Вероятные отказы колесных пар, способы их устранения и технические требования к отремонтированным сборочным единицам и деталям приведены в табл. 60.
60. Вероятные отказы колесных пар
Вероятный отказ и способы его устранения | Технические требования |
Ослабление посадок колесных центров, центров зубчатых колес, зубчатых венцов, бандажей и укрепляющих колец. Колесную пару переформировать, восстановить посадки. Бандажи заменить (перетянуть) | Ослабление посадки не допускается. При ослаблении укрепляющего кольца на 30 % или ближе 100 мм от торца замка колесную пару отремонтировать |
Трещины в осях: на галтелях, поверхности подступичной части, шейках буксовых и моторно-осевых подшипников, средней части оси. Механическая обработка до полной ликвидации трещины в пределах допускаемых размеров элементов оси | Поперечные трещины, протертости более 44 мм не допускаются независимо от размера и места расположения. Разрешается оставлять без исправления одну продольную трещину или плену на средней части оси длиной не более 25 мм |
Трещины в диске колесного центра. Трещину от кромок облегчающего отверстия заварить с постановкой усиливающих элементов — перепонки, диафрагмы обводных колец | Запрещается заваривать трещины в ступице колесного центра и зубчатого колеса, заваривать сквозные трещины в ободе без снятия бандажа |
Прокат по кругу катания бандажа свыше допустимого значения. Обточить до полного профиля без выкатки или с выкаткой колесной пары из-под электровоза. Допускается частичная обточка с оставлением проката 0,5 мм | Разность диаметров бандажей по кругу катания у одной колесной пары — не более 0,5 мм. Разность диаметров бандажей по кругу катания у комплекта колесных пар электровоза—не более 8 мм после ТР-3. Глубина местных выбоин (ползунов) на полосе катания при буксовых подшипниках качения — не более 0,7 мм |
Заниженная толщина гребня. Восстановить наплавкой. Пассажирских электровозов — обточкой | Толщина гребня бандажа, измеренная на расстоянии 20 мм от вершины — менее 25 мм, более 33 мм |
Предельная толщина бандажей. Бандажи заменить | Браковочная толщина бандажа в эксплуатации для электровозов ВЛ22м, ВЛ23, ВЛ8 —не менее 40 мм, ВЛ 10— 45, ВЛ60, ВЛ80, ВЛ82—45, ЧС2, ЧС4—45 мм при скорости до 141 км/ч, не менее 50 мм при скорости 141— 200 км/ч. Размеры бандажей при повышенной скорости электровозов приведены в табл. 61 |
Мероприятия по повышению надежности:
осей — повышение усталостной прочности и снижение шероховатости накаткой подступичных частей, галтелей и шеек гладкими закаленными роликами диаметром 100—130 мм с нагрузкой 22—24 кН. При этом твердость поверхности повышается на 30—35 %, усталостная прочность — в 3—4 раза. Глубина наклепа — 0,2—0,5 мм;
бандажей — устранение скрытых дефектов металла (литейных — газовых и шлаковых раковин, трещин; прокатного производства — флокенов, плен, волосовин; эксплуатационного характера — термических трещин на гребне, выбоин, ползунов).
61. Основные размеры бандажей при повышенной скорости движения электровозов
Восстановление профиля поверхности катания с твердыми включениями (HRC 60—100) сопровождается значительным расходом режущего инструмента. Существующая технология обработки «под корку» снижает долговечность бандажей. Для повышения экономичности обработки разработаны способы, предусматривающие многоступенчатый отжиг верхних слоев металла поверхности катания путем двухступенчатого нагрева ТВЧ: 810—930 °С и 700 °С. Твердость верхних слоев снижается до НВ 300—320, на глубине 2,5—3,0 мм остается исходной, время отжига — 5 мин. При этом производительность обточки увеличивается в 1,4 раза, срок службы бандажей повышается в 1,2—1,3 раза. Применяется также способ отжига плазмой непосредственно на колесно-токарном станке с последующей обточкой.
Наиболее рациональная твердость полосы катания — НВ 320—330 при несимметричном износе гребня в сложном плане пути — НВ 360—370. Это обеспечивается термическим упрочнением полосы катания и гребня:
термообработкой путем объемной закалки и ускоренного объемного охлаждения с закалочного нагрева. Охлаждение поверхности катания и боковых граней производится от температуры аустенизации со скоростью 10— 20 град/с (внутренней поверхности—со скоростью 3—4 град/с) до 300—350 °С. Обеспечивается получение заданного комплекса прочностных свойств по всему рабочему слою, формирование благоприятной системы остаточных напряжений, возможность дифференцирования свойств гребня и полосы катания;
термообработкой с нагрева ТВЧ. Окружная скорость колеса — 8 мм/с, температура нагретого слоя бандажа — 900—950 “С, температура отпуска- 300 °С, время отпуска — 60 мин Установка И-32/00/2,4; частота тока — 2400 Гц, потребляемая мощность — 85 кВт, ток генератора — 160 А, напряжение генератора — 520 В. Индикатор прямоугольного сечения, форма — профиля бандажа. Обеспечивается повышение твердости и износостойкости рабочего слоя металла на глубину до 5 мм. Методы увеличения долговечности бандажей представлены на рис. 14.
Детали, подлежащие магнитному (ультразвуковому) контролю: оси — шейки, предподступичные части, подступичные части (ультразвуковым) и средняя часть; бандажи (внутренняя обработанная поверхность); венцы зубчатых колес в пазах и зубья зубчатых венцов.
Ресурсосберегающая технология. При несимметричном износе гребней их восстановление производится не за счет металла бандажа, а наплавкой. Однако наплавка проволокой Св-08 под флюсом АН-348 отличается низкой износостойкостью. При работе электровозов на путях сложного плана восстанавливать гребни следует наплавкой самоупрочняющейся аустенитной сталью. Наплавку производят на наклонном (30°) стенде-кантователе. Наплавочные материалы: порошковая проволока ПП-АН105, ПП-ТН1, ПП-ТН2, ПП-ТНЗ (ДИИТ*), флюс АН-20С. Порядок выполнения операций: магнитный контроль бандажей;
Рис, 14. Методы увеличения долговечности бандажей.
нагрев наплавляемого бандажа до 120—150 °С (режим наплавки: ток — 280—300 А, напряжение дуги — 24—26 В, скорость наплавки — 14—15 м/ч, скорость подачи проволоки — 60—65 м/ч, полярность — обратная; температура бандажа непосредственно перед наплавкой — не ниже 100 °С, температура окружающего воздуха — не ниже 18 °С; любые потоки воздуха — сквозняки и др.— не допускаются); контроль качества наплавки; механическая обработка; магнитный контроль; полное остывание наплавленной колесной пары на теплоизолирующих подкладках.
Наплавку по аналогичной технологии можно производить с применением порошковых проволок ПП-ТН250 и ПП-ТН350 под флюсом АН-348. Подбор материалов и режимов,наплавки следует производить из расчета сбалансированного износа гребня и полосы катания.
Для менее тяжелых условий работы рекомендуется смазывание твердой металлоплакирующей смазкой с одновременной установкой типовых наличников из сталей 60Г, 65Г, термообработанных (в состоянии поставки) до твердости HRC 42—45. Состав смазки (массовая доля), %: алюминиевый порошок— 10, оксид меди — 20, медный порошок — 5, графит — 10, дисульфид молибдена (порошок) — 10, железный порошок — 45; связующее — эпоксидная смола ЭД-16, отвердитель — полиэтиленполиамин.
Перед установкой наличников на их рабочей поверхности нарезают сетку углублений (1,5 мм), поверхность обезжиривают.
Смазку готовят непосредственно перед нанесением (тестообразное состояние) и наносят шпателем на рабочую поверхность предварительно приваренных к буксам наличников до заполнения углублений и образования сплошного слоя толщиной 1—1,5 мм. Затем сушат до полного затвердения и подвергают термообработке при температуре 120—150 °С в течение 2—3 ч. В соответствии с принципами ресурсосберегающей технологии исходными материалами для приготовления компонентов смазки могут быть изношенные медно-графитные кольца и щетки токоотводящих устройств, изношенные медно-графитные щетки сварочных генераторов, огарки графитовых анодов, стружка и другие отходы с содержанием цветных металлов [ 12].