Технология ремонта гидравлических гасителей колебаний

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

Технология ремонта гидравлических гасителей колебаний

Введение

Вагон - это ключевое звено в цепи организации перевозочного процесса. Его техническое состояние в значительной степени определяет надежность и эффективность работы отрасли, ее способность выполнять государственные задачи, связанные с развитием и функционированием железнодорожного транспорта. Потеря вагоном работоспособности и потребительских свойств в период эксплуатации - неотвратимый процесс, протекающий с большей или меньшей интенсивностью в зависимости от выполненного объема работ, долговечности материалов, примененных в конструкции вагона, и достигнутого уровня обеспечения сохранности вагона при его эксплуатации.

Ни одна система технического обслуживания и ремонта не в состоянии полностью устранить последствия физического и морального износа. Однако она может значительно сократить темпы их развития и тем самым обеспечить работоспособное состояние вагона в течение его нормального срока службы. Основное назначение системы ремонта - максимальное сокращение числа внезапных отказов вагонов в эксплуатации за счет своевременного контроля, обслуживания и ремонта.

Чтобы сократить затраты на содержание вагонов необходимо обеспечить их подачу в плановый ремонт с предельно допустимым физическим износом узлов и элементов.

На отечественных железных дорогах издавна реализовывался критерий календарный продолжительности эксплуатации вагона. Каждый вагон подлежал плановому ремонту через определенный интервал времени, исчисляемый от даты постройки или последнего планового ремонта. Однако в современных условиях эта система полностью себя не оправдывает; и альтернативой ей может служить комбинированный критерий, ограничивающий межремонтный период не только календарной продолжительностью, но и показателем выполненного объема работ. Отличием этой системы является проведение плановой и текущей диагностики вагонов рабочего парка. Существуют три правила постановки вагона в ремонт - либо после отказа изделия, либо по достижению предельно допустимого состояния, либо после заранее установленной наработки изделием. Достигается это благодаря использованию нескольких типов ремонта и технического обслуживания.

Если ремонт происходит в заранее назначенный момент времени, то он является плановым. Если объем ремонтных работ заранее установлен, то такой ремонт называется регламентированным, т.е. плановым по объемам восстановительных работ.

Плановый во времени ремонт может быть либо предупредительным, либо аварийным.

Возможны случаи, когда постановка вагона в ремонт определяется по каким-либо косвенным признакам приближения его к отказу, что можно определить по значению определяющего параметра - температура, звук, зазор, цвет и т.п. В этом случае, если оценка технического состояния вагона происходит в заранее запланированные моменты времени (через определенный пробег), то последующий ремонт называется - планово-диагностическим.

Если техническое состояние определяется по встроенной в вагон диагностической аппаратуре, то последующий ремонт называют - непланово-профилактическим.

Периодический контроль технического состояния выполняются внешними диагностическими устройствами как в эксплуатации, так и на вагоноремонтных предприятиях. Система технического обслуживания и ремонта грузовых вагонов призвана учитывать все факторы и их производные, оказывающие негативное влияние на состояние вагона.

Система основана на применении комбинированного критерия, включающего в свой состав первичный норматив - объем выполненной работы, и вторичный норматив - предельно допустимую продолжительность использования вагонов в перевозочном процессе без периодического контроля. Вагон должен выводиться из эксплуатации тогда, когда он выработал любой из этих двух нормативов. Если вагон выработал первичный норматив, то он должен подаваться на вагоноремонтное предприятие для контроля его физического износа с полной разборкой и ремонтом. Если выработал вторичный норматив, вагон подается на вагоноремонтное предприятие для выявления его физического износа с частичной разборкой.

По мере развития системы совершенствовалась и нормативная база, что привело к изданию Указания от 17.04.2001 г. о введении в действие новой редакции - Правил эксплуатации грузовых вагонов при системе технического обслуживания и ремонта с учетом фактически выполненного объема работ на железной дороге РФ №ЦВ ВНИИЖТ - 7. В результате этой работы был увеличен межремонтный пробег полувагонов и фитиновых платформ после деповского ремонта. Использование новых прогрессивных технологий изготовления и ремонта ходовых частей, улучшающих их эксплуатационные характеристики, также позволило увеличить межремонтный норматив пробега вагонов. На сегодняшний день увеличенный пробег установлен для вагонов, выпущенных из деповского ремонта на тележке повышенной работоспособности, на тележках отремонтированных в депо по нормам капитального ремонта, и на тележках с уретановыми накладками фирмы «А. Стаки».

Потеря вагоном работоспособности и потребительских свойств в период эксплуатации - неотвратимый процесс, протекающий с большей или меньшей интенсивностью в зависимости от выполненного объема работ, долговечности материалов, примененных в конструкции вагона, и достигнутого уровня обеспечения сохранности вагона при его эксплуатации. Чем жестче эти условия и ниже уровень сохранности, тем быстрее физически изнашивается вагон. В конечном счете, это приводит к необходимости исключения вагона из инвентаря. Ни одна система технического обслуживания и ремонта не в состоянии полностью устранить последствия физического и морального износа. Однако она может значительно сократить темпы их развития и тем самым обеспечить работоспособное состояние вагона в течение его нормативного срока службы.

Основное назначение системы ремонта - максимальное сокращение числа внезапных отказов вагонов в эксплуатации за счет своевременного контроля, обслуживания и ремонта.

Система ремонта должна быть основана на объективных закономерностях, которые зависят от условий эксплуатации вагона и показателей его надежности (безотказности, долговечности, ремонтопригодности, сохраняемости), определяющих объем плановых работ и их характер.

Основными факторами, влияющими на уровень физического износа вагона, являются: календарная продолжительность периода эксплуатации; груженный и порожний пробег; количество перевезенного груза, статическая нагрузка, агрессивность груза и окружающей среды, скорость движения, профиль пути и т.д.

Чтобы сократить затраты на содержание вагонов необходимо обеспечить их подачу в плановый ремонт с предельно допустимым физическим износом узлов и элементов.

При проведении мониторинга технического состояния (ТС) сложных систем и агрегатов одной из актуальных является задача объективного своевременного обнаружения дефектов различной природы и организация контроля за развитием дефектов из-за старения элементов при эксплуатации.

Одним из путей предотвращения нежелательных последствий от эксплуатации изделий с дефектами является систематичное использование методов неразрушающего контроля. Совершенствование опыта в области системного анализа, развитие научно-методической базы и накопление статистической информации позволили подойти к формулировке и обоснованию концепции «абсолютной надежности» ответственных систем, которая базируется на результатах использования вероятностных методов анализа безопасности и прочности, анализа критичности и оптимального резервирования, совершенствования и широкого применения методов неразрушающего контроля, автоматизированных систем неразрушающего контроля, количественного учета влияния неразрушающего контроля на прочность и долговечность систем, компьютерном анализе и оценке результатов расчетов и измерений.

Объективный анализ применения различных методов привел к целесообразности применения комплексных систем контроля, которые используют разные по физической природе методы исследования, что, в свою очередь, позволит исключить недостатки одного метода, взаимодополнить методы и реализовать тем самым принцип «избыточности» для повышения надежности контроля систем и агрегатов.

Различные методы неразрушающего контроля характеризуется разными значениями технико-экономических параметров: чувствительностью, условиями применения, типами контролируемых объектов и т.д. Поэтому при формировании комплекса методов неразрушающего контроля разной физической природы возникает проблема оптимизации состава комплекса с учетом критериев их эффективности и затрат ресурсов.

Комплексное использование наиболее чувствительных методов не означает, что показатели достоверности будут соответственно наибольшими, а в свою очередь, учет первоочередности технических показателей может привести к противоречиям с экономическими критериями, такими как трудозатраты, стоимость, время контроля и т.д., что, в свою очередь, может привести к тому, что выбранный комплекс методов неразрушающего контроля может оказаться с экономической точки зрения неэффективным.

Для реализации различных методов неразрушающего контроля разработаны различные приборы: дефектоскопы, толщиномеры, тепловизоры для разных дефектов (трещин, негерметичностей), электронное оборудование (для нахождения ослабления электрических контактов), механическое оборудование, которое имеет различные технико-экономические характеристики и технологии использования для различных типов дефектов и др.

Из анализа имеющихся характеристик вытекает необходимость решения задачи выбора состава (комплекса) методов неразрушающего контроля как задачи в оптимизационной постановке.

Комплексное применение методов неразрушающего контроля для диагностики и обнаружения дефектов в агрегатах и системах направлено на обеспечение увеличения эффективности и достоверности контроля, продления работоспособности и ресурса.

Задача формирования комплекса различных методов неразрушающего контроля для обнаружения совокупности возможных (наиболее опасных дефектов) в системе может быть сформулирована как оптимизационная многоуровневая однокритериальная (многокритериальная) задача дискретного программирования.

Решение задачи оптимальное сочетание различных методов неразрушающего контроля, применение которых наиболее эффективно при эксплуатации и анализе ресурса дорогостоящих систем.

Актуальными при проведении неразрушающего контроля являются также задачи оптимального распределения объемов контроля на всех этапах жизненного цикла объекта, оптимизации мест и параметров контроля, планирования технического обслуживания системы с учетом экономических показателей.

Большие объемы проведения работ по выявлению дефектов в системах и катастрофические последствия, которые могут быть причиной некачественного его проведения, ставят задачу по индустриализации применения методов неразрушающего контроля с использованием математических моделей, методов и современных информационных технологий для организации мониторинга при эксплуатации систем.

Индустриализация применения методов неразрушающего контроля и организации работ на ответственных объектах и системах требуют больших материальных и временных затрат, сравнимых со всеми остальными расходами на эксплуатацию объекта.

При проведении мониторинга, исследования систем (элементов) и применения методов неразрушающего контроля с целью продления ресурса важными являются данные, получаемые в результате решения задач:

прогнозирования вероятности безотказной работы (ВБР) элементов и систем. Прогнозирование может осуществляется раздельно по постепенным и внезапным отказам, с использованием моделей полиномиальной регрессии, моделей анализа цензурированных выборок;

составление (или использование готовой) обобщенной структурной схемы надежности системы и ее узлов и элементов. Обобщенная структурная схема надежности может содержать помимо основных и резервных элементов. Структурная схема надежности представляет собой такую совокупность функционально подобных основных и резервных элементов, отказ которых вызывает неустранимый отказ всей системы;

формирование критериев предельного состояния для системы. Предельным состоянием элемента является его неустранимый отказ. Отказ элемента неустраним, если, например, исчерпан резерв. Неустранимый отказ элемента, который вызывает отказ системы, означает переход системы в ее предельное состояние;

прогнозирование остаточного ресурса узлов и системы в целом. Показатели остаточного ресурса определяются по эмпирической зависимости ВБР узла (по отношению к неустранимым отказам) от наработки. Остаточный ресурс системы может прогнозироваться двумя способами: по результирующей зависимости ВБР системы от наработки, рассчитываемой на основе аналогичных функций узлов, либо по остаточному ресурсу наиболее «слабого» в смысле долговечности узла. В качестве количественных оценок показателей остаточного ресурса используются средний и гамма-процентный остаточные ресурсы.

Результаты применения неразрушающего контроля могут быть полезными при обосновании оптимальных объемов ремонтно-восстановительных работ, обеспечивающих заданное (или максимально возможное при выделенном количестве средств на ремонт) продление технического ресурса гидравлических гасителей колебаний.

Существуют разные способы неразрушающего контроля. Например, визуальный.

Существует два основных метода визуального контроля: прямой визуальный контроль; непрямой визуальный контроль

Прямой визуальный контроль визуальный контроль с непрерывным ходом лучей между глазами оператора и контролируемой поверхностью. Этот контроль проводится без или со вспомогательными средствами например, зеркало, линза, эндоскоп или волоконно-оптические приборы.

Непрямой визуальный контроль визуальный контроль с прерыванием хода лучей между глазами оператора и контролируемой поверхностью. Непрямой визуальный контроль предполагает применение видео- и фототехники, автоматизированных устройств и роботов.

1. Основные элементы конструкции и технические данные гидравлического гасителя колебаний

Гасителями колебаний называют устройства, преобразующие механическую энергию колебания в тепловую, и рассеивающие ее в окружающую среду. Они являются составной частью рессорного подвешивания и предназначены для ограничения колебаний кузова и тележек вязким или сухим трением. Рассеивание энергии колебаний происходит путем дросселирования жидкости из одной полости цилиндра в другую. А в результате обеспечивается ограничение колебаний вагона, снижается его динамическая нагруженность, повышается плавность хода.

Гидравлический гаситель колебаний состоит из следующих основных частей: рабочего цилиндра (4), поршня (6) со штоком (1), резервуара (5), верхнего (7) и нижнего (8) клапанов, корпуса (3) и направляющей втулки.

На пассажирских вагонах в большинстве случаев эксплуатируются гидравлические гасители колебаний типа КВЗ - Л.И.Ж.Т., имеющие следующие технические данные:

1. Длина при полном сжатии	- 360 мм
2. Диаметр штока	- 48 мм
-›› - поршня	- 68 мм
-›› - корпуса	- 120 мм
3. Ход поршня	- 190 мм
4. Параметр сопротивления	- 100 -120 кН/ Нс/см (кгс/см2) 750(75)
5. Количество рабочей жидкости	- 0,9 л
6. Давление открытия предохранительного клапана	- 45±0,5 МПа
7. Масса гасителя	- 19 кг

Гаситель колебаний типа КВ3 - ЛИЖТ имеет цилиндр (12), который одним концом установлен в углублении фланца (13) нижнего клапана (16) и прижат направляющий втулкой (8). Шток (22) с поршнем (19) ввернут в верхнюю головку (27) и зафиксирован в этом положении винтом (3). Верхний клапан (21) ввернут в углубление поршня и штока, и также зафиксирован пружинным кольцом (20). Во фланце (13) размещен нижний клапан (16) с пружинным кольцом (15). Фланец свободно установлен в углублении нижней головки (14), в которой по фрезированным канавкам резервуар (10) сообщается с пространством через клапан (16). К головке (14) приварен корпус (11), который не только является основой для сборки всех частей гасителя, но и вместе с цилиндром (12) образует резервуар (10). Для защиты корпуса (11) и штока (22) от механических повреждений и уменьшается попадания на рабочую поверхность штока пыли и грязи, к верхней головке (27) привернут кожух (9), который почти полностью закрывает корпус гасителя.

Надежность работы гасителя колебаний зависит от количества поршня (18), штока (22), а также лист прилегания цилиндра к направляющей втулке (8) и фланцу (13). Поршень уплотнен чугунным кольцом (18). Основным устройством уплотнения листа выхода штока из цилиндра является направляющая втулка (8), вспомогательно-каркасные сальники в обоймах (26). Торцовые поверхности цилиндра (12) в верхней головке и во фланце нижнего клапана уплотнены алюминиевыми кольцами (17) и (23). Направляющая втулка цилиндра и фланец нижнего клапана зафиксированы натяжным кольцом (24), которое ввернуто в верхний конец корпуса (11). Кольцо (24) через металлическую шайбу (6) и уплотнительное резиновое кольцо (7) нажимает на обойму (26) и через нее на направляющую втулку, цилиндр, фланец и нижнюю головку. Натяжное кольцо фиксируется планкой (4) один конец которой входит в прорезь корпуса (11), а другой шурупом (5) прикреплен к кольцу (24).

В головках гасителя имеются цилиндрические отверстия с резиновыми (1) и металлическими (2) втулками для крепления гасителя к надрессорной балке и раме тележки.

Перепускные клапаны (21) и (26) взаимозаменяемы и снабжены предохранительными шариковыми устройствами предназначенными для ограничения сопротивления гасителя колебаний при чрезмерных скоростях перемещения поршня или повышении вязкости жидкости в зимнее время. При повышении давления жидкости в цилиндре сверх допустимого шариковое устройства срабатывают и перепускают часть жидкости помимо дроссельных отверстий, которые выполнены в виде прямоугольной прорези в седле клапана.

Принцип действия

Принцип действия гасителя колебаний заключается в следующем: в рабочем цилиндре наполненном маслом движется поршень (1) (Рис. 2А). При ходе его вниз (ход сжатия) верхний клапан (2) приподнимается и масло из под поршневой полости (5) свободно перетекает в надпоршневую (4) полость. В тоже время шток (3), входя в цилиндр стремится вытеснить из него жидкость, вследствие этого повышается давление в обеих полостях цилиндра и часть масла с большим сопротивлением перетекает через дроссельное отверстие нижнего клапана (6) в резервуар (7). При ходе поршня (1) (Рис. 2Б) вверх (ход растяжения) верхний клапан закрывается, давление жидкости в надпоршневой полости цилиндра (4) повышается и часть ее начинает перетекать с большим сопротивлением через дроссельное отверстие клапана (2) в надпоршневую полость (5), одновременно в этой полости наступает разряжение, которое объясняется тем, что объем жидкости, перетекаемой из полости (4) меньше объема полости (5). Вследствие этого клапан (6) приподнимается и часть жидкости засасывается в полость (5) из резервуара (7), восполняя освобожденное штоком пространство.

Резервуар (7) служит не только емкостью для жидкости вытесняемой штоком из полости (4) рабочего цилиндра, но и сборщиком для жидкости просачивающейся через кольцевой зазор между штоком и направляющей (4).

Вследствие равенства площади сечения штока и поршня объем дросселируемой жидкости при сжатии и растяжении равны. Это дает возможность иметь одинаковые клапаны в поршневом днище цилиндра, а гаситель колебаний - двустороннего действия, с равными силами сопротивления при ходе сжатия и растяжения.

2. Периодичность и сроки ремонта, техническое обслуживание гасителей колебаний

Любое изделие, в том числе и гасители колебаний имеют свой ресурс, это заложенная при их изготовлении способность сопротивляться неизбежным процесса старения. Основными факторами, влияющими на уровень физического износа, являются: календарная продолжительность периода эксплуатации, количество перевезенного груза, статическая нагрузка, агрессивность груза и окружающей среды, количество маневровых и поездных операций, скорость движения, масса поезда, профиль пути.

На отечественных железных дорогах издавна реализовывался критерий календарной продолжительности эксплуатации вагона. Каждый вагон подлежал плановому ремонту через определенный интервал времени, исчисляемый от даты постройки или последнего планового ремонта. Однако в современных условиях эта система полностью себя не оправдывает, и альтернативой ей может служить комбинированный критерий, ограничивающий межремонтный период не только календарной продолжительностью, но и показателем выполненного объема работы. Отличием этой системы является проведение плановой и текущей диагностики вагонов рабочего парка. Непрерывный контроль технического состояния вагона осуществляется в эксплуатации путем применения в его конструкции встроенных диагностических устройств. Этот вид контроля призван максимально снизить нежелательные последствия возможного отказа систем или сборочных единиц вагона в процессе эксплуатации.

Система технического обслуживания и ремонта - это типы, предусмотренные технической документацией ремонтов, технических осмотров и обслуживаний, которые взаимосвязаны объемами работ по их осуществлению.

Система ТОР имеет в своем составе контроль технического состояния, техническое обслуживание, текущий, деповский и капитальные ремонты. Постановка вагона в деповской или капитальный ремонты осуществляется по наработке (по пробегу). Техническое обслуживание определяется по пробеговой наработке и определяется протяженностью гарантийных участков ПТО. Контроль технического состояния - двух типов. В первом случае - при обнаружении отказа производится текущий ремонт, во втором - контроль производится с заранее установленной периодичностью (календарной или пробеговой) с применением специального диагностического оборудования. По результатам диагностики принимается решение либо в ДР, либо в ТР, либо в дальнейшую эксплуатацию.

Любые изделия, в том числе и вагон, имеет свой ресурс - это заложенная при его изготовлении способность сопротивляться неизбежным процессам старения. Измеряется наработкой до предельного состояния изделия или календарно, тогда это будет срок службы. При достижении того или иного показателя вагон ставится в ремонт. Если ремонт происходит в заранее назначенный момент времени, то он является плановым и наоборот. Если объем ремонтных работ заранее установлен, то такой ремонт называется регламентированным, т.е. плановым по объемам восстановительных работ.

Гасители колебаний являются составной частью рессорного подвешивания вагонов. При их неисправном состоянии рессорное подвешивание не обеспечивает нормальную эксплуатацию вагонов.

Основной целью технического обслуживания и ремонта является восстановление технических характеристик гасителей колебаний, обеспечение надежности их работы в межремонтный период эксплуатации. Нормативно-технической документацией ОАО РЖД (приказ 9 Ц, от 04. 1997, пр. НР 2 17.04. 2002 г.) предусмотрена следующая структура ремонтного цикла: ТО 1, ТО 2, ТО 3, текущий ремонт, деповский ремонт (ДР), капитальный ремонт КР 1, КР 2, КВР.

1. Техническое обслуживание ТО 1.

Обслуживание гасителей колебаний производят на ремонтно-экипировочных путях технической станции или депо бригадами пункта - технического обслуживания в пункте формирования и оборота поезда перед каждым отправлением в рейс. Не допускается постановка в поезд вагонов с тележками, гидравлические гасители колебаний которых имеют следующие неисправности:

– просроченные или заканчивающиеся в пути следования сроки ревизии гасителей колебаний;

– утечка масла из гасителей;

– отсутствие или сильный износ резиновых и металлических втулок в головках гасителей колебаний;

– протертость корпуса гасителей колебаний более 2 мм;

– перекос головки гасителя колебаний свыше 5 мм.

В пути следования техническое обслуживание гасителей колебаний осуществляют на ПТО с целью выявления неисправностей угрожающих безопасности движения.

2. Техническое обслуживание ТО 2 (сезонное). Обслуживание является подготовкой вагона к работе в зимних или летних условиях. Зимнее техническое обслуживание вагонов, работающих в районах с низкими температурами заканчивают к 1 октября, остальных вагонов к 15 октября. Летнее обслуживание заканчивают к 15 мая. Для выполнения работ по зимнему и летнему техническому обслуживанию вагонов выделяют специализированную комплексную бригаду.

По окончании ТО 2 на торцевую стенку вагонов наносят трафарет.

При совпадении сроков ТО 2 и ТО 3 производится ТО 3, т.е. единая техническая ревизия с выполнением дополнительных работ, требуемых сезонным обслуживанием.

При производстве работ по ТО 2 гасители колебаний проверяют методом ручной прокачки.

3. Техническое обслуживание ТО 3 (ЕТР) - единая техническая ревизия - предназначена для поддержания вагонов в исправном техническом состоянии в период между плановыми ремонтами. ЕТ 1 проводят на специально выделенных путях через шесть месяцев после постройки, планового ремонта или предыдущей ревизии с отцепкой вагона от состава поезда в пунктах формирования поездов.

Техническое обслуживание (ТО-3) гаситель колебаний можно условно разделить на три ремонтных операции: внешнее освидетельствование, испытание гасителя на стенде, маркировка.

Демонтированный с тележки вагона гаситель колебаний доставляют на ремонтный участок. Гаситель очищают, проверяют состояние втулок шаровых подшипников в головках, соединение головки и штока, признаки утечки жидкости. Неисправные, изношенные резиновые и металлические втулки заменяют. При обнаружении потоков жидкости, отсоединения головки от штока - гаситель ремонтируют в объеме деповского ремонта. После произведенных ремонтных операций гаситель подвергают испытанию на стенде. Для этого кожух гасителя опускают, закрепляют его на стенд крепительными головками. На стенде гаситель в течение 1 мин. прокачивают, а затем записывают диаграмму, по форме и величине которой определяют пригодность гасителя к эксплуатации и параметр сопротивления.

Количество рабочей жидкости определяют с помощью ультразвукового прибора УД-ПУГ, при достаточном объеме (90% от номинального) гаситель к эксплуатации пригоден.

После проведения ЕТР гасители маркируются на крепительной головке, ставят дату и номер ремонтного предприятия.

Согласно приказа 9 Ц от 4.04. 1997 и НР 2 от 17.04.02 деповской ремонт (ДР) - это плановый ремонт вагонов для восстановления их работоспособности с заменой или ремонтом отдельных составных частей, а также модернизации отдельных узлов. ДР производится не чаще, чем один раз в год. При достижении пробега в 300.000 км производится техническое обслуживание в объеме ТО - 3. Все пассажирские вагоны после постройки или прошедшие КР-2, КВ 1 - первому деповскому ремонту подвергаются через 2 года. Для вагонов габарита РИЦ, мягкие и СВ пробег до первого ДР составляет 450 000 км, но не более 3 лет эксплуатации.

Гаситель колебаний в сборе подлежащие ДР промывают в моечной машине и обтирают. После чего внешним осмотром проверяют состояние крепительных головок, резиновых и металлических втулок, маркировку.

На следующем этапе ДР гаситель подвергается разборке, после чего техническому обслуживанию подвергаются его детали:

I. Детали корпуса

а) детали корпуса - это корпус гасителя, штоковая головка, кожух, гайка корпуса, - все эти детали промывают, обсушивают, затем осматривают и обмеряют с целью выявления дефектов.

б) резьбовые соединения: - резьбовые участки головки штоковой восстанавливают наплавкой электродами марки УОНИ 13-45 диаметром 2-3 мм с последующей нарезкой резьбы, которую проверяют калибром или резьбомером. Ремонту при выявлении дефектов подлежат резьбовые части стакана и кожуха. При этом используется следующий инструмент: штангенциркуль, нутрометр, калибры, сварочный агрегат, токарный станок.

в) втулки - металлические втулки крепительных головок при браковочных износах заменяются новыми, он должен быть по внутреннему диаметру не больше 0,4 мм.

II. Детали цилиндро-поршневой группы

г) Детали цилиндро-поршневой группы: используя штангенциркуль, колибры, нутрометр, шток в сборе с клапаном, цилиндр, направляющую, обойму сальника, днище цилиндра с клапаном обмеряют для выявления дефектов.

д) резьбовые соединения: резьбовые поверхности штока и поршня ремонтируют наплавкой электродами марки УОНИ 13-45 диаметром 2-3 мм с последующей нарезкой резьбы. Поршневое кольцо при неисправности заменяют новым.

е) направляющую штока - ремонтируют наплавкой медножелезными электродами латунью. Внутренний диаметр проверяют с помощью индикаторного нутрометра или калибром-пробкой. Кольцевой зазор между штоком и направляющей не должен превышать 0, 05 мм.

ж) цилиндр: при неисправности он заменяется новым. Износы рабочей поверхности цилиндра определяют индикаторным нутрометром часового типа, местный износ внутренней поверхности не должен быть больше 0,03 мм.

III. Клапан в сборе

з) Сопрягаемые поверхности притирают пастой ГОИ. Давление открытия разгрузочного устройства регулируют на гидропрессе.

IV. Резиновые детали

и) их заменяют новыми, контролируя правильность их установки.

V. Валик

к) износ монтажного валика не должен превышать 1 мм по диаметру.

VI. Рабочая жидкость

л) приборное масло МВП заливают по паспортной характеристике, прежде профильтровывая его через сетку №18.

VII. Испытание гасителя на стенде и маркировка

м) после ремонта гаситель испытывают на стенде с записью рабочей диаграммы, по которой определяют парометр сопротивления, которое должно быть в пределах 90-120 кнс/м. После испытания гаситель маркируют.

Согласно приказа 9 Ц от 4.04.1997 и приказа 2 от 17.04.2002 деповской ремонт (ДР) это - плановый ремонт вагонов для восстановления их работоспособности с заменой или ремонтом отдельных составных частей, а также модернизации отдельных узлов. ДР проводится не чаще, чем один раз в год. При достижении пробега 300.000 км производится техническое обслуживание в объеме ТО3. Все пассажирские вагоны после постройки и прошедшие КР-2 и КВР первый деповской ремонт проходят через 2 года.

Капитальный ремонт (КР-1) - плановый ремонт вагонов для восстановления исправности и ресурса вагонов путем замены или ремонта изношенных и поврежденных узлов и деталей, а также их модернизации. КР-1 производится через 5 лет от даты постройки или предыдущего КР-1. Вагоны прошедшие КР-2 и КВР подвергаются КР-1 через 6 лет.

Капитальный ремонт (КР-2) - плановый ремонт для восстановления исправности и ресурса вагонов с частичным вскрытием кузова до металла с заменой теплоизоляции и электропроводки. При необходимости с заменой базовых систем элементов конструкции и модернизации основных узлов КР-2 производится через 20 лет после постройки.

Капитально-восстановительный ремонт - ремонт пассажирских вагонов с использованием восстановления существующих конструкций кузовов и тележек, обновлением внутреннего оборудования с созданием современного интерьера. КВР производят через 20 лет: объемы КВР устанавливаются Федеральной Программой «Разработка и производство пассажирского подвижного состава нового поколения на предприятиях России».

Таблица 1. Анализ систем ремонта вагонов

Номер, дата выхода и наименование приказа МПС РФ	Тип вагона	Компоненты системы ТОР	Стратегия	Периодичность, год
	ДР	КР
	В депо	ВРЗ или депо	на ВРЗ
			КР-1	КР-2
№8 Ц, от19.03. 1982 г. «О введении новой системы технического обслуживания и ремонта пассажирских вагонов»	ЦВМ постройки после 1965 г.	ТО-1 ТО-2 ТО-3 ТР		1	-	5	20
	Мягкие	ДР	По наработке	-	1	5	20
	Вагоны-рестораны	КР-1	- «-	-	1	4	16
	ЦВМ постройки до 1965 г.	КР-2	- «-	1	-	4	20
	Мягкие, габарита РИЦ			-	1	4	20
	ТО-3	ДР	КР-1	КР-2	КВР не ранее
	км	мес.	км	г., не более
№9Ц, от 04.04. 1997 г. «О введении новой системы технического обслуживания и ремонта пассажирских вагонов поездов»	ЦВМ межобласт. купейные и некупейные	ТО-1 ТО-2 ТО-3 (ЕТР)	По наработке - «- - «-	150 тыс.	6	300 тыс.	2	5 лет	20 лет	20 лет
	Габарита РИЦ, мягкие	ТР	По состоянию	150 тыс.	6	300 тыс.	2	5 лет	20 лет	20 лет
	Вагоны-рестораны	ДР	По наработке	-	6	-	1	4 года	16 лет	16 лет
	Вагоны скоростных поездов	КР-1	- «-	-	3	-	0,5	4 года	16 лет	20 лет
	Багажные вагоны специального контингента	КР-2	- «-	-	6	-	1	5 лет	20 лет
	Вагоны для перевозки высших должностных лиц государства	КВР		-	12 лет	-	2 года	6 лет		-
	Вагоны узкой колеи, постр. до 1980 г.			-	6 мес.	-	1 год	6 лет	20 лет	-
	Постройка с 1981 г.			-	6 мес.	-	2 года	8 лет	20 лет	-

3. Выбор параметров для диагностирования гасителей колебаний

В последние годы при техническом обслуживании подвижного состава стремятся к расширению применения технической диагностики. Обязательным условием ее внедрения является знание и возможность регистрации параметров, характеризующих состояние различных узлов и деталей. Так, гидравлические гасители колебаний проходят техническое обслуживание в рамках системы планово-предупредительных ремонтов. Преждевременные их отказы выявляются в ходе плановых осмотров, при этом, как правило, обращают внимание на следы масла и наружные повреждения. Ведутся поиски методов испытания гасителей колебаний непосредственно на подвижном составе, что позволяет перейти к системе их ремонта по техническому состоянию.

Особое значение имеет база данных об их повреждениях, на основе которой разрабатывают методы диагностики.

Основное внимание уделяется разработке фундаментальной базы данных о повреждениях гасителей колебаний, поскольку имелась лишь неполная информация об их видах и объеме. Создается база данных по видам повреждений и характеристикам. Она используется при моделировании характеристик гасителей колебаний вагонов. Моделирование проводится на основе характеристик реальных гасителей, которые затем подготавливаются для экспериментов на катковом стенде и в измерительных поездках.

В ходе этих поездок собирается информация о реальных нагрузках гасителей колебаний (исправных и неисправных), а также данные для проверки разработанного алгоритма бортовой диагностики в условиях реальных колебаний подвижного состава. Получены значения рабочего хода гасителей, скорости перемещения их поршней, а также величины сил, действующих на гасители.

В измерительных поездках учитываются следующие переменные параметры: состояние пути, режимы движения по стрелочным переводам, в тоннелях, по мостам и в кривых, а также проводили экстренное торможение до полной остановки и исследовали режим движения с различными скоростями.

Условия экспериментов на катковом стенде

На стенде проводятся эксперименты с промежуточным вагоном, имевшим исправные и поврежденные гасители колебаний (с повреждениями четырех основных типов). Ходовая часть вагона оснащается различными измерительными устройствами, регистрировавшими параметры при моделируемых возбуждениях пути, которые соответствуют реальным и приводят к срабатыванию гасителя. Полученные сигналы проверяются на пригодность для использования в качестве параметров в системе бортовой диагностики; при этом особый интерес представляют ход гасителя, действующие в нем силы и ускорения элементов его крепления.

При моделировании, выполняющему применительно к промежуточному вагону, ставятся следующие цели:

получить аналитическим путем без обширных измерений первые конкретные данные по видам, числу и размещению на ходовой части датчиков, необходимых для диагностики гасителей колебаний;

определить пригодность выбранного вида возбуждения колебаний подвижного состава (искусственные или естественные) для эффективной диагностики гасителей;

исследовать влияние повреждений гасителей колебаний на динамику движения, а также проверить пороговые значения параметров.

Моделирование выполнялось с учетом реальных сил и перемещений, а также определяемых ими нелинейных силовых и скоростных характеристик.

В целом исследование повреждений гасителей колебаний показывает следующие их характеристики (рис. 1). Установлено, что наряду с классическими дефектами, т.е. слишком высокой или слишком низкой силой F при максимальной скорости перемещения поршня, возникали колебания этой силы в области мертвых точек. Колебания проявлялись в форме уплощения эллипса характеристики и соответствовали увеличению жесткости гасителя при малых перемещениях поршня (в мертвых точках скорость поршня равна нулю).

Рис. 1. Характеристики гасителя колебаний: F - сила; s - перемещение поршня; h - полный ход

Наиболее часто возникающие классифицируемые аномалии характеристик исследованных гасителей колебаний распределялись следующим образом:

повышенные значения силы в мертвых точках в области характеристики, соответствующей сжатию, - 14%;

пониженные силы сжатия при максимальной скорости поршня - 10%;

пониженные силы сжатия при максимальной скорости поршня и повышенные в области мертвых точек на стороне сжатия - 8%;

повышенные силы в области мертвых точек в обеих областях характеристики - 7%.

Результаты экспериментов на катковом стенде

Сигналы (возможные параметры диагностики), полученные при измерениях, оценивались по различным алгоритмам в функции времени и частоты. В первом случае проводились расчеты статистических параметров и разбиение их на классы, во втором - анализ частотных спектров и расчеты передаточной функции. Пригодными для диагностики оказались лишь некоторые из алгоритмов оценки. Так, разбиением результатов измерения на классы оценивали силы в гасителях колебаний (рис. 2). Различия в распределении значений, соответствующих четырем состояниям гасителей (одно исправное и три с наличием разных дефектов), таковы, что позволяют с учетом граничных условий эксперимента использовать этот параметр для обнаружения повреждений.



Рис. 2. Процентное распределение средних значений сил в классе Km для исправного гасителя (жирная кривая) и четырех неисправных (тонкие кривые)

Частотные спектры вертикальных ускорений в верхней точке крепления гасителя для тех же четырех его состояний практически одинаковы. Различия наблюдаются лишь в диапазоне частот 10 - 15 Гц. Распознаваемость дефектов гасителей в зависимости от вертикальных ускорений рамы тележки усиливается с повышением скорости движения, что позволяет использовать параметр ускорения для обнаружения повреждений.

Выявлено также, что от места установки гасителя колебаний в тележке результаты измерения параметров зависят мало. Это означает, что при разработке алгоритмов их бортовой диагностики невозможно установить общие пороговые значения параметров, которые могли бы расцениваться как предупреждение о возможном отказе. Для распознавания неисправного гасителя необходимо анализировать тенденции изменения измеряемых параметров каждого из них или находить критерий оценки неисправности на основе сравнения измеренных параметров всех гасителей колебаний.

Следует отметить, что при стендовых испытаниях всегда рассматривалось по одному гасителю для каждого вида неисправностей, и поэтому в настоящее время статистически надежных результатов пока нет.

Результаты измерительных поездок

Выполненные ранее измерительные поездки позволяют получить данные о реальных напряжениях в гасителях колебаний и на их основе определить параметры, необходимые для контроля гасителей при их изготовлении и после ремонта в депо в смонтированном состоянии. Измерениями установлено, что в эксплуатации реальный ход поршня составляет 20 - 25 мм. Это значительно меньше хода, применявшегося при испытаниях и достигавшего 50 мм. По величинам времени и хода рассчитывают скорость поршня. Следует отметить, что при реальных возбуждениях, создаваемых неровностями пути, максимальная скорость поршня (520 мм/с при сжатии и 580 мм/с при растяжении) значительно выше скорости при экспериментах на стенде, где она составляла 100 - 300 мм/с.

Экстремальные нагрузки в виде кратковременных пиков регистрируются на всех оснащенных датчиками гасителях колебаний. Они возникают, главным образом, при проследовании тоннелей, мостов, стрелок и сильнее проявляются при повышении скорости.

Исследования показывают, что реальные напряжения в компонентах гасителей колебаний отличаются от значений, полученных на стационарных испытательных стендах. Отсюда следует, что необходимо внести соответствующие изменения в инструкции по испытаниям на катковых стендах.

5. Технологический процесс и технология ремонта гидравлических гасителей колебаний

Под технологией в широком смысле понимают правило соединения научных и технических знаний с практическим действием.

Технология в узком смысле понимается как порядок операций, направленных на достижение определенных целей (изготовление, ремонт, контроль технического состояния и т.п.)

1. Гидравлические гасители колебаний для ремонта, проведения ЕТР доставляются на электрокарах в отделение ремонта и технического обслуживания гасителей.

2. Технологический процесс ремонта гасителей состоит из следующих операций: очистки, разборки, контроля размеров, ремонта изношенных деталей или замены их новыми, сборки и испытания на стенде.

3. Гасители колебаний поступают на первый участок отделения: укладываются на стеллаж ожидания ремонта, с которого они поступают на стол механической наружной сухой очистки и в моечную машину. Очищенные гасители укладываются на стеллаж, с которого они отправляются на второй участок отделения на стеллаж с последующей передачей на испытательный стенд с записью рабочей диаграммы.

4. Гасители колебаний, показавшие ненормальные диаграммы, со стеллажей поступают на стенд для разборки.

Разборка гасителя производится в соответствии с технологическим процессом. После разборки детали сортируются на две группы (внутренние и наружные), укладываются на специальные поддоны, направляются в моечную машину. После обмывки и сушки внутренние детали (клапаны, штоки, направляющие головки цилиндра, сольшековые устройства) поступают на стол дефектации для определения вида ремонта, а наружные детали (головки, защитный кожух, корпус) на стол для их дефектации и определения вида ремонта.

5. На столе детали осматриваются, проверяются, измеряются изношенные поверхности, определяется объем наплавочно-восстановительных работ. Поврежденные или изношенные детали и узлы направляются в сварочное или механическое отделение, деформированные или изношенные резиновые детали заменяются исправными. Забракованные, подлежащие списанию детали помещают в контейнер. Детали или узлы, подлежащие комплектовке, поступают на верстак. Отремонтированные или укомплектованные узлы гасителя укладываются в соответствующие ячейки шкафа, откуда затем направляются на стену, где выполняют окончательную сборку, заправку гасителя жидкостью и подготовку его к испытаниям на стенде.

6. Собранный гаситель передается на стенд для испытаний, проверки работоспособности гасителя с записью рабочей диаграммы. Если гаситель признан исправным, то он направляется на стеллаж, а затем последовательно в окрасочную камеру, осушительную камеру и на стеллаж для маркировки (указания клейма, даты, вида ремонта) и оформления документации.

7. При разборке гасителей рабочая жидкость сливается в приемник стенда разборки, а оттуда - в емкость, а затем восстанавливается в регенерационной установке и сливается в закрытую емкость. В закрытой емкости хранится свежая рабочая жидкость. Из емкостей рабочая жидкость по трубопроводам насосом подается к дозатору, из которого гаситель, при его сборке на стенде, заполняется строго определенным объемом этой жидкости. В гаситель можно заливать смесь новой и регенерационной рабочей жидкости в отношении 1:1.

В тех случаях, когда требуется ремонт гасителей без его разборки (смена резиновых, металлических втулок головок, крепления головки со штоком, крепления защитного кожуха и т.д.) приборы поступают на стенд для частичной разборки, затем на стол для осмотра, стеллаж и стенд для сборки маркировки на стеллаже. Оттуда, отремонтированный гаситель отправляется в комплектовочную кладовую.

Выбор оборудования

Потребность в оборудовании в отделении ремонта гидравлических гасителей колебаний определяется на основе технологического процесса. Необходимо, чтобы каждый элемент оборудования обеспечивал выполнение заданной программы.

Наименование оборудования	Техническая характеристика
Станочное оборудование
Сверлильный (сборка)	электрический вертикальный
Прессовое оборудование
Пресс для выемки резиновых втулок	пневматический
Зажимы штока и головки гасителя	пневматические
Стенды
Испытательный	электрический «Нега»
Верстаки
Испытания и регулирования клапанов	пневматический электрический
Для притирки клапанов	электрический
Для испытания деталей цилиндра поршневой группы	пневматический электрический
Моечные машины
Машины для мойки гасителя	электрическая однокамерная
Машина для мойки узлов и деталей гасителя	электрическая двухкамерная
Устройства
Растягивающее	пневматическое
Механической сухой очистки	пневматическое
Сушильная камера	пневматическая
Окрасочная камера	пневматическая
Дозатор для заливки жидкости	пневматический
Для регенерации рабочей жидкости	пневматическое УРМ-25
Тележка для транспортировки гасителей
Дефектоскопическое оборудование
Для проверки качества уплотнения штока манжетами	пневматическое
Для определения износа штока и поршня	пневматическое
Для определения износа направляющей	пневматическое

6. Мероприятия по охране труда и технике безопасности

гидравлический вагон ремонт колебание

Правила техники безопасности и производственной санитарии при техническом обслуживании и ремонте вагонов устанавливают основные требования по обеспечению безопасности условий труда на предприятиях вагонного хозяйства.

Установленные правила по технике безопасности должны устранять или уменьшать до допустимых уровней воздействия на ремонтников при обслуживании и ремонте вагонов опасных и вредных факторов.

ГОСТ - 12.0.003-74 классифицирует опасные и вредные производственные факторы на следующие группы:

– физические - движущиеся машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования, заготовки, материалы, повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, повышенный уровень шума и вибрации на рабочем месте, отсутствие или недостаток света;

– химические - токсические, раздражающие, канцерогенные;

– психофизиологические - физические и нервно-психические перегрузки.

К работе по техническому обслуживанию пассажирских вагонов допускаются работники не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, обученные безопасным методам труда и проверенные в знании типовой инструкции по технике безопасности.

При производстве работ по техническому обслуживанию и ремонту вагонов необходимо руководствоваться действующими нормативно технической документацией:

– государственными отраслевыми стандартами системы безопасности труда, межотраслевыми т отраслевыми противопожарными, санитарными нормами, правилами и типовыми инструкциями;

– стандартами предприятий и местными инструкциями по технике безопасности и пожарной безопасности.

На рабочих местах вывешиваются технологические карты, в которых указаны безопасные методы выполнения работ. Особое внимание уделяется ликвидации загрязнения и загазованности воздуха, где необходимо - устанавливается проточно-вытяжная вентиляция. Вентиляция предназначена для создания в производственных помещениях обмена воздуха. Это улучшает санитарно-гигиенические условия труда и ведет к повышению производительности труда.

Вентиляцию применяют и в технологических целях. В этом случае в помещении должна быть самостоятельная система вентиляции санитарно-гигиенического назначения.

Применение местной вентиляции обеспечивает приток или вытяжку воздуха непосредственно на рабочих местах.

При приточно-вытяжной вентиляции могут применяться местные отсосы, если происходит сконцентрированное скопление вредных веществ в определенном месте.

Все производственные помещения должны быть оборудованы средствами противопожарной безопасности: огнетушителями, пожарными щитами, пожарными гидрантами и кранами с рукавами, а также специальными противопожарными системами.

Рабочие места должны иметь достаточное освещение. Для освещения можно использовать лампы накаливания или люминесцентные.

При организации рабочего места следует установить оптимальное количество технологической оснастки, механизмов и приспособлений, использование которых не требовало бы излишнего напряжения физических сил. Размещать оборудование надо с учетом обеспечения кратчайших расстояний перемещения деталей, узлов и перехода исполнителей работ. Оборудование в процессе эксплуатации не должно создавать недопустимую вибрацию и чрезмерный шум.

Шкафы, ящики, стеллажи устанавливают устойчиво, заземляют для обеспечения безопасных условий труда пусковую аппаратуру, электродвигатели и другие части электрооборудования, которые находятся под напряжением.

Стенды для испытания агрегатов необходимо размещать в отдельных помещениях.

Не реже одного раза в месяц мастер цеха, участка обязан проверить состояние инструмента, находящегося у рабочих в личном пользовании. Инструменты должны быть исправными в течение всего рабочего времени. Электроинструмент должен иметь надежное заземление. В обязательном порядке необходимо использовать защитные очки при работе на сверлильном или токарном станках. При этом место выполнения таких работ должен быть ограждены щитами или ширмами.

Литература

1. Богданов А.Ф., Чурсин В.Г. Эксплуатация и ремонт колесных пар вагонов. - М., 2005.

2. Быков Б.В., Пигарев А.В. Технология ремонта. - М., 2008.

3. Воинов К.Н. Надежность вагонов. - М.: Транспорт, 1980. - 110 c.

4. Волкович В.Л., Волошин А.Ф., Заславский В.А., Ушаков И.А. Модели и алгоритмы оптимизации надежности сложных систем. - Киев: Наукова Думка. - 2007.-312 с.

5. ГетьманА.Ф., Козин Ю.Н. Неразрушающий контроль и безопасность эксплуатации сосудов и трубопроводов давления - М.: Энергоатомиздат, 1997.-288 с.

6. Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм. Руководство по деповскому ремонту от 24.04.04 №ЦВ/4859.

7. Диагностика ходовых частей. М.М. Соколов, Г.М. Левит, Б.А. Юревич. М.: Железнодорожный транспорт, 2006, №10, с. 47-48.