Совершенствование организации ремонта колесных пар в Брестском вагонном депо

Колесная пара с поврежденной резьбой М110 оси или в отверстиях под болты М12 планки стопорной к дальнейшей эксплуатации не допускается. Гайка с поврежденной резьбой и следами механического воздействия на шлицы, неисправные болты М12, планка стопорная и кольцо упорное бракуют и заменяют на исправные.

б) типа РУ1Ш шайбой тарельчатой четырьмя (тремя) болтами М20 на осях РУ1Ш.

При этом производят остукивание головок болтов слесарным молотком массой до 0,5 кг, при отсутствии их ослабления - они не демонтируются.

В случае ослабления хотя бы одного из болтов, производят отгиб лепестков шайбы стопорной и проверку момента затяжки всех болтов динамометрическим ключом.

При наличии хотя бы одного из болтов М20 с крутящим моментом менее 50 Н•м (5 кг•с•м), все болты должны быть вывернуты для визуальной проверки резьбы в отверстиях оси и болтов, состояния места перехода стержня болта к головке, а также деформаций и повреждений шайбы стопорной.

Трещины и надрывы на шайбах стопорных не допускаются. Механические повреждения в виде вмятин на поверхностях шайбы, образующиеся при загибе ее лепестков на грани головок болтов не являются браковочными признаками.

Применение резьбовых калибров для контроля резьбы в отверстиях осей, бывших в эксплуатации, не допускается.

Болты торцевого крепления М20 подлежат браковке при:

- наличии деформации стержня и резьбы;

- выявлении отверстий в головках под увязочную проволоку;

- обнаружении следов коррозии на резьбовой части стержней;

- наличии задиров и трещин в любой части болта;

- радиусе в месте перехода стержня болта к головке менее 0,8 мм или его отсутствии;

- отсутствие на головках болтов подголовников.

Категорически запрещается исправлять резьбу на стержне болта. Облом, образующийся на гранях головки болта со стороны подголовника при изготовлении, должен удаляться механическим способом (напильник, наждак и др.).

При изломе болта, его резьбовая часть, оставшаяся в оси, должна быть вывернута из оси без ее повреждения.

При обнаружении срыва трех и более ниток резьбы в резьбовых отверстиях оси или затруднений при демонтаже болтов, допускается резьбовые отверстия исправлять метчиком.

При повреждении первых шести и более ниток резьбы в резьбовых отверстиях оси колесная пара не допускается к дальнейшей эксплуатации.

Болты М20, имеющие затяжку крутящим моментом менее 230 Н•м (23,0 кг•с•м) должны быть подтянуты динамометрическим ключом усилием 230 - 250 Н•м (23,0 - 25,0 кг•с•м).

- производят монтаж торцевого крепления подшипников на шейках осей колесной пары:

а) типа РУ1-950-Г с буксовыми узлами с двумя роликовыми подшипниками - гайкой торцевой М110х4, при этом предварительно на шейку оси колесной пары устанавливают кольцо упорное переднего подшипника маркировкой, обращенной к передней части корпуса буксы.

На резьбовую часть оси навинчивают гайку, предварительно подобранную по резьбе шейки оси таким образом, чтобы вращение гайки по резьбе было легким от руки.

Гайка должна иметь кольцевую выточку. Постановка гаек без кольцевой выточки запрещается.

Гайку затягивают до соприкосновения с кольцом упорным и туго поджимают гайковертом или вручную гаечным ключом и молотком массой 3 - 5 кг двумя - четырьмя ударами, прилагаемыми на плече 0,5 м до получения металлического звука.

В паз на торце оси устанавливают планку стопорную таким образом, чтобы ее хвостовик не был введен в шлиц гайки. Вворачивают один болт М12 планки стопорной с установленной под него шайбой пружинной. Планка должна быть установлена в такое положение, чтобы при последующей ее затяжке для ввода хвостовика планки в шлиц, гайка повернулась бы от половины до одной коронки.

Затяжка гайки должна производиться поворотом по часовой стрелке. Поворот гайки в обратном направлении запрещается.

При затяжке гайки буксу необходимо слегка поворачивать для того, чтобы убедиться в отсутствии заклинивания подшипников.

После затяжки гайки устанавливают болты М12 планки стопорной с шайбами пружинными. Перед установкой болты планки стопорной и отверстия под них смазывают любым минеральным маслом.

Болты М12 увязывают отожженной проволокой, проходящей через раззенкованные отверстия в их головках. Проволока должна быть увязана по форме цифры «8»;

б) типа РУ1Ш-957-Г с буксовыми узлами с двумя роликовыми цилиндрическими подшипниками - шайбой тарельчатой и болтами М20, при этом на шейку оси предварительно устанавливают кольцо упорное маркировкой, обращенной к передней части корпуса буксы;

в) типов РУ1Ш-957-Г с буксовыми узлами с подшипниками сдвоенными и кассетного типа - на торец оси в зависимости от конструкции подшипника устанавливают шайбу тарельчатую или крышку переднюю подшипника с шайбой стопорной с четырьмя (тремя) болтами М20 на оси РУ1Ш;

Перед установкой болты или отверстия в оси под них смазывают любым минеральным маслом.

В случае использования болтов М20 - момент их затяжки должен составлять 225,6 - 245,3 Н·м (23,0 - 25,0 кг•с•м) с обходом по периметру в следующем порядке 1 - 2 - 3 - 4 - 3 - 4 - 2 - 1, затяжка трех болтов производится дважды по периметру.

Затяжка болтов должна быть равномерной и производиться тарированным или динамометрическим ключом.

После затяжки болтов лепестки шайбы стопорной загибают на грань головки каждого болта с обеспечением плотного их прилегания к граням головки болта таким образом, чтобы щуп толщиной 0,2 мм не проходил в зазор на высоте 10,0 мм от верха головки болта;

- производят закладку смазки в переднюю часть буксы, при этом на внешнюю поверхность гайки или тарельчатой шайбы тарельчатой по всему периметру и на переднюю видимую часть подшипника укладывают валиком новую смазку ЛЗ-ЦНИИ (у) или Буксол или ЗУМ. После чего, смазку уплотняют пальцами рук так, чтобы она проникла между сепаратором и бортом наружного кольца переднего подшипника. Дозировка смазки производится мерной емкостью или взвешиванием.

- буксы закрывают крышкой смотровой при помощи болтов М12, предварительно смазав их и отверстия под них препаратом-модификатором эМПи-1, под которые устанавливают шайбы пружинные. Предварительно между смотровой и крепительной крышками устанавливают новую резиновую прокладку.

Затягивание всех болтов должно быть равномерным. Для этого затяжка болтов должна производиться по диагонали с последующей подтяжкой в обратном порядке. Затяжку болтов производят гайковертом или гаечным ключом [3].

2.6.2 Средний ремонт колесных пар (полное освидетельствование)

Средний ремонт колесным парам выполняется:

- после крушений и аварий поездов всем колесным парам поврежденных вагонов;

- после схода вагона с рельсов (колесным парам сошедшей тележки);

- при повреждении вагона от динамических ударов падающего груза при погрузке;

- при отсутствии бирки на буксовом узле или невозможности прочтения клейм на ней при ремонте колесной пары или подкатке ее под вагон;

- после выполнения допустимых вырубок волосовин, неметаллических включений и других неисправностей на оси в пределах установленных норм;

- через два восстановления профиля поверхности катания колес обточкой колесных пар с буксовыми узлами, оборудованными двумя подшипниками роликовыми цилиндрическими.

Количество обточек колесных пар с буксовыми узлами, оборудованными подшипниками сдвоенными или подшипниками кассетного типа, не регламентируется в течение гарантийного межремонтного срока для подшипников;

- при отсутствии или невозможности прочтения знаков и клейм о проведении последнего среднего ремонта на торце шейки оси;

- колесным парам с буксовыми узлами, оборудованными двумя подшипниками роликовыми цилиндрическими и сдвоенными, прошедшим последний средний ремонт пять и более лет назад;

- при демонтаже буксовых узлов с последующим их ремонтом;

- при отрицательном результате входного вибродиагностического контроля подшипников колесных пар, поступивших в текущий ремонт;

- при выбросе смазки на диск колеса через уплотнения корпусов букс;

- при наличии в передней части корпуса буксы воды или льда;

- при сдвиге буксового узла вдоль шейки оси;

- при наличии на поверхности катания колес колесных пар:

а) неравномерного проката - 2,0 мм и более.

Проверка неравномерного проката производится измерением его в сечении с максимальным износом и с каждой стороны от этого сечения на расстоянии до 500 мм;

б) ползуна - глубиной 1,0 мм и более;

в) навара - высотой 1,0 мм и более;

- при капитальном ремонте колесных пар;

- при проведении сварочных работ на кузове вагона или тележке;

- при капитальном ремонте вагонов;

- при недопустимом нагреве буксовых узлов [3].



2.7 Основные неисправности колесных пар вагонов, устраняемые при ремонте без смены элементов

Цельнокатаные колеса вагонов изнашиваются по поверхности катания. При большом прокате гребни могут опуститься на столько, что будут касаться болтов рельсовых креплений, вызывая их повреждение. Преждевременный износ гребней (тонкий гребень) является следствием нарушения нормальных условий работы колесных пар (наличие большой разности диаметров колес, насаженных на одну ось, прекос рамы тележки и др.). Изношенный гребень может служить причиной схода вагона с рельсов, особенно на противошерстных стрелках. Колесные пары, имеющие прокат и износ гребня больше установленных норм, обтачивают по профилю катания на колесотокарных станках. Правильность обточки определяется плотностью прилегания максимального шаблона к поверхности катания, гребню и внутренней грани. Допускаются просветы не более 1 мм по высоте гребня и не более 0,5 мм по поверхности катания, гребня и внутренней грани.

Ползуны появляются на поверхности катания колес при неправильном торможении поезда, когда колеса перестают вращаться, скользят по рельсам, вызывая истирание металла обода в месте контакта с рельсом. При замере наибольшего проката на колесе глубина ползуна должна входить в общую величину проката.

Причиной потертости оси в средней части колесной пары может быть неправильная сборка и регулировка рычажной передачи тормоза. Потертость оси на значительную глубину является опасным повреждением, могущим привести к ее излому.

Изгиб оси и сдвиг колес проверяют при помощи штангенциркуля путем четырех измерений между внутренними гранями ободьев колес в диаметрально противоположных точках. Не подлежит браковке колесная пара, у которой при таком измерении после обточки внутренних граней ободьев будет выявлена разность расстояний не более 1 мм, а у не проходившей отточку - не более 2 мм (штангенциркуль подлежит периодической проверке, о чем должны быть проставлены соответствующие клейма). Если измерения равны и находятся в установленных пределах (допускаемый размер), то это указывает на отсутствие изогнутости оси или сдвига колес [2].

Основные неисправности колёсных пар представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Неисправности колесных пар вагонов

Наименование	Причины возникновения	Методы устранения
Прокат	Одновременное действие двух процессов: смятия от давления на площадке контакта и истирания металла под действием сил трения	Обточка по кругу катания на колесотокарном станке
Наименование	Причины возникновения	Методы устранения
Вертикальный подрез гребня	Смещение пятна контакта колеса и рельса в сторону фаски из-за несимметричной посадки колес на ось, большой разницы диаметров колес по кругу катания, неправильной установки колесной пары на тележке или перекосе рамы тележки	Поверхность катания и гребень обтачивают на колесотокарном станке
Круговой наплыв металла на фаску, выходящий за наружную грань обода	Пластическая деформация верхних слоев металла обода, возникающая под действием нормальных и боковых усилий в кривых участках пути	Обточка на станке
Остроконечный накат гребня	Пластическая деформация поверхностных слоёв металла гребня в сторону его вершины из-за высокого контактного давления и интенсивного трения в месте взаимодействия с головкой рельса	То же
Местное уширение обода колеса	Пластическая деформация металла под действием циклических нормальных сил вследствие наличия местного внутреннего дефекта на определенной глубине обода	То же
Намины на шейке оси	Появление высоких контактных давлений на поверхности шейки из-за неправильной формы посадочных поверхностей колец подшипников	Обточка на станке
Забоины и вмятины на оси	Пластическая деформация от удара тяжёлым предметом по оси в процессе погрузки или выгрузки колесной пары или при ее ремонте	Ось бракуется
Разработка центрового отверстия оси	Смятие металла в процессе многократного небрежного закрепления колёсной пары в центрах на станке при ее ремонте	Заварка с последующей механической обработкой
Наименование	Причины возникновения	Методы устранения
Повреждение резьбы на оси под гайку М110 и под болты шайбы	В эксплуатации или при монтаже ? действие значительных осевых сил, вызывающих пластическую деформацию резьбы, а повреждение в виде местных вмятин - в результате случайных ударов тяжёлым предметом	Зачистка, обработка специальным инструментом для калибровки, восстановление наплавкой
Кольцевые выработки на поверхности катания колес	Образуются по краям зоны контакта поверхности катания с тормозной колодкой. Объясняются неодинаковыми термическими условиями работы поверхностных слоев металла колеса и композиционной колодки по ширине зоны контакта и взпимодействием абразивных частиц	Обработка по кругу катания на станке
Потертость на средней части оси	Трение вертикальных рычагов и горизонтальных тяг неправильно собранной рычажной передачи тормоза	Ось бракуется при глубине потертости более 2,5 мм на станке
Ползун	Заклинивание колесных пар тормозными колодками. Причины заклинивания ? неисправности тормозных приборов, неправильное управление тормозами	Обточка по кругу катания
Навар	Нарушение процесса торможения, результатом которого является проскальзывание колеса по рельсу в течение очень коротких промежутков времени с перемещением на 20?30 мм	То же
Термические поперечные трещины в ободе колеса	Чередование интенсивного нагрева поверхности катания колеса при торможении и последующем охлаждении	Колесные пары изымаются из эксплуатации
Трещины в подступичной части оси	Продолжительное действие на оси больших внешних сил, вызывающих циклические знакопеременные напряжения изгиба	Ось бракуется
Трещины в осях колесных пар	Многократное повторение циклических нагрузок, действующих на колесную пару, и наличие на оси какого-либо концентрата напряжений	То же
Выщербины в местах усталостных трещин обода колеса	Усталостное разрушение поверхностных слоёв металла колес под действием многократно повторяющихся контактных нагрузок	Обработка на станке, если их глубина не более 50 мм у колёсных пар грузовых вагонов
Откол наружной грани обода колеса	Усталостные процессы от действия нормальных и касательных сил. Трещины образуются на глубине 8?10 мм при наличии местного концентратора напряжений в виде раковины, неметаллического включения	Не допускаются отколы глубиной 10 мм или если ширина оставшейся части обода колеса в месте откола менее 120 мм
Откол кругового наплыва обода колеса	То же	То же
Излом колеса	Развитие усталостных трещин либо у ступицы, либо у обода	Колесо бракуется
Тонкий гребень (толщина гребня меньше допустимой)	Ненормальная работа колесной пары вследствие: неправильной установки ее на тележке; значительной разности диаметров колес на одной оси; продолжительной работы на участках с кривыми малого радиуса; прогиба оси; перекоса рамы тележки; неправильной посадки колеса на ось	Восстанавливают обтачиванием профиля колеса
Тонкий обод (толщина обода меньше допустимой)	Износ в процессе эксплуатации и потери металла при обтачивании поверхности катания	Колесо бракуется
Ширина обода или толщина диска меньше допустимых величин	Обточка внутренней грани обода	Колесо бракуется
Поверхностный откол внешней грани обода, превышающий допустимые размеры	Развитие усталостных трещин из-за дефектов металлургического происхождения	Если позволяет толщина обода, то неисправность устраняют обтачиванием
Задиры на шейках	Задиры могут появляться вследствие проворачивания внутренних колец подшипников во время нагрева букс, недостаточного натяга для закрепления колец	При превышении нормативных размеров задиры устраняют шлифованием
Задиры в предподступичной части	Проворачивание лабиринтного кольца во время нагревания букс, недостаточный натяг для закрепления кольца	При превышении нормативных размеров неисправность устраняют шлифованием
Излом шейки от перегрева	Несвоевременное обнаружение нагретых букс	Ось бракуют
Сварные ожоги (следы касания электродом или оголенным проводом)	Нарушение правил проведения сварных работ	Ось бракуют
Сдвиг ступицы колеса на оси	Нарушение технологии формирования, удары при авариях и катастрофах	Колесная пара бракуется
Признаки ослабления ступицы	Нарушение технологии формирования	После проверки определяется вид ремонта
Расстояние между внутренними гранями колес не отвечает допустимым	Сдвиг колес на оси. Следствие обтачивания внутренних граней колес	При расстоянии между колесами более 1443 мм колесные пары расформировывают, а при расстоянии меньше минимально допустимого внутренние грани колес обтачивают
Разность расстояний между внутренними гранями колес превышает допустимую норму	Несоблюдение допусков посадки колес на ось при формировании колесной пары, изогнутость оси	Если позволяет толщина обода, то неисправность устраняют обтачиванием фаски, если в месте откола нет трещин, идущих вглубь обода

2.8 Параметры колесной пары при выпуске из ремонта и их допускаемые размеры

Таблица 2.5 - Допускаемые размеры колесных пар при выпуске их из текущего и среднего ремонтов

№ п/п	Измеряемые параметры	Значения, мм
		Текущий ремонт	Средний ремонт
1	Колесные пары
1.	Расстояние между внутренними боковыми поверхностями ободьев колес	1438…1443	1438…1443
2.	Разность расстояний между внутренними боковыми поверхностями ободьев колес, измеренных в четырех точках, расположенных в двух взаимноперпендикулярных плоскостях	не более 2,0	не более 2,0
3.	Разность расстояний между торцами предподступичной части оси и внутренними боковыми поверхностями ободьев колес с одной и другой стороны колесной пары	не более 5,0	не более 5,0
4.	Разность диаметров колес по кругу катания в одной колесной паре: - при восстановлении профиля поверхности катания колес; - без восстановления профиля поверхности катания колес.	не более 0,5 не более 1,0	не более 0,5 не более 1,0
5.	Отклонение от соосности круга катания относительно поверхности шейки или подступичной части оси: - при восстановлении профиля поверхности катания колес; - без восстановления профиля поверхности катания колес.	измерения не производятся	не более 0,5 не более 1,0
2	Оси
1.	Диаметр шейки оси типа РУ1 и РУ1Ш	измерения не производятся	130+0,052+0,005
2.	Диаметр оси в месте зарезьбовой канавки у колесных пар с осями типа РУ1	измерения не производятся	90-2,2
3.	Ширина зарезьбовой канавки колесных пар с осями типа РУ1	измерения не производятся	8+1,5
4.	Занижение (уменьшение) диаметра шейки оси у галтели (глубина на сторону)	измерения не производятся	0,10 - 0,45
5.	Расстояние от торца предподступичной части до начала занижения диаметра на шейке оси типа РУ1 и РУ1Ш	измерения не производятся	27,0 - 34,0
6.	Конусообразность и овальность шейки оси	измерения не производятся	не более 0,02
7.	Радиальное биение шейки оси	измерения не производятся	не более 0,03
8.	Диаметр предподступичной части оси типа РУ1 и РУ1Ш	измерения не производятся	165+0,2+0,02 -164+0,02
9.	Овальность и конусообразность предподступичной части оси	измерения не производятся	не более 0,05
10.	Диаметр подступичной части оси типа РУ1 и РУ1Ш	не менее 182,0	не менее 182,0
11.	Диаметр средней части оси типа РУ1 и РУ1Ш: - ось с конусообразной средней частью; - ось с цилиндрической средней частью.	измерения не производятся	не менее 155,0 не менее 160,0
12.	Вмятины, забоины и протертости средней части оси	не более 2,0	не более 2,0
13.	Наружный диаметр резьбы М110	измерения не производятся	110,0 - 108,7
3	Колеса
1 .	Овальность по кругу катания колес: - при восстановлении профиля поверхности катания колес; - без восстановления профиля поверхности катания колес.	не более 0,5 не более 1,0	не более 0,5 не более 1,0
2.	Толщина обода колеса: - при восстановлении профиля поверхности катания колес; - без восстановления профиля поверхности катания колес.	не менее 24,0 не менее 24,0	не менее 24,0 не менее 24,0
3.	Равномерный прокат: - при восстановлении профиля поверхности катания колес; - без восстановления профиля поверхности катания колес.	не допускается	не более 7,0
4.	Неравномерный прокат	не допускается	не допускается
5.	Ширина обода колеса	126,0 - 136,0	126,0 - 136,0
6.	Зазор между профилем колеса и рабочей поверхностью максимального шаблона (при восстановлении профиля поверхности катания колес): - по высоте гребня; - по поверхности катания, гребня, внутренней боковой поверхности обода.	не более 1,0 не более 0,5	не более 1,0 не более 0,5
7.	Толщина гребня (без восстановления профиля поверхности катания колес)	28,0 - 33,0	28,0 - 33,0
8.	Разность толщин гребней колес в одной колесной паре	не более 3,0	не более 3,0
9.	Кольцевые выработки на поверхности катания у основания гребня и на коничности 1:3,5: - при восстановлении профиля поверхности катания колес; - без восстановления профиля поверхности катания колес.	не допускаются шириной не более 10,0 глубиной не более 0,5	не допускаются шириной не более 10,0 глубиной не более 0,5
10.	Навар	не допускается	не допускается
11.	Выщербины без трещин, идущих вглубь обода колеса	допускаются длиной не более 15,0 мм или глубиной не более 1,0 мм	допускаются длиной не более 15,0 мм или глубиной не более 1,0 мм
12.	Ползун	не допускается	не допускается
13.	Толщина диска у обода колес: - изготовления до 1988 г.; - изготовления с 1988 г. по 2011 г.; - изготовления после 2011 г.	17,0+3,0 19,0+3,0 19,0+4,0	17,0+3,0 19,0+3,0 19,0+4,0

2.9 Схема технологической планировки колесно-роликового участка

По нормам технологического проектирования высота роликового участка грузового вагонного депо от головки рельсов до верха подкранового пути должна быть не менее 4600 мм, для рассматриваемого депо ? 10800 мм. Для размещения запаса исправных и подлежащих ремонту колесных пар, а также неисправных колесных пар, ожидающих переформирования, служит колесно-тележечный парк депо, который размещается непосредственно у колесного и тележечного участков и перекрывается общим мостовым (козловым) краном грузоподъемностью 50 кН.

Схема технологической планировки участка ремонта колесных пар вагонов с роликовыми подшипниками приведены в графической части проекта лист № 2, где I - демонтажно-обмывочное отделение; II - комната отдыха; III - колесотокарное отделение; IV - ремонтно-комплектовочное отделение; V - кладовая; VI ? монтажное отделение; VII - комната мастера; 1 - позиция разборки колесных пар; 2 - моечная машина колесных пар; 3 - дефектоскоп; 4 - дефектоскоп шеечный; 5 - моечная машина подшипников; 6 - фрезерный станок; 7 - позиция наплавки букс грузовых вагонов; 8 - моечная машина букс; 9 - контрольные образцы колесных пар; 10 - установка индукционного нагрева; 11 - стенд ультразвуковой дефектоскопии колесных пар; 12 - пути накопления колесных пар; 13? колесотокарный станок; 14 - шеечно-накатной станок; 15 ? установка диагностирования подшипников; 16 - зачистной станок; 17 - изолятор брака; 18 - верстак; 19 - стеллаж; 20 - стеллаж для хранения подшипников; 21 ? робокон; 22 - печь индукционная; 23 ? гомогенизатор; 24 - позиция сборки буксовых узлов; 25 - установка диагностирования подшипников; 26 - стенд для окраски; 27 - сварочная кабина.

2.10 Разработка технологических процессов ремонта

вагонный ремонт колесный пара

При обработке поверхностей катания колес обточке подвергаются: уклоны, фаска, гребень обода колеса, внутренние грани при необходимости; наружная грань обода для устранения поверхностных дефектов в виде наплывов, уширения обода колеса, неровностей при условии сохранения знаков и клейм завода-изготовителя.

Для увеличения срока службы колес необходимо сокращать число обточек по профилю катания при ремонте колесных пар и стремиться к уменьшению толщины срезаемого слоя (36?43 % рабочей части обода колеса при обточках уходят в стружку).

Обработку по профилю катания колесных пар производят на колесотокарных станках, оборудованных механическими копирами и позволяющих получать стандартный профиль обода колеса автоматически. Используются колесотокарные станки «Рафамет» различных модификаций. Колесотокарные станки оборудуются оптической системой, позволяющей наблюдать за процессом резания на фоне стандартного профиля обода колеса и таким образом визуально контролировать толщину снимаемой стружки при обработке [2] .

Технологический процесс обточки колесной пары представлен на листе № 5 графической части проекта.

Обработку шеек осей колесных пар осуществляют на шеечно-накатных станках. При ремонте колесных пар с роликовыми подшипниками шейки и предподступичные части осей, как правило, не обтачивают. Производят зачистку на станках мелкой шлифовальной шкуркой. Острые кромки, выступающие края забоин и вырывов, риски запиливают заподлицо с основной поверхностью бархатным напильником и шлифуют шкуркой. При невозможности устранения дефектов таким образом шейки роликовых колесных пар перетачивают от номинального диаметра мм до градационных ремонтных размеров по установленным параметрам шероховатости поверхности, а затем накатывают роликами. Градационные ремонтные размеры обработки шеек роликовых осей колесных пар позволяют обеспечить при сборке с внутренними кольцами подшипников качения максимальный и минимальный натяги в соединении горячей посадки соответственно по группам: 0,060?0,043; 0,059?0,043 и 0,058?0,043 мм. Величины конусности и овальности шейки оси под подшипник качения не должны превышать 0,02 мм при горячей посадке внутренних колец последних. Обработку шеек осей колесных пар разрешается выполнять до запрессовки и после запрессовки и обточки поверхностей катания колес. В процессе обточки шеек и предподступичных частей осей разность диаметров и длин шеек у одной колесной пары не регламинтируется. Шейки и предподступичные части оси колесной пары после механической обработки подлежат испытанию магнитным дефектоскопом [2].

Технологический процесс обточки предподступичной части оси колесной пары приведен на листе № 6 графической части проекта.

Дефектоскопированию следует подвергать: оси колесных пар перед напрессовкой на них колес; шейки, предподступичные и средние части осей при полном освидетельствовании, а также при каждой подкатке колесной пары под вагон; подступичные части оси, скрытые ступицами колес; напряженные части цельнокатаных колес (диск, обод).

Ультразвуковой контроль осуществляется для выявления внешних и внутренних (скрытых) дефектов осей колесных пар и поперечных трещин в них. ультразвуковой контроль основан на свойстве ультразвуковых колебаний отражаться от трещин, раковин, шлаковых включений; наблюдается отраженный сигнал на экране электронно-лучевой трубки дефектоскопа [2].

Технологический процесс ультразвуковой дефектоскопии оси колесной пары представлен на листе № 7 графической части проекта.



3. Применение средств механизации при ремонте колесных пар

В качестве средств механизации при ремонте колесных пар в данном дипломном проекте предлагается внедрение устройства, позволяющего производить контроль прочности на сдвиг и распрессовку колец подшипников колесных пар вагонов.

Оценка прочности напрессовки колец подшипников колесных пар, применяемая в вагоностроении и при ремонте вагонов, и используемые для этой цели технические средства не обеспечивают возможности получения вполне достоверных данных по прочности посадки относительному сдвигу. Кроме того, из-за дискретности контакта на отдельных участках сопряженных поверхностей фактические величины контактного давления могут отличаться.

Устройство предназначено для оценки прочности сопряжения внутренних колец двух рядом стоящих буксовых роликовых подшипников, напрессованных на шейку оси, и демонтажа этих соединений механической распрессовкой.

Задачей данного технического решения является повышение эффективности оценки прочности соединений, надежности и технического ресурса колесных пар вагонов, а также снижения себестоимости ремонта.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для контроля прочности на сдвиг и распрессовки колец подшипников колесных пар содержит чувствительный элемент в виде цилиндрической втулки с установленными на ее наружной поверхности и соединенными в измерительный мост тензорезисторами, а также имеет гидросистему с рабочей средой под давлением. Цилиндрическая втулка выполнена с одной плоской торцевой поверхностью, установлена концентрично на упорном фланце стаканообразного корпуса гидроцилиндра гидросистемы. Втулка закреплена на этом фланце с другого своего конца со сферической торцевой поверхностью нажимной плитой со сферической внутренней поверхностью вокруг её центрального отверстия и крепежным диском с центральным отверстием, который снабжен продольными элементами соосного скрепления полученного измерительного блока на поверхности гидроцилиндра с клеммовым зажимом. Клеммовый зажим закреплен на наружной поверхности контролируемого кольца подшипника. Гидроцилиндр закреплен соосно на торце шейки оси колец подшипника при помощи ступенчатого стаканообразного поршень-штока со сплошной донной частью его меньшей ступени, снабженной кольцевыми уплотнениями, и с оппозитно расположенной ее резьбовой частью, предназначенной для скрепления с шейкой оси. На внутренней поверхности большей ступени поршень-штока, длина которой превышает суммарную длину двух смежных демонтируемых с шейки оси колец подшипника, при этом величина диаметра большей ступени меньше величины диаметра шейки оси колесной пары. При необходимости разборки проверяемых соединений, не отвечающих установленным требованиям ТНПА (технических нормативных правовых актов), увеличивают сдвигающую нагрузку и выполняют механическую распрессовку забракованных колец подшипников (с одной установки предложенного устройства на шейку оси колесной пары). Чувствительный элемент изготавливается из внутреннего кольца используемых в буксовых узлах типовых роликовых подшипников и выполнен в виде цилиндрической втулки, с внутренней стороны которой по ее концам имеются кольцевые направляющие буртики для улучшения центровки. На наружной поверхности указанной втулки наклеены тензорезисторы, соединенные в измерительный мост, а сама втулка охватывает стаканообразный корпус рабочего гидроцилиндра относительного сдвига, установлена своей плоской торцевой поверхностью на упорном фланце последнего и закреплена с другого своего торца со сферической поверхностью нажимной плитой, снабженной центральным цилиндрическим отверстием и сферической поверхностью вокруг него, и крепежным диском с продольными элементами соосного скрепления. Таким образом, создается составной измерительный блок, концентрично расположенный относительно корпуса упомянутого рабочего гидроцилиндра. В рабочем гидроцилиндре размещен полый стаканообразный ступенчатый поршень-шток, снабженный кольцевыми уплотнениями по наружной цилиндрической поверхности меньшего диаметра в своей донной части, а также оппозитно расположенной резьбовой частью на внутренней поверхности открытого конца с большим наружным диаметром, предназначенной для соосного неподвижного скрепления поршень-штока с шейкой оси, на которую напрессованы внутренние кольца переднего и заднего подшипников буксового узла роликовой колесной пары.

Составной измерительный блок соединен с клеммовым разрезным зажимом упомянутыми выше продольными элементами соосного скрепления. В корпусе указанного зажима имеются две внутренние смежные проточки, одна из которых выполнена по размерам буртика кольца заднего подшипника, а вторая, обращенная к измерительному блоку, проточка соответствует по размерам наружной поверхности конусной части кольца переднего подшипника.

С внутренней стороны цилиндрической втулки чувствительного элемента выполнены кольцевые направляющие буртики, разделённые цилиндрической внутренней проточкой.

На листе № 3 и № 4 графической части проекта представлен сборочный чертеж устройства для контроля прочности на сдвиг и распрессовки колец подшипников колесных пар и деталировка.

Тензометрический измерительный элемент 1 с тензорезисторами 2 смонтирован концентрично относительно корпуса 3 рабочего гидроцилиндра и прижимается к упорному фланцу 4 последнего нажимной плитой 5 с тяговым диском 6 и шпильками 7 скрепления измерительного блока. Поршень-шток 8 снабжен кольцевыми уплотнениями 9 в своей донной части 10 и резьбовой частью 11 для соосного скрепления с шейкой оси 12 с напрессованными на ней кольцами 13 и 14 переднего и заднего подшипников, на которых закрепляют поочередно клеммовый разрезной зажим 15 с элементами продольного скрепления (тягами) 16. Защитный кожух 17 предназначен для предохранения измерительного моста тензометрического элемента 1. Штуцер 18 служит для подключения к сдвигающей полости рабочего гидроцилиндра гибкого трубопровода высокого давления от масляного насоса.

Работа описанного устройства осуществляется следующим образом. Поршень-шток 8 наворачивают на резьбовую часть шейки оси 12, а на кольцо 13 переднего подшипника устанавливают и закрепляют неподвижно клеммовый разрезной зажим 15 и соединяют последний элементами продольного скрепления 16 с тяговым диском 6. Закрепляют на поршень-штоке 8 индикатор часового типа (цена деления 0,002), что позволяет фиксировать возможное аксиальное смещение контролируемого кольца относительно шейки оси под воздействием продольной сдвигающей нагрузки, создаваемой давлением масла во внутренней полости гидроцилиндра. Выполняют балансировку (установку нуля) измерительного моста месдозы (измерительного элемента 1), устанавливают относительно нуля стрелку индикатора часового типа для отсчета значений, измеряемую датчиками сдвигающую нагрузку, после чего при нагнетании масла через штуцер 18 в полость сдвига над донной частью 10 поршень-штока осуществляют нагружение контролируемого кольца 13 нормированным аксиальным сдвигающим усилием относительно шейки оси, передаваемым на кольцо 13 через месдозу. Увеличивают аксиальную сдвигающую нагрузку до нормативного значения , установленного требованиями ТНПА, фиксируя ее по показаниям приборов тензометрического контроля, и проверяют наличие смещения по шкале индикатора часового типа. При отсутствии смещения (стрелка индикатора не отклоняется от начального положения) контролируемое соединение признается годным к эксплуатации и не подлежит браковке. В противном случае производят механическую распрессовку забракованного кольца 13. Для этого снимают индикатор часового типа с поршень-штока 8 рабочего гидроцилиндра и, увеличивая подачу масла под давлением через штуцер 18, перемещают кольцо 13 на свободное место поршень-штока перед упорным фланцем 4 корпуса гидроцилиндра. Проверку прочности напрессовки кольца 14 заднего подшипника выполняют аналогично, переместив на буртик его разъемный (разрезной) клеммовый зажим 15. В этом случае величина контрольного аксиального сдвигающего усилия определяется , где ? допустимое по требованиям ТНПА значение величины аксиальной сдвигающей нагрузки для кольца 14 заднего подшипника.

При наличии признаков сдвига (по индикатору часового типа) выполняют механическую распрессовку колец 13,14 или поочередно, или совместно при увеличении давления масла в рабочем гидроцилиндре.

Эффективность предложенного устройства заключается в использовании более эффективного контроля прочности на сдвиг колец роликовых подшипников буксовых узлов колёсных пар вагонов по сравнению с известными устройствами, применяемыми для технической диагностики напрессовок (проверка на проворачивание кольца на шейке оси, ультразвуковой и виброакустический контроль), в обеспечении возможности распрессовок посадок, не обладающих установленной нормативной прочностью, а также в снижении энергозатрат (исключение необходимости применения энергоемких устройств индукционного нагрева деталей для демонтажа напрессовок буксовых узлов колесных пар вагонов) [5].



4. Расчет экономической эффективности от энергосбережения при внедрении устройства для контроля прочности на сдвиг и распрессовки колец подшипников колесных пар и срока его окупаемости

Экономической эффективности производства, перевозок, новой техники и капитальных вложений отводится важное место в экономики железнодорожного транспорта. Она является критерием целесообразности создания и применения новой техники, реконструкции действующих предприятий, а также мер по совершенствованию производства (перевозок) и улучшению условий труда.

Экономическая эффективность капитальных вложений и новой техники в общем виде определяется как соотношение между затратами и результатами, как итоговый синтетический интегральный показатель качества экономического развития отрасли или предприятия. Капитальные вложения есть одно из условий НТП и средств, для осуществления и вместе с тем роста производительности труда.

Категория экономической эффективности выражает требование закона экономии времени, действующего при всех способах производства.

Экономическая эффективность новой техники определяется теми же методами, что и эффективность капитальных вложений, то есть путем сопоставления затрат с полученным эффектом.

В данном дипломном проекте внедряется устройство для контроля прочности на сдвиг и распрессовки колец подшипников колесных пар, которое не требует затрат энергии по сравнению с используемыми в данное время индукционными нагревателями.

Экономическая эффективность внедряемого устройства рассчитывается по следующей формуле

(4.1)

где затраты при использовании индукционного нагревателя, руб.;

- себестоимость изготовления устройства для контроля прочности на сдвиг и распрессовки колец подшипников колесной пары, руб.

Для снятия внутренних и лабиринтных колец подшипников используется индукционный нагреватель ПР 1548. Затраты при его использовании определяются по формуле

(4.2)

где количество внутренних колец подшипников на одной колесной паре;

- время, необходимое для снятия одного внутреннего кольца подшипника, с;

цена за 1кВт•ч электроэнергии, = 1406,93 руб./кВт•ч;

мощность индукционного нагревателя,

Себестоимость продукции складывается из затрат, связанных с использованием в процессе производства: материалы, топливо, энергия, труд рабочих.

В соответствии с этим, в себестоимость продукции включаются:

- затраты на подготовку и освоения производства;

- затраты, непосредственно связанные с производством продукции, обусловленные его технологией и организацией, включая расходы на управление, затраты связанные с совершенствованием производства, улучшением качества продукции, повышением его надежности, долговечности и других эксплуатационных свойств;

- затраты на улучшение условий труда и техники безопасности, повышение квалификации работников и т.д.

Таким образом себестоимость продукции - это сумма всех затрат связанных с ее производством:

(4.3)

где - заработная плата, руб.;

- отчисления в фонд социальной защиты населения (ФСЗН), составляют

34 % от заработной платы, руб.;

- обязательное страхование, составляет 0,63 % от заработной платы, руб.;

- затраты на материалы, руб.;

- затраты на электроэнергию, руб.;

- общепроизводственные расходы, составляют 105,6 % от заработной платы, руб.

Затраты на материалы включают в себя закупку заготовок для изготовления деталей и ручного рычажного насоса для нагнетания масла YOCHOMI. Стоимость такого насоса составляет 500000 руб.

Устройство для контроля прочности на сдвиг и распрессовки колец подшипников колесной пары состоит из стандартных изделий (шпилька, кольцевое уплотнение, штуцер, болт, тензорезистор) и разрабатываемых деталей, многие из которых изготавливают из старогодних осей (корпус гидроцилиндра, нажимная плита, поршень-шток, защитный кожух, крышка). Эти детали не требуют закупки материалов. Для разработки тягового диска и клеммового разрезного зажима закупают заготовку диаметром 230 мм и длиной 50 мм. Стоимость такой заготовки составляет 1800000 руб.

Следовательно, затраты на материалы составляют:

Для разработки деталей необходима обработка их поверхностей. Для этого используем токарный станок 16К20. Рассмотрим операцию точения поверхности 1 корпуса гидроцилиндра (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 - Корпус гидроцилиндра

Норма времени на расточку данной поверхности определяется по формуле [6]

(4.4)

где ? основное механическое (машинное) время, мин.;

? вспомогательное время, ;

? время организационного и технического обслуживания рабочего места, мин.;

? время перерывов на отдых и физиологические потребности, мин.

Для точения основное время определяется, как

(4.5)

где ? частота вращения шпинделя, об/мин, или число двойных ходов ползуна в минуту;

? подача на оборот шпинделя или на двойной ход ползуна, ;

? расчётная длина обработки, мм;

? число проходов, принимаем .

Расчётная длина обработки,

(4.6)

где ? длина обработки,мм;

? величина врезания, мм;

? перебег инструмента, принимаем мм;

? дополнительная длина на взятие пробных стружек, принимаем мм.

Величина врезания при точении

(4.7)

где ? глубина резания, =1 мм;

? главный угол резца в плане, .

По установленному значению скорости резания определяется необходимое расчётное число оборотов или двойных ходов

(4.8)

где ? скорость резания, =216 м/мин;

диаметр обрабатываемой поверхности детали, =130 мм.

Принимаем = 500 об/мин.

Тогда

Оперативное время на механическую обработку

(4.9)

Время перерывов на отдых и физиологические потребности определяется

(4.10)

где ? процент на обслуживание рабочего места

? процент на отдых и физиологические потребности, .

Дальнейшие расчёты по каждой обрабатываемой детали сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Нормирование времени изготовления деталей

Деталь	Норма штучного времени
	мин	ч
1. Корпус гидроцилиндра	20,4	0,34
2. Тензометрический измерительный элемент	2	0,03
3. Нажимная плита	5,3	0,09
4. Тяговый диск	18,4	0,31
5. Поршень-шток	20,5	0,34
6. Клеммовый разрезной зажим	15,1	0,25
7. Крышка	10,3	0,17
8. Защитный кожух	5,2	0,09
Итого	1,62

Затраты на электроэнергию определяются по формуле

(4.11)

где - мощность токарного станка 16К20, = 11 кВт;

суммарная норма штучного времени,

Заработная плата токаря рассчитывается по следующей формуле

(4.12)

где - цена за один час работы токаря, руб./чел.•ч.

Следовательно, себестоимость изготовления устройства для контроля прочности на сдвиг и распрессовки колец подшипников колесной пары

Экономическая эффективность внедряемого устройства

Число лет, необходимое для полного возмещения затрат на изготовление устройства для контроля прочности на сдвиг и распрессовки колец подшипников колесной пары называется срок окупаемости. Срок окупаемости внедряемого устройства рассчитывается по следующей формуле

(4.13)



5. Охрана труда

5.1 Требования по охране труда для работников колесно-роликового участка

Общие требования по охране труда

Ответственными за состояние охраны труда в колесно-роликовом участке являются руководители работ (заместитель начальника депо по ремонту, мастер участка, бригадиры), которые организуют и контролируют выполнение стандартов, действующих в вагонном депо, типовых и местных правил и инструкций по охране труда, обеспечивают безопасное выполнение настоящего технологического процесса, устраняют причины, способствующие возникновению случаев производственного травматизма и профессиональных заболеваний.

К работе по техническому обслуживанию колесных пар вагонов допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие предварительный при поступлении на работу, а в дальнейшем периодический медицинский осмотр; обучение, вводный инструктаж, первичный инструктаж на рабочем месте, стажировку и проверку знаний по вопросам охраны труда. В процессе работы работники должны проходить повторный инструктаж не реже одного раза в три месяца, а также внеплановый и целевой инструктажи.

Работники во время исполнения трудовых обязанностей должны иметь при себе удостоверение по охране труда, при необходимости, удостоверение на право выполнения специальных работ.

При необходимости, для обеспечения сохранности, удостоверение может находиться у руководителя работ. В случаях, когда работником по кругу профессиональных (должностных) обязанностей выполняется несколько видов работ, требующих проверки знаний по вопросам охраны труда и выдачи удостоверений, разрешение на производство работ оформляется в одном удостоверении по охране труда.

Работники колесно-роликового участка обеспечиваются спецодеждой, спецобувью и предохранительными приспособлениями согласно Перечню выдачи средств индивидуальной защиты работникам вагонного депо Брест.

Каждый работник должен знать и строго выполнять правила противопожарной безопасности, порядок подачи пожарной тревоги, вызова пожарной команды по телефону, устройство пожарной сигнализации, а также уметь пользоваться первичными средствами пожаротушения.

Необходимо соблюдать следующие требования охраны труда:

- все производственные, служебные, складские и вспомогательные здания и помещения содержать постоянно в чистоте;

- не загромождать проходы, выходы, коридоры, лестничные марши и площадки различными предметами и оборудованием;

- обеспечить свободный доступ к противопожарному инвентарю, оборудованию и постоянно содержать их в исправном состоянии;

- немедленно отключать неисправное электрооборудование до полного приведения его в соответствие с требованиями нормативно-правовых актов по охране труда при работе в электроустановках;

- не допускать складирования спецодежды, промасленной ветоши, прочих материалов на нагревательных приборах и трубопроводах отопления;

- не применять источники открытого огня в помещениях кладовых, складов;

- не использовать пожарный инвентарь и оборудование для хозяйственных, производственных и других нужд, не связанных с пожаротушением;

- тщательно осмотреть после окончания работы все производственные, служебные и складские помещения, закрыть двери, окна и другие проёмы в помещениях;

- при пожаре немедленно сообщить мастеру (бригадиру) и (или) вызвать пожарную охрану.

Не разрешается курить вблизи газовых баллонов, легковоспламеняющихся жидкостей и материалов, а также подходить к ним с источниками открытого огня, так как это может вызвать взрыв.

К работе с бензином, керосином должны допускаться лица, прошедшие специальный (целевой) инструктаж по охране труда. Промывать узлы и детали в керосине и соляровом растворе следует в специальных (технических) перчатках, соблюдая при этом меры противопожарной безопасности.

Территория участка должна постоянно содержаться в чистоте и систематически очищаться от отходов производства. Металлическая стружка, промасленные обтирочные материалы и производственные отходы должны храниться в специально отведённых местах. К зданию и помещениям должен быть обеспечен свободный доступ. Проезды и подъезды к зданию и пожарным водоисточникам, а также подступы к пожарному инвентарю и оборудованию должны быть всегда свободными.

Работники колесно-роликового участка должны:

- знать действие на человека опасных и вредных производственных факторов, возникающих во время работы.

Опасные и вредные производственные факторы, воздействию которых могут подвергаться работники при техническом обслуживании и ремонте вагонов:

- подвижной состав, движущиеся колесные пары, машины и механизмы;

- повышенная или пониженная температура оборудования;

- повышенная или пониженная температура воздуха;

- повышенный уровень вибрации, шума и инфразвука;

- повышенный уровень напряжения в электроцепи;

- недостаточная освещенность рабочей зоны;

- замыкание электротока, которое может пройти через тело человека;

- падение тяжелых деталей колесной пары (корпуса буксы, подшипника и т. д.);

- вращающиеся детали оборудования.

- знать правила оказания первой (доврачебной) помощи;

- содержать в исправном состоянии инструмент, приспособления, инвентарь, средства индивидуальной защиты (СИЗ);

- внимательно следить за сигналами и распоряжениями руководителя работ, выполнять их команды;

- выполнять требования запрещающих, предупреждающих, указательных и предписывающих знаков, надписей и сигналов, подаваемых водителями транспортных средств, машинистом крана и стропальщика;

- обращать внимание на движущиеся по смежным путям вагоны и локомотивы при проходе вдоль пути.

В случае нахождения во время движения составов на междупутье необходимо остановиться, положить переносимый груз на землю, внимательно смотреть навстречу идущему подвижному составу, быть внимательным к негабаритным грузам и другим, выступающим за габариты предметам и дождаться прохода (остановки) состава и лишь после этого снова продолжить движение.

Переходить пути разрешается только под прямым углом, не наступая на головки рельс, обходя стрелочные переводы, предварительно убедившись в отсутствии движущегося по путям подвижного состава. При переходе путей для осмотра и ремонта вагонов в плохую погоду (туман, снегопад, метель, дождь и т. д.), когда видимость световых и слышимость звуковых сигналов значительно снижена, необходимо остановиться в средней части междупутья и убедиться в отсутствии движущегося поезда.

Пути следует переходить после проследования подвижного состава.

Помнить о сооружениях и устройствах, которые располагаются на междупутьях, о которые можно травмироваться при проходе по станционным путям, особенно в ночное время. Подлезать под автосцепку, перелезать через автосцепку, подлезать под неогражденный состав запрещается.

Переходить путь, занятый подвижным составом, только через переходные площадки или по пешеходному (технологическому) проходу.

Обходить стоящие на путях группы вагонов или локомотивы на расстоянии не менее 5 м от автосцепки. Между расцепленными вагонами не менее 10 м - проходить разрыв посередине.

Предварительно убедиться в отсутствии движущегося по пути подвижного состава выходя из помещения и других зданий, закрывающих обзор пути.

Выходя из служебных помещений в темное время суток, необходимо выждать, пока глаза привыкнут к темноте, и установится нормальная видимость окружающих предметов.