Технология производства и ремонта вагонов

Московский  государственный университет путей  сообщения (МИИТ)

Институт  транспортной техники и организации  производства

Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка

к курсовому  проекту

по дисциплине «Технология производства и ремонта вагонов»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: ст. гр. ТВГ-341

Чертополохов А.М.

Проверил: преподаватель

Петров А.А.

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2007

 

Введение

Триангель является одним из основных элементов рычажной передачи тормозного оборудования вагона. От его технического состояния в значительной, мере зависит эффективность процессов торможения вагона, а значит и обеспечение безопасности движения. Кроме того техническое состояние триангеля и других элементов рычажной передачи существенно влияет на техническое состояние колесных пар. Так при неправильной регулировке рычажной передачи, при износе трущихся пар колодок и других факторах могут происходить кратковременные и длительные воздействия сил трения от тормозной колодки на колесо, превосходящие силы сцепления колеса с рельсом, что может привести, соответственно, к кратковременным (мгновенным) или длительным заклиниваниям колесной пары и её движению по рельсам юзом, следствием чего на поверхности катания колеса могут появиться специфические дефекты - навары, ползуны и другие повреждения.

С целью поддержания  всей рычажной передачи тормоза, и триангелей в частности, в технически исправном  состоянии при всех периодических  ремонтах, рычажная передача разбирается и отправляется для осмотра, испытаний и ремонта в специализированные отделения вагонных депо и ВРЗ.

В данном курсовом проекте излагаются основные понятия конструкции триангелей тележек грузовых вагонов, сведения об износах и повреждениях основных элементов триангеля и методы ремонта триангелей в условиях вагонных депо и вагоноремонтных заводов.

 

1. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ТРИАНГЕЛЯ ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Триангель тележки  грузового вагона изготавливается  из стали 09Г2СД ГОСТ 19282-73 или ст. 3 ГОСТ 380-71 и имеет конструкцию, представленную на рис. 1.

Рис. 1 Триангель тележки грузовых вагонов.

 

Триангель состоит  из основной балки 6, изготовленной из швеллера, струны 7, имеющей круглое сечение диаметром 33 мм, со вставками 8 и скобой 9 (струну со вставками 8 сваривают встык заранее), распорки 5, имеющей прямоугольное сечение 25х60 мм с отверстием для постановки валика, крепящего вертикальный рычаг, цапфы 10, корончатой гайки 11, шплинта 12, который предохраняет гайку 11 от самоотворачивания предохранительного наконечника 13, который служит для предупреждения падения триангеля на путь в случае обрыва подвесок 1 тормозного башмака 4 с колодкой 3. Тормозная колода 3 крепится к башмаку 4 с помощью чеки 2.

Триангель работает в сложных условиях: он с помощью подвесок и валиков укреплен на кронштейнах боковых рам тележки модели 18-100, Боковые рамы являются необрессореными элементами тележки и поэтому все возмущающие силовые факторы, действующие на боковые рамы передаются и на триангели.

С другой стороны  от тормозного цилиндра на триангель  передается тормозное усилие, принимаемое в работах равным Р=10000 кгс.

Простейшая расчетная схема триангеля изображена на рис. 2:

Рис. 2 Расчётная схема триангеля

 

Триангель можно  рассчитывать как статически неопределимую  стержневую систему, образованную осевыми линиями элементов конструкции.

Основная система будет иметь вид представленный на рис. 3:

 

Рис. 3 Основная система триангеля

 

Из схем приложения внешних сил и реакций можно  сделать выводы о напряженном  состоянии основных элементов балки  и о возможных повреждениях и износах в процессе эксплуатации.

 

2. АНАЛИЗ ИЗНОСОВ И ПОВРЕЖДЕНИЙ ТРИАНГЕЛЕЙ

 

Многолетний опыт эксплуатации триангелей позволяет с достаточной объективностью указать наиболее повреждаемые зоны, которые представлены на рис. 4.

Рис. 4 Износы и повреждения триангелей

 

Одним из наиболее часто встречаемых дефектов является износ резьбовой части 1 на конце цапфы. Эти износы и деформации резьбы появляются в результате недостаточной затяжки гайкой башмака в горизонтальном направлении. Ослабление затяжки башмака может происходить также при срезании шплинта и самоотворачивания гайки при смещениях башмака с колодкой в вертикальной плоскости.

При всех видах  периодических ремонтов часто встречаются  износы посадочной поверхности цапфы и упорного буртика 2. Эти износы происходят от постоянного взаимного трения с соответствующим посадочным отверстием башмака.

Иногда, встречаются также  дефекты по сварным швам приварки вставки к триангелю 3 и по сварному шву приварки струны к вставке 4.

Достаточно большую частоту  имеют дефекты в зоне распорки. Появляются трещины в зоне приварки, распорки к швеллеру 5. В результате взаимодействия с валиком, которым триангель крепится к вертикальным рычагам, происходит износ отверстия 6. Износ этого отверстия неравномерный, происходит овализация отверстия с максимальным диаметром в горизонтальной плоскости.

Свободный конец распорки от взаимодействия со струной получает износ 7. Зазор в этой зоне не допускается, т.к. этот зазор приводит к увеличению силового воздействия на триангель и дальнейшему интенсивному его разрушению.

На рис 5 представлены износы башмака. Он изготавливается отливкой из сталей 15л; 20л; 25л ГОСТ 977-75. Износ 1 прямоугольного отверстия образуется от взаимодействия с цапфой триангеля. Этот износ допускается восстанавливать при глубине не более 5 мм на сторону. Износ 2 – выработка паза для ушка колодки. Износ 3 – износ углубления для подвески, который образуется при постоянном покачивании башмака с колодкой относительно подвески.

Цифрой 4 обозначены разрушения скоб для удержания чеки. Эти скобы изготавливаются из полосовой стали Ст.З толщиной не менее 8 мм и привариваются ручной сваркой.

Износы 5 – износы концевых выступов башмака в местах прилегания колодки, которые устраняются при глубине не более 10 мм.

Общая технологическая схема  ремонта технической части тормоза тележки представлена на рис. 6.

Рис. 6 Общая технологическая схема ремонта механической части тормоза тележки

 

3. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ ДЕТАЛИ

Для повышения  надёжности детали предлагается использовать для ручной сварки электроды марки  «OK Femax 38.48» (ГОСТ 9467-75) производства компании Esab. Для наплавки износов триангеля можно использовать порошковую проволоку для полуавтоматической сварки и наплавки углеродистых и низколегированных сталей марки «OK Tubrod 15.05». Характеристики данных материалов приведены в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика  сварочных материалов

 
Продолжение таблицы 1

 

4. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ РЕМОНТА ТРИАНГЕЛЕЙ
1. Стационарный метод ремонта триангелей.

В большинстве  вагонных депо сети железных дорог применяется стационарный метод ремонта. Это объясняется сравнительно небольшими потребностями в ремонте триангелей (30-40 триангелей в смену), отсутствием свободных производственных площадей и другими факторами.

Представленный  в данном разделе вариант технологического процесса ремонта триангелей, разработан ПКБ ЦВ МПС и был рекомендован ЦВ МПС как типовой для внедрения на предприятиях вагонного хозяйства.

Схема размещения оборудования в отделении ремонта триангелей представлена на рис.7

Рис. 7 Схема размещения технологического оборудования отделения по ремонту триангелей

 

Триангели, требующие ремонта, снятые с ремонтируемых тележек и промытые, поступают в отделение, как показано на рис.7 по стрелке А и попадают в зону, действия крана-укосины 3 (или другого грузоподъемного устройства Q=0.5т).

С помощью крана-укосины 3 со специальным захватным приспособлением триангели передаются на стеллаж накопитель 1. Тем же краном-укосиной триангели снимаются со стеллажа накопителя и передаются на стенд 15 для контроля технического состояния и определения объема работ на каждом триангеле.

Заранее очищенный  триангель в сборе с тормозными башмаками устанавливают на позицию разборки 15, вынимают шплинты, отворачивают гайки, снимают наконечники, тормозные башмаки, закладки с цапф, используя при этом специальное приспособление для удаления шплинтов и гайковерты с крутящим моментом до 1800 Н·м (180 кгс·м)

Снятые детали дополнительно очищают, осматривают, проверяют основные размеры, годные укладывают на стеллаж 2 для дальнейшего использования. Триангели подлежащие ремонту, размечают, укладывают в кассеты и отправляют в соответствующие ремонтно-заготовительные участки. Использовать при ремонте неочищенные детали категорически запрещается. После осмотра триангелей, проверяют шаблонами и резьбовыми калибрами размеры прямоугольной и резьбовой частей цапф. При этом калибре проходное резьбовое кольцо ПР должно свободно, но без зазоров навинчиваться на проверяемую цапфу. Свинчиваемость калибра с резьбовой цапфы означает, что средний внутренний диаметры резьбы цапфы не выходят за установленные наибольшие предельные размеры, т.е. цапфа исправна.

Если кольцо калибра ПР навинчивается на цапфу с ощутимым зазором, то её необходимо проверить непроходным резьбовым кольцом НЕ, которое, как правило, не должно навинчиваться. Допускается навинчивание кольца НЕ на цапфу до двух оборотов. Если оно навинчивается более чем на два оборота, значит резьба цапфы изношена и подлежит ремонту наплавкой с последующей нарезкой резьбы М 30х3,5. Острый (пилообразный) подрез резьбы или срыв ее на длине более одной нитки не допускается.

Проверяют также  резьбу корончатой гайки проходной резьбовой пробкой ПР (или проходной стороной двусторонней резьбовой пробки). Этот калибр должен свободно ввинчиваться в гайку. Свинчиваемость калибра с гайкой означает, что средний и наружный диаметры резьбы гайки не выходят за установленные наименьшие предельные размеры, т.е. гайка исправна. Если гайка свободно с ощутимым зазором свинчивается с калибра, то её необходимо проверить непроходной резьбовой пробкой НЕ (или непроходной стороной двусторонней пробки). Этот калибр, как правило, не должен ввинчиваться в гайку (допускается ввинчивание пробки НЕ до двух оборотов с каждой стороны). Если гайка навернулась на калибр более, чем на два оборота с любой стороны, значит она не годная и должна быть заменена новой.

Резьбовые калибры (кольца ПР и НЕ) необходимо систематически проверять контрольными калибрами в соответствии с требованиями ГОСТ 18107-72.

Проверяют также  разность расстояний от наружных поверхностей скобы до оси распорки, которая допускается не более 5 мм.

Распорка должна располагаться перпендикулярно  швеллеру, её перекос или наклонное  расположение в вертикальной плоскости  не допускается.

В местах приварки к швеллеру распорки цапф, колец, в самом швеллере, струне и распорке трещины не допускаются.

Триангели, имеющие  трещины, ремонту не подлежат и ставить  их на вагоны запрещается.

Проверяют деформацию триангеля, измерив с помощью  шаблона уклоны швеллера от середины к концам (должен быть в пределах 3°).

Проверяют зазор  между свободным концом распорки и струной, который более 1 мм не допускается. При большом зазоре между струной и торцом распорки вставить одну металлическую планку, толщина которой в каждом случае выбирается с таким расчетом, чтобы она плотно с натягом вошла в зазор. Планку необходимо приварить с двух сторон к распорке.

После разборки и определения объемов работ  триангели передаются в кабину электросварщика 10 для восстановления изношенных поверхностей отверстий распорной стойки, цапф триангелей, разделки и заварки трещин, возникающих в узлах соединения швеллера и цапф.

Затем триангели  поступают на универсальный станок 7 и закрепляют зажимом 6, где производится автоматическая наплавка, обточка, нарезка резьбы и рассверловка отверстий в цапфах. Производительность станка 5 триангелей в час. Станок оборудован электросварочным шланговым полуавтоматом.

Отверстия распорной  стойки триангеля рассверливают  на станке 4.

Отремонтированный триангель передаётся опять на стенд 15, на котором производится проверка его размеров, сборка и испытания.

Тормозные башмаки, гайки, предохранительные угольники, снятые с триангеля при разборке на стенде 15, транспортируются с помощью  рольганга 11 на позицию сварочных и наплавочных работ для восстановления установленных правилами ремонта размеров.

После наплавки эти детали передаются и обрабатываются на станке 12 после чего поступают  на стеллаж 13 вблизи сборочно-разборочного стенда 15.

На стенде 15 производится испытание и сборка триангеля.

Испытание триангеля  на прочность и проверка величины остаточной деформации производится на испытательном стенде без башмаков.

Прямоугольные части цапф должны размещаться на упорах. В отверстие распорки устанавливают валик диаметром 40 мм, на струне и распорке кернером набивают лунки глубиной 1-1,5 мм на расстоянии 50-60 мм одну от другой.