Организация работы вагоносборочного участка

 

Рисунок 4.4 - Схема металлизации шейки оси под роликовые подшипники

 

При нанесении основного стального покрытия применяют проволоку диаметром 2,0 мм из стали 65Г. Перед металлизацией проволоку также обезжиривают. После первых 5 - 6 проходов при напылении стали процесс металлизации прерывают на 4 - 5 мин для остывания покрытия. При этом вращение колесной пары не прекращается. Ускорять процесс остывания покрытия обдуванием его сжатым воздухом или другими искусственными способами запрещается. Технологический припуск на последующую механическую обработку составляет 0,7 - 0,9 мм на диаметр. После нанесения стального покрытия получают шейки с диаметрами 131,5 - 131,8 мм (оси типа РУ1) и 136,5 - 136,8 мм (оси типа РУ).

При нанесении молибдена и стали металлизатор задерживают около защитных гайки и втулки на 3 - 5 с для получения после металлизации покрытия одинаковой толщины по всей длине шейки. Во время металлизации концов шейки со стороны галтели и резьбы металловоздушная струя попадает на края защитных втулки и гайки. Процесс металлизации прекращают в таком порядке: выключают подачу проволоки, снимают напряжение с металлизатора и отключают подачу воздуха. После металлизации удаляют защитные гайку и втулку.

Механическая обработка восстановленной шейки состоит из двух операций: обтачивания и шлифования. Покрытие обтачивают резцами с пластинкой из твердого сплава марки Т30К4 или Т15К6. Первый проход при обтачивании начинают с середины шейки и ведут в обе стороны. Последующие проходы резцом ведут от торца или галтели шейки. Режимы обтачивания: частота вращения оси 100 об/мин, продольная подача резца 0,45 - 0,55 мм/об, глубина резания 0,2 - 0,3 мм. Припуск на шлифовку составляет 0,25 - 0,35 мм на диаметр. Шлифование ведут мягким шлифовальным кругом при обильном охлаждении.

В результате исследований установлено, что металлизационные покрытия повышают предел выносливости деталей, имеющих прессовые посадки и несущих циклическую нагрузку, выше предела выносливости новых деталей, если опасное сечение находится в зоне прессового соединения. Металлизационные покрытия изменяют условия и характер развития усталостного процесса в зоне прессовых посадок. Исследования показывают, что выносливость не снижается даже при увеличении числа циклов нагружений до 1 млрд., так как отсутствует явление фреттинг-усталости. Напыленный металл имеет меньший по сравнению с основным модуль упругости, поэтому нагрузка, воспринимаемая основанием и покрытием, распределяется между ними пропорционально значениям их модулей упругости. Следовательно, во время работы детали с прессовой посадкой нанесенное на нее покрытие всегда испытывает в несколько раз меньшее напряжение, чем материал детали.

Опытные данные показывают, что основное влияние на предел выносливости вала в условиях запрессовки оказывает толщина покрытия и напряжение на дуге металлизатора. Этот вывод очень важен для практического использования восстановления металлизацией, так как при достижении высокой прочности сцепления напыленного покрытия с основанием можно наносить покрытия большой толщины без понижения предела выносливости деталей. Следовательно, напылением можно восстанавливать детали с прессовыми посадками, имеющими большие износы, чего нельзя добиться при использовании каких-либо других способов восстановления.

 

4.10 Ремонт резьбовой части шеек осей

 

Некоторые колесные пары, поступающие в ремонт, имеют механические повреждения или значительные нарушения резьбовой части осей. Такие колесные пары восстанавливают по техническим указаниям ТУ 32-ЦВ-121-80 на ВРЗ и в ВКМ на установке УНО-1, обеспечивающей автоматическую двухслойную наплавку резьбовой части вагонных осей типа РУ1 под слоем флюса.

Восстановлению наплавкой подлежат оси с поврежденной резьбой, выходящей за следующие пределы: наружный диаметр 108,7-110,0 мм, средний диаметр 107,4-108,0 мм, угол вершины профиля 55-65°.

Восстановлению наплавкой подлежат также оси, резьба которых имеет повреждения в виде забоин, смятий витков резьбы, если их не удается устранить зачисткой или обработкой специальным инструментом для калибровки резьбы, а также в виде «схватываний» (залипаний, сваривания) металла витков или местных вырывов металла одного или нескольких витков.

Перед наплавкой колесную пару обмывают, расформировывают, а дефектную часть оси обтачивают на токарном станке под диаметр 105,5 мм. Наплавку производят при температуре воздуха не ниже плюс 5°С под слоем флюса АН-348АМ электродной проволокой марки Св-18ХМА или Св-0,8А диаметром 1,6 мм. Применение других марок проволоки запрещается. Перед использованием проволока должна быть очищена от ржавчины, масла и грязи. Наплавку осуществляют током 180-222 А, напряжением 24 В при подаче электродной проволоки со скоростью 78 м/ч при частоте вращения оси 0,7 об/мин. При этом используется постоянный ток обратной полярности. Шаг наплавки 2,2 мм/мин. Смещение электрода от зенита (вперед) 8 мм. Режим наплавки контролируют по приборам, находящимся на панели управления установки. В процессе наплавки оператор следит за формированием наплав ленного металла и за работой скалывателя шлаковой корки. После наплавки первого слоя без перерыва процесса горения дуги оператор должен поворотом рычага слева направо поднять сварочную головку на 4 мм и продолжить наплавку второго слоя. При этом резец шлакоскалывателя отводят назад на 4 мм. После наплавки диаметр резьбовой части должен быть не менее 112 м. Наплавленная часть оси подлежит обтачиванию и нарезанию или накатыванию резьбы M 110x4 в соответствии с существующими требованиями.

К наплавке допускается обслуживающий персонал, обученный работе на установке и сдавший испытание по технике безопасности при работе на ней. Во время работы на установке оператор должен находиться на деревянной решетке с изолированными опорами и работать в защитных очках с белыми стеклами. Сбор отработавшего флюса и засыпку его в бункер оператор должен производить в респираторе. В случае размещения установки в плохо вентилируемом помещении рекомендуется установить местную вытяжку.

Наплавленный металл на резьбовой части оси не должен иметь трещин, газовых пор и других дефектов. Резьба, нарезанная на оси, должна быть принята после контроля наружного диаметра рычажной скобой и проверки ее проходным и непроходным резьбовыми калибрами. Каждая вагонная ось с резьбовой частью, восстановленной наплавкой, регистрируется в журнале формы ВУ-53, хранящемся в колесном цехе.

При ремонте колёсных пар на вагоноремонтных заводах (ВРЗ), в депо и вагоноколёсных мастерских разрешается:

а) наплавка изношенных буртов шеек на автоматических и полуавтоматических установках под слоем флюса и вручную;

б) восстановление резьбы у торцевой части осей.

 

4.11 Обработка подступичных частей осей

 

Для обеспечения установленной шероховатости поверхностей несоблюдения геометрических размеров, а также для удалении следов коррозии, наминов, рисок и других дефектов, выявленных после распрессовки колесных пар, подступичные части осей подвергают механической обработке, а для контроля - последующем магнитной дефектоскопии. Механическая обработка подступичных частей осей включает в себя обтачивание подступичных частей и запрессовочных конусов, а также упрочняющее накатывание их роликами. На ВРЗ и в ВКМ обтачивание и накатывание осуществляют либо на одной операции, либо на разных, причем на отдельных заводах при новом формировании накатывание подступичных частей совмещают с накатыванием средней части оси.

Размеры подступичных частей новых и старогодных осей после обработки должны соответствовать стандартам и требованиям Инструкции ЦВ/3429.

При ремонте колесных пар со сменой элементов подступичные части новых осей разрешается обтачивать до большего диаметра при условии соблюдения размера допускаемой толщины стенки ступицы колеса. Разрешается удалять обтачиванием поперечные и относящиеся к ним наклонные трещины на подступичных частях осей III типа, изготовленных после 1959 г., и осей под роликовые подшипники при условии, что диаметр подступичной части после обтачивания будет не менее 182 мм. При этом обтачивание подступичных частей таких осей следует производить в глубину за пределы трещины не менее чем на 0,5 мм.

Для обработки подступичных частей оси на вагоноремонтных предприятиях используют преимущественно универсальные токарно-винторезные станки, оснащенные накатными приспособлениями. В колесных цехах применяют типовые токарно-винторезные станки моделей 1М63 и 1А64 Рязанского станкостроительной завода и старотипные отечественные и зарубежные станки моделей 1Д63А, 163, 165, ДИП300, фирм «Вольман», «Вагнер», «Браун» и др. Для этой же цели применяют специализированные токарно-накатные типовые станки модели КЖ1842 КЗТС и старотипные модели AFD фирмы «Найльс». Для накатывания подступичных частей осей используют также специализированные накатные станки моделей КЖ18М и КЖ1843 КЗТС, предназначенные для совместного накатывания средних и подступичных частей в при процессе изготовления новых осей. Находят применение для обработки подступичных частей осей специализированные токарные станы моделей TOA-40Z и TOA-40W фирмы «Поремба» (ПНР).

Из универсальных станков токарно-винторезный модели 1M63 является наиболее приемлемым для обработки подступичных частей оси. Этот станок по сравнению со станком 1А64, хотя и обладает меньшей жесткостью и износостойкостью подшипниковых узлов, более быстроходный, легче в управлении и лучше соответствует по мощности данной операции.

Универсальные токарно-винторезные станки указанных моделей конструктивно схожи между собой. Для обтачивания подступичных частей оси используют два резца, закрепленных в резцедержателе станка: проходной - для обработки цилиндрической части и широкий фасочный - для обработки запрессовочного конуса.

Скоростные возможности универсальных станков при обработке подступичных частей оси практически не используются. По диапазону частот вращения такие станки используются на 8 %, а по диапазону подач - на 3%. Эффективность использования универсальных станков по сравнению со специализированными значительно ниже.

Токарно-накатной станок модели КЖ1842 предназначен для обтачивания и накатывания подступичных частей вагонных и локомотивных осей.

При обтачивании подступичных частей оси следует обращать внимание на длину обрабатываемых поверхностей и правильность выполнения сопряжения их со средней частью. Переход от подступичной части к средней необходимо делать плавным, без уступов. Разница в диаметрах подступичных частей с одной и другой стороны старогодной оси не регламентируется. Подступичные части осей после обработки должны быть цилиндрическими без вмятин и забоин по всей длине. Отклонения, возникающие при обработке, не должны превышать требований, указанных в инструкции ЦВ/3429Д Шероховатость поверхности после обтачивания подступичной части оси перед накатыванием должна быть Rz < 20 мкм, а припуск под накатывание при обтачивании следует оставлять с учетом уменьшения диаметра в результате накатывания порядка 0,06-0,08 мм. Для обтачивания цилиндрической части подступичных частей применяют типовые проходные резцы с пластинами из твердого сплава марок Т15К6, Т30К4.

Особое внимание при обработке необходимо обращать на качество запрессовочного конуса. Для плавного захода оси в ступицу при запрессовке наружный конец подступичной части обтачивают на конус с разностью диаметров не более 1 мм и длиной 7-15 мм. Переходы от запрессовочного конуса к цилиндрической подступичной части оси должны выполняться плавными, без уступов.

Угол запрессовочного конуса оказывает существенное влияние на качество прессового соединения. С увеличением этого угла конечные усилия запрессовки возрастают, а усилия сдвига снижаются при больших и малых значениях натяга. Наиболее благоприятными по соотношению усилий запрессовки и сдвига являются углы заходного запрессовочного конуса до 5°. Запрессовочный конус выполняют специальным широким фасочным резцом на ручной поперечной подаче. Шероховатость поверхности заходного конуса Rz перед накатыванием должна быть такой же, как подступичной части оси, но не более 40 мкм.

Основными показателями качества упрочнения накатыванием роликами являются повышение твердости поверхности, глубина наклепанного слоя и шероховатость поверхности. Увеличение твердости поверхности в результате накатывания должно составлять не менее 22 % с постепенным ее снижением до исходной. После накатывания подступичных частей оси наименьшая твердость поверхности при диаметрах до накатывания 180-189 мм должна составлять HV 219, а при диаметрах 190 -200 мм - HV 229. Глубина наклепанного слоя после накатывания подступичных частей оси с диаметрами 180-200 мм должна находиться в пределах 3,6-7,2 мм, а шероховатость Ra по ГОСТ 2789-73 (СТ СЭВ 638-77) - 1,25 мкм.

Накатывание производят упрочняющим и сглаживающим роликами за один проход при обильном смазывании упрочняемых поверхностей машинным маслом.

При необходимости удаления рисок, царапин, вмятин и других дефектов на накатанных поверхностях допускается обтачивание с последующим повторным накатыванием. При обтачивании поверхности на глубину до 0,3 мм повторное накатывание допускается производить с пониженным до двух раз усилием. Исправлять отдельные дефекты разрешается также повторным (до трех раз) накатыванием без предварительного обтачивания поверхности.

При накатывании подступичных частей оси производят постоянный контроль за усилием, подачей, частотой вращения, значениями перекрытия роликов, смазыванием поверхности, размерами роликов и состоянием поверхности оси до и после накатывания.

 

 

 

5. Разработка технологических операций

 

При проектировании операций для каждой из них должны быть выбраны оборудование, приспособления, режущие и мерительные инструменты, назначены допуски на операционные размеры и пространственные отклонения, рассчитаны припуски и операционные размеры, режимы и нормы времени. Операция делится на технологические и вспомогательные переходы, установы, позиции, рабочие и вспомогательные ходы, приемы.

Заданием предусмотрен дефект оси - износ резьбовой части шейки оси.. Восстанавливать изношенную поверхность будем автоматической наплавкой под плавленым флюсом.

Основными этапами разработки технологического процесса наплавки являются:

подготовка деталей к наплавке (КТТПО);

выбор наплавочных материалов;

расчет параметров режима наплавки;

выбор наплавочного оборудования и приспособлений;

разработка техники выполнения наплавочных работ;

выбор метода контроля наплавки;

составление операционной карты наплавки (ОКН).

Детали, подлежащие наплавке, очищают от грязи, масла, ржавчины, краски, после чего их сортируют и определяют возможность и целесообразность восстановления наплавкой.

После очистки деталей, подготовленных к наплавке, определяют величину и характер износа детали, наличие трещин, вмятин, наклепа и т.д. Неудаленные перед наплавкой трещины остаются под слоем наплавленного металла и в процессе эксплуатации распространяются в основной и наплавленный металл.