Техническая диагностика

ВВЕДЕНИЕ

 

Техническая диагностика-это отрасль научно-технических знаний, сущность которой составляют теория, методы и средства для (определения технического состояния объекта).

Основное назначение технической диагностики состоит в повышении надежности объектов на этапе их эксплуатации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Автосцепные устройства служат для соединения вагонов друг с другом и локомотивом, передачи и смягчения действия растягивающих и сжимающих усилий, возникающих при движении поезда, а также для удержания вагонов на определенном расстоянии друг от друга.

Автосцепные устройства подвижного состава Российских железных дорог подразделяются на два типа: вагонного и паровозного. Автосцепное устройство вагонного типа установлено на пассажирских и грузовых вагонах.

Автосцепное устройство (рис. 1.1) состоит из:

•  корпуса автосцепки 13 с деталями механизма;

•  расцепного привода, включающего расцепной рычаг 3, кронштейн 2, державку 10 и цепь 14;

•  центрирующего прибора, состоящего из ударной розетки 9, двух маятниковых подвесок 11 и центрирующей балочки 12;

•  упряжного устройства, включающего поглощающий аппарат 5, тяговый хомут 6, клин тягового хомута 8, упорную плиту 7;

•  опорных частей: передних 9 и задних 1 упоров, поддерживающей планки 4.

Применение автосцепного устройства позволило значительно увеличить вес поездов, сократить время на формирование составов, снизить количество травм на железных дорогах за счет ликвидации тяжелого труда сцепщиков.

Оборудование вагонов автосцепными устройствами является важным мероприятием по повышению безопасности обслуживания и эффективности использования вагонов.

Конструкция автосцепных устройств, их материалы и технология изготовления постоянно совершенствуется. На грузовых вагонах автосцепки применяют двух видов: нежесткие и полужесткие. Нежесткие автосцепки при движении поезда свободно перемещаются друг по отношению к другу. Эти автосцепки более просты по конструкции, позволяют сцепить груженые вагоны с порожними, изношенные с новыми при предельной разности высот соседних автосцепок в эксплуатации до 100 мм. Их существенные недостатки — повышенный износ замков и корпусов автосцепок из-за взаимного трения и более вероятные саморасцепы при превышении допустимых размеров разности высот. Большинство вагонов грузового парка оборудовано нежесткими автосцепками.

Полужесткие автосцепки при движении поезда имеют взаимные перемещения до ограничителей вертикальных перемещений, размещенных на малых зубьях корпусов автосцепок. Такими автосцепками оборудованы рефрижераторные, пассажирские, восьмиосные и другие вагоны, имеющие увеличенную длину и вероятность саморасцепа у которых повышается.

Корпус автосцепки таких вагонов имеет в нижней части малого зуба ограничитель вертикальных перемещений. Цистерны для перевозки

газов и некоторых других опасных грузов имеют дополнительно ограничители вертикальных перемещений и в верхней части корпуса автосцепки.

Жесткие автосцепки применяют в вагонах метрополитенов и скоростных электропоездах. Такие автосцепки более сложные и дорогие, но обеспечивают более высокие эксплуатационные характеристики и делают возможным автоматическое соединение воздушной и электрической магистралей.

 

 

 

       Конструкция автосцепки СА-3

Автосцепка СА-3 (современная автосцепка, третий вариант, рис. 1.2) состоит из корпуса и деталей механизма. Пустотелый корпус 6 включает головную часть и хвостик. В хвостике имеется отверстие 7 для клина, соединяющего корпус с тяговым хомутом, полукруглый торец 9 и перемычку 8. Головную часть образуют большой 1 и малый 4 зубья. Пространство между ними носит название зев, в котором выступают замкодержатель 2 и замок 3. В сцепленном состоянии в зев входит малый зуб соседней автосцепки.

В месте перехода головной части в хвостовик отлит упор 5, которым автосцепка передает нагрузки на ударную розетку при соударении или резком торможении, когда поглощающий аппарат полностью сжат. В вертикальных стенках корпуса есть отверстия для установки валика подъемника 10 и для его удерживающего болта 11. Внутри корпуса со стороны малого зуба отлит серповидный прилив-полочка для верхнего плеча предохраниталя от саморасцепа, а со стороны большого зуба — круглый шип для навешивания замкодержателя и опора для подъемника. В нижней части корпуса есть отверстия для сигнального отростка замка, направляющего зуба замка и грязевое — для удаления мусора, снега, дождевой воды. Со стороны большого зуба, также в нижней части корпуса, есть четвертое отверстие для восстановления зацепления ошибочно расцепленных автосцепок. Корпус автосцепки изготовляют литьем из стали марок 20ГЛ, 20ГФЛ, 20ФЛ-9 и других сходных по составу. После изготовления на средней части корпуса остается литейный шов, который в эксплуатации используют для контроля расположения автосцепных устройств.

Детали механизма автосцепки — замок, замкодержатель, подъемник и валик подъемника отливают из стали марки 20 ГЛ. Предохранитель от саморасцепок штампуют из стали марки 38 ХС.

  Замок (см. рис.1.2) служит для удержания автосцепок в сцепном состоянии за счет выхода в зев передней замыкающей части.

Замок имеет шип для предохранителя а, овальное отверстие б для прохода валика подъемника, сигнальный отросток в, окрашенный в красный цвет, который сигнализирует об уходе замка из-за какой-либо неисправности в корпус и возможном саморасцепе. В нижней части замка имеется радиальная опора г, на которой замок ставится на наклонную поверхность нижней части корпуса, и направленный зуб д, обеспечивающий перекатывание замка по опоре без поперечного смещения. Замкодержатель предохраняет замок от ухода в глубь корпуса и предотвращает самопроизвольное расцепление автосцепок. Кроме этого, он вместе с подъемником удерживает замок в расцепленном положении. Замкодержатель имеет лапу к, противовес м, расцепной угол н и отверстие и для

навешивания на шип корпуса. До сцепления автосцепок противовес опушен вниз, а лапа выходит в зев корпуса. После сцепления автосцепок лапа под давлением зуба соседней автосцепки уходит в глубь корпуса, противовес поднимается вверх и встает напротив верхнего плеча предохранителя.

Предохранитель замка совместно с замкодержателем препятствует самопроизвольному расцеплению автосцепок. Предохранитель имеет верхнее плечо е, нижнее плечо ж и отверстие для навешивания на шип замка. В сцепленных автосцепках верхнее плечо предохранителя лежит на полочке корпуса, упирается в противовес в зам Автосцепные устройства служат для соединения вагонов друг с другом и локомотивом, передачи и смягчения действия растягивающих и сжимающих усилий, возникающих при движении поезда, а также для удержания вагонов на определенном расстоянии друг от друга.

 

 

    Подъемник участвует в расцеплении автосцепок и удерживает замок при установке автосцепки в положении «на буфер». Подъемник имеет широкий палец о, для перемещения предохранителя и замка и узкий , для взаимодействия с расцепным углом замкодержателя.

   Валик подъемника поворачивает подъемник при расцеплении автосцепок и ограничивает выход замка в зев корпуса. Валик подъемника имеет цилиндрические части , квадратную часть с для размещении подъемника и балансир ф с отверстием у для цепочки расцепленного привода. Выемка х служит для прохода запорного болта.

   Болт валика подъемника с гайкой и запорными шайбами устанавливается в отверстии прилива корпуса автосцепки и удерживает в нем валик подъемника.

    Автосцепка позволяет увеличить массу поезда и провозную способность железных дорог, обеспечивает рациональное использование мощности современных локомотивов, устраняет тяжелый и опасный труд сцепщика поездов, способствует уменьшению массы тары вагона вследствие объединения элементов конструкции и облегчения боковых и концевых балок рамы кузова при центральном расположении ударно-тяговых приборов.

   Корпуса автосцепки подвергаются закалке и отпуску, благодаря чему повышаются предел текучести на 20-25%, временное сопротивление на 13-20% и износостойкость на 20%. Однако при этом стоимость изготовления корпуса увеличивается на 12-15%. Следует учитывать, что усилия, вызывающие разрушения частей автосцепного устройства, не должны превышать усилий разрушающих раму кузова, сохранение целостности которой более важно, чем обеспечение прочности деталей автосцепки.

  Дефекты и  повреждения деталей автосцепного  устройства выявляются как визуально, так и с использованием вспомогательных  средств контроля, например лупы , дефектоскопа , шаблонов и др. 
По характерным внешним признакам, например , таким, как развитие местной коррозии, скопление в виде тонкой полоски валика из пыли, грязи, инея, уже до очистки и обмывки деталей можно определить места возможного расположения трещин, которые должны быть впоследствии тщательно осмотрены и всесторонне проверены. 
Так, после расчистки зон повреждения головы корпуса автосцепки их обследуют с использованием лупы. Выявленные трещины вырубают на всю глубину залегания и на 15—20 мм далее видимых границ начала и конца. Разделка кромок трещины может производиться с помощью ручного или пневматического зубила, строганием   на   станке,   электродуговой   или   газокислородной   резкой.

К основным неисправностям корпуса автосцепки относятся: 

- трещины  в углах, образованных  ударной стенкой зева и боковой  стенкой большого зуба, а также  между этой стенкой и тяговой  стороной большого зуба; 

- трещины в углах проемов  для замка и замкодержателя. 

    Эти трещины образуются в результате влияния концентрации напряжений   в  зонах  перехода  от  одной поверхности к другой, так как при изготовлении часто уменьшаются радиусы сопряжений стенок контура изделия против установленных.

   Эксплуатация показывает, что 42,5% корпусов автосцепки бракуют из-за наличия трещин в этих зонах; трещины  в месте перехода головы к хвостовику и трещины  в стенке отверстия для клина тягового хомута. Повреждения в этой зоне характеризуются хрупким разрушением и в большинстве своем происходят в результате" износа перемычки.  
Уменьшение толщины перемычки происходит в результате износа  упорной поверхности хвостовика от взаимодействия с упорной плитой и за счет износа и смятия 5 стенки отверстия от взаимодействия с клином хомута. 

   Основной причиной износа этого отверстия является существенное увеличение продольных сил, действующих в большегрузных поездах, наибольшие значения которых превышают предел текучести используемого металла.

Поэтому клиновое соединение в усиленных автосцепках заменяют более прочным — шарнирным; износы  тяговых и ударных поверхностей большого и малого зубьев существенно ухудшают продольную динамику вагонов и могут явиться причиной саморасцепов, износы  поверхностей корпуса в месте соприкосновения с поверхностями проема ударной розетки происходят в случае отклонения оси корпуса автосцепки в вертикальной и горизонтальной плоскостях. 

   При проходе вагонов в кривых малого радиуса и особенно при сцеплении вагонов с разной длиной консольной части рамы оси автосцепки отклоняются и на первом этапе подвергаются износу вертикальные стенки корпуса автосцепки. 

   При достижении определенного значения износа прочность стенок становится недостаточной, хвостовик начинает изгибаться в горизонтальной плоскости, и в этом месте появляются трещины. Аналогичное явление наблюдается в вертикальной плоскости, когда поезд проходит различные переломы профиля пути — возникает заклинивание автосцепок в контуре зацепления. 

   В результате этого хвостовик автосцепки одного из вагонов упирается через тяговый хомут в верхнее перекрытие хребтовой балки и начинает поднимать вагон. Это приводит к изгибу хвостовика или изломам маятниковых подвесок смежной автосцепки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Виды и методы диагностирования корпуса автосцепки СА-3

Для диагностирования технического состояния ПС их сборных единиц и деталей используются различные методы. Многообразие методов диагностирования вагонов обусловлено в основном двумя причинами: сложностью структуры диагностирования, определяемой сложностью ПС как объекта диагностирования, и разнообразием задач технической диагностики в соответствии с требованиями, предъявляемыми к системе технического обслуживания и ремонта вагонов.