Оценка показателей надежности автосцепки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

КУРСОВАЯ РАБОТА

Оценка показателей надёжности автосцепки

Красноярск 2011



СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Часть 1. Оценка показателей надёжности автосцепного устройства.

1.1 Оценка принадлежности к закону распределения случайных величин, наработок на отказ, автосцепного устройства по опытным данным

1.2 Плотность распределения наработки

1.3 Точечная и интервальная оценка

1.4 Проверка нулевой гипотезы

1.5 Доверительный интервал

1.6 Оценка плотности распределения отказов

1.7 Оценка средней наработки до первого отказа

Вывод

Часть 2. Основы диагностики автосцепного устройства на железнодорожном транспорте.

2.1 Назначение и конструкция автосцепного устройства

2.1.1 Описание конструкции автосцепного устройства

2.2 Описание процессов, происходящих в автосцепном устройстве -на основе физического моделирования. Типизация и классификация основных отказов и повреждений автосцепки

2.2.1 Трещина

2.2.2 Навар

2.2.3 Ползун

2.2.4 Прокат

2.2.5 Вертикальный подрез гребня

2.3 Разработка структурно - следственной схемы для железнодорожного колеса подвижного состава

2.4 Обзор и описание методов диагностирования технического состояния железнодорожных колёс

2.4.1Вибрационная диагностика

2.4.2 Магнитная дефектоскопия

2.4.3 Ультразвуковая дефектоскопия

2.4.4 Вихретоковая дефектоскопия

2.5 Диагностические средства, применяемы для диагностирования железнодорожных колёс

2.5.1 Общее описание дефектоскопии

2.5.2 Дефектоскопы. Классификация

Заключение

Список использованных источников



Введение

Автосцепное устройство служит для сцепления вагонов между собой и с локомотивом, удержания их на определённом расстоянии друг от друга, восприятия, передачи и смягчения действия растягивающих (тяговых) и сжимающих (ударных) усилий, возникающих во время движения в поезде и при манёврах. От конструкции и исправного состояния ударно-тяговых приборов во многом зависит надёжность вагонов в эксплуатации и безопасность движения поездов. Поэтому к ним предъявляют ряд требований, основными из которых являются автоматическое сцепление и расцепление подвижного состава, свободный проход сцепов по кривым участкам пути минимального радиуса и горбам сортировочных горок, плавное движение при трогании с места и торможениях в пути следования.

Для оценки и прогнозирования элементов систем железнодорожного транспорта необходимо знать единичные показатели надежности, которые возможно получить путем наблюдения за периодами их отказов в эксплуатации. Для этого производится организация экспериментального наблюдения за автосцепкой в эксплуатации. Полученная точечная оценка позволяет прогнозировать вероятную наработку на отказ автосцепного устройства, периодичность технических воздействий автосцепки, а также определять необходимый запас для замены. Диагностирование сцепного устройства позволяет снизить расходы на ремонт за счет более точных выявлений причин связей, формы проявления и причин отказа.

Таким образом, определение параметров надёжности, своевременное диагностирование и предупреждение аварийных ситуаций, связанных с железнодорожным колесом подвижного состава, и проведение профилактических мер по отношению к железнодорожному колесу является одним из первостепенных критериев, на который необходимо обращать особое внимание при прохождении подвижным составом текущего обслуживания и технического ремонта.

Целями курсовой работы являются:

1) Оценка единичных показателей надежности

2) Анализ отказов и методов диагностирования

Для достижения этих целей необходимо решить следующие задачи:

1) На основе данных по наработке на отказ рассчитать единичный показатель надежности.

2) Описать конструкцию железнодорожного колеса подвижного состава с выявлением основных видов отказов.

3) На основании физического моделирования работы железнодорожного колеса разработать структурно-следственную схему связей между параметрами состояния и диагностическими.

4) Провести анализ существующих методов и средств диагностирования.



Часть 1. Оценка показателей надёжности железнодорожного колеса в тележечной системе подвижного состава

1.1 Оценка принадлежности к закону распределения случайных величин, наработок на отказ, железнодорожного колеса по опытным данным

На основании физической сущности процесса износа железнодорожного колеса сделано предположение о нормальном законе распределения наработок на отказ случайных величин.

Оценка параметров будет проводиться в соответствии с выбранным на основании статистической гипотезы при уровне значимости ? = 0,1 вероятностным законом распределения случайной величины.

Выборочной совокупностью или выборкой называют совокупность случайных величин или измеренных значений.

Совокупность всех возможных значений случайной величины или изучаемых объектов называют генеральной совокупностью или выборочным пространством, а число объектов называют объёмом.

Проведено 50 измерений. Необходимо расположить все данные значения в порядке их возрастания, объединяя одинаковые значения в одну клетку.

Различные значения называют вариантами. Варианты, расположенные в порядке возрастания, называют вариационным рядом.



1.2 Плотность распределения наработки

Таблица 1.1

Простой статистический ряд

Варианты	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
ni *	1	2	2	4	5	6	7	7	6	3	3	4
	0,02	0,04	0,04	0,08	0,1	0,12	0,14	0,14	0,12	0,06	0,06	0,08
ni - частота, сумма частот равна объёму выборки: 1+2+2+4+5+6+7+7+6+3+3+4 = 50.

Можно выдвинуть гипотезу о нормальном распределении с помощью графика эмпирической функции плотности - гистограммы, которая строится на основании группированного статистического ряда.

Имеется 50 измерений. Из них выявляются наибольшее и наименьшее значения, которые откладываются на числовой оси. В результате получают интервал, внутри которого заключены измеренные значения. Затем интервал разбивают на частичные интервалы. Координаты данных интервалов заносятся в таблицу.

Таблица 1.2

Группированный статистический ряд

И	6-7	7-8	8-9	9-10	110-11	11-12	12-13	13-14	14-15	15-16	16-17	17-18
ni	1	2	2	4	5	6	7	7	6	3	3	4
И - интервалы
ni - количество значений в интервале



Рисунок 1.1

Гистограмма опытной частоты распределения наработки на отказ железнодорожного колеса подвижного состава

Полученный график представляет собой график функции плотности нормального распределения.

График функции плотности нормального распределения симметричен относительно математического ожидания.

1.3 Точечная и интервальная оценка

X - математическое ожидание (m)

n - объём выборки;

xi - варианты выборки;

ni - частоты.

= (6*1+7*2+8*2+9*4+10*5+11*6+12*7+13*7+14*6+15*3+ +16*3+17*4) = = = 12,16.

Точечная оценка для дисперсии:

Дисперсия - это средний квадрат отклонения случайной величины от её математического ожидания.

D=

n - объём выборки;

xi - варианты выборки;

ni - частоты.

m - математическое ожидание.

D = ((6?12,16)2*1+(7?12,16)2*2+(8?12,16)2*2+(9?12,16)2*4+(10?12,16)2*5+ +(11?12,16) 2*6+(12?12,16) 2*7+(13?12,16) 2*7+(14?12,16) 2*6+(15?12,16) 2*3+ +(16?12,16) 2*3+(17?12,16) 2*4) =

= = = = 7,692

Для нахождения среднего отклонения извлекается квадратный корень из дисперсии, который носит название среднее квадратичное отклонение.

= = 2,77

= = 0, 22

1.4 Проверка нулевой гипотезы

Расчёт шага для интервалов:



P1 = ( 6 ? x ? 8 ) = Ф ( ) - Ф ( ) = = Ф (-1,50) - Ф (-2,22) =- 0,4332 + 0,4868 = 0,0536

P2 = ( 8 ? x ? 10 ) = Ф ( ) - Ф ( ) = Ф (-0,78) - Ф (-1,50) =- 0,2823 + 0,4332 = 0,1509

P3 = ( 10 ? x ? 12 ) = Ф ( ) - Ф ( ) = Ф (-0,06) - Ф (-0,78) =- 0,0239 + 0,2823 = 0,2584

P4 = ( 12 ? x ? 14 ) = Ф ( ) - Ф ( ) = Ф (0,66) - Ф (-0,06) =0,2454 + 0,0239 = 0,2693

P5 = ( 14 ? x ? 16 ) = Ф ( ) - Ф ( ) = Ф (1,39) - Ф (0,66) =0,4177 - 0,2454 = 0,1723

P6 = ( 16 ? x ? 18 ) = Ф ( ) - Ф ( ) = Ф (2,11) - Ф (1,39) =

0,4821 - 0,4177 = 0,0644

Таблица 1.3

Распределения наработки на отказ

Интервал	Экспериментальная частота ni	Теоретическая частота (n*Pi)	Разность
6-8	3	3	0
8-10	6	7,5	0,3
10-12	11	13	0,3
12-14	14	13,5	0,02
14-16	9	8,5	0,03
16-18	7	3	5

Kэк = 0 + 0,3 + 0,3 + 0,02 + 0,03 + 5 = 5,65

Для и K=6 по таблице критических точек распределения Пирсона находим Ккр = 12,59159

Т.к Кэк меньше, чем Ккр , то распределение является нормальным.

1.5 Доверительный интервал

X-Er < m < X+Er

Er = t

Ф(t) =

Принимаем надёжность r = 0,9

Ф(t) = = 0,45

Из таблицы значений функции Лапласа t = 1,65

Er=1,65*=0,65

11,16 - 0,65 < m < 11,16 + 0,65

10,51 < m < 11,81

Доверительный интервал для дисперсии:

D - Er < Dx < D + Er

Er = t = 1,65*= 2,57

7,692 - 2,57 < D x< 7,692 + 2,57

5,122 < Dx < 10,262

1.6 Оценка плотности распределения отказов

F=



Таблица 1.4

Плотность распределения отказов

Варианты	F
0	0
6	0,019
8	0,055
10	0,093
12	0,097
14	0,062
16	0,023

Рисунок 1.3

Плотность распределения наработки на отказ железнодорожного колеса подвижного состава

1.7 Оценка средней наработки до первого отказа

Построение теоретической кривой вероятностей исправного и неисправного состояний элементов в зависимости от наработки изделия до первого отказа.



Таблица 1.5

	Центрированное отклонение	Вероятность отказа изделия	Вероятность безотказной работы
		F=Ф*(t)	F=1-Ф*(t)
6	- 2,22	0,013	0,987
8	- 1,50	0,066	0,934
10	- 0,78	0,211	0,789
12	- 0,06	0,460	0,540
14	0,66	0,758	0,242
16	1,39	0,919	0,081

железнодорожный колесо автосцепной

Рисунок 1.4

Вероятность отказа железнодорожного колеса



Рисунок 1.5

Вероятность безотказной работы железнодорожного колеса



Часть 2. Основы диагностики автосцепного устройства на железнодорожном транспорте

2.1 Назначение и конструкция авто сцепного устройства

Ударно - тяговые приборы предназначены для сцепления вагонов между собой и с локомотивом, удержания их на определенном расстоянии друг от друга, восприятия, передачи и смягчения действия в поезде и при маневрах.

Современным ударно - тяговым прибором является автосцепное устройство, выполняющее основные функции ударных и тяговых приборов.

Автосцепка обеспечивает:

- автоматическое сцепление при соударении вагонов; автоматическое запирание замка у сцепленных автосцепок;

- расцепление подвижного состава без захода человека между вагонами и удержание механизма в расцепленном положении до разведения автосцепок;

- автоматическое возвращение механизма в положение готовности к сцеплению после разведения автосцепок; восстановление сцепления случайно расцепленных автосцепок, не разводя вагоны;

- производство маневровых работ (положение на "буфер"), когда при соударении автосцепки не должны соединяться. До сцепления автосцепки могут занимать различные взаимные положения:

- оси их находятся на одной прямой;

- оси могут быть смещены по вертикали или горизонтали.

Смещение осей по вертикали допускается в грузовом поезде до 100 мм и пассажирском скоростном до 50 мм, а в горизонтальном направлении до 175 мм, при которых обеспечивается надежное автоматическое сцепление вагонов в эксплуатации.

2.1.1 Конструкция автосцепки

Автосцепное устройство грузовых вагонов размещается в консольной части хребтовой балки рамы кузова и состоит из следующих основных частей: корпуса автосцепки с деталями механизма сцепления, ударно-центрирующего прибора, упряжного устройства с поглощающим аппаратоми опорных частей.

Рисунок 2.1 Автосцепное устройство

Корпус автосцепки 13 с механизмом сцепления предназначен для сцепления и расцепления вагонов, восприятия и передачи ударно-тяговых усилий упряжному устройству. Корпус автосцепки (рис. 2) представляет собой пустотелую фасонную отливку, состоящую из головной части и хвостовика.

Внутри головной части размещены детали механизма сцепления. Она имеет большой 1 и малый 4 зубья, которые соединяясь образуют зев. На вертикальной стенке зева, возле малого зуба имеется окно для замка 3, а рядом - окно для замкодержателя 2.

В верхней части отлит выступ 5, который воспринимает жесткие удары при полном сжатии поглощающего аппарата. Внутри корпуса со стороны малого зуба отлита полочка для верхнего плеча предохранителя, а со стороны большого зуба имеется шип для навешивания замкодержателя. В нижней части выполнено горизонтальное отверстие для постановки валика подъемника. В пустотелом хвостовике сделано продолговатое отверстие 6 для соединения корпуса автосцепки с тяговым хомутом. Торец хвостовика 7 служит для передачи ударных нагрузок и имеет цилиндрическую поверхность.

Большой зуб имеет три усиливающих ребра : верхнее, среднее и нижнее, плавно переходящие в хвостовик и соединенные между собой перемычкой. Голова автосцепки заканчивается сзади упором, предназначенным для передачи при неблагоприятном сочетании допусков на основные размеры жесткого удара на хребтовую балку через концевую балку рамы вагона и ударную розетку.

Рисунок 2.2 Корпус автосцепки в сборе.

1-большой зуб; 2-замкодержатель; 3-замок; 4-малый зуб; 5-упор; 6 -хвостовик.

Корпус удерживается маятниковым подвешиванием, состоящим из: ударной розетки, двух подвесок, центрирующей балочки.

Центрирующий прибор воспринимает от корпуса автосцепки избыточную энергию удара после полного сжатия поглощающего аппарата и центрирует корпус автосцепки. Состоит из ударной розетки 9, двух маятниковых подвесок 11 и центрирующей балочки 12. Ударная розетка отлита за одно целое с передними упорами и приклепано или приварено к концевой балке рамы. Розетка имеет окно для постановки корпуса автосцепки и отверстия для маятниковых подвесок. Маятниковые подвески 11 имеют вид стержня диаметром 25мм с двумя Т-образными головками (верхней более широкой и нижней). Верхняя головка подвески опирается на ударную розетку, а на нижнюю уложена центрирующая балочка омегообразной формы.

На расстоянии 625 мм от упорных плоскостей переднего упора к хребтовой балке приклепан или приварен задний упор 1, который также представляет собой П-образную отливку с ребрами жесткости.

Упряжное устройство передает упорам продольные силы от корпуса автосцепки и смягчает их действие. Оно размещено между передними и задними упорами автосцепного устройства и состоит из тягового хомута 6, поглощающего аппарата 5, клина 8, упорной плиты 7 и крепежных деталей клина и поддерживающей планки.

Нижней опорой тягового хомута и поглощающего аппарата является поддерживающая планка 4, прикрепляемая восемью болтами снизу к хребтовой балке. Тяговый хомут 6 представляет собой раму, внутри которой размещен поглощающий аппарат и упорная плита.

В головной части хомута имеется отверстие для клина. Внизу головной нижней части расположены приливы с отверстиями для болтов, предохраняющих клин от выпадения.

Опорная площадка хомута снабжена усиливающими ребрами. Клин тягового хомута прямоугольного сечения с округленными кромками в нижней части имеет заплечики, которыми он опирается на болты, удерживающие его от выжимания. Выемки в верхней части боковых поверхностей клина сделаны для уменьшения его массы.

Расцепной привод состоит из: расцепного рычага, цепочки, полочки, кронштейна.



Рисунок 2.3 Детали расцепного привода : а) расцепной рычаг, б) державка, в) кронштейн, г) цепь расцепного привода.

2.2 Описание процессов, происходящих в автосцепном устройстве -на основе физического моделирования. Типизация и классификация основных отказов и повреждений автосцепки

Часто встречающейся неисправностью является недействующий предохранитель от саморасцепа. Надежность действия предохранителя от саморасцепа определяется его геометрическими размерами. Так же встречается излом предохранителя. Большую роль играет зазор между торцами верхнего плеча предохранителя и противовеса замкодержателя, определяющий свободное перемещение замка при включенном предохранителе. Увеличение этого зазора может привести к излому предохранителя при сцеплении из-за его преждевременного включения. Так же при износе шипа замкодержателя, замкодержатель сползая с шипа и прижимаясь к замку, подклинивает его. В результате противовес поднимается выше полочки предохранителя, что приводит к преждевременному включению предохранителя и его излому. Существует еще ряд случаев, в которых из-за износа деталей механизма сцепления происходит преждевременное включение предохранителя от саморасцепа.

Все выше изложенное свидетельствует о том, что кинематика работы механизма сцепления обеспечивается соответствием размеров деталей уста-новленным нормам.

Саморасцепы автосцепок могут происходить и по другим причинам. Так короткая цепь расцепного привода в определенных условиях может вызвать поворот валика подъемника. К саморасцепу автосцепок может привести попадание под замок снега, песка и т.п. В этом случае в процессе сцепления замок не сможет полностью возвратиться в свое нижнее положение, в результате чего предохранитель останется на противовесе. Так же к саморасцепу автосцепок может привести превышение разности высот осей корпусов. Износы центрирующего прибора приводят к провисанию автосцепки и повышенному износу контура зацепления. Для своевременного принятия организационных и технических мер по повышению надежности работы автосцепного устройства Департаментом вагонного хозяйства ведется анализ причин отказов.

Значительную роль в обеспечении надежности работы автосцепного устройства играет уровень обеспечения технологии ремонта в депо.

Анализ показывает, что наибольшее количество обрывов корпусов авто-сцепок происходит в перемычке хвостовика 61,8%. Это говорит о низком качестве дефектоскопии и ремонта данной зоны. Для сравнения, за год количество обрывов по зоне перехода от головы к хвостовику составило 8,8% .

Так же нельзя недооценивать качество изготовления автосцепного уст-ройства на заводах. Анализ показывает, что наибольшее количество обрывов автосцепок и хомутов приходится на период эксплуатации 6-10 лет после изготовления.

Наибольшее количество обрывов приходится на детали Люблинского литейно-механического завода - 35,3% от общего числа обрывов.

Приведенный анализ позволяет сделать определенные выводы и акцентировать внимание исполнителей, при ремонте автосцепного устройства, на деталях выпуска ряда заводов, а так же учесть фактор времени эксплуатации и обрывоопасность отдельных зон деталей.

Естественные износы корпуса автосцепки локализуются в нескольких зонах. Это контур зацепления, отверстие для клина тягового хомута, зона контакта хвостовика автосцепки с центрирующей балочкой, опорная поверхность хвостовика, зона контакта хвостовика с тяговым хомутом. Все эти зоны допускается восстанавливать наплавкой с последующей механической обработкой. Так же в процессе эксплуатации в корпусе автосцепки возникают усталостные трещины в зонах: перехода большого зуба к ударной поверхности зева; отверстия для замка и замкодержателя, перехода от головки к хвостовику; отверстия для клина тягового хомута. Естественным износам подвергаются детали сцепного механизма, центрирующего прибора, ударная плита, клин тягового хомута, упоры автосцепки и тяговый хомут. Тяговый хомут так же склонен к образованию усталостных трещин в перемычках, тяговых полосах и отверстии для клина.

Так при наборе статистических данных для анализа технического со-стояния вагонов при осмотре 140 автосцепнных устройств были выявлены износы тяговых поверхностей большого и малого зубъев у 62 автосцепок, перемычке 48, замыкающий поверхности у 32 замков, овального отверстия 26 замкодержателей, трещины в лапе противовеса у 46 замкодержателей.

Все эти неисправности при дальнейшем развитии ведут к грубейшим нарушениям безопасности движения поездов.



2.3 Разработка структурно-следственной схемы связи между параметрами технического состояния - диагностическими признаками - диагностическим параметром

Автосцепное устройство это объект диагностирования. Разбиваем его на элементы: корпус, замок автосцепки, предохранитель от саморасцепа, подъемник, нажимная упорная плита, валик подъемника.

Проанализируем все эти элементы, выясним, какие из них могут привести к отказу сцепного устройства и к неисправной работе. Замок автосцепки в сцепленном состоянии удерживается в нижнем положении предохранительным устройством. Если размеры элементов деталей, входящих в это устройство, находятся в не определенных нормах, не обеспечивающих надежное действие механизма, то при рабочих процессах появляются поломки деталей автосцепки или саморасцепы. Наиболее часто встречающейся неисправностью является недействующий предохранитель от саморасцепа. Надежность действия предохранителя от саморасцепа определяется размером. Предохранители понижают надежность действия автосцепки, так как при этом уменьшается размер вертикального зацепления. На внутренней поверхности корпуса из-за усталости и старения, а так же из-за трения друг о друга могут образовываться риски и коррозия, трещины, что опять же приводит из-за увеличение зазоров к саморасцепу состава.



1

2

3

4

5

6

Рисунок 2.4 Структурно - следственная схема для железнодорожного колеса

1 - объект диагностирования, 2 - элемент объекта, 3 - структурные параметры, 4 - неисправности, 5 - диагностические признаки, 6 - диагностические параметры.



2.4 Обзор и описание методов диагностирования технического состояния автосцепного устройства

Существует ряд методов неразрушающего контроля технического состояния автосцепного устройства: визуальный, оптический, акустический, магнитный, электромагнитный, радиоволновой. При выборе метода контроля следует учитывать определённые важнейшие требования.

Рисунок 2.5 Требования к методам неразрушающего контроля.

2.4.1 Вибрационная диагностика

Данный метод диагностирования технических систем и оборудования, основан на анализе параметров вибрации, либо создаваемой работающим оборудованием, либо являющейся вторичной вибрацией, обусловленной структурой исследуемого объекта.



Рисунок 2.6 преимущества и недостатки вибрационной диагностики.

2.4.2 Магнитная дефектоскопия

Магнитная дефектоскопия, метод дефектоскопии, основанный на исследовании искажений магнитного поля, возникающих в местах дефектов в изделиях из ферромагнитных материалов.

Магнитная дефектоскопия отличается высокой чувствительностью, простотой технологии, наглядностью результатов, незначительными затратами. Метод основан на обнаружении магнитных потоков рассеяния, возникающих при наличии дефектов в намагниченных деталях.

Рисунок 2.7 Распределение магнитных силовых линий по изделию:

а) не имеющему дефект; б) имеющему дефект

При контроле сварных швов на предприятиях по ремонту подвижного состава широко используется магнитопорошковый метод. На контролируемую поверхность намагниченной детали наносится ферромагнитный порошок в виде суспензии с керосином, маслом или же магнитный аэрозоль. Под действием магнитных сил рассеяния, выходящих на поверхность детали в месте дефекта, частицы порошка скапливаются в этом месте. Форма таких скоплений соответствует форме дефекта. Чувствительность магнитопорошкового метода зависит от размеров частиц порошка и методов его нанесения; напряжённости магнитного поля; рода приложенного тока; формы, размера и глубины залегания дефекта; способа намагничивания; состояния поверхности и др.

Намагничивание постоянным током даёт возможность обнаружения подповерхностных дефектов.

При контроле магнитопорошковым методом наилучшим образом выявляются трещины, непровары, несплавления, подрезы.

Практически установлено, что этим методом выявляются поверхностные и подповерхностные дефекты на глубине не более 2 мм с шириной раскрытия от 0,001 мм и глубиной от 0,05 мм. Не исключается возможность выявления относительно крупных дефектов сечением более 2-3 мм2 на глубине 5-6 мм.

Чувствительность магнитопорошкового контроля зависит от шероховатости контролируемой поверхности. Увеличение шероховатости ведет к снижению чувствительности.

Порядок магнитопорошкового контроля включает ряд конкретных операций.



Рисунок 2.8 Порядок магнитопорошкового контроля

2.4.3 Ультразвуковая дефектоскопия

Ультразвуковой контроль основан на способности ультразвуковых волн проникать в металл на большую глубину и отражаться от находящихся в нем дефектных участков. В процессе контроля пучок ультразвуковых колебаний от вибрирующей пластины вводится в контролируемый шов. При встрече с дефектным участком ультразвуковая волна отражается от него и улавливается другой пластиной, которая преобразует ультразвуковые колебания в электрические.

Рисунок 2.9 Обегание дефекта волнами при эхо - импульсном методе

Эти колебания после усиления подаются на экран электронно-лучевой трубки дефектоскопа, свидетельствуя в виде импульса о наличии дефектов. При контроле щуп перемещают вдоль шва, прозвучивая таким образом различные по глубине зоны шва. По характеру импульсов судят о протяженности дефектов и глубине их залегания.

К преимуществам ультразвуковой дефектоскопии относятся: возможность обнаружения внутренних дефектов, большая проникающая способность, высокая чувствительность, возможность определения места и размера дефекта. Вместе с тем, метод имеет ряд отрицательных особенностей. К ним относится необходимость специальных методик контроля отдельных типов изделий, высокой чистоты поверхности детали в месте контроля, что особенно затрудняет дефектоскопию наплавленных поверхностей. Поэтому указанным методом контролируются детали, для которых разработаны необходимые технологии, регламентирующие зоны и чувствительность контроля; места ввода ультразвуковых волн в изделие; тип дефектоскопа; тип искательной головки.

2.4.4 Вихретоковая дефектоскопия

Метод вихретоковой дефектоскопии дает возможность обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов. Он основан на использовании действия вихревых токов, возникающих в поверхностном слое контролируемой детали от пронизывания его магнитным потоком, на первичную или особую измерительную катушку.

Сущность метода состоит в следующем. Если к контролируемой поверхности приблизить катушку, по которой протекает переменный ток, то в металле возникнут замкнутые вихревые токи. Величина этих токов зависит от частоты возбуждающего тока, электропроводности и магнитной проницаемости материала изделия, относительного расположения катушки и детали, от наличия на поверхности дефектов типа нарушения сплошности. Магнитное поле вихревых токов направлено против основного магнитного потока и несколько гасит его, что может быть измерено величиной полного сопротивления генерирующей катушки. В случае изменения вихревых токов, изменяется и полное сопротивление. Изменение величины вихревых токов может быть обнаружено с помощью другой (измерительной) катушки.

2.5 Диагностические средства, применяемые для диагностирования автосцепного устройства

2.5.1 Общее описание дефектоскопии

Дефектоскопия, область техники и технологии, комплекс методов и средств неразрушающего контроля материалов и изделий с целью обнаружения дефектов. Дефектоскопия включает: разработку методов и аппаратуры, а конкретно дефектоскопов, составление методик контроля; обработку показаний дефектоскопов. Дефектоскоп -- устройство для обнаружения дефектов в изделиях из различных металлических и неметаллических материалов методами неразрушающего контроля. К дефектам относятся нарушения сплошности или однородности структуры, зоны коррозионного поражения, отклонения в химическом составе и размерах.

2.5.2 Дефектоскопы. Классификация

Рисунок 2.10 Дефектоскопы



2.5.3 Импульсные дефектоскопы

В импульсных дефектоскопах используются эхо-метод, теневой и зеркально-теневой методы контроля.

Эхо-метод основан на посылке в изделие коротких импульсов ультразвуковых колебаний и регистрации интенсивности и времени прихода эхосигналов, отражённых от дефектов. Для контроля изделия датчик эходефектоскопа сканирует его поверхность. Метод позволяет обнаруживать поверхностные и глубинные дефекты.

Рисунок 2.11 Упрощенная схема дефектоскопов УД-11ПУ, УД2-12

Дефектоскоп содержит следующие основные узлы: генератор импульсов возбуждения (ГИВ), устройство приемное (УП), блок развертки (БР), измеритель отношений (ИО), блок цифрового отсчета (БЦО), блок автоматического сигнализатора дефектов (АСД), блок электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), блок питания (БП). Отличительные особенности дефектоскопа УД2-12 связаны с функциональными возможностями блоков ИО, БЦО, АСД и БП.

При теневом методе ультразвуковые колебания, встретив на своём пути дефект, отражаются в обратном направлении. О наличии дефекта судят по уменьшению энергии ультразвуковых колебаний или по изменению фазы ультразвуковых колебаний, огибающих дефект. Метод широко применяют для контроля сварных швов и рельсов.

Зеркально-теневой метод используют вместо или в дополнение к эхо-методу для выявления дефектов, дающих слабое отражение ультразвуковых волн в направлении раздельно-совмещенного преобразователя. Дефекты ориентированные перпендикулярно поверхности, по которой перемещают преобразователь, дают очень слабый рассеянный и донный сигналы благодаря тому, что на их поверхности продольная волна трансформируется в головную, которая в свою очередь излучает боковые волны, уносящие энергию. Пример применения зеркально-теневого метода -- контроль рельсов на вертикальные трещины в шейке.

2.5.4 Магнитно-порошковые дефектоскопы

Дефектоскоп позволяет контролировать различные по форме детали, сварные швы, внутренние поверхности отверстий путем намагничивания отдельных контролируемых участков или изделия в целом циркулярным или продольным полем, создаваемым с помощью набора намагничивающих устройств, питаемых импульсным или постоянным током, или с помощью постоянных магнитов. Принцип действия основан на создании поля рассеяния над дефектами контролируемой детали с последующим выявлением их магнитной суспензией. Наибольшая плотность магнитных силовых линий поля рассеяния наблюдается непосредственно над несплошностью и уменьшается с удалением от нее. Для обнаружения несплошности на поверхность детали наносят магнитный порошок, который может быть взвешан в воздухе или в жидкости. На частицу в поле рассеяния будут действовать силы: магнитного поля, направленная в область наибольшей плотности магнитных силовых линий, то есть к месту расположения трещины; тяжести; выталкивающего действия жидкости; трения; силы электростатического и магнитного взаимодействия, возникающие между частицами.

В магнитном поле частицы намагничиваются и соединяются в цепочки. Под действием результирующей силы частицы притягиваются к трещине и накапливаются над ней, образуя скопление порошка. Ширина полоски из осевшего порошка значительно больше ширины раскрытия трещины. По этому осаждению, индикаторному рисунку, определяют наличие дефектов.

На предприятиях железнодорожного транспорта по ремонту подвижного состава используются дефектоскопы: ДГЭ, ДГС-М, ДКМ-1Б с разъёмным соленоидом и ряд других. Перечисленные дефектоскопы, несмотря на простоту их устройства и технологии контроля, надежность в работе, имеют существенный недостаток - они ограничивают диапазон деталей, которые можно подвергать проверке размерами соленоидов. Дефектоскоп ПМД-70, позволяющий контролировать изделия любых размеров и конфигураций, не имеет указанного недостатка, кроме того, некоторые детали можно подвергать дефектоскопии, не снимая их с вагона или локомотива. Питание дефектоскопа может быть от источника постоянного тока напряжением 24 В или от сети переменного тока напряжением 220 В.

Дефектоскоп состоит из блока питания, блока управления, импульсного блока и намагничивающих приспособлений, позволяющих осуществлять намагничивание изделий различной конфигурации и размеров.

2.5.5 Вихретоковые дефектоскопы

Принцип действия основан на методе вихревых токов, заключающемся в возбуждении вихревых токов в локальной зоне контроля и регистрации изменений электромагнитного поля вихревых токов, обусловленных дефектом и электрофизическими свойствами объекта контроля.Характеризуется небольшой глубиной контроля, т.е. трещины и несплошности материала на глубине до 2 мм

Для вихревого контроля наплавленных поверхностей используются дефектоскопы: ВДТ - 2, ВД - 1, ЭДМ - 65.



Заключение

Для соединения вагонов с локомотивом и между собой применяют ударно-тяговые механизмы (сцепки), которые передают тормозные и тяговые усилия при езде. Они крепятся к центральной хребтовой балке локомотива или вагона. Сцепки бывают трёх разных видов: ударно-упряжные, винтовая стяжка и автосцепка.

Винтовая стяжка применяется на некоторых узкоколейках, а также широко применялась в Западной Европе. В этом случае вагоны оборудуются двумя буферными тарелками, которые могут перемещаться относительно кузова вагона. В центре имеются две части сцепки, стягиваемые болтами.

Автосцепка применяется сейчас на всех магистральных железных дорогах. По краям вагона или локомотива имеется два буфера, а посередине располагается автосцепка. Все существующие автосцепки могут быть разделены по их типу на две группы: нежёсткие и жёсткие и по принципу восприятия усилий также на дву группы: тягово-ударные и тяговые.

Действует автосцепка следующим образом. При нажатии или соударении вагонов головы автосцепок скользят одна по другой в горизонтальной плоскости до тех пор, пока малый зуб одной не войдёт в зёв другой. При нажатии друг на друга замки сначала уходят каждый в свой карман, а затем выпадают в образовавшееся пространство и запирают автосцепки.

Чтобы расцепить автосцепки, достаточно убрать один из замков внутрь головы автосцепки. Для этого при помощи расцепного привода поворачивается валик подъёмника, а вместе с ним и подъёмник замка, который сначала поднимает верхнее плечо собачки, чем выключает действие предохранителя замка, затем уводит замок внутрь головы автосцепки и одновременно заходит за расцепной угол замкодержателя. Проследним движением подъёмник замка запирает свой обратный ход, так как, упираясь в расцепной угол замкодержателя, он не может вернуться в своё прежнее положение до тех пор, пока не освободиться лапа замкодержателя, что произойдёт только при разъединении автосцепок. При этом она под действием веса своего противовеса и нажатия подъёмника войдёт в зёв автосцепки.

В пассажирских вагонах устраиваются, помимо поглощающих аппаратов автосцепки, центральные упругие площадки (переходы).

Упругая площадка, размещаемая на торцовой стенке вагона, имеет рамку, выступающую вперёд за плоскость зацепления автосцепок. Нижняя часть рамки соединяется штырями с буферами, а верхняя с хомутом листовой рессоры, концы которой при помощи шарниров опираются на торцовую стенку вагона. При соединении вагонов сначала сжимаются упругие площадки, после чего уже сцепляются автосцепки, в результате этого автосцепки находятся в натянутом положении, что смягчает толчки, вызываемые зазорами между сцепляемыми поверхностями автосцепок. Сбоку и сверху переходы закрываются резиновой гармоникой.



Список использованных источников

1. Автосцепное устройство железнодорожного подвижного состава В. В. Коломийченко, Н. А. Костина, В. Д. Прохоренков, В. И. Беляев. - М.: транспорт, 1991 - 232 с

2. Автосцепное устройство железнодорожного подвижного состава В. В. Коломийченко, Н. А. Костина, В. Д. Прохоренков, В. И. Беляев. - М.: Транспорт, 1991 - 232 с

Интернет - ресурсы:

1. http://ru.wikipedia.org/

Размещено на Allbest.ru