Диагностика и ремонт экипажной части тепловоза ЧМЭ3

Дипломная работа - Транспорт, логистика

Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика



В±егание на рельс реборды отстающего бандажа, что влечет за собой поперечное скольжение бандажей по рельсам. Интенсивность такого поперечного скольжения зависит от угла набегания, и износ бандажей увеличивается пропорционально пути, пройденному скольжением. Перекос колесной пары в раме, равный 5 мм, повышает интенсивность износа бандажей примерно на 24%.

Раковины на поверхности катания бандажа являются дефектом бандажей на металлургическом заводе. Выщербины и отслаивание тонкого поверхностного слоя металла на бандаже являются также следствием несоблюдения технологии изготовления их на заводах.

Выбоины и местные ползуны на поверхности катания возникают в результате заклинивания колесных пар при неправильном торможении, разрушении роликоподшипников и зубчатой передачи

Недостаточный натяг и нарушение температурного режима при насадке на центр (неравномерный нагрев, быстрое остывание), а также неправильное торможение приводят к ослаблению бандажа на ободе центра. Ослабление посадки зубчатого колеса и колесного центра, а также разрыв центра могут произойти из-за несоблюдения монтажных размеров при напрессовке.

Трещины в различных участках оси полого вала возникают из-за скрытых пороков в металле (пустот, посторонних включений и микротрещин) или в результате так называемой усталости металла, которая является следствием значительной знакопеременной нагрузки оси при ее работе и наличия микроскопических трещин в металле. Риски и забоины шеек оси возникают при неправильном демонтаже подшипников и неаккуратном обращении с осями при транспортировке, а также вследствие загрязнения и недостаточного количества смазки, проворачивания внутренних колец роликовых подшипников.

В результате образования лучевых и поперечных усталостных трещин у основания и вершин зубьев под действием ненормальной удельной нагрузки при неправильном зацеплении и некачественной термообработке возникает излом зубьев.

.1.2 Анализ износа бандажей

К неисправностям колёсных пар, оказывающим влияние на безопасность движения поездов, относятся равномерный и неравномерный износы бандажей по поверхности катания.

Бандажи колесных пар локомотивов являются наиболее часто сменяемой деталью, так как поверхность бандажа по кругу катания, непосредственно соприкасающаяся с рельсами подвержена значительному износу. Между бандажом и рельсом возникают контактные напряжения, зависящие от механических свойств бандажа и рельса, нагрузки, передаваемой колесом на рельс. Удельные давления от статической и динамической нагрузок, подсчитанные по площади контакта соприкасающихся поверхностей значительно превышают предел текучести при растяжении. Наличие напряжений, значительно превышающих предел текучести, подтверждается пластическими деформациями бандажа и рельса. Износ поверхности бандажа концентрируется в зоне контакта с рельсом и у гребня. Износ гребня происходит главным образом в кривых участках пути. Пробеги локомотивов между обточками бандажей составляют 200-250 тыс.км, а в отдельных случаях (например, в условиях Северной ж.д.) - 85-100 тыс.км.

Механизм износа обусловлен характером работы бандажей. В данном случае имеет место износ при трении качения со значительным добавлением трения скольжения, возникающего при боксования колесных пар и за счёт неизбежного проскальзывания колес как на кривых, так и на прямых участках пути. Работа трения протекает при высоких контактных напряжениях, вызывающих пластические деформации и повышение температуры в зоне контакта. Для сталей с повышенной твердостью преобладающим в износе является процесс, вызываемый пластическими деформациями.

.1.3 Причины износа бандажей

Износ гребней бандажей колесных пар локомотивов зависит от многих факторов: профиля бандажей, ширины колеи, соотношения твердости материалов бандажей и рельсов, конструкции экипажа и пути и других.

При помощи корреляционного анализа выполнено ранжирование факторов, определяющих износ гребней бандажей колесных пар. С использованием основных положений изнашивания колеса и рельса установлено, что основными факторами, влияющими на интенсивность подрезов гребней являются направляющее усилие, действующее на гребень набегающего колеса и угол набегания колеса на рельс.

Ф = У? , кН рад

где У - направляющее усилие, кН;

? - угол набегания, рад.

В количественном отношении между этими факторами имеется взаимная связь, которую можно выразить через коэффициенты на основании результатов наблюдений за результатом износа в эксплуатации. Произведение направляющего усилия и угла набегания является фактор износа гребней бандажей колесных пар локомотивов

Фактор износа зависит от характера динамического вписывания экипажа, который определяется параметрами экипажа и пути. Поэтому целесообразно выделить основные силы, действующие на экипаж в кривой, и конструкционные параметры подвижного состава и пути, влияющие на износ.

На рис.9 представлена схема сил, действующая на железнодорожный экипаж в кривой в положении максимального перекоса.

Чем меньше радиус кривой и чем больше величина суммарного зазора в колее и база тележки при соответствующих радиусах кривых и зазорах, тем больше угол набегания колеса на рельс и, соответственно, тем больше вероятность установки экипажа в положение максимального перекоса, для которого характерны наибольшие значения направляющих усилий.