрішніми гранями бандажів колісних пар повинна бути 1440±3 мм. При швидкості понад 120 км/год відхилення убік зменшення допускають не більше 1 мм.

Забороняється випускати в експлуатацію рухомий склад з поперечною тріщиною в будь-якій частині осі колісної пари, а також при наступних зносах та ушкодженнях колісних пар, що порушують нормальну взаємодію колії та рухомого складу: прокат по кругу катання більше 7 мм у електровозів, більше 8 мм у електропоїздів при русі зі швидкістю до 120 км/год; більше 5 мм у електровозів, що рухаються зі швидкістю більше 120 км/год. Товщина гребеня, що вимірюється на відстані 20 мм від його вершини у електровозів і на відстані 18 мм у моторвагонного рухомого складу, повинна бути не більше 33 і не менш 25 мм, а у електровозів, що рухаються зі швидкістю понад 120км/год - не менш 28 мм. Вертикальний підріз гребеня висотою більш 18 мм неприпустимий.

Забороняється експлуатація колісної пари у якої на поверхні катання бандажа виявлений повзун (вибій) глибиною понад 1,0 мм при роликових буксах.

Крім того, Інструкцією з формування і утримання колісних пap тягового рухомого складу залізниць ЦТ/4351 забороняється випускати в експлуатацію електричний рухомий склад з колісними парами, в яких виявлені тріщини або плена в бандажі, диску та маточині суцільнокатаного колеса, тріщини в спиці або більше трьох тріщин в ободі спіцевого центра, тріщини в ободі, розділені менш чим двома не завареними спицями, поздовжня тріщина або плена на середній частині осі довжиною більше 25 мм (а на других, оброблених поверхнях осі незалежно від розміру), раковина і вищербина на поверхні катання бандажа незалежно від її розміру, а у причіпного вагона електропоїзда більше 25 мм і глибиною більше 3мм.

Неможна також допускати до експлуатації колісні пари з ослабленням бандажа на центрі, осі в маточині центра зубчастого колеса на маточині колісного центра, з гострими поперечними рисками та задирками на шейках і передпідступичних частинах осей, а також із протертими місцями на середній частині осі глибиною більше 4 мм для електровозів і більше 2,5 мм для осей електропоїздів, з місцевим або загальним збільшенням ширини бандажа або ободу суцільнокатаного колеса в результаті роздавлювання більше 6 мм, при неясності клейм формування або посліднього повного огляду, при товщині бандажів менш установленої для даної серії електровоза менш 35 мм для моторних вагонів електропоїздів і 30 мм для причіпних вагонів.

Колісні пари в експлуатації і при ремонті піддають огляду під локомотивом, звичайному і повному освідченню, а також освідченню з випресовуванням осі.

Огляд колісних пар виконують при кожному технічному обслуговуванні локомотива, а також після аварії, зіткнення або сходу з рейок.

В експлуатації огляд колісних пар виконується локомотивною бригадою в депо при прийомі та здачі рухомого складу, при кожному технічному обслуговуванні ТО-1, ТО-2. При ТО-2, ТО-3, ТО-3 та ПР-1, ПР-2, ПР-3 локомотивів огляд колісних пар проводять ремонтні бригади з участю майстра та приймальників локомотивів

При огляді колісних пар встановлюють, чи нема на бандажах тріщин, повзунів, плен, вм’ятин, відколів, раковин вищербин, ослаблення бандажа на ободі центра, їх зсуву або ослаблення бандажного кільця. При ремонті і ТО-3 шаблоном вимірюють прокат та товщину гребеня (рисунок 2.1). Бандажним вимірювачем товщини визначають товщину бандажа. Спеціальним шаблоном перевіряють профіль бандажа, впевнюються у відсутності вертикального підрізу його гребеня (рисунок2.2), а також у відсутності гострокінцевого накату (рисунок 2.3). Товщіноміром визначають місцевий наплив металу на зовнішній боковій поверхні бандажа.

На колісних центрах виявляють можливі тріщини, в маточинах, дисках спицях і ободах, ознаки ослаблення або зрушення маточин на осі. Переконуються у відсутності на відкритих частинах осей поперечних, косих або поздовжніх тріщин, плен, протертих місць та інших дефектів. Встановлюють, чи немає тріщини кожухів зубчастої передачі і течі змащення. При ТР-1 і ТР-2 оглядають зубчасту передачу зі зніманням кожуха редуктора, перевіряють стан зуб'в. Зношування зуб'єв контролюють зубоміром, бічні зазори в передачі - плоским щупом, радіальні - спеціальним напівкруглим щупом або свинцевими прокладками. Загальний бічний зазор δ+δ' (рис.2.4) повинен бути 0,34 - 0,50 мм, а радіальний δ_рад - не менш креслярського з різницею для однієї колісної пари не більше 1 мм[3]

Рисунок 2.1 - Зазори зачеплення зубчастої передачі електровоза

Дефекти, що виявлені при огляді колісних пар, записують у книгу ремонту. Бандажі проміряють не тільки при планових ремонтах, але і наприкінці кожного місяця для уточнення плану постановки рухомого складу на ТР-1,ТР-2 і на обточування бандажів (ТО-4).

Освідчення колісних пар проводять працівники локомотивних депо (заступник начальника депо з ремонту, головний інженер, приймальник локомотивів, майстер), що здали випробування в службі локомотивного господарства Управління залізниці і одержали посвідчення на право огляду. Для працівників депо, що не виконують ремонт колісних пар зі зміною елементів, випробування проводиться в депо,де є такі ремонти.

Звичайний огляд колісних пар проводять у всіх випадках їх підкачування під локомотив. Воно містить у собі всі перевірки, передбачені оглядом колісних пар локомотивів. Перед звичайним оглядом колісну пару ретельно очищають від бруду і змащення керосином або обмивкою в мийній машині. Потім здійснюють магнітну дефектоскопію осей.

Перевіряють відповідність розмірів всіх елементів колісної пари встановленим нормам допусків і зносів, наявність установлених клейм і знаків, стан пружинних пакетів і заклепок зубчастих коліс колісних пар локомотивів, а також болтів, що кріплять зубчасте колесо до центра колісної пари.

Якщо буде виявлене виникле в результаті роздавлювання місцеве збільшення ширини бандажа або обіду суцільнокатаного колеса більше 6 мм, ослаблення бандажного кільця більше 30 % для локомотивів і більше 20 % для електропоїздів або ослаблення його на ділянці, розташованій ближче 1 мм від замка кільця, то колісну пару бракують.

Бандажі з вибоїнами, граничним прокатом, підвищеним зносом або підрізом гребеня повинні бути відточені.

Колісні пари після звичайного освідчення не клеймують.

Повне освідчення колісних пар виконують на заводах при ремонтах локомотивів, пов'язаних з викочуванням колісних пар, зміною хоча б одного елементу при неясності клейм і знаків останнього повного освідчення наявності ушкодження колісної пари після катастрофи, аварії, зіткнень або сходу локомотива. Допускається виробництво повного огляду колісних пар у дорожніх колісних майстернях.

Перед оглядом із колісної пари демонтують підшипники кочення і ретельно обмивають. На відмінність від звичайного, при повному огляді очищають колісні пари від фарби до металу, перевіряють ультразвуковим дефектоскопом підступичні частини та проставляють клейма і знаки повного огляду. При виявленні тріщин у підступичний частини осі її випресовують.

Освідчення колісної пари з випресовуванням осі виконують у всіх випадках непрозвучивання осі ультразвуком при їх повному освідченні, необхідності зняття одночасно обох центрів, а також при відсутності або неясності клейм формування, якщо колісній парі такого виду освідчення ще не проводилося. Результати повного освідчення та освідчення з випресуванням осі записують у спеціальний журнал і технічний паспорт колісної пари.

Після усунення при ремонті всіх виявлених зносів і дефектів на лівому торці осі наносять клеймо повного освідчення. При освідченні з випресуванням осі додатково ставлять друге клеймо у вигляді позначки ”Д” у кружку. Якщо на цьому торці осі всі сектори заповнені клеймами, то старі клейма зашпаровують електронаплавкою і після обробки торцевої поверхні на верстаті наносять нові клейма[3].

Колісні пари ремонтують зі зміною елементів і без них. Без зміни елементів обточують і перетягають бандажі, обточують, накочують і шліфують шейки осей, виконують зварювальні роботи без розпресування елементів, заміняють заклепки та пружини пакетів еластичних зубчастих коліс, розпресовують на пресі колісні пари з ознаками ослаблення.

Зі зміною елементів ремонтують осі, колісні центри, бандажі, зубчасті колеса, вінці, зубчасті центри, а також перепресовують слабкі колісні центри, центри зубчастих коліс і проводять огляд колісних пар з випресуванням осі.

При ТР-3 колісні пари спочатку ретельно оглядають. Відповідно до Інструкції по магнітному контролю відповідальних деталей локомотивів виконують ультразвукову і магнітну дефектоскопію колісних пар круглими седлообразними дефектоскопами постійного і змінного струму.

Перевірку зубчастих коліс виконують спеціальними дефектоскопами.

Магнітної дефектоскопії піддають шейки (буксові, моторно-осьові), передпідступичну і середню частини осі; внутрішню частину бандажа при перетяжці і зовнішню перед електронаплавкою і після її механічної обробки, зубці зубчастої передачі. Ультразвукову дефектоскопію використовують для перевірки підступичних частин.

Щоб не упустити будь-яких дефектів, колісну пару двічі за час магнітної дефектоскопії повертають на кут 120^о. Міста знайдених при огляді дефектів відмічають крейдою. Міста дефектів, що не підлягають ремонту з-за яких колісну пару бракують, хрестоподібно помічають зубилом.

Перед ремонтом бандажі ретельно оглядають. При цьому виявляють наявність косих чи поперечних тріщин, незалежно від розміру, кількості і місця їх розташування, а також відколів. Бандажі з такими дефектами бракують. Повздовжні тріщини або плени, раковини, вищербини, зколи, вибоїни (повзуни) відмічають крейдою а потім усувають під час обточування на токарному верстаті.

Натяг бандажу перевіряють - простукують молотком, глухий звук при цьому є ознакою ослаблення. Також ознаками ослаблення є порушення цілісності валика грязі або виділення змащення, іржа у місці прилягання бандажу к ободу колісного центру, наявності зазору між ободом колісного центру і упорним буртом бандажу, розбіжність контрольних рисок на ободі колісного центру і бандажі.

Простукуванням також контролюють щільність посадки бандажного кільця. Воно повинно щільно сидіти у виточці бандажу, а звук від удару повинен бути без деренчання.

У випадку ослаблення бандажу на ободі колісного центру або бандажного кільця колісних пар вантажних електровозів дозволяється перетягувати бандаж і встановлювати нове кільце. Тріщини на бокових гранях бандажу або на бокових гранях суцільнокатаного колеса дозволяється видаляти.

Зміну бандажу виконують при граничному зносі його по товщині и у випадку необхідності. Для цього вибивають або вирізають на верстаті бандажне кільце і нагрівають бандаж у спеціальному газовому або електричному горні до температури 250-320 °С. При цьому маточина колісного центра, вісь і зубчасте колесо повинні бути від нагрівання захищені. Температуру контролюють термопарами або спеціальними термічними олівцями.

Внутрішню поверхню підготовленого до посадки бандажа ретельно очищають сталевими щітками і піддають її магнітної дефектоскопії. Зачищають і поверхню ободу. Діаметри ободу і бандажа вимірюють спеціальним бандажним штангенциркулем і бандажним штихмасом. Посадкові поверхні ободу і бандажа в осьовому напрямку повинні бути прямими і паралельними осі. Їх конусність неповинна перевищувати 0,2 мм, а овальність - 0,5 мм, при цьому напрямок конусностей бандажа і ободу повинні збігатися. Натяг бандажа повинен бути 1,0 - 1,5 мм на кожні 1000 мм діаметра ободу.

Новий бандаж для напресування нагрівають до температури 250-320 °С, виймають із горна, укладають на стелажі краном опускають усередину його вісь із колісним центром. Потім у виточення бандажа швидко заводять бандажне кільце і розвальцовують його на спеціальному верстаті. На цьому ж верстаті обжимають бурт бандажа. Після повільного остигання кільця ударами молотка перевіряють щільність його посадки, при цьому звук від удару повинен бути дзвінким і чистим.

Аналогічно перетягають ослаблі бандажі колісних пар. Ослаблий бандаж з ободу знімають і знову насаджують на той же колісний центр, установлюючи між внутрішньою поверхнею бандажа й поверхнею обіду сталеві прокладки для одержання необхідного натягу. Число прокладок по колу обіду неповинне перевищувати чотирьох, а відстань між ними повинна бути не більше 10 мм.

Обточування бандажів дозволяє встановить їхній нормальний профіль. Бандаж обточують на колесотокарному верстаті. Профіль контролюють шаблоном, що притискають до внутрішньої грані бандажа. Просвіт між бандажем і шаблоном допускається на поверхні катання не більше 0,55 мм, а по висоті і товщині гребеня - не більше 1 мм. Внутрішні грані бандажів повинні бути строго перпендикулярні осі колісної пари. Відстань між ними перевіряють штангенциркулем. Зовнішні грані бандажів, як правило, не обточують, однак для усунення поверхневих дефектів таке обточування допускається, але за умови, що будуть зрізані клейма заводу-виробника.

Вертикальний підріз гребеня колісних пар вантажних локомотивів дозволяється усувати електронаплавкою на напівавтоматі з наступним обточуванням наплавленої поверхні на верстаті. Однак звичайно вертикальний підріз гребеня усувають обточуванням на верстаті як це робиться у пасажирських локомотивів. Таким же чином усувають гострий накат гребенів колісних пар і місцеві напливи металу на зовнішній поверхні бандажів або ободів суцільнокатаних коліс.

Колісні центри оглядають за допомогою лупи. Переконуються у відсутності тріщин у маточинах, спицях, дисках і ободах і особливо протертих місць на маточині. Центр, що має дві тріщини в одному секторі ободу або хоча б одну тріщину в маточині або спиці, бракують. Протерті місця на маточині в місці з’єднання з кожухом редуктора наплавляють обточують на верстаті.

Перевіряють щільність посадки колісного центра на осі. Ознаками його ослаблення є : виділення іржі або масла навколо маточини і з внутрішньої сторони або порушення фарби в місці сполучення осі з маточиною, зміна відстані між внутрішніми гранями бандажів; зрушення контрольної кольорової смуги, нанесеної на торець маточини і частина осі у місці їх прилягання; зменшення відстані від перехідного жолобника підматочинної частини осі до зовнішнього торця маточини колеса. Колісну пару хоча б з одним із цих ознак бракують і перепресовують.

Осі колісних пар. Візуальним оглядом виявляють поперечні і поздовжні тріщини, плени і протерті місця. На оброблених поверхнях осі поперечні і поздовжні тріщини та плени не дозволяються.

При огляді осі особлива увага приділяється жолобнику шийок, підматочинні частини, а також на місця сполучення циліндричних частин осі з жолобниками. Ремонт осей колісних пар без зміни елементів зводиться до обточування, накачуванні і шліфуванню їхніх шийок. Ці роботи виконують кваліфіковані фахівці на спеціальних верстатах. Дозволяється відновлення електронаплавкою центрових отворів, а також зношеної різьби і зовнішніх буртів шийок під букси з наступною механічною обробкою.

Якщо колісні пари розпресовують, то при необхідності шийки осі під роликові підшипники зміцнюють накаткою. Накатку поверхонь гладкими загартованими роликами здійснюють для підвищення усталостної міцності в місцях концентрації напругі підвищення чистоти обробленої поверхні.

Накатка поверхні вважається задовільною, якщо відсутні хвилястість, напливи металу, риски, перерви торованої поверхні, а розміри зміцненої поверхні відповідають кресленню.

убчасті колеса. Якщо зубчасті колеса мають тріщини, зношування зубів більше припустимого, вм'ятини, раковини, відколи більш ніж на 10 % площі поверхні зуба, то їх бракують. Зубці, бічну поверхню зубчастих коліс і пази під пружинні пакети піддають магнітній дефектоскопії. Зношування зуб'їв коліс і вінців вимірюють універсальним зубцеміром. Вінці колісних пар із прямозубою еластичною передачею, що не потребують заміни, але мають ослаблення або злам пружинних пакетів, люфт вінця більш припустимого за нормами, а також при торцевому або радіальному битті вінців, що перевищує припустиме значення, підлягають ремонту із зміною бокових шайб та переборкою пакетів. Ослаблені заклепки бокових шайб зубчастих коліс локомотивів замінюють новими[3].

При випуску з ПР-3 дозволяється підкочувати відремонтовані колісні пари, і як виключення, нового формування. Різниця діаметрів бандажів по колу катання у комплекті колісних пар не повинна перевищувати 8мм, а товщина бандажів по колу катання повинна бути у межах встановлених допусків і забезпечувати роботу без заміни бандажів по зносу до чергового капітального ремонту КР-1.

Обточування колісних пар без викочування з під локомотива. Згідно характеристикам ремонтів колісні пари викочують лише на ПР-3. На практиці часто виникає необхідність виконати обточування між ремонтами - без викочування з під рухомого складу. Таке обточування виконують на спеціальних верстатах, наприклад на верстаті А41 (рисунок 2.2).

Колісна пара 1 приводиться у обертання через зубчасту передачу 2 свого тягового двигуна 3. Двигун запитується від спеціального мотор-генератора статичного перетворювача постійним струмом напругою 6-12 В. Різання здійснюється двома різцями, кожний з яких установлений на переміщуваному супорті 5. Для того щоб колісна пара могла обертати її разом із двигуном піднімають домкратом 4 на 5 - 10 мм над рівнем головки рейки. Обробку профілю бандажа ведуть по шаблону встановленого зразка.

У багатьох депо для обточування бандажів без викочування колісних пар використовують верстати КЖ-20, КЖ-20М, КХ-20МХ, КЖ-20Б та КЖ-20ТФ-1, що виготовляються Краматорським верстатобудівельним виробничим об’єднанням, в яких колісну пару обертають опорно-приводні ролики верстата, різання здійснюють профільними фрезами, що мають власний привод. Корпус фрези 1 (рисунок 2.3) має 10 спіральних граней, на яких у шаховому порядку розташовані 110 циліндричних твердосплавних різців 2, що утворюють профіль бандажа. За допомогою притискного пристрою на верстаті є також можливість обробки бандажів одиночної колісної пари з викочуванням її з-під локомотива.

Рисунок 2.3 - Загальний вид фрези

Перед обробкою колісних пар на верстаті необхідно очистити локомотив від бруду і пилу, а в зимовий час також від снігу та льоду. Неприпустимо також влучення змащення на гребені бандажів і струмки приводних роликів. Для забезпечення доступу центрів верстата в центрові отвори осі колісної пари демонтують буксові кришки. При розміщенні тепловоза на верстаті, по першій колісній парі допускається неточність установки ± 50 мм. Ця неточність установки колісної пари усувається домкратами верстата, які переміщують локомотив до сполучення осі колісної пари з віссю верстата. Після цього тепловоз або вагон зачаливають тросом 5 лебідки 3 верстата 4 для наступного переміщення і обробки інших колісних пар (рисунок 2.4). Трос перекинутий через блок 1 і опорний ролик 2.

Рисунок 2.4 - Схема пересування локомотива для обробки інших колісних пар.

Ролик домкратів сполучають із гребенями колісної пари, що обробляється, та відривають її на 2-3 мм від рейок. Рейки відводять, а колісну пару зажимають пінолями, які вводяться в центрові отвори осі колісної пари. При цьому розбіжність центрів верстата центровими отворами осі допускається не більше 8 мм.

Переконавшись, що центри верстата щільно вставлені в центрові отвори осі колісної пари (щуп 0,04 мм неповинен “закушувати”), затискають пінолі центрових бабок гідрозатиском. Після цього зближають фрези з бандажами колісної пари до зазору 10-15 мм. Установлюють напрямок

обертання роликів таким чином, щоб колісна пара оберталася обробленою поверхнею до робітника. Положення фрез установлюють за допомогою вимірювального пристрою по внутрішнім граням бандажів колісної пари. Потім включають обертання шпинделів фрез та роликів подачі. Фрези підводять до бандажів та врізають на потрібну глибину на ділянці окружності 350-400 мм. Максимальна глибина різання 8 мм. Процес повної обробки бандажів здійснюється за один оборот колісної пари з моменту повного врізання фрез. Якщо потрібні підвищена точність та чистота оброблюваної поверхні, колісну пару обробляють за два проходи. При цьому другий прохід здійснюють без врізання. Швидкість різання вибирається в залежності від стану поверхні катання бандажів колісної пари. При наявності повзунів з метою збільшення стійкості чашок фрез обробку ведуть на першої швидкості при мінімальній частоті обертання фрез 70хв.

Після зупинки верстата локомотив лебідкою переміщають для обробки наступної колісної пари, і цикл повторюється. По закінченні обробки бандажів всіх колісних пар бандажним штангенциркулем - скобою заміряють діаметри коліс і тепловоз або вагон виводять із цеху [3].

3. Впровадження поточних методів ремонту колісних пар

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 ремонтубезщелепних 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.

Колісну пару повертають на 180° і вставляють шпонку в паз шийки осі, надягають упорне кільце, стопорну шайбу і завертають осьову гайку гайковертом. Штовхачами колісну пару виштовхують на останню позицію, на якій встановлюють передню кришку і кріплять її чотирьохшпіндельним гайковертом. Для подачі до позиції збірки колісна пара проходить ряд інших позицій.

Після зйомки букс колісну пару виштовхують на стенд для дефектоскопії. Перед цим проводять зачистку середньої частини осі, потім включають насос і подають магнітну суміш на вісь і шийки колісної пари. Шийку перевіряють круговим дефектоскопом, а вісь колісної пари - сідлоподібним, підвішеним на візку, який здійснює поворотно-поступальний рух уздовж осі. Після перевірки колісну пару скачують механізмом скидання на наступну позицію, звідки мостовим краном подають на верстат для обточування бандажів[4].

Електричною схемою конвеєра розбирання букс тепловозів передбачено два основні режими роботи: ручний і автоматичний. Основним апаратом, що забезпечує автоматичний цикл роботи, є кроковий шукач, яким задається послідовність операцій, що виконуються на конвеєрі розбирання, згідно прийнятої технології.

Принцип побудови електричної схеми видно з блок-схеми потокової лінії (рисунок 3.1 ).

- формувач імпульсів, 2 - шаговий шукач, 3 - виконуючий комплекс.

Рисунок 3.1. Блок - схема управління конвеєром розбирання букс

Машина для миття колісних пар. Машина призначена для автоматичного очищення колісних пар гарячою водою високого тиску без добавок миючих засобів. Крім миття колісних пар, в машині проводиться зовнішнє обмивання букс і зачистка сталевими щітками середньої частини осі по всій довжині.

До складу машини входять мийна камера з дверима, сопловою системою, пристроєм для зачистки осі, механізмами підйому, обертання і викачення колісної пари, бак для води, пульт управління, шафа з електроапаратами, два пневматичні штовхачі колісних пар, насосна установка, зовнішня водяна гідросистема, призначена для підігріву води, її очищення і створення високого тиску.

Мийна камера складається з верхньої і нижньої рам, зварених з швелерів і сполучених один з одним за допомогою болтів. Нижня рама зовні заварена сталевими листами, а верхня з бокам і зверху закрита зйомними листами. Камера встановлена на баку з водою. Для зручності під'єднування водяного колектора соплової системи до насосів з бокам камери є по одному фланцю. У даху камери зроблено вентиляційне відведення для під'єднування вентилятора Ц4-70 № 5. Верхня рама має дві полости - верхню і нижню.

У верхній порожнині розташовані соплова система для обмивання колісних пар і букс, пристрій для зачистки осі і приводи дверей. Нижня порожнина є камерою обмивання і служить для розміщення в ній колісної пари під час її миття. На нижній рамі камери змонтовані механізми обертання, підйому і викачування колісної пари. На нижній рамі укладені рейки, які, стикуючи з рейками потокової лінії ремонту колісних пар і букс, складають з ними одну технологічну лінію.

Механізм обертання призначений для обертання колісної пари під час її миття і складається з двох циліндрових редукторів, кожен з яких має два вихідних вала з посадженими на них катками жолобоподібного профілю. Вхідні вали редукторів, з'єднуючись один з одним, отримують обертання через два проміжні редуктори від електродвигуна, розташованого зовні мийної камери. Колісна пара піднімається гідроциліндром до упору її осі в зачистні щітки, тобто на 240 мм. Утримання рами механізму обертання від повороту навколо осі гідроциліндру і для більшої стійкості її в піднятому стані є вісім направляючих роликів, укріплених на нижній рамі. При підйомі рами катки механізму обертання підхоплюють колісну пару під гребені бандажів і в такому положенні обертають її. Передача обертання від стаціонарного електродвигуна до катків можлива завдяки тому, що проміжні редуктори з’єднані шарнірами з електродвигуном і основними редукторами.

Механізм викатки служить для додання колісній парі прискорення і для фіксації її в робочому положенні після загортання в камеру. Конструкція механізму аналогічна з раніше описаним механізмом для зупинки і скачування колісних пар.

Соплова система складається з двох соплових головок з водяними колекторами, які з’єднані за допомогою шарнірного трубопроводу, направляють, по яких переміщаються соплові головки, що приводяться в рух індивідуальним приводом, розташованим на стінці торця камери. Привід соплової головки складається з механізмів переміщення і повороту. Механізм переміщення соплового апарату уздовж осі колісної пари містить каретку, що переміщається по напрямній за допомогою замкнутого кола. Привід працює від силового гідроциліндра, на корпусі якого закріплена рейка, що обертає шестерню, насаджену на вал приводної зірочки.

Необхідне число зупинок і крок переміщення каретки досягаються упорами, що закріплені на корпусі циліндра, які впливають на шляховий вимикач. Механізм повороту соплової головки містить проміжну зірочку ланцюгової передачі, пружину, що з’єднує приводний ланцюг з кареткою, на якій укріплена соплова головка, тягу, що з’єднує приводний ланцюг з сопловою головкою, і два гідроциліндри, які переміщають проміжну зірочку ланцюгової передачі.

Працює привід соплової головки таким чином: гідроциліндр переміщення за допомогою рейки обертає шестерню приводної зірочки, що викликає переміщення замкнутого ланцюга і каретки з сопловою головкою по напрямним. Переміщення гідроциліндру проводитиметься до натиснення його першого упору, другого упору і так далі із зупинками на кожній позиції. Упори встановлюються при настройці механізму переміщення з урахуванням розташування сильно забруднених місць на колісній парі. Поворот соплової головки проводиться за рахунок переміщення проміжної зірочки, що приводиться в рух двома гідроциліндрами управо і вліво.

Поворотне коло колісних пар на 90° (рисунок 3.2). Поворотне коло, що призначений для зупинки, повороту і автоматичного виштовхування колісних пар, складається з ферми, яка обертається на центральній опорі за допомогою силових циліндрів, одна із стінок яких виконана у вигляді зубчатої рейки, з’єднує з шестернею, насадженою на центральну опору. Ферму підтримують чотири катки, встановлені на фундаменті. З внутрішньої сторони ферми приварені дві напрямні і шарнірно прикріплено до рами два важелі. У верхній частині важелів розміщені упори, виконані по радіусу реборди колеса, а в нижній частині важелів встановлені ролики, які катаються по копирам, прикріпленим до нижньої плити. Копіри мають форму секторів.

- силовий циліндр; 2 - шестерня; 3 - нижня плита; 4 - копір;

- ролик; 6 - важелі; 7 - напрямна; 8 - каток; 9 - ферма;

- центральна опора; 11 - відкидний клин; 12 - рейки.

Рисунок 3.2 - Поворотне коло колісних пар на 90⁰

На поверхні кола укладено чотири пересічні рейки. На одній парі рейок попереду колісної пари з боку, що виходить, приварені клини, а з вхідного боку, із зовнішнього боку рейок, встановлені на шарнірі фіксатори. Під час накатки колісної пари фіксатор під її масою повертається і лягає на одному рівні з рейкою, а після проходу колісної пари випрямляється під дією пружини. Таким чином, колісна пара зупиняється між торцем клину і фіксатором.

Із зовнішнього боку рейок, у яких приварені клини на ділянці зупинки колісної пари шарнірно прикріплені відкидні клини, форма яких дозволяє віджимати їх убік при накатці колісної пари і повертати в початкове положення під, дією пружини. Встановлюють поворотний круг на рівні підлоги депо.

Поворотний механізм колісних пар на 180° (рисунок 3.3). Для виконання на позиції однакових операцій з обома буксами на одній колісній парі, а також для скорочення числа механізмів і позицій передбачений механізм для повороту і установки колісної пари на певній висоті по відношенню до гайковертів, маніпулятору букс і іншим механізмам, обслуговуючим колісну пару.

- електропневматичний клапан КП17-09; 2 - верхня кришка;

- рейка; 4 - коромисло; 5 - шестерня; 6 - стакан; 7 - шток;

- вилка; 9,12 - пневмоциліндри; 10 - шпонка; 11 - кронштейн;

- гідро циліндр; 14 - основа; 15 - електромагнітний вмикаючий вентіль.

Рисунок 3.3 - Поворотне коло колісних пар на 180^о

Механізм складається з пневмоцилиндра підйому, основи, верхньої кришки, штока, на який надягнуто коромисло, що обертається на нім за допомогою шестерні і рейки. Шестерня надягнена нерухомо на штоку, а рейка розміщена в здвоєному гідроциліндрі, укріпленому на коромислі.

Під гідроциліндром на штоку розміщений стакан, в якому закріплено дві шпонки, що ковзають по прорізах в кришці. На останній укріплені напрямні, по яким переміщується вилка фіксатора, що приводиться в рух пневмоцилиндром, встановленим на кронштейні, прикріпленому до пневмоцилиндру підйому. Повітря в пневмоцилиндр подається через електропневматичний клапан типу КП17-09, у якого на випуску змонтований дросель. При подачі сигналу з пульта управління включається електромагнітний вентиль, який відкриває доступ повітря через клапан КП17-09 по трубах великого діаметру в циліндр підйому. При положенні поршня у верхній точці відключається подача повітря і вмикається вилка фіксатора. При опусканні стакан сідає на вилку, фіксуючи вісь колісної пари на певній висоті. Поворот коромисла відбувається за рахунок упору зубів рейки в стаціонарну шестерню, надіту на шток.

Прес для випресування буксових повідців (рисунок 3.4). Прес складається з серповидної скоби, розміщеної на штоку циліндра підйому. Скоба складається з трьох окремо зварених між собою пластин завтовшки 20 мм. Внизу скоби вварений стакан, за допомогою якого скоба надягає на шток вертикального циліндра, на якому вона повертається, упираючись на упорний підшипник, який розташований на торці штока. Вгорі з одного боку скоби приварений майданчик, на якому встановлений горизонтальний гідроциліндр преса, що має на кінці штока упорну вилку, за допомогою якої прес упирається в краї букси при випресуванні повідця.

Масло поступає до пресу через шток вертикального циліндра і стакан, що має кільцеві проточки для підведення і ущільнення. На другій стороні скоби з протилежного боку преса розташовується загартований упор, яким скоба упирається в самшитовий повідець. Зовні втулки є отвір для фіксації станини при повороті її на штоку на 180°, що необхідне при спресуванні повідця з протилежного боку букси. Фіксатор закріплений нерухомо на планці, встановленій на штоку вертикального гідроциліндра, яка призначена для кріплення до неї напрямної, призначеною для утримання штока від провертання. Таким чином, поєднання натиснення вилки преса в краї букси і упору скоби з протилежного боку в повідець дозволить його випресувати.

- станина; 2 - рухома траверса; 3 - горизонтальний гідро циліндр;

- упор; 5 - втулка; 6 - гідроциліндр підйому; 7 - візок ;

- шарикопідшипник; 9 - основа; 10 - напрямна; 11 - фіксатор.

Рисунок 3.4 - Прес для випресування буксових повідців

Вертикальний гідроциліндр виконаний разом з плитою, по кутах якої розміщено чотири колеса на шарикопідшипниках. Колеса переміщаються по платформі, встановленій на рамі уздовж рейок. Рама закладена в бетон збоку шляхи за допомогою фундаментних болтів на позиції розбирання колісних пар.

Прес працює таким чином. Колісну пару з буксами підкочують на позицію розбирання і піднімають її поворотником на певну висоту, де вона і фіксується, прес в цей час знаходиться в нижньому положенні. Потім відкручують болти кріплення повідців. Букси повертають у вертикальне положення і піднімають станину вертикальним гідроциліндром, при цьому необхідно, щоб крило і повідець букси увійшли до станини між упорною вилкою і упором. Крім того, упор повинен розміщуватися проти технологічного отвору в буксі. Включають горизонтальний гідроциліндр і переміщають упорну вилку до упору в буксу, після чого починає переміщатися станина разом з візком, на якому встановлений вертикальний гідроциліндр, по платформі до упору в повідець і випресовує його з конічних гнізд. Потім букси повертають на осі на 180° і повторюють вказані операції з другим повідцем.

Агрегати для розбирання і збірки колісних пар. Агрегати, спроектовані ПКБ ЦТ, являють собою раму, що обертається і переміщається, на якій розміщені два, три або чотири самостійних гайковерта з приводом від одного електродвигуна. Так, наприклад, на позиції розбирання колісних пар електропоїздів встановлюють агрегат з чотирма гайковертами, на позиції електровоза з трьома гайковертами і на позиції тепловоза чотирьохшпіндельний механічний гайковерт з розсувними ключами. Потреба в тому або іншому агрегаті залежить від конструкції букс, осьових шийок колісних пар і однотипності розташування гайок.

На позиції збірки колісних пар майже для всіх локомотивів встановлюють агрегати з двома гайковертами, оскільки на цій позиції двохшпіндельний гайкокрут індивідуальної підгонки стопорних планок не потребує. Відмінність агрегатів, що використовують при збиранні, від тих, які використовують на позиції розбирання, в тому, що вони обладнані граничними муфтами на момент затягування болтів.

Застосування агрегатів у поєднанні з поворотним механізмом на 180° дозволяє на одній позиції розібрати букси колісної пари, тобто відвернути передній упор, буксову кришку, стопорну планку і осьову гайку. При застосуванні окремих механізованих гайковертов для цієї мети було б потрібно два-три спеціалізовані місця. Застосування агрегатів дозволило значно скоротити виробничу площу для розміщення потокової лінії ремонту колісних пар і букс, різко підвищити продуктивність праці і якість збірних робіт, а також повністю скасувати ручну працю, особливо при роботі з осьовими гайками.

Машина для миття шийок колісних пар. Машина, призначена для струменевого миття шийок гарячим розчином, складається з мийної камери, встановленої на рухомому візку, що переміщається по баку. Останній є зварною конструкцією, на верхній частині якої розміщені напрямні з швелерів для переміщення рухомого візка, кришка бака і вентиляційний патрубок. Рухомий візок є зварною рамою, на стійках якої встановлена камера мийної машини. Усередині камери є соплова система, що приводиться в обертання асинхронним двигуном через черв'ячний редуктор і пару зубчатих коліс.

Перед миттям колісну пару накочують на механізм зупинки і скачування, потім її піднімають і фіксують. Насовують машину на шийку і торець мийної камери притискують до маточини колісної пари. Гідравлічна опора з протилежного боку включається автоматично. Перемикається триходовий кран і включається обертання сопел в камері мийної машини. Відпрацьований миючий розчин по гумовому шлангу стікає в бак, звідки самопливом поступає в бак мийної машини букс. Після закінчення операції миття шийки мийну машину відсовують, повертають колісну пару на 180° і процесі миття повторюється з другою шийкою.

Прес для випресовування і запресовування закріпно-стягнутих втулок сферичних роликопідшипників (рисунок 3.5). Прес складається із столу, що встановлений на чотирьох колесах і переміщається уздовж осі колісної пари, гідроциліндра, редуктора, пульта управління, набору деталей для зпресовування і напресування закріпних втулок, а також насосної станції і шафи з електроапаратурою. Зверху стіл накритий плитою, в якій посередині розміщена втулка. Для того, щоб гідроциліндр міг переміщатися в горизонтальному і вертикальному напрямі, він встановлений на двох рухомих плитах. У втулку плити столу вставлена п'ята площадки. Стіл з плитою пов'язаний вертикальними пружинами, що дозволяють плиті переміщатися у вертикальному напрямі. Над плитою встановлена друга плита, пов'язана з першою віссю і горизонтальними пружинами, що дозволяють другій плиті переміщатися в горизонтальному напрямі щодо столу.

Передня кришка гідроциліндра виконана за одне ціле з циліндром і є цапфою, на яку насаджені радіальний і упорний підшипники, стягнуті між собою гайкою, розміщеною на кінці цапфи. На підшипники надіта велика шестерня з привареним до неї стаканом, в якому зроблений проріз для шпонки.

На кінці штока гідроциліндра встановлені також радіальний і упорний підшипники, на які надітий корпус, що має внутрішнє і зовнішнє різьблення. На зовнішній поверхні корпусу запресована шпонка, що з’єднана з пазом стакана шестерні і переміщається в нім під час руху штока циліндра. До верхньої частини гідроциліндра приварений кронштейн, що має площадку під електродвигун і черв'ячний редуктор. Приводна шестерня редуктора через паразитну шестерню пов'язана з великою шестернею, укріпленою на гідроциліндрі. Паразитна шестерня надіта на вісь кронштейна, привареного до площадки, на якій встановлений редуктор. У останній вмонтована фрикційна муфта, що дозволяє регулювати передавальний момент. Для випресування і запресування закріпних втулок до пресу додаються гільза, упорна втулка і два фасонні стакани з індикаторами.

а - запресовка; б - випресовка;

- гільза; 2 - паразитна шестерня; 3 - редуктор; 4 - фрикційна муфта;

- силовий гідро циліндр; 6 - механізм переміщення силового циліндра; 7 - стіл; 8 - колеса; 9 - стакан; 10 - корпус; 11 - упорний стакан.

Рисунок 3.5 - Прес для випресування і запресування закріпно-стягнутих втулок сферичних роликопідшипників

Для переміщення преса у фундамент підлоги закладена рама зі швелерів, в пази яких входять колеса столу. Посередині рами прикріплена зубчата рейка. У середній частині столу вгорі і внизу розташовано два вали з надітими на них зірочками, зв'язані між собою ланцюгом. На кінець верхнього валу насаджений маховик, а на нижній вал надіта шестерня, з’єднана із зубчатою рейкою.

При запресовці закріпно-стягнутих втулок корпус нагвинчує на вісь, а упорний стакан упирається у втулку. Масло подається в штокову порожнину циліндра. Запресовку проводять відповідно до інструкції ЦТ/2631. Для цієї мети в насосній станції відрегульовані два запобіжних клапана. Якщо при обертанні корпус не потрапляє на нитки різьблення, обертання його припиниться, оскільки спрацює фрикційна муфта в редукторі.

При спресовці закріпно-стягнутих втулок на корпус нагвинчують гільзу. Протилежний кінець гільзи навертають на закріпно-стягнуту втулку роликопідшипника. На гільзу надягає упорний стакан, який упирається в підшипник. Масло подається в штокову порожнину. Стакан, що упирається в підшипник, витягає гільзою закріпно-стягнуту втулку[4].

4. Пропозиції щодо впровадження нового обладнання, технології утримання і ремонту колісних пар в депо

4.1 Нові технологія відновлення колісних пар

Дослідження, проведені відділенням тепловозів і локомотивного господарства ВНІІЖТа, а також великий досвід депо показали, що причинами інтенсивного зношування гребенів бандажів служить цілий ряд чинників.

Умовно їх можна розбити на дві групи:

- чинники, визначувані збиранням і регулюванням екіпажної частини на локомотиво будівельних, локомотиво ремонтних заводах і в депо;

чинники, залежні від способу відновлення профілів бандажів в депо.

Збірка і регулювання екіпажних частин.

До цієї групи чинників слід віднести:

-   геометрію рам візків локомотивів (і моторвагонного рухомого складу), що визначає взаємне розташування колісних пар в екіпажі, що забезпечує їх установку без перекосів як в прямих ділянках шляху, так і в кривих;

-   рівномірне рознесення колісних пар по сторонах від подовжньої осі екіпажа, що веде до їх рівної участі в процесі вписування локомотивів в криві;

-   геометрію і пружньо-жорсткісні зв'язки кузова локомотива з рамами візків;

-   подовжні і поперечні пружньо - жорсткісні характеристики зв'язків букс колісних пар з рамами візків, що забезпечують рівномірну силову дію на колісні пари при русі екіпажа в прямих і кривих ділянках шляху;

-   пружньо - жорсткісні характеристики ресорного підвішування, рівномірно розподіляючі вертикальні силові навантаження по осях колісних пар і по їх сторонах при русі екіпажа;

-   жортскі характеристики другого ступеня підвішування, що забезпечують рівний розподіл навантажень по візках екіпажа і ін.

Щоб усунути несприятливі умови роботи конкретних колісних пар в екіпажі локомотивів, можна керуватися наступними стратегіями при ремонті і змісті рухомого складу.

Це, по-перше, строге дотримання технології ремонту і збірки екіпажа на заводах - виробниках, локомотиво ремонтних заводах і в депо, виконуючих ТР-3, для чого потрібно оснастити цехи цих підприємств цілим комплексом відповідних стендів, вимірювальних засобів, пристосувань, що дозволяють виявляти і усувати причини можливого інтенсивного зношування колісних пар в експлуатації.

По-друге, ретельне спостереження в депо приписки за зношуванням колісних пар кожного локомотива. Залежно від характеру зносу колісних пар в екіпажі слід регулювати, ремонтувати і міняти елементи екіпажа, щоб забезпечувати рівномірність зношування колісних пар як по їх сторонах, так і по колісних парах.

Практика заводів і депо як ремонтних підприємств показує, що в даний час деповчани не мають можливості використовувати стратегію першого роду. Річ у тому, що до цих пір на підприємствах є лише лічена кількість пристосувань, стендів і іншого оснащення, що дозволяє контролювати і забезпечувати відповідну збірку і регулювання окремих елементів екіпажів локомотивів тільки для невеликої кількості певних конструкцій.

На швидке вирішення проблеми не слід розраховувати. Набагато перспективнішою, особливо з урахуванням нинішнього положення справ на транспорті, представляється стратегія другого роду

Треба організувати збір інформації про стан колісних пар, локомотивів‚МВРС в експлуатації і проводити глибокий аналіз отриманих даних. За наслідками щомісячних вимірів всіх колісних пар вибирають локомотиви та поїзди і окремі колісні пари з інтенсивним або нерівномірним зносом гребенів по їх сторонах.

При проведенні планових ПР-3 або ПР-1 візки, на яких відмічені колісні пари з підвищеним зносом, викочують і піддають відповідному регулюванню.

Розроблені особливі ремонтні прийоми при тих або інших видах розподілу зносу по колісних парах і по сторонах колісної пари[6].

Якщо, наприклад, на якійсь колісній парі спостерігається підвищений односторонній знос гребеня, а решта коліс зношується рівномірно, то заміряють діаметри коліс по кругу катання по сторонах колісної пари. Коли різниця перевищує 2 мм, колеса обточують, приводячи їх до норми.

Якщо ж діаметри коліс в нормі, то за допомогою прокладок зрушують колісну пару в самшитових вирізах в подовжньому (по осі колісної пари) напрямі. Коли ж нерівномірність зносу гребенів спостерігається по діагоналі візка, тобто тоншими є гребені лівої першої колісної пари візка і правої другої колісної пари, то зменшують довжину тяги на бічні візки з одного боку і збільшують її з іншою.

Таке спостереження за станом колісних пар в експлуатації вимагає визначених, вельми жорстких умов, дотримання яких дозволить досягти необхідної достовірності і точності в аналізі отриманих результатів.

Це, по-перше, створення нових вимірювальних приладів і інструментів, що дозволяють достатньо точно і стабільно оцінювати технічний стан колісних пар в експлуатації. По-друге, чітко налагоджений збір даних про стан колісного парку депо.

Розроблені і впроваджені нові типи вимірювального інструменту - абсолютний шаблон УТ-1 і допусковий ДО-1. Вони увійшли як основні вимірювальні засоби в перероблену Інструкцію по формуванню, ремонту і змісту колісних пар тягового рухомого складу залізниць колії 1520 мм № ЦТ / 329.

Способи відновлення зношених профілів бандажів.

Прагнення відновлювати при обточуванні альбомні розміри профілів бандажів приводить до того, що при кожній їх обробці в стружку йде до 15 - 25 мм товщини бандажа. При цьому після такого обточування з'являються надзвичайно високі темпи зношування коліс по гребеню.

При цій обробці цілком знімається шар, наклепу, на бічній робочій поверхні грані гребеня і, по-друге, в кривих ділянках шляху створюються несприятливі умови контакту між гребенем з альбомними контурами і рейками з великим бічним зносом.

Щоб ліквідовувати це шкідливе явище, МШСРФ по рекомендації ВНДІЗТу випустило вказівку № М-535 від 3.07.95 р., в якому рекомендує обточувати колісні пари з великим зносом гребеня в основному за рахунок зняття металу з поверхні катання і вершини гребеня, залишаючи при цьому необробленою бічну поверхню робочої грані гребеня.

Дослідження показали, що залежно від крутизни гребеня, його висоти і наявності прокату, для збільшення товщини гребеня на 1 мм потрібно знімати всього 1 - 2 мм товщини металу з поверхні бандажа.

Особливо слід зупинитися на параметрі q_R, що характеризує крутизну зношеного гребеня і що гарантує, за умови його дотримання, безпечне проходження стрілочних перекладів в протишерстному русі. Крутизна зношеного гребеня (q_R) введена замість невизначеного бракування коліс по наявності загостреного накату.

На підставі досліджень декількох підрозділів ВНІІЗТа ця величина була встановлена. В експлуатації вона повинна бути не менше 6,5 мм для прийнятих в даний час норм змісту стрілочних перекладів, стану шпальних решіток в цій зоні і ін.

Варіанти і способи відновлення профілів бандажів з небезпечною формою гребня.

В цьому випадку обточуванню підлягають всі бандажі коліс з небезпечною формою гребеня при q_R < 6,5 мм, які по решті параметрів, у тому числі і по товщині гребеня, відповідають вимогам Інструкції № Цт/329 від 14.06.95 р., які пропонуються до справних колісних пар. При таких способах обробки, що рекомендуються, до мінімуму скорочується нераціональне знімання металу бандажа в час обточування. Все це позитивно позначиться на зростанні його ресурсу.

Варіант 1. Виконується за допомогою переносних засоби для зняття загостреного накату на гребенях коліс або на верстатах типу А-41 для обточування колісних пар без викатки. Технологічно це здійснюється наступним чином: на поверхні робочої частини гребеня на відстані 2 мм від його вершини (рисунок 4.1) в одній з верхніх крапок, яка визначає величину крутизни q_R, вимірюваною з допомогою шаблону УТ-1, різцем заглиблюються в гребінь на 2 - 3 мм, а потім плавно округляють його вершину.

Як видно з представленого рисунка, це дозволяє збільшити фактичне значення крутизни q_R на величину, рівну глибині урізування різця у вершину гребеня, тобто при заглибленні різця на 2,5 мм величина q_R при такій обробці зростає, наприклад, з 5,6 до 8,1 мм. Після обробки бандажа у такий спосіб в обов'язковому порядку необхідно проконтролювати шаблоном УТ-1 фактично отримані величину q_R і висоту гребеня. При цьому крутизна q_R на обточеному гребені повинна бути не менше 8 мм, а висота гребеня - не менше 27 мм.

Рисунок 4.1 - Спосіб виправлення небезпечної форми гребеня шляхом обробки його вершини.

Варіант 2. По варіанту 2 колеса обробляють тільки на верстатах для обточування колісних пар без їх викачки типу А-41, "Рафамет" (застосовуючи спеціальний копір). Даний спосіб виконується у формі штучного попереднього прокату на поверхні катання бандажів на обох сторонах колісної пари.

Технологія виконання такого способу обробки наступна: на крузі катання на відстані 70 мм від внутрішньої грані бандажа (рисунок 4.2) різець заглиблюють в бандаж на 2 - 3 мм, а потім плавно округляють виїмку в обидві сторони на відстань 50 мм. Як видно з рисунка, при глибині виїмки 2,5 мм крутизну до вдається збільшити з 6,2 до 8,1 мм.

На оброблених у такий спосіб бандажах обов'язковому контролю підлягають: крутизна гребеня q_R, його товщина (за допомогою шаблону УТ-1) і діаметри бандажів з правої і лівої сторін колісної пари (за допомогою скоби або бандажного штангенциркуля). Величина q_R на обробленій колісній парі повинна бути не менше 8 мм, висота гребеня не менше 27 мм, а різниця діаметрів бандажів по кругу катання на одній колісній парі не повинна перевищувати 1 мм.

Допускається виправляти профілі з небезпечною формою гребеня (особливо при малих значеннях q_R) одночасно по двох вказаних варіантах. Це дозволить значно збільшити значення отрута на обточених таким чином бандажах.

Рисунок 4.2 - Спосіб виправлення небезпечної форми гребеня шляхом утворення попереднього штучного прокату

4.1.1 Можливості плазмового загартування коліс

Плазмове поверхневе загартування гребенів колісних пар підвищує контактно-втомну міцність металу і, як наслідок, збільшує ресурс і надійність колісних пар тягового рухомого складу. Так, інтенсивність зносу гребенів з плазмовим зміцненням в 2,5 - 3 рази нижче, ніж у серійних. У науково-виробничому підприємстві ТОПАС розроблена технологія зміцнення, яка дозволяє точно відтворювати режими гарту для кожної колісної пари.

Фахівці ТОПАС розробили нову спеціалізовану двохмодульну установку високошвидкісного плазмового гарту (УВПЗ-2М). З її використанням (на базі верстата КЖ-20) були введені в експлуатацію в 1997 р. ділянки плазмового зміцнення гребенів без викатки колісних пар з-під локомотива в депо[6].

Досвід більш ніж 4-річної експлуатації локомотивів і вагонів з плазмовими зміцненими гребенями колісних пар показав, що це високоефективний метод 2 - 3-кратного продовження їх ресурсу. Разом з тим, потрібно відзначити, що якнайкращі показники зносостійкості забезпечуються тільки при точному дотриманні параметрів гарту.

Освоєння правильної науково - обґрунтованої технології зміцнення гребенів вимагає кардинального перегляду сталих уявлень щодо твердості поверхонь. Поширена думка про те, що повинна дотримуватися рівність твердостей поверхнево зміцненого колеса і рейки, невірно. Сьогодні обґрунтовано вважається, що гребені зношуються при схоплюванні, тобто провідним механізмом бічного зносу є заїдання. Йому можна запобігти тільки за рахунок більшого підвищення твердості і зміни структури матеріалів контактуючих поверхонь.

Дослідження вчених останніх років встановили, що із-за придушення пластичної деформації гарт навіть одного елементу контактуючої системи (гребенів коліс) на високу твердість 600 Н і вище не тільки не надасть негативної дії на другий елемент, а напроти, приведе до поліпшення його стану.

Підвищити твердість зміцненого шару на установці УВПЗ-2М можна простою зміною режиму її роботи. При цьому принциповим залишається питання внутрішньої напруги . Інструментально вона не може бути проконтрольована в умовах депо. Локомотивні колеса після посадки бандажів вже знаходяться в складно напруженому стані. Найбільш високий рівень тривісної розтягуючої напруги фіксується в центрі бандажа.

Комп'ютерне моделювання процесів формування напружено-деформованого полягання в бандажі при проведенні плазмового зміцнення показало наступне. Сукупність розподілу полів залишкової напруги від технологічної дії при виготовленні бандажа і подальшого накладення напружено-деформованого стану від плазмового зміцнення може сформувати в бандажі додаткову зону концентрації напруги в області переходу від поверхні катання до гребеня. У цій зоні при порушенні режиму гарту створиться тривісне розтягування з компонентами напруги, що досягає межі текучості матеріалу бандажа, і частково вичерпається пластичність матеріалу.

Накопичений досвід термічної обробки коліс і їх експлуатації свідчить про те, що є певна специфіка в їх пошкодженнях, а також в структурі дефектів металу, що зумовлюють ці пошкодження.

На локомотивних колесах при порушенні технології гарту і подальшому виникненні поверхневих тріщин відбувалися розриви бандажів протягом декількох годин після плазмового загартування. Виконані дослідження дали ключ до розуміння причин зародження мікротріщин, які при несприятливому збігу обставин можуть привести до руйнування. Залежно від механізму виникнення вони розділені на три групи.

Перша група - мікротріщини виникають під поверхнею на ділянках з мартенситним перетворенням і зниженою міцністю меж розділу фаз (мартенсит - сорбіт). Така тріщина має зигзагоподібний вигляд, що пов'язане з її просуванням по міжфазових межах. Розвиток тріщини відбувається шляхом її об'єднання з іншими мікротріщинами. Розрив бандажа за наявності такої мікротріщини може відбутися із-за схильності металу до крихкого руйнування.

Друга група - тріщини зароджуються в приповерховому шарі в результаті пластичної деформації і закінчуються в області недеформованого металу. З огляду на те, що метал деформувався при високій температурі, і тріщини зароджувалися у момент охолоджування, усередині них формується оксидний шар. Розвиток тріщини углиб пов'язаний з її розкриттям і подальшим окисленням, внаслідок чого тріщини підростають. Під поверхнею, а зоні утворення деформаційної сітки металу, спостерігається значна деформація в зернах на глибині до 40 мкм. Розповсюдження таких тріщин углиб не пов'язане із структурними складовими. Характер поверхні зламу у всіх випадках типово крихкий.

Третя група - руйнування відбуваються в результаті термічної втоми при багатократній циклічній термічній дії.

Узагальнення і перевірка на практиці отриманих результатів підтверджують, що при оптимальних режимах локальної плазмової термообробки в поверхневому зміцненому шарі колісних пар формується наступна структура: відпущений дрібногольчастий мартенсит + сорбіт мікротвердістю 4,5 кН/мм і переходом до структури повністю сорбіту мікротвердістю 3,5 кН/мм з розміром зерна - 1 мкм. Дана мікроструктура характеризується оптимальними пластичними властивостями і властивостями міцності.

Технічно доцільно як з умов експлуатації, так із характеристик на міцність колеса мати зміцнену зону на похилій поверхні гребеня шириною від 25 до 30 мм і завглибшки порядком 3 мм. Регулюючи температурно-тимчасові режими поверхневого нагріву і охолоджування колеса в реальному діапазоні роботи плазмової апаратури УВПЗ-2М, можна змінювати структурно-фазовий стан поверхні, створюючи оптимальні мікроструктури, що забезпечують високі механічні властивості колісних пар.

Внутрішня напруга (тимчасові, такі, що виникають в процесі гарту із-за термічного розширення, і залишкові, сформовані за рахунок пластичної деформації і структурних перетворень), що працює на підвищення надійності, може створюватися на кожному колеті тільки за умови точності підтримки всіх параметрів роботи установки УВПЗ-2М.

Накопичений в різних депо досвід експлуатації поверхнево зміцнених колісних пар свідчить про значний розкид отримуваного підвищення зносостійкості. Стабільно високий результат ще не досяг ут (мета - підвищення терміну служби зміцнених колісних пар в 2 - 3 рази).:

Виходячи з вимог гарантованого забезпечення точності і повторюваності процесу зміцнення, а також в рамках підготовки Оста фахівці НПП ТОПАС розробили комп'ютерний блок автономної оптимізації для установок УВПЗ-2М.

Блок автономної оптимізації забезпечує:

оперативне програмування режимів і параметрів, відображення поточного стану контрольованих параметрів технологічного процесу, протоколювання і збереження в незалежній пам'яті параметрів технологічного процесу плазмового поверхневого гарту колісних пар, вивід на персональний комп'ютер накопиченої інформації;

обробку аналогових сигналів з пірометра «ТОПАС - Смотріч», джерела електроживлення плазмотронов «Плазма-2», датчиків тиску і вхідних дискретних сигналів з виконавчих механізмів і формування вихідних команд управління за заданою програмою.

На лицьовій панелі блоку цифрової індикації розміщуються клавіатура і дворядне індикаторне табло для виведення поточного значення параметрів відліку часу і оперативної інформації стану.

Таким чином, розроблена технологія гарту колісних пар при точному відтворенні режимів забезпечує дві відмітні особливості:

) локальне (у зоні найбільшого зносу) поверхневе зміцнення гребеня колеса на глибину 2,5 - 3 мм і ширину 35 мм з твердості 285 НВ (з початковому матеріалі) до твердості 450 НВ. Це приводить до сприятливого співвідношення твердостей контактуючих поверхонь колеса і рейки;

) зміна структури зміцненої зони колеса - з феррито-перлитной суміші і розміром початкових зерен 30 - 40 мкм до суміші дрібногольчастого мартенситу з сорбітом (розетковим трооститом) 50:50 %.

Ці обставини сприяють поліпшенню механічних властивостей (зокрема знижується коефіцієнт тертя в контакті гребеня з бічною поверхнею рейки), і підвищується тріщиностійкість матеріалу колеса в зоні плазмового зміцнення.

В даний час в локомотивних депо сіті доріг є 92 установок плазмового зміцнення колісних пар (КП), працюючих по трьох різних технологіях. Установки експлуатуються силами самих депо. Установки виробництва ТОВ «Сучасні плазмові технології», працюють вже тривалий час. На цих установках зміцнено більше 115 тис. КП.

Установка має три модифікації. Перша призначена для зміцнення КП з їхнє викачати. В умовах депо - це зміцнення КП нового формування. Друга модифікація дозволяє зміцнювати КП без викачати з використанням верстатів типу КЖ-20 для їхнього обертання. Третя модифікація установки, призначена для одночасних обточування і зміцнення в окремій ямі з своїм механізмом обертання.

Розроблена технологія дозволяє проводити обробку широкою (до 70 мм і більш) смугою з азотизацією поверхневого шару без оплавлення, що підвищує рівень експлуатаційних властивостей виробу.

Основними вузлами установки, що забезпечують процес зміцнення, є генератор низькотемпературної плазми (плазматрон), перетворювач потоку і механізм обертання.

Технологічним процесом управляють з пультової, в якій розташований центральний пульт управління (ЦПУ) і ЕОМ. Апарати і вузли електроживлення плазматрону розташовуються в електрощитовій. Азотна рампа, що складається з шести і більш контейнерів (один контейнер містить вісім балонів), може розташовуватися на будь-якому зручному для обслуговування майданчику. Насос системи охолоджування може знаходитися в приміщенні зміцнення. У разі замкнутої системи охолоджування насос розташовується в безпосередній близькості від баків запасу води. Джерела живлення робочої дуги плазматронів (для кожного з двох коліс) виконані на базі серійних випрямних тиристорних агрегатів типу ТП-4 з силовими трансформаторами ТСЗ-100.

Основний варіант управління роботою установки - автоматичний режим, який забезпечується за допомогою спеціальної програми для ЕОМ. Вона приймає сигнали, які поступають з датчиків на вимірювальну платню, обробляє їх, відображував інформацію на екрані монітора у вигляді графіків, таблиць і видає команди керівників через платню управління, що дозволяє з необхідною точністю підтримувати основні технологічні параметри. При роботі установки в ручному режимі підтримка необхідних

електричних параметрів дуги, витрати газу, швидкості обертання КП здійснюється за допомогою тумблерів, розташованих на ЦПУ. Після закінчення зміцнення параметри процесу зберігаються в базі даних.

Послідовність процесу зміцнення колісної пари наступна. Вона закочується на механізм обертання і з його допомогою обертається із заданою швидкістю навкруги власної осі. Пристрої для плазмової обробки (праве і ліве), підведені і фіксовані певним чином на поверхні коліс, запускаються і забезпечують безперервну генерацію струменя високотемпературного газу. Після закінчення колісною парою повного обороту і заданого перекриття плазматрони відключаються, механізм обертання зупиняється, і зміцнена КП за допомогою пневмоцилиндра виштовхується з роликів механізму обертання.

Для аналізу впливу зміцнення на ресурс КП в кожному депо створена база даних, де є установки ТОВ «Современние плазмові технологии». В базу даних заносяться такі параметри, як товщина гребеня, крутизна, прокат, товщина бандажа, а також номери локомотивів і їхні пробіги, обточування і викачали КП і їхні причини. Таким чином, база даних відображає життєвий цикл КП.

Програмно база даних представляє собою взаємозв'язані таблиці і редактора бази даних, за допомогою якого можна вводити, редагувати і здійснювати пошук даних. В ньому також закладені стандартні процедури і SQL-запроси для проведення аналізу даних. В техвідділі депо Москва-Сортувальна-Рязанськая встановлений пристосований варіант бази даних КП, на основі якої видаються довідки по вимірах бандажів тепловозів ЧМЕ3.

Найважливішою функцією бази даних є формування різноманітних звітних форм, по яких можна оцінити " положення справ з ефективністю експлуатації КП в депо і дотриманням правил ремонту. База даних дозволяє отримати інформацію по конкретній КП, локомотиву, серії локомотивів і депо в цілому за будь-який період експлуатації.

Вплив зміцнення на ресурс КП в депо видно з таблиці 4.1.

Вплив товщини бандажа (діаметра) колісної пари на інтенсивність зносу гребеня і пробіг між обточуваннями із причин, пов'язаних із зносом гребеня для електровозів серії ВЛ80 (таблиця 4.2).

Як видно з даних, наведених в таблиці 4.2, із зменшенням товщини бандажа істотно збільшується знос гребеня і, відповідно, зменшується пробіг колісної пари. Це пов'язано із зниженням твердості металу, обумовленим технологією термообробки бандажа при виготовленні.

При аналізі бази даних звертає на себе увагу односторонній знос гребеня - гребінь одного з коліс КП зноситься значно швидше, ніж гребінь другого колеса. Односторонній знос працівники депо звичайно пояснюють як результат руху по криволінійній колії. Проте це не зовсім так. Як приклад наведемо статистику по парку електровозів ВЛ80 одного з депо, яка не виявила переважного зносу між колесами (таблиця 4.3). Для аналізу було ухвалено, що односторонній знос має місце, коли різниця зносу гребенів правого і лівого коліс перед обточуванням рівна або більше 2 мм. Слід зазначити, що частка КП, мають односторонній знос, в даному випадку склала 30 % від всієї кількості обточених КП.

Тривалий досвід роботи з базою даних показав також некоректну роботу з вимірами колісних пар в багатьох депо. Деякі параметри бандажів або не відповідають дійсності, особливо при значеннях, близьких до бракувань, або не вимірюються, а обчисляються на основі невірних даних і передумов. Одним з таких прикладів є обчислення діаметрів бандажів колісної пари виходячи з єдиного, встановленого в депо, значення діаметра колісного центру і вимірів товщини бандажів. Помилково мається на увазі, що при однаковій товщині бандажів діаметри коліс однакові.

За відсутністю даних про діаметри центрів конкретної колісної пари і надійного інструменту для визначення діаметра коліс після обточування, особливо на старих верстатах типу А-41, вже закладається наступне обточування. Це утворює передумови для одностороннього зносу гребенів КП і необґрунтованих обточувань унаслідок різниці діаметрів колісних пар під візком (секцією, локомотивом).

Таблиця 4.1 - Середній пробіг між обточуваннями колісних пар, тис. км

Таблиця 4.2 - Вплив товщини бандажа на пробіг колісної пари і знос гребеня з початковою товщиною 27 мм

Таблиця 4.3 - Характеристик одностороннього зносу

І так, дані вимірів бандажів локомотивних колісних пар, збирані протягом декількох років в єдиній базі даних, показують помітний позитивний ефект плазмового зміцнення колісних пар на ресурс бандажа. Збільшення ресурсу колісних пар виявляється при порівнянні по питомому зносу гребеня і середньому пробігу колісних пар між обточуваннями. Ефективність плазмового зміцнення спостерігається для всіх видів жвавого складу. Поступове щорічне зменшення зносу гребеня зміцнених колісних пар говорить про добру сумісність зміцнення з іншими заходами по зниженню зносу колісних пар.

4.2 Прилад для контролю твердості бандажів

В даний час в локомотивних депо вхідний контроль твердості і якості термічної обробки бандажів локомотивів, як правило, зводиться до перевірки даних сертифікату, отриманого із заводу - виробника.

При вимірюванні твердості методом Брінелля потрібно зачищати поверхню бандажа під кожен вимір, що є трудомісткою операцією. Зачистку завглибшки 0,6 - 0,8 мм необхідно виконувати і при використанні переносних твердомірів. За нашими даними, твердість поверхневого шару може відрізнятися від шарів, що знаходяться на глибині 0,8 мм, на 30 - 40 НВ. Все це робить неможливим вимірювання твердості бандажів на підприємствах залізничного транспорту цим методом.

Для спрощення процесу вхідного контролю і підвищення об'єктивності оцінки якості термічної обробки і твердості матеріалу бандажів в Уральському державному університеті шляхів сполучення (УРГУПС) розроблений прилад неруйнуючого магнітного контролю - малогабаритний переносний коерцитиметр - структуроскоп К-61 (ГОСТ 398-95, п. 6.10 допускає проведення контролю твердості бандажів неруйнуючим методом). Маса приладу менше 2 кг, габарити 175 45Х87 мм, живлення від мережі 220 В, час одного виміру 3.

За допомогою даного приладу в депо Свердловськ - сортувальний були виконані вимірювання твердості а партії з 100 бандажів. Виміри проводили по базових поверхнях бандажів - по кругу катання, зовнішньої і внутрішньої бічним поверхням. На кожній поверхні робили по чотири виміри в діаметрально протилежних точках. Схема виконання вимірювань показана на рисунку 4.3. При цьому визначали значення твердості і відхилення від величини, вказаної в сертифікаті, а також відмінність твердостей у вимірюваних бандажах.

- поверхня катання; 2 - зовнішня бокова поверхня; 3 - внутрішня бокова поверхня

Рисунок 4.3 - Схема вимірювань в бандажах

В результаті вимірювань встановлено, що твердість по бандажу розподілена нерівномірно, є «плямистість» твердості. Застосування приладу К-61 при вхідному контролі твердості бандажів дозволяє швидко зміряти твердість і оцінити якість термообробки бандажів. Зачистка поверхні не потрібна, конструкція приладу дозволяє робити вимірювання в декількох крапках з мінімальними витратами часу. Оцінка твердості об'єктивніша в порівнянні з вимірюванням твердості на пресі Брінелля.

Контроль твердості неруйнуючим магнітним методом із застосуванням приладу К-61 виключає недоліки методу Брінелля (недостатню глибину зачистки і помилки при візуальному вимірюванні діаметру відбитку), оскільки коэрцитиметр примагнічує вимірювану деталь на глибину > 5 мм. Завдяки малій вазі приладу, вимірювання можна вести як в місці складування деталей, так і в будь-якій точці технологічної лінії виготовлення бандажів. Він дозволяє робити виміри не тільки по кругу катання, але і по гребеню бандажа.

Інше сучасне обладнання для контролю параметрів колісних пар наведено в розділі “Додатки”.

Підвищення довговічності локомотивних бандажів вельми актуально не тільки через великий об'єм технічного обслуговування і ремонту колісних пар, але також унаслідок зростаючого дефіциту бандажів.

Найбільш часто локомотивні бандажі піддавалися обточуванню через граничний прокат (80 - 100 % всіх обточувань в більшості депо на сіті доріг).

Загальний рівень зносу бандажів тепловозів був порівняно невеликим. Як вимірника зносу був ухвалений питомий прокат (мм/10 тис. км), що характеризує ставлення прокату (мм) до пробігу (тис. км). Для депо тепловозів середнє значення питомого прокату знаходилося в інтервалі від 0,16 до 0,30 мм/104 км, і за умови повної реалізації граничної норми прокату (7 мм) пробіги бандажів тепловозів між обточуваннями складали від 210 до 420 тис. км. Пробіги ж електровозів серії ВЛ8 між обточуваннями бандажів по граничному прокату знаходилися в інтервалі від 90 до 170 тис. км.

Рисунок 4.4 - Статистика обточувань бандажів вантажних локомотивів в цілому по сіті за 2010 р.

Період переходу на колію 1520 мм співпадає з різким збільшенням зносу гребенів бандажів колісних пар локомотивів. Починаючи з кінця 80-х - почала 90-х років основним критерієм бракування зносу бандажа, замість прокату, став знос бічної поверхні гребеня по товщині. Обточування бандажів по граничному зносу гребеня супроводиться значними технологічними втратами металу по товщині, що навело до зниження середнього ресурсу бандажів в 6 раз в порівнянні з періодом переважання природного зносу (прокату).

В найкоротші терміни була проведена робота по вибору, розробці і упровадженню технічних засобів для зниження зносу і підвищення ресурсу бандажів і, передусім:

лубрикація гребенів бандажів;

лубрикація рейок;

термічне зміцнення гребенів бандажів;

обточування бандажів по нових, оптимальних профілях.

В результаті цього до кінця 90-х років гострота проблеми зносу гребенів коліс локомотивів в достатній мірі була знята. В даний час середня інтенсивність зносу гребенів в цілому по сіті доріг складає 0,22 мм/10 тис. км по електровозах і 0,21 мм/10 тис. км по тепловозах.

Аналіз пошкоджень бандажів вантажних локомотивів в експлуатації за останні 10 років виявив, що причинами їхніх обточувань є граничний знос гребеня по товщині, загострений накат і вищербини, а також прокат на бандажах електровозів. При цьому переважна більшість обточувань проводиться унаслідок граничного зносу гребеня - до 75 % всіх обточувань бандажів електровозів і до 50 % - тепловозів (рисунок 4.10). Подібне співвідношення кількості обточувань бандажів по зносу гребеня і загальної кількості обточувань на сіті залишається незмінним протягом більш ніж двох десятиріч.

Таблиця 4.4 - Розподіл колісних пар з досвідченими і серійними бандажами по локомотивах

Як показали численні дослідження і експерименти, підвищення зносостійкості і контактно-втомної витривалості бандажної сталі можливі за рахунок збільшення рівня прочностних властивостей і твердості металу при збереженні характеристик пластичності і в'язкості на рівні, виключає крихкі руйнування бандажів. Зменшення числа випадків загостреного накату на гребені можливе шляхом збільшення опірності металу бандажа пластичної деформації. Підвищення контактно-втомної витривалості сталі дозволить понизити кількість обточувань по вищербинам контактно-втомного характеру.

Фахівці ВНІїЖТа і Нижньотагільського металургійного комбінату стосовно діючої технології гартування бандажів в стопах розробили нову бандажну сталь марки «П» (в даний час перейменована в марку «4»), Це сталь з підвищеним змістом вуглецю, легована хромом, з рівнем твердості 320 - 360 НВ на глибині 20 мм від поверхні катання. Завдяки застосуванню легуючих елементів сталь марки «П» має підвищену прожарювану, а, отже, і більш високу твердість по всій глибині робітника шару бандажа порівняно з серійною сталлю марки «2».

Були проведені полігонні випробування досвідчених бандажів підвищеної зносостійкості марки «П» в умовах, максимально наближених до експлуатаційних. Для порівняння зносу під першу секцію електровоза було підкочено 4 колісних пар з досвідченими бандажами, під другу - 4 колісних пар з серійними бандажами.

За наслідками полігонних випробувань інтенсивність зношування гребенів бандажів марки «П» стала на 40 % нижче, ніж серійних, повзуни і вищербини на досвідчених бандажах були відсутніми. За час полігонних випробувань було проведено 6 обточувань серійних колісних пар, у тому числі 4 по граничному зносу гребеня, 2 по різниці діаметрів бандажів і лише обточування досвідченої колісної пари - по граничному параметру крутизни гребеня.

За наслідками статистичної обробки даних побудовані графіки зміни параметрів профілю бандажів підвищеної зносостійкості і серійних залежно від пробігу і проведений порівняльний аналіз динаміки їхнього зносу і пошкоджень в експлуатації. Після завершення експлуатаційних випробувань був розрахований середній пробіг досвідчених і серійних колісних пар між обточуваннями і прогнозований ресурс бандажів підвищеної зносостійкості під електровозами і тепловозами.

Таблиця 4.6 - Питоме зниження товщини гребенів бандажів підвищеної зносостійкості і серійних, мм/10 тис. км

На рисункух 4.5 і 4.6 представлені графіки зміни товщини гребеня і фактичної товщини досвідчених і серійних бандажів електровозів по секціях залежно від пробігу. В таблиці 4.6 представлені середні значення інтенсивності зношування гребенів бандажів по товщині. Згідно отриманих результатів бандажі електровозів підвищеної зносостійкості мають істотну і стабільну перевагу перед серійними по інтенсивності зносу гребеня на всіх локомотивах. Середня інтенсивність зносу гребенів досвідчених бандажів на 41 % нижче, ніж серійних.

Середнє по електровозах значення питомого зниження товщини бандажів складає 0,27 мм/104 км для серійних бандажів і 0,23 мм/104 км для досвідчених, тобто досвідчені бандажі зносяться по товщині в експлуатації на 15 % повільніше, ніж серійні бандажі. Дані по питомому зниженню товщини бандажів корелюють з даними по прокату на всіх електровозах.

Рисунок 4.5 - Зміна середніх значень товщини гребеня і фактичної товщини бандажів електровоза ВЛ80С-417 залежно від пробігу.

Рисунок 4.6 - Зміна середніх значень товщини гребеня і фактичної товщини бандажів електровоза ВЛ80С-2660 залежно від пробігу

Таблиця 4.7 - Середній пробіг між обточуваннями колісних пар електровозів, тис. км

Дані по середньому пробігу колісних пар електровозів між обточуваннями показують істотну перевагу бандажів підвищеної зносостійкості перед серійними по цьому найважливішому для ресурсу бандажа показнику (таблиця 4.7). Експлуатаційні випробування виявили, що середній пробіг між обточуваннями колісних пар з бандажами підвищеної зносостійкості більш ніж в півтора рази вище, ніж серійних колісних пap.

Згідно отриманих результатів, прогнозований ресурс бандажів підвищеної зносостійкості під електровозами на 55 % вище, ніж серійних. Істотна перевага бандажів підвищеної зносостійкості по ресурсу досягається за рахунок збільшеного пробігу між обточуваннями, меншої інтенсивності експлуатаційного зносу і менших технологічних втрат металу по товщині бандажа при обточуваннях.

Згідно отриманих результатів по інтенсивності зношування гребенів бандажі тепловозів підвищеної твердості також мають істотну і стабільну перевагу перед серійними по інтенсивності зносу гребеня на всіх тепловозах і в середньому по дорозі (на 26 %).

Питомий прокат на тепловозах склав 0,11 мм/104 км для серійних бандажів і 0,1 мм/104 км для досвідчених. Питоме зниження товщини бандажів тепловозів складає 0,45 мм/104 км для серійних бандажів і 0,41 мм/104 км для досвідчених. Порівняння значень питомого прокату і питомого зниження товщини бандажів показує, що бандажі тепловозів підвищеної зносостійкості мають на 9 - 10 % менші значення цих показників, ніж серійні.

Результати експлуатаційних випробувань бандажів показали, що:

бандажі електровозів підвищеної зносостійкості мають перевагу перед серійними по інтенсивності зносу гребеня на 41 % і по питомому прокату на 6 %. Бандажі підвищеної зносостійкості, експлуатовані під маневровими тепловозами, мають на 26 % меншу інтенсивність зносу гребеня і на 9 % менший питомий прокат;

застосування бандажів підвищеної зносостійкості дозволило понизити в 2,7 разу відсоток обточувань по граничному зносу гребеня при зменшенні в 1,7 разу загального числа обточувань і істотно, більш ніж в півтора рази, збільшити пробіг між обточуваннями бандажів колісних пар електровозів і тепловозів;

бандажі підвищеної зносостійкості перевершують серійні по середньому прогнозованому ресурсу на 55 % під електровозами ВЛ80С і на 24,5 % під тепловозами ЧМЕЗ. Співвідношення прогнозованих ресурсів досвідчених і серійних бандажів дозволяє передбачити, що фактичний середній ресурс бандажів підвищеної зносостійкості складе 775 тис. км під електровозами і 660 тис. км під тепловозами;

техніко-економічний ефект від застосування бандажів підвищеної зносостійкості під вантажними локомотивами може бути отриманий за рахунок зниження об'єму щорічних закупівель нових бандажів і зменшення кількості обточувань колісних пар, вироблюваних за рік.

4.3 Нова технологія перетягування бандажів колісних пар

Комплекс заходів, пов'язаних із створенням відділення перетяжки бандажів колісних пар, включає постачання карусельного верстата 1Е516ПФ2Н для розточування внутрішньої порожнини бандажа, токарного верстата ДІП-500 для вирізки бандажного кільця, преса для загортання буртів бандажа ПБ-7730, дефектоскопів для магнітного і ультразвукового контролю, приладів контролю температури нагріву бандажів, а також перелік вимірювальних, перевірочних інструментів і приладів[7].

Устаткування розміщене по ретельній схемі (рисунок 4.7). Одночасно створені додаткові засоби механізації - виготовлений індукційний нагрівач для нагріву бандажів перед їх зняттям і насадкою, прес для зняття бандажів, вальцювальний верстат для виготовлення бандажного кільця.

На кільці магнітодроти закріплені спеціальними захопленнями. На нижніх плитах магнітодрота розташована електромагнітна котушка, що є бухтою з 26 витків ізольованого дроту. Нагрівається бандаж до необхідної температури струмами Фуко. Верхні плити магнітодрота переміщаються щодо центру нагрівача при установці бандажа для нагріву і потім його зняття.

Переміщення верхніх плит здійснюється по тих, що направляють з використанням 12 пневмоциліндрів, які працюють від цехової мережі стислого повітря. Управляють пневмоциліндрами від розподільного крана. Час нагріву бандажа складає 40 хв.

- позиція накопичення колісних пар; 2- мийна машина; 3 - позиція розбирання буксових вузлів; 4 - роликове відділення (ремонт підшипників); 5 - позиція огляду колісних пар, визначення обсягу робіт, дефектоскопії; 6 - позиція розточування бандажного кільця; 7 - індукційний нагрівач для бандажа; 8 - позиція зняття старого бандажа; 9 - позиція огляду колісного центра, дифектоскопії внутрішньої площини нового бандажа; 10 - розточування внутрішньої площини нового бандажа; 11 - позиція виготовлення бандажного кільця; 12 - прес для закатки бурта бандажа; 13 - позиція розточування зовнішньої поверхні бандажа; 14 - позиція обробки шейок колісних пар.

Рисунок 4.7 - Схема механізованих позицій ділянки для зміни бандажів колісних пар

Замість типового станка для радіального вигину бандажних кілець, створено пристосування власної конструкції. Воно виконане на базі листогибкого верстата, що вийшов з ладу, точніше за його робочий орган - вальців. Заздалегідь провели ревізію верстата, а також замінили його робочі деталі. Зношені валяння з верстата прибрали і замість них встановили нові завдовжки не 1600 мм, а 200, на яких насадили вали із струмками для розміщення і вальцювання бандажного кільця.

При проведенні контролю технічного стану бандажів після механічної обробки їх доводиться повертати на певний кут щодо дефектоскопа.

Виготовлений стенд дефектоскопії бандажів. Він є основою, на якій змонтовані два опорних ролика -ведучий і ведений. Ролики обертаються на осях, встановлених в опорах з підшипниками ковзання.

Бандаж розташовують на роликах у вертикальному положенні. Щоб попередити його випадкове перекидання, навколо бандажа змонтовані дві підтримуючі стійки, зварені з труб. Як привід ведучого ролика використовується привід пристосування для вальцювання бандажних кілець. З цією метою підставу стенду приварили к рамі пристосування, а передачу моменту, що крутить, здійснили за допомогою клиноременної передачі.

Провідним шківом є один з валів пристосування для вальцювання. Ведений шків змонтований в опорах, закріплених на загальній рамі, і сполучений торсіонним валом з провідним роликом стенду для дефектоскопії. Управління приводом проводиться кнопковою станцією. Таким чином, відпадає необхідність у виготовленні і монтажі приводу стенду, значно спрощується конструкція, знижуються витрати на його виготовлення.

Контроль бандажів на стенді ведуть з використанням сідлоподібного дефектоскопа. В процесі зняття і установки чергового бандажа на стенд доводиться відповідно прибирати і встановлювати дефектоскоп в робочу зону уручну (його маса 22 кг). Щоб полегшити працю оператора, механізували переміщення дефектоскопа ДГС-М-53. Механізм є стійкою 3 (рисунок 4.8) з консоллю, на якій встановлені кронштейни з роликами і противагою 4, сполученим за допомогою троса 2 з дефектоскопом 1.

- дефектоскоп ДГС-М-53; 2 - трос діаметром 4 мм; 3 - противажель;

- каретка; 6 - напрямні.

Рисунок 4.8 - Пристосування для переміщення дефектоскопа

Противага переміщається усередині стійкі вгору-вниз. Безпосередньо стійка кріпиться зваркою до каретки 5, яка переміщається в направляючих 6 за допомогою роликів на підшипниках. Переміщення стійкі з кареткою, опускання і підйом дефектоскопа проводяться незначним зусиллям руки.

На механізованих позиціях колісного цеху перетяжку бандажів колісних пар ведуть спеціально підготовлені слюсарі по перетяжці, токарі по розточуванню і обточуванню бандажів, а також обробці шийок моторно-осьових підшипників. У операції по перетяжці бандажів задіяні також слюсар колісного цеху, технік і змінний майстер. Роботи ведуть при однозмінному режимі.

Технологічний процес перетяжки бандажів колісних пар наступний. Колісну пару, що поступила для зміни бандажа, ретельно очищують від бруду, іржи і пропускають через мийну машину. Майстер, приймальник і технік, використовуючи зубомер, мікрометр та дефектоскоп, уважно оглядають колісну пару по циклу звичайного огляду, визначають всі допуски і розміри по правилах ремонту в об'ємі ПР-3. Діаметр осі моторно-осьового підшипника повинен бути не менше 205 мм, знос зуба зубчатого колеса - не більше 1,5 мм.

Далі розбирають і знімають букси з обох боків. Технік під контролем майстра, дотримуючи правил техніки безпеки, проводить дефектоскопію осі колісної пари, зубчатого вінця шестерні. Потім колісну пару мостовим краном переносять на рейковий шлях, підкочують її під кран-балку, за допомогою якої встановлюють у верстат ДІП-500 для вирізки бандажного бурту.

Слюсар після вирізки бандажного кільця встановлює колісну пару кран-балкою на кантувач для виведення її у вертикальне положення і подальшої подачі в індукційний нагрівач. Колесо нагрівають до температури 300 °С і кран-балкою доставляють на прес для зняття бандажа. Тут колісну пару повторно укладають в кантує для виводу у вертикальне положення і спресовують другий бандаж, який прибирають на місце складування.

Наступні операції - обробка металевою щіткою до металу посадочної поверхні обода на кантувачі і підбір нових бандажів. Перед розточуванням бандажі підбирають за твердістю, користуючись даними сертифікату. Різниця твердості бандажів на одній колісній парі локомотива допускається не більше НВ 24[7].

Потім слюсар готує стопорне .кільце бандажа на вальцювальному верстаті із заготовок, не допускаючи задирку, ретельно очищаючи іржу і окалини. Токар встановлює на карусельний верстат бандаж для проточки внутрішньої поверхні і виконує розточування його внутрішньої порожнини. Внутрішню поверхню бандажа розточують із забезпеченням шорсткості R < 20 мкм, дотриманням розмірів упорного бурта і виточки згідно кресленню. При цьому висоту бурта дозволяється зменшувати не більш, ніж на 2 мм проти креслярського розміру.

Для забезпечення необхідної щільності насадки (натягу) на обід, а також при перетяжці внутрішній діаметр нового і старого бандажів повинен бути менше діаметру обода центру на 1,2 - 1,6 мм на кожних 1000 мм діаметру обода колісного центру. Кут між поверхнею упорного бурта і внутрішньою поверхнею бандажа повинен мати при вершині закруглення радіусом 1,5 мм.

На кромках наполегливого бурті та виточці роблять фаски (1,5 - 2) х 45 мм. Конусообразність внутрішньої поверхні бандажа допускається не більше 0,2 мм. На обробленій внутрішній поверхні бандажа у бурту і виточці на ширині до 10 мм не повинно бути черновин. На решті частини цієї поверхні не допускаються черновини площею більше 16 см (найбільша довжина черновини 40 мм). Черновин з площею до 16 см² повинно бути не більше двох.

При виявленні в процесі розточування внутрішніх дефектів металу розшарувань, раковин, тріщин, неметалічних включень, які не будуть видалені при остаточній обробці поверхні, новий бандаж забраковують з складанням акту для пред'явлення рекламації заводу - виробнику. Щоб раціонально використовувати старопридатні бандажі, дозволяється розточувати їх для насадки на нові центри із збільшенням проти креслярських розмірів діаметру обода на 3 мм і ширину його на 2 мм. Глибина виточки під бандажне кільце не повинна перевищувати 10 мм, а її ширина - 11 мм.

Далі виконують дефектоскопію колісного центру і обміри посадочної поверхні, а після проточки внутрішньої порожнини бандажа - дефектоскопію бандажа на відсутність тріщин, полон, раковин на внутрішній площині. Після закінчення цих операцій бандаж за допомогою візка і кран-балки транспортують до індукційного нагрівача. Очищають внутрішню поверхню бандажа і закладають його в індукційний нагрівач. Він повинен забезпечувати рівномірний нагрів всіх ділянок до температури 250 - 300 °С.

Різниця температур різних ділянок бандажа при нагріві допускається не більше 50 °С. Забороняється запресовувати на колісні центри нерівномірно нагріті бандажі. Вимірювання проводять при вимкненому індукційному нагрівач, щоб уникнути помилки при вимірах. Насаджують бандаж так, щоб діаметри його внутрішньої і зовнішньої поверхонь співпали за напрямом.

При насадці колісного центру в бандажі у виточку останнього встановлюють запобіжні планки для транспортування колісної пари на стелаж пресування бандажного кільця. Заводять підготовлене, зігнуте і очищене бандажне кільце в паз виточки бандажа для подальшого впресування кільця. Бандажне кільце необхідно заводити у виточку бандажа відразу після насадки колісного центру і лише потовщеною стороною. Заклад кільця при бандажі, що остигнув до температури нижче 200 °С, забороняється. Зазор між кінцями кільця більше 2 мм не допускається.

Далі виконують впресування кінців бандажного кільця. Кінці, заведені у виточку бандажного кільця, повинні враспор підходити один до іншого. Забороняється обрубувати надлишок зміцнюючого кільця на бандажі (центрі) без прокладок. Зазор між кінцями кільця більше 2 мм не допускається.

Далі переміщають колісну пару кран балкою на верстат для завальцовки притискного бурту бандажа. При завальцовці кільце відбортовують і щільно притискують до бічної внутрішньої грані обода колісного центру. Зусилля преса повинно бути не більше 50 тс. Після цього роблять 3 - 4 обороти під повним тиском. Бандажне кільце після повного обжимання бурту повинне щільно сидіти у виточці бандажа, що визначають по звуку від ударів слюсарного молотка. Звук повинен бути чисто металевий без ознак ослаблення.

Роблять запис результатів обміру в цеховий журнал. Ретельно фіксують результати виміру температур нагріву бандажа, знаків заводу - виробника насаджуваного бандажа і осі колісної пари, завіряють підписами виконавця і майстра. В тій же послідовності насаджують другий бандаж колісної пари. Наносять контрольні позначки на зовнішній грані бандажа і на ободі. Позначки повинні розташовуватися по радіусу на одній прямій лінії у вигляді 4 - 5 кернів, завглибшки 1 - 1,5 мм по довжині 25 мм з рівними проміжками між ними. Крайній керн розташовується не ближче 10 мм від кромки упорного бурта бандажа. На ободі ставлять мітку у вигляді риски завглибшки до 1 мм притупленим зубилом. Всі старі мітки забивають хрестоподібно (х).

Бандажі колісної пари після закладу і завальцовки бандажного кільця повинні поволі остигати. Забороняється застосування штучного охолоджування до температури навколишнього повітря. Насадка повинна бути перевірена по звуку ударами слюсарного молотка по поверхні катання в різних точках. Звук повинен бути чисто металевий. Переміщають кран-балкою колісну пару до місця обточування бандажа і обробки шийок осі моторно-осьового підшипника.

Далі слідують операції: обточування бандажа після перетяжки; обміри бандажів після обточування на колісно-токарному верстаті; обробка шийок осі моторно-осьових підшипників; підбірка самшитових підшипників, збірка букс; установка букс на вісь колісної пари після перетяжки бандажів; транспортування готової колісної пари на позицію збірки КМБ.

Всі передбачені технологією операції виконують потоковим методом. Для зручності переміщення колісних пар передбачено дві кран-балки і прокладено два рейкові шляхи - один для операцій розбирання, інший - для магнітного контролю і збірки. Є також мийна машина для промивки самшитових підшипників, відділення для ремонту підшипників кочення, верстат УБЦ-150 "Рафамет" для обточування колісних пар, шиєчно - накатний верстат для накатки осей моторно-осьових підшипників.

Така технологія рекомендуеться для застосування в крупних локомотивах депо, де е можливість її виконання на базі існуючого обладнання або дообладнання необхідними механізмами.

.4 Технологія і устаткування для відновлення колісних центрів

Одним з напрямів зниження витрат на залізничному транспорті є впровадження ресурсозбергаючих технологій при відновнлювальому ремонті зношених деталей і продовження тим самим їх терміну служби. При відновленні колісного центру необхідно компенсувати знос не тільки зовнішнього діаметру і двох поверхонь торців під посадку бандажа, але і внутрішнього діаметру отвору маточини для створення натягу при посадці її на вісь.

Найбільш перспективним є спосіб автоматичного наплавлення під шаром флюсу, оскільки він забезпечує необхідну якість наплавленого металу і високу продуктивність, а також стабільність технологічного процесу.

Відновлення зовнішнього діаметру і двох поверхонь торців колісного центру краще треба проводити на одній наплавлювальній установці, обладнаній відповідними пристроями, які дозволяють вести три незалежні технологічні процеси.

Перед наплавленням зовнішньої поверхні колісного центру з колісної пари знімають бандажі і поверхні, що підлягають наплавленню, проточують для видалення іржі, слідів мастила та інших забруднень. На поверхні торців, з метою запобігання стіканню і надійному формуванню наплавленого металу, приварюють кільця, виконані з профілів замкових кілець. Кільця приварюють з відступом від циліндрової частини колісного центру на 15 - 20 мм, як показано на рисунок 4.9. Причому, прихватки кілець здійснюють по зовнішньому їх діаметру для того, щоб при подальшому наплавленні ці прихватки повністю переплавлялися.

При наплавленні торців зварювальна головка ставиться під кутом 45 - 70° до горизонту для забезпечення гарантованого сплаву основного і наплавленого металів. Наплавлення здійснюють з покроковим переміщенням електроду вгору на кожен повний оборот до підняття наплавленого металу вище за циліндрову поверхню на необхідну товщину наплавлення. Після наплавлення поверхонь торців з двох сторін наплавляють циліндрову частину колісного центру, що виконується при вертикальному положенні зварювального пальника в автоматичному режимі по спіралі з певним кроком, що забезпечує необхідну товщину і якість наплавленого шару.

Рисунок 4.9 - Приварювання кільців на торці колісного центра

Внутрішню поверхню отвору маточини колісного центру відновлюють (при випресованій осі колісної пари) автоматичним наплавленням під шаром флюсу по спіралі з певним кроком. При необхідності можна наплавити більше одного шару для компенсації зносу в парі вісь - колісний центр. При цьому діаметр отвору маточини після механічної обробки зменшується не менше, чим на 4 мм.

Для задовільного формування наплавленого шару на краях отвору маточини, на її торці приварюють кільця, виконані з профілю замкових кілець. Прихватки ставляться з внутрішньої сторони отвору і при наплавленні переплавляються.

Відповідно до розроблених технологічних процесів фірмою «Дірект» було спроектоване і виготовлене спеціалізоване устаткування. Так, для автоматичного наплавлення під шаром флюсу зовнішньої і двох поверхонь торців застосовують установку СТ-013. Вона забезпечує наплавлення всіх типів колісних центрів з постійною лінійною швидкістю. Фіксовані положення зварювального пальника дозволяють якісно наплавляти торці і зовнішню циліндрову частині колісного центру. Зварювальна головка оснащена електроприводом тиристора постійного струму і забезпечує безступінчасте регулювання швидкості подачі електродного дроту, тим самим - стабілізацію режиму наплавлення по зварювальному струму.

При наплавленні поверхонь торців використовуються спеціальні підпружинені флюсоутримуючі пристрої, які забезпечують гарантоване утримання необхідного шару флюсу.

Наплавлення циліндрової поверхні колісного центру здійснюється з автоматичною подачею зварювальної головки по спіралі з певним кроком. Останній встановлюють один раз при пусконалагоджувальних роботах шляхом підбору парозмінних шестерень і потім він не змінюється.

Для наплавлення внутрішньої поверхні отвору маточини застосовують установку СТ-018 виробництва фірми «Дірект», оснащену регульованими приводами обертання виробу і зварювальної головки. Крім того, для забезпечення безперебійної подачі зварювального флюсу в зону горіння дуги в даній установці застосований спеціальний лоток з вібратором, який забезпечує автоматичну подачу флюсу в зону наплавлення. Для забезпечення якісного наплавлення на краях отвору маточини, безпосередньо на колісному центрі, що наплавляється, закріплюються флюсоутримуваючі пристрої, які підтримують рівень флюсу необхідної висоти.

Характерною особливістю даного технологічного процесу є те, що шлакова кірка віддаляється лише після закінчення проходу, а в процесі наплавлення кірка попереднього валу не заважає накладенню подальшого.

Такий технологічний процес можна застосовувати в тих депо, де за допомогою служб локомотивного господарства управлінь залізниць придбане та встановлене відповідне обладнання.

Досвід експлуатації жвавого складу показує, що однією з причин нестабільності його роботи протягом останніх років є різке зростання темпів зношування бандажів колісних пар. Це приводить до необхідності проведення частих обточувань колісних пар для відновлення зношеного профілю бандажа і, як наслідок, переформовувань ^тесних пар, перетяжок бандажів, що мають недостатню товщину.

Слід зазначити, що останнім часом значно змінився характер зношування бандажів на сіті доріг. Якщо раніше їх обточували головним чином через досягнення граничного прокату (зносу по кругу катання), то тепер в основному унаслідок високих темпів зношування гребенів. Воно є найсприятливішим унаслідок значного технологічного зносу бандажа, тобто зменшення його товщини при вимушеному відновленні товщини гребеня.

Проведені дослідження, направлені на зниження інтенсивності зношування гребенів колісних пар в експлуатації. В результаті намітився ряд напрямів, які сталі визначальними для досягнення поставленої мети. До них передусім відноситься поліпшення умов контакту колеса з рейкою (особливо при проходженні кривих ділянок колії), зниження силової взаємодії колеса і рейки, введення розділового змащувального шару між контактуючими поверхнями бічних граней головок рейок і гребенів бандажів, зниження взаємного прослизання контактуючих поверхонь, питомого тиску в зоні контакту і т. д.

Реалізація результатів досліджень навела до створення пристроїв доячи змазування місця контакту колеса з рейкою (застосування локомотивних і путніх лубрикаторів, пересувних пристроїв для змазування бічних поверхонь рейок в кривих), експлуатація яких на сіті доріг продемонструвала певну ефективність.

Іншим перспективним напрямом можна вважати зниження інтенсивності зношування гребенів за рахунок вибору оптимальної макро геометрії профілю бандажа при відновленні його робочих поверхонь в умовах депо (при обточуваннях).

При виконанні цього комплексу робіт досліджений вплив ряду чинників (товщина гребенів і бандажів, величина прокату, способи відновлення зношеного профілю) на темпи зношування гребенів бандажів в умовах експлуатації. Вивчалися як парні кореляційні залежності, що пов'язують зміну темпів зносу з профілем, так і залежності, отримані за допомогою регресійного аналізу (методом множинних регресій).

Для можливості проведення розрахунків формувався банк даних, що включає наступну інформацію: депо приписки, номер локомотива і розташування колісної пари в екіпажі, дата фіксації поточного стану бандажа колісної пари, напрацювання від попереднього обточування (переподкатки) колісної пари, геометричні параметри, що характеризують стан бандажів (прокат, товщина гребеня і бандажа).

Особливий практичний інтерес представляють залежності інтенсивності зношування від початкової товщини гребенів бандажів колісних пар, отриманих в результаті обточувань. Ці залежності однозначно указують, що відновлення повного профілю (з товщиною гребеня 33 мм) при обточуванні є недоцільним. Характер наведених кривих указує на наявність оптимальної товщини гребеня (значно менших альбомного розміру), при якій досягаються мінімальні темні зношування гребенів в експлуатації. Зіставлення кривих, аналогічних представленим для різних полігонів експлуатації і серій локомотивів, указує на те, що по кожної - конкретній серії локомотива і конкретному депо, до якого вони приписані, оптимум в загальному випадку розрізняються між собою.

Потрібно помітити, що в загальному випадку оптимальне значення, визначене але залежностям, аналогічним показаним на мал. би, може не бути найефективнішим, забезпечуючим максимальний ресурс бандажа до його зміни. Вибір ефективної товщини гребеня, що забезпечує максимальний ресурс бандажа до переформовування колісної пари при мінімальних витратах на його відновлення (переточування) в умовах депо, є предметом особливої техніко-економічної задачі. Вона повинна ураховувати способи відновлення зношеного профілю бандажа (наявність черновин на бічній поверхні гребеня тієї або іншої величини) і норми бракування бандажів але їхнім геометричним параметрам в експлуатації (товщині гребеня, прокату) .

Розроблені методи розв'язання подібних задач для будь-якого конкретного депо. Ці методи дозволяють на підставі інформації, що є в депо (результати щомісячних обмірів бандажів, пробіги локомотивів, способи відновлення при ремонті), визначити оптимальні параметри відновлення зношених бандажів, що забезпечують для даного депо збільшення їхнього ресурсу до переформовування. При цьому очікуване підвищення ресурсу, як показують розрахунки, лежить в межах від 40 до 185 % залежно від ділянок.

а) електровозів ВЛ80, їхня товщина після обточування (б) і від сумарної товщини гребенів з колісної пари (у)

Рисунок 4.10 - Залежність інтенсивності зношування гребенів Х від прокату а бандажів

4.5 Нові шаблони і прибори для вимірювання геометричних параметрів колісних пар

В основу нового прогресивного методу вимірювань для оцінки геометричних параметрів гребенів коліс, розробленого ВНДЗТом, закладений принцип вимірювання товщини гребеня в перетині на заданій відстані від поверхні катання колеса (точки контакту колеса і рейки), а також оцінки крутизни нахилу гребеня - параметра q_R, що визначає безпечне проходження колесом стрілочних переводів в противошерстному русі [8].

В абсолютному шаблоні, що традиційно застосовоється на залізницях для вимірювання параметрів гребенів коліс вагонних колісних пар, не враховується розмір скосу в 1 мм на тильній частині гребеня колеса. Вимірювання товщини гребеня абсолютним шаблоном при цьому виконують в перетині гребеня на відстані 18 мм від вершини гребеня. Для локомотивного ж профілю колеса товщина гребеня контролюється на відстані 20 м від вершини гребеня (рисунок 4.11).

В експлуатаційній документації по застосуванню нового універсального шаблону визначення товщини гребеня інше - відстань, зміряне по горизонталі на висоті 13 мм від круга катання колеса між двома точками, що лежать по різні сторони від вершини гребеня, одна з яких в площині внутрішньої грані обода колеса, інша - на поверхні гребеня (у поясі, в якому контролюється бічний знос головки рейки).

Відповідно до технічного завдання на шаблон для контролю параметрів зони (поверхні) катання коліс вагонних і локомотивних колісних пар діапазони вимірювань наступні:

висота гребеня, мм........................................................25 - 40;

товщина гребеня, мм....................................................20 - 35;

крутизна гребеня, мм.....................................................0 - 13;

межа похибки, що припускається мм, не більш................0,2.

Рисунок 4.11 - Встановлення універсального шаблона для контролю параметрів поверхні катання колісних пар тягового рухомого складу (модель УТ1) на контршаблоні

На шкалі, що оцінює параметр крутизни гребеня q_R, нанесена додаткова риска (штрих) з цифровим позначенням допустимого значення, яке на сьогоднішній день складає 6,5 мм.

На відміну від вимог технічного завдання реальний шаблон У1 для вимірювань колісних пар має на вертикальній лінійці (контроль висоти гребеня) замість шкали вимірювання висоти гребеня і шкалу вимірювання прокату П:

П = h - 28, мм. (4.1)

Наприклад, висоті гребеня 32 мм відповідає прокат розміром 4 мм, а висоті 26 мм - прокат мінус 2 мм.

Вимога про необхідність наявності шкали вимірювання висоти гребеня реалізована в конструкції шаблону для вимірювання параметрів зони катання коліс локомотивних колісних пар (УТ1).

При використанні універсальних шаблонів У1 і УТ1 рівень вимірювання товщини гребеня віддаляється від вершини гребеня у міру збільшення прокату, тоді як при використанні абсолютного шаблону рівень залишається один і той же (18 мм для вагонних і 20 мм для локомотивних коліс). При певному значенні прокату, яке складає 3 мм, рівень або лінії вимірювання товщини гребеня абсолютним і універсальним шаблонами співпадають.

Зсув рівня вимірювань на новому колесі з вагонним гребенем при куті утворюючої 60° дає зміну результату вимірювання товщини гребеня на 1,73 мм. Отже, з урахуванням зсуву шкали універсального шаблону У1 щодо шкали абсолютного шаблону на 1 мм при нульовому прокаті спостерігається різниця їх свідчень, рівна 0,73 мм, або закруглено - 0,7мм.

Конструктивно шаблоном типу У1 є збірний каркас у вигляді металевих лінійок, сполучених між собою під прямим кутом, виконаний як комбінований штангенциркульний пристрій. Згідно РД 50-98-86, стандартні штангенциркулі типу ШЦ-1 з відліком по ноніусу 0,1 мм для діапазону розмірів контрольованого параметра 0 - 50 мм дозволяють виконувати вимірювання з граничною погрішністю 150 мкм. При цьому мається на увазі, що вимірювальний засіб відповідає вимогам, що пред'являються, і використовується оператором, що має навик в роботі з ним. Вказана гранична погрішність вимірювання отримана без урахування методичної погрішності вимірювання.

У шаблонах типів У1 і Ут1 ноніусами з відліком 0,1 мм оснащено рамки лінійок для вимірювання висоти і товщини гребеня, що дозволяє виконувати вимірювання в умовах, вказаних вище для ШЦ-1, з погрішністю не більше 200 мкм.

Відсутність в шаблонах типу У1 і Ут1 ноніуса рамки лінійки для вимірювання параметра крутизни гребеня по метрологічних характеристиках ставить її в ряд з вимірювальною металевою лінійкою з ціною ділення 1 мм і граничною погрішністю вимірювання 500 мкм.

Як показала практика експлуатаційних випробувань абсолютних і універсальних шаблонів типу У1 при масових вимірюваннях однакових гребенів коліс, різниця значень товщини гребені при нульовому прокаті склала біля 0,5 мм (в окремих випадках 1,2- 1 мм). Результат був у бік збільшення для універсального шаблону.

Залежність зміни різниці показань А універсального і абсолютного шаблонів від прокату П в інтервалі про 0 до 7 мм носить лінійний характер:

А = 0,34(П-1,6) мм. (4.2)

Вимірювання прокату П одних і тих же коліс універсальним і абсолютним шаблонами повинні давати близькі значення внаслідок ідентичності методів. і це в більшості випадків спостерігалося.

Проте у ряді випадків при прокату: від 0 до 5 мм виходила різниця в результатах вимірювань в 0,5 мм і більш, же що має систематичний характер. Однієї з причин такої різниці (розкиду) є погана фіксація шаблонів на гребені в радіальному направленні. У разі шаблону У1 це визвано конструктивними особливостями і розумінням оператора: шаблон вимагає навиків в роботі, акуратного (без завалів базування на гребені колеса.

На відміну від шаблону типу У1 для вимірювання геометричних параметрів зони катання колісних пар тягового рухомого складу розроблено і випускається шаблон типу УТ1. У цьому шаблоні для більшої стійкості на гребені коліс використовується широка циліндрична опора, а пластина рукоятки, що прикладається до внутрішньої грані колеса, розширена і забезпечена спеціальним магнітом. В результаті показання універсального і абсолютного шаблонів при вимірюванні прокату; стали стабільнішими: у 90 % всіх випадків різниця свідчень не перевищувала 0,5 мм.

Необхідно продовжувати дослідження по випробуваннях і розробці нових шаблонів для вимірювання параметрів гребенів ТРС.

Для оперативного, високоточного контролю елементів профілю катання колісних пар в Уральському державному університеті шляхів сполучення (УрГУПС) спільно з фахівцями Інституту інформаційних датчиків і технологій (м. Єкатеринбург) був розроблений новий прилад [7].

Він призначений для вимірювання прокату, товщини гребеня і діаметру колісних пар локомотивів. З його допомогою проводять також допусковий контроль і розбраковування коліс при технічному обслуговуванні локомотивів, огляді і ремонті.

Перераховані параметри можна вимірювати безпосередньо на рухомому складі, без виктки колісних пар. Це забезпечує оперативність контролю і економічну ефективність.

Вимірником параметрів колісних пар є переносний малогабаритний пристрій, що має модульну конструкцію. Загальна маса приладу - не більше 2 кг, габарити - 220х140х147 мм. Функціональна схема вимірника представлена на рисунку 4.12. До складу приладу входять обчислювач і вимірювальна скоба зі встановленими на ній датчиками.

Рисунок 4.12 - Функціональна схема вимірювача

Обчислювач виконаний на базі мікропроцесора "Intel” 80С51. З його допомогою проводяться вимірювання, обробка і індикація параметрів безпосередньо на місці вимірів. Всі зафіксовані параметри зберігаються в незалежній пам'яті приладу протягом однієї або декількох робочих змін. Їх можна оперативно проглянути на блоці індикації. Об'єм оперативної пам'яті мікропроцесорного блока - 32 кілобайти.

Прилад має дві модифікації: ІД - для вимірювання діаметру колісних пар і КІП - для вимірів величини прокату і товщини гребеня. Вони відрізняються розташуванням вимірювальних датчиків.

У першому варіанті використовують два резистивних датчика. Основний встановлюють на гребінь і по ньому вимірюють величину діаметру. Другим датчиком контролюють висоту гребеня, і набутого значення віднімають з величини діаметру колеса. Це було зроблено для зменшення помилки, що вноситься при вимірюваннях по кругу катання із-за неоднорідності поверхні.

У другому варіанті резистивні датчики використовують у вимірювальній скобі. Напруга, що знімається з них, перетвориться восьмирозрядними аналоговими цифровими приладами (АЦП) і передається по шині даних у відповідь на запит центрального процесора.

Зв'язок з комп'ютером налагоджений через послідовний порт стандарту В5-232, оптичну розв'язку і стандартний кабель. Блок живлення представляє собою акумулятор або звичайну батарею типу "Крона", розташовану в корпусі обчислювача.

Живлення подається вимикачем, розташованим на корпусі обчислювального блоку. Як функціональна клавіатура використані мікрокнопки ЛКН-159-3.

Принцип вимірювання діаметру колісних пар заснований на визначенні величини стріли сегменту, що утворюється при установці вимірювальної скоби на колесо.

Параметри конфігурації профілю гребеня визначають з урахуванням номінального значення висоти гребеня (30 мм). Величина прокату - це різниця між зміряною і номінальною висотами гребеня. Товщину гребеня вимірюють на рівні 20 мм від його вершини при номінальній висоті 30 мм, а також на рівні 18 мм при номінальній висоті 28 мм. Датчик вимірювання висоти гребеня і прокату повинен розташовуватися на відстані 70 мм від торця обода колеса (рисунок 4.13).

Рисунок 4.13 - Схема зміни параметрів колісних пар

Товщину гребеня в цьому варіанті обчислюють таким чином:

, (4.3)

де у - довжина вимірювального крюка.

При використанні датчика з вимірювальним крюком за базові розміри можна прийняти величини, показані на рисунок 4.14.

Величину прокату визначають з наступного виразу:

(L-Lопор)+h-30. (4.4)

Рисунок 4.14 - Базові розміри при вимірювання

- відстань від центру повороту крюка до крапки на гребені;- зсув опори в мм;

у - зсув датчика щодо приладу, y=x/2.

Результати тестування приладу свідчать, що необхідно строго витримувати кути установки (рисунок 4.15) і не перевищувати відхилення більш, ніж на 0,5°. Повний кут повороту вимірювального крюка може досягати 25° при базовій точці повороту крюка, розташованій на відстані 45 мм від торця обода колеса.

Повний поворот резистивного датчика складає 300°. Для забезпечення точності вимірювання товщини обода і величини прокату, рівної ±0,5 мм, необхідно використовувати коефіцієнт передачі (300° : 25°). Чутливість резистивного датчика складає 16,6 Ом при повному опорі 10 кОм, тобто датчик відчуває поворот на 0,5°.

Опори приладу, прилеглі до торця колеса, повинні бути зроблені у вигляді двох рейок, одна з яких завдовжки не більше 10 мм. Це дозволить встановлювати прилад впритул до торця колеса, і тим самим, зменшити помилку вимірювань.

Відповідно до «Інструкції з формування, ремонту й утримання колісних пар тягового рухомого складу вимірювання параметрів зносу поверхонь кочення за годину технічного складу здійснюється гребеневимірювачем ГУ1.

Вимірювання проводяться безпосередньо на рухомому складі без викочування колісних пар.

Профілометр складається із прибудові цифрової індикації (ПЦІ) і скануючого модуля.

Вимірювання профілів поверхонь кочення коліс базується на лазерному скануванні, при якому скануючий модуль встановлюється на колесі. Головнім елементом скануючого модуля є тріангуляційний лазерний датчик, схема та принцип роботи якого показані на малюнку 4. Тріангуляційні лазерні датчики призначені для безконтактного вимірювання та контролю положення, переміщення, розмірів, профілю поверхні, деформацій, вібрацій, сортування, розпізнавання технологічних об'єктів, вимірювання рівня рідини чи сипучого матеріалу.

Рисунок 4.15- Схема та принцип роботи тріангуляційного лазерного датчика

В основу роботи датчика покладено принцип оптичної тріангуляції. Випромінювання напівпровідникового лазера (1) направляється за допомогою об'єктива (2) на об'єкт (6). Розсіюючись на об'єкті, випромінювання збирається об'єктивом (3) на cmos - лінійці (4). Відрізок 6-6* - переміщення об'єкту. Процесор сигналів (5) обчислює відстань до об'єкта, спираючись на положення зображення світлової плями на лінійці (4).

На передній панелі ПЦІ розташовано цифровий дисплей, а на її верхній кришці знаходиться клавіатура. На задній панелі встановлено гнізда для підключення ПЦІ до скануючого модуля й комунікаційного порту.

Параметрі, що вимірюються, відповідають вимогам «Інструкції з формування, ремонту й утримання колісних пар тягового рухомого складу. Параметрі гребеня розраховуються автоматично зі знятого профілю.

Одним із недоліків профілометра ІКП «РИФТЕК» є необхідність перед кожним вимірюванням вводити в пам'ять прибудові цифрової індикації номер локомотива (4-значне число) й оригінальний номер колісної парі (до 12 знаків). Також системою введення даних не враховується можливість збігу номерів одиниць рухомого складу різних серій.

Рисунок 4.16 - Ілюстрація непристосованості ІКП для вимірювання показників зношування коліс на електровозі

Рисунок 4.17 - Приклад можливого розташування кабелю з'єднання сканувального блоку та ПЦІ

Для усунення зазначених недоліків пропонується використовувати такий порядок операцій уведення даних у пристрій цифрової індикації перед вимірюванням.

Операція 1. Вводитися однозначне число номера оператора, наприклад, ОР.ОООІ, причому нулі попереду чисел з'являються автоматично та їх указувати не потрібно.

Операція 2. Вводитися умовний номер локомотива, присвоєний йому в депо, наприклад, пі.00000035 - для локомотива з умовним номером 35.

Операція 3. Вводитися умовний номер колісної парі, присвоєний їй у депо, який складається з порядкового номера колісної парі локомотива і умовного номера локомотива, наприклад, для 12-ї колісної парі тепловоза ТЕП60 із умовним номером 35 відвести пР.0000000001235. • Операція 4. Обирається позначення боку колісної парі: ліве колесо - знак«[», праві колесо -«]».

Збереження інформації в ПЦІ та її передача до бази даних персонального комп'ютера здійснюється згідно з інструкцією, наданою заводом - виробником [2].

Аналіз придатності профілометра ІКП для використання в програмно-технічній системі моніторингу зношування бандажів як засобу вимірювання та збору первинної інформації базується на результатах його випробної експлуатації в депо Дебальцеве-Пас. Донецької залізниці в період із січня до вересня 2008 г. Під година експлуатації приладу було виявлено наступні недоліки.

За габаритами профілометр ІКП не пристосований для вимірювання профілів коліс електровозів ВЛ8. На рисунку 4.18, а показано, що наявність невеликого зазору між колесом і корпусом редуктора не дозволяє встановити профілометр для виконання вимірювання в жодному з можливих положень.

а - новий бандаж; б -товщина бандажа

Рисунок 4.18 - Варіант компонованого рішення конструкційного виконання профілями

Розташування кабелю з'єднання профілометра з пристроєм цифрової індикації (ПЦІ) на кінці рукоятки є досить незручним.

Профілометр ІКП не пристосований для вимірювання товщини бандажа, що, як і раніше, визначається за допомогою шаблона И372.01 (рисунок 4.18). Це істотно зменшує переваги системи моніторингу зношування бандажів.

Ємність акумуляторних батарей, які входять до комплекту ІКП, недостатня, тому неможливою є безперервна робота ІКП під година робочого вимірювання.

Процедура введення ідентифікаційних даних перед кожним вимірюванням є доладною та досить незручною. Невиправданім є введення 12-значного числа ідентифікаційного номери колісної парі та повного номери одиниці рухомого складу для кожної колісної парі.

Таким чином, спираючись на аналіз недоліків приладу ІКП, визначених під година його адаптації, та на досвід експлуатації в депо Дебальцеве-Пас. Донецької залізниці, пропонується ввести деякі зміни до конструкції та інформаційного забезпечення.

Доцільно було б закріпляти кабель не на кінцівці рукоятки, а на її кутовій частині. Вдалою була б також конструкція приладу з бездротовим з'єднанням скануючого блоку й ПЦІ, наприклад, за технологією Bluetooth.

.6 Гребнезмащувачі і рейкозмащувачі нових систем

Дослідження поверхні зношених гребенів коліс і рейок на найбільш несприятливих ділянках мережі, показали, що ми зіткнулися з якісно новим явищем - переходом від упругопластичних деформацій металу контактуючих поверхонь до їх схоплюванню з виникненням процесу мікро різання [8].

Основним засобом запобігання мікрорізанню є змащування контактуючих поверхонь.

Розглянемо експлуатаційні характеристики гребнезмащувачів «Тракмастер» фірми КЛС (США). Їх відмітна особливість - подача змащувального матеріалу до форсунок під тиском (лубрикатори плунжерного типу).

Система дозволяє використовувати як рідкі, так і консистентні мастила. Після .монтажу і програмувань не вимагається втручання локомотивної бригади. Система мастила має самодіагностику як для контролю функціонування, так і для контролю витоків. Частота вприскування програмується по прохідній локомотивом дистанції в широких межах (максимум 3 уприскування в секунду, мінімум - 1 уприскування на кожних 32 км).

Гіроскопічний датчик, що є складовою частиною системи, визначає криві любого радіусу на будь-якій швидкості і дає команду на контролер для перерозподілу частоти подачі мастила (велика частина) для зовнішньої рейки. Система припиняє подачу мастила при механічному, рекуперативному гальмуванні і при застосуванні піску.

Щоб уникнути забруднення станцій, контролер подає мастило в діапазоні швидкостей від 4,8 до 32,8 км/ч. При об'ємі вприскування 0,1 см³ і середньому пробігу 800 км/сут ємкості резервуару досить, щоб забезпечити роботу системи протягом трьох місяців, після чого вона може бути поповнена за допомогою звичайного насоса для мастила. Вприскування відбувається в повітряному рукаві, що забезпечує попадання мастила тільки на гребінь, а не на поверхню катання колеса, вона не забруднює шлях і днище локомотива. Використання незамерзаючого мастила забезпечує функціонування в будь-якому температурному діапазоні.

За даними Латвійської залізниці, що вже більше півтора років працює з бортовими лубрикаторами фірми КЛС на тепловозах М62 і дизель-поїздах ДР1А, знос гребенів понижений в середньому в 2,5 разів, витрата палива - на 6 - 7 %. Споживання електроенергії електропоїздами ЕР-2Т після установки бортових лубрикаторів скоротилося на 18%.

Таким чином, установка лубрикаторов фірми КЛС може виявитися вирішальним чинником для зниження підвищеного зносу колісних пар і рейок.

Гребнесмащувачі «Тракмастер» американської фірми КЛС встановлені на локомотивах. Виконані розрахунки дозволяють зробити вивід, що застосування пристроїв «Тракмастер» дозволяє зменшити знос гребенів колісних пар і збільшити їх ресурс до обточування. Проте спостерігається розкид результатів ефективності застосування системи гребнезмащування (від 13 до 180 %). Це пояснюється різним рівнем надійності лубрикаторів, загальним зниженням технологічною і виконавською дисципліною в депо. Виникає потреба проаналізувати працездатність гребнезмазувача в цілому і його окремих вузлів [8].

По даним про відмови розраховані показники надійності вузлів системи гребнезмащування в цілому. В початковий період, експлуатації гребнезмащувача до 16,6 тис. км спостерігається велика кількість відмов (до 8) у всіх депо із-за засмічення форсунок, трубопроводів, несправності насоса.

Сумарне число таких відмов складає 18. або 58 % від загальної кількості. Випробування, проведені в депо Єгоршино Свердловської залізниці РФ, показали, що мастило «ПУМА» погано поєднується з гребнезмащувачем КЛС. Річ у тому, що лубрикатор має очисний гофрований фільтр великої пропускної спроможності з величиною осередків 250 мікрон, і пастоподібна суміш «ПУМА» досить швидко забиває його. В результаті фільтрує не сам фільтр, а щільний осад дісульфіда молібдену. На вході фільтру тиск підвищується, а на виході - знижується, мастило не поступає, тиск падає нижче за робочого, форсунки не працюють, і лубрикатор періодично виходить з ладу.

При проведенні ТО-2 і ТО-3 доводиться розбирати і чистити фільтр або замінювати його. На підставі виконаних випробувань можна зробити вивід про принципову несумісність пастоподібних, як мастило «ПУМА», змащуючих матеріалів для лубрикатора КЛС.

Можливі два шляхи:

подрібнити Моs2 до дрібніших частинок, в технологічному ланцюжку виробництва мастила поставити фільтри з такими ж характеристиками, як в лубрикаторі КЛС;

- використовувати мастило «СПЛ».

Надійність системи «Тракмастер» оцінюється як задовільна. Середня питома витрата електроенергії при застосуванні лубрикатора КЛС зменшилася на 16,9 % (з 18,197 до 15,564 кВт-ч на 1000 т-км. брутто). Недоліки - численні пошкодження взимку від льоду і снігу низько розташованих форсунок і шлангів, поганий доступ до форсунок при техобслуговуванні і ремонті.

Вивчення впливу лубрикації на тягові властивості електровоза на основі проведених випробувань з динамометрическим вагоном на дослідній ділянці показало:

система гребнезмащування «Тракмастер» не впливає на величину гальмівного шляху складу;

коефіцієнт зчеплення і максимальна сила тяги залишаються незмінними в прямих ділянках шляху, в кривих - зменшуються на 8 - 10 %.

Щоб понизити інтенсивність зносу гребенів колісних пар за рахунок застосування лубрикации, рекомендується забезпечити надійну роботу гребнезмащувача системи «Тракмастер». Щоб уникнути засмічення очисного фільтру подрібнювати МоS2 до дрібнішого стану, мастило «ПУМА» замінити на «СПЛ». При масі складу більше 2500 т на локомотивах треба відключати систему гребнезмащування «Тракмастер», щоб уникнути спрацьовування РБ і подачі великої кількості піску.

Для попередження інтенсивного підрізу гребнів застосували рельсозмащування. Але лубрикатори на практиці себе не виправдали. Виявилося ненадійним електронне управління. Постійно розрегулювувалося положення сопла форсунки щодо гребеня бандажа.

Застосування осьового мастила для нанесення її на рейки приводило до збільшення вибраковування бандажів по підрізу. Зрештою від цього способу довелося відмовитися.

Другою спробою впровадження рельсозмазщвання було використання для цієї мети автомотриси, де зручність управління процесом опинилася більш прийнятна. Це дало деякі позитивні результати. Знос гребенів почав зменшуватися. Але операторам із-за конструктивних особливостей автомотриси не завжди вдавалося добиватися потрібної якості і контролю нанесення мастила. Тому і від цього методу довелося відмовитися.

Досвід привів до виводу: треба встановити систему рейкозмащування на основі проекту ПКБ ВНДЗТу в спеціально переобладнаному службово-технічному вагоні рефрижераторної секції В ньому розмістили дві дизель-генераторні установки ДГА 06-8020 потужністю 20 кВт кожна. Система управління (шафи, основний і додатковий пульти, інше устаткування) і переговорний пристрій поміщені в спеціальний відсік.

У такому вагоні персоналу забезпечується зручний доступ до робочих органів, що створює хороші умови для відпочинку і приготування їжи під час поїздки.

На внутрішню бічну поверхню головок рейок наноситься спеціальне пастоподібне змащувальне покриття (РП ТУ-32 ЦТ 2133 - - 89), використовувана при цьому конструкція забезпечує витрату мастила біля 0,5 см³ на 1 погонний метр.

Устаткування вагону наступне. На двовісному вагонному візку розташовується рійкозмащуваий пристрій у вигляді підрамника і змащуючого механизма. У підрамника є ліва і права паралельні балки. Вони встановлені на спеціально перероблені кришки букс обох осей.

Для змащування гребенів колісних пар встановили гребнезмащувач АГС-8 фірми «Фромір» (м. Ростов-на-Дону).

Гребнезмащувач представляє собою дві форсунки плунжерного типа, які періодично, по команді блоку управління, подають мастило на гребені бандажів колісних пар локомотива. Кожна форсунка має трубопровід, який направляє мастило з бака в дозуючу канавку плунжера, а також повітрявод, по якому через электропневмовентиль (ЕПВ) подається команда на вприскування мастила. Бак має заправний люк. В верхню полость цього бака нагнітається стиснене повітря від мережі локомотива тиском (8+1) кгс/см^. Повітря продавлює мастило по трубопроводу та шлангам до форсунок.

Вентиль ЕПВ за допомогою монтажних трубок з'єднується з повітряною мережею локомотива, що має тиск (5 + 0,5) кгс/см, а також до форсунок.

Гребнезмащувачем управляє електронний блок управління (ЕБУ), що одержує живлення від бортової мережі локомотива. До одного з блоків ЕБУ підключений датчик шляху, який спрацьовує від спеціального магніту, закріпленого на валу швидкостеміра. До виходу блоку ЕБУ приєднується котушка управлінні ЕПВ.

В процесі експлуатації і обслуговування системи управлення АГС-8 на локомотивах виявили, що одним із слабких місць виявляється вузол установки герконо-магнітного датчика. Магнітний датчик монтується в місці зчленовування валу швидкостеміра з валом приводу. При заміні швидкостемірів доводиться додатково здійснювати кріплення і регулювання магніта-геркона. Крім того, самокріплення магнитів не забезпечує їх надійної установки, відповідної технічним вимогам.

Оскільки включати АГС-8 повинна локомотивна бригада, а фіксація цього процесу відсутня, то немає і гарантії спрацьовування пристрою на шляху слідування. Для усунення відмічених недоліків системи управління АГС-8 в депо Бекасово-сортувальне зробив ряд удосконалень, для чого виключили з системи блок геокон - магніта і ввели автоматичне включення гребнезмащувачів при початку руху.

Виходячи з приведених параметрів, виходить, що на даному етапі ефективність від впровадження пристроїв АГС-8 є, але вона невелика.

Один з недоліків локомотивних гребнезмащувачів виявляється при роботі форсунок і подачі мастила. Зокрема, іноді відбуваються закупорювання і вигин форсунок, виникають проблеми із заправкою бака і подачею мастила по трубопроводу. Відмічені також випадки відключення гребнезмащувачів під час руху із-за сильного забруднення деталей ходової частини локомотивів. Тому доводиться модернізувати гребнезмащувачі власними силами. Крім того, на сучасному етапі потрібне мастило, що володіє підвищеною довговічністю і утримуючою здатністю. Змащується бічна поверхня рейок в кривих ділянках шляху за допомогою вмонтовуваних на локомотиви пристроїв.

Основні технічні дані рейкозмащувача: швидкість руху - транспортна, без обмеження, встановлена для локомотива, який ним оснащений. Робочі швидкості проходження: мінімальна 30 км/ч, максимальна 60 км/ч. Мінімальний радіус змащуваної кривої складає 200 м. Тип змащувальної речовини - графітизовані змащувальні речовини текучої консистенції. Ємкість бака для мастила 2х250 л. Джерела живлення приладів управління - бортова мережа локомотива. Управління дистанційне ручне з кабіни. Робочі органи управління - електропневматичні вмикаючі вентилі, пневматичні циліндри з ходом 140 мм.

До складу рейкозмащувача входять 4 модулі, що попарно навішуються через спеціальних кронштейни і рами на зовнішні частини візків електровоза. Кожен модуль включає гребневой ролик діаметром 250 мм, шарнірно-ричажний механізм його підвіски до рами, пневмопружиний механізм підняття і опускання ролика на рейку, пристроїв стопоріння модуля в транспортному стані, а також безконтактну форсунку з системою мастила і пневмопроводів.

Управляють рейкозмащувачем за допомогою пультів, передбачених окремо для кожної кабіни локомотива. Підготовку рейкозмащувачів до роботи і їх технічне обслуговування здійснюють спеціально підготовлені локомотивні бригади. Перед введенням в експлуатацію рейкозмащувача в депо видається наказ, яким регламентується порядок їх експлуатації і відповідальність обслуговуючого персоналу.

При під'їзді локомотива за 50 - 70 м до кривої, належній обробці мастилом (воно наноситься тільки на рейки зовнішньої нитки), помічник машиніста на пульті управління ставить вимикач модуля, розташованого над зовнішньою рейковою ниткою, в положення "Ролик опущений». Коли локомотив виїжджає з кривої, вимикач повертають в положення «Ролик піднятий»[9].

Можна однозначно відзначити позитивну сторону роботи рейкозмазувателей. Це виражається, перш за все, різким зниженням кількості обточувань колісних пар по зносу гребенів, збільшенням ресурсу бандажів.

Крім того, за рахунок нанесення мастила на рейки досягнута істотна економія електроенергії на тягу поїздів [9].

Самозмащувані матеріали міцно увійшли до сучасної техніки. Їх широко застосовують у вузлах тертя в машинобудуванні і приладобудуванні. Це новий клас матеріалів для вузлів тертя, що володіє здатністю створювати на поверхні контртіла орієнтовані плівки, що мають малу міцність на зріз в поверхневому шарі і що витримують велике число циклів без руйнування. В процесі тертя плівка безперервно створюється і підтримується, а виникаючі деформації локалізуються в тонкому поверхневому шарі.

Однією з великих переваг самозмащуваючих матеріалів є їх мала швидкість газовиділення. Температурний режим роботи цих матеріалів залежно від службового призначення коливається в межах 200 - 1100 °С.

В результаті досліджень закономірностей виникнення і накопичення місцевих залишкових деформацій при контактному напруженні встановлено, що вже при напрузі порядку 3 ГПа навіть у загартованих на високу твердість (НRC 60 - 62) бандажів або рейок з'являються порушення початкової їх форми. Значення деформації ростуть пропорційно четвертому ступеню розрахункової напруги і при першому навантаженні складають 50 - 85 % такого рівня, якого вона досягає при вельми великому (порядку 106) числі навантаження.

Депо Свердловськ - Пассажирський Свердловської дороги за своєю ініціативою придбало устаткування для нанесення на гребені бандажів колісних пар електровозів ЧС2 і ЧС7 самозмащуючого складу НІОД. Зараз оснащено по 7 електровозів обох серій.

Після обробки складом НІОД досягають наступного:

забезпечується висока адгезія покриття до підкладки за рахунок хорошого очищення і високої енергії частинок, що конденсуються (сприяючи необхідній активації поверхневого шару);

не потрібне підвищення температури підкладки до високих значень, завдяки чому зберігаються структура і властивості основного матеріалу і виключаються викривлення деталей і втрата ними геометричної форми;

забезпечується можливість нанесення дуже тонких рівномірних по товщині покриттів на остаточно оброблені поверхні деталей без погіршення геометричної якості поверхні;

в процесі осадження здійснюється - залікування поверхневих дефектів (мікротріщин, зон передруйнування і т.д.), що неминуче утворюються при процесах механічної обробки;

є можливість варіювання складу і властивостей покриттів в щонайширших межах;

при нікчемній витраті матеріалів забезпечується вельми істотне підвищення зносостійкості і надійності сполучень колесо- рейка.

Щоб визначити інтенсивність зношування бандажів колісних пар електровозів, оброблених і необроблених складом НІОД, в депо провели порівняльний аналіз зношування бандажів колісних пар пасажирських електровозів ЧС2 і ЧС7. Контрольованими параметрами, що характеризують зношування бандажів колісних пар електровозів, були прокат, товщина гребеня бандажів. Їх зміни розглядали залежно від пробігу, який відлічували від моменту повного відновлення (обточування) профілю бандажів.

Відомо, що на зношування бандажів колісних пар впливає велике число випадкових чинників; хімічний склад матеріалу і фізичні властивості бандажа, якість його виготовлення, характеристики міцності, кліматичні і метеорологічні умови експлуатації.

Крім того, позначаються режими навантажень і частота їх повторюваності (число пусків і зупинок, режими пуску і гальмування, тривалість руху з максимальним навантаженням і так далі), температурні умови експлуатації, ступінь вологості атмосфери і її запилення, насиченість поверхні тертя абразивними частинками, залежними від інтенсивності пескоподачі, стан шляху і залежні від нього динамічні навантаження, а також багато інших чинників.

Серед перерахованого не можна виділити переважаючий чинник. Кожен з них робить приблизно однаковий вплив на зношування бандажів колісних пар. Тому їх контрольовані параметри при фіксованому значенні пробігу розподіляються по нормальному закону.

Завищення або заниження контрольованого параметра спотворює залежність його від пробігу, оскільки стрибкоподібні зміни параметра, будучи раптовими відмовами, порушують процес природного зносу. Тому уникнути спотворень можна, виключивши із загального числа початкових даних значення, які різко відрізняються від основної сукупності. Щоб не відкинути ті, що мають випадковий характер, застосовується критерій грубих помилок.

При проведенні експериментів в депо встановили, що знос елементів пари «колесо - рейка» відображає прироботочний період, нормальну роботу і старіння (інтенсивний знос). За допомогою стратегії ремонтів (переточувань) коліс попадання їх в третій етап - старіння - як правило, не допускається.

Проте специфіка роботи пари така, що при одному фіксованому елементі пари, другий завжди змінний. Не включаючи в розгляд зміни, що відбуваються в поверхневому шарі елементів пари (наклеп, гуркіт і ін.), вказаний факт повинен приводити до регулярної зміни етапів: прироблення - нормальна робота, до тих пір, поки на деякому інтервалі часу поверхні пар не стануть еквидистантними.

В даному випадку інтенсивність зносу робочих поверхонь значно зменшується і для цього інтервалу стає практично постійною. У таких умовах відбуваються сприятливі зміни в поверхневому шарі елементів пари: гуркіт, наклеп, шліфовка, що в деякий момент часу помітно зменшує інтенсивність зносу, яка на тривалий час залишається практично постійною.

Коефіцієнти аналітичних залежностей від пробігу числових характеристик знаходять методом найменших квадратів, згідно якому згладжуюча лінія проводиться так, щоб сума квадратів відхилень експериментальних точок від неї перетворювалось в мінімум. При цьому вірогідність того, що вибрана теоретична лінія дійсно відображає отриману в експерименті закономірність, виявляється максимальною, тобто ця лінія, є найбільш вірогідною.

Залежності М(L) і s(L) шукаємо у вигляді:

У = А+L·B. (4.5)

З результатів розрахунків видно, що значення всіх коефіцієнтів кореляції близькі до 1, що свідчить про достатньо тісний зв'язок контрольованих параметрів з величиною пробігу L в депо.

На підставі отриманих залежностей М(L) і s(L) можна прогнозувати процес зношування і визначити ресурс бандажів колісних пар електровозів.

Якщо відновлювати зношений бандаж, його заміну при напрацюванні (пробігу), що не перевищує 90% ресурсу (Р = 0,1), то вірогідність відмови бандажа в міжремонтному періоді не перевищить 10 %. Відхилення міжремонтного пробігу від встановленої величини також опиниться в межах ±10 %, тобто знаходитиметься відповідно до відносної погрішності вимірювального інструменту, що застосовується в депо. Тому доцільно обмежити міжремонтні пробіги 90% ресурсом бандажа.

На основі проведених досліджень зробили вивід про те, що із зменшенням товщини бандажа збільшується інтенсивність його зношування, особливо гребенів.

Таким чином, можна узагальнити результати випробувань:

НІОД - матеріал, що самозмащується, дозволяє змінювати кристалічну решітку поверхневої структури бандажа на товщині до 2 мм, стирання олівця НІОДу завдовжки 100 мм за короткий проміжок часу дозволяє експлуатувати електровози ЧС2 і ЧС7 депо Свердловськ - Пассажирський до наступного обточування колісних пар без додаткової установки НІОДу;

обробка гребенів колісних пар складом ефективна для колісних пар електровозів ЧС2 з товщиною бандажа 90 мм і більш (32,4 %), при товщині бандажів 80 мм - ефект скорочується і складає 12,8 %, а при товщині бандажів 60 мм обробка гребенів колісних пар складом НІОД неефективна, що пояснюється зростанням інтенсивності зносу при зменшенні товщини бандажів колісних пар;

застосування складу НІОД ефективно для гребенів колісних пар електровозів ЧС7 при початковій товщині 70 мм (близько 35 %), при повній товщині бандажів (90 мм і більш) ефект значно зросте [9].

4.7 Діагностування колісно-редукторних блоків (КРБ)

Для обстеження КРБ широко застосовують методи вибродіагностики. Вони припускають вивчення вібраційних сигналів, що знімаються з корпусу блоків колісних редукторів при контрольних прокрутках в депо. Якщо точно дотримувати технологію вимірювань і ретельно аналізувати отримані дані, то несправності КРБ виявляють з необхідною достовірністю.

Загальний вид самшитового вузла КРБ електропоїзда зі встановленими на нім вибродатчиками приведений на рисунку 4.20.

В процесі діагностики виявляють пошкодження наступних вузлів КРБ:

зубчатого зачеплення;

вузла валу малої шестерні;

опорного підшипника (опорного стакана) тягового редуктора;

підвіски редуктора; резинокордной муфти.

Вібродіагностичний комплекс включає наступне устаткування:

вибродатчики ВК-31 (або будь-які інші високоимпедансні);

складальник даних - аналізатор сигналів СМ-3001;

- ручний оптичний або лазерний тахометр;

персональний комп'ютер;

програмне забезпечення управлінням базою даних АРМІД (автоматизоване робоче місце інженера-діагноста) для системного зберігання і обробки даних, експертна система діагностики «Експерт» для автоматизованої діагностики стану і відробітку діагностичних алгоритмів.

Загальний вид комплексу приведений на плакаті.

- вертикальний напрям; датчик 2 - повздовжній напрям

Рисунок 4.20 - Загальний вид буксового вузла КРБ електропоїзда з встаноленими на ньому вібродатчиками

Складальник даних СМ-3001 - це мініатюрний трьохканальний вібровимірювальний пристрій масою менше 1 кг, розраховано для застосування персоналом, що не має спеціальних знань по виброметрії. Режими роботи приладу і маршрути обстеження завантажуються в прилад з бази даних АРМІД, встановленої на комп'ютері в лабораторії діагностики депо.

Прилад має частотний діапазон до 20 кГц. Він забезпечує максимальний дозвіл спектрів 0,0625 Гц і спектрів тієї, що згинає 0,5 Гц. За один сеанс вимірювання можна отримати більше 700 спектрів по 400 ліній. Вимірювання і занесення вибросигналу з КРБ при прокрутці займають декілька секунд. Вібродатчики встановлюють на корпусі блоку за допомогою магнітів. СМ-3001 може безперервно працювати від внутрішніх акумуляторних батарей до6 годин.

Програмне забезпечення АРМІД призначене для зберігання і аналізу вібраційних даних і даних параметрів. Воно дозволяє управляти даними, що зберігаються, забезпечує процедури створення, вибору і обміну даними між базами, злиття і розділення баз.

У базі даних можуть зберігатися як тимчасові значення сигналів, так і інші їх параметри, отримані за допомогою швидкого перетворення Фурьє (спектри, і фазові спектри тощо.), всього біля 20 характеристик.

Принципова відмінність АРМІД від табличних баз даних - оптимізований формат файлів зберігання даних (вибірок змінної довжини).

Його основні особливості:

трьохрівнева структура бази даних формується користувачем під свої завдання при установці;

можливість створення до 300 баз даних;

різні види перегляду (таблиці, спектри, діаграми, каскадні спектри, ін.);

побудова трендів по параметрах і конкретних несправностях для прогнозування стану;

створення необмеженого числа маршрутів обстежень по типах устаткування, що вивчається;

автоматизоване формування звітів по проведених вимірюваннях;

- автоматичне прочитування даних з бази для автоматизованої діагностики.

Програмне забезпечення експертної системи діагностики «Експерт» призначено для проведення автоматизованої діагностики несправностей різного енергомеханічного устаткування. Воно включає програму автоматизованої діагностики технічного стану устаткування по заданих алгоритмах, а також спеціальну программу - редактор діагностичних методик

За допомогою пакету «Експерт» фахівці депо і фірми-виробника розробили програмні модулі для автоматизованої діагностики КРБ основних типів електропоїздів і електровозів змінного струму.

Діагностування з використанням даного комплексу здійснюють таким чином. У базі даних визначають об'єкти, що підлягають діагностуванню відповідно до графіка ремонту. У прилад СМ-3001 завантажують маршрути їх обстеження. Датчики підключають до приладу і встановлюють на об'єкт.

Для запису вибросигнала електропоїзда при ремонті ПР-1 або ПР-3 ^: корпус букси встановлюють два датчики (рисунок 4.25) - один вертикальний, інший поперечний. Колісна пара вивішується гідравлічними домкратами. Далі до моторного вагону підключають джерело зовнішнього живлення напругою 110 В постійного струму, розкручують КРБ.

Частоту обертання контролюють за допомогою ручного тахометометра ДО-01Р. Досягши рівномірної частоти обертання, записують вібросигнал. Частота обертання колеса при прокрутці змінюється від 50 до 130 хв . Для діагностики КРБ електропоїздів в прилад записують спектри виброускорення в діапазоні до 500 Гц з дозволом 0,31Гц (1600 ліній).

Всі режими запису сигналу і спектрального аналізу встановлюються приладом СМ-3001 автоматично для кожної точки відповідно до завантаженого маршруту.

Після запису сигналів зі всіх КРБ поїзда дані з приладу СМ-3001 завантажуються в базу даних автоматизованого робочого місця інженера-діагноста. При цьому дані по об'єктах сортуються автоматично. Далі, для кожного об'єкту запускається програма діагностики, яка здійснює пошук несправностей.

Програма автоматизованої діагностики працює з мінімальною участю оператора (він може при необхідності вручну відкоригувати опорну частоту для правильного розрахунку характерних частот). Програма виділять з отриманих спектрів потрібні спектральні смуги, визначає їх амплітуди, загальні рівні, аналізує їх співвідношення заданому алгоритму, формує діагностичні табло і технічні висновки.

За запитом оператора автоматично формуються історії різних пошкоджень, описаних в методиці. Результати всіх діагностувань автоматично зберігаються. Є можливість будувати тренди розвитку несправностей і зміни характерних спектральних смуг. За наслідками діагностування автоматично формується звіт.

Програма розраховує щодо опорної частоти всіх характерних гармонік, необхідних для діагностики. Їх значення виводяться на дисплеї. Далі програма автоматично формує діагностичне повідомлення (рисунок 4.21) і тренди розвитку несправності по всіх проведених обстеженнях (рисунок 4.22). Потім програма формує технічний звіт (рисунок 4.23). Результати діагностики і технічні звіти автоматично записуються в базу даних АРМІД. Є можливість проглядання історії кожного виду дефекту по всій базі даних агрегатів конкретного типу. Інформація в таблиці історії відсортована по агрегатах (в даному випадку по КРБ) і по датах проведення діагностики.

Таблицю історії дефекту можна імпортувати з формату АРМІД в текстовий формат для обробки в інших застосуваннях, наприклад в «Ехсе1». Це буває потрібно для формування нестандартних довідок і аналізів.

Рисунок 4.21- Результати автоматизованної діагностики КРБ

Рисунок 4.22 - Тренд розвитку несправності опорного стакана

Рисунок 4.23 - Технічний звіт, сформовани по результатам автоматизованної діагностики

Найпоширенішою конструкцією КМБ, наприклад, тепловоза 2ТЭ10Л, є вузол, що складається з колісної пари з буксами, на осі якої за допомогою моторно-осьових підшипників (МОП) підвішений тяговий електродвигун. Інша його бічна сторона через пружинну підвіску взаємозв'язана з рамою візка тепловоза. Істотним недоліком такої схеми підвіски ТЕД є той, що в умовах експлуатації унаслідок зносу МОП порушується міжосевої відстань зубчатого зачіпляє шестерні ТЕД і зубчатого колеса, встановленого на осі колісної пари.

Підвищений знос МОП відбувається часто через недостатньо ефективну подачу змащування в зону їхнього тертя і особливо цей дефект спостерігається при низьких оточуючих температурах повітря, коли конденсат попадав в польстер і там нагромаджується. В результаті такого зносу, а, отже, недосконалість конструкції КМБ, локомотиви значний час простоюють в ремонті.

Ефективною, на наш погляд, є конструкція пристрою, описана в патенті SU906761, яка упроваджена в депо Сургут Свердловської дороги.

Така конструкція, так само як і серійна, містить корпус, що є резервуаром для змащування, в якому встановлений пристрій для подачі змащування. Воно включає змонтований на подпружиненої відносно корпусу підвісці гніт, що контактує одним кінцем з шийкою осі колісної пари. Пристрій також має розміщений на поверхні змащування ролик-поплавець, забезпечений всередині нього пружиною кручення і встановлений з можливістю обертання на осі. Остання пов'язана з важелями, що гойдаються, у вертикальній площині, шарнірно закріпленими на стіні корпусу. Інший же кінець гніту жорстко закріплений на ролику - поплавці і укладений на його зовнішній поверхні спіральний.

Робота пристрою для змащування МОП відбувається таким чином. При нормальному рівні змащування в резервуарі ролик - поплавець знаходиться у верхній його частині. Це сприяє тому, що гніт просочується тільки чистим змащуванням, в якому відсутня волога через те, що вона, має більший по величині питома вага, ніж змащування, скоплюється в нижній частині резервуара. При витраті змащування, а, отже, і зниженні її рівня, ролик-поплавець переміщається у вертикальній площині спільно з несучими його важелями. При цьому він ще одержує кутовий поворот відносно своєї осі обертання і тим самим змотує з себе частину гніту, закручувавши одночасно свою пружину кручення.

- тяговий електродвигун, шестерня якого взаємозв'язана із зубчатим колесом; 2 - горизонтальна ділянка додаткової балки; 3 - вертикальні ділянки додаткової балки; 4 - болти; 5 - букси; 6 - колісна пара

Рисунок 4.24 - Розрахункова схема елементної бази перспективного КМБ

Завдяки своїй позитивній плавучості ролик-поплавець завжди розташований у верхніх шарах змащування, виключаючи тим самим попадання на гніт як можливих знаходяться небажаних в ній різних механічних включень, так і вологи, освіченої конденсатом. У разі, коли змащування доливають в резервуар, під дією пружини кручення гніт намотується на ролик-поплавець, і останній, спливаючи, забезпечує просочення гніту тільки чистим змащуванням, виключаючи попадання на нього вологи і тим самим його «замерзание» у разі експлуатації локомотива при низьких температурах.

Не дивлячись на ефективність використання описаного пристрою і його порівняльну конструктивну простоту, в процесі експлуатації локомотивів з моторно-осьовим підвішуванням ТЕД із тих або інших причин все одно може відбутися нерівномірний знос МОП. Тоді проблема відновлення оптимальної міжосевого відстані зубчатої передачі знову стає актуальною.

Мікрометричним нутроміром з сіделком визначають відстань від осі валу якоря (від труби) до поверхонь, на яких встановлені головні і додаткові полюси ТЕД. Якщо якір ТЕД вмонтований в остов, то аналогічну перевірку виконують мікрометричним нутроміром з використанням труби із зірочками, встановленими в моторно-осьову горловину, і втулки, що надягає на вал якоря. Видно, що такі роботи достатньо трудомісткі і вимагають достатньо високої кваліфікації.

Фахівцями кафедри «Локомотиви і локомотивне хазяйство» Московського державного університету колій повідомлення (МГУПС) проводять дослідження, направлені на вдосконалення конструкції КМБ тепловозів і електровозів.

Такий колісно-моторний блок локомотива (Рисунок 4.24) складається з тягового електродвигуна 1, шестерня якого взаємозв'язана із зубчатим колесом, жорстко закріпленим на осі колісної пари 6, забезпеченою буксами 5. До букс 5 за допомогою болтів 4 приєднані вертикальні ділянки додаткової балки 3, які одночасно служать кришками букс. Горизонтальна ділянка 2 додаткової балки жорстко приєднаний за допомогою болтів до кронштейнів тягового електродвигуна 1, причому останній також своїм приливом, виконаним на остові, встановлений в пружинній підвісці, розміщеній на рамі візка, як це має місце у відомих конструкціях КМБ локомотивів з моторно - осьовим підвішуванням ТЕД.

Робота КМБ відбувається таким чином. При подачі напруги на ТЕД шестерня передає обертаючий момент на зубчате колесо, а так як його жорстко пов'язано з віссю колісної пари, то остання перекочується по рейках, забезпечуючи рух локомотива в ту або іншу сторону.

В процесі руху візок локомотива піддається дії нерівностей колії, і його екіпажна частина скоює складні просторові коливання, у тому числі і вертикальні. А так як ТЕД зв'язаний через відповідні деталі з рамою візка, то, здавалося б, можливе порушення міжосевого відстані зубчатої пари шестерня - зубчате колесо. Проте цього не відбувається з огляду на те, що ТЕД жорстко закріплений на горизонтальній ділянці 2 додаткової балки, а остання своїми вертикальними ділянками 3 також жорстко сполучена з буксами 5.

В результаті колісна пара скоює переміщення у вертикальній площині рами візка спільно з ТЕД, і таке з'єднання надійно забезпечує незмінність міжосевого відстані зубчатої кінематичної пари. В той же час, через те, що між приливом, виконаному на остові ТЕД, і рамою візка є пружний зв'язок у вигляді пружинної підвіски, просторові переміщення КМБ не викликають жорсткої нагруженість рами, створюючи сприятливі умови роботи останнього.

Для оцінки міцності запропонованої конструкції КМБ стосовно тепловоза 2ТЭ10Л розроблена розрахункова схема, на підставі якої виконаний розрахунок на міцність конструкційних елементів підвіски ТЕД. Результати розрахунків показали високу надійність запропонованого з'єднання.

5. Економічна ефективність пропозиції

Величина річного економічного ефекту визначається як різниця приведених витрат по базовій (що існує) і новій техніці.

Приведені витрати з розрахунку на одиницю продукції визначаються так:

3=С + Е_НК;

де С - собівартість одиниці продукції (роботи), грн.;

Е_Н - нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень, який приймається рівним 0,15;

К - питомі капітальні вкладення і виробничі фонди, грн.

Річний економічний ефект від застосування нової техніки, що відноситься до першої групи

Е=(С₁-С₂) А₂;

де С₁ і С₂ - приведені витрати на виробництво одиниці продукції (перевезень, робіт), вироблюваної відповідно за допомогою базової і нової техніки, грн.

У розгорненому вигляді:

Е=[(С₁+Е_НК₁)-(С₂+Е_НК₂)]А₂;

К₁, К₂, - питомі капітальні вкладення до виробничих фондів при базовій і новій техніці, грн.;

А₂ - об'єм виробництва продукції (перевезень, робіт) за допомогою нової техніки в розрахунковому році, натуральні одиниці.

Річний економічний ефект від впровадження механізованої потокової лінії на поточному ПР-3 ремонті колісних пар тепловозів визначається згідно даних.

Початкові дані:

капітальні вкладення, пов'язані з проектуванням, будівництвом і освоєнням механізованої потокової лінії, розподіляються по роках таким чином:

К₁ = 20 тис. грн.; К₂= 100 тис. грн., К₃ =150 тис. грн.

- термін освоєння механізованої потокової лінії після закінчення її споруди - один рік; розрахунковим роком, таким чином, є п'ятий рік від початку проектування;

- річна програма ремонта КП локомотивів, одиниць, при технології:

-    базовій А₁ 130;

-        новій А₂ 200;

трудомісткість одиниці ремонту, чол-год, при технології:

базовій t₁ 2600;

новій в розрахунковому році t₂ 2100;

собівартість ремонту локомотива, грн. при технології

базовій С₁ 4500;

новій в розрахунком року С₂ 4000.

Для визначення економічного ефекту від впровадження нової технології необхідно показники базової технології привести до порівнянного вигляду з показниками нової технології в розрахунковому році.

Наведення показників базового варіанту до порівнянного вигляду з показниками нової технології в розрахунковому році виконується таким чином.

Аналіз продуктивності праці показує, що рівень її на ремонті локомотивів за попередній період зростав на 1 % у рік; частка заробітної плати в собівартості ремонту локомотивів з урахуванням інших витрат, пропорційних заробітній платі (відрахування на соціальне страхування і ін.) складає 57 %.

За чотири роки проектування, будівництва і освоєння механізованої потокової лінії продуктивність праці по базовому варіанту зросла б на [(1 +0,01)^4- 1]х100=4,06%.

Отже, скорегована трудомісткість ремонту склала б

t_1ск=2600:1,0406=2498,6 чол-год.

Собівартість одиниці ремонту за цих умов склала б

С_1кс=4500х0,57(1 +0,0406-0,6): 1,0406+4500-0,43 =4460 грн.;

де 0,6 - зростання заробітної плати при збільшенні продуктивності праці на 1 %.

Доведення програми ремонту локомотивів при базовій технології до рівня, передбаченого на розрахунковий рік, може бути забезпечено збільшенням коефіцієнта змінності роботи цеху поточного ремонту ПР-3, що не потребує додаткових капітальних вкладень.

У зв'язку із збільшенням програми ремонту собівартість по базовому варіанту повинна бути скорегована і по цьому чиннику.

Аналіз витрат, що включаються в собівартість ремонту локомотивів, дозволяє виділити ту частину витрат, яка із зміною програми ремонту не міняється. В даному випадку це загальногосподарські витрати депо і частина витрат, загальних для всіх галузей господарства. У складі собівартості поточного ремонту ТР-3 вказані витрати при базовій технології в даному депо складає 50 грн. на одиницю ремонту.

Зіставна собівартість ремонту локомотива по базовому варіанту у зв'язку із зростанням продуктивності праці і доведенням програми ремонту до 200 одиниць складе

С_1ск=[4460х130 + (4460 - 50)х70] : 200 =4442,5 грн.

Матеріаломісткість ремонту локомотивів не міняється.

Приведені капітальні вкладення в створення механізованої потокової лінії на початок розрахункового року складають

де Кn - капітальні вкладення n-го року, тис. грн.; Т- загальна тривалість створення і освоєння нової техніки, роки; п - порядковий рік створення і освоєння нової технології.

В період будівництва потокової лінії собівартість ремонту зростає:

у другому році від початку її проектування на ΔС = 40 грн./ КП локомотивів при програмі ремонту 130 КП? локомотивів;

- у третьому році - на ΔС = 25 грн/ КП локомотивів при тій же програмі ремонту;

у четвертому році в період освоєння потокової лінії і випуску з ремонту 180 КП локомотивів собівартість одиниці ремонту буде нижча, ніж в базовому році, на ΔС = - 10 грн.

Перевитрата, як і зменшення поточних витрат, в період будівництва і освоєння нової технології повинен бути приведений на початок розрахункового року і віднесений до одноразових витрат:

=(40х130х1,21+25х130х1,1 - 10х180х1) 10^-3= + 8,07 тис. грн.

Загальна сума одноразових витрат, приведених на початок розрахункового року

К_Т=К_Т+  = 312,62 + 8,07 = 320,69 тис. грн.

Питомі капітальні вкладення, що враховуються у складі річних приведених витрат

К₂ = К_Т : А₂ =320,69 : 200 = 1,603 тис. грн.

Річний економічний ефект від застосування нової технології

Е= [(4442,5+0,15х0) - (4000 + 0,15х1603)] 200х10^-3 = 40,41 тис. грн.

Чисельність робочих, що вивільняються

де t_1ск - скорегована трудомісткість ремонту при базовій технології, чел-год.;

t₂ - трудомісткість ремонту при новій технології, чол-год;

t_Ф - річний фонд робочого часу одного працівника, чол-год.

Вплив нової технології на планові показники роботи депо зведені в табл.5.1.

Таблиця 5.1 - Вплив нової технології на планові показники роботи депо

6. Охорона праці

Охорона праці - це система законодавчих соціально-економічних, організаційних, технічних, санітарно-гігієнічних заходів щодо створення умов, що забезпечують безпеку, збереження здоров'я й працездатності людини в процесі праці.

У створенні таких умов праці важливе значення має підготовка в області охорони праці студентів вузів - майбутніх інженерно-технічних і керівників залізничного транспорту.

Охорона праці розкриває основні питання, зв'язані , зі створенням здорових, безпечних і високопродуктивних умов праці на виробництві. Науковою базою цієї дисципліни служать:

·        теоретичні й експериментальні дослідження явищ, що ведуть до травматизму й захворювань на виробництві;

·        всебічний аналіз причин виробничого травматизму й професійних захворювань, пожеж і вибухів, що відбуваються на виробництві;

·        вивчення природи шкідливості й небезпеки застосовуваних на виробництві, перевезених або речовин, що перебувають на зберіганні, матеріалів, виробів;

·        порівняльна оцінка з погляду охорони праці прийнятих або залізних доріг, що рекомендують до впровадження на підприємствах, технологічних процесів, що передбачають застосування механізації, автоматизації, дистанційного керування й ін.

Для успішного оволодіння дисципліною «Охорона праці» потрібне знання основ як природних (фізика, електротехніка, математика й ін.), так і суспільних наук, оскільки охорона праці не тільки технічна, але й соціальна дисципліна. Вона пов'язана з такими дисциплінами, як «Ергономіка», «Інженерна психологія», «Наукова організація праці», «Технічна естетика», «Фізіологія й гігієна праці», «Економіка», «Охорона навколишньої серед». Її основними розділами є «Виробнича санітарія», «Пожежний захист», «Законодавство по охороні праці».

.1 Охорона праці в колісному відділенні

Переоснащення колісного відділення депо з ремонту колісних пар в обсязі ПР-3 проведено з урахуванням вимог охорони праці та будови виробничих приміщень і забезпечує здоров’я і безпечне перебування робітників у колісному відділенні депо в продовж усього робочого дня, незалежно від пори року (СНиП 2.09.02-85).

При проектуванні колісного відділення були виконані такі основні вимоги охорони праці:

         обсяг виробничих приміщень, що приходиться на одну людину, спроектований з розрахунку не менш 15м³, а площа приміщень не менш 4,5м³;

         передбачено природне освітлення, але при проектуванні з’ясувалося, що приміщення страждає недостатнім природним освітленням, тому було передбачено штучне освітлення з підвищеними нормами освітлення СНиП 11-4-79.

Підлоги у колісному відділенні спроектовані з таким розрахунком, щоб вони не пропускали ґрунтових вод, були стійкі до впливу шкідливих речовин. Для ліквідації структурних нерівностей під ногами всі поглиблення в підлогах вкриті міцними покриттями чи огородженні. Рейки покладені на одному рівні підлоги.

Входи та виходи в колісному відділені депо влаштовані з урахуванням безпечного пересування робітників і зручності транспортування деталей і вузлів, необхідних з ремонту колісних пар.

Входи та виходи виконані окремо для пішоходів і вантажопотоків. Виходи з відділення, що знаходяться поблизу шляхового розвитку улаштовані так, щоб напрямок людей при виході через двері був не поперек, а вздовж шляхів.

Для підтримки в колісному відділенні депо нормального мікроклімату в зимовий і перехідні періоди року у вході та виході, особливо у в’їзних воріт, передбачено влаштувати повітряні теплові завіси (ДСН 3.3.6.04.2.).

Переоснащення колісного відділення депо зроблено відповідно до вимог пожежного захисту та пожежної профілактики ( СНиП 2.01.02.-85).

В колісному відділенні депо застосована центральна система опалення, теплоносієм якої є вода. Водяне опалення було обладнане тому, що воно є найбільш гігієнічним, безшумним, економічним та зручним в експлуатації. Воно забезпечує можливість у широких межах регулювати теплопостачання приміщень колісного відділення депо в залежності від температури зовнішнього повітря. Система опалення є високотемпературною з насосною циркуляцією води.

Перед викаткою колісно-моторних блоків необхідно виконати наступне:

·        ТРС встановити так, щоб колісна пара, яка викочується знаходилась в центрі скатопідйомника;

·        підклинити передню, задню колісну пару та колісну пару, що викочується;

·        підложити під тяговий двигун колісної пари, що викочується, спеціальну балку або підставити домкрат;

·        стиснути технологічними болтами або спеціальними скобами пружини траверсного підвішування та ресорні пружини.

Колісні пари, букси, підшипники та інші деталі екіпажної частини, зняті при розбиранні, перед ремонтом повинні бути очищенні від бруду в мийній машині або виварочній ванні [11].

6.2 Аналіз шкідливих і небезпечних факторів, заходи для їхньої ліквідації

Відповідно до Держстандарту 12.0.003.-74 система стандартів безпека праці в колісному відділенні депо існують такі небезпечні і шкідливі виробничі фактори як фізичні, хімічні, біологічні, психофізичні.

Так група фізичних, небезпечних і шкідливих виробничих факторів у колісному відділенні містить у собі такі програми і підгрупи: рушійні машини і механізми; незахищені рухливі елементи виробничого устаткування; вироби, що пересуваються, заготівлі, матеріали, підвищена чи занижена температура повітря робочої зони та інші.

Група хімічних факторів зустрічається в ділянці мийки колісних пар і їхніх вузлів і містить дві підгрупи, які об’єднують небезпечні шкідливі речовини за характером впливу на організм людини та за шляхом проникнення в організм.

Біологічні небезпечні та шкідливі виробничі фактори розрізняють: фізичні та нервовопсихичні перевантаження.

Усі перераховані вище небезпечні та шкідливі фактори можуть зустрічатися в колісному відділенні депо і вимагають боротьби з ними.

Переоснащення колісного відділення депо виконується з урахуванням постановки нового обладнання, що відповідає вимогам охорони праці та виробничої санітарії. Основними з цих вимог є: безпека для здоров’я людей; надійність дій; вільність допуску при будівлі, огляді та ремонті; зручність в експлуатації; полегшення й оздоровлення умов праці.

Безпека нового обладнання досягнута правильним вибором конструктивних елементів та принципом їхньої дії, розборкою і впровадженням зроблених технологічних процесів, застосуванням різних засобів захисту.

Засіб захисту є складовою частиною устаткування. Так, огородження небезпечних елементів чи верстата контовачів, забезпечує не тільки захист обслуговуючого персоналу від травматизму, але й сприяє зниженню шуму і вібрації.

При проектуванні та розміщенні нового обладнання враховується психофізичні та фізичні можливості організму людини, усі вузли устаткування й елементи керування розміщуються таким чином, щоб виключалася монотонність у роботі, а також зміна руху і незручні робочі позиції. Конструкція робочого обладнання передбачає зручність його огляду, розбирання, монтажу, наладки, змащення, збирання, транспортування, встановлення і керування в процесі експлуатації.

Устаткування, що виділяє пил і гази в процесі роботи, обладнано спеціальними пристроями механічної вентиляції. Устаткування має красиві обриси і раціональне оформлення, що сприяє зниженню стомленості та підвищенню безпеки обслуговуючого персоналу.

Відповідно до типового положення, розроблене і встановлено нове обладнання забезпечує високі техніко-економічні показники, полегшення праці, дотримання вимог охорони праці і виробничої санітарії.

Рівень шуму на ділянках знаходиться в межах величини що допускається за ДСТ 12.1003-83 [11].

.3 Розробка заходів з охорони праці

Основні положення з забезпечення безпечних умов праці для слюсарів зайнятих ремонтом візків

До роботи працівниками, зайнятими ремонтом візкового обладнання електровозів, допускаються особи що досягли віку 18 років, що пройшли попередній медичний огляд, навчання за відповідною програмою та атестовані кваліфікаційною комісією з привласненням відповідної кваліфікаційної групи по електробезпеці, а також що одержали інструктаж за правилами охорони праці, виробничою санітарією і способами надання першої допомоги. Працівники повинні знати і виконувати вимоги справжньої інструкції з охорони праці для працівників, зайнятих ремонтом візкового обладнання електровозів при виконанні ПР-3.

Працівники, зайняті ремонтом візкового обладнання електрово-зів, зобов'язані:

·   виконувати правила внутрішнього розпорядку;

·        палити тільки в місцях, відведених для цього;

·        бути уважним до сигналів, що подаються водіями рухомого транспорту, працівниками, зайнятими навантажувально розвантажувальними роботами, укладачами і виконати їх;

·        звертати увагу на знаки безпеки, написи і іншу сигналізацію;

·        переходити оглядові канави тільки по перехідних містках;місця, де ведуться роботи на висоті, обходити на безпечній відстані.

Працівники повинні в своїй роботі застосовувати безпечні прийоми праці, містити в справному стані і чистоті інструмент, прилади, пристосування, використовувані при ремонті. Інструктаж з охорони праці проводиться не рідше за 1 раз на 6 місяці із записом в книзі інструктажа.

Працівник не повинен приступати до нової (незнайомої) роботи без отримання від майстра або бригадира інструктажа про безпечні способи її виконання.

Працівник при виконанні роботи повинен бути уважним і виконувати тільки одержану роботу, а також всі вказівки і розпорядження майстра або бригадира, керівного роботою, за винятком екстрених випадків ( ліквідації наслідків аварій, гасінь пожеж).

Працівник повинні носити інструмент і вимірювальні прилади в спеціальних ящиках або футлярах.

Працівник зобов’язані повідомляти своєму безпосередньому керівнику про всі відмічені порушення справжньої інструкції, зокрема про несправності вузлів і деталей, інструменту, захисних пристосувань, спецодягу, що створює небезпеку для життя людей або що є передумовою до аварії і негайно вжити заходи по їх попередженню. У разі отримання травми, що постраждав або працював поряд слюсар повинен припинити роботу і сповістити про нещасний випадок свого керівника.

Працівнику не дозволяється:

·   стояти під піднятим вантажем;

·        торкатися до працюючих машин і працювати поблизу частин, що обертаються, не захищених запобіжними сітками або щитками;

·        знімати огорожі частин, що обертаються, до повної зупинки машини; наступати на електричні дроти і кабелі;

·        проводити самостійно ремонт цехового електроустаткування, що вийшло з ладу, і електроустановок;

·        торкатися до арматури загального освітлення, до обірваних електропроводів, затисків (клем) і інших досяжних частин; відкривати двері електророзподільних шаф і знімати огорожі і захисні кожуха з струмоведучих частин устаткування; включати і зупиняти (окрім аварійних випадків) машини і механізми, робота на яких не входить в його обов’язку;

·        стояти в місцях руху цехового транспорту; перебігати шляху перед рухомим транспортом;

·        проводити які-небудь роботи по технічному обслуговуванню і ремонту паливної апаратури, знаходитися усередині локомотивів, під ними або на даху, а також в місцях і на території депо, відмічених знаком «Обережно», «місце негабарита», під час маневрів, в’їзді і виїзді з депо і введенні (висновку) з ремонтного стійла. забороняється знаходиться на робочому місці в стані алкогольного або наркотичного сп’яніння;

·        забороняється виносити майно належне депо за його територію.

Слюсаря повинні містити робочі місця в чистоті, не допускати того, що захаращується їх деталями, пристосуваннями і інструментам. Лінійний інструмент і пристосування після виконання роботи повинні бути здані в інструментальну комору. Обтиральні та інші матеріали, непридатні для подальшого використання, виносять в призначені для цього місця.

6.4 Загальні заходи по створенню безпечних умов праці

Для розбирання візків служать транспортні візки, на яких встановлюються багатошпиндельний гайковерт для відкручення і закручення болтів буксових повідків і домкрати, які призначенні для запресування буксового повідка і для підняття рами візка.

Для стискання пружин торцевих упорів букс застосовується спеціальне пристосування, а для підтримки тягових електродвигунів застосовуються домкрати, які розміщенні всередині канави.

При розбиранні важільної передачі гальма необхідно витягувати шплінти. Для цієї роботи на позиції розбирання застосовується гідравлічний шплінтодер, який витягує шплінти без випрямлення відігнутих вусиків.

Позиція ремонту рам, де проводяться зварювальні роботи та роботи по зачистці після зварювання, огороджена запобіжними вогнестійкими шторами, підвішеними на висоті 2200 мм, підвішена низьковольтна шина, по якій пересувається каретка контактна, що дає можливість зварнику мати короткі зварювальні кабелі.

В місцях, де найбільше проводяться наплавочні роботи, встановлені панелі нижньої витяжної вентиляції. Три забетонованих канали розмірами

x 400 мм відводять повітря від панелей, які розміщені в землі і з'єднані в один канал 1000 x 600 мм, який підведений до витяжного вентилятора.

Для повороту візка в положення, зручне для проведення зварювальних, наплавувальних робіт і робіт по зачистці, на позиції встановлений кантувач. Потрібно постійно слідкувати за справністю блокування.

Позиції фарбування і сушки рам візків обладнані спеціальними герметичними камерами.

Вздовж однієї з бокових сторін фарбувальної камери змонтовані чотири гідродинамічних фільтри, призначення яких за допомогою водяної завіси, яка утворюється в гідродинамічних фільтрах, виконувати очистку викачаного із камери забрудненого фарбою повітря. Повітря із фарбованої камери витягується чотирма вентиляторами, встановленими відсмоктуючими патрубками на камерах гідродинамічних фільтрів. Труби від нагнітаючих патрубків вентиляторів з'єднані в одну трубу, яка виведена за межі відділення. Під фарбувальною камерою знаходиться котлован, який заповнений водою. Камера котлована призначена для забору води насосною установкою, яка відгороджена від основного котловану фільтрами. При включеній вентиляції витяжне забруднене фарбою повітря очищується через водяну завісу гідродинамічних фільтрів, а частки фарби разом з водою попадають у котлован. При заборі води насосом вона проходить через фільтри і очищується від фарби.

В верхній частині кожної секції камери є віконні отвори, на яких встановлені світильники НОДЛІХ 40-УЗ.

На боковій стіні секції сушильної камери встановлений вентилятор, який відсмоктує з камери частину повітря, насиченого парами розчинника, відвертаючи тим самим пожежно та вибухонебезпечну концентрацію парів розчинника в камері. Повітря, відсмоктане вентилятором, з'єднується та через фільтри викидається за межі цеху.

Планування відділення по ремонту візків електровозів з застосуванням потокових методів ремонту передбачає раціональне розміщення обладнання, яке забезпечує виконання технологічного процесу з урахуванням максимальної механізації виробничих операцій, покращення умов праці і застосування сучасної оргтехніки.

Планування робочих місць для слюсарів передбачає скорочення нераціональних переміщень, а також забезпечує необхідним механізованим інструментом, які підвищують безпеку праці, роблять його високовиробничим.

6.5 Розрахунок опадової частини стічних вод

В депо та на заводах з ремонту транспортного обладнання використовується оборотна система водопостачання, в якій стічні води після очищення знову використовуються в технологічних процесах. На ремонтних підприємствах зазвичай застосовуються оборотні процеси системи водопостачання окремих відділень та дільниць, стічні води які мають стабільний склад домішок, або двохступінчате очищення, при якому стічні води заздалегідь очищують від домішок в локальних очисних спорудах відділень та дільниць, а потім виконують доочищення в загальнозаводських очисних спорудах.

Метод очищення стічних вод застосовується, по-перше за все, на властивостях цих вод та домішках, що містяться в них.

Очищення вод включає в себе багатозмінні та різноманітні методи визначення домішок, їх нейтралізація та інших видів обробки. В загальному вигляді ці методи можна об’єднати у наступні групи:

         механічні;

         хімічні;

         фізико-хімічні;

         біологічні.

Кожна з цих груп, в свою чергу, включає до себе різноманітні технологічні процеси з використанням різних реагентів і технологічних устаткувань.

Визначаємо витрату від мийки та очищення виробничих вод для мийної машини з обмивки колісних пар:

, (6.1)

де m - питома витрата стічних вод на одну колісну пару, л. Приймаємо m=300л;- кількість деталей в мийній машині, шт. Приймаємо N=32шт;

Кс - коефіцієнт добової нерівномірності. Приймаємо Кс=1,15.

 л.шт.

Визначаємо обсяг нафтопродуктів які надходять до системи очищення:

 (6.2)

де С - вміст нафтопродуктів в стічній воді, г/м³. Приймаємо С=1000;

Ψ_н - об’ємна щільність обводненого нафтопродукту,

Ψ_н =1 г/м³ - вміст води в нафтопродуктах, % приймаємо n=60.

 м²/доб.

Визначаємо обсяг опадової частини зі стоків:

 (6.3)

де μ - кількість зважних речовин, г/м² приймаємо μ=600;

Τ - час між черговими очищеннями опадової частини. Приймаємо

Τ=7 діб;

γ_в - об’ємна щільність зважних речовин, γ_в=1500кг/м³

 м³/доб.

З розрахунків ми бачимо, що обсяг опадової частини стічних вод відповідає вимогам з охорони праці [11].

Список використаних джерел

1.  Наказ Укрзалізниці від 30.01.2005 №030 Ц „Про вдосконалення системи технічного обслуговування, експлуатації, поточного та капітального ремонтів тягового рухомого складу”.

2.  Методичні вказівки по збору статистичної інформації в локомотивних депо. - Харків: ХІІТ, 2001.

3.       Тартаковський Э.Д., Подчесов Э.Н. Устенко А.В. Основы автоматизации технического обслуживания, диагностирования и ремонта локомотивов. Учебное пособие - Ч.2. - Харьков: ХИИТ, 1991.

.        Положення з атестації підприємств з обслуговування та ремонту тягового рухомого складу. - Київ, 2002.

5.       Поточные линии ремонта локомотивов в депо/ Н.Н. Фильков, Е.Л. Дубинский, М.М. Майзель, И.Б. Стерлин., 2-е изд., перераб и доп. М.: Транспорт, 1983.

.        Находкин В.М., Яковлев Д.В. Черепашенец Р.Г. Ремонт електроподвижного состава. Учеб. для техн. ж.д. тр-та./ Под ред. Находкина. М.: Транспорт, 1989.

.        Галкин В.Г., Парамзин В.П., Четвергов В.А. Надежность тягового подвижного состава. М.: Транспорт, 1981.

.        Алтуков В.Я., Трофименко А.Ф., Зенин А.С. Механизация и автоматизация технического обслуживания и ремонта подвижного состава: Учебник для техникумов. - М.: Транспорт, 1989. - 200 с.

9.  Левицкий А.Л. Сибаров Ю.Т. Охрана труда в локомотивном хозяйстве - М.: Транспорт, 1989.