Организация работы вагоносборочного участка

Далее производится формирование колесной пары.

 

4.5 Формирование колёсных пар из новых элементов

 

Размеры элементов колесных пар при новом формировании, а также допускаемые отклонения должны соответствовать стандартам и чертежам.

При запрессовке колес на оси величины конечных усилий, а также форма запрессовочных диаграмм и длина сопряжении должны соответствовать инструкции ЦВ/3429.

Новые колесные пары формируются только с цельнокатаными колесами.

Расположение клейм и знаков на элементах вновь формируемых колесных пар должно соответствовать утвержденным стандартам и инструкции ЦВ/3429.

Колесные пары, имеющие сдвиг ступиц колес, подлежат распрессовке с последующим использованием годных элементов при ремонте.

Дальнейший процесс ремонта колесных пар со сменой элементов (см. схему рис. 4.1) производится так же, как и при ремонте без смены элементов.

 

4.6 Ремонт колесных пар без смены элементов

 

Ремонт колесных пар без смены элементов производится во всех нагонных депо. Основной задачей этого ремонта является восстановление геометрии поверхности катания и гребня колеса. Основным методом восстановления геометрии является обточка на колесотокарных станках. Применяются станки проходного типа, например фирм Хегеншайдт и Рафамет, или тупикового типа тех же фирм, а также российских, Краматорского или Рязанского станкозаводов.

При восстановлении профиля поверхности катания обточкой необходимо обеспечить обработку с минимально необходимой глубиной резания. Но это вызывает большие трудности, так как проточка будет проходить по твердому наклепанному слою металла поверхности катания колеса. Чтобы исключить эту трудность, искусственно увеличивают глубину резания, и обточка идет по ненаклепанному металлу, но это уменьшает число последующих переточек, а значит и срок службы колес.

Для ликвидации этого недостатка разработаны конструкции установок для предварительного отжига поверхности катания колеса. Наиболее эффективными установками отжига являются установки с индукционным нагревом токами высокой частоты, обладающие способностью быстро прогревать верхние слои металла до высоких температур, тем самым снижая наклеп. Применение такой технологии позволяет обтачивать колесные пары со снятием стружки минимальной толщины, удлиняет срок службы колес примерно в два раза, дает экономию на режущем инструменте.

Восстановление поверхности катания на отечественных станках производится за два прохода резца (рис. 4.3).

 

Рисунок 4.3 - Схемы обработки профиля поверхности обода колеса чашечными резцами на колёсотокарном станке модели 1836 А

вагонный колесо неисправность ремонт

Грубая обработка производится обычно от фаски Н к гребню К (рис. 4.3), при этом оставляя припуск на последующую чистовую обработку 1...2 мм.

Чистовой проход выполняется от внутренней грани колеса Н по гребню к фаске К.

Обработка ведется в автоматическом режиме твердосплавным чашечным резцом, управляемым по копиру гидравлической следящей системой.

В последние годы резко интенсифицировался износ гребней, а восстановление геометрии поверхности катания и гребня обточкой на станке при самых передовых технологиях приводит к снижению срока службы колесных пар. Поэтому встал вопрос восстановления гребней наплавкой.

Колеса изготавливаются из среднеуглеродистой стали, которая является трудносвариваемой, при сварке и наплавке, которой во избежание образования горячих (кристаллизационных) трещин в наплавленном металле и холодных трещин в околошовной зоне требуется выполнение целого ряда условий.

Для этого была разработана специальная технология наплавочных работ на базе шеечно-накатного станка ХАД-112, которая предусматривает предварительный нагрев колес в зоне гребня до t = 250 °С, наплавку в специальных кабинах с целью исключения образования сквозняков в зоне сварочного поста и последующее замедленное остывание колес после наплавки в специальных термостатах. При этом запрещено устанавливать наплавленные колесные пары на рельсы.

Предотвратить образование трещин удалось подбором сварочной проволоки Св-08ХМ, Св-08ГА, сварочного тока I =330...350 А, скорости наплавки V = 20...25 м/ч, флюсов - АН-348А, АНЦ-1. При этом флюсы должны проходить прокалку при t = 350...400°С в течение 1...2 ч и храниться в сушильном шкафу при t = 60°С, что снижает содержание водорода в наплавленном металле и предотвращает образование пор.

После наплавочных работ производится обточка колес по кругу катания, как это описано выше.

Далее колесная пара подвергается магнитно-порошковой дефектоскопии средней части оси, ультразвуковой дефектоскопии подступичных частей и шеек, если не производился съем внутренних колец роликовых подшипников на горячей посадке, и вихретоковая дефектоскопия дисков колес в соответствии с инструкцией.

После измерения параметров колесной пары в соответствии с инструкцией ЦВ/3429 колесная пара в случае соответствия всем требованиям подвергается клеймению и окраске.

 

4.7 Дефектоскопирование колёсных пар

 

Шейки и предподступичные части осей после обработки подлежат испытанию магнитным дефектоскопом.

Проверке дефектоскопами подлежат:

 

Магнитным дефектоскопом:

а) шейки, предподступичные части осей колёсных пар для подшипников скольжения - при полном и обыкновенном освидетельствовании, для роликовых подшипников - при полном освидетельствовании со снятием внутренних и лабиринтных колец;

б) средняя часть оси - при полном и обыкновенном освидетельствовании колёсных пар. Дефектоскопирование средней части оси с редуктором на ней производят по особым техническим условиям;

в) подступичные части оси - перед запрессовкой колёс;

г) внутренние кольца роликовых подшипников на горячей посадке при полном освидетельствовании без снятия их с шейки оси;

ультразвуковым дефектоскопом:

а) подступичные части оси- при полном и обыкновенном освидетельствовании у колёсных пар для подшипников скольжения и при полном освидетельствовании у колёсных пар для роликовых подшипников, если колёсная пара не подвергалась прессовой обработке;

б) шейки и предподступичные части осей для роликовых подшипников - при полном освидетельствовании колёсных пар без снятия внутренних и лабиринтных колец с цилиндрическими роликовыми подшипниками на горячей посадке;

в) проверка прозвучиваемости осей вновь сформированных колёсных пар.

Проверку элементов колёсной пары дефектоскопами должен производить дефектоскопист, выдержавший испытание и получивший удостоверение на право контроля дефектоскопами деталей вагонов.

На основе анализа предыдущих пунктов записки была разработана маршрутная карта ремонта (смотрите Приложение Б).

 

4.8 Восстановление шеек и предподступичных частей оси механической обработкой

 

Для устранения дефектов шейки (в том числе после наплавки буртов) и предподступичных частей осей колесных пар III типа их обтачивают и накатывают роликами, а шейки осей колесных пар на роликовых подшипниках преимущественно зачищают (полируют) абразивной лентой (шкуркой). При наличии значительных наминов, рисок и других дефектов шейки осей для роликовых подшипников на втулочной посадке типа РУ, а также предподступичные части осей на втулочной и горячей посадке типов РУ, РУ1, РУ1Ш обтачивают до установленного градационного размера, а затем накатывают роликами, если в колесном цехе имеются закрепительные втулки и лабиринтные кольца с соответствующими градационными размерами. Размеры и отклонения, а также шероховатость поверхностей шеек и предподступичных частей после восстановления должны удовлетворять установленным требованиям.

Обработку шеек осей колёсных пар разрешается производить как до запрессовки колёс на оси, так и после запрессовки и обточки поверхностей катания колёс.

При ремонте колёсных пар по мере надобности:

а) шейки и предподступичные части, включая галтели колёсных пар с подшипниками скольжения, обтачиваются с последующей накаткой роликами;

б) шейки, включая галтели колёсных пар с роликовыми подшипниками обтачивают с последующей упрочняющей накаткой роликами или зачищают шлифовальной шкуркой, если обточка шеек не требуется;

в) предподступичные части осей колёсных пар с роликовыми подшипниками обтачивают до установленных размеров или зачищают шлифовальной шкуркой;

г) наплавленные бурты шеек осей колёсных пар обтачивают;

д) зарезьбовая канавка диаметром 100 мм у осей РУ1 перетачивается на диаметр 90 мм и её ширина рассчитывается до 8+1мм.

В процессе обточки шеек и предподступичных частей старогодних осей разница диаметров и длин шеек у одной колёсной пары не регламентируется.

Механическую обработку шеек и предподступичных частей осей колесных пар осуществляют на токарно-накатных станках. В колесных цехах заводов и депо используют старотипные токарно-накатные станки моделей 1835 КЗТС, МК177С1 и МК177 завода «Красный пролетарий», станки моделей ТВС и ХАС112 фирм «Рафамет», «Беттс-Бриджфорд» и др., а также типовые станки моделей КЖ1840 КЗТС и ХАД112 фирмы «Рафамет». Для аналогичных целей выпускают токарно-накатные станки фирмы «Хегеншайдт» (ФРГ) и «Фаррел» (США). На вагоноремонтных предприятиях в основном применяют станки модели ХАД112. Токарно-накатной станок модели ХАД 112 проходного типа, предназначенный для обработки шеек и предподступичных частей оси колёсных пар в сборе. Для тех же целей предназначен и токарно-накатной станок КЖ 1840.

Для обтачивания шеек и предподступичных частей осей применяют напайные фасонные резцы с отогнутой головкой, режущая кромка которых выполнена с радиусами 20 и 3 мм. Резцы, изготовляемые чаще всего с пластинами из твердого сплава марок Т5К10, Т15К6, Т14К8, Т30К4, затачивают по шаблонам. Они имеют главный задний угол 8 - 10°, передний около нуля, фаску шириной 0,5 мм, расположенную под углом минус 3 - минус 5°. Передняя и задняя поверхности резцов должны быть доведены до высокого класса шероховатости (Ra = 0,32 мкм.)

Поверхности шеек и предподступичных частей осей после обтачивания должны иметь шероховатость по ГОСТ 2789 - 73 - Rz ≤ 40 мкм. Для повышения качества поверхности шеек осуществляют их накатывание упрочняющим и сглаживающим роликами. Для достижения высокой чистоты поверхности необходимо, чтобы сглаживающий ролик не опережал упрочняющий. Накатывание выполняют за один проход, при этом увеличение твердости поверхности в результате накатывания должно составлять не менее 22 % с постепенным снижением твердости до исходной, глубина наклепанного слоя должна быть не менее 0,02 - 0,04 диаметра упрочняющего сечения оси, и шероховатость поверхности Ra после накатывания должна составлять для шеек осей III типа 0,63 мкм, роликовых - 1,25 мкм и предподступичных частей - 2,5 мкм.

Поверхности буртов, шеек и предподступичных частей оси обтачивают резцом по заданной траектории его движения на станках моделей XАД 112 и КЖ1840 с глубиной резания до 2 мм на частотах вращения колесной пары соответственно 162 и 130 об/мин и подачах 0,5 и 0,46 мм/об. Галтели и фаски буртов обрабатывают на ручной подаче. Накатывание шеек роликами с заданной траекторией их движения на станках моделей ХАД112 и КЖ1840 осуществляют с теми же параметрами режима, что и обтачивание. При этом галтели накатывают также на ручной подаче. Усилие накатывания, контролируемое манометрами, составляет 24,5-26,5 кН (2500-2700 кгс). Подвод роликов, достижение требуемых усилий накатывания, а также отвод роликов производят плавно, без рывков при вращающейся оси. Остановка движения суппорта с роликами в процессе накатывания не допускается. Зачистку (полировку) шеек осей колесных пар для роликовых подшипников осуществляют на указанных станках шлифовальной шкуркой № 6 (ГОСТ 5009-82) при вращении колесной пары с частотой, аналогичной частоте, при которой обтачивают шейки осей для подшипников скольжения. Для измерения и контроля обработанных шеек применяют микрометры, рычажные скобы и шаблоны.

Как правило, на одном токарно-накатном станке производят и обтачивание и накатывание шеек и предподступичных частей. Однако в некоторых колесных цехах имеет место и раздельная технология, когда на одном станке осуществляют обтачивание, а на другом - накатывание. Технологические процессы обтачивания и накатывания шеек и предподступичных частей оси на станках моделей ХАД112 и КЖ1840 почти идентичны и представляют собой совокупность последовательно и параллельно выполняемых переходов.

Производительность токарно-накатных станков могла бы быть выше за счет увеличения параметров режима резания и накатывания. Режущие свойства твердосплавного инструмента позволяют значительно увеличить скорость резания, однако режим накатывания ограничен регламентированной частотой вращения колесной пары до 220 об/мин и подачей до 0,7 мм/об. Обработка шеек резанием на самых высоких по паспорту ступенях частот вращения (324 об/мин (станок модели ХАД112) и 232 об/мин (станок модели КЖ1840)) связана с влиянием на точность обработки имеющегося дисбаланса вращающейся колесной пары.

 

4.9 Восстановление металлизацией шеек осей под роликовые подшипники

 

После многократной зачистки (полировки) шеек осей колесных пар при их ремонтах действительные размеры шеек выходят за пределы установленных допусков, что является основанием для их браковки. Для продления срока службы осей ВНИИЖТом разработана технология восстановления шеек путем их металлизации напылением. Сущность технологии заключается в том, что металл в виде проволоки (или порошка) подается к месту плавления, расплавляется электрической дугой (газовым пламенем или плазмой), распыляется струей сжатого воздуха (или другого газа) на мельчайшие частицы и силой этой же струи наносится на подготовленную поверхность, образуя покрытие необходимой толщины. Технологический процесс восстановления металлизацией шеек осей вагонных колесных пар с роликовыми подшипниками состоит из трех последовательно выполняемых частей: подготовки поверхности шейки оси под металлизацию, металлизации шейки оси, последующей механической обработки покрытия.

Перед металлизацией поверхности шеек осей протачивают до диаметров 128,4-128,8 мм (оси типа РУ1) или 133,4-133,8 мм (оси типа РУ) для выведения поверхностных дефектов с получением шероховатости поверхности Rz < 20 мкм по ГОСТ 2789-73. После упрочняюще-сглаживающего накатывания обточенных шеек по принятой технологии их подвергают магнитной дефектоскопии и тщательно обезжиривают ацетоном. Предподступичную часть и резьбовой конец оси закрывают специальными защитными втулкой 1 (рис. 4.4) и гайкой 2, которые устанавливают на шейке 3. Процесс металлизации шеек производят в два этапа: нанесение подслоя молибдена для увеличения прочности сцепления стального покрытия с металлом шейки оси и нанесение основного стального покрытия. Для этого используют два металлизатора 4 станочного типа марки ЭМ-12, серийно выпускаемые промышленностью. Для питания электрической дуги применяют сварочный преобразователь ПСГ-500 с жесткой внешней характеристикой. Толщина нанесенного подслоя молибдена составляет 0,15-0,20 мм, так как при меньшей толщине молибден не полностью покрывает поверхность шейки, в результате чего уменьшается прочность сцепления основного стального покрытия с металлом шейки. Для нанесения подслоя применяют молибденовую проволоку марки МЧ диаметром 1,5 мм. перед напылением проволоку обезжиривают бензином.