Автор: Герасимов В.С. Скиба И.Ф. Кернич Б.М.
Теги: транспорт ремонт железнодорожный транспорт
ISBN: 527700002Х
Год: 1988
Текст
ТЕХНОЛОГИЯ
ВАГОНОСТРОЕНИЯ
И РЕМОНТА
ВАГОНОВ
Под редакцией
профессора В. С. Герасимова
Издание второе,
переработанное и дополненное
Утверждено
Главным управлением
учебными заведениями МПС
в качестве учебника для студентов вузов
железнодорожного транспорта
МОСКВА "ТРАНСПОРТ" 1988
/КОЙ,
иных
азго-
тлей.
онта
эаты
,ова-
вля-
нцие
об-
<ест-
1НЫХ
хно-
рия-
ется
ва-
лас-
ства
цает
ские
тиал
знно
вен-
ские
цие-
оги-
Гех-
сив-
ауч-
ако-
>рки
гно-
аме,
гия;
3
*ao.(o/.4O[flpa.i i-ow.o?} gw»»y
CTI
тз& Л '
Технология вагоностроения и ремонта вагонов: Учебник для вузов /
В. С. Герасимов, И. Ф. Скиба, Б. М. Кернич и др.; Под ред. В. С. Герасимо-
ва — 2-е изд., перераб. и доп.— М.: Транспорт, 1988.—381 с.
Изложены технологические процессы постройки и ремонта вагонов и
изготовления основных составных частей вагонов. Рассмотрены пути повы-
шения надежности вагонов в технологическом аспекте и на основе поврежде-
ний и отказов в процессе эксплуатации.
2-е изд. добавлено описанием технологических процессов с использованием
ЭВМ и прогрессивных средств технологического оснащения.
1-е изд. вышло в 1976 г.
Для студентов вузов железнодорожного транспорта. Может быть полезен
для инженерно-технических работников, связанных со строительством и ре-
монтом вагонов.
Ил. 143, табл. 15, библиогр. 23 назв.
Книгу написали:
И. Ф. Скиба—введение, главы 1, 2; пп. 3-1—3.6 главы 3; В. С. Герасимов—
главу 4; пп. 5.4, 5.5, 5.7 главы 5; пп. 6.2—6.5 главы 6; главу 12; Б. М. Кернич и
В. С. Герасимов пп. 5.1—5.3, 5.6; главы 5 п. 6.1 главы 6; п. 7.1 главы 7; пп. 8.1,
8.4 главы 8; пп. 10.1 —10.6 главы 10; пп. 11.1 —11.3 главы 11 Л. В. Тереш-
кин— пп. 7.2, 7.5 главы 7; пп. 8.2, 8.3, 8.5 главы 8; пп. 10.8, 10.10—10.12
главы 10; пп. 11.4, 11.5 главы 11; К- В. Мотовилов — пп. 7.3, 7.4 главы 7;
пп. 10.7, 10.9 главы 10; К- Н. Воинов — п. 3.7 главы 3; В. И. БезценныЛ,
К- В. Мотовилов, К- Н. Воинов— пп. 9.1—9.4 главы 9.
Рецензенты
д-р техн, наук А. И. Турков, доц. П. Н. Наливайко
Заведующий редакцией В. К- Терехов
Редактор В. В. Глебова-АвДова У
© Издательство «Транспорт». 1976
© Издательство «Транспорт». 1988.
с изменениями
ВВЕДЕНИЕ
Технология вагоностроения и ремонта вагонов является наукой,
которая изучает сущность, взаимосвязь, развитие многочисленных
и разнообразных технологических процессов, используемых при изго-
товлении и ремонте вагонов в целом, их сборочных единиц и деталей.
Сложны и многообразны процессы изготовления и ремонта
вагонов. Для их осуществления требуются значительные затраты
труда и времени, необходимы различное технологическое оборудова-
ние и оснастка.
Вагоностроительные и вагоноремонтные предприятия представля-
ют собой производственно-хозяйственные организации, состоящие
из основных и вспомогательных производственных участков и об-
служивающих хозяйств, в которых одновременно протекает множест-
во разнородных, но в то же время тесно взаимосвязанных
процессов производства. Ведущее место среди них занимают техно-
логические процессы, в результате осуществления которых предприя-
тие выпускает новые или отремонтированные вагоны.
Разнообразен и теоретический аппарат, который используется
при решении технологических задач. В разработке технологии ва-
гоностроения и ремонта вагонов широко используются: теория плас-
тических деформаций, резания металлов, сварочного производства
и другие дисциплины.
Курс технологии вагоностроения и ремонта вагонов обобщает
огромный практический опыт и связывает многие теоретические
и технические дисциплины, синтезируя содержащийся в них материал
применительно к решению технологических задач. Одновременно
с этим путем изучения, анализа и обобщения производствен-
ного опыта создаются и развиваются основные теоретические
положения технологии вагощищщеяия и ремонта вагонов, являющие-
ся научной базой методов|разрао<гки и осуществления технологи-
ческих процессов. . f’ П|
Развитие и формирование'приЛадной специальной науки «Тех-
нология вагоностроения и вагонов» определили интенсив-
ность изучения технологических процессов, а следовательно, и науч-
ное их обобщение с установлением теоретических основ зако-
номерностей в технологии изготовления деталей, ремонта и сборки
вагонов.
Становление технологии вагоностроения и ремонта вагонов осно-
вывалось на трудах русских ученых и изобретателей: И. А. Тиме,
создавшего научные труды по технологии машиностроения;
3
Н. П. Петрова—основоположника гидродинамической теории тре-
ния и смазки; А. П. Бородина, работавшего над совершенствова-
нием конструкций и методов ремонта подвижного состава; Н. Г. Сла-
вянова и Н. Н, Бенардоса, основоположников электродуговой
сварки; Б. С. Якоби, впервые установившего техническую возмож-
ность и практическую значимость электролитического осаждения
металлов; Е. О. Патона, автора трудов по автоматизации свароч-
ных процессов, и многих других.
Наибольшее развитие технология вагоностроения и ремонта ва-
гонов получила после Великой Октябрьской социалистической ре-
волюции. Уже с 1920 г. началось восстановление вагонного парка
железных дорог, а с 1923 г. возобновилось строительство новых
вагонов. С этого времени вагоностроение непрерывно развива-
лось, и железнодорожный транспорт оснащался все более совер-
шенными вагонами.
Значительных достижений -отечественное вагоностроение и
вагоноремонтное производство достигло в 30-х годах, когда были
созданы новые четырехосные грузовые и пассажирские вагоны.
Вагоностроительные и вагоноремонтные предприятия оснащались
новой техникой. Ручные процессы производства заменялись меха-
низированными. Внедрялись специальное оборудование, ковочные
и штамповочные молоты, прессы и металлорежущие станки. Колес-
ные цехи заводов оснащались высокопроизводительными специаль-
ными станками по обработке вагонных осей, колес и колесных пар.
В рессорно-пружинных цехах стали использоваться рессорные
гибозакалочные машины и станки для изготовления вагонных
пружин. При сборке широко использовались пневмоинструмент
для выполнения клепальных работ, а также электродуговой и
электроконтактный методы сварки.
В послевоенный период дальнейшее развитие вагоностроения
и вагоноремонтного производства происходило с учетом применения
электрической и тепловозной тяги. Значительно изменились состав
вагонного парка и конструкция вагонов. Основным типом пасса-
жирских и грузовых вагонов стали цельнометаллические вагоны.
Изменились также технологические процессы изготовления и ремон-
та вагонов. Технология вагоностроения в современных условиях
базируется на применении большого числа разнообразных техно-
логических процессов (механических, электрических, электрохими-
ческих, акустических, химических, термических и др.) и на их ком-
плексной механизации и автоматизации.
Основу вагоностроительного и вагоноремонтного производств
составляют специализированные предприятия, оснащенные высоко-
производительными станками, автоматическими и механизированны-
ми поточными линиями для изготовления и ремонта деталей и сбо-
рочных единиц вагонов.
4
Развитие технического уровня конструкций новых вагонов осу-
ществляется в направлении повышения их прочности и надежности,
соответствующем условиям современной эксплуатации. Предусмат-
ривается строительство крытых вагонов только в цельнометалли-
ческом исполнении.
На основе проведения технической политики во всех отраслях
народного хозяйства намечено ускорить техническое перевооружение
производства, широко внедрять прогрессивную технику и техноло-
гию, обеспечивающие повышение производительности труда и ка-
чества вагоностроительной продукции. При изготовлении новых
вагонов будут использованы наиболее экономичные материалы, лег-
кие сплавы, прогрессивные методы литья и ковки, сварные
конструкции, принципы унификации и стандартизации сборочных
единиц и деталей вагонов и их взаимозаменяемости.
Для повышения качества ремонта и надежности вагонов
большое значение имеет уровень технологии вагоноремонтного произ-
водства. Поэтому предусмотрены внедрение на вагоноремонтных
предприятиях прогрессивных технологических процессов восстанов-
ления деталей и сборочных единиц вагонов, повышение уровня
требований к соблюдению технологической дисциплины.
Главное направление развития современного вагоноремонтного
производства состоит в его дальнейшей индустриализации,
основой которой служит система машин, обеспечивающая комплекс-
ную механизацию и автоматизацию технологических процессов
ремонта вагонов и производства запасных частей.
Основной путь повышения уровня механизации и автоматизации
вагоноремонтного производства—применение методов и технических
средств программного управления. На предприятиях начали исполь-
зовать металлорежущие станки и сварочное оборудование с число-
вым программным управлением, создаются промышленные роботы
для ремонтно-сварочных и ремонтно-сборочных процессов.
Намечаются перспективные направления дальнейшего развития
технологии вагоностроения и ремонта вагонов: составление ма-
тематического описания всех звеньев технологического процесса
для получения их точных аналитических соотношений и взаимосвязи;
использование цифровой вычислительной и аналоговой техники
на всех этапах проектирования, изготовления, эксплуатации и ремон-
та вагонов, что позволит быстрее и эффективнее решать задачи
рационального построения, внедрения и выполнения технологичес-
ких процессов.
В связи с этим большое значение имеет типизация технологи-
ческих процессов на основе унификации объектов производства
и дальнейшего внедрения стандартизации в вагоностроении и ваго-
норемонтном производстве.
Г л а в a 3
ПРОЦЕССЫ ИЗНАШИВАНИЯ И МЕТОДЫ
ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВАГОНА И ЕГО ЧАСТЕЙ
3.1. ВИДЫ ИЗНАШИВАНИЯ И ПРИЧИНЫ ИХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
В процессе эксплуатации вагона его детали и сборочные
единицы, обусловленные чертежами и техническими условиями, изме-
няются вследствие естественного изнашивания или появления раз-
личного рода неисправностей. Все неисправности в вагоне и его
частях можно разбить на конструктивного, технологического,
аварийного и естественного происхождения.
Конструктивные неисправности проявляются в виде изломов,
остаточных деформаций, выкрашивания, задиров и других механи-
ческих повреждений, являющихся следствием неправильного уста-
новления размеров деталей, выбора материала и термообработки,
не отвечающих требованиям нагрузочных характеристик и возмож--
ных дополнительных внешних перегрузок.
Технологические неисправности вызваны нарушениями техноло-
гии производства, заключающимися в применении для изготовления
деталей материалов, не соответствующих маркам, указанным в тех-
нической документации, в нарушении посадок сопряжений, в
некачественной механической и термической обработке сопрягаемых
деталей.
Характерной особенностью аварийных неисправностей является
то, что они носят случайный характер, основной причиной ко-
торых является результат неправильной эксплуатации вагонов (не-
своевременного технического обслуживания, перегрузок и др.).
Неисправности естественного происхождения обусловлены изме-
нением линейных размеров сопрягаемых поверхностей, искажением
геометрической формы деталей, нарушением посадок сопряжений.
Характерным признаком этой группы неисправностей является мед-
ленное нарастание износа, т. е. длительная работа вагона без
существенного нарушения технико-экономических характеристик и
параметров.
Изнашивание — это процесс постепенного разрушения деталей
или их покрытий (окраски, смазки), происходящий при трении
или других видах контакта с внешней средой и сопровожда-
ющийся изменением размеров или физико-механических свойств
(твердости, пластичности, структуры и т. д.).
Износ деталей и сборочных единиц вагона следует рассматри-
вать как результат процесса изнашивания, проявляющегося в виде
отделения материала или остаточной деформации его.
Различают три группы изнашивания: механическое, молекулярно-
механическое и коррозионно-механическое.
40
Механическое изнашивание возникает в результате воздействия
твердых частиц на трущиеся поверхности. В эту группу следует
отнести такие виды изнашивания, как абразивное, гидро- и
газоабразивное, усталостное, кавитационное, эрозионное.
Абразивное изнашивание — изнашивание в результате механи-
ческих воздействий посредством режущего и царапающего действия
твердых тел или частиц при наличии относительной скорости
перемещения. Этот вид изнашивания является наиболее распростра-
ненным среди различных сопряжений в конструкции вагона.
В процессе изнашивания происходят срезание с поверхности
микростружек более твердыми абразивными частицами и постепенное
уменьшение размеров детали.
При трении металла об абразивную поверхность интенсивность
линейного изнашивания стали
dhidt = CPv/H,
где dh/dt — скорость изнашивания;
С — коэффициент пропорциональности;
Р — нагрузка, Я;
v — скорость скольжения, м/с;
Н— твердость металла.
Для термически обработанных сталей (после закалки и отпуска)
интенсивность линейного изнашивания
dh _ СРу _______ ,
dt (1—р)Н„ 4-рн ’
где р — коэффициент, fJ=O-bl;
Но—твердость стали;
Н — твердость после термической обработки.
Гидро- и газоабразивное изнашивание появляется в результате
воздействия твердых тел или частиц, увлекаемых потоком жид-
кости или газа.
Усталостное изнашивание вызывает изменение поверхности тре-
ния или отдельных участков в результате повторного деформиро-
вания микрообъемов материала, приводящего к возникновению
трещин и отделению частиц. Явление усталости возникает в деталях
под действием знакопеременных нагрузок. Происходит постепенное
расшатывание кристаллической решетки металла и, как следствие,
внезапное разрушение детали.
Кавитационное изнашивание поверхности происходит при отно-
сительном увеличении скорости движения твердого тела в жидкости,
т. е. в условиях гидродинамической кавитации — нарушения
сплошности внутри жидкости.
Эрозионное изнашивание возникает в результате воздействия
потока жидкости или газа.
41
Молекулярно-механическое изнашивание получается в результате
одновременного механического воздействия и воздействия моле-
кулярных или атомных сил (схватывание с последующим разру-
шением металла в местах схватывания).
Коррозионно-механическое изнашивание есть изнашивание при
трении металла, вступившего в химическое взаимодействие со средой.
Характеризуется образованием пленок окислов, химических соедине-
ний и последующим разрушением этих образований, т. е.
происходит в результате окислительного изнашивания и изнашива-
ния при фреттинг-коррозии.
Изнашивание деталей вагонов зависит от условий их эксплуата-
ции, вида и характера трения. Изнашивание и трение— неразрыв-
но связанные явления, обусловленные взаимодействием двух тел,
взаимно перемещающихся в зоне касания. Трение является основ-
ной причиной изнашивания. Принято различать трение покоя двух
тел при предварительном смещении, трение движения двух тел,
находящихся в относительном движении, трение скольжения, каче-
ния и качения с проскальзыванием.
Трение скольжения обусловлено тем, что скорости соприкасаю-
щихся деталей в точках касания различны. При трении сколь-
жения одна и та же зона одной детали соприкасается с различными
зонами другой.
Трение качения характеризуется условиями, когда скорости
соприкасающихся деталей в точках касания одинаковы по вели-
чине и направлению. Для трения скольжения характерно исти-
рание деталей, а для трения качения — смятие и выкрашива-
ние. Изнашивание деталей, образующих неподвижные сопряжения,
зависит от значения силы трения покоя. Для подвижных
сопряжений изнашивание деталей будет зависеть от характера
относительного перемещения трущихся поверхностей и от характера
их смазывания. В сопряжениях различают трение без смазки,
граничное и жидкостное трение.
Трение без смазки происходит при отсутствии на поверхности
трения введенного смазочного материала всех видов, например меж-
ду поверхностями фрикционных амортизаторов, тормозных колодок
и колес и др. Износ деталей при сухом трении без смазки на-
ибольший.
Граничное трение — такое, когда на трущейся поверхности
находится тонкий слой смазки, имеющий свойства, отличающиеся
от объемных свойств жидкостей.
Жидкостным принято называть трение скольжения, протекаю-
щее при разделении трущихся поверхностей таким слоем смазки,
в котором проявляются ее объемные свойства, вследствие чего
износ оказывается ничтожным. Процесс трения является устой-
чивым, сопротивление движению деталей определяется вязкостью
42
масла. Для определения силы жидкостного трения Н. П. Петров
предложил формулу
Р— _ ц5т1
h ’
где F— сила вязкого сдвига в нагруженной части подшипника, Н;
v —относительная скорость перемещения трущихся поверхностей, м/с;
S — площадь поверхностей, скользящих одна относительно другой, м2;
л) — абсолютная вязкость масла, Па-с;
h — толщина масляного слоя, м.
Толщину масляного слоя можно определить по формуле
18,36 psC
где d — диаметр вала, м;
п — частота вращения вала, об/с;
р — давление, Па;
s — зазор, м;
С — коэффициент, учитывающий соотношения между размерами под-
шипника, C=d+lll (где I — длина подшипника).
Минимальная толщина hmm масляного слоя в самом узком
месте клиновидной щели, при которой сохраняются условия
жидкостного трения, определяется из условия:
^min^ 6П,
где 6В,'6„'—значения шероховатостей вала и подшипника, мкм.
Причина возникновения трения — атомное взаимодействие по-
верхностей, образующих сопряжение. При этом под действием внеш-
него давления электронные оболочки атомов настолько сближаются,
что развиваются отталкивающие силы. Сила, которая преодолевает
возникающие отталкивающие атомные силы, становится силой тре-
ния.
Для определения силы трения без смазки и граничного слоя
И. В. Крагельским была предложена зависимость
С = Тмех4_ТМОл = <Х-5ф4" РМ
где тмех — составляющая силы трения механического происхождения, Н;
Тиол — составляющая силы трения молекулярного происхождения, Н;
5Ф — фактическая площадь контакта, м2;
N — давление, Па;
а и f) — коэффициенты, определяемые опытным путем, характеризующие
влияние составляющих, входящих в данную формулу
43
Трение имеет двойственную молекулярно-механическую природу,
обусловленную деформированием тонкого поверхностного слоя
и преодолением межмолекулярных связей, возникающих между сбли-
женными участками трущихся поверхностей. При перемещении
сопряженных поверхностей происходят соединение и разъединение
контактов, а их материал значительно деформируется. Пятна ка-
сания, которые образуются, существуют и исчезают при совместном
действии нормальных и тангенциальных сил, называются фрикцион-
ными связями.
Различают следующие пять видов нарушения фрикционных
связей:
упругое и пластическое оттеснение металла; срезание неров-
ностей; схватывание пленок и их разрушение; глубинное схваты-
вание, сопровождающееся вырывом металла. Первые три вида
возникают при механическом взаимодействии поверхностей, а чет-
вертый и пятый при молекулярном.
3.2. КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ И ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ДЕТАЛЕЙ
От качества поверхности деталей в значительной степени
зависят эксплуатационные свойства деталей и сборочных единиц
вагонов и, в частности, их износостойкость, надежность и антикорро-
зионная стойкость. Деталь, обработанная на металлорежущем
станке, имеет шероховатую поверхность, являющуюся сочетанием
чередующихся выступов (гребешков) и впадин разной формы и от-
носительно малых размеров по высоте и шагу. Наименьший
износ деталей получается при некоторой оптимальной величине
шероховатости. Изменение структуры поверхностного слоя происхо-
дит также при его деформации давлением (например, накатыва-
нием роликами), в результате чего возникает наклеп металла,
повышается его твердость, появляются внутренние напряжения.
Таким образом, физико-механические свойства поверхности обрабо-
танных деталей зависят от свойств материала и методов механи-
ческой обработки.
Использование в ремонтной практике наиболее совершенных
методов окончательной обработки ремонтируемых деталей обеспе-
чивает оптимальное качество трушихся поверхностей. Под качеством
поверхности понимают совокупность геометрических параметров
(микрогеометрию, макрогеометрию и направление следов обра-
ботки) и физические ее свойства, которые определяются струк-
турой, микротвердостью, глубиной наклепа, остаточными напряже-
ниями, взаимодействием со смазкой и другими свойствами.
Для количественной оценки шероховатости поверхности на базо-
вой длине I установлено шесть параметров (рис. 3.1): средне-
арифметическое отклонение профиля /?а; наибольшая высота неров-
44
ностей профиля /?тах; средний шаг неровностей средний шаг
неровностей по вершинам относительная опорная длина про-
филя /р, где р — значение уровня сечения профиля; высота
неровностей профиля по десяти точкам Rz.
Износ трущихся поверхностей деталей в значительной степени
зависит от шероховатости. Шероховатость поверхности оказывает
значительное влияние на прочность соединений с натягом,
особенно при прессовых посадках. Поэтому для длительного со-
хранения посадок, заданных конструктором, нужно применять
методы обработки, уменьшающие высоту микрогребешков.
Коэффициент трения также в значительной степени зависит от
шероховатости трущихся поверхностей. На величину трения большое
влияние оказывают взаимное расположение рисок, появляющихся
при обработке, а также методы обработки каждой из сопря-
гаемых поверхностей (даже при достижении одинаковых пара-
метров шероховатости).
Предел выносливости грубообработанных стальных деталей
значительно снижается по сравнению с прочностью шлифованных
образцов, у которых она, в свою очередь, на 10—15% ниже
прочности полированных образцов. Это объясняется тем, что с умень-
шением микронеровностей уменьшается концентрация внутренних
напряжений во впадинах, приводящая к разрушению деталей.
Кроме того, хорошо обработанные поверхности лучше противостоят
коррозии вследствие меньшей площади соприкосновения с корроди-
рующей средой, которая в большей мере сосредоточивается во
впадинах микронеровностей и распространяется в глубь металла.
При разработке технологических процессов обработки деталей
необходимо обеспечить стабильное получение шероховатости в пре-
делах заданного параметра.
Характерные закономерности изменения износа деталей в зави-
симости от времени работы представлены на рис. 3.2, где по
оси абсцисс отложено время работы, по оси ординат —
износ детали. Кривые износа здесь показаны в общем иде-
45
Рис. 3.2. Графики интенсивности изнашивания деталей в
работы вагона
зависимости от времени
альном виде вне зависимости от реальных условий эксплуатации,
но общие характерные черты их сохранены.
В начале приработки деталей износ быстро растет. Отрезок
О—ta (рис. 3.2,а) соответствует периоду приработки или обкатки.
Затем кривая 1 износа поднимается плавно, но, начиная от точки
/п, износ растет быстро, так как с увеличением зазора в сопря-
жении проявляется действие ударных нагрузок. Таким образом,
время 7\ можно назвать периодом нормальной эксплуатации.
Для некоторых сборочных единиц клапанного типа изнашива-
ние в процессе эксплуатации происходит с постепенно нарастаю-
щей интенсивностью (рис. 3.2,6), что вызывает увеличение утечки
жидкости или газа из рабочих полостей. Многие детали ваго-
нов (подшипники качения, зубчатые передачи и др.) изнаши-
ваются в условиях усталостных разрушений поверхностного слоя
(рис. 3.2,в). Здесь имеется скрытый период (участок б),
когда износ не наблюдается или величина его слишком мала.
Процесс изменения износа детали можно также представить
графиком интенсивности изнашивания или темпа износа, т. е.
прироста величины износа за единицу времени или пути, пройден-
ного трущимися или соударяющимися поверхностями при относи-
тельном перемещении. Кривая интенсивности изнашивания 2
показана на рис. 3.2,а штриховой линией.
Для различных групп деталей или их сопряжений кривые
износа и интенсивности изнашивания имеют различный характер.
Если I—износ за время А/ или за путь AS, то интенсивность
изнашивания, или темп износа, составит di/dt или di/dS.
На темп износа влияют следующие факторы:
условия работы — давление, характер нагрузки, относительные
скорости, температура. Как правило, чем больше давление
и относительная скорость, тем выше темп износа. Перегрузки,
вибрация, переменная и ударная нагрузки также способствуют
его увеличению. Общий и местный перегревы деталей повышают
интенсивность изнашивания и могут привести к повреждению.
При прочих равных условиях темп износа пропорционален
совершаемой механической работе, отнесенной к единице пути или
времени;
46
свойства материалов, их соотношение и изменяемость в работе.
При данных свойствах материалов важнейшее значение имеют коли-
чество, качество и чистота смазочных материалов. Если смазка
плохого качества или ее недостаточно, то темп износа увели-
чивается. Наличие в смазке корродирующих веществ также сильно
повышает изнашивание деталей.
Условия сопряжения, характер контакта и обработки поверх-
ностей также оказывают влияние на темп износа. Трение без смаз-
ки, несоосность сборочных единиц, непараллельность или неперпен-
дикулярность осей и плоскостей почти всегда повышают темп
износа. Дефекты изготовления и ремонта деталей также могут
намного увеличить интенсивность изнашивания и привести к по-
вреждениям машин.
Анализируя графики, представленные на рис. 3.2, можно
сделать следующие выводы: период нормальной эксплуатации
7'э деталей увеличивается с уменьшением износа при обкатке и ин-
тенсивности изнашивания во время работы после обкатки; так как
?'э=^ <77— т0 на основе закономерного изменения износа
деталей можно определить сроки, когда возникает необходимость
восстанавливать параметры сопряжения; нельзя допускать износ
сопряженных деталей сверх определенного предела t„, за которым
появляется неисправность сопряжения.
Правильное установление предельных износов в деталях и
сборочных единицах вагонных конструкций имеет большое значение,
так как обеспечивает необходимое качество конструкций, производи-
тельную и наиболее экономичную работу вагона. Кроме того,
оно во многом определяет организацию технического обслужива-
ния вагонов в эксплуатации, а также организацию снабжения
запасными частями для ремонта вагонов.
Под предельными величинами следует понимать предельные
размеры изнашивающейся детали или регулируемой величины (за-
зор, давление, угол и т. п.) или предельное ослабление, или за-
тяжку крепления, т. е. максимальные или минимальные значе-
ния, до достижения которых изделие работает нормально.
Понятие предельного и допустимого износов рассмотрено
на примере механического износа сопряжения вал — отверстие. При
подвижном сопряжении между деталями предусматривается некото-
рый зазор, который определяется точностью обработки (квалитетом)
и характером посадки. График изменения этого зазора в процессе
эксплуатации деталей показан на рис. 3.3. По оси ординат
вверх от точки О, соответствующей номинальному размеру сопря-
жения, отложены изменения диаметра вала, вниз — изменения
диаметра отверстия. По оси абсцисс — время работы данного
сопряжения.
47
в
Расстояния Oui и О„2 предста-
вляют собой средние допусти-
мые отклонения диаметров вала
и отверстия от номинальных
значений. Таким образом, перво-
начальный зазор в сопряжении
показан отрезком сца?. В тече-
ние времени Ot6 происходит при-
работка сопряженных деталей.
В течение t6—ta они работают в
нормальных условиях, а затем из-
нос резко возрастает, поэтому
дальнейшая эксплуатация сопря-
жения за точкой ta недопустима
из-за угрозы аварии. Практичес-
ки принято считать, что деталь
ее достиг величины, изображенной
для отверстия. Следовательно,
Рис. 3.3. График изменения зазора
сопряжении вследствие износа деталей
полностью изношена, если износ
отрезками Л-1В1 для вала и ЛЦ
отрезок С)/в указывает предел времени работы данного сопряжения,
а отрезки AfB) и Л1В2 предельные износы.
При решении вопроса о необходимости ремонта детали недо-
статочно знать только ее предельный износ. Надо еще определить
и степень годности детали, т. е. установить, нужно ли деталь
ремонтировать или она сможет работать до очередного ремонта.
Для решения этой задачи необходимо на основе практических
данных выявить закономерность нарастания износа. Зная эту зако-
номерность, можно определить, какое время при имеющемся
износе деталь может работать до предельного износа.
Приведенный выше пример, когда обе детали изнашиваются
с одинаковой Интенсивностью, является обобщающим. В ряде слу-
чаев износ двух сопряженных деталей происходит с разной ин-
тенсивностью, причем часто это предусматривается конструкцией
изделия. Например, в сопряжении стального термически обработан-
ного вала с бронзовой втулкой износ втулки происходит быстрее,
чем износ шейки вала.
О допустимом износе необходимо рассматривать сопряжение
в целом и определять допустимый зазор между деталями. В
зависимости от этого зазора определяется допустимый размер каж-
дой сопрягаемой детали. Допустимый зазор должен быть таким,
при котором сборочная единица до очередного ремонта практиче-
ски не изменяет своих рабочих качеств и сопряженные детали не
повреждаются. Значения допустимых износов деталей и зазоров
в сопряжениях определяются Правилами ремонта и техническими
условиями на ремонт вагонов.
48
3.3. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СВАРКОЙ И НАПЛАВКОЙ
Сварка и наплавка являются самыми распространенными спосо-
бами ремонта деталей. Сварка представляет собой процесс
получения неразъемных соединений посредством установления меж-
атомных связей между свариваемыми частями при их местном
или общем нагреве, или при пластическом деформировании, или
при совместном действии того и другого.
В ремонтном производстве получили распространение главным
образом сварка и наплавка плавящимися металлическими электро-
дами. Газовая сварка (газокислородная, автогенная) находит при-
менение для ремонта деталей, изготовленных из листового проката
(элементы кузова вагона и др.), а также для заварки трещин
в чугунных деталях. Процесс сварки, наплавки в основном
состоит из трех стадий: нагрева и расплавления присадочного
материала и основного металла детали; сплавления металлов и их
рафинирования; охлаждения и кристаллизации металла и образо-
вания сварочно-наплавочного валика.
Сварка при ремонте металлических деталей вагонов часто
используетя для заварки трещин, приварки накладок, наплавки
поверхности.
Наплавка является разновидностью сварки и заключается в том,
что на поверхность детали наносят слой расплавленного металла
для восстановления ее размеров и формы.
Для сварки и наплавки деталей применяют: ручную дуговую
электросварку, автоматическую и полуавтоматическую под слоем
флюса и в среде защитных газов, вибродуговую, порошковой
проволокой, плазменно-дуговую, электроконтактную, газовую и газо-
прессовую, а также сварку трением.
Автоматизация сварочных процессов, применение приспособлений
с быстродействующими пневматическими фиксаторами и кантова-
телей для крупногабаритных изделий позволяют значительно повы-
шать производительность труда, осуществлять сварку в удобном
горизонтальном нижнем положении, уменьшать трудоемкость опе-
раций по зачистке сварных швов и таким образом существенно
снизить себестоимость изделий.
Ручная дуговая сварка в вагоноремонтном производстве
обычно используется при устранении в деталях трещин и изломов
небольших размеров, когда применение механизированных способов
сварки нерационально, а также при сварке деталей сложной формы.
Ручную дуговую наплавку применяют при восстановлении из-
ношенных поверхностей деталей небольших размеров, а также при
восстановлении гладких и резьбовых отверстий диаметром менее
25 мм.
Перед выполнением сварочных и наплавочных работ произво-
дят подготовку деталей к сварке. Объем и характер работ, вы-
49
полняемых при подготовке детали к сварке, зависят от вида де-
фекта. Так, при заварке трещины ее сначала разделывают пнев-
матическим зубилом на верстаке или шлифовальным кругом с
помощью ручной шлифовальной машинки. При толщине стенок дета-
ли менее 5 мм трещину можно не разделывать, а ограничиться толь-
ко зачисткой ее кромок. Если толщина стенок детали больше
5 мм, то производят У-образную разделку кромок трещины, а при
толщине стенок свыше 12 мм — Х-образную разделку. Примеры
подготовки кромок и выполнение шва в стальных конструкциях
приведены в табл. 3.1.
Большое значение для обеспечения качества сварки имеет
правильный выбор электродов.
Электроды для электродуговой сварки классифицируются по наз-
начению, механическим свойствам металла шва, химическому
составу стержня и покрытия (обмазки) и характеру шлака. Для
сварки низкоуглеродистых сталей применяются электроды типов
Э42, Э46, для среднеуглеродистых — Э46А, Э50А, для низколе-
гированных—Э42А, Э46А, Э50А, для легированных сталей повы-
шенной прочности — Э60А. Для наплавки стальных деталей наи-
большее применение получили электроды типов Э10-Г2, Э11-ГЗ
и Э12-Г4. При дуговой сварке и наплавке чугунных деталей
применяются электроды марки ОЗЖН-1.
Во всех случаях для сварки и наплавки деталей вагонов
следует применять электроды, сварочную проволоку и присадочные
материалы, соответствующие требованиям стандартов и технических
указаний ЦВ МПС.
Режим дуговой сварки определяется диаметром и маркой эле-
ктрода, величиной сварочного тока, положением шва в простран-
стве и полярностью тока в случае применения постоянного тока.
Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свари-
ваемого металла, количества слоев шва (при многослойной сварке)
и положения шва в пространстве. Марка электрода подбира-
ется в зависимости от марки свариваемого металла.
Сила сварочного тока влияет на качество шва и произво-
дительность сварочных работ и выбирается в зависимости от
марки и диаметра электрода, положения шва в пространстве и
других факторов. Для наиболее употребляемых электродов диа-
метром 3; 4; 5; 6 мм при определении сварочного тока /
можно пользоваться эмпирической формулой / = Kd3, где К — коэф-
фициент, зависящий от типа электрода и его диаметра; d3 — диаметр
электрода, мм.
В общем случае сварочный ток определяют по формуле
/=(«4 —РУС,
где аир — опытные коэффициенты (для ручной сварки стальным электродом
а=6; р = 20).
50
Таблица 3.1
Форма поперечного сечения Толщина свариваемых деталей,мм Вид соединения, форма шва Форма шва
подготодлен- ных кромок сварного соединения
Стыковое, без скоса
1-6 односторонний кромок
J&-
Стыковое, Со скосом
Kz/z/x4^^L\\\'ii ь-гв односторонний одной кромки
/X Стыковое, С двумя скосами
К///У^^ч\\\Ч 12-60 двусторонний одной кромки
/ Стыковое, Со скосом
P7//A1Z7771 3-50 односторонний двух кромок
/ Стыковое, С двумя скосами
k^Z>WJ 16-50 двусторонний двух.кромок
50% ,
ZV Стыковое, Со скосом
1/zz/xL<\\\^i ИМЯИгбИМВ 2-10 С одной накладкой двух кромок
| | 56 |
У/77Л W//A 1-6 Угловое, без скоса
1 (bosses односторонний кромок
5о
Г? X\\VI 4-2ff Угловое, СО скосом
1 односторонний одной кромки
п г-зо Тавровое, без скоса
я двусторонний кромок
ГАЧАМ
12-30 Тавровое, Со скосом
шш lv\ односторонний кромки.
[Ж]
51
При толщине свариваемого металла более 3d3 силу сварочного
тока следует увеличить против расчетной на 10—15%, а при толщине
металла менее 1,5 d3 ток надо уменьшить на 10—15%.
Производительность процесса сварки и наплавки зависит от
силы тока, времени горения дуги и марки электрода. Количество
наплавленного металла (в граммах):
й = ая//,
где Он — коэффициент наплавки, г/ (А - ч);
t — время горения дуги, ч.
Ручную сварку ведут при напряжении не менее 20—25 В. Основ-
ное время ручной электродуговой наплавки можно определить по
формуле
, 60 FyLAm
где F — площадь поперечного сечения шва, см2; у — плотность металла
шва, г/см3; L — длина шва, см; А — коэффициент, завися-
щий от длины шва; т — коэффициент, характеризующий по-
ложение шва в пространстве.
Коэффициенты, указанные в формулах, выбирают по справочной
литературе.
Электродуговую сварку чугуна выполняют сварочной проволокой
Св-08 или Св-08А с фтористо-кальциевым покрытием, содержащим
титан и ванадий, а также медной электродной проволокой
с фтористо-кальциевым покрытием, содержащим железный порошок.
Обычно применяют электроды диаметром 3—4 мм. Процесс ведется
на постоянном токе 120—150 А обратной полярности напряжением
20—22 В.
Шов необходимо накладывать короткими участками (10—15 мм)
и делать перерывы в работе для охлаждения мест сварки прибли-
зительно до 60сС.
Ручная дуговая сварка не требует сложного оборудования. Од-
нако этот способ сварки имеет низкую производительность, а ка-
чество сварных соединений в основном зависит от квалификации
сварщика.
Вес ремонтно-сварочные операции необходимо выполнять в
соответствии с техническими указаниями на производство сварочных
и наплавочных работ при ремонте вагонов.
При ремонте наплавкой размеры деталей в наплавляемых мес-
тах должны доводиться до номинальных независимо от вида ре-
монта вагона. Восстанавливать наплавкой изношенные детали можно
только в пределах тех износов, которые установлены Руковод-
ствами по ремонту. В элементах рам и других частях вагонов,
находящихся под нагрузкой, подлежащие сварке места (трещины,
52
изломы, дефектные швы) нужно предварительно разгрузить и устра-
нить деформации основного металла.
При автоматической сварке и наплавке механизированы два
основных движения электрода — подача его по мере оплавления к
детали и перемещение вдоль сварочного шва.
При автоматической наплавке и сварке электрическая дуга горит
под слоем расплавленного флюса. Выделяющиеся при плавле-
нии электрода, основного металла и флюса газы образуют над
сварочной ванной свод, сверху ограниченный жидким (расплавлен-
ным) шлаком, а снизу — расплавленным металлом. В зоне свар-
ки имеется избыточное давление газов, которое препятствует
доступу воздуха к расплавленному металлу. Используемый флюс
замедляет охлаждение наплавленного металла и легирует его, тем
самым улучшает качество слоя наплавки.
Для наплавки малоуглеродистых и низколегированных сталей
используют проволоку из малоуглеродистых (Св-08, Св-08А, Св-
15), марганцовистых (Св-08ГА, Св-ЮГА) и кремнемарганцовистых
(Св-08ГС) сталей.
Для наплавки высоколегированных и высокоуглеродистых ста-
лей применяют проволоку Нп-65Г, Нп-ЗОХГСА, Нп-ЗХ13. Диаметр
проволоки выбирают в зависимости от толщины наплавяемого
слоя (1,2—3 мм).
Состав флюса влияет на ширину и глубину шва, а также на
чистоту его поверхности. Флюсы с повышенным содержанием фто-
ра способствуют увеличению глубины провара. Введение флюса
при автоматической и полуавтоматической сварке улучшает
качество сварного соединения за счет надежной защиты шва
от воздействия кислорода и азота окружающего воздуха, способст-
вует однородности химического состава металла шва, улучшению
формы шва, сохранению постоянства его размеров и ликвидации
непроваров.
Флюсы классифицируют по назначению, химическому составу,
способу изготовления и строению частиц. По назначению флюсы
разделяют для сварки углеродистых и легированных сталей,
цветных металлов и сплавов. Некоторые флюсы могут использоваться
для сварки металлов и сплавов в составе нескольких групп
и марок.
Наиболее широкое применение при автоматической сварке и
наплавке углеродистых и низколегированных сталей получили вы-
сококремпистые марганцовистые плавленные флюсы марок АН-348-А
и ОСЦ-45.
При автоматической и полуавтоматической сварке производитель-
ность процесса повышается в 3—6 раз по сравнению с ручной
дуговой сваркой обмазанными электродами. Уменьшается также рас-
ход электроэнергии и электродного металла за счет уменьшения
его доли в металле шва с 70% при сварке покрытым
53
электродом до 35% при сварке под флюсом за счет уменьшения
потерь на угар, разбрызгивание и огарки. Улучшаются условия труда,
так как отпадает необходимость в защите лица и глаз сварщика,
и уменьшается выделение вредных газов в процессе сварки.
Выбор режима наплавки определяется размером детали, величи-
ной износа и диаметром электродной проволоки. Силу тока реко-
мендуется определять по зависимости
/ = 110d, + 10<Уэ2.
Скорость наплавки
v = а„1 / (7,
где ан — коэффициент наплавки, г/(А-ч);
и— масса 1 м наплавленного металла, г.
Скорость подачи электродной проволоки
4а I
н
где d — диаметр электродной проволоки, мм;
у— плотность наплавленного металла, г/см3.
Масса металла, наплавленного в единицу времени,
1000 ’
где t0 — основное (машинное) время наплавки, ч;
У — коэффициент использования установки.
Частота вращения детали
где гл, — скорость подачи электродной проволоки, м/мин;
d — диаметр проволоки, мм;
h — толщина наплавленного слоя, мм;
S — шаг наплавки, мм/об;
D — диаметр детали, мм;
ц — коэффициент перехода металла электрода в основной металл
детали (наплавки под флюсом ц= 1).
Наплавка и сварка деталей в среде защитных газов. В ка-
честве защитной среды используют углекислый газ, азот, аргон,
водяной пар, смеси газов. Наибольшее распространение при вос-
становлении деталей получили сварка и наплавка в углекислом газе.
Защита расплавленного металла от вредного действия кислорода
и азота при этом виде наплавки и сварки осуществляется
54
струей углекислого газа, которая оттесняет от зоны плавления
воздух. При ремонте машин наибольшее распространение получили
полуавтоматическая наплавка и сварка плавящимися электродами.
Полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа имеет
следующие преимущества: незначительные коробления детали при
сварке, низкая стоимость углекислого газа, малые размеры дуги
и сварочной ванны, что уменьшает проплавление основной детали
и дает возможность вести сварку во всех положениях.
Вибродуговая наплавка является наиболее производительным
способом восстановления поверхности деталей. При вибродуговой
наплавке детали меньше нагреваются и, следовательно, меньше
деформируются, чем при электродуговой и газокислородной наплав-
ках.
Сущность вибродуговой наплавки состоит в том, что электрод
в процессе наплавки вибрирует с частотой 35—100 кол/с и амплиту-
дой 1,5~2 мм, что достигается с помощью вибратора, осущест-
вляется под слоем флюса или без него, иногда с охлаждающей
жидкостью. Перед наплавкой поверхность детали очищают от грязи,
масла и ржавчины, и деталь закрепляют в центрах токарного
станка, приспособленного для этих целей. Отрицательный зажим
генератора постоянного тока соединяют с ремонтируемой деталью,
положительный — с электродом (обратная полярность).
Во время наплавки деталь вращается с заданной скоростью,
а электродная проволока по мере расплавления непрерывно пода-
ется к восстанавливаемой поверхности.
Вибродуговой наплавкой восстанавливают наружные поверхно-
сти шеек валов, втулок, шпоночных и шицевых соединений.
Скорость подачи электродной проволоки v„ имеет важное значе-
ние при наплавке деталей и может быть подсчитана по формуле
^ = 0,1/-^,
где U — напряжение, В, d, — диаметр электродной проволоки, мм.
Скорость наплавки можно определить по формуле
0,785 </эяпп
V = --------- ,
« hSa
где ц — коэффициент перехода электродного материала в наплавленный
металл ц = 0,84-0,9;
/1 — толщина наплавляемого слоя, мм;
S — шаг наплавки, мм/об;
а — коэффициент, учитывающий отклонение фактической площади
сечения наплавленного металла.
55
Обычно он=:(0,44-0,8)уп. Частоту вращения детали при наплав-
ке определяют по формуле
_1000ун
п~ ’
где D — диаметр наплавляемой поверхности детали, мм.
Шаг наплавки выбирают в зависимости от диаметра электродной
проволоки. Он в значительной степени влияет на прочность сплав-
ления основного металла с наплавляемым. Обычно шаг наплавки
равен (1,6—2,2)<1Ч.
Одно из основных направлений механизации сварочных про-
цессов при восстановлении деталей вагонов — автоматическая и
полуавтоматическая сварка и наплавка порошковой проволокой. Для
наплавки используются порошковые проволоки различных марок
(ПП-ТН250, ПП-ТН350, ПП-АН1 и др.) в зависимости от марки
металла наплавляемой поверхности и получения желаемой поверх-
ности наплавленного слоя. Порошковые проволоки наплавляются
с помощью полуавтоматов А-765.
Порошковая проволока способствует получению высокого ка-
чества наплавленного металла и значительно снижает трудоемкость
сварочных работ.
Плазменная сварка и наплавка являются перспективным мето-
дом ремонта деталей. Высокая температура плазмы и нейтральная
среда позволяют получать сварные швы и наплавочные слои мало-
окисленные, обладающие высокими механическими свойствами и
износостойкостью. В качестве источника тепловой энергии при плаз-
менной наплавке используется струя плазмы.
Электроконтактная сварка металлов производится за счет
тепла, выделяемого при прохождении электрического тока в месте
контакта свариваемых деталей, которые в процессе сварки
сжимаются и выдерживаются под усилием сжатия до образования
сварного соединения. Этот вид сварки — один из самых произво-
дительных.
В вагоностроении применяется несколько видов контактной
сварки: стыковая, точечная, шовная, рельефная.
Стыковую сварку без оплавления кромок применяют для сое-
динения элементов сплошного сечения толщиной до 20 мм и труб
диаметром до 25 мм. Изделия с большой площадью сечения
любой формы сваривают встык путем местного оплавления.
Точечную сварку используют для одностороннего или двусторон-
него соединения внахлестку или с отбортовкой тонколистовых
деталей толщиной до 5 мм. Прочность сварного соединения
определяется диаметром точек, шагом между ними, расстоянием
от центра точки до края листа и количеством рядов точек
(одно-, двух- и многорядное соединение). Точечная сварка приме-
няется при изготовлении кузовов вагонов.
56
Для получения плотных и прочных швов в изделиях из малоугле-
родистых и нержавеющих сталей используют .шовную сварку
внахлестку с отбортовкой, которая характеризуется получением
ряда перекрывающих друг друга свариваемых точек при импульсной
подаче напряжения на ролики и свариваемые детали. Качест-
во швов при шовной сварке во многом зависит от тщательности
очистки поверхностей деталей в местах контакта.
Рельефную сварку применяют при создании листовых конструк-
ций, изготовлении каркасов композиционных тормозных колодок
и т. п. При рельефной сварке детали соединяются при прохож-
дении тока с помощью пластинчатых электродов, через предва-
рительно образованные выступы (рельефы) деталей.
Для заварки дефектов литья, а также при ремонте деталей
небольших размеров и изделий, изготовленных из тонколистового
проката используют газовую (газокислородную) сварку, которая
основана на использовании тепла, выделяющегося при сгорании в
среде кислорода горючих газов. Наибольшую температуру (3100—
3300° С) имеет ацетилено-кислородное пламя.
Для смешивания горючего газа с кислородом в нужной про-
порции и образования пламени применяют сварочные газовые го-
релки. Каждая горелка имеет несколько наконечников, которые
имеют различный расход горючего газа. Режим газовой сварки
определяется двумя параметрами: видом сварочного пЛамени и
производительностью горелки. В зависимости от количественного
соотношения поступающих в горелку кислорода и ацетилена раз-
личают нейтральное, науглероживающее и окислительное пламя,
которое оказывает разное влияние на свойства наплавленного
металла. Наиболее высокие механические свойства наплавленный
металл приобретает при сварке стали нейтральным пламенем. Дру-
гие виды пламени при сварке применяют редко. Например, науглеро-
живающее пламя с небольшим избытком ацетилена применяют
при сварке легко окисляющихся металлов.
От правильного выбора производительности горелки зависят
производительность процесса и качество сварки. Мощность Q го-
релки зависит от толщины свариваемого металла, температуры
его плавления и теплопроводности:
<?=Л/г,
где А — опытный коэффициент, определяющий расход ацетилена, м3/ч,
при сварке металла толщиной в 1 мм (при сварке стали Я=0,104-
4-0,12; чугуна Я^=0,15; алюминиевого сплава /1 = 0,0754-0,10;
h — толщина свариваемого металла, мм.
Детали из серого чугуна можно сваривать, применяя газовую
или электродуговую сварку постоянным или переменным током.
При ацетилено-кислородной сварке чугуна необходимо применять
флюсы. Мощность горелки устанавливается из расчета 100—
57
125 л/ч на 1 мм толщины детали. Пламя должно быть нормаль-
ное или с небольшим избытком ацетилена.
Газовая ацетилено-кислородная сварка деталей из алюминиевых
сплавов ведется нейтральным пламенем с использованием флюса
АФ-4А (хлористый натрий 28, хлористый калий 50, хлористый
литий 14, фтористый натрий 8%). Присадочный материал по своему
химическому составу должен соответствовать составу материала
свариваемой детали.
Преимущества газовой сварки — простота оборудования и ин-
струмента, возможность сваривания деталей различной толщины и
выполнения сварочных работ при различных внешних условиях,
а также независимость от источников электроэнергии. К недостат-
кам следует отнести малую производительность сварочных работ,
большие деформации изделия.
Газопрессовую сварку применяют для соединения деталей
встык и выполняют на газопрессовых станках. Подогнанные сты-
ки свариваемых деталей зажимают на станке, нагревают газокис-
лородным (ацетилено-кислородным) пламенем с помощью многопла-
менной горелки, а затем под усилием сжатия сваривают. С по-
мощью газопрессовой сварки в пластическом состоянии металла
можно получить сварное соединение, которое по химическому
составу и механическим свойствам приближается к основному
металлу.
Сварку трением применяют для изготовления и восстановления
валиков тормозной рычажной передачи.
3.4. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ГАЛЬВАНИЧЕСКИМИ ПОКРЫТИЯМИ,
МЕТАЛЛИЗАЦИЕЙ И ПОЛИМЕРНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ
Гальваническое покрытие. Изношенные детали вагонов восста-
навливают различными электролитическими способами. В вагоно-
ремонтном производстве получили распространение хромирование,
железнение, никелирование, меднение и цинкование.
Хромирование состоит в том, что хром осаждается на ремонтиру-
емую деталь из электролита (при прохождении через него тока), в ка-
честве которого используется водный раствор хромового ангидрида
(150—250 г/л) и серной кислоты (1,5—2,5 г/л). Катодом явля-
ется деталь, а анодом служат свинцовые или свинцово-сурьмянистые
пластины. Электролит подогревается до температуры 50—60 °C.
Хромирование ведется при постоянном токе плотностью 25—50
А/дм2, напряжением 6 В.
Перед хромированием детали шлифуют, обезжиривают, дека-
пируют и несколько раз промывают в горячей и холодной воде.
После хромирования их промывают и обрабатывают (обычно шли-
фуют) до чертежных размеров. Толщину наносимого слоя хрома оп-
58
ределяют: по разности размеров детали до и после хромирова-
ния; по изменению массы детали; спектральным анализом; по попе-
речным шлифам; снятием слоя хрома механическим или химическим
путем.
При хромировании не нарушается термическая обработка де-
талей. Твердость покровного слоя составляет НВ 500—1200. При
наличии смазки пористый хром обладает высокой износостойкостью,
а при небольшой толщине покрытия слой хрома имеет надеж-
ное сцепление с основным металлом детали.
К недостаткам хромирования следует отнести следующее: при
большой толщине покрытия (более 0,3 мм) оно отслаивается
(слабое сцепление); малую производительность процесса (отложе-
ние слоя хрома толщиной 0,015—0,03 мм/ч); применяется срав-
нительно дефицитный хромовый ангидрид; хромированная по-
верхность плохо поддается механической обработке; процесс
гальванического хромирования относительно дорог.
Осталивание (железнение) ремонтируемых деталей заключается
в том, что изношенные поверхности гальваническим путем покры-
ваются сталью. В качестве электролита применяется водный раст-
вор хлористого железа (500 г/л) с небольшим количеством
хлористого натрия (100—250 г/л) и соляной кислоты (3—3,5 г/л).
Этот электролит подогревается до температуры 95—97 °C. Деталь
крепится на подвеске-катоде. Анодом служит стальная пластина,
содержащая 0,08—0,1% углерода. Плотность тока обычно колеб-
лется в пределах 10—20 А/дм2. Твердость осажденного на дета-
ли слоя стали составляет НВ 170-200.
Технологический процесс осталивания предусматривает ряд
последовательных операций: механическую обработку восстанавли-
ваемых поверхностей (обточка); установку детали на подвесное
приспособление; изоляцию поверхностей, не подлежащих покры-
тию; обезжиривание; промывку в проточной воде; декапирование;
промывание; осталивание.
Способ осталивания позволяет наращивать на детали большие
слои стали (до 5 мм); использовать дешевый электролит,
который получается путем травления железной стружки в соляной
кислоте; достигать высокой производительности процесса (обеспе-
чивается отложение слоя стали толщиной 0,13—0,26 мм/ч, т. е.
примерно в 8 раз больше, чем при хромировании). Кроме того,
при осталивании плотность тока примерно в 2,5 раза меньше, чем при
хромировании.
К недостаткам способа осталивания относятся: сравнительно
слабое сцепление наносимого слоя с основным металлом и малая
твердость осажденного слоя без термической обработки.
При восстановлении деталей до ремонтных размеров приме-
няют никелирование. При этом используются специальные электро-
литы. Процесс никелирования заключается в нанесении никель-
фосфорных покрытий на поверхность обрабатываемой детали.
Подготовку деталей к никелированию осуществляют так же,
как при хромировании. После нанесения покрытия детали нагре-
вают до температуры 350—380 °C и выдерживают в течение
0,5—1 ч, вследствие чего твердость никелированной поверхности
значительно повышается.
При электролитическом никелировании детали загружают в
стальные ванны, облицованные винипластом или покрытые двумя-
тремя слоями резины.
Меднением защищают поверхности отдельных участков дета-
ли, которые не должны подвергаться насыщению углеродом при
цементации или бором при борировании. Кроме того, меднение
используют для наращивания деталей (шеек валов, колец подшип-
ников качения, втулок, вкладышей и т. д.) Для меднения исполь-
зуют цианистые, кислые, щавелевокислые, аммиачные и другие
электролиты. Готовят детали к меднению так же, как и к хромиро-
ванию.
Цианистые электролиты позволяют получать слой медного
покрытия мелкокристаллической структуры, хорошо сцепляющийся
со стальной основой, и непосредственно осаждать медь на сталь,
чугун и другие металлы и сплавы. В отличие от цианистых элек-
тролитов кислые электролиты обладают низкой рассеивающей спо-
собностью, поэтому осаждающаяся медь не сцепляется с основным
металлом детали. В связи с этим при меднении в кислых электро-
литах на поверхность стальных деталей предварительно наносят
слой никеля.
Металлизация — это нанесение расплавленного металла на по-
верхность воздухом. Она заключается в том, что расплавленный
электрической дугой металл двух проволок распыляется струей
сжатого воздуха и с большой скоростью (140—150 м/с) наносит-
ся на подготовленную поверхность детали.
Технологический процесс ремонта изношенных деталей ме-
таллизацией состоит из подготовки деталей к металлизации, соб-
ственно металлизации и последующей обработки.
Подготовка деталей к металлизации предусматривает очистку
и обезжиривание, предварительную механическую обработку ме-
таллизируемой поверхности детали для придания ей требуемой
формы, защиту поверхности, не подлежащих металлизации.
Детали после металлизации обрабатывают на металлорежу-
щих станках резцами с пластинками из твердых сплавов или на
шлифовальных станках. При механической обработке покрытия одно-
временно проверяется его качество. Если слой не выкрошился, значит
качество сцепления удовлетворительное.
Преимущества металлизации состоят в следующем: можно по-
лучить толщину наращиваемого слоя металла до 10 мм, что
позволяет ремонтировать детали с большим износом; структура ме-
60
талла ремонтируемых деталей не изменяется, так как их темпе-
ратура в процессе нанесения слоя не превышает 70 °C; металли-
зированный слой обладает способностью поглощать и удерживать
масло, что обеспечивает хорошую износостойкость деталей; можно
получать псевдосплавы (например, алюминия и свинца, меди и
свинца и т. д.) и наносить покрытия на изделия из любого
материала (стали, бронзы, алюминия, дерева, пластмассы, стекла
и др.), любых размеров и формы. Технология процесса
металлизации и применяемое оборудование сравнительно неслож-
ные.
К недостаткам металлизации относятся низкая механическая
прочность нанесенного слоя и относительно малая прочность
сцепления его с основным металлом детали.
Покрытие полимерными материалами. Полимерные материалы
широко используют в ремонтном производстве при восстановлении
отдельных деталей. Эти материалы обеспечивают необходимую
прочность и износостойкость восстановленных изделий, а технология
восстановления отличается простотой выполнения операций без при-
менения сложного оборудования.
Восстанавливают детали путем нанесения на изношенные или
поврежденные поверхности тем или иным способом слоя пластмассы,
склеивания или заделки трещин и разрывов. Полимерные мате-
риалы применяют для изготовления деталей.
В ремонтном производстве наиболее часто применяют поли-
амидные смолы, полиэтилен, волокнит, стекло вол ок нит, пресс-
порошки, составы на основе эпоксидных'смол, синтетические клеи,
фторопласты, термопласты и др. Полимеры, используемые для
ремонта деталей, должны обладать высокой теплостойкостью,
прочностью в условиях вибрационных и переменных нагрузок, стой-
костью к воздействию воды, топлива и масел.
Заделки трещин и склеивание деталей выполняют полимерным
составом на основе эпоксидных смол ЭД-5 и ЭД-6 и специальными
клеями типов БФ, 88Н, ВС-ЮТ и др. Наиболее прочное клеевое
соединение в условиях высоких температур получается при исполь-
зовании клея ВС-ЮТ. При заделке трещины кромки разделывают
под углом 60—70° на глубину 2/з толщины детали. Поверх-
ность с обеих сторон трещины зачищают до металлического
блеска и обезжиривают ацетоном. Затем на поверхность наносят
шпателем слой эпоксидной мастики на 3 мм выше поверхности.
Перед склеиванием детали тщательно зачищают и обезжиривают
ацетоном. На подготовленные поверхности последовательно наносят
два слоя клея. После этого детали соединяют под давлением
0,3—0,4 МПа и выдерживают в печи при температуре 170—
180 °C в течение 1 —1,5 ч.
61
3.5. ЭЛЕКТРОИСКРОВАЯ ОБРАБОТКА, ОБРАБОТКА РЕЗАНИЕМ
И ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ
Электроискровая обработка. Этот способ основан на использо-
вании электрической эрозии, при которой происходит неравномер-
ное, направленное от анода к катоду разрушение работающей
пары контактов.
Если в процессе электроискровой обработки импульсный
разряд протекает в жидкой диэлектрической среде, то с детали,
подключенной в цепь установки в качестве анода, снимается
металл. Если же деталь подключена в качестве катода и процесс
протекает в газовой среде, то на детали происходит отложение
металла анода, т. е. наращивание слоя металла. Этот процесс
часто сопровождается упрочнением поверхностных слоев детали.
Электроискровую обработку применяют:
для снятия металла с деталей, изготовленных из закаленных
сталей или из твердых сплавов; для получения различных
отверстий; для нанесения на изношенные поверхности покрытий
их различных металлов и твердых сплавов; для упрочнения метал-
лических поверхностей деталей графитом, хромом и т. д.
Упрочнять поверхности деталей можно металлами и сплавами
любой твердости, например, сормайтом, стеллитом, вольфрамом и др.
Обработка резанием. В вагоноремонтном производстве этот
способ обработки широко применяют для восстановления посадки
сопряжения, обработки под ремонтный размер, для изготовления
новых деталей путем переделки более крупных, вышедших из
строя, а также для окончательных отделочных операций при ремон-
те деталей, восстановленных различными способами.
Обработка резанием включает в себя расточку, развертку,
шлифование отверстий и валов под ремонтный размер, обточ-
ку, обработку деталей после сварки, наплавки до и после хро-
мирования, железнения, натирания, металлизации и обработку сты-
кованных поверхностей, имеющих коробление в результате
теплового воздействия, сварки, наплавки и других причин;
восстановление резьбы, шлицев, шпоночных канавок; изготовление
новых деталей и др.
Развертывание применяют для окончательной подгонки от-
верстий втулок и осуществляют после запрессовки втулки в по-
садочное гнездо.
При посадках с натягом между охватывающей и охватываемой
деталями возникают радиальные усилия, которые дают упругие
деформации. В запрессованной втулке из-за этих деформаций
уменьшается внутренний диаметр. Его подгоняют по сопряженной
детали с помощью регулируемых разверток.
При правке без нагрева в детали возникают значительные
внутренние напряжения, в результате чего после правки она по-
62
Рис. 3.4. Схема определения ре-
монтных размеров деталей
степенно принимает первоначальную
форму. При этом снижается предел
выносливости деталей. Для снятия
внутренних напряжений после такой
правки деталь необходимо выдер-
жать при температуре 400—450 °C
в течение 1 ч или при 250—300 °C
в течение нескольких часов. Приме-
няют также правку с местным по-
догревом до температуры 450—600°С.
Крупные и сильно деформированные
детали правят в нагретом состоянии.
Механические свойства деталей
улучшаются различными способами:
упрочняющим накатыванием и рас-
катыванием; упрочняющей чеканкой; обработкой дробью; цент-
робежной обработкой. Эти способы поверхностно-пластического
деформирования находят применение в ремонтном производстве
главным образом для повышения предела выносливости деталей.
Размеры, которые имеют детали при изготовлении для уста-
новки на новые вагоны, принято называть номинальными.
Размеры, которые больше или меньше номинальных, называют
ремонтными.
При ремонте вагонов используют запасные детали, имеющие
номинальные или ремонтные размеры. Изношенные детали можно
обрабатывать, придавая им нужные ремонтные размеры.
Для определения ремонтных размеров деталей (рис. 3.4) пользу-
ются формулами, приведенными в табл. 3.2.
Износ и припуск определяют по формуле
х = 2(6 + 6'),
где 6 — износ вала или отверстия на одну сторону, мм;
б' — припуск на сторону для обработки при ремонте, мм.
Количество ремонтных размеров для вала и отверстия подсчиты-
вают соответственно по формулам:
_ d«~' rfrnin .
Рв X
nfo
где rfmin — допустимый минимальный диаметр вала, мм;
Dmax — допустимый максимальный диаметр отверстия, мм.
В ряде случаев можно восстановить посадку в сопряжениях,
применяя дополнительные ремонтные детали — втулки, кольца, на-
кладки, планки. Например, при значительном износе шейку вала
протачивают до меньшего диаметра, а затем напрессовывают на
63
Восстановление детали экономически эффективно, если относи-
тельная себестоимость восстановления меньше или равна относи-
тельной себестоимости изготовления новой детали,
где Св и Си — себестоимость соответственно восстановления изношенной
детали и изготовления новой, руб.;
/в и /„—средняя продолжительность службы соответственно восста-
новленной и новой детали, ч.
Если в эту формулу ввести коэффициент долговечности к,
равный соотношению долговечностей восстановленной и новой де-
талей, то Св<кС„.
При определении экономической эффективности восстановления
быстроизнашивающихся деталей, работающих до полного износа,
необходимо учитывать затраты на разборку и сборку изделия,
тогда Св^кС„ + Срс(к — 1), где Срс — затраты на разборку и сборку
изделия, руб.
При оценке экономической эффективности ремонта изношенной
детали нужно учитывать, что восстановление может быть рента-
бельным даже тогда, когда затраты на восстановление больше зат-
рат на изготовление новой детали (например, когда изготовление
или получение новой детали связано с длительным простоем
сборочной единицы или вагона, что может вызвать более зна-
чительные потери, чем стоимость восстановления детали).
Восстановление изношенных деталей целесообразно также с точки
зрения экономии металла и высвобождения оборудования для изго-
товления новых деталей.
Наиболее рациональный способ восстановления сопряженных де-
талей без учета затрат на сборку и разборку выбирают по формуле
2Cbi / С/ kn',
где SC„i ,...,2СВП — себестоимость восстановления сопряженных деталей,
РУб.;
kt', ..., kn — коэффициент долговечности, соответствующий рассмат-
риваемому способу восстановления детали.
Для сравнения себестоимости восстановления изношенных сопря-
женных деталей с себестоимостью изготовления новых используют
формулу
26?в/^В 2б?н/^Н ,
где 2СВ и 2СН — себестоимость соответственно восстановления изношен-
ных и изготовления новых сопряженных деталей;
и — коэффициент долговечности восстановленных и новых де-
талей.
66
Если коэффициент долговечности новых деталей kH' принять за
единицу, то
ЕСв</гв'ЕС„, или 1Св</гв^Сн + Срс(/г-1).
Коэффициенты долговечности определяют экспериментальным
способом.
Для определения экономической эффективности восстановления
деталей по сравнению с изготовлением в условиях данного произ-
водства используют технологическую себестоимость, которая опреде-
ляется как часть затрат производства на одну деталь. В состав
технологической себестоимости входят затраты, которые изменяются
в зависимости от выбранного способа восстановления.
В технологическую себестоимость восстановления или изготов-
ления детали С, (руб.), кроме затрат на материал, входят
многие другие затраты:
2 С;=сз+Сэ + Сао+Свм+Стм+Сп+Си+Саз+Сро.
1= 1
где С3 — заработная плата производственных рабочих с начислениями на
социальное страхование, руб.;
С3 — затраты на технологическую электроэнергию, руб.;
Сао — амортизационные отчисления на оборудование, руб.;
Свм — затраты на вспомогательные материалы, руб.;
Стм — затраты на технологические материалы (электроды, кислоты и
др ), руб.;
С„ — затраты на приспособления, руб.;
Си — затраты на инструмент, руб.;
Саз — затраты на амортизацию и содержание помещения, руб.;
Ср0 — доля стоимости ремонта оборудования, приходящаяся на период
его работы по восстановлению (изготовлению) детали, руб.
Сравнивая результаты расчета по себестоимости, находят
наиболее рациональный вариант восстановления детали.
Если для восстановления детали не требуется дополнительных
капиталовложений, затраты на восстановление сопоставляют только
с себестоимостью новой детали (стоимостный показатель). Если
вводятся новые технологические процессы, связанные с дополни-
тельными капитальными вложениями, то экономическая эффектив-
ность способов ремонта сравнивается по показателям себестоимости
и эффективности капиталовложений.
Эффективность дополнительных капиталовложений
— jV4c°l с°2) — Лсв
дк“ " л*д ’
3*
67
3.7. РОЛЬ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
В ОБЕСПЕЧЕНИИ ИХ НАДЕЖНОСТИ
Под надежностью вагона понимается свойство сохранять во
времени в установленных пределах значения всех параметров,
характеризующих его способность выполнять требуемые функции
в заданных режимах и условиях применения, технического обслу-
живания, ремонтов, хранения и транспортирования.
Сущность надежности в первую очередь проявляется в безава-
рийной работе подвижного состава железных дорог, в обеспечении
быстрых и рентабельных перевозок при наименьших затратах на
изготовление и техническое обслуживание. Поэтому технологи-
ческие процессы изготовления и ремонта вагонов и их составных
частей должны полностью отвечать этим требованиям.
Надежность включает в себя: безотказность, долговечность,
ремонтопригодность и сохраняемость.
Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять ра-
ботоспособное состояние в течение некоторого времени или неко-
торой наработки.
Долговечность — свойство объекта сохранять работоспособное
состояние до наступления предельного состояния при установлен-
ной системе технического обслуживания и ремонта (т. е. до такого
момента, при котором дальнейшее применение либо восстановление
объекта становится недопустимым, нецелесообразным или невозмож-
ным) .
Ремонтопригодность — свойство объекта, заключающееся в
приспособленности к предупреждению и обнаружению причин воз-
никновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановле-
нию работоспособного состояния путем проведения технического
обслуживания и ремонтов.
Сохраняемость—свойство объекта сохранять значения показа-
телей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в тече-
ние и после хранения и (или) транспортирования.
Под работоспособным состоянием подразумевается такое сос-
тояние объекта, при котором значения всех параметров, характе-
ризующих способность выполнять заданные функции, соответст-
вуют требованиям нормативно-технической и (или) конструктор-
ской документации.
Необходимо различать понятия отказа и повреждения. В пер-
вом случае мы имеем дело с событием, заключающимся в наруше-
нии работоспособного состояния объекта, а во втором — в нару-
шении исправного состояния при сохранении работоспособного
состояния. При соответствии объекта всем требования нормативно-
технической и (или) конструкторской документации его состояние
считается исправным. Количественная характеристика одного
или нескольких свойств, составляющих надежность, называется
70
показателем надежности, который может быть единичным или
комплексным и устанавливается с учетом выбора критерия отка-
за, т. е. признака или признаков неработоспособного состояния.
Наработка как продолжительность или объем работы объекта
различается до появления отказа с начала эксплуатации или рас-
сматривается в виде наработки на отказ между соседними отка-
зами при проведении восстановлений.
Технический ресурс — это наработка объекта от начала его
эксплуатации или ее возобновления после ремонта определенного
вида до перехода в предельное состояние.
Срок службы есть календарная продолжительность от начала
эксплуатации объекта до перехода его в предельное состояние.
Срок службы включает наработку объекта и время простоев всех
видов, в том числе на техническое обслуживание и ремонт.
Накопленные данные об отказах составных частей вагонов
позволяют на основе их анализа достаточно точно оценивать на-
дежность вагонов или их сборочных единиц и деталей, выявлять
наиболее изнашивающиеся элементы, устанавливать сроки пла-
нового ремонта или определять их соответствие долговечности
объекта.
Для этого целесообразно использовать построение графиков
(рис. 3.6). Заштрихованные области — плановые сроки ремонта.
Вертикальные черточки на каждой горизонтальной прямой оп-
ределяют значение математического ожидания наработки до отка-
за, либо на отказ, если рассматривается процесс после восстанов-
ления деталей. Кривыми штриховыми линиями показаны грани-
цы, внутри которых может произойти выход из строя однородных
деталей по причине разрушения или достижения предельного до-
пуска на замену или ремонт. Из графика видно, какие детали яв-
ляются лимитирующими, а для каких требуются замена материа-
ла, изменение технологии изготовления и обработки, чтобы обес-
печить технический ресурс, отвечающий межремонтным периодам
/71 и /?2 проведения плановых ремонтных воздействий.
В целом технология изготовления и ремонта вагонных дета-
лей должна учитывать нели-
нейный характер изнашивания
деталей и развития трещин,
начальный допуск на изготов-
ление, возможную промежуточ-
ную разборку приработанных
сопряжений, неравномерность
постановки вагонов в ремонт и
условия эксплуатации.
В основе расчета боль-
шинства количественных ха-
рактеристик показателей на-
Рис. 3.6. График проверки соответствия
наработок деталей вагонов назначенным
срокам планового ремонта
71
дежности лежат теория вероятностей и математическая статисти-
ка, которые также применимы для анализа и контроля качества
изготовления и ремонта вагонных деталей.
Сроки службы подвижных сопряжений составных частей ваго-
нов с точки зрения их износостойкости и прочности в определен-
ной степени зависят от структуры материала, от механических и
химических свойств сплавов, подвергнутых соответствующей обра-
ботке. Например, для углеродистых сталей с содержанием углерода
от 0,2 до 1,0% следующие зависимости связывают содержание
этого химического элемента со средним ожидаемым износом
т], по массе.
Для структуры стали после прокатки rji=64,3—36,5 °C;
» перлитной структуры т]2=54,0—33,0 °C;
» сорбитной » » » Г|з=40,6—24,0 °C;
» трооститной » » » т]4=34,5—21,5 °C;
» мартенситной » » » т]5=23,6—19,0 °C.
Таким образом, снижение среднего износа при каждом после-
довательном переходе от гц к щ происходит на 5—10%, что надле-
жит учитывать при выборе технологии изготовления деталей.
Повышение износостойкости пар трения сопряжений шарнирных
и подвижных деталей вагонов с учетом вида термообработки опре-
деляется следующими основными соотношениями: по отношению к
нормализации — цементация в 1,8 раза, объемная закалка в 2,4 ра-
за, нитроцементация в 4,5 раза; по отношению к цементации —
объемная закалка в 1,9 раза, нитроцементация в 2,6 раза; нитро-
цементация по отношению к объемной закалке в 2 раза.
При выборе метода технологической обработки деталей, обеспе-
чивающего требуемую кратность межремонтного периода, следует
учитывать, что каждое увеличение скорости эксплуатации подвиж-
ного состава на 20 км/ч в диапазоне от 120 до 160 км/ч повышает
интенсивность изнашивания элементов примерно на 3—10%.
Прочность и изнашивание сборочной единицы и ее надежность
в эксплуатации, помимо непосредственно воздействующих на нее
силовых и других факторов, часто зависят также от технического
состояния взаимосвязанной с ней иной сборочной единицы. Это
обстоятельство следует учитывать при выборе допусков на изго-
товление и ремонт деталей, с помощью которых можно в значитель-
ной степени изменять величину их наработки в эксплуатации.
Другим важным фактором, влияющим на изменение межремонт-
ных периодов вагонов, является выбор и назначение соответст-
вующего метода технологической обработки деталей.
Работа автосцепных устройств вагонов, имеющих ограничен-
ное число степеней свободы из-за жесткого клинового закрепле-
ния их хвостовых частей, происходит при наличии ударных нагру-
зок, при отсутствии смазки, в различных климатических условиях
и т. д. Это приводит к интенсивному изнашиванию деталей, раз-
витию трещин, изгибам и другим отказам.
72
Кроме того, существенное отрицательное влияние на снижение
вероятности безотказной работы автосцепного устройства оказы-
вают неисправные гидравлические гасители колебаний тележек
пассажирских вагонов и фрикционные гасители тележек грузовых
вагонов, которые при выходе из строя резко ухудшают динами-
ческие характеристики подвижного состава. Например, при сниже-
нии параметра сопротивления гидравлических гасителей колеба-
ний в 2 раза против нормы износ деталей автосцепки возрастает
примерно на 30% всего за 5 мес эксплуатации пассажирских ва-
гонов, курсирующих со скоростью до 160 км/ч.
Поэтому приемлемым уровнем надежности гидравлических
гасителей колебаний на межремонтный период может считаться
величина их вероятности безотказной работы, которая должна
быть не ниже 0,98. Это обеспечивается в том случае, если для
каждого составного элемента гасителя, включая масло как рабо-
чую жидкость, вероятность безотказной работы после изготовле-
ния или ремонта будет не ниже значения 0,999. Взаимосвязь отка-
зов гасителей колебаний с увеличением изнашивания деталей авто-
сиепных устройств подтверждается расчетом с использованием
математического аппарата корреляционно-регрессионного анализа.
Подробный расчет покажем на примере износа отверстия под
клин в хвостовике автосцепки (табл. 3.3).
Исходные статистические данные по износу в пределах от 0 до
5,0 мм разделим на 10 разрядов в соответствии с правилами мате-
матической статистики с шагом через 0,5 мм. Измеренные средние
значения параметров сопротивлений гидравлических гасителей
колебаний, соответствующие числу случаев обнаружения конкрет-
ной величины износа, приведены в левой колонке таблицы.
Числа, записанные в средней части и расположенные в клет-
ках друг над другом, получены следующим образом. Например,
для пересечения jjcp=60 и Х=и, соответствующее диапазону 2,0—
2,5, имеем: цифру 2 (средняя цифра в клетке), определяю-
щую число случаев появления в процессе наблюдения износа дета-
лей, попадающих в указанный диапазон; умножением этой цифры
2 на середину диапазона, равную 2,25, находим значение 4,50.
Наконец, умножением числа случаев на среднее значение па-
раметра сопротивления гидравлических гасителей колебаний по-
лучим 2-60=120.
Значения пи—пх и ny=nv получаются суммированием средних
цифр в клетках соответственно по вертикали и горизонтали.
Для получения уравнения, связывающего параметр сопротив-
ления гидравлического гасителя колебаний и величину износа
отверстия под клин в хвостовике автосцепки, используем следую-
щие расчетные формулы.
73
Таблица 3.3
1 1 1940 (луата*
vU О 240 320 ю о 081 150
3 II § II 28,5 СЧ 00 17,5 2,25 1,5 1 1 х Л 1 я о о 2
II а lL е =“11 00 тГ ТГ О СО .тГ со со I 4) 1 1 2 ч о сб
Io ‘ S--S ' 4 14,25 3 0 1 1 1 1 1 со о 0 разность 1
O'E 4,25 1 0 1 1 1 1 1 — о 300 0 ь не только как
3,5-4, о| 1 3,75 1 20 1 3,75 1 60 1 1 сч 80
3,0—3,б| 3,25 1 0 1 1 1 1 1 — О сб 03 о 3 X X я —— Л
3 II 2,5-3, о| 1 «Л сч оо со S 2,75 1 [ 40 i 1 1 тг о о 275 1 можно 1ИЧИН.
2,0—2.5 go <© СО О 1 2,25 1 40 S о сч ТГ сч — 1 1 Ю 160 360 ) деталей гениях вед
1 , 5—2 , о]: 1 1 1,75 1 40 5,25 3 180 1 1 тг 220 2 я 00 со « X 33 О я я
7 о 1 1 1,25 1 40 3,75 3 180 1 ] ТГ О сч сч « 2 я ч LO О Г4- Я О С4 II я я
о 7 1 1 1 1 ю сч о сч со сч 0,75 1 100 ТГ 340 255 Данные НОГО, но и
ю о 1 о 1 1 1 0,25 1 60 1 ю 8 О СО со ТГ 360 90 а н и е. । началь
II О. о t о 20 О 8 8 100 И е II 3 е V—£nuvV uV П р н м е ч (ин размера и
Первоначально находятся средние значения наблюдаемых ве-
личин для износа и параметра сопротивления гасителей соответ-
ственно:
x=v=(ZFttu)/F; y=v—(Znbv)/n.
Подставляя числовые значения, получаем, что %=и=2,1136 и
у=ц=44,848.
Далее вычисляем и2 и +:
u2=(Znuu2)/п; v2=(Znvv2)/n.
После подстановки соответствующих числовых значений и2=
=6,244 и ц2=3127,27._____ ________
Находим ou=V“2—(“)2; ov=^v2—(у)2, откуда ou 1,333, а
о„33,406.
Рассчитываем выборочный коэффициент корреляции гв:
rB=(ZnuvUV—-nuv)/(n<yu<Jv),
где п — объем выборки, т. е. наблюдаемое число случаев.
После подстановки в формулу числовых значений, получаем
гв = (1940—33 • 2,1136 • 44,848) / (33 • 1,333 • 33,406) = —0,8085.
Подтверждение правильности промежуточных расчетов дает
одинаковый результат 1940, получаемый как по вертикали, так и
по горизонтали (табл. 3.3).
Тогда по уравнению связи
у V - 44,848 = —0,8085 v • (х—2,1136),
1,333 '
или в окончательном виде ух =—20,26 + 87,673.
Проверку значимости силы связи по величине коэффициента
корреляции выполним с использованием t—распределения Стыо-
дента по формуле:
где п — объем выборки (число наблюдений), a ta—критическая гра-
ница оценки гипотезы при выбранном уровне значимости а и
числе степеней свободы k=n—2. Тогда для пассажирских ваго-
нов скоростных поездов получаем следующие зависимости:
для отверстия под клин в хвостовике автосцепки ух= — 20,26%+
+ 87,67; для тягового хомута ух= 25,15% — 3959,5; для клина тяго-
вого хомута уЛ = 45,01%—1450; для корпуса автосцепки =
= —20,25%+91,88; для подъемника замка ух=— 37,15%+1270,6.
Справедливость наличия корреляции подтверждается с вероят-
ностью не ниже 0,99.
75
74
Аналогичная ситуация имеет место при возрастании износа
фрикционных клиновых гасителей грузовых тележек мод. 18-100
и 18-109 у вагонов платформ, полувагонов, цистерн и др. Так,
уравнения линии регрессии Y (величины износа фрикционной
планки) на X (износа различных деталей автосцепного механизма)
следующие:
для тяговой поверхности малого зуба ух=0,5%+0,51; для удар-
ной поверхности малого зуба ух— 1,32х-|~0,51; для ударной поверх-
ности зева г/х=0,77х-|~0,75; для отверстия под клин в хвостовике
ух=0,09х-|~1,16; для торцовой части хвостовика ух=0,215х-|-0,81;
для плиты центрирующей балочки ух = 0,11 1х—1,059.
Приведенные уравнения показывают, насколько сильно влияют
износы и отказы гасителей колебаний вагонов на повреждаемость
деталей автосцепных устройств. Примеры показывают, что в первую
очередь затраты на совершенствование технологии ремонта и изго-
товления следует направить не столько на автосцепные механизмы,
сколько на гидравлические и фрикционные гасители колебаний
для повышения их надежности в эксплуатации. В противном случае
автосцепные устройства начинают в основном выполнять не свойст-
венные им функции гасителей.
Глава 4
ПОДГОТОВКА ВАГОНОВ К РЕМОНТУ
4.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Приемка вагонов. Вагоны, подлежащие ремонту, исключают
из рабочего парка и направляют к месту ремонта.
По прибытии на вагоноремонтный завод вагоны принимают от
заказчика работники бюро (отдела) по определению объема ремон-
та. В вагонном депо вагоны принимаются с базы отстоя выделенным
для этой цели бригадиром под руководством мастера депо.
При приемке вагонов на заводе проверяют наличие, комплект-
ность и техническое состояние его составных частей. На основа-
нии внешнего осмотра составляют приемо-сдаточный акт, в котором
фиксируют недостающие, нетиповые и изношенные сверх допусти-
мых норм детали и отмечают аварийные повреждения. Более тща-
тельный осмотр всех сборочных единиц вагона, определение объема
предстоящих работ, в том числе и дополнительных, не предусмотрен-
ных руководствами по ремонту, производят в процессе разборки и
ремонта вагона. При этом составляют специализированные по сбо-
рочным единицам, комплектам вагонного оборудования и отдель-
ным работам (электро- и газосварочные, окрасочные) ведомости
ремонта. На выявленные дополнительные работы и на работы по
модернизации вагонов составляется акт, который согласовывается
с заказчиком.
Ведомости ремонта на пассажирские вагоны составляют, как
правило, на следующие основные части и работы: тележки, авто-
сцепное устройство и упругие площадки, автотормоз, отопление
и водопровод, мебель, окна, двери, кузов и рама, холодильное
оборудование, установки кондиционирования воздуха, электрообо-
рудование, вентиляция, электрическое отопление, окрасочные ра-
боты внутри и снаружи вагона и др.
На основании ведомостей ремонта выписывают требования на
материалы, комплектующие изделия и наряды на работы.
Одновременно составляют технологический паспорт ремонта
вагона, в котором указывают тип и характеристику вагона, вид
ремонта, перечисляют основные технологические операции. По ме-
ре выполнения работ и прохождения вагона по ремонтным пози-
циям проверяют качество работ и осуществляют приемку от испол-
нителей сначала производственным, затем контрольным мастером.
Такой же паспорт составляют в депо.
Разрабатываются методики описи вагонов специалистами тех-
нологами и обработки полученных данных на ЭВМ. При обработке
77
описи вагонов на ЭВМ вагоноремонтные предприятия могут полу-
чить объем необходимой информации для опережающей подготовки
производства, оценки трудоемкости ремонта, расстановки вагонов
(грузовых) по типам и попарно на специализированные пути в пар-
ке ожидания для исключения ежедневных непроизводительных ма-
невровых работ, требующих переработки всего массива неисправных
вагонов, находящихся на предприятии.
Очистка от загрязнений и подготовка поверхности под нанесе-
ние защитных покрытий. В процессе изготовления, эксплуатации
и ремонта машин, вагонов и других изделий производится очистка
деталей и сборочных единиц для обеспечения качества и надежности
изделий и соблюдения соответствующих технологических, эстети-
ческих и санитарно-гигиенических требований.
Многостадийная очистка вагона — важный элемент производ-
ственной культуры каждого вагоноремонтного предприятия. Она
обеспечивает на производственных участках вагоноремонтных пред-
приятий нормальные условия труда на уровне современных санитар-
но-гигиенических требований и создает положительный психофи-
зиологический настрой. Без надлежащей очистки нельзя качествен-
но осмотреть детали — выявить повреждения или определить сте-
пень износа, установить возможность восстановления деталей или
необходимость их замены.
Очистка поверхности — это удаление вредных или нежелатель-
ных наслоений (загрязнений), различных по своей природе и свой-
ствам.
Устраняя коррозионные наслоения, она предотвращает даль-
нейшее развитие коррозии и создает условия для качественного
восстановления защитных покрытий. Предохраняет лакокрасочные
покрытия от преждевременного старения. Воссоздает эстетичес-
кие и гигиенические качества поверхности.
При подготовке металлических поверхностей под нанесение
покрытий могут быть проведены дополнительные работы для полу-
чения заданной шероховатости. При этом поверхности следует обя-
зательно обезжиривать, а при необходимости и подвергать трав-
лению для обеспечения прочной адгезии (прилипаемости) покры-
тия. Обезжиривание заключается в удалении с поверхности остат-
ков жиров, смазок, охлаждающих эмульсий и полировочных паст
за счет разрушения их адгезионных связей. Процесс обезжирива-
ния производят органическими растворителями или в водных ще-
лочных растворах. Травление металла выполняют при осаждении
гальванических покрытий, когда необходимо удалить окисные плен-
ки. Этот процесс осуществляют в слабых кислотных растворах.
Легкое травление называется декапированием. Существуют соста-
вы для одновременного обезжиривания и травления.
Хорошее качество подготовки поверхности под окрашивание
обеспечивается фосфатированием — специальной обработкой метал-
78
лических изделий фосфорной кислотой или растворами фосфатов
марганца, железа, цинка или кадмия. В результате на поверхнос-
ти металла создается неорганическая защитная пленка.
Подготовка деревянной поверхности зависит от вида покры-
тия, под которое она готовится. Перед нанесением лака или поли-
туры сухую поверхность после столярной обработки зачищают
шлифовальной шкуркой. Под масляные краски чистую поверхность
можно не шлифовать. Темные пятна и полосы на деревянной поверх-
ности осветляют смесью 20%-ного раствора перекиси водорода и
2%-ного раствора нашатырного спирта.
Выбор способа очистки зависит от вида загрязнений, степени
воздействия очищающей среды на материал поверхности, разме-
ров и формы изделий, наличия оборудования, санитарно-гигиени-
ческих и экономических требований и т. д.
При механическом методе очистки используют средства механи-
ческого воздействия, а также силу струи сжатого воздуха, воды,
пара:
очистку вручную выполняют различными скребками, металли-
ческими щетками, шлифовальными шкурками, ветошью и др.;
при механизированной очистке используют переносные пнев-
матические или электрические машинки, иногда с гибкими вала-
ми, и стационарные шлифовально-полировальные станки, где рабо-
чим инструментом являются металлические дисковые и торцовые
щетки, шарошки, шлифовальные круги и иглофрезы. Для очистки
от окалины крупных деталей используют цепи, закрепленные на
вращающихся валах очистных машин;
дробеструйную (пневмоабразивную) очистку выполняют с по-
мощью дробеструйных аппаратов. В этом случае поверхность обра-
батывают металлической дробью или другими абразивными мате-
риалами. Для обработки применяют стальную или чугунную дробь с
острыми гранями размером 0,8—2,5 мм в зависимости от диамет-
ра насадки. Используют также металлический песок, измельчен-
ный гранит, зерна корунда, стеклянные шарики и др. Кроме того,
иногда употребляют влажный кварцевый песок. Для этого в смеси-
тельную камеру аппарата подается вода, препятствующая образо-
ванию кварцевой пыли;
при дробеметной очистке металлическая дробь выбрасывается
лопатками ротара. Дробеметный способ применяют для очистки от
окалины поковок. Дробь упрочняет поверхностные слои металла;
гидроабразивную (гидропескоструйную) очистку производят
струей воды с кварцевым песком с помощью специальных установок.
Этот способ применяют главным образом для очистки крупных отли-
вок от остатков формовочной земли, литейной корки и т. п.
Гидродинамическую очистку выполняют водой под давлением
(5—15 МПа) с помощью брандспойтов или мониторных (гидромо-
ниторных) моечных машин.
79
Гидромонитор (водомет) —насосный агрегат для создания
гидравлических струй и управления ими с помощью ствола со спе-
циальными насадками, создающими плоскую веерную или другой
формы струю;
пароводоструйную очистку поверхности выполняют парогидрав-
лической струей температурой 90—100 °C под давлениеги 0,5—2,0
МПа с помощью специальных установок. Применяется для удаления
масляных и грязевых наслоений с крупногабаритных изделий. Иног-
да используется струя пара;
галтование (галтовка) —это грубая очистка во вращающих-
ся барабанах небольших деталей путем соприкосновения их между
собою и наполнителями (в том числе и абразивами). Сухое галто-
вание применяют для грубой очистки отливок и штамповок в герме-
тических барабанах, где удаляются остатки формовочной земли,
окалина, ржавчина. Наполнителями служат металлические шары и
бой шлифовальных кругов. Мокрое галтование выполняют в перфо-
рированных вращающихся барабанах, которые погружаются в ван-
ны с жидкостью. Мокрое галтование при подборе соответствующих
реагентов (стальные и стеклянные шарики, фарфоровый бой, вен-
ская известь и др.) заменяет шлифование и полирование. Такой
процесс называется подводным полированием, применяется на
вагоностроительных и вагоноремонтных заводах;
при замене вращательного движения деталей и наполнителей
в жидкостной среде колебательным движением (в специальных уста-
новках) происходит виброабразивная очистка, которая под влия-
нием вибрации придает жидкости текучесть и заполняет внутрен-
ние полости и отверстия деталей;
поверхности крупных деталей от ликвидов очищают абразив-
ными кругами на шлифовальных станках или механизированным пе-
реносным инструментом и пневматическими зубилами. Для получе-
ния гладкой поверхности, например под гальванические покрытия,
детали шлифуют и полируют. Шлифование выполняют эластичными
войлочными или фетровыми кругами с нанесением на их рабочие по-
верхности шлифовальных порошков, а для полирования используют
мягкие эластичные круги из тонкошерстного войлока, сукна, фла-
нели, бязи с применением полировальных паст.
Физико-химический метод основан на использовании актив-
ных моющих растворов. Метод осуществляется в струйных иногда
в мониторных моечных машинах, в выварочных и моечных ваннах,
в ваннах с использованием ультразвука или электролита.
Струйные машины широко применяют для обшей очистки изде-
лий, иногда для обезжиривания. Они составляют 80—90% от все-
го моечного оборудования. Эти машины оснащены системой гидран-
тов (рамп), оборудованных струйными насадками (соплами).
Струйные машины бывают тупиковыми и проходными, одно-
и многокамерными, одно- и двухзонными, с сушильными отсеками
и без них, универсальными и специализированными.
80
Универсальная двухкамерная моечная машина с сушильным от-
секом показана на рис. 4.1. Детали подаются на цепной конвейер
1 и последовательно перемещаются через моечную камеру /, камеру
ополаскивания 11 и сушильный отсек 111, где обдуваются воздухом.
Камеры мойки и ополаскивания разделены перегородкой. Внутри ка-
мер помещены гидранты 2 с неподвижными насадками, оборудован-
ные одинаковыми системами подачи моющих жидкостей. Баки 10
для жидкостей закрыты съемными крышками 6 и разделены каждый
на две части фильтрующими перегородками. Жидкости подаются
насосами 12 в обмывочные гидранты и после мойки и ополаскивания
деталей стекают в эти же баки и, проходя через фильтрующие пере-
городки, снова засасываются насосами. Всасывающие патрубки
насосов также снабжены фильтрами. В баках смонтированы поплав-
ковые устройства 7 для поддержания постоянного уровня жидкости,
а также переливные пороги 9 с трубой 8 для удаления грязи с по-
Рис. 4.1. Универсальная моечная машина
81
Рис. 4.2. Схема машины с пульси-
рующими струями
верхности. Для ручного регулиро-
вания подачи моющего раствора
и воды предусмотрены вентили 11.
На стенах и потолке корпуса
машины имеются съемные про-
зрачные панели 3, вентиляционные
трубы 5, водонепроницаемые
двери 4, щиты-панели 13 с термо-
метрами и манометрами.
Схема машины с пульсирую-
щими струями показана на рис.
4.2. Моющий раствор из бака 8
подается насосом 1 в гидранты
4 и 7 моечной камеры 5 через рас-
пределитель 3. Золотник 2 обеспе-
чивает попеременную подачу раствора в гидранты. В моменты пере-
ключения золотника в системе трубопроводов возникают гидравли-
ческие удары, сопровождающиеся импульсным повышением давле-
ния. В результате из насадок 6 раствор выбрасывается с большей
силой.
Специализированные струйные машины изготовляют для кон-
кретного вида изделий.
Погружные моечные машины наиболее эффективны для очист-
ки деталей и сборочных единиц сложной формы, в том числе и круп-
ногабаритных. Эти машины позволяют использовать моющие раство-
ры с большой концентрацией и при высокой температуре. Гидро-
динамическое воздействие жидкости достигается перемещением очи-
щаемых деталей или принудительным перемешиванием жидкости.
Применяются ванны с колеблющимися платформами (решетками),
с перфорированными барабанами, вращающимися в очищающей
среде, или с роторными устройствами, где изделия или корзины с
деталями навешиваются на поворачивающуюся крестовину и после-
довательно окунаются в ванну.
Перемешивание моющего раствора осуществляется введением
острого пара или сжатого воздуха. Существуют погружные уста-
новки, позволяющие производить очистку крупногабаритных сбороч-
ных единиц. ВНИИЖТом предложен волновой способ активации
моющей жидкости. Сущность способа состоит в создании в ванне
волновых ударов жидкости за счет покачивания размещенных
в ней лопастей.
Исследованиями, выполненными в Ленинградском институте ин-
женеров железнодорожного транспорта (ЛИИЖТ), установлено,
что способ многократного погружения является наиболее интенсив-
ным и особенно эффективным при очистке внутренних полостей
объекта, когда раствор, заполняя эти полости при неоднократном
погружении и извлечении объекта, активно вымывает находящиеся
там загрязнения.
82
Операции обезжиривания и травления проводят, как правило,
погружным способом в ваннах с использованием соответствующих
растворов и электролитов.
Ультразвук используется для удаления загрязнений с мелких
деталей. Эффективность действия ультразвука основана на явлении
акустической кавитации, т. е. образовании в жидкости микроско-
пических пузырьков воздуха (каверн), которые возникают в ней
под воздействием ультразвуковых колебаний. Эти пузырьки, взры-
ваясь, создают очень высокие местные давления и гидравлические
удары такой силы, что срывают с поверхности металла пристав-
шие пленки масел, жиров и других загрязнений. Ультразвук про-
никает в узкие щели, небольшие отверстия и поры детали. Очистке'
способствуют явления акустического течения и давления звукового
поля.
Ультразвуковая установка состоит из ультразвукового высоко-
частотного генератора и моечной ванны, жидкость в которой интен-
сифицируется пьезоэлектрическим или магнитострикционным преоб-
разователем. Пьезоэлектрический преобразователь воздействует на
дно моечной ванны, находясь на некотором удалении от дна, магнито-
стрикционный преобразователь вмонтирован своей мембраной в дно
ванны. Генератор колебаний мощностью 1—2,5 кВт обеспечивает ре-
зонансную (рабочую) частоту тока 20—40 кГц. Схема ультразвуко-
вой ванны показана на рис. 4.3. В шкафу 4 установлена масляная
ванна 3 с блоком колебаний 1, в котором закреплен пьезоэлемент
8. В масляной ванне находится моечная ванна 7, в которую уста-
навливают корзину 6 с деталями. Над моечной ванной размещен
вытяжной колпак 5, соединенный с системой вентиляции. По трубе
2 подводится вода для охлаждения преобразователя.
Очистка с использованием гальванического электролиза приме-
няется для удаления масляных
и небольших загрязнений и проис-
ходит за счет изменения заряда
обрабатываемой поверхности и ме-
ханического воздействия, выделя-
ющихся при электролизе пузырь-
ков газа (водорода и кислорода).
Электролит играет роль проводни-
ка тока и одновременно участву-
ет в удалении загрязнений. Детали
погружаются в ванну с электро-
литом. Одним электродом служит
сама ванна, вторым — очищаемая
деталь. Процесс идет при напря-
жении 12 В и периодически
меняющейся полярности тока.
Рис. 4.3. Схема ультразвуковой ванны
83
В парах растворителей очищают детали от загрязнений и пыли.
Горячие пары растворителей конденсируются на поверхности де-
тали и стекают с нее, растворяя растворимые компоненты загряз-
нений и смывая нерастворимые.
Химический метод заключается в очистке поверхности хими-
ческими веществами, разрушающими или преобразующими устра-
няемые наслоения. Этими веществами удаляют старые лакокрасоч-
ные покрытия. Например, для снятия покрытия из масляных красок
и алкидных эмалей применяют смывку СП-6, в составе коорой нахо-
дятся метиленхлорид 95%, перхлорвиниловая смола 3,5%, уксус-
ная кислота.и ингибитор. Эти краски и эмали можно снять пастой, ко-
торая состоит из 18% каустической соды, 20% негашеной извести,
10% мазута, 20% мела и воды.
С помощью химических веществ можно очищать поверхности от
ржавчины. Некоторые вещества (грунтовки-преобразователи) пре-
вращают ржавчину в грунтовое покрытие, создают пигментирован-
ный слой, прочно слипающийся с поверхностью, другие (преобра-
зователи ржавчины) разрыхляют ее, преобразуя в легко удаляемый
продукт.
Грунтовка-преобразователь ВА-0112 состоит из основы и отвер-
дителя. В основу входят поливинилацетатная эмульсия 67%, окись
хрома 6,7, окись алюминия 6,7, красный железоокисный пигмент
6,15, дистиллированная вода 13,45%. Отвердителем является
85%-ная ортофосфорная кислота. В хорошо перемешанную основу
перед употреблением вводят отвердитель (3 массовых доли на 100
долей) и разбавляют до рабочей вязкости дистиллированной водой.
В состав простого преобразователя ржавчины входит смесь
33%-ного водного раствора фосфорной кислоты и 4%-ного раствора
гидрохинона в гидролизном спирте. Растворы смешивают в равных
пропорциях непосредственно перед использованием.
Однако преобразователи ржавчины создают на поверхности
кристаллическую пористую структуру, сквозь которую проникает
влага и вызывает ускоренную коррозию металла.
Накипь снимают ингибированной соляной кислотой. Соляная
кислота растворяет соли щелочноземельных металлов, входящих в
состав накипи, а наличие ингибитора препятствует травлению ос-
новного металла. В качестве растворителей накипи применяют
20%-ный раствор уксусной кислоты или 33%-ный раствор муравьи-
ной кислоты, но действие их значительно слабее. Баки и ванны для
растворов армируют винипластом, поливинилхлоридным пластиком
или гуммируют резиной.
Металлические покрытия удаляют в различных кислотных раст-
ворах слабой концентрации с добавками, стимулирующими раство-
рение покрытий и обладающими ингибиторными свойствами. При
электрохимическом удалении покрытий используются электролиты
те же, что и для осаждения.
84
Термический метод очистки поверхности от старой краски и
продуктов коррозии осуществляется с помощью газокислородной го-
релки. Под воздействием огня слой краски вспучивается и частич-
но сгорает, ржавчина разрушается, превращаясь в рыхлые окислы
железа, окалина растрескивается и отслаивается.
К термическому методу относится очистка в щелочном распла-
ве, которая протекает при высокой температуре. Температура
расплава едкого натра поддерживается в пределах 420—480 °C,
смеси едкого натра и азотнокислого натрия в соотношении 3:1 до-
водится до температуры 450—500 гС. Детали погружают в расплав
на 10—45 мин, где хорошо снимаются толстые слои окалины и
ржавчины.
Моющие вещества, растворы и препараты. При очистке поверх-
ностей и при их подготовке под защитные покрытия (обезжирива-
ние) используют щелочные соединения, кислоты и поверхностно-ак-
тивные вещества (ПАВ) обычно в составе водных растворов, а так-
же органические растворители.
Из щелочных соединений применяют каустическую соду (едкий
натр, каустик), кальцинированную (углекислый натрий, карбонат
натрия), силикат натрия (жидкое стекло) и метасиликат натрия,
фосфаты (тринатрийфосфат и триполифосфат натрия), а также
хозяйственное мыло.
Наиболее распространенными моющими растворами являются
водные растворы каустической и кальцинированной соды. Каустик,
являющийся сильнодействующей щелочью, применяется в моечных
машинах и ваннах.
Жиры (растительные и животные) под воздействием щелочей
омыляются и превращаются в растворимые в воде мыло и глицерин.
Минеральные масла в щелочных растворах не растворяются. Мелкие
частицы их, отрываясь от поверхности, оказываются в растворе во
взвешенном состоянии и образуют стабильные водные эмульсии, ко-
торые легко смываются водой.
После очистки поверхностей щелочными растворами, особенно
каустической содой, их необходимо ополаскивать водой с добав-
лением нейтрализующей кислоты. Расход воды должен составлять
25—50 л на 1 м2 очищаемой поверхности.
Для очистки поверхностей употребляют органические кисло-
ты (уксусную, щавелевую, лимонную) и неорганические (соляную,
серную, ортофосфорную). Водные растворы слабой концентрации
используют для макро- и микроочистки, а сильной концентрации
служат для удаления накипи и ржавчины.
Слабые растворы кислот, например, 2—4%-ный водный раствор
щавелевой кислоты с добавками сульфонала или изолята применяют
при наружной мойке пассажирских вагонов. В ополаскивающую воду
добавляют щелочные вещества для нейтрализации остатков кислоты.
85
Из органических растворителей, кроме широко применяемых в
лакокрасочном производстве, используют хлорированные углеводо-
роды — трихлорэтан, трихлорэтилен, четыреххлористый углеводо-
род и фторхлорсодержащие растворители — хладон-113 и др. Эти
группы растворителей негорючи, но токсичны.
Все органические растворители хорошо растворяют животные
жиры и минеральные масла. Наибольшую растворяющую способ-
ность имеют хладон-113, трихлорэтилен, ксилол. Для снятия старых
лакокрасочных покрытий применяют различные растворители
(смывки).
Синтетические поверхностно-сульфанол активные вещества,
представляющие собой маслянистые жидкости или пасты (ОП-7,
ОП-Ю, синтанол ДС-10, сульфанол и др.), получили широкое рас-
пространение. Они способны адсорбироваться на поверхности раз-
дела фаз (жидкость — твердое тело, жидкость — жидкость, жид-
кость — газ) и уменьшать их поверхностное натяжение, хорошо
смачивать поверхности и проникать в поры загрязнений. Являясь
деэмульгаторами, они способствуют отрыву мелких частиц масля-
ной пленки от поверхности детали, обволакивают их и не позво-
ляют соединиться вновь друг с другом или прилипнуть к поверх-
ности. Однако многие из ПАВ биологически не разлагаются и не
поддаются нейтрализации, а поэтому вредны для флоры и фауны.
Концентрация их в водоемах выше 0,5 мг/л недопустима.
Почти всем ПАВ присуще обильное ценообразование. Это вызы-
вает затруднения при использовании моечных машин, оборудован-
ных насосами, так как пена затрудняет работу насоса. Приходится
применять меньшую концентрацию ПАВ и добавлять пеногасители
(например, дизельное топливо).
На основе щелочных смесей и ПАВ имеются различные
препараты — синтетические моющие средства (СМС), с помощью
которых можно очищать изделия из любых металлов. Не все
требуют обязательного ополаскивания, не вызывают коррозии,
нетоксичны и пожаро- и взрывобезопасны. К числу распространенных
СМС относятся лабомид-101 и 203, МС-5, -6 и -7, МЛ-51 и -52.
Все они представляют смеси в различных пропорциях кальци-
нированной соды, триполифосфата натрия, метасиликата натрия или
жидкого стекла и различных ПАВ (обычно синтанола, сульфанола,
алкидсульфата) и употребляются в водных растворах в соответ-
ствующей концентрации. СМС часто добавляют к растворам
каустической соды.
Для очистки используют бесщелочные СМС на основе биоло-
гически растворяющихся ПАВ. К таким средствам относятся
препараты МЛ-80 и ИМФ-1. Они нетоксичны, пожаро- и взрыво-
безопасны. Концентрация их в моющих растворах меньше, чем
в щелочных СМС.
Щелочные растворы, и особенно кислотные составы, корроди-
рующе действуют на металлы. Поэтому в очищающие среды вводят
86
небольшие добавки химических веществ, способных образовать
на поверхности тончайшие оксидные пассивирующие или адсорби-
рующие защитные пленки. Такие вещества называются ингибиторами
(замедлителями) коррозии. Выбор ингибиторов зависит от рода
очищаемого металла и компонентов очищающей среды. Ингибиру-
ющее действие оказывают силикаты, фосфаты. Более активную роль
играют хроматы двухромовокислый калий (хромпик), нитриты
(нитрит натрия), различные органические присадки (уротропин,
дифениламин, бензот натрия, полимеры бутиламина, их смеси).
При очистке алюминиевых сплавов используют буру — натриевую
соль борной кислоты.
Воздействие щелочных и кислотных моющих растворов, а также
растворов с использованием СМС значительно повышается при их
нагреве. Температура растворов должна находиться в пределах
70—95 °C. При температуре выше 95 °C увеличивается парообра-
зование, а ниже 70 °C синтетические моющие средства становятся
менее эффективными — резко снижается моющая способность и
увеличивается пенообразование.
Очистка моющих растворов. Пассивная очистка моющих
жидкостей происходит путем отстаивания в специальных резервуа-
рах-отстойниках, активная — с помощью комплексной гидросистемы,
состоящей из гидроциклонов, флотаторов, различных фильтров и
других устройств.
Гидроциклоны — это цилиндрические баки, оканчивающиеся
внизу конусной частью. При вводе в верхнюю часть гидроциклона
струи загрязненной жидкости, которая направляется по касатель-
ной к образующей, грязевые частицы за счет центробежной силы
устремляются к стенкам циклона и сползают вниз, откуда отбираются
затем в грязеприемник.
Гидроциклоны обеспечивают осветление раствора на 70—80%.
Они компактны, но нуждаются в уходе и регулировке.
Достаточно хорошая очистка растворов достигается в- отстой-
никах, но для этого требуются значительные площади и много
времени.
Во флотаторных установках осуществляется тонкая фаза
очистки. Принцип флотационной очистки (флотация — от француз-
ского «плавать по поверхности») заключается в насыщении загряз-
ненной жидкости пузырьками воздуха, которые, поднимаясь на
поверхность, увлекают с собой прилипающие к ним частицы грязи
и масел, образуя на поверхности грязевую пену.
Качество и скорость очистки значительно повышаются при добав-
лении в загрязненную жидкость коагулянтов — химических соеди-
нений, которые, воздействуя на частицы веществ, находящихся в
мелкодисперсном взвешенном состоянии (суспензии, эмульсии),
укрупняют их и последние в виде хлопьев, плотность которых
становится выше плотности моющего раствора, быстро опускаются
87
на дно, образуя коагулят. Легкие хлопья с пузырьками воздуха
поднимаются на поверхность. В качестве коагулянтов употребляют
сернокислый алюминий, сернокислое или хлористое железо, поли-
акриламид. Иногда вводят деэмульгаторы (например, соли кальция
и магния), разрушающие эмульсии. В этом случае эмульгированная
нефть выходит из дисперсного состояния, превращается в капельки
и, всплывая на поверхность, образует нефтяную пленку, которая
затем легко удаляется.
4.2. ОЧИСТКА ВАГОНОВ
Вагоны поступают в ремонт сильно загрязненные наслоениями
из окружающей среды, покрытые отработанными смазочными мас-
лами, пораженные коррозией и гнилью. Поэтому перед постановкой
в ремонт должна проводиться тщательная очистка вагона в неразоб-
ранном виде, а затем в процессе разборки и ремонта — очистка его
составных частей. Предварительно вагоны должны быть продезин-
фицированы.
Для очистки вагонов и их составных частей широко
применяются специальные установки с использованием моющих
растворов и веществ, а также органических растворителей.
Мойка вагонов и их сборочных единиц на вагоноремонтных
предприятиях осуществляется, как правило, в специализированных
вагономоечных установках и моечных машинах струйного типа,
которые размещаются в ангарах или специальных зданиях и в
закрытых камерах.
Температуру моющих жидкостей в вагономоечных установках
и машинах поддерживают в пределах 70—90 °C. Давление струй
моющего раствора 0,5—1,6 МПа, ополаскивающей воды 0,3—0,5 МПа.
При мойке чистой водой давление значительно повышается и доходит
до 4 МПа.
Гидравлические системы вагономоечных установок и машин
предусматривают очистные устройства, восстанавливающие мою-
щие растворы.
Схема гидросистемы с многократным использованием моющего
раствора показана на рис. 4.4. Эти установки работают в авто-
матическом цикле. Обрабатываемый вагон помещают под гидрант 24,
в который подается моющий растзор. После мойки вагона загряз-
ненный раствор через устройство грубой очистки 1 стекает в сточный
резервуар 2, который оборудован гряземешалкой 3. Из этого резер-
вуара насосом 4 раствор перекачивается по трубопроводу 6 в устрой-
ство тонкой очистки 7 — гидроциклон, затем, после отделения грязи
по трубопроводу 8 поступает во флотационное устройство 9. Из
флотатора, где происходит очистка от нефтепродуктов и мелко-
дисперсных твердых частиц, раствор попадает в бак очищенного
88
Рис. 4.4. Схема гидросистемы моечной установки с многократным использованием
моющего раствора
раствора 21, из которого насосом 22 через теплообменник 23 снова
подается в обмывочный гидрант. Осветленный раствор может пере-
текать из гидроциклона по трубопроводу 20 непосредственно
в резервуар, минуя флотатор. Очистительные устройства снабжены
баками 5 и 11 для грязи, а около флотатора дополнительно имеется
сборник 12 для грязной пены.
В качестве устройства грубой очистки применяют сетчатый
фильтр или камнеловушку. Камнеловушку используют при большом
количестве твердых включений. Она представляет собой шнековый
барабан 28 из листовой стали, расположенный в полуцилиндри-
ческом днище корпуса 30. Отработанный раствор попадает по
трубе 31 в нижнюю часть ловушки. Куски твердых включений
захватываются лопастями шнека, попадают на лопасти колеса 27
и поднимаются на приемный лоток 26, откуда сбрасываются на
транспортер 25 и далее на площадку накопления. Плавающие
включения задерживаются уловителем 29 и выталкиваются наружу.
Очищенный раствор через горловину ловушки, закрытую сеткой,
сливается в резервуар загрязненного раствора.
Флотатор состоит из круглого бака с коническим бункерооб-
разным днищем, внутрь бака вставлена цилиндрическая обечайка 14.
Внизу обечайки находится воздухораспределительный трубопровод
13 для барботажа раствора. В верхней части смонтировано скреб-
89
ковое устройство 16 с электроприводом для сбрасывания пены в
приемник 15 и далее в сборник 12. В верхней части бака по пери-
метру расположен переливной желоб 19, из которого отбирается
очищенный моющий раствор. Внизу бака предусмотрена сливная
труба 10 для удаления осадка. Баки 17 и 18 служат для растворов
коагулянта и деэмульгатора.
В некоторых депо эксплуатируются флотационные установки типа
ЦНИИ-5. Установка представляет собой комплект в составе гидро-
циклона и флотатора, но может работать без гидроциклона, если
сточные воды имеют небольшое количество взмученных примесей.
Детали обычно обмывают в ваннах путем погружения в моющий
раствор с активацией его различными средствами. Если детали
обмывают в растворе каустика, то их необходимо ополаскивать
проточной водой. Раствор подогревают паром с помощью или
посредством змеевиков, через которые пропускается теплоноситель,
или теплоэлектронагревателями (ТЭН). Таким способом моют кор-
пуса автосцепок, пятники, детали буферных устройств, пру-
жины и т. д.
Для очистки вагонов и их составных частей от загрязнений,
которые не поддаются воздействию жидкой очищающей среды,
применяют различные способы механической очистки.
Пассажирские вагоны. Наружная обмывка пассажирских вагонов
производится в специализированных вагономоечных установках
(рис. 4.5). В первой рабочей зоне установки осуществляются три
Рис. 4.5. Расположение оборудования установки для наружной обмывки пасса-
жирских вагонов
90
Рис. 4.6. Схема обмывки вагонов на вагономоечной установке «Британия»:
/—окончательное ополаскивание; 2—обмывка водой; 3—нанесение нейтрализующей
жидкости; 4—нанесение моющего раствора; 5 —предварительное смачивание водой
моечные операции, во второй зоне — операция ополаскивания.
Гидрант 1 с качающимися насадками, расположенный в начале
ангара, моет нижнюю часть вагона. Через неподвижные насадки
гидранта 3 моющий раствор подается к капроновым щеткам 16, про-
тирающим продольные стены вагона. Гидрант 4 двумя качающимися
насадками моет крышу вагона. Гидрант 15 для ополаскивания
крыши и кузова чистой водой смонтирован в конце установки и
состоит из верхней горизонтальной и двух вертикальных труб с
неподвижными насадками. Через вертикальные трубы подается вода
к щеткам 14. Все щетки оборудованы механизмами для вращения
и прижатия их к стенам кузова.
В процессе мойки и ополаскивания загрязненные моющий раствор
и вода стекают по лоткам фундамента и трубопроводам 2 и 11
в отстойные резервуары 13 и 9. Из отстойного резервуара 13
через фильтр 12 осветленный отстаиванием раствор подается на-
сосом 6 в моечные гидранты для повторного использования, проходя
через подогреватель 5. Из резервуара 9 ополаскивающая вода
перекачивается насосом 7 в бак 10, где подогревается с добавлением
воды из водопровода. Затем насосом 8 снова подается в ополаски-
вающий гидрант. Торцовые стены моются из брандспойта, непосред-
ственно подключаемого к трубопроводам подачи моющих жидкостей.
В процессе обмывки вагон непрерывно перемещается с помощью
кабестана со скоростью 0,1 м/с. Расчетная производительность
установки составляет 8—9 вагонов в смену. На обработку одного
вагона предусматривается моющего раствора 0,5 м3, чистой воды —
2 м3. Габаритные размеры установки 20,0x5,2X6,3 м.
Схема обмывки вагонов на установке «Британия» приведена на
рис. 4.6. Предварительно вагон обливают холодной водой, затем
наносят 5%-ный раствор соли щавелевой кислоты и нейтрализующий
раствор 0,3%-ной концентрации перекиси водорода. Подвижной
состав проходит от первого облива водой около 80 м. Этого расстоя-
ния достаточно для воздействия кислоты на загрязнения. Заверша-
ется операция мойкой водой с применением щеток, ополаскиванием
чистой водой.
91
Наружная очистка пассажирских вагонов от старой краски произ-
водится при наличии в окрасочном покрытии кузова вагона трещин,
отколов, ситовидности, шелушения, т. е. когда возникает необхо-
димость восстановить покрытие заново. При этом старую краску
удаляют до металла. Если покрытие разрушилось на небольших
участках, то краску снимают местами. При обширном разрушении
поверхность кузова очищают полностью.
При местной расчистке небольших площадей на продольных и
торцовых стенках кузова и свесах крыши используют
переносные механизированные машинки, оснащенные различным
соскабливающим инструментом (проволочными щетками, шарош-
ками, иглофрезами). При больших объемах работ эти приспособ-
ления неэффективны ввиду невысокой производительности, а ша-
рошки, кроме того, создают сильный шум.
Локальную очистку кузова выполняют также смывками и пас-
тами, которые в зависимости от консистенции наносят шпателем,
распылителем или кистью. Так, смывку СП-6 сначала перемешивают,
затем наносят на поверхность лейкой и растирают кистью. Раз-
мягченные и вспучившиеся слои краски удаляют скребками, остатки
смывают водой. Способ малопроизводителен и трудоемок и сильно
загрязняет рабочие места.
Полную очистку кузова на вагоноремонтных заводах осущест-
вляют многократным (до 7 раз) обливом 15%-ным водным
раствором каустика с помощью распылителя. Раствор в распылитель
подается из бака сжатым воздухом 0,05—0,07 МПа. После каждого
облива и выдержки в течение 15—20 мин поверхность ополаскивают
водой под давлением 0,2 МПа. После окончательного удаления
покрытия кузов нейтрализуют 4%-ным раствором уксусной кис-
лоты и еще раз ополаскивают чистой водой. Время очистки состав-
ляет 8—12 ч одним рабочим. Процесс облива может быть
механизирован.
Для очистки внутренних поверхностей кузова от продуктов
коррозии, а также от остатков старого покрытия можно
использовать дробеструйный способ, который осуществляется в за-
крытом металлическом ангаре, внутри которого вдоль продольных
стен размещаются дробеструйные аппараты и соответствующее до-
полнительное оборудование (рис. 4.7). Струя дроби из дробеструй-
ного аппарата 6 направляется на очищаемый участок поверхности.
Отработанная дробь с пола и горизонтальных элементов каркаса
кузова отбирается шлангом 7 передвижного отсасывающего агре-
гата 3 и ссыпается в бункера 1 внизу ангара, откуда забирается
ковшами элеваторов 2, и подается наверх в зону действия вытяжного
вентилятора 4. Всасывающий патрубок вентилятора захватывает
продукты очистки и измельчившиеся частицы дроби, направляя
их к циклону за ангаром, а очищенная, сепарированная дробь
поступает в приемные бункера 5 дробеструйных аппаратов для
повторного использования.
92
Рис. 4.7. Схема дробеструйной очистки внутренней поверхности кузова пассажир-
ского вагона
Производительность дробеструйного аппарата по расходу
дроби 3,5 м3/ч. Время на очистку зависит от количества одновременно
работающих рабочих.
Для обезжиривания и одновременного фосфатирования новых
кузовов цельнометаллических пассажирских вагонов под нанесение
лакокрасочных покрытий применяют пароводоструйную обработку.
Мониторная установка может работать на пароводяной смеси, на-
гретой паром до 140 °C, с добавлением растворителя и фосфати-
рующего препарата КФА-5 (препарат на основе ортофосфорной
кислоты с добавками кальцинированной воды, синтанола и др.).
Эта смесь под давлением 0,9 МПа выбрасывается на обрабатываемые
поверхности двумя гидромониторами. Расход воды 1000 л/ч.Произ-
водительность установки 60—80 м2/ч.
93
Пароводоструйная очистка с одновременным фосфатированием
увеличивает срок службы покрытия на 20—30%. Однако по своим
защитным свойствам такие покрытия уступают тем, которые нано-
сятся по дробеструйнной поверхности. Метод фосфатирования эф-
фективен только для холоднокатаного листа. При наличии окалины,
сварного шва, карманов, в которых задерживается фосфатирующий
раствор, метод не обеспечивает необходимой прочности и долговеч-
ности покрытия. Через 4 года эксплуатации вагона наблюдается
растрескивание и отслоение мастики от грунта и коррозия
металла.
Вентиляционные каналы (воздуховоды) пассажирских вагонов
очищают от пыли, которая скапливается на их внутренней поверх-
ности при работе принудительной вентиляции продувкой сжатым
воздухом. Для этого поочередно снимают вентиляционные решетки
в служебном отделении и пассажирских помещениях (купе) и
через отверстия в потолке с помощью шланга пылесоса или от
воздушной сети вводят струю сжатого воздуха в канал при вклю-
ченном вентиляторе.
Для удаления пыли из вагона при продувке вентиляционного
канала используют передвижные пылеотсасывающие установки
(рис. 4.8). На тележке / смонтирована камера 2. Тележка обору-
дована электроприводом 13 для передвижения по рельсам вдоль
вагона. На камере установлен вентилятор 6, а внутри камеры распо-
ложены два воздушных канала 3, соединенных раструбом 8 с выхлоп-
ным отверстием вентилятора. Нижние части 9 каналов, обрамленные
криволинейными направляющими 10, опущены в воду, которая
налита в нижнюю часть камеры. Всасывающее отверстие вентилятора
присоединено к воздухоприемнику 5. Внизу камеры имеются два
бункера Ис трубами 12 для удаления шлама. Вверху смонтиро-
ваны лабиринтные каплеуловители (жалюзи) 7.
Установка подается к дверному проему очищаемого вагона, и ее
воздухоприемник с помощью цепного механизма 4 плотно прижи-
мается к дверному контуру. После включения вентилятора пыль
отсасывается из вагона через воздухоприемник в раструб. Насыщен-
ный пылью воздушный поток проходит через щель между криволиней-
ными направляющими каналов и увлекает за собой воду, которая
в виде завесы падает в зону очищенного воздуха, унося смоченную
пыль. Разность уровней / и 11 воды определяет потерю давления
на выходе из направляющих. Воздушный поток, очистившийся в
водной среде от пыли, устремляется вверх и, пройдя через капле-
уловители, выбрасывается в помещение производственного участка,
а задержанная пыль оседает в виде илистой массы на дно бункера.
Производительность установки 20000 м3/ч, габаритные разме-
ры 3,0 X i,7x3,5 м.
После продувки вагона внутреннее оборудование и мебель про-
тирают влажной ветошью. Для очистки диванов и спинок мягких
вагонов используют пылесосы.
94
Рис. 4.8. Пылеотсасывающая передвижная установка
Эффективный способ внутренней очистки — отсос из вагонов
пыли, мусора и грязной воды с помощью стационарных водопыле-
сосных установок. Обычно их монтируют в междупутьях на терри-
тории депо. К вакуумным рукавам, которые подают в вагоны,
можно присоединять сменные насадки для сухой и влажной уборки
полов. При этом щетки для мойки полов соединяют шлангами
с водяными колонками. Засасываемая насадками грязная вода или
мусор поступает в-грязеотделитель.
Грузовые вагоны и цистерны. Крытые грузовые вагоны, полуваго-
ны и платформы очищают в специализированных моечных установках
с многократным использованием моющих жидкостей. На тяговый
конвейер установки подается одновременно сцеп из нескольких
вагонов, и процесс обмывки происходит непрерывно.
Агрегат для обмывки грузовых вагонов различных типов показан
на рис. 4.9. На фундаменте 18, вдоль которого уложен рельсовый
путь 17, установлен моющий агрегат. Гидрант для внутренней
обмывки открытого подвижного состава и крыш вагонов оборудован
95
'°8ЫХ
качающимися струйными насадками и смонтирован на подъемной
раме в портале 12 перед утепленным ангаром 11. Внутри ангара
размещены два гидранта также с качающимися насадками для
обмывки ходовых частей, рам и кузовов, а на выходе из ангара
установлены два гидранта 10 с неподвижными насадками для
ополаскивания чистой водой. По сточным канавам 9 загрязненные
моющий раствор и вода стекают в соответствующие резервуары 5.
Куски твердых включений сбрасываются в камнеловушку 6, откуда
транспортером 7 подаются в ящик 8. В насосной станции 13
установлены баки для осветленных жидкостей (моющего раствора
и воды), водоподогреватели, гидроциклоны, флотатор и насосы.
Грязь из-под циклонов собирается в бункера 15, которые
перемещаются по узкоколейному пути 16 за пределы здания и с
помощью тельфера 14 разгружаются в автосамосвалы.
Конвейер для подачи вагонов состоит из приводной станции 4,
направляющих 3, натяжного блока 1, двух толкателей 2.
При подходе полувагона в зону действия гидранта последний
опускается к полу, и по мере продвижения полувагона происходит
мойка его внутренних поверхностей. По окончании мойки гидрант
возвращается в исходное верхнее положение. Если обрабатываются
крытые вагоны, то гидрант остается наверху и моет крыши. Затем
вагоны попадают в ангар, в зоны действия обмывочных и ополас-
кивающих гидрантов. Общая продолжительность обработки одного
вагона составляет 12—15 мин. Габаритные размеры агрегата в
плане: длина от оси натяжного блока механизма конвейера, воз-
вращающего толкатели в исходное положение, до конца ангара
77,3 м; ширина, включающая ширину ангара, расположенного
параллельно зданию насосной, и проход между ними 21,1 м.
Для внутренней промывки крытых грузовых вагонов применяют
моечные машины, оборудованные поворотными консольными трубо-
проводами 6 (рис. 4.10) с моющими приборами 5 на концах.
Трубопроводы смонтированы на стойках 7, которые установлены
на тележке 8. Перемещение тележки и поворот консолей осущест-
вляется с помощью электроприводов 3 и 1. Вода в консоли подается
по трубам 4 с шлангами 2.
Машину устанавливают влизи от насосной станции и источника
горячей воды вдоль пути промывки вагонов. Вагон подают к машине,
но при необходимости ее можно передвинуть на некоторое расстояние
относительно оси дверного проема. Затем консольные трубопроводы
вводят внутрь кузова так, чтобы моющие приборы располагались
на середине каждой его половины. После промывки вагона консоли
выводят наружу, промытый вагон убирают и на его место подают
следующий. Техническая характеристика моечной машины приведена
ниже:
4 Зак. 856
97
5
6
Время ввода (вывода) моющих приборов, с . 12
Давление промывочной воды, МПа .... 1,5—2
Температура воды, °C......................... до 80
Время промывки одного вагона, мин .... 2—3
Расход воды на один вагон, м3................ 2,5—3
Габаритные размеры, м........................6,0X2,5X2,0
Для механической очистки восьмиосных цельнометаллических
полувагонов разработана дробеструйная камера, которая обору-
дована четырьмя дробеструйными аппаратами. Направление дроби
из шланга аппарата на очищаемую поверхность производится вруч-
ную. Отработанная дробь ссыпается через просыпные решетки в
бункер, находящийся ниже уровня рельсов, откуда винтовыми кон-
вейерами (шнеками) подается на элеваторы. Элеваторы поднимают
дробь вверх и ссыпают на вибросито, где отделяются крупные
частицы старой краски и ржавчины. Мелкая пыль отсасывается
98
вентилятором. Очищенная (сепарированная) дробь направляется
в приемную бункера и оттуда поступает в дробеструйные аппараты
для повторного использования. При дробеструйной очистке рамы
и кузова вагон поднимается на домкратах, а тележки удаляются
из дробеструйной камеры при помощи откаточной станции.
Цистерны очищают на промывочно-пропарочных станциях •
железных дорог, местах добычи и перевалки нефти, нефтеперегонных
заводах (цистерны для перевозки нефтепродуктов) и на других
предприятиях-отправителях грузов (цистерны для перевозки кислот,
бутилена, разных химических продуктов), оснащенных соответствую-
щими устройствами и оборудованием. Они имеют соответствующее
путевое развитие, производственные сооружения и средства техноло-
гического оснащения, куда входят эстакады, вакуумные установки
для удаления остатков грузов, промывочной воды и конденсата из
котлов, источники водоснабжения и получения горячей воды и пара,
насосные станции для подачи моющего раствора и воды, резервуары
для хранения слитых продуктов и моющих растворов, отстойники,
сети трубопроводов, вентиляционные и компрессорные установки,
очистные сооружения, канализация и др.
Характер очистки котлов цистерн определяется родом перевози-
мого груза (нефтепродукты, кислоты, фенол и др.) и устанавливается
типовыми технологическими процессами по полному или сокращен-
ному циклу обработки.
Полный цикл предусматривает удаление остатков грузов с пред-
варительным прогревом паром вязких продуктов с целью их
размягчения, горячую промывку (чистой водой, раствором каусти-
ческой соды, водокеросиновой эмульсией, препаратом МЛ-21) или
пропарку и просушку. По полному циклу, например, обрабатывают
цистерны, которые готовятся из-под мазута под керосин. По сокра-
щенному циклу удаляют остатки грузов или удаляют остатки и
просушивают или протирают цистерны.
Механизированные линии промывки котлов работают в авто-
матическом режиме по заданным циклам.
Современный технологический процесс предусматривает сов-
мещенную однопозиционную технологию, когда пропарку и горячую
промывку осуществляют на одной эстакаде. Этим уменьшается про-
стой цистерн, трудоемкость и стоимость обработки, расход тепла.
Более прогрессивной технологией является беспропарочная
обработка цистерн, в том числе и из-под вязких нефтепродуктов.
Она требует наличия эффективных промывочных устройств и по-
вышеной мощности насосного оборудования.
Технологическая схема беспропарочной обработки предусматри-
вает механизированную промывку горячей водой или моющим рас-
твором в течение 25—30 мин и сушку с помощью вентиляционной
установки в течение 10 мин. Загрязненная жидкость сливается в
очистные сооружения, затем перекачивается в резервуар для повтор-
ного использования.
4* 99
При промывке применяют различные промывочные приборы (спе-
циальные гидромеханические устройства), действующие за счет
энергии поступающей жидкости. При подаче моющего раствора
выходящие из прибора струи, перемещаясь в определенном порядке,
воздействуют на стенки котла. Так, в приборе OK-ЦНИИ порядок
направления струй определяется вращением прибора вместе со струй-
ной головкой и дополнительным вращением блока насадок в верти-
кальной плоскости. Для равномернсти обмывки вращение насадок
замедляется, когда головка оказывается в направлении днищ котла.
При промывке вручную промывальщик последовательно подает в
котел шланг для пропаривания остатков груза, промывочный прибор,
шланг для подачи сжатого воздуха или пара для просушки котла.
Дегазацию котла выполняют для снижения концентрации взры-
воопасных продуктов и осуществляют естественным проветрива-
нием при открытых крышке люка и сливном приборе при помощи
комбинированного прибора от компрессорной установки или венти-
лированием с переносными пароэжекторами. После дегазации про-
веряют газовоздушную среду в котле с помощью газоанализаторов.
Дегазация обязательна перед постановкой цистерн в ремонт с
выполнением сварочных или клепальных работ.
Наружную обмывку котлов цистерн с тщательной очисткой кол-
паков (горловин люков), крышек к люкам, площадок около колпаков
и наружных лестниц производят в ангарах под контурными
гидрантами. Цистерну обрабатывают горячей водой и моющим
раствором с последующим ополаскиванием чистой теплой водой.
При использовании каустической соды в ополаскивающую воду
добавляют ортофосфорную кислоту.
Для очистки сборочных единиц вагонов применяют специали-
зированные моечные машины струйного типа. Существуют разнооб-
разные конструкции специализированных машин для мойки вагонных
тележек, колесных пар, корпусов букс, роликовых буксовых подшип-
ников, аккумуляторных батарей, холодильных агрегатов и т. п.
Для обмывки тележек пассажирских вагонов на вагоноремонт-
ных предприятиях получила большое распространение однокамерная
моечная машина проходного типа. Тележка поступает в рабочую
зону I (рис. 4.11), где с нее смываются грязь, смазка и отслоившаяся
краска струями горячего моющего раствора. Затем тележка переме-
щается в зону II, где ополаскивается чистой водой. В обеих зонах
смонтированы гидранты, которые состоят из нескольких трубчатых
рам с насадками, охватывающих тележку по попереченому контуру.
Гидрант 1 зоны I, состоящий из шести таких рам, подвешен при
помощи катков на рельсы, по которым он совершает продольные
возвратно-поступательные перемещения для создания дополнитель-
ного гидродинамического воздействия. Гидрант зоны // состоит
из пяти неподвижных рам.
100
Рис. 4.11. Машина для обмывки тележек пассажирских вагонов
Загрязненный моющий раствор по сливному лотку 2 стекает
в сточный резервуар 3, откуда насосом через гидроциклоны 4 пере-
качивается в баки 7 осветленного раствора, находящиеся наверху
машины. В баках раствор подогревается и снова подается насосом
в моющий гидрант, совершая циркуляцию по замкнутому циклу.
Ополаскивающая вода стекает в бункер 5, откуда забирается для
повторного использования. Подача тележек в камеру машины и пе-
ремещение их внутри камеры осуществляется кабестаном 6. Продол-
жительность обработки тележки в каждой зоне 25 мин, габаритные
размеры машины 14X4X5 м.
Для обмывки тележек грузовых вагонов в депо используют
однокамерные моечные машины с вращающимся гидрантом. Тележки
обмывают под колпаком, который поднимается и опускается с
помощью электропривода и системы блоков. Находясь в нижнем
положении, колпак погружается нижней кромкой по всему пери-
метру в канавку с водой, создавая гидравлический затвор и предот-
вращая разбрызгивание моющих жидкостей. Машина оснащена
двумя насосами, которые последовательно подают в гидрант моющий
раствор и воду для ополаскивания.
Время обмывки тележек 7 мин, габаритные размеры машины
10,0X6,4X2,2 м.
Для обмывки тележек без колесных пар разработана гидромони-
торная установка, работающая в автоматическом режиме. Установка
101
представляет собой две раздельные, последовательно расположен-
ные обмывочные камеры (мойки и ополаскивания), снабженные
автономной гидросистемой с гидроциклонной и флотационной очист-
кой для регенерации моющего раствора и ополаскивающей воды.
Каждая камера (рис. 4.12) оборудована механизмом подъема
и опускания дверей, конвейером для ввода и вывода из камеры
каркаса, устройством для подъема и вращения каркаса тележки
в процессе обмывки.
Первая камера оснащена двумя гидромониторами с качающимися
насадками, подачей 80 м3/ч каждый, вторая — одним гидромони-
тором, подачей 38 м3/ч. Давление струй в обеих случаях 1,8 МПа.
Для мойки используют 0,5—1%-ный водный раствор каустичес-
кой соды при температуре 70—80°С и воду такой же температуры
для ополаскивания. Время обмывки тележек 10 мин, габаритные
размеры установки (без гидросистемы) 10,0X6,5X3,2 м.
Для обмывки колесных пар применяются моечные машины нес-
кольких типов.
Однокамерная моечная машина имеет камеру в виде усеченной
пирамиды, внутри которой размещены моечные гидранты. Входная
и выходная двери камеры открываются и закрываются одновременно
с помощью системы тросов и пневматического привода. Колесную
пару вкатывают в камеру и устанавливают на четыре опорных
ролика механизма вращения. После окончания обмывки и подъема
дверей включается механизм выталкивания, и колесная пара выка-
Рис. 4.12. Установка гидромониторная для об-
мывки каркасов тележек грузовых вагонов:
/—камера, 2—траверса с захватами; 3—механизм
подъема и вращения каркаса; 4 — привод качания
насадок; 5—гидромонитор; 6—бак слива загрязнен-
ного раствора; 7—конвейер
102
тывается из машины. Гидранты выполнены в виде одной или несколь-
ких изогнутых по контуру колесной пары труб с неподвижными
или качающимися струйными насадками. Сначала колесную пару
обрабатывают горячим моющим раствором, который подается одним
насосом, а затем ополаскивают горячей водой, подаваемой другим
насосом. Загрязненный раствор стекает в сточный резервуар, затем
подается в гидроциклон на очистку и используется вновь. Ополас-
кивающая вода стекает в очистные сооружения канализации. Полное
время очистки колесной пары 9—10 мин, габаритные размеры маши-
ны 4X2X2 м.
Недостаток такой машины — непроизвольное смешивание мою-
щего раствора и ополаскивающей воды в процессе очистки.
У двухкамерных (двухзонных) моечных машин такого недостатка
нет, но для своего размещения они требуют некоторого увеличения
производственной площади. Они широко распространены на вагоно-
ремонтных предприятиях. Такая машина работает в автоматическом
режиме и отличается наличием во второй камере устройства для
механической очистки средней части оси, применение которого
полностью исключает ручную зачистку после обмывки. Устройство
состоит из четырех вращающихся щеток и совершает возвратно-
поступательное движение вдоль оси колесной пары. Каждая камера
оснащена гидрантом с семью качающимися насадками, выбрасыва-
ющими в первой камере струи 0,5 %-ного раствора каустической соды
температурой до 80°С и давлением до 1 МПа и во второй — струи
горячей воды с этими же параметрами.
Основные механизмы и ограждения машины показаны на
рис. 4.13. Полное время очистки колесной пары 9—10 мин, такт
выпуска 4,5—5 мин.
Для очистки колесных пар применяют машины, в которых ис-
пользуется горячая или холодная вода под высоким давлением
струи. Машина выполнена в виде прямоугольной камеры 1 (рис. 4.14)
с входной и выходной дверьми. Двери поднимаются и опускаются
электроприводом с общей цепной передачей. Гидравлический подъем-
ник 3 снабжен четырьмя опорными роликами, фиксирующими колес-
ную пару в камере по гребням колес, несколько приподнимающими
ее над рельсами и приводящими колесную пару во вращение с
частотой 1,5 об/мин. Внутри камеры смонтированы приспособление 4
для удаления со средней части оси старой краски и моечное
устройство 2.
Приспособление оснащено двумя дисковыми щетками из стальной
проволоки, закрепленными на кронштейнах приспособления, которые
совершают возвратно-поступательные перемещения вдоль оси
колесной пары. Четыре вращающиеся струйные головки служат
для обмывки колес и средней части оси. Шесть неподвижных
насадок моют шейки оси или буксы.
юз
/— механизм подачи колесной пары в камеру /; 2—ограждения; 3—механизм подъема колпака; 4—трубопроводы вытяжной
вентиляции; 5—привод механизмов качания насадок и передвижения устройства для очистки средней части оси; б—механизм
сбрасывания колесной пары на накопитель; 7—привод механизма вращения колесной пары; ^--механизмы передачи колесной
пары из камеры / в камеру // и выталкивания из камеры //
Рис. 4.14. Однокамерная машина для обмывки колесных пар водой под высоким
давлением
Машина оборудована устройством для вкатывания и выкатыва-
ния колесной пары. Вода подается с помощью многоступенчатого
центробежного насоса высокого деления, расположенного в отдель-
ном помещении. Давление воды 4 МПа, процесс очистки автомати-
зирован и продолжается около 4 мин. Габаритные размеры 4,ОХ
XI,5X1,9 м. В такой машине отпадает необходимость использо-
вать моющие вещества и устройства вентиляции.
Корпусы букс и детали буксового комплекта обмывают в машинах
различных типов. Машина, позволяющая выпрессовывать роликовые
подшипники и в процессе мойки зачищать внутренние поверхности
букс от коррозии, показана па рис. 4.15.
105
Рис. 4.15. Машина для мойки и зачистки корпусов букс
Букса вместе с подшипниками попадает на позицию / в опорное
гнездо рамы 7. Рама опирается на ролики 1, которые через систему
тяг и рычагов связаны с штоком пневматического подъемного ци-
линдра 9. Кронштейном 8 рама соединена с пневмоцилиндром 10
продольного перемещения.
После установки буксы на позицию / включаются оба пневмо-
цилиндра. Рама поднимается, перемещается вперед к позиции // и
опускается. Здесь букса устанавливается на стойки 12, а рама
возвращается в первоначальное положение. Пневмоцилиндр 14,
соединенный рычажной передачей со стойками, поднимает буксу
до упора в верхнюю плиту 6. Затем включается гидроцилиндр 11,
и его шток 13 выпрессовывает подшипники, которые проходят
через отверстия в верхней плите и поднимают откидные планки 5.
Далее планки опускаются под собственным весом в исходное поло-
жение, и подшипники сталкиваются по ним штоком пневмоцилин-
дра 4 в сторону. После этого букса опускается на прежнее место
и перемещается на позицию III, где устанавливается на опоры,
центрируется и закрепляется кулачками. Затем включаются при-
вод вращения шпинделя 2 с чугунным зачистным приспособ-
лением 3 и водяной насос. Букса обмывается и одновременно
зачищается ее внутренняя поверхность.
Машина работает автоматически. Все ее механизмы смонтиро-
ваны на баке с моющим раствором.
Для мойки и зачистки роликовых подшипников используются
автоматические машины (рис. 4.16). Штриховыми линиями изо-
бражен бак, на котором размещаются все части машины. Из лотка
питателя 7 подшипник перепускается отсекателем 6 в предкамеру /
до упора в заслонку впуска 5. Заслонка открывается, подшипник
перекатывается в моечную камеру II, устанавливается на опорные
ролики и прижимается к ним сверху роликом нагрузочного меха-
низма 4. Затем включается фрикцион механизма вращения 13,
и через ведущий ролик 14 подшипник начинает вращаться.
106
Одновременно в струйные насадки поступает из бака моющий
раствор, который перекачивается насосом 10 по трубопроводу 9,
а также включаются чугунные зачистные колодочки 3. Через задан-
ное время подача моющего раствора прекращается, и в камеру
через клапан 12 подается вода для ополаскивания, подогретая в
теплообменнике 11.
Чистый подшипник выталкивается рычагом 15 в камеру продув-
ки ///, в которой с помощью механизма опрокидывания подшипник
кладется плашмя, вода стекает в бак, а остатки влаги сдуваются
сжатым воздухом, поступающим через вращающиеся насадки 2.
После сушки подшипник возвращается в вертикальное положение
и фиксатором 1 направляется по лотку 16 в накопитель для осты-
вания. Цикл автоматической мойки и сушки подшипника, равный
такту выпуска, составляет 2,5 мин.
Машина управляется с помощью командоаппарата 8. Система
управления пневматическая.
В качестве моющего раствора используется водная эмульсия
отработанной консистентной смазки ЛЗ-ЦНИИ. Концентрация смаз-
ки в растворе поддерживается в пределах 8—10% за счет
пропорционального добавления чистой воды по мере увеличения
содержания в растворе смазки, вымываемой из подшипников. Водо-
нерастворимые смазки ЖРО, ЕЖС вымываются с применением
синтетических моющих средств ХС-2М, Лабомид-101 или -203. Расход
воды 1 —1,5 л на подшипник. Температура моющих жидкостей
Рис. 4.16. Схема машины для обмывки роликовых подшипников
107
80—90 °C. Раствор подается под давлением 0,38 МПа, ополаскива-
ющая вода 0,3 МПа, габаритные размеры машины 1,75X 1,50X 1,60м.
Разработана вихревая моечная машина для промывки и сушки
роликовых подшипников без внутренних колец. Принцип ее
действия заключается в подаче струй моющей жидкости насосом
через . специальную моющую головку, которая вводится внутрь
блока подшипника. Моющая жидкость выходит через каналы
головки, и направленные под углом струи обмывают выступающие
части сепаратора и роликов, одновременно заставляя их вращаться
внутри наружного кольца подшипника. Жидкость проникает через
зазоры между деталями подшипника в его внутренние полости
и вымывает из них смазку. Специальная щелевая насадка
обмывает наружное кольцо подшипника. Роликовые подшипники
сушат сжатым воздухом, который подводится в моющую головку
после промывания
Котлы и калориферы водяного и комбинированного отопле-
ния при капитальных ремонтах пассажирских вагонов (КР-1 и
КР-2) снимают с вагона и очищают от старой краски,
шлама, грязи, продуктов коррозии и накипи. Особенно опасна
язвенная коррозия, которая разъедает поверхность мелкими оча-
гами, после чего остаются углубления, иногда проникающие
насквозь. Громоздкость этого оборудования, а также значи-
тельная толщина пластовых наслоений ржавчины и накипи
осложняют очистку. Котлы очищают в разобранном виде с
применением крупногабаритных моечных ванн.
Обычно процесс очистки от ржавчины и накипи ограничи-
ваю! предварительным воздействием на них раствора каустической
соды и последующим удалением пластов доступными механичес-
кими средствами (например, обстукиванием молотком и зачисткой
щетками и скребками).
Скопившиеся загрязнения удаляют водой. Этот способ является
трудоемким и не дает высокого качества очистки.
Рекомендуется более прогрессивная технология очистки с исполь-
зованием ингибированной соляной кислоты. Сначала котел (или
калорифер) выдерживают в 10 15%-ном горячем растворе каустика
в течение 1,5—2,0 ч, в котором происходят некоторые разрыхление
и отслоение пластовой ржавчины. Затем его промывают горячей
водой в течение 30—40 мин. После промывки котел для растворения
накипи погружают в ванну с 4—6%-ным раствором ингибиро-
ванной соляной кисло! ы, где находится 2—4 ч в зависимости
от толщины слоя накипи и температуры раствора.
После вторичной промывки обрабатываемую поверхность пас-
сивируют и нейтрализуют в горячем водном растворе двухромово-
кислого калия (50 г/л) и кальцинированной соды (20 г/л) в тече-
ние 20—30 мин. На обрабатываемой поверхности образуется за-
щитная оксидная пленка.
108
Применение холодного раствора кислоты для удаления толсто-
го слоя накипи малоэффективно. При подогреве происходит
обильное испарение, особенно когда протравленный предмет
извлечен из ванны. Пары кислоты создают тяжелые условия
работы на производственном участке и оказывают вредное
влияние на металлоконструкции. Поэтому очистку ингибированной
соляной кислотой нужно организовывать в специализированных
хорошо вентилируемых помещениях.
В кипятильниках и баках, изготовленных из нержавеющих
металлов, образуется накипь. Кипятильники в разобранном виде,
а водяные баки со снятыми крышками погружают в ванны,
заполненные 10—15%-ным раствором кислоты. Кипятильники пред-
варительно очищают от краски, а баки промывают от осадков
грязи. Накипь растворяется в течение 20—30 мин. При этом
из-за химической реакции происходит легкое бурление жидкости.
После обработки в ингибированной кислоте кипятильники и баки
тщательно промывают чистой проточной водой.
Вентиляционные фильтры очищают от наслоений промасленной
пыли в обычных моечных ваннах, просушивают и вновь
пропитывают маслом. Имеются автоматические установки
с пневматическим распределительным устройством, в которых
обработка загрязненных фильтров осуществляется на пяти позициях:
промывка в растворе каустической соды и в горячей воде,
сушка, пропитка маслом и удаление излишков масла.
Эмалированные детали (корпусы и крышки унитазов, детали
кухонных плит вагонов-ресторанов) очищают металлической дробью.
Дробеструйная обработка широко применяется также при очистке
железных водяных баков, пружин, используется при подготовке
букс и стаканов редукторных приводов под гальваническое оста-
ливание их посадочных поверхностей, различных деталей под нанесе-
ние (и при снятии) полимерных покрытий и для металлизации.
Металлические детали внутреннего оборудования пассажирских
вагонов (алюминиевые, стальные, бронзовые) очищают от царапин,
забоин, грязи, коррозии, окислительных пленок, а также при под-
готовке их под декоративные гальванические покрытия или для
придания им естественного блеска. Крупные алюминиевые детали
(багажные полки, корпуса потолочных вентиляторов, арматура
освещения, корпуса дверных замков и т. п.) обрабатывают
на шлифовально-полировальных станках войлочными, фетровыми
и бязевыми кругами. На рабочие поверхности войлочных и
фетровых кругов наносят карборундовый порошок, замешанный
на клее. Бязевые, фланелевые, суконные круги покрывают поли-
ровальной пастой и используют на доводочной операции
полировки — глянцевании. Мелкие детали (вешалки, пепельницы,
мыльницы, шторные прутки и т. п.) полируют в барабанных
установках подводного полирования (мокрое галтование). Такая
109
установка состоит из прямоугольного бака, в котором находится
горячий мыльный раствор, и перфорированного шестигранного
барабана, установленного на баке. Существуют барабаны,
геометрическая ось которых не совпадает с осью вращения,
что приводит к более активному перемешиванию деталей за
счет перемещения их в осевом направлении.
Снятые с вагона детали очищают от грязи и краски
в 10%-ном растворе каустической соды, промывают в горячей
воде, травят 20%-ным раствором азотной кислоты и вновь
промывают. Затем их загружают в барабан вместе с хозяйственным
мылом, стальными шариками диаметром 4—8 мм. Соотношение по
объему между деталями и наполнителями подбирается опытным
путем в пределах 2:1 для совсем мелких деталей, 1:2 для
более крупных. Барабан заполняют на 70—75% объема. Мыло
кладется из расчета 5—7 г/л. Раствор подогревается до темпе-
ратуры 35—40 "С.
Загруженный барабан опускают в бак и включают привод
вращения. Процесс полирования продолжается 2—4 ч. После
полирования детали сушат в древесных опилках или сушильных
шкафах.
По сравнению с обычным полированием этот способ более про-
изводителен. В барабане одновременно обрабатывается большое ко-
личество деталей, и один рабочий может обслуживать несколько
установок. Установки подводного полирования можно использовать
и для обработки деталей после предварительного шлифования
на шлифовальных станках. К числу таких деталей относятся главным
образом новые стальные детали, подготовляемые под нанесение
гальванических покрытий (дверные штребни, оконные замки и т. п.).
Деревянные изделия внутреннего оборудования пассажирских
вагонов (мебели, оконных рам, дверей) от старого лакокрасочного
и полировочного покрытия очищают циклевочным столярным
инструментом. После циклевания поверхность зачищают шлифо-
вальной шкуркой и наносят новые покрытия.
Снятое с вагона деревянное оборудование, декоративные
планки и штабики обрабатывают на станках. Планки и штабики
очищают и шлифуют на круглошлифовальных станках. На
шпинделе такого станка устанавливают барабан с закрепленной
на нем шлифовальной шкуркой.
Для очистки диванов, полок, дверей и других плоских поверх-
ностей внутреннего оборудования применяют специальные шлифо-
вально-ленточные станки.' Обрабатываемую деталь устанавливают
на стол шлифуемой поверхностью вверх и вместе со столом
поднимают до движущейся шлифовальной ленты, которая прижима-
ется специальным прижимом к поверхности детали. Зернистость
шлифовальной ленты (шкурки) выбирается в зависимости от произ-
водимой операции — обдирка или тонкое шлифование.
ПО
Охрана труда при очистке. Удаление остатков грузов и мусора
из вагонов должно производиться на специально выделенных
местах. Во избежание запыления мусор смачивают водой.
Вагономоечные установки необходимо размещать на отведен-
ных местах на территории предприятия или в отдельных помещениях,
моечные машины и ванны — на выделенных площадях производ-
ственных участков по ходу технологического процесса. Все моечное
оборудование обеспечивается ограждениями и вытяжной вентиля-
цией, которая при работе оборудования должна включаться.
Должны быть предусмотрены устройства для очистки, повторного
использования и отвода моющих жидкостей и уборки грязевых
остатков. Современные нормы требуют оборудования моечных
установок автономными гидросистемами для регенерации моющих
растворов, не допускающими сбросов в канализацию, в водоемы, в
почву.
При обмывке пассажирских вагонов окна и тамбурные двери
должны быть закрыты. Промывку и гидравлические испытания
системы отопления и котла можно производить только в местах,
оборудованных стоками для воды.
При обслуживании моечного оборудования и приготовлении
моющих растворов необходимо пользоваться защитными средствами:
очками, резиновыми сапогами, перчатками, фартуками, применять
защитные пасты. При случайном попадании моющего раствора на
кожу или глаза их следует обильно промыть чистой водой.
Концентраты моющих составов должны приготовляться в изолиро-
ванном помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией.
При заправке ванн каустической содой или кислотами надо
избегать расплескивания раствора. Погружать и вынимать обраба-
тываемые детали необходимо плавно с использованием грузоподъем-
ных механизмов и специальных захватов. На ваннах с моющими
растворами, в которых содержится каустическая сода или
кислота, необходимо указывать наименование раствора.
После обработки щелочными или кислотными моющими раство-
рами вагоны и составные части обязательно ополаскивать чистой
водой с добавлением при необходимости нейтрализующих веществ.
Перед пропаркой или промывкой цистерн нужно убедиться, что
внутри котла нет людей. Промывальщики, обрабатывающие котел
внутри вручную (не на автоматических линиях), обеспечиваются
спецодеждой, спецобувью, брезентовыми рукавицами, шланговым
дыхательным прибором с подачей чистого воздуха и спасатель-
ным поясом с веревкой. Опускаться в котел с открытым
огнем, обычными лампами нельзя. Нужно пользоваться электри-
ческими светильниками во взрывобезопасном исполнении. Все время
работы промывальщика у котла цистерны должен находиться второй
промывальщик, так же экипированный. Без дыхательного прибора
можно находиться внутри котла только после дегазации.
111
Лица, связанные с обслуживанием моечного оборудования и
приготовлением моющих составов, перед принятием пищи должны
тщательно мыть руки и лицо теплой водой с мылом и полоскать
рот.
Продувку вентиляционных каналов пассажирских вагонов необ-
ходимо выполнять в противогазе или респираторе.
Шлифование и полирование на станках мелких деталей произ-
водить с применением приспособлений, исключающих ранение
рук кругами. Станки должны быть оборудованы устройствами
местной вытяжной вентиляции.
Предельно допустимые концентрации некоторых растворителей
в воздухе рабочей зоны не должны превышать, мг/м3: бензин-
растворитель, керосин, скипидар — 300; бензин топливный, соль-
вент — 100; ксилол, толуол — 50; трихлорэтилен, тетрахлорэтилен —
10; бензол, масла нефтяные — 5.
4.3. РАЗБОРКА ВАГОНОВ
После очистки вагон подается на разборку. Объем разбороч-
ных работ зависит от вида ремонта вагона и устанавливается
руководствами по ремонту и техническими условиями, указаниями
и инструкциями. Ответственные части вагона, особенно те, от которых
зависит безопасность движения поездов, демонтируют обязательно.
Их разбирают, тщательно осматривают и ремонтируют как при
капитальном, так и при деповском ремонте. К таким частям
относятся: тележки, колесные пары, буксовые комплекты, тормоз-
ные приборы, гасители колебаний, автосцепное устройство, неко-
торое электрооборудование. Последовательность разборки и возмож-
ность параллельного ведения разборочных операций устанавливают-
ся технологическим процессом. Отдельные сборочные единицы
и детали допускается демонтировать на ремонтных позициях
вагоносборочного производственного участка.
Разборка производится на специально отведенных и приспо-
собленных для этого местах или в разборочных участках.
При организации разборки на специально выделенных позициях
создается возможность исключить захламленность и уменьшить
загрязненность в вагоносборочных производственных участках на
позициях ремонта и сборки; оснастить рабочие места специальным
инструментом, механизированными разборочными устройствами и
грузоподъемными механизмами для снятия тяжелого оборудования;
оборудовать разборочные позиции стационарными и подъемными
разборочными площадками, трубопроводами для подачи кислорода
и газа при производстве газорезочных работ и другими комму-
никациями (сжатого воздуха, воды, силовой и осветительной
электроэнергии), а также вентиляционными устройствами; организо-
112
вать процесс разборки специализированными бригадами; сократить
время на разборку и т. д.
Технологический процесс разборки вагонов должен учитывать
принятую организацию производства ремонта и местные условия
действующего предприятия.
На крупных вагоноремонтных заводах с большим объемом вы-
пуска из капитального ремонта грузовых вагонов организованы
специализированные цехи разборки и правки.
Разборку вагонов ведут на механизированных поточных линиях
с7—8-ю разборочными позициями, на которых последовательно: сни-
мают деревянную обшивку (с последующей заменой ее на металличе-
скую в вагоносборочном производственном участке), фанеру и дере-
воволокнистую плиту с внутренних поверхностей цельнометалличес-
ких кузовов крытых вагонов, доски пола, специальное оборудова-
ние; срезают металлические крыши крытых вагонов, а также трапы
и лестницы; снимают задвижные двери, крышки люков полуваго-
нов; разбирают и снимают тормозное оборудование (рычажную
передачу, авторегуляторы, тормозную магистраль, воздухораспреде-
лители, тормозные цилиндры, рабочий и запасной резервуары);
выполняют газорезочные работы по кузову и раме; зачищают места
под сварку; очищают вагон от отслаивающейся ржавчины;
производят повторную обмывку вагона.
Из разборочного участка вагон подают на участок правки,
где ремонтируют и выправляют все деформированные элементы ку-
зова и рамы с помощью специальных гидравлических стендов
и правочных машин, разделывают трещины и восстанавливают
сварочные швы.
При первом капитальном ремонте (КР-1) цельнометаллических
пассажирских вагонов демонтируют вентиляционные агрегаты и, если
имеются, установки кондиционирования воздуха; снимают вентиля-
ционные фильтры и потолочные вентиляторы; снимают детали внут-
реннего оборудования (зеркала, багажные сетки, крючки вешалок
и др.), дверные замки и ручки, внутренние и выходные двери;
разбирают мебель; снимают перегородки котельного отделения, ко-
тел, расширитель, водяные баки, циркуляционные насосы, умываль-
ные чаши и унитазы; разбирают трубы отопления и водопровода,
арматуру; снимают кипятильники и противопожарные разделки; пол-
ностью разбирают окна, потолки тамбуров, коридоров и туалетов,
при необходимости снимают тамбурные двери; снимают подвагонные
электрические машины, реостаты, электрощиты, аккумуляторные ба-
тареи, упругие площадки, автосцепное устройство.
При втором капитальном ремонте (КР-2) объем разборочных
работ значительно увеличивается. Кузов вагона внутри частично
разбирается (вскрывается). Разбирают перегородки туалетов,
вентиляционные каналы, полы в туалетах и отдельных купе.
Отнимают подоконные щиты. Полностью демонтируют электро-
на
проводку. Вскрытые места расчищают и грунтуют. Затем в процессе
сборки закладывают тепловую изоляцию и зашивают древесными
плитами и фанерой.
Тележки из-под вагона выкатывают после подъемки кузова.
Предварительно разъединяют тяги рычажной тормозной передачи
от вертикальных рачагов тележки, а у пассажирских вагонов,
кроме того, вынимают шкворень и разъединяют карданный вал
привода с редуктором, заземляющие и противогазные устройства,
концы кабелей генератора и устройств контроля за нагревом букс.
С тележек пассажирских вагонов перед обмывкой снимают
генераторы, редукторно-карданные приводы, осевые шкивы, противо-
газные устройства и гидравлические гасители колебаний, отвинчи-
вают гайки шпинтонов. На буксу, с которой был снят редуктор
привода генератора от шейки оси, устанавливают крепительную
крышку, чтобы моющий раствор и вода не попали в буксу.
Для подъемки вагонов используют электрифицированные дом-
краты, мостовые краны или подъемники, установленные на само-
ходных тележках-манипуляторах. Для выкатки тележек применяют
различные тяговые устройства.
На заводах, ремонтирующих грузовые вагоны, получили рас-
пространение конструкции домкратов (с разной грузоподъемностью)
с автоматически выдвигающимися опорами, позволяющими автома-
тизировать процессы подъемки и выкатки тележек, что очень важно
для сокращения времени на подъемку и опуск вагонов. Кроме
того, каждый комплект из четырех автоматизированных домкратов
оборудуют защитной блокировкой, включающей инерционные реле,
для экстренного отключения всех домкратов в случае остановки
электродвигателя на одном из них. Это повышает безопасность
работы при подъемке вагонов.
Снятые с вагона детали осматривают и сортируют на четыре
группы: исправные, которые соответствуют допускаемым ремонтным
размерам и после проверки и необходимых испытаний могут быть
вновь поставлены на вагон без ремонта; неисправные, которым не-
обходим ремонт; не пригодные для использования по прямому
назначению, но которые можно переработать (переработке подвер-
гаются доски, обшивка, деревоплиты, различные валики и т. д.);
негодные детали, подлежащие сдаче в металлолом или утилиза-
цию.
При разборке вагонов необходимо строго соблюдать меры без-
опасности. При подъемке и опускании вагонов мостовыми кра-
нами используют специальные грузоподъемные захваты. При работе
с домкратами на опорную поверхность головки или хобота дом-
крата кладут деревянный брусок (прокладку). В процессе
подъемки и опускания вагона запрещается находиться людям в
вагоне, на нем и под ним.
114
Снимать составные части вагонов с базовых мест следует с
помощью специальных подъемных средств. При разборочных
операциях на крыше запрещается производить на вагоне какие-
либо другие работы. Сбрасывать детали с крыши можно только
при ограждении мест их падения. Во время разборки потолка
другие работы внутри вагона производить нельзя. Пол разбирают
в последнюю очередь.
При использовании переносных приставных лестниц и раздвиж-
ных лестниц-стремянок они должны ставиться в устойчивое
положение. Лестницы необходимо иметь такой длины, чтобы после
установки их под углом 60° к горизонту над крышей
выступало не менее двух ступенек. Нижние упорные концы лест-
ницы оборудуют при работе на бетонном полу резиновыми
наконечниками, на грунте — металлическими, а стремянки устрой-
ствами, исключающими их самопроизвольный сдвиг.
При перемещении вагонов и тележек по ремонтным позициям
нужно следить за соблюдением габарита. Захламление разборочных
позиций снятыми деталями и отходами производства не допуска-
ется. Снятые с вагонов сборочные единицы и детали нужно
укладывать на определенные места.
4.4. НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ И ИСПЫТАНИЕ
ДЕТАЛЕЙ НА РАСТЯЖЕНИЕ
Неразрушающий контроль заготовок, деталей и конструкций
при изготовлении и эксплуатации машин и сооружений имеет
большое значение для определения их качественного состояния
и позволяет, кроме обнаружения различных дефектов, устанав-
ливать структуру металла, толщину защитных покрытий и т. д.
Методы неразрушающего контроля не требует изготовления
контрольных образцов, разрушения или разборки объекта (мате-
риала, полуфабриката, готового изделия) и дают возможность
организовать проверку каждой единицы выпускаемой продукции. Эти
методы основаны на введении в объект электромагнитных и ультра-
звуковых полей, флюоресцирующих и других жидкостей.
Неразрушающий контроль объектов с целью выявления дефек-
тов называется дефектоскопией. Приборы для выявления дефектов
(трещин, расслоений и т. д.) в материалах и изделиях метода-
ми неразрушающего контроля называются дефектоскопами.
Распространенными дефектами в отливках являются литейные
трещины, газовые и шлаковые раковины, неметаллические включе-
ния, плены. В поковках, штамповках, прокате — расслоения метал-
ла, трещины, закаты, волосовины. В сварных соединениях —трещи-
ны, непровары, раковины и пористости. При термической обра-
ботке деталей возникают закалочные трещины, при шлифовании —
шлифовочные.
115
X
н.
В процессе эксплуатации в деталях машин возникают уста-
лостные трещины, которые развиваются незаметно и приводят к изло-
мам деталей.
Методы неразрушающего контроля в зависимости от физического
явления, положенного в их основу, разделены на виды:
магнитный, акустический, радиационный, проникающими вещества-
ми, вихретоковый и др.
Магнитопорошковая дефектоскопия и другие методы магнитного
контроля. Этот метод основан на притяжении частиц магнитного
(железного) порошка в местах выхода на поверхность контро-
лируемого объекта магнитного потока, связанного с наличием
нарушений сплошности. Силовые линии магнитного поля, протекая
через ферромагнитные объекты, искажаются при встрече с каким-
либо дефектом, стремясь обогнуть его. Происходит вспучивание
магнитных силовых линий, создается поле магнитного рассеяния.
Это явление происходит в результате неоднородности магнит-
ного поля, так как любой дефект
приводит к ухудшению магнит-
ной проницаемости данного участ-
ка объекта, противодействуя маг-
нитному потоку.
При наличии дефекта на по-
верхности объекта силовые линии
образуют местные магнитные поля
рассеяния и создаются локаль-
ные магнитные полюса соответ-
ственно положительного и отрица-
тельного знаков и определяют та-
ким образом месторасположение
дефекта. Прохождение силовых
линий через трещину характери-
зуется видом продольной и пер-
пендикулярной составляющих
напряженности магнитного поля
в области трещины (рис. 4.17).
Продольная составляющая по
отношению к поверхности предме-
та имеет наибольшее значение в
центре трещины, перпендикуляр-
ная — в местах, несколько уда-
ленных от краев трещины, и про-
ходит через нуль в ее центре.
Дефекты, резко выраженные
или расположенные в поперечном ^улярГая "Г^тавляющие
направлении по отношению к маг- ценности магнитного поля в
нитному потоку (например, попе- трещины
116
-X
перпен-
напря-
области
речные трещины), оказывают большое сопротивление потоку и соз-
дают интенсивные магнитные поля рассеяния, что позволяет вы-
являть эти дефекты.
При магнитопорошковой дефектоскопии для обнаружения дефек-
тов в намагниченном объекте используют мелкодисперсный
ферромагнитный порошок. Частицы порошка вовлекаются в сферу
действия магнитных полюсов и располагаются в виде валика
по форме трещины.
Существуют сухой и мокрый способы нанесения порошка.
Обычно при контроле необработанных и грубообработанных по-
верхностей применяют сухой магнитный порошок. Для лучшей
видимости трещин на темной поверхности порошок окрашивают
иногда в серый цвет (добавляют сухую окись цинка или
двуокись титана). При осмотре контролируемой поверхности в
ультрафиолетовом излучении используют люминесцентный магнит-
ный порошок, в котором частицы ферромагнитного порошка
покрыты пленкой люминофора. Для контроля деталей, у которых
поверхность обработана по высокому классу шероховатости, при-
меняют магнитную суспензию порошка на жидкой основе (масло,
керосин, смесь масла с керосином и др.).
Объект намагничивается с помощью электромагнитного поля,
возникающего в соленоиде или электромагните при прохожде-
нии постоянного или переменного тока (способ продольного
или полюсного намагничивания) или пропусканием тока через
объект или проводник, который охватывается деталью (способ
поперечного или циркулярного намагничивания). В первом слу-
чае выявляются поперечные трещины, во втором — продольные.
При одновременном осуществлении продольного и поперечного
намагничивания появляется результирующее (комбинированное)
магнитное поле, позволяющее обнаруживать трещины разной ориен-
тации. При пропускании импульсного тока, при любом способе
намагничивания, возникает импульсное магнитное поле.
Способы дефектоскопирования различают по роду тока. При
использовании постоянного тока в объекте возникают явления оста-
точной намагниченности, которые не исчезают, например, после
удаления источника намагничивания (например, соленоида).
Испытания протекают в остаточном поле.
При переменном токе магнитное поле действует только тогда,
когда контролируемый объект находится непосредственно в зоне
действия источника намагничивания. Такое поле называется при-
ложенным магнитным полем. В этом случае силовые линии
оттесняются ближе к поверхности, и поверхностные дефекты
обнаруживаются лучше. Однако и при постоянном токе, когда
силовые магнитные линии распределяются равномерно по сечению
объекта, остаточная намагниченность способствует выявлению
поверхностных трещин, особенно в закаленных деталях.
117
Технологическая последовательность дефектоскопирования маг-
нитопорошковым методом: очистка объекта, намагничивание с по-
мощью дефектоскопных устройств, нанесение жидкой суспензии
или сухого железного порошка на намагниченный участок
контролируемой поверхности, осмотр, размагничивание объекта
только переменным током.
Магнитный неразрушающий контроль включает в себя магнито-
графический метод дефектоскопии, заключающийся в наложении на
поверхность намагниченного объекта ферромагнитной пленки, где
остается «отпечаток» дефектов, и магнитоферрозондовый метод,
который использует преобразование характеристик магнитных полей
дефектов в элетрические сигнал с помощью феррозондов —
индукторов с намагничивающими и приемными катушками.
Электромагнитный вид неразрушающего контроля осуществляет-
ся в дефектоскопии методом наведения вихревых токов. Вихревые
токи (токи Фуко) — это замкнутые токи в проводящем материале,
индуктированные изменяющимся магнитным полем. Они возбужда-
ются в контролируемом объекте специальными преобразовате-
лями, состоящими из катушек индуктивности. Катушка, будучи
запитана переменным током высокой частоты, создает переменное
магнитное поле, которое наводит в поверхностном слое объекта
вихревые токи. Магнитное поле вихревых токов обратной связью
воздействует на катушку, вызывая на ее выводах изменение
напряжения или сопротивления и дает таким образом сигнал
о состоянии поверхностного слоя объекта.
Ультразвуковая дефектоскопия. Данный метод относится к
акустическому виду наразрушающего контроля. Наиболее распро-
странен эхо-метод. Эхо-метод основан на свойстве ультразвуковых
колебаний при распространении их в объекте отражаться от
находящихся в нем дефектов (трещин, раковин, расслоений,
неметаллических включений, газовых пор и т. д.). Колебания,
достигающие противоположной стороны объекта, отражаются от его
«дна». Реже применяют метод прошедшего излучения (теневой),
когда с другой стороны объекта регистрируется уменьшение
интенсивности пучка колебаний, падающего на дефект.
При ультразвуковой дефектоскопии металлических объектов
используются звуковые волны частотой колебаний 0,5—10 МГц.
Введение ультразвука в объект осуществляется с помощью
элементов, которые обладают способностью преобразовывать под-
водимое к ним электрическое напряжение в механические колеба-
ния, и наоборот. Такое свойство называется пьезоэлектрическим
эффектом, а сами элементы называются пьезоэлементами. Если под-
вести напряжение высокой частоты к пьезоэлементной пластинке,
то она начнет колебаться с частотой подведенного напряжения
и передавать в объект направленный пучок упругих колебаний этой
же частоты.
118
В дефектоскопии применяются пьезокерамические пластинки
из титана бария, покрытые тонким слоем серебра для подведения
напряжения к пластинке. Чтобы использовать пьезоэлектрические
свойства пластинки в практических условиях, она помещается в
специальном выносном излучающем блоке, называемом искателем
или щупом, который своим присоединительным проводом подключа-
ется к источнику электрических импульсов, находящемуся в дефек-
тоскопе.
Искатель, приложенный к объекту и получивший электричес-
кий импульс, преобразует его в звуковой удар, который посы-
лает в объект. Получив отражение звука, искатель превращает
его обратно в электрическое напряжение, которое после усиления
и выпрямления подводится к электронно-лучевой трубке дефекто-
скопа и фиксируется на осциллограмме.
При введении звуковых колебаний в объект между искателем
и объектом должен быть хороший акустический контакт, что
осуществляется смазыванием контактирующихся поверхностей мас-
лом, глицерином, водой и т. п., так как даже самая тон-
кая прослойка воздуха препятствует проникновению звуковых
волн.
Применяют магнитные контактные жидкости — (коллоидные
растворы магнитных частиц в керосине), удерживаемые на ра-
бочей поверхности искателя магнитным полем встроенного в иска-
тель магнита.
Дефектоскопия с помощью радиационного контроля. Радиацион-
ный неразрушающий контроль включает методы дефектоскопии с
использованием рентгеновских и гамма-лучей. Дефекты выявляют
путем просвечивания объектов проникающими лучами. Такая
дефектоскопия широко распространена для обнаружения внутренних
пороков литых и сварных изделий.
Рентгено- и гамма-дефектоскопия осуществляется радиографи-
ческим (фотографическим) и радиоскопическим (визуальным) спо-
собами. При радиографии используется рентгеновская пленка,
которая при проявлении чернеет пропорционально количеству лучис-
той энергии, попадающей на разные участки. Радиоскопический
способ основан на применении флюоресцирующего экрана, на
который проецируется изображение, дающее представление о сте-
пени ионизирующего излучения.
Институтом электросварки им. Е. О. Патона предложен
электрорентгенографический способ дефектоскопического контроля.
Отличие этого способа от рентгенографического заключается в том,
что вместо рентгеновской пленки (галоидно-серебряной) использу-
ется заряженная в поле коронного разряда селеновая пластин-
ка, на которой под действием излучения образуется скрытое
электростатическое изображение. Это изображение проявляется
с помощью специального пылевого проявителя, а затем перено-
119
сится на обычную бумагу и закрепляется в парах органи-
ческого растворителя. Селеновую пластинку используют многократно.
В вагоностроительной промышленности применяют рентгенов-
ские и гамма-методы. Этими методами просвечивают сварные швы
котлов, цистерн, а также воздушные запасные резервуары авто-
тормозов. Источник лучей помещается снаружи или внутри резер-
вуара. Кассеты с рентгеновской пленкой устанавливают с противо-
положной стороны. Для определения чувствительности пленки
и выявления глубины дефктов применяется дефектомер — пластин-
ка с пятью или шестью канавками различной глубины от 1 до 20%
толщины просвечиваемого металла. Ставят дефектомер рядом со
швом со стороны источника облучения. Сравнением степени
потемнения пленки в месте дефекта и канавках дефектомера
определяют глубину дефекта.
Методы дефектоскопии с помощью проникающих веществ.
Эти методы применяют для выявления поверхностных дефектов.
Они позволяют контролировать объекты из немагнитных материалов
и пластмасс. Сущность люминесцентного метода состоит в нане-
сении на поверхность люминесцирующей жидкости, проникающей
в полости дефектов, и в последующем облучении ультрафиоле-
товыми лучами. Цветней метод сходен с люминесцентным и
заключается в заполнении трещин и пор красящей жидкостью и
извлечением ее оттуда проявляющей белой краской.
Жидкими люминофорами являются все минеральные масла,
керосин, бензин. Употребляемые в смеси или с другими добав-
ками (антрацен, этиловый спирт, эмульгаторы), они называются
проникающими индикаторными жидкостями. Наиболее распростра-
нены следующие индикаторные жидкости: 85% керосина и 15% тран-
сформаторного масла; 75% керосина и 25% автола.
Схема подготовки поверхности перед облучением представлена
на рис. 4.18. Вначале деталь 1 обезжиривают. Затем на ее
поверхность наносят кистями или погружением люминесцирующую
жидкость 2 и удаляют излишки 3. После просушивания в струе
теплого воздуха или в опилках поверхность покрывают тонким
слоем адсорбирующего вещества 4 (окисью магния, тальком,
селикагелем), которое над трещиной смачивается оставшейся
в ней жидкостью 5 и флюоресцирует над ней. Излишки
порошка перед просвечиванием сдувают. Детали облучают в затем-
ненной кабине, оборудованной ультрафиолетовым излучателем
(ртутно-кварцевые лампы). При этом должно наблюдаться свече-
ние дефекта на поверхности от голубого до голубовато-желтого
цвета в зависимости от состава индикаторной жидкости.
Цветной метод не требует сложной аппаратуры. Чувствитель-
ность его выше люминесцентного. Наиболее простой состав крася-
щего раствора: 80% керосина, 20% скипидара и 15 г на 1 л сме-
си темно-красного красителя. Проявителем является суспензия као-
лина или мела в ацетоне.
120
Рис. 4.18. Схема подготовки поверхности деталей перед люминесцентной дефекто-
скопией
5
Испытание деталей на растяжение. Ответственные детали ва-
гонов подвергают испытанию на растяжение и дефектоскопиро-
ванию. Испытанию на растяжение при изготовлении вновь и при
плановых видах ремонта подлежат: детали центрального рессорного
подвешивания тележек пассажирских вагонов, в том числе люлеч-
ные подвески тележек ЦМВ, подвески в сборе (тяги, серьги,
валики) тележек КВЗ-5 и КВЗ-ЦНИИ, цапфы опорных балок;
тормозные траверсы и триангели тележек пассажирских и грузовых
вагонов и тормозные тяги (все эти изделия испытывают также
и после ремонта сваркой); стяжные болты поглощающих
аппаратов автосцепки (при приварке новых частей и при пла-
новых видах ремонта в случаях полной разборки аппарата).
Испытания проводят на специальных стендах, оборудованных
гидравлическими или пневматическими прессами. Перед постанов-
кой на стенд детали тщательно очищают от грязи и ржавчины.
Испытание на растяжение производится нагрузкой из расчета
157 МПа в наиболее слабом сечении детали. Допускается испыты-
вать детали в комплекте или несколько одноименных деталей
совместно. Деталь оставляют под нагрузкой в течение времени,
необходимого для осмотра. При этом осторожно обстукивают
молотком места около сварных uibob^* На' детали, выдержавшие
испытание, наносят соответствующие клейма. Детали, испытанные
на растяжение (кроме тормозных траверс и триангелей), хвостови-
ки корпусов автосцепки, тяговые хомуты, клинья и валики тяго-
вых хомутов, маятниковые подвески, концы валов подвесок и яко-
рей электрических машин, стопорные планки роликовых букс под-
вергают магнитопорошковой дефектоскопии.
Кроме того, магнитопорошковую дефектоскопию применяют при
контроле места сварки упорной штанги сливных приборов, подвес-
ки и валики подвесок тормозных башмаков, коренные листы подвес-
ных рессор при ремонте со снятием хомута, определенные зоны бо-
ковой рамы и надрессорной балки тележек грузовых вагонов, дета-
ли редукторов карданных приводов подвагонных электрогенера-
торов, колесные пары и детали роликовых подшипников.
Гл а в a 5
ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ КОЛЕСНЫХ ПАР
5.1. ПРОИЗВОДСТВО ЧЕРНОВЫХ ОСЕЙ И ЦЕЛЬНОКАТАНЫХ КОЛЕС
Для изготовления черновых осей применяют заготовки квадратно-
го сечения размером 215X215 мм и круглого сечения диаметром
210 мм, прокатанные из слитков стали марки ОсВ.
Механические свойства стали ОсВ должны удовлетворять сле-
дующим требованиям: предел прочности при растяжении 580—
630 МПа; относительное удлинение не менее 21 —19% и ударная вяз-
кость не менее 0,6—0,4 МДж/м2.
В зависимости от типа производства черновые оси можно по-
лучить: сплошного сечения — свободной ковкой на молоте, штампо-
вкой на гидравлическом или кривошипно-штамповочном прессе,
штамповкой на радиально-ковочной ротационной машине, попе-
речно-винтовой прокаткой в трехвалковом стане 250; полого
сечения — поперечно-винтовой прокаткой в трехвалковом стане
250, штамповкой на радиально-ковочной машине, продольной про-
каткой труб на трубопрокатном стане с последующей штам-
повкой шеек на прессе.
Изготовление черновых осей методом свободной ковки на моло-
тах— процесс малопроизводительный (6—7 поковок в час.). Оси
имеют большой припуск (до 25 мм на сторону по диаметру
оси), что увеличивает расход металла и повышает трудоем-
кость обработки резанием. Этот метод используется при еди-
ничном и мелкосерийном типах производства.
Изготовление черновых осей штамповкой является более про-
изводительным методом (12—15 штамповок/ч), кроме того, точность
размеров изделия выше, чем при свободной ковке на молоте. Тех-
нологическая схема штамповки черновой оси приведена в табл. 5.1
и на рис. 5.1. Для серийного производства (25—40 черновых
осей/ч) также экономически целесообразен метод радиально-рота-
ционного обжатия. Формирование черновой оси 1 (рис. 5.2)
происходит в бойках 2 радиально-ковочной ротационной машины.
Движение формующих бойков осуществляется по гидрокопиро-
вальному устройству либо по программе системы с числовым
управлением.
Производство осей методом поперечно-винтовой прокатки позво-
ляет получать высокое качество проката вследствие преимуще-
ственного течения металла вдоль оси заготовки без разрыхления
и расслоения сердцевины и по сравнению с штамповкой на прес-
сах или молотах дает значительную экономию металла (до
122
Таблица 5.1
Последовательность выполнения
операций
Оборудование, приспособления, режимы
и условия выполнения операции
Загрузка осевой заготовки в печь
иагрева. Оси загружают по номерам
плавок. Нагрев и подача к прессу
Штамповка первой половины черно-
вой оси, поворот заготовки и повто-
рение операции на другой половине,
предварительная очистка от окалины
Маркировка черновой оси (две по-
следние цифры года изготовления,
номер плавки, порядковый иомер
оси, начинающийся с условного но-
мера предприятия-изготовителя)
Проверка основных размеров оси
Нормализация оси
Правка оси после нормализации
Охлаждение заготовки оси после
правки
Очистка от окалины
Контрольные измерения
Обработка торцов черновой оси и
ультразвуковой контроль
Методическая печь с толкателем. Нагре-
вают до температуры 1170—1200 °C в
течение 3—5 ч
Гидравлический пресс усилием 10 000 кН
или кривошипный горячештамповочный
пресс усилием 8000 кН, двухручьевой
штамп, манипулятор-кантователь. Нача-
ло штамповки при температуре ИОО—
1200 °C, конец — при температуре не ни-
же 800 °C
Пресс и маркировочная колодка. Знаки
маркировки ставят на шейке или сред-
ней части оси в горячем состоянии
Контрольный стенд, набор измеритель-
ных инструментов (замеры выполняют
в горячем состоянии)
Методическая нормализационная печь
с толкателем. Температура нормализа-
ции 840—870 °C. Общее время нагрева
3,5—5 ч. При начальном розжиге печи
оси загружают в камеру нагрева через
2—2,5 ч
Гидравлический пресс усилием
15 000 кН, штамп для правки. Темпера-
тура оси не менее 600 °C. Правки осу-
ществляют за четыре хода пресса с по-
воротом заготовки на 90°
Охлаждают на стеллажах вплотную или
с раскаткой на расстояние до 0,5 м
Специальная установка для очистки
Контрольный стенд
Замеры производить в холодном состоя-
нии
Специальный фрезерный станок, дефек-
тоскоп типа УЗД-64
Примечание. При проверке механических свойств черновой оси берут
от партии осей одни образец диаметром 10 мм с пятикратной расчетной длиной
для испытания иа растяжение и четыре установленных образца для испытания
на ударную вязкость. Схема вырезания образцов приведена иа рис. 5.4.
123
Рис. 5.1. Схема изготовления
черновой оси в штампах на
мологе или прессе:
1—обжатие углов; 2—протяжка
до диаметра 212 мм. 3—под-
катка средней части оси; 4—
штамповка подступичной части
о<’и; 5—штамповка предподсту-
пичной части я шейки оси
Рис. 5 2. Схема изготовления
черновой оси методом ротацион-
ного обжатия
78 кг на ось) за счет уменьшения припусков на обработку
резанием, повышать производительность труда вследствие непре-
рывности процесса производства с комплексной автоматизацией
и механизацией тяжелых и трудоемких работ. Производительность
стана 250 поперечно-винтовой прокатки 85 черновых осей/ч.
Исходной заготовкой для этого процесса принята осевая заго-
товка круглого сечения диаметром 210—230 мм и длиной 3300—
6600 мм.
Технологический процесс начинается с деления осевого проката
на технологические заготовки на прессах холодной ломки с пред-
варительным прорезанием ее, после чего заготовки поштучно
взвешивают и передают в кольцевую нагревательную печь для
нагрева до температуры 1150—1200°С. Нагретые заготовки очищают
на специальной установке гидросбива окалины водяной струей
давлением 18 МПа и передают к стану 250, где ось 2
(рис. 5.3) захватом 3 протягивается по копиру 4 через враща-
ющуюся клеть с тремя прокатывающими валками 1. Прокатанные
черновые оси транспортером передаются на станок для горячей
обрезки концов оси и клеймения. При этом температура
разрезаемого металла составляет 900—950 °C. Далее заготовку
передают для нормализации до температуры 840—870 °C в течение
2—2,5 ч. После нормализации оси поступают на холодильник
124
для охлаждения до температуры 650—700 °C, при которой произ-
водится их правка на правильных прессах. После правки оси
контролируют устройством, замеряющим биение поверхности по кон-
цам и в трех точках средней части относительно подступич-
ной части оси. Годные оси передают на холодильник для окон-
чательного охлаждения, последующей дробеструйной очистки и
ультразвукового контроля. Перед ультразвуковым контролем торцы
оси фрезеруют на специальных фрезерных станках. Готовые и
прошедшие полный контроль оси передают на склад готовой продук-
ции.
Черновые полые оси изготовляют на этой же линии прокатки.
Порядок выполнения технологических операций при их изготовле-
нии осуществляется в следующей последовательности: после деле-
Рис 5.3. Схема изготовления
черновых осей методом попереч-
но-винтовой прокатки:
/—валки; 2—ось; 3—захват; 4—
копир
Рис. 5.4. Схема вырезания образ-
цов из оси для испытания:
1—на ударную вязкость; 2— на
растяжение; 3—поверхность осн
125
ния осевых заготовок на мерные технологические длины фрезеруют
торцы для выравнивания их после излома и обеспечения их взаимной
параллельности. Подготовленные к прокатке заготовки взвешивают,
нагревают в кольцевой печи, очищают от окалины и подают на
гидравлический прошивной пресс. Прошитую гильзу передают к трех-
валковому стану элангатору, на котором раскатывают на длинной
плавающей оправке для уменьшения толщины стенки и удли-
нения гильзы. После раскатки гильзу снова нагревают до темпера-
туры 1150—1200 °C в кольцевой печи и затем на стане 250
поперечно-винтовой прокатки ее раскатывают на длинной оправке.
Затем заготовку подают на стан с клиновыми валками, где
в гильзу с двух сторон вводят оправки, размеры которых
соответствуют размерам отверстий в шейках оси. На этом стане
шейки оси закатывают и отрезают концы ножами, установленными
на валках в конце калибрующего участка. Дальнейшую обра-
ботку черновых полых осей выполняют по такому же техноло-
гическому процессу, как и для сплошных осей. Отличие
состоит в том, что для внутренней поверхности оси предусмот-
рена дробеструйная очистка от окалины для последующего нане-
сения антикоррозионных покрытий и закрытия торцовых отверстий
пластмассовыми или деревянными пробками.
К колесам при их изготовлении предъявляются следующие
требования: простота технологии изготовления; высокая механи-
ческая прочность, обеспечивающая стойкость против износа;
минимальная масса; возможность многократного восстановления
профиля обода колеса.
Цельнокатаные колеса (ГОСТ 10791—81) изготовляют из двух
марок стали (марка 1 для пассажирских вагонов, марка 2
для грузовых).
Химический состав стали по ковшовой пробе и механические
свойства стали ободьев колес, подвергнутых упрочняющей терми-
ческой обработке, приведены в табл. 5.2.
Цельнокатаные колеса изготовляют номинальным диаметром по
кругу катания 950 мм, диаметром 1050 мм только для ремонта
вагонов.
Производство колес осуществляется методом штамповки с после-
дующей раскаткой на станах и гибкой диска по технологи-
ческому процессу, приведенному в табл. 5.3.
Существуют два варианта закалки и отпуска. При первом вариан-
те используют горизонтальные вращающиеся столы с закалочным
прерывистым устройством в виде кругового коллектора с насад-
ками (13 насадок) для подачи струй на поверхность катания и по
одной на фаску и внутреннюю грань. Время закалки составляет
110—210 с. Отпуск производят в колодцевых печах, а охлаждение
на воздухе в помещении.
126
Таблица 5.2
Колесная сталь для вагонов Содержание элементов, %
С Мп SI V Р ( S не более
Пассажир- ских Грузовых 0,44—0,52 0,55—0,65 0,80—1,20 0,50—0,90 0,40—0,60 0,20—0,42 0,08—0,15 0,035 0,040
Продолжение табл. 5.2
Колесная сталь для вагонов Временное сопротивле- ние разры- ву. МПа Ударная вязкость при темпера- туре 20 °C, МДж/м2 Относитель- ное удлине- ние, % Относитель- ное сужение, % Твердость на глубине 30 мм, НВ
ие менее
Пассажир- ских Грузовых 882—1078 911—1107 0,3 0,2 12 8 21 14 248 255
Таблица 5.3
Последовательность выполнения операций
Оборудование, приспособления,
режимы и условия выполнения
операции
Подбор исходного материала заготовки коле-
са (слиток миогограииого сечеиия типа «ро-
машка»)
Разделение слитка на заготовки
Слитки должны иметь клеймо
с номером плавки
Слиткоразрезной станок. Рез-
ка слитков заканчивается при
получении шеек между заго-
товками диаметром 150—
160 мм
Разломка надрезанного слитка
Гидравлический слитколома-
тель. Усилие на разделочный
клин пресса 2000 кН. На каж-
дую заготовку ставят клеймо
с номером плавки
Нагрев заготовок
Методическая четырехзонная
печь с температурой в рабочем
пространстве печи позонно
980—1330 °C. Время нагрева
5—6 ч. Температура заготовок
перед выдачей из печи 1280—
1300 °C
127
Продолжение табл. 5.3
Последовательность выполнения операций
Оборудования, приспособления,
режимы н условия выполнения
операции
Предварительное обжатие заготовки на 40—
50% от первоначальной высоты для удаления
окалины
Окончательное обжатие в калибровочном
кольце до его заполнения
Разгонка металла пуансоном и наметка отвер-
стия под ступицу
Прошивка отверстия заготовки
Формовка заготовки колеса с окончательными
размерами ступицы, диска у ступицы и отвер-
стия в ней
Прокатка колеса с раскаткой диска у обода,
обода с гребнем и поверхностью катания и
получением номинальной ширины обода, на-
ружного и внутренних диаметров колеса
Выгибка диска, калибровка колеса по боко-
вым поверхностям, маркирование обода по
боковой наружной повецхности
Гидравлический пресс усилием
30 000 кН. Окалина удаляется
с заготовки и стола водой
То же
Гидравлический пресс усилием
30 000 кН. Заготовка на раз-
гонку поступает вместе с ка-
либровочным кольцом
Гидравлический пресс усилием
30 000 кН (можно 5000 кН).
Прошивень. Стол с ручьем для
удаления выдавки
Гидравлический пресс усилием
70 000 кН. Операция проводит-
ся в формовочных штампах за
один ход пресса. Заготовка
должна садиться иа оправку
без перекоса, а оправка плот-
но входить в гнездо стола
пресса во избежание разно-
стенности ступицы. С заготов-
ки сдувается окалина
Семнвалковый колесопрокат-
ный стан. Продолжительность
прокатки колеса 22—35 с. Тем-
пература металла после про-
катки должна быть в пределах
1020—1040 °C
Калибровочный гидравличе-
ский пресс усилием 30 000 кН.
Верхний и нижний выгибные
штампы. Матрица с клеймами:
месяц и две последние цифры
года изготовления; марка ко-
леса; номер плавки; условный
128
Продолжение табл. 5.3
Последовательность выполнения операций
Оборудование, приспособления,
режимы и условия выполнения
операции
номер завода, место для клейм
приемщика и порядковый но-
мер колеса, где последние две
цифры можно набивать в хо-
лодном состоянии. Температу-
ра металла после калибровки
не ниже 940 °C
Периодическая проверка размеров колеса
Изотермическая выдержка колес с целью пре-
дупреждения обсазоваиия флокенов в металле
Осмотр и обмер колес
Предварительная обработка резанием перед
термообработкой
Термическая обработка колес:
нагрев под закалку
После выгибки диска в горя-
чем состоянии через каждые
10 шт.
Колодцевые печи с песочным
затвором. Колеса сажают
остывшими до 300—600 °C
стопами по 6 шт. Температура
в печи 600—670 °C, выдержка
не менее 3 ч
Специальный измерительный
инструмент.
Полуавтоматический токарно-
карусельный станок мод. 1Б502.
Колесо устанавливают на три
кулачка планшайбы внутрен-
ней поверхностью обода вниз.
Прижим колеса за ступицу
происходит после подрезки ее
торца
закалка и отпуск
Кольцевые (карусельные) че-
тырехзоииые печи с температу-
рой в рабочих зонах 860—
920 °C, Продолжительность на-
грева 2—3 ч
Закалка при температуре на-
гретого металла 820—880 °C
обрызгиванием струями теплой
воды (25—35 °C), давлением
0,2—0,3 МПа. Отпуск в от-
пускных печах при температу-
ре 450—520 °C в течение 2,5—
4 ч
5 Зак. 856
129
Окончание табл. 5.3
Последовательность выполнения операций
Очистка от окалииы
Окончательная обработка резанием после тер-
мообработки
Оборудование, приспособления,
режимы н условия выполнения
операции
Дробеметная камера мод.
2М392
Полуавтоматический токарно-
карусельный станок мод.
1Д502. Колесо устанавливает-
ся иа три кулачка планшайбы
внутренней поверхностью вверх
При втором варианте применяют закалочные машины, оборудо-
ванные специальными гидрокамерами, — спрейерными устройства-
ми, обеспечивающими в разных режимах раздельное охлажде-
ние обода, диска и ступицы, колеса устанавливают в вертикаль-
ном положении. Продолжительность закалки составляет соответ-
ственно 150—200 с и 60—120 с. Отпуск осуществляют в четы-
рехзонных печах, охлаждают в печах замедленного охлаждения.
Принятые колеса окрашивают пентафталевой эмалью ПФ-
115 черного цвета и сушат. Для выполнения этих операций
применяют установки струйного облива и терморадиационно-
конвективные сушильные камеры.
Можно изготавливать колеса методом секционной штамповки.
Сущность этого метода заключается в том, что осаженная за-
готовка с отверстием подается на пресс усилием 70 000 кН
для штамповки колеса в трехсекционном штампе (рис. 5.5). При
секционной штамповке значительно сокращается производственный
цикл изготовления колес за счет исключения раскатки на стане
и выгибки полотна диска на прессе, а также получаются
колеса более точные по размерам с минимальным нарушением
баланса.
Отдельно отобранные колеса от 20% плавок, термически обра-
ботанные, подвергают испытанию на удар. Для этого колесо
укладывают горизонтально гребнем вверх на металлическое кольцо,
130
толщина которого не менее толщины обода колеса. Кольцо
устанавливают на шаботе массой не менее 5 т. Испытание
на удар производят копровым грузом массой 1 т, свободно
падающим с высоты 6 м. Прогиб диска колеса от падающего
груза, определяемый по смещению ступицы относительно внутрен-
ней боковой поверхности обода, должен быть не менее 25 мм.
Температура колеса при испытании на удар не должна превы-
шать 50 °C.
От каждой партии колес одной плавки, принятой по внешне-
му виду (не допускаются усадочные раковины, флокены, расслое-
ния, плены, раскатанные загрязнения и т. п.), отбирается одно
колесо для проверки макроструктуры и механических свойств.
Для испытания на растяжение стали ободьев (рис. 5.6) ко-
лес вырезают образцы 1 диаметром 15 мм и расчетной длиной
60 мм и из дисков колес — образцы 2 диаметром 10 мм
и расчетной длиной 50 мм. Колеса, выдержавшие испытание
на растяжение, проверяют на твердость по Бринеллю стальным
шариком диаметром 10 мм при нагрузке 29 430 Н на поперечном
темплете по среднему значению трех измерений. Образцы 3 для
испытания на ударную вязкость вырезают из диска 4 колеса в
месте перехода его в ступицу.
Рис. 5.5. Схема штамповки колеса секционным методом:
а—установка прошитой заготовки колеса в трехсекционном штампе; б—выдавливание
ступицы внутренней 1 секцией пуансона штампа; в—формование диска средней 2 секцией
и последующее формование обода наружной 3 секцией
Ряс. 5.6. Места вырезания образцов ва растяжение
(а. б), ударную вязкость (в) и точка испытания на
твердость (г)
5*
131
При неудовлетворительных результатах испытания повторяют.
Если повторная проверка покажет неудовлетворительные результа-
ты, то колеса снова подвергают упрочняющей термической обра-
ботке (не более двух).
5,2. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ОСИ И РАСТОЧКА КОЛЕС
Технологический процесс механической обработки оси опреде-
ляется ее конструктивными особенностями и зависит от заданного
объема выпуска, который определяет тип производства, метод
организации производства, выбор и наличие средств техноло-
гического оснащения.
Технологическая схема механической обработки оси РУ1 для
серийного производства представлена в табл. 5.4.
Технология обработки роликовой оси с торцовым креплением
шайбой (ось РУ1Ш) отличается от обработки оси с торцовым
креплением гайкой (ось РУ1) тем, что на ее торце сверлят
отверстия и нарезают резьбу в них под крепительные болты
торцовой шайбы. Операция выполняется на специальном гори-
зонтально-сверлильном станке.
Технология механической обработки полой оси аналогична
описанной, но предусматривает обработку торца также, как для
оси РУ1Ш, а центрового отверстия с учетом наличия внутренней
полости.
Для механической обработки осей используют автоматические
линии, на которых имеется большое количество специального
оборудования. Базы обработки оси по ходу технологического
процесса постоянно меняются. На такой автоматической линии
достигается высокая производительность труда, обеспечивается ста-
бильность качества, но она практически не приспособлена к
смене выпускаемой продукции и трудно перестраивается даже при
сравнительно небольших изменениях в конструкции оси. Переход
обработки со сплошной оси на полую вызывает необходимость
замены части оборудования, входящего в состав линии, перестрой-
ки всего технологического процесса и значительных материаль-
ных затрат и времени.
Более целесообразной и перспективной является гибкая
переналаживаемая технология, позволяющая быстро и эффектив-
но перестраивать производство на изготовление новой продукции
при сохранении высокой степени автоматизации. Основами гибкой
технологии становятся разработка и внедрение гибких автомати-
зированных производств (ГАП) и применение автоматических систем
управления технологическими процессами, которые предполагают
создание из типовых унифицированных гибких переналаживаемых
модулей (ГПМ) участков, линий и предприятий в целом.
132
Таблица 5.4
Последовательность выполнения операций
Оборудование,
приспособления и
условия выполнения
операций
Отрезка концов оси, сверление и зенкование центровых
отверстий
Перенос знаков маркировки и клеймения с поверхности
оси на один из торцов
Центровальио-ст-
резиой полуавто-
мат К,Ж4250. Об-
рабатывают одно-
временно с двух
сторон
Набор клейм
Черновая обработка
Гидрокопнроваль-
иый полуавтомат
1А832. Обрабаты-
вают одновремен-
но с двух сторон
Фрезерование на торцах оси пазов и сверление отверстий
под резьбу М12. Нарезание резьбы M12XIJ5
Фр езерно-свер-
лильный
томат,
тывают
менно с
ров
полуав-
Обраба-
одновре-
двух сто-
Чистовая обработка поверхности оси
Обточка галтелей, фасок и резьбовых канавок
Гидрокоиироваль-
ный полуавтомат
1А833, 1Б833
Тяжелый токар-
ный станок 1М63
1А64
133
Продолжение табл. 5.4
Последовательность выполнения операций
Оборудование,
приспособления и
условия выполнения
операций
Накатывание средней части оси
Полуавтомат
КЖ-18М, КЖ1843
Накатывание предподступичных частей
Полуавтомат
КЖ1842. Накаты-
вают одновремен-
но на двух сторо-
нах оси
То же
Накатывание шеек и галтелей предподступичных частей
Бесцентровый
шлифовальный ав-
томат. Шлифуют
поочередно с по-
воротом осн
134
Окончание табл. 5.4
Последовательность выполнения операций
Шлифование поверхностей под резьбу Ml 10X4, разгружа-
ющих галтелей н переходных радиусов
Шлифование предподступичных частей
Накатывание резьбы Ml 10X4
Оборудование,
приспособления и
условия выполнения
операций
Бесцентровый
шлифовальный ав-
томат. Шлифуют
поочередно с по-
воротом оси
То же
Резьбой акатиый
автомат. Накаты-
вают одновремен-
но на двух сторо-
нах оси
Накатывание подступичиой части оси
Специальный по-
луавтомат
КЖ1842. Накаты-
вают одновремен-
но иа двух сторо-
нах оси до пара-
метра шероховато-
сти 1,25
Примечания. 1. Операции накатывания могут выполняться иа токарно-винторез-
ных станках типа 1М£3, 1А64, оснащенных накатными приспособлениями. Накатывание
галтелей роликами с поворачивающейся осью вращения обеспечивает повышение предела
выносливости иа 35%, более высокую степень наклепа поверхностного слоя металла и повы-
шенный уровень остаточных напряжений в нем.
2. Нарезка резьбы MU0X4 (вместо накатывания резьбы) может производиться на то-
карио-вииторезиых станках типов 1М63, IA64.
Гибкий переналаживаемый модуль — это переналаживаемая на
группу изделий единица основного технологического оборудования,
оснащенная устройствами автоматического программного управ-
ления, смены инструмента, установки и съема изделий, удаления
отходов, контроля и подналадки режимов обработки. Данная
единица оборудования может работать автономно и встраиваться
в систему более высокого порядка—линию, участок.
Гибкая переналаживаемая линия, участок — совокупность двух и
более модулей, образующих линию, участок, объединенных автома-
тизированными системами управления, транспортно-накопительными
системами, переналаживаемые на группу изделий в пределах
технических возможностей оборудования.
135
Цельнокатаные колеса поступают с металлургических заводов
полностью обработанными по всему профилю, за исключением
чистовой расточки отверстия ступицы колеса под запрессовку
и проточки фасок.
Чистовая расточка осуществляется на специальных токарно-
карусельных станках 1А501, а также на станках с чистовым
программным управлением 1512ФЗ.
В крупносерийном и массовом производстве колесных пар,
при котором автоматизация обработки с гарантированными
размерами под натяг имеет первостепенное значение, эффективно
применять гибкий автоматизированный переналаживаемый модуль
на базе токарно-карусельных станков с числовым программным
управлением и соответствующей транспортной системы автомати-
ческого манипулятора.
5.3. ФОРМИРОВАНИЕ КОЛЕСНЫХ ПАР
Формированием колесных пар называется соединение колес с
осью по соответствующим техническим условиям, которое осущест-
вляется прессовой посадкой.
Технические условия формирования определены стандартом и
специальной инструкцией ЦВ МПС по осмотру, освидетельствова-
нию, ремонту и формированию колесных пар, которые предусматри-
вают прессовую посадку. Соблюдение требований к прочности
соединения должно обеспечить передачу вращающего момента
колесной парой без ослабления соединения и смещения (сдвига)
колеса относительно оси.
Установлены два типа колесных пар РУ 1-950 с осями типа РУ1
и РУ1 Ш-950 с осями типа РУ1Ш. Оба типа с колесами номи-
нальным диаметром по кругу катания 950 мм.
Основным параметром, обеспечивающим прочность соединения,
является правильно выбранный натяг (разность сопрягаемых диа-
метров колеса и оси перед напрессовкой, когда диаметр оси больше).
Однако на качество соединения при прессовом способе оказывают
влияние многочисленные дополнительные факторы, определяющие
относительную стабильность технологического процесса, к которым
относятся: шероховатость посадочных поверхностей колес и оси;
твердость материала оси и колес; геометрические размеры и формы
сопрягаемых поверхностей; качество смазки при запрессовке;
скорость запрессовки; температурные условия, в которых произво-
дится процесс запрессовки.
Исследованиями установлено, что наилучшие результаты
достигаются при обработке отверстия ступицы колеса по параметру
шероховатости 3,2, а подступичных частей по параметру 1,25.
Большое влияние на прочность соединения оказывают геометри-
136
ческие формы посадочных поверхностей колес и оси, поэтому
их искажение допускается минимальным. Так, овальность отверстия
ступицы колеса не должна превышать 0,025 мм, а конусообразность
0,05 мм при условии, что больший диаметр отверстия расположен
с внутренней стороны колеса. Для плавного захбда оси в сту-
пицу колеса при запрессовке наружный конец подступичной части
оси на длине 7—15 мм должен быть обточен на конус.
Скорость движения плунжера пресса при запрессовке должна
быть не более 3 мм/с. Элементы формируемых колесных пар
перед запрессовкой должны иметь одинаковую температуру. До-
пускается разница температур не более 10 °C при условии пре-
вышения температуры колеса над температурой оси.
Определение усилия напрессовки колеса на ось. Величина
натяга определяет надежность прессовой посадки. Контактное давле-
ние на сопрягаемых поверхностях оси и колеса при натягах
в пределах упругих деформаций определяется для сплошной оси
по формуле
p=-^.<d2-dh,
2dd~ V '
где е — модуль упругости;
6 — натяг;
di - наружный диаметр ступицы колеса;
d — диаметр посадочной поверхности оси.
На основе результатов научно-исследовательских работ и опы-
та эксплуатации натяг при холодной напрессовке колесных пар
принят 0,1—0,25 мм.
Контактное давление для полой оси определяется на основа-
нии решения задачи Ляме в случаях равенства модулей
упругости и коэффициентов Пуассона
dj-f-d2
где do — диаметр отверстия подступичной части полой оси.
По значению запрессовочного усилия Р контролируют качество
соединений при холодной напрессовке
P=nfdzp,
где f — коэффициент трения на контактной поверхности;
d — номинальный диаметр сопряжения;
z — длина сопряжения.
137
При значении натягов 0,10—0,25 мм конечные запрессовочные
усилия составляют 370—550 кН на каждые 100 мм диаметра
подступичной части оси и должны быть зафиксированы самопи-
шущим прибором на диаграмме «давление — путь».
По индикаторной диаграмме запрессовки (рис. 5.7, а)
контролируют ее основные параметры в координатах Pz:
величину конечных запрессовочных усилий, длину сопряжения,
форму кривой.
Теоретическая длина сопряжения определяется выражением
zT=(/—гДа—k)i,
где I — длина ступицы;
г — длина фаски на задней грани ступицы;
а — длина подступичной части, выходящей наружу из ступицы;
k — длина запрессовочного конуса на оси;
( -передаточное число индикатора (масштаб диаграммы по длине).
Минимально допустимая длина сопряжения г, определяемая
по диаграмме запрессовки, может быть определена по эмпиричес-
кой формуле z=145 i — для колес с номинальным диаметром 950 мм
или z=155 i — для колес с номинальным диаметром 1050 мм.
Длина сопряжения 2 на диаграмме запрессовки определяется
расстоянием от начала координат до проекции на ось абсцисс
точки перехода кривой в горизонтальную или наклонную прямую.
По форме теоретическая диаграмма запрессовки представляет
собой плавно нарастающую выпуклую кривую по всей длине
сопряжения от начала до конца (рис. 5.7, б).
На запрессовочное давление и прочность прессового соедине-
ния влияют дополнительные факторы, перечисленные выше.
Технология формирования колесных пар. Холодная напрессовка
колеса на ось производится по технологии, которая предусматри-
вает три основные операции: подготовительную, формирования
(запрессовки) и контроля.
В процессе подготовительной операции производят: подбор
пары колес к оси по величине натяга и размерам по кругу
катания; подготовку сопрягаемых поверхностей оси и колес к за-
Рис. 5.7. Диаграммы запрессовки:
а—фактическая; б—теоретическая
138
прессовке (обезжиривание, протирка, нанесение слоя смазки); пред-
варительную сборку колесной пары на прессе. Подбор колес
по натягу можно осуществить двумя способами: селективным или
приточкой колес к подступичной части оси.
Селективный способ предусматривает подбор колес и оси по
фактическим размерам посадочных мест. Для этого необходимо
иметь достаточное количество окончательно обработанных колес.
Второй способ (система вала) экономически более выгоден,
так как при достаточно совершенной технологии обработки оси
можно достичь постоянства размеров (в пределах установленных
допусков) ее подступичных частей, а отверстия ступиц колес притачи-
вать по размерам оси для получения посадки с натягом.
Этот способ позволяет осуществить полную автоматизацию меха-
нической обработки сопрягаемых поверхностей на требуемый натяг.
Колеса, подбираемые на одну колесную пару, должны иметь разницу
диаметров по кругу катания не более 1 мм.
Посадочные поверхности колес и оси перед запрессовкой
тщательно очищают, насухо протирают и смазывают для предохра-
нения от задиров, заедания и для уменьшения трения. В
качестве смазочного материала следует применять натуральную
олифу или термообработанные растительные масла (льняное,
конопляное, подсолнечное). В зарубежной практике в качестве
смазочного материала применяют густотертые цинковые белила.
Подготовленную колесную пару запрессовывают на специальных
гидравлических прессах одно- или двустороннего действия, обо-
рудованных самопишущими приборами для записи индикаторной
диаграммы, по которой контролируют качество запрессовки.
На прессах одностороннего действия колеса запрессовывают
поочередно с поворотом колесной пары. На прессе двустороннего
действия одновременно запрессовывают два колеса с записью
раздельных диаграмм. В процессе запрессовки расположение колес
относительно середины оси контролируют приборами.
Прессы для запрессовки не следует использовать для распрес-
совки колесных пар, так как распрессовочные усилия превосхо-
дят запрессовочные и пресс может разрегулироваться.
На основе большого количества опытно-исследовательских
работ определены критерии качества (пригодности) прессовых соеди-
нений, реальная форма диаграммы которых имеет отклонения от
формы теоретической из-за влияния различных факторов. Характер
некоторых отклонений на диаграмме и причины их возникно-
вения приведены в табл. 5.5.
На бланк диаграммы, помимо кривой изменения давления,
записываются: дата запрессовки, тип колесной пары, номера
оси и колес, дата изготовления оси и колес, номер завода-
изготовителя оси и колес, значение конечного усилия запрессовки
в кН.
139
Таблица 5.5'
Характер отклонения реальной
формы диаграммы от теоретической
Причина отклонения
Оценка пригодности
прессового
соединения
Резкие колебания давления в
любой части диаграммы
На сопрягаемых поверх- Соединение браку-
ностях колеса или оси ют
резко выражены неров-
ности
Скачок давления в конце запрес-
совки
Замедленное прекраще-
ние поступления масла в
цилиндр пресса при
окончании процесса за-
прессовки
Соединение год-
ное. Величина Р3
определяется
уровнем точки
кривой, располо-
женной перед
скачком
Резкий скачок давления в начале
запрессовки
Вогнутость на линии запрессовки
Неправильное выполне-
ние запрессовочного ко-
нуса на подступичной
части оси или радиуса
на кромке ступицы коле-
са
Соединение браку-
ют
Попутные конуса или
впадины на сопрягаемых
поверхностях оси и ко-
леса
То же
140
Окончание табл. 5.5
Годные диаграммы запрессовки после формирования колесных
пар хранятся на заводе-изготовителе не более 15 лет.
Проводились исследования по тепловому способу формирования
колесных пар — способу получения неразъемного соединения,
при котором нагретое колесо свободно находит на подступичную
часть оси и после остывания прочно на ней удерживается.
Для тепловой посадки колесо равномерно нагревают по всему
сечению до температуры, определяемой по формуле
где 5 — натяг в сопряжении;
61—сборочный зазор;
а — коэффициент теплового расширения стали;
d0—диаметр отверстия ступицы колеса;
t0—температура помещения.
141
Натяг можно определить по формуле
й(0,б4-1,3)</
1000
где d — номинальный диаметр сопряжения.
Для данного значения натяга температуру нагрева практически
выбирают в пределах 180—250 °C.
Необходимая температура для получения сборочного зазора
^гпах + ^о
ггу П j а Л О
ad
где 6тах—наибольший натяг в сопряжении;
6о — наименьший сборочный зазор.
Нагрев колес под посадку при тепловом способе формиро-
вания может быть осуществлен в нагревательных устройствах
индукционного типа, а также в печах, работающих на жидком
топливе. При тепловом способе посадки колеса на ось возможно
применить косвенный и прямой методы контроля прочности сое-
динения. При косвенном методе размеры посадочных поверхностей
сопрягаемых деталей проверяют предельными калибрами, а при
прямом — сформированную колесную пару контролируют на осевой
сдвиг колес приложением в течение 20 с контрольной нагрузки,
в 1,5—2 раза превышающей усилие запрессовки.
Тепловая посадка обладает следующими преимуществами по
сравнению с прессовой: не возникают механические поврежде-
ния сопрягаемых поверхностей в процессе напрессовки, которые
снижают предел выносливости колесной пары; повышаются усилия
распрессовки колес (за исключением случаев интенсивного их нагре-
ва), по которым обычно оценивают надежность соединения колеса с
осью. Применяя тепловой способ посадки, можно обеспечить
комплексную механизацию и автоматизацию производственного про-
цесса, упростить технологический процесс сборки, так как в этом
случае исключается зависимость качества соединения от многих фак-
торов.
Наряду с положительными качествами тепловой способ обла-
дает существенными недостатками: увеличиваются затраты на сбор-
ку колесных пар из-за больших расходов на нагрев колес;
усложняется процесс распрессовки колес при расформировании
колесных пар;
не имеется достаточно эффективного способа контроля на-
дежности соединения и защиты зоны контакта ступицы колеса
и оси от фреттинг-корррзии.
142
5.4. НЕИСПРАВНОСТИ КОЛЕСНЫХ ПАР И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
При взаимодействии пути и подвижного состава возникают
контактные напряжения в точках соприкосновения колес с рель-
сами. В результате этих напряжений при движении колес по
рельсам происходит естественный износ трущихся поверхностей,
а также их упругие и пластические деформации и усталостные
разрушения.
Ось колесной пары работает под воздействие^ больших стати-
стических и динамических нагрузок и подвергается знакоперемен-
ным напряжениям изгиба. Кроме того, она испытывает допол-
нительные напряжения сжатия в местах прессовых соединений
с колесами и воспринимает удары от рельсов при наличии
дефектов на поверхности катания колес и на стыках. На работо-
способность оси влияют различные технологические нарушения
при ее изготовлении и обработке. Сочетание ряда этих факторов
способствует возникновению в оси местных перенапряжений, которые
совместно с усталостными явлениями приводят к образованию
трещин.
При достижении установленных величин износа или появлении
повреждений, угрожающих безопасности движения, колесные пары
изымают из эксплуатации для ремонта или исключают из ин-
вентаря.
Правилами технической эксплуатации железных дорог Союза
ССР не допускаются к следованию в поездах вагоны с попереч-
ной трещиной в любой части оси колесной пары, а также
при наличии износов и повреждений, нарушающих нормальное
взаимодействие пути и подвижного состава. К числу таких неис-
правностей относятся: прокат по кругу катания более допуска-
емых размеров, износ гребня до предельно допустимой толщины
его, вертикальный подрез и остроконечный накат, толщина и ширина
обода колеса менее допустимых размеров, а также местное
уширение, дефекты на поверхности катания в виде ползунов,
выщербин, кольцевых выработок больше допускаемых. Изымаются
также из эксплуатации колесные пары, у которых обнаружены
трещины в любой части колеса, продольные трещины в осях
более допустимых размеров, задиры шеек и предпоступичных
частей, предельная протертость на средней части оси, следы
контакта с электродом или электросварочным проводом, расстоя-
ние между внутренними гранями колес больше или меньше допу-
стимого, сдвиг или ослабление ступицы колеса на оси.
К неисправностям цельнокатаных колес относят износы, дефек-
ты поверхности катания, трещины и изломы.
Износ поверхности катания колеса является следствием естест-
венного, нормального изнашивания и истирания тормозными колод-
ками. В обычных условиях возникает равномерный прокат.
/\ ”
Если поверхность катания обладает неодинаковым сопротивлением)
пластическим деформациям из-за местной неоднородности металла!
или неравномерно разупрочняется от нагрева при торможении
или поверхностные дефекты развиваются по-разному, то образуется *
неравномерный прокат. Характерные признаки неравномерности про-
ката — местный наплыв на наружную грань, сужение фаски, смя-
тие фаски, местное уширение дорожки качения. При несимметрич-
ной насадке колес на ось, значительной разнице диаметров
колес, - перекосах рамы тележки или неправильной установке •
колесной пары в тележке, а также под воздействием центро-
бежной силы при длительном следовании вагона по участкам
пути с крутыми кривыми у колесной пары колеса изнашиваются
по-разному. При этом появляются тонкий гребень, вертикальный
подрез гребня и остроконечный накат. В последнем случае
износ гребня сопровождается активной пластической деформацией
металла от основания к вершине гребня из-за высокого контактного
давления в месте взаимодействия его с головкой рельса. При
остроконечном накате гребень становится тонким и острым и
характеризуется выступом на сопряжении подрезанной части его с
вершиной.
Разрушение поверхности катания смятием под многократным ,
воздействием нормальных сил, когда направление деформации
идет от круга катания на фаску, приводит к круговому
наплыву металла, выходящему за наружную грань обода. Коль-
цевые выработки на поверхности катания возникают под воздей-
ствием неметаллических тормозных колодок из-за их склонности
к наволакиванию продуктов износа в условиях повышенной
влажности. В результате изнашивания в процессе эксплуатации
и потерь металла при обточках поверхности катания обод колеса г
становится предельно тонким, а обточка внутренних граней
колес может привести к минимально допустимой ширине обода.
К дефектам поверхности катания относят ползуны (плоские
места), которые появляются в результате скольжения (юза) коле-
са по рельсу при заклинивании колесных пар вследствие ‘
действия неисправных тормозных устройств вагона, неправильного
управления тормозами с локомотива или при контакте со съемным
башмаком на сортировочной горке. Ползуны крайне опасны. Они
вызывают сильные удары колес о рельсы при движении вагонов.
Так, колесо с ползуном глубиной 3 мм при движении гружено-
го грузового вагона со скоростью 70 км/ч вызывает удар по
рельсам, равнозначный удару от падения груза массой 100 кг
с высоты I м. При торможении в условиях нагрева и воздей-
ствия холодного воздуха на поверхности катания образуются
местные очень твердые очаги в виде светлых (отбеленных) пятен
овальной формы. Интенсивная пластическая деформация сильно
нагретого металла при кратковременном заклинивании вызывает
144
смещение верхних слоев поверхности катания (навар). Характерны-
ми дефектами поверхности катания являются выщербины — выкро-
шившиеся участки, иногда с наличием трещин или расслоений,
идущих в глубину металла. Выщербины различают по причинам
возникновения. Одни выщербины развиваются по следам ползунов,
светлым пятнам и «наварам». Они появляются из-за структурных
изменений металла, возникают в результате образования микротре-
щин, особенно характерных для отбеленного слоя. Глубина
таких выщербин редко достигает 3 мм. Другие выщербины явля-
ются следствием усталостных поверхностных разрушений, а также
развития небольших усталостных трещин с последующим отслое-
нием или отрывом кусочков металла.
Усталостные трещины образуются под действием долговременных
многократно повторяющихся контактных нагрузок. Внутри уста-
лостных выщербин часто бывают трещины, идущие в глубину
под острым углом к поверхности катания. Глубина выщербин
может доходить до 15—20 мм. Возникают выщербины также из-за
выкрашивания поперечных термотрещин, возникающих вследствие
нагрева колес тормозными колодками. Выщербины имеют параллель-
ные грани, расположенные поперечно поверхности катания
Размещаются группами. Внутренние дефекты металлургического
происхождения приводят к местному уширению обода колеса —
раздавливанию его в зоне фаски или к поверхностному отколу
у наружной грани. Откол кругового наплыва горочными замедли-
телями также относят к дефектам поверхности катания.
Трещины и изломы в ободе, диске и ступице колеса являют-
ся следствием дефектов металлургического и прокатного производ-
ства — неудовлетворительной термообработки, неметаллических
включений и расслоений металла, неровностей ст прокатки, а
также возникают от действия ударных сил. Скрытые дефекты
в колесах часто обнаруживаются при обработке резанием.
Неисправности оси подразделяют на износы, трещины и изломы
и др. Они могут появиться вследствие нарушения технологии
изготовления и ремонта осей, неправильного формирования колес-
ных пар и монтажа буксовых комплектов, низкого качества
подшипников, неправильной экплуатации колесных пар, а также из-
за усталостных разрушений металла.
Износы осей в условиях нормальной работы являются естест-
венными взносами. Но и при этом при подшипниках сколь-
жения образуются сверхдопустимые конусность и овальность шей-
ки, а неправильная подгонка подшипников приводит к неравно-
мерному износу галтелей и маломерности буртов. Несоблюдение
допусков при сборке букс как с роликовыми, так и с подшип-
никами скольжения, отсутствие или недостаток смазки, попада-
ние в буксу посторонних предметов нарушают нормальные усло-
вия трения скольжения или качения. Шейка входит в непо-
145
средственный контакт с трущимися деталями или их осколками,
быстро нагревается. На ее поверхности появляется недопусти-
мый износ в виде круговых рисок, переходящих в глубокие
рваные задиры.
При подшипниках скольжения причиной нагрева букс могут
быть неметаллические включения в баббитовую заливку, попада-
ние песка и пыли в буксу. При роликовых подшипниках
риски и задиры могут появиться вследствие проворачивания
внутренних и лабиринтных колец из-за недостаточности натяга
или их ослабления при начавшемся нагреве букс. Продольные
риски на шейках возникают при запрессовке и распрессовке
закрепительных втулок с плохо зачищенными кромками на разре-
зах втулок. Протертость на средней части оси происходит от
трения во время торможения рычагов и горизонтальных тяг
неотрегулированной тормозной рычажной передачи. Многократные
проточки при ремонте приводят к уменьшению диаметров оси в любой
ее части и увеличению длины шеек.
Поперечные трещины в осях наиболее опасны, могут привести
к излому осей. Излом шейки происходит и от перегрева в
случае несвоевременного выявления греющихся букс.
Основными причинами происхождения поперечных трещин яв-
ляются усталостные явления. Но они появляются также вследствие
перегрузки вагона, крушений и аварий, наличия недопустимых де-
фектов на поверхности катания колес. На возникновение трещин
в галтелях влияют повышенные напряжения в них при неравно-
мерном износе, когда теряется плавность закругления и появляются
концентраторы напряжений, а в подступичных частях неудовлетво-
рительное качество формирования.
На средней части оси наблюдаются поперечные, продольные
и наклонные трещины, являющиеся следствием наличия в верхних
слоях металла неметаллических включений, закатов, плен, забоин.
Когда наклонные трещины составляют с горизонтальной осевой
линией угол 30° и менее, то они относятся к продольным,
а если угол наклона более 30°, то трещина считается поперечной.
Прочими неисправностями оси считают: цвета побежалости
на шейке оси — следы перегрева буксы, сварочные ожоги —
следы касания электродом или оголенным проводом, что может
привести к образованию трещин из-за структурных изменений
металла оси, намины на шейке от закрепительной втулки или
внутреннего кольца роликового подшипника, забоины и вмятины,
возникающие при небрежной транспортировке и складировании,
изогнутость оси из-за пластической деформации от ударов
при крушениях и авариях, разработка центрового отверстия,
повреждение торцового крепления роликовых подшипников.
Неисправности колесных пар включают в себя признаки
ослабления ступицы и ее сдвиг на оси, овальность и эксцентрич-
146
кость колес по кругу катания и разность диаметров колес на
одной колесной паре более допускаемых норм, а также несоответ-
ствие установленным допускам расстояния между внутренними
гранями колес.
5.5. ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА КОЛЕСНЫХ ПАР
Система осмотра, освидетельствования и ремонта колесных пар.
Для проверки состояния эксплуатируемых колесных пар, своевре-
менного изъятия из-под вагонов колесных пар с неисправностя-
ми, угрожающими безопасности движения, для контроля качества
подкатываемых под вагоны и отремонтированных колесных пар
осуществляют осмотр колесных пар, а также их обыкновенное
и полное освидетельствование.
Осмотр колесных пар под вагонами производится на станциях
формирования и расформирования поездов в момент их прибытия
с ходу (способствует выявлению ползунов, крупных выщербин, закли-
нивания и т. д.); после прибытия и перед отправлением,
на станциях, где предусмотрена стоянка для технического осмотра
вагонов, при подготовке вагонов к перевозкам и перед поста-
новкой в поезд, после крушений, аварий и столкновений у непо-
врежденных вагонов, после схода с рельсов вагонов с подшипниками
скольжения, при текущем отцепочном ремонте и единой техни-
чекой ревизии пассажирских вагонов.
Обыкновенное освидетельствование колесных пар выполняют
перед каждой подкаткой под вагон (кроме колесных пар, не
бывших в эксплуатации после последнего полного или обыкно-
венного освидетельствования). При обыкновенном освидетельство-
вании производится предварительный осмотр колесной пары до
очистки для выявления трещин в элементах колесной пары,
а по выступлению ржавчины или масла и по растрескиванию
краски с внутренней стороны ступицы колеса — сдвиг и ослабление
ее на оси. После очистки доступные части оси проверяют
магнитным дефектоскопом, а подступичные части осей колесных
пар под подшипники скольжения — ультразвуковым дефектоскопом.
У колесных пар с роликовыми подшипниками выполняют также
промежуточную ревизию букс.
Полное освидетельствование колесных пар производится: при
новом формировании и ремонте со сменой'элементов, при опробо-
вании колес на сдвиг, при неясности клейм и знаков последнего
полного освидетельствования, при каждой обточке по кругу
катания у колесных пар для подшипников скольжения и через
одну обточку для роликовых подшипников, при наличии ползуна
сверх установленных размеров, во время полной ревизии букс
с роликовыми подшипниками, после крушений и аварий у повре-
147
жденных вагонов и схода с рельсов вагонов с роликовыми
подшипниками, при капитальном ремонте вагонов и т. д.
При полном освидетельствовании колесную пару осматривают
до и после очистки с полным удалением краски, демонтируют
буксы с роликовыми подшипниками, причем лабиринтные кольца
и внутренние кольца подшипников на горячей посадке можно не
снимать, производят дефектоскоп ирование и на торцах шеек
набивают установленные клейма и знаки.
При осмотре и освидетельствованиях проверяют техническое
состояние колесных пар и соответствие размеров и износов
установленным нормам.
Неисправные колесные пары подвергаются ремонту без смены
элементов и со сменой элементов. Ремонт без смены элементов
заключается в проведении ремонтных работ, не связанных с распрес-
совкой колесной пары. Ремонт со сменой элементов связан с рас-
формированием колесных пар и заменой негодных колес или осей
новыми или старогодными.
Ремонт колесных пар. Колесные пары, которым необходим
ремонт, накапливают в колесном парке, примыкающем к колесному
цеху, или поступают непосредственно из вагоносборочных или
тележечных цехов.
После предварительного осмотра и очистки, которая произво-
дится в специальной моечной машине,, колесную пару подают
на площадку впуска для магнитопорошковой дефектоскопии
средней части осн и шеек, прозвучивания подступичных частей
ультразвуком, измерений и определения объема ремонта. Эти
операции выполняют на стенде, позволяющем вращать колесную
пару при осмотре.
Колесные пары без смены элементов и сварочных работ посту-
пают на станки для обточки колес и обработки шеек. Колесные
пары со сменой элементов (рис. 5.8) распрессовывают на горизон-
тальном гидравлическом прессе. Если колесо не снимается под
предельным усилием пресса, подогревают его ступицу газовой
горелкой. Если и после этого колесная пара не поддается
распрессовке, ось срезают огнем горелки у основания ступицы.
При проверке колес на сдвиг в случае подозрения на ослабле-
ние ступипы распрессовочное усилие доводят до 735—833 кН
и фиксируют на диаграмме. Для распрессовки применяют
несложные приспособления, исключающие изгиб шейки и деформа-
цию ее торца, а также повреждение концевой резьбы у осей
РУ и РУЕ Годные распрессованные элементы колесных пар
используют для ремонта.
Оси и ступицы колес обрабатывают под запрессовку как по
системе вала, так и по системе отверстия. По системе вала
подготавливают ось и к ней подгоняют колесо. Это позволяет
увеличить срок службы оси, так как при частой смене изно-
14«
Рис. 5.8. Технологическая схема ремонта колесной пары со сменой элементов
шенных колес будет иметь место минимальное снятие металла
с ее педсгупичной части. На некоторых заводах притачивают
оси к колесам, так как подгонка по системе отверстия проще.
Как правило, для старых, но годных осей берут новые колеса.
Старые колеса подгоняют к новым осям. Колесные пары из старых,
но годных элементов можно формировать, если сочетания разме-
ров диаметров сопрягаемых деталей позволяют это сделать.
При использовании роликовых буксовых комплектов, бывших в упот-
реблении, колесную пару под эти комплекты, сформированную из
новых элементов, учитывают как отремонтированную со сменой
элементов.
Старую, но годную ось под запрессовку протачивают в подсту-
пичной части с минимальным снятием стружки с тем, чтобы устра-
нить дефекты, вызванные распрессовкой (задиры, риски, намины),
149
а также следы контактной коррозии. Протачиванием поперечные
и относящиеся к ним наклонные трещины независимо от их
глубины выводят за пределы трещины до 0,5 мм, но с расчетом,
чтобы диаметр подступичной части после обточки был не менее
минимально допустимого. После проточки по параметру шерохо-
ватости 3,2 подступичные части накатывают до параметра
1,25. Их форма должна быть цилиндрической. Допускаются неболь-
шие отклонения, такие же, как и при новом формировании.
После чистовой обработки резцом диаметр подступичной части под
упрочняющую накатку должен быть больше необходимого под за-
прессовку на 0,04—0,06 мм, так как при накатке происходит
уменьшение диаметра накатываемого изделия за счет уплотнения
.поверхностного слоя металла. Среднюю часть оси протачивают
при наличии протертости по середине оси глубиной более 2,5
мм и волосовин, если их больше трех в одном поперечном
сечении или длина одной превышает 50 мм и после удаления
дефектов накатывают.
Новые оси поступают в колесные цехи заводов и вагоноко-
лесные мастерские (ВКМ) в необработанном или грубообработан-
ном виде почти всегда с зацентрованными торцами и обрабаты-
ваются начисто по технологии нового формирования.
Отрезка концов черновых осей и центрование торцов
производятся на станках КЖ4250; черновая обдирка на токарных
гидрокопировальных полуавтоматах 1А832, 1Б832 и TOA40Z (ПНР);
получистовая обточка на полуавтоматах 1А833, 1Б833, TOA40W;
накатка средней части оси на станках КЖ1843, КЖ18М, а накатка
шеек и предподступицных частей на станках КЖ1842; шлифо-
вание шеек и предпоступичных частей на круглошлифовальных
станках ЗА164 и ЗМГ75.
Чистовую обработку, как и приточку под запрессовку,
выполняют на универсальных токарно-винторезных станках 1М63
и 1А64. Для упрочняющей накатки эти станки оборудуют
специальными приспособлениями с гидравлическим, пневматическим
или пружинно-рычажным нагружением роликов.
Приточка новых колес к осям предусматривает грубую обдир-
ку и чистовую расточку. Грубая обработка ступиц новых колес
выполняется так же, как и обточка колес, на металлургических заво-
дах-изготовителях. В колесных цехах и в мастерских делается
только чистовая расточка. Ступицы старых, но годных колес под-
вергают грубой расточке, если необходимо удалить задиры,
возникшие при распрессовке. Чистовая расточка выполняется по
параметру шероховатости 3,2 с учетом натяга под запрессовку.
При этом должна быть обеспечена цилиндрическая форма от-
верстия. Допускаемые отклонения такие же, как на подступичной
части оси. Обработка ступиц колес производится на токарно-
карусельных станках КС12, КС112, 1401М, 1516, КС412.
150
Рис. 5.9. Положение максимального
шаблона при проверке формы про-
филя (а) и размера фаски (б)
поверхности катания колеса
Запрессовка колесных пар осуществляется в холодном состоя-
нии на отечественных горизонтальных гидравлических прессах
мод. П447, П6738, ПО135 и зарубежных по технологии, при-
нятой при новом формировании, с обязательной записью инди-
каторной диаграммы. Перед запрессовкой подступичные части как
старогодных, так и новых осей контролируют магнитопорошко-
вой дефектоскопией. После запрессовки колесные пары со старыми,
но годными колесами направляют на колесотокарные станки для
восстановления профиля.
Наименьшая толщина обода после обточки должна быть не ме-
нее 24 мм под грузовые вагоны и 35 мм под пассажирские (при ре-
монте колесных пар без смены элементов). Разность диаметров ко-
лес на одной колесной паре, их овальность и эксцентричность
должны быть не более 0,5 мм. Эти допуски для новых колес с об-
работанным профилем и старых с исправным профилем увеличе-
ны до 1 мм. Расстояние между внутренними гранями колес после ре-
монта со сменой элементов должно быть в пределах 1438—1441, без
смены элементов 1438—1443 мм. Разность расстояния между внут-
ренними гранями колес в двух взаимно перпендикулярных плоскостях
допускается до 2 мм. Минимальная и максимальная ширина
обода старого цельнокатаного колеса соответственно 126 и 136 мм,
нового 130 и 133 мм.
Форму профиля колес и размер фаски проверяют максималь-
ным шаблоном (рис. 5.9). Допускаются отклонения профиля от
выреза шаблона по высоте гребня 1 мм, по поверхности гребня,
поверхности катания и внутренней грани 0,5 мм.
На вагоноремонтных предприятиях колесные пары обтачивают
на колесотокарных станках, оборудованных копирами, позволяющи-
ми получить стандартный профиль автоматически. К ним относятся
станки 1836А, 1836Б, 1А936, 1936. Современные модели станков
выпускаются с гидрокопировальными суппортами и гидравлическими
зажимами крепления колесной пары. Широко используются колесо-
токарные станки «Рафамет» UBB112, UBB112/2, UBA112, UBC150,
1ТСН/А (ПНР). Имеются портальные станки автоматы «Хеген-
штейдт» (ФРГ) типа 165 и др.
Колесотокарные станки можно оборудовать оптической системой,
позволяющей наблюдать за процессом резания на фоне стандарт-
ного профиля колесной пары и таким образом визуально контро-
лировать толщину снимаемой стружки.
151
При обточке шеек и предподступичных частей осей колесных
пар под подшипники скольжения устраняют задиры, риски, забо-
ины, вмятины, продольные трещины и плены, следы коррозии,
большие волосовины, а также подправляют галтели и бурты.
При обработке важно сохранить плавность в переходных
поверхностях (галтелях), где возникает наибольшая концентрация
напряжений, а также полностью ликвидировать риски и шерохова-
тости, способствующие увеличению этих напряжений. После обточ-
ки размеры шеек должны быть в установленных пределах: их
овальность и конусность не более 0,2 мм, волнистость не более
0,02 мм.
Шейки и предподступичные части осей под роликовые подшип-
ники не обтачивают, а зачищают на станках шлифовальной
шкуркой. Допускается оставлять мелкие поперечные и продольные
риски, небольшие задиры от проворачивания крепительной втулки
подшипника, отдельные вырывы металла, тупые забоины и вмятины.
Острые риски, выступающие края забоин и вырывов запиливают
заподлицо бархатным напильником и шлифуют шкуркой. При невоз-
можности устранить дефекты таким образом шейки перетачивают
до градационных ремонтных размеров по параметру шерохова-
тости 6,3 и затем накатывают до параметра 1,25. Конусность
и овальность шейки не должны превышать 0,03 мм при втулочной
посадке и 0,02 мм при горячей. На галтелях не должно быть
никаких повреждений.
Обработка шеек колесных пар осуществляется на шеечно-
накатных станках. Обычно используют станки МК177, МК177С1,
1835, «Рафамет» ТВУ, ХАС112 и ХАД112.
В качестве режущего инструмента при обработке осей и ступиц
колес применяют токарные резцы, армированные пластинками
TEsep,T.oro сплава Т5К10 для грубой операции и Т15К6 для чисто-
вой. Торец оси подрезают подрезным резцом, проточку зарезьбо-
вой канавки и нарезание резьбы на шейке оси производят соот-
ветственно прорезным и резьбовым резцами, шейку и ее галтели
обрабатывают проходным и радиусным резцом, фаски на ступице
колеса — специальным фасочным резцом. Остальные операции вы-
полняют проходными резцами. Паз для стопорной планки фрезеруют
торцовой фрезой, гнезда под болты сверлят стандартным сверлом
и нарезают машинным метчиком. Грубую обточку поверхностей
катания колес и снятие фаски производят проходными токарными
резцами с пластинками Т5К10, чистовую — чашечными твердо-
сплавными резцами марки Т5К10, Т14К8.
При ремонте колесных пар выполняют электросварочные ра-
боты. Наплавляют разработанные центровые отверстия осей и
изношенные бурты шеек для подшипников скольжения, восста-
навливают дефектную концевую резьбу, заваривают поврежденные
отверстия для болтов крепления стопорной планки и торцовой
крепительной шайбы у осей для роликовых подшипников. Бурты
шеек наплавляют на полуавтоматических аппаратах сварочной про-
волокой под слоем флюса, в среде защитных газов или порошковой
проволокой, а также вручную электродами типов Э42 и Э46.
Концевую резьбу наплавляют в среде углекислого газа. Разреша-
ется наплавлять изношенные гребни колес на специальных
автоматических и полуавтоматических установках под слоем
флюса.
После формирования колесной пары, ее ремонта и полного
освидетельствования, а также после опробования колес на сдвиг на
торцах оси ставят установленные знаки маркировки и клейма,
в том числе условный номер завода-изготовителя оси и пункта,
перенесшего знаки маркировки, номер оси, дату изготовления оси,
условный номер завода или депо, производивших формирование и
полное освидетельствование, знак и дату формирования, дату полно-
го освидетельствования, клеймо контрольного или колесного мастера.
Клеймо приемщика МПС в виде знака «Ключ и молот»
ставится при предварительной приемке, «Серп и молот» при окон-
чательной.
Принятую колесную пару окрашивают масляной краской черного
цвета, черным лаком или эмалью. Красят среднюю часть оси
и колеса, исключая ободья. У колесных пар для роликовых под-
шипников покрывают краской места соединения лабиринтного коль-
ца с предподступичной частью и предпоступичную часть между
лабиринтным кольцом и ступицей колеса после монтажа букс. Окра-
шенную колесную пару сушат.
Если отремонтированную колесную пару не ставят сразу под
вагон, ее консервируют: обмазывают шейки и предподступичные
части оси солидолом, техническим вазелином или краской и покры-
вают их защитными деревянными щитками, скрепленными прово-
локой.
Контроль качества ремонта колесных пар. Для измерения колес-
ных пар используют специальной измерительный инструмент и
шаблоны: штангенциркуль для измерения диаметра колес по кругу
катания, штихмас для замера расстояния между внутренними
гранями колес, шаблон для проверки профиля колеса, толщиномер
для определения толщины обода колеса, шаблон или кронциркуль
для измерения ширины обода, прибор для измерения расстояния
от торца оси до внутренней грани, микрометрические скобы,
микрометр и кронциркуль для замера диаметров всех частей оси,
резьбовые калибры — кольца и пробки для контроля резьбовой
части шейки и гнезд для крепительных болтов, шаблоны для про-
верки буртов, галтелей, зарезьбовой канавки, паза под стопорную
планку, центровых отверстий. Этот же инструмент используют для
обмера колесных пар перед ремонтом. Для определения проката
и износа гребня применяют абсолютный шаблон (рис. 5.10).
153
Рис. 5.10. Положение абсо-
лютного шаблона при измере-
нии проката (а) и толщины
гребня (б)
Рис. 5.11. Схема измеритель-
ного стенда:
1 —колесная пара; 2—рама стен-
да; 3—измерительные датчики
Проверка основных размеров колесных пар может производиться
автоматически на измерительных стендах (рис. 5.11). Существует
несколько конструкций измерительных стендов, отличающихся
количеством производимых измерений и методами их выполнения.
Измерительный стенд Приволжской железной дороги позволяет
автоматически измерять длину и диаметры шеек, диаметры предпод-
ступичной, подступичной и средней части оси и колес, толщину
ободьев, прокат по кругу катания и расстояние между внутренними
гранями колес. На портале этого стенда размещены 16 измерительных
устройств. Колесную пару устанавливают на базовые ролики, рас-
положенные в разрыве рельсового пути под порталом. При об-
мере она не поворачивается.
Блок-схема каждого измерительного устройства состоит из элек-
троконтактного датчика, запоминающего устройства, дешифратора
и печатающей машинки. Схема датчика для измерения диаметра
показана на рис. 5.12. На металлической пластине укреплен
неподвижный упор 2, подвижной измерительный стержень /, рычаг 4,
контактная плата 3 и пневматический цилиндр с поршнем 5.
При включении пневматического привода измерительный стержень
прижимается к обмеряемой поверхности, одновременно поворачивая
рычаг. Щетка рычага перемещается по контактной плате и останав-
ливается на одной из ламелей, которая подключена к электри-
ческой цепи соответствующего блока запоминающего устройства.
154
Блоки собраны на шаговых искателях. Угол поворота ротора
шагового искателя определяет в кодированном виде измеряемый
параметр. Все 16 датчиков подаются к обмеряемым элементам
колесной пары одновременно. После этого автоматически вклю-
чается запоминающее устройство, откуда информация поступает
в дешифратор, расшифровывается и выдается на печатающую
машинку.
Измерительный стенд (рис. 5.13) Уральского электромеханичес-
кого института инженеров железнодорожного транспорта позволяет
Рис. 5.12. Схема электроконтактного
измерительного датчика
Рис. 5.13. Схема стенда для автома-
тического обмера колесных пар
Размерь! элементов колесной пары
Измеряемые
Контролируемые
ле-
ле-
Диаметр
шейки
Расстояние
между вну-
тренними
гранями
колес
Овальность
шейки
Овальность
овода
Толщина
обода
Аксиаль-
ное бие-
ние внут-
ренних,
граней
Диаметр
оси посе-
редине
пра- ле-
вой вой
пра- ле-
вой вой
пра-
вого вого
пра-
вого вого
к САУ
I Е
-----------------1
1—=—1 Регистрирующее
| устройство |
Ручнои
Автоматический
' г гЦц'П
^Сигналы]
Мнемоническая
схема
155
автоматически замерять диаметры колес, шеек, предподступичных,
подступичных и средней части оси, толщину и ширину ободьев
колес, расстояние между их внутренними гранями, овальность
и конусность шеек, овальность и эксцентричность колес по кругу
катания, аксиальное биение. Обмер колесных пар выполняют с
помощью 14 измерительных преобразователей трансформаторного
тика (ПТ). Линейные размеры (толщина обода, расстояние между
внутренними гранями) воспринимаются измерительными устройст-
вами стенда непосредственно от этих преобразователей, так как
измерительные стержни их соприкасаются с обмеряемой поверх-
ностью. Для замера диаметров преобразователи ПТ соединены
с механическими трехконтактными преобразователями ПМ, с по-
мощью которых замеренные размеры передаются на измеритель-
ные стержни трансформаторных преобразователей.
Электрические выходные сигналы с преобразователей подаются
через входной коммутатор К на вход цифрового преобразова-
теля АЦП, откуда поступают в устройство цифровой регистра-
ции УЦР, которое состоит из печатающего блока УЦП и блока
цифровой индикации УЦИ. Печатающий блок выдает машинописные
результаты измерения в цифровой форме, а блок цифровой
индикации показывает размер элемента на отсчетном устрой-
стве.
Выходные сигналы электроконтактных датчиков ДА с контроли-
руемых поверхностей воспринимаются запоминающим устройством
ЗУ и подаются на мнемоническую схему, помещенную на пульте
управления. Если отклонения формы контролируемых элементов
не превышают допустимых размеров, то сигналы не подаются.
На стенде «Хегеншейдт» (ФРГ) (рис. 5.14, а) измеряют диамет-
ры колес по кругу катания, расстояние между внутренними
гранями, радиальное биение по кругу катания и аксиальное
на внутренних гранях, ширину обода колеса, длину и диаметр
шейки и ее биение, симметрию положения колес относительно
шеек оси (разность насадки), также контролируют геометрию
профиля колеса. Кроме того, на стенде можно измерять ролико-
вые колесные пары без демонтажа букс.
Обмеряемая колесная пара накатывается на рельсы стенда,
поднимается на гребнях колес подъемным устройством, автома-
тически фиксируется в центрах пинолей стенда и приводится во
вращение фрикционным роликом, который входит в соприкосно-
вение с поверхностью катания колеса. Измерительное устройство
стенда состоит из семи проекционных светолучевых систем. Каж-
дая система состоит из источника света, объектива, комплекта
зеркал и светового измерительного экрана. Две лучевые системы
предназначены для профилей колес, две для шеек, две для букс,
если они находятся на шейках колесной пары, одна для измере-
ния диаметра колеса.
156
а)
ii!T
Рис. 5.14. Измерительный
стенд и схема перекрытия
профильной тени шаблоном
стандартного профиля
При вращении колесной пары профили обоих колес видны в двой-
ном увеличении на экранах на фоне шаблона стандартного профиля
(рис. 5.14,6). Перекрытия профильной тени контролируемого колеса
и шаблона проявляются в виде затемненных мест и белых просветов.
При вписывании профильной тени в очертания шаблона путем пере-
мещения измерительного панно (доски) определяется диаметр об-
точки при самом минимальном снятии металла, который фиксируется
нашкале измерительного экрана диаметра колеса. Размеры
шеек устанавливают по их вращающейся тени на градуиро-
ванных экранах, а биение—индикаторными часами, связанными с
диаметрами шеек.
Дефектоскопию вагонных колесных пар осуществляют магнитопо-
рошковым методом и ульразвуковым эхо-методом. Для магнито-
порошковой дефектоскопии используют дефектоскопы переменного
тока нескольких типов, намагничивающим устройством каждого из
которых является соленоид. Испытание производят способом
нанесения сухого магнитного (железного) порошка марки ПЖ6ВМ
или жидкой магнитной суспензии этого порошка. Порошок
размешивают обычно в трансформаторном масле из расчета
200 г/л. При низких температурах добавляют керосин.
Неразъемный дефектоскоп типа ДКМ-1Б применяют для проверки
шеек и предподступичных частей осей сформированных- колесных
пар. Зона действия дефектоскопа 230—240 мм с каждой стороны.
157
Дефектоскоп соединяют с сетью и навешивают на шейку оси
около ее торца, включают тумблер (или кнопку) дефектоскопа,
свободную поверхность шейки и предподступичную часть поливают
магнитной суспензией и осматривают. После поворота колесной
пары на 180° операцию повторяют. Затем дефектоскоп перемещают к
ступице колеса и таким же образом проверяют переднюю часть
шейки. Для размагничивания дефектоскоп снимают с шейки
и выключают после удаления от нее на 500—600 мм. Для
обеспечения кругового осмотра колесную пару устанавливают
на приводные ролики испытательного стенда, расположенные в
разрезе рельсовой колеи.
Разъемный дефектоскоп типа ОД-1-1 применяют при контроле
средней части оси колесной пары.
Для возможности охвата оси трехвитковый соленоид этого
дефектоскопа из шинной меди «разрезан» по диаметру, и витки
соединены с одной стороны шарнирами, а с другой в рабочем
положении смыкаются друг с другом. Зона действия дефекто-
скопа 250 мм. Дефектоскоп находится на передвижной тележке
и применяется в комплекте с испытательным стендом, обеспе-
чивающим вращение колесной пары и передвижение дефекто-
скопа вдоль оси.
В процессе испытания тележку с включенным дефектоскопом
перемещают от ступицы к средине оси, последовательно нанося
сухой магнитный порошок. Таким образом контролируют первую по-
ловину оси. Затем дефектоскоп выключают и продвигают ко
второй ступице и таким же порядком проверяют вторую поло-
вину оси. Колесную пару поворачивают 4—5 раз, последовательно
проверяя всю ось.
Седлообразный дефектоскоп типа ДГС-М конструктивно отлича-
ется от всех соленоидных дефектоскопов тем, что его намагничиваю-
щие катушки соединены подковообразным магнитопроводом, поз-
воляющим не охватывать деталь, а нависать над нею. Зона
действия 120 мм. Такое исполнение дефектоскопа позволяет
проверять все открытые части оси колесной пары одним дефектоско-
пом, а не двумя (неразъемным и разъемным). Но поверхность
оси должна быть чисто обработана. Седлообразный дефектоскоп,
как правило, подвешивается на консоли испытательного стенда.
Им удобно проверять подступичные части оси перед напрессовкой
колес.
Комбинированная дефектоскопная установка применяется для
выявления трещин в средней части оси и шейках, а также
во внутренних кольцах роликовых подшипников, в случаях, когда
они насажены на шейки.
На сварной раме установки (рис. 5.15) расположены опорные
ролики 4 для фиксирования и вращения колесной пары с помощью
привода 5, механизмы сбрасывания 2 и отсечки, предотвращающей
158
Рис. 5.15. Комбинированная дефектоскопная установка
произвольное накатывание очередной колесной пары, типовой де-
фектоскоп с разъемным соленоидом 3 для намагничивания средней
части оси. Шеечные соленоиды 7 намагничивающе-размагничиваю-
щих устройств в виде трехвитковых катушек из изолированной
медной шины и контактные головки 8 для пропуска тока вдоль
оси смонтированы на подставках 9. Размагничивающий трансфор-
матор расположен в приямке ниже уровня пола. Управление
установкой происходит с пульта 6. Зажимы / служат для присо-
единения проводов намагничивающих устройств.
Кольца намагничиваются импульсами разрядного тока конден-
саторной батареи БК (рис. 5.16) с помощью контактных головок
КГ и через соленоиды НРУ. При этом происходит одновре-
менное намагничивание двумя взаимно перпендикулярными магнит-
ными полями — поперечным, возникающим в насаженных кольцах в
момент прохождения импульса тока вдоль оси через контактные
головки, и продольным полем соленоида. Такое комбинированное
намагничивание позволяет обнаруживать в кольцах трещины любой
ориентации, в том числе особо опасные продольные. Свободные
от внутренних колец шейки намагничивают только соленоидами.
Конденсаторная батарея БК заряжается постоянным током через
выпрямитель В, который получает питание 220 В от трансфор-
матора, подключенного к одной из фаз, и нулевому проводу
сети 380 В. В цепь заряда БК включается выключателем Вк.1
через ограничивающий ток резистор, а разряжается на намагни-
чивающую сеть выключателем Вк2. При этом отключается выклю-
чатель Вк1, и цепь заряда батареи прерывается. В момент раз-
ряда батареи импульсный ток около 3000 А в тысячные доли
секунды проходит через тиристор Д, силовой кремниевый диод
которого обеспечивает прохождение намагничивающего тока в за-
данном направлении, снижая обратные отрицательные импульсы,,
возникающие в намагничивающем контуре.
159
Рис. 5.16. Электрическая схема комбинированной дефектоскопной установки
Размагничивание колец и шеек производится соленоидами НРУ,
которые надевают на шейки и попеременно с помощью переклю-
чателя подключают к источнику переменного тока — вторичной
обмотке размагничивающего трансформатора Тр и затем снимают
их с шеек с удалением в сторону на расстояние не менее 1 м.
Ультразвуковая дефектоскопия осей осуществляется с помощью
ультразвукового эхо-импульсного дефектоскопа УЗД-64. Разрабаты-
вается более совершенный дефектоскоп повышенной чувствительнос-
ти с автоматическим звуковым и оптическим сигнализатором
обнаружения дефекта.
Структурная схема дефектоскопа УЗД-64 (рис. 5.17) состоит
из следующих блоков: генератора / электрических высокочастот-
ных импульсов (2,5 МГц), предназначенного для возбуждения
механических колебаний такой же частоты в пьезоэлементе;
искателя 2 с пьезоэлементом и демпферным устройством, которое
обеспечивает резонансную частоту рабочих колебаний пьезоэлемен-
та (материалом для демпфера служат текстолит, эпоксидная
смола с вольфрамовой крошкой и разные пластмассы). В состав
схемы входят приемник 3 отраженных электрических импульсов,
объединяющий усилитель высокой частоты 4, детектор (выпря-
митель) 5 и видеоусилитель 6. Приемник усиливает переменные
электрические колебания, поступающие от пьезоэлемента, и преобра-
160
зует их в электрические импульсы постоянного напряжения, которые
возникают на экране электронно-лучевой трубки 7. Генератор 8 слу-
жит для подачи импульсов вспомогательных напряжений развертки
и подсвечивания луча электронно-лучевой трубки, а индикатор (глу-
биномер) 9 — для определения глубины залегания дефекта. Блок
питания состоит из силового трансформатора 10 со стабилиза-
тором напряжения и полупроводникового выпрямителя. Невыпрям-
ленным напряжением питаются генератор электрических импульсов
для возбуждения пьезоэлементов, электронно-лучевая трубка,
генератор развертки и видеоусилитель. К дефектоскопу придается
комплект искателей, позволяющих вводить ультразвук в проверя-
емую ось под разными углами, В комплект искателей входят:
искатели ЩКП — прямой 0°, наклонный 6° (или призматические
насадки к прямому искателю с углом призмы 6°), наклонный
37 или 40° (или призматические насадки с этими углами на-
клона); комбинированный искатель ЩРО с встроенными пря-
мым 0° и наклонным 6° искателями. Для прозвучивания полых
осей используют наклонные искатели или призматические насадки
с углами призм 30, 37(40), 50 и 64°. Искатели подключают к
дефектоскопу при помощи соединительных кабелей.
Дефектоскоп обычно используют в совмещеииом (однощуповом)
режиме, когда один и тот же искатель является излучателем
и приемником ультразвуковых импульсов. Посланный в ось через
искатель ультразвуковой импульс отражается от противоположных
поверхностей оси и возвращается обратно, возбуждая на металлизи-
рованных поверхностях пьезоэлемента искателя электрическое на-
пряжение, которое после усиления и выпрямления передается
на электронно-лучевую трубку дефектоскопа.
На экране трубки появляется осциллограмма электрических им-
пульсов. В левой части осциллограммы всегда будет находиться зон-
дирующий импульс, указывающий на исправность дефектоскопа,
в правой — эхо-сигналы от «дна» («донные» отражения) прямого
Рис. 5.17. Структурная схема дефектоскопа УЗД-64
6 3«к. 856 161
и трансформированных лучей. Остальные отражения, в том числе и от
дефекта, располагаются между ними. Э.хо-сигнал от дефекта будет
наблюдаться в виде одиночного импульса, превышающего уро-
вень соседних с ним помех в 3—4 раза и более.
При прозвучивании прессового соединения колес нужно учи-
тывать, что ультразвуковые колебания, направленные в подступич-
ную часть, будут проникать в ступицу колеса и, отражаясь от ее
внешней поверхности, появятся в виде дополнительных отраженных
импульсов на осцилограмме. Это осложняет выявление дефектов в
подступичной части, так как эхо-сигналы от дефекта и от поверхности
ступицы могут совпадать. На осциллограмме, кроме того, будут
видны помехи в виде тесно примыкающих друг к другу
вертикальных штрихов различной величины (широкий импульс),
возникающие из-за неровностей на поверхностях прессового сое-
динения, наличия на них масла, неоднородности структуры металла.
Применяются различные способы прозвучивания осей. Сквозное
прозвучивание всей оси прямым искателем 0е продольными волнами
является основным способом и производится обязательно при про-
верке осей всех типов с каждого торца оси. Искатель при наи-
большей чувствительности дефектоскопа прикладывают к торцу
оси в 20—25 точках вблизи образующей диаметра шейки и
контролируют дальние от искателя подступичную часть и по-
ловину средней части оси в зоне контроля 1000—2000 мм.
Дальней границей этой зоны является эхо-сигнал от галтели
предподступичной части. Затем искатель переносят ближе к центру
торца оси и выявляют дефекты в ближней предподступичной
части и шейке в зоне контроля от торца оси 100—600 мм.
Схема распространения ультразвука в теле оси с напрессован-
ными колесами при проверке прямым искателем 0е и получаемая
осциллограмма показаны на рис. 5.18. Тонкими линиями со
стрелками обозначены лучи продольных колебаний и их трансфор-
мированных (преломленных) волн, отраженных поверхностью оси,
цифрами — места отражения эхо-сигналов. На осциллограмме с
правой стороны видны импульсы эхо-сигналов от дна 4, 5, 6 и от
галтелей 2, 3, слева — импульсы эхо-сигналов от наружных поверх-
ностей ступицы и помехи прессового соединения (штрихи), а также
зондирующий импульс. Импульс 1 указывает на выявленный дефект.
Для дополнительного и также обязательного прозвучивания под-
ступичных частей оси и подтверждения дефектов, выявленных при
сквозном продольном прозвучивании, используют наклонные (приз-
матические) искатели 6 и 37° (40°).
При прозвучивании оси наклонным искателем 6° продольными
волнами искатель обводят по торцу оси 2 раза по большой и
малой окружностям, прикладывая его в 20—25 точках. В первом слу-
чае основной луч ультразвука, пронизывая подступичную часть,
направляется к внутренней кромке ступицы, во втором — к ее внеш-
162
Рис. 5.18. Схема распространения ультразвука (а) и осциллограмма (б) прозву-
чивания оси прямым искателем 0°
нему торцу. Чувствительность дефектоскопа должна обеспечить
получение «донного» эхо-сигнала.
Приложение искателя к торцу оси и распространение пучка
ультразвуковых колебаний, а также осцилограммы с выявленными
дефектами на подступичной части оси у внутренней и наружной кро-
мок ступицы показаны на рис. 5.19. Зона контроля 200—600
мм от торца оси.
Призматический искатель 37е (40°) кладут на шейку оси или
среднюю часть у ступицы колеса. Этот способ высокочувствителен,
так как здесь используются более короткие поперечные ультразву-
ковые колебания при небольшом расстоянии до предполагаемого
дефекта. Он применяется также в качестве основного способа,
особенно при механизированном контроле. Для получения хорошего
акустического контакта вогнутость поверхности призмы искателя
должна соответствовать выпуклости поверхности, на которую
он накладывается.
Роликовые оси с зарезьбовой канавкой с напрессованными на
шейки внутренними кольцами роликовых подшипников контролируют
комбинированным искателем ЩРО, который устанавливают в зарезь-
бовую канавку и обводят по торцовой образующей шейки
излучающей поверхностью прямого 0° и наклонного 8° искателей,
поочередно подключаемых к дефектоскопу с помощью переключа-
ющего тумблера.
б* 163
Рис. 5.19. Схемы распространения ультразвуковых колебаний при прозвучивании
осн искателем 6° и осциллограммы при наличии дефекта на внутренней (а) и
внешней (б) сторонах подступичной части:
1 — импульс от дефекта; 2 — «дойное» отражение
Действие комбинированного искателя при выявлении дефектов
проявляется в зависимости от того, под луч какого из двух искателей
попадает дефект. Так, прямым искателем выявляется трещина
во второй половине средней части оси, в дальней подступичной
части и в ближней шейке под кольцами, в зоне галтели, а наклон-
ным обнаруживается трещина в ближней подступичной части.
Оси с торцовым креплением шайбой контролируют с каждого
торца оси искателями ЩКП (0 и 6°). Этими же искателями
и таким же образом можно контролировать оси и с зарезьбовой
канавкой.
Ультразвуковой контроль полых осей характеризуется следую-
щими особенностями. Прозвучивание подступичных частей под внеш-
ней частью ступицы колеса (рис. 5.20,а) производят со средней
части оси наклонным искателем 50° при почти максимальном
усилении дефектоскопа и дублируют при подозрении на дефект
этим же искателем при пониженной чувствительности с поверх-
ности шейки (внутренние кольца роликовых подшипников должны
быть сняты). Для контроля подступичной части под внутренней
кромкой ступицы (рис. 5.20,6) искатель 50° устанавливают на сред-
нюю часть оси и перемещают его на расстоянии 150—220 мм от
ступицы. Вторичный контроль осуществляют искателем 30 или 37°
(40°). В последнем случае искатель перемещают от каждой сту-
пицы колеса к середине оси. Участок средней части, прилегающий
к подступичной части, проверяют искателем 50°, передвигая его
в пределах 150—300 мм от внутреннего торца ступицы. Для
обнаружения только поверхностных трещин используют искатель
64°, излучающий поверхностные волны.
Во всех случаях дефект выявляют путем зигзагообразного
перемещения искателей по цилиндрической поверхности оси вдоль
и вокруг образующей в пределах соответственно 50—70 и
20—30 мм.
164
Шейки полых осей с насаженными кольцами, которые имеют
зарезьбовую канавку, проверяют прямым искателем ЩРО, при
торцовом креплении шайбой — прямым искателем ЩКП.
Используя различные искатели, необходимо иметь в виду, что
чувствительность их по мере увеличения угла наклона уменьша-
ется. Поэтому для искателя 50° дефектоскоп должен быть отре-
гулирован на максимальную чувствительность, а для искателя
30° — на значительно меньшую. Кроме того, с удалением дефекта
от места приложения искателя или при незначительном размере
дефекта эффективность искателя снижается, поэтому в подобных
случаях дефект нужно определять при повышенной или наибольшей
чувствительности дефектоскопа.
Оси на заводах-изготовителях проверяют ультразвуковым эхо-
методом на предмет выявления непрозвучивающихся осей и внутрен-
них дефектов. Если при сквозном (продольном) прозвучивании на
частоте 2,5 МГц «донный» эхо-сигнал будет не ниже половины
импульса при чувствительности дефектоскопа, установленной по
контрольному образцу, то такая ось считается прозвучиваемой
и подвергается затем проверке обычным порядком на наличие
скрытых пороков.
Во всех случаях ультразвукового прозвучивания поверхности,
к которым прикладывают искатели, должны быть гладкими с
параметром шероховатости 6,3, и между искателем и контролиру-
емым объектом должна быть прослойка масла или другой жид-
кости для создания акустического контакта. Для использования
магнитной контактной жидкости создан искатель (по типу искателя
ЩРО) со специальной магнитной системой, удерживающей его с
прослойкой жидкости иа торце проверяемой оси.
Проверку исправности дефектоскопа и искателей, фиксацию
зон контроля по глубиномеру и регулировку чувствительности де-
Рис. 5.20. Схемы прозвучивания подступичной части полой оси внешней области
(а) и внутренней зоны (б) и осциллограммы:
/—эхо-сигнал от дефекта; 2, 3 и 4—эхо-сигналы от внешней кромки ступицы и галтелей
165
фектоскопа регуляторами усиления на «браковочную чувствитель-
ность» производят по специальным контрольным образцам и по конт-
рольным (эталонным) колесным парам, в осях которых (в шейке
и предподступичной части) сделаны искусственные распилы.
Автоматический стенд «Хегеншейдт» (ФРГ) для ультразвуковой
дефектоскопии показан на рис. 5.21. На порталообразной стани-
не / стенда установлен ультразвуковой дефектоскоп 3, который
соединен с четырьмя головками, снабженными искателями. Две
головки 6 предназначены для прозвучивания шеек и предподступич-
ных частей, две головки 4 — для прозвучивания средней части и
подступичных частей. Головки опускают на контролируемые поверх-
ности при помощи гидравлических подъемных цилиндров, и они
включаются в действие автоматически одна за другой.
На передней части портала под дефектоскопом смонтирован,
контрольный экран 2, который позволяет следить за ходом
автоматического цикла прозвучивания. На экране имеются восемь
зеленых и восемь красных ламп по числу контролируемых
мест оси. Если на проверяемом участке нет трещин, загорается
зеленая лампа. Если зажигается красная лампа, то это может
свидетельствовать о наличии трещины. Для подтверждения пред-
полагаемой трещины пользуются ручной дефектоскопной головкой.
Колесную пару устанавливают на рельсы стенда. Ролики гидрав-
лического подъемного устройства 5 подводятся под среднюю часть
оси и поднимают колесную пару до нужной высоты. Этими же
роликами колесная пара приводится во вращение от двигателя,
встроенного в подъемное устройство.
Рис. 5.21. Автоматический стенд для ультразвуковой дефектоскопии
166
5.6. УВЕЛИЧЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ КОЛЕСНЫХ ПАР
Основными технологическими мероприятиями, обеспечивающими
увеличение надежности и срока службы колесных пар, являются:
исключение нерационального съема полезного металла, поверхност-
ное упрочнение осей накатыванием роликами, динамическая балан-
сировка колесных пар, наращивание изношенных шеек роликовых
осей до номинальных размеров, повышение точности обработки
элементов колесных пар.
Фактический срок службы колеса в значительной степени за-
висит от количества обточек и толщины снимаемого за одну обточ-
ку слоя металла и с учетом годового пробега вагона может быть
определен по формуле
1 Ф— Azu
где//'— толщина обода нового цельнокатаного колеса, мм;
Н"—толщина обода, изношенного до предельных размеров колеса, мм;
п — количество обточек за весь период службы колеса;
h —средняя толщина снимаемого слоя металла за одну обточку, мм;
А — полезная работа вагона в течение года, сут;
Z — пробег вагона за сутки, км;
и — средний износ поверхности катания за 1 км пробега, мм.
Износ поверхности катания цельнокатаного колеса на 1 мм
происходит через 30—40 тыс. км пробега и в среднем за год состав-
ляет около 3 мм.
В процессе обточек 36—43% рабочей части обода колеса прев-
ращается в стружку. Поэтому для увеличения срока службы ко-
лес стремятся к уменьшению числа обточек и толщины срезаемого
слоя металла. При восстановлении нормально изношенного про-
филя колеса обточку ведут так, чтобы обязательно оставались
небольшие черновины. Нельзя обтачивать колеса с прокатом ниже
установленных норм. Отдельные дефекты на поверхности ката-
ния рекомендуется устранять без сплошной обточки. Например,
круговые наплывы и их отколы следует ликвидировать восстанов-
лением фаски, а «навары» зачищать шлифовальным кругом.
Предварительный отжиг поверхности катания, предложенный
учеными ЛИИЖТа в содружестве с ВНИИЖТом и ОЭВРЗ, пре-
следует эту же цель. За счет термического размягчения твердых
участков поверхности, являющихся следствием торможения, облег-
чается обработка резанием.
Применение такой технологии обточки позволяет обтачивать
колесные пары со снятием стружки минимальной толщины, исклю-
чает необходимость подрезания под твердый слой, сохраняет на
каждом колесе 40—45 кг полезного металла, чем удлиняет срок
службы цельнокатаного колеса в 1,3—1,8 раза. Примерно на 40%
167
Рис. 5.22. Схема установки твч для отжига поверхности катания колес
поднимает производительность колесотокарных станков, дает эко-
номию на инструменте, трудовых ресурсах, сокращает потребность
в поставках новых колес и оборудования.
Используется индукционный нагрев токами высокой частоты,
обладающими способностью прогревать верхние слои металла и
при определенных частотах давать достаточно высокую темпера-
туру. Рабочими органами установки, непосредственно нагреваю-
щими поверхность, являются двухвитковые индукционные нагре-
ватели (индукторы) 9 (рис. 5.22), охлаждаемые водой, подклю-
ченные к зажимам вторичной обмотки понижающего высокочас-
тотного трансформатора нагревательного блока 7, в корпусе ко-
торого, кроме трансформатора, находится конденсаторная батарея.
Колесная пара накатывается на ролики механизма вращения
и сбрасывания 1. Перед нагревом блоки опускаются вниз гидрав-
лическими цилиндрами 6 посредством цепной передачи. При этом
происходит центрирование индукторов ориентирующими роликами
блоков по внутренним граням колес. Опорные ролики упираются
в поверхность катания колес и обеспечивают необходимый воз-
душный промежуток между индуктором и отжигаемой поверхностью.
Механизм вертикального перемещения связан реечной переда-
чей 5 с механизмом управления автоматическим нагревом, в част-
ности с его гидравлическим цилиндром 4 и рычагом <?, воздейст-
вующим на выключатель 2, связанный с соответствующей элект-
рической цепью.
Питание нагревательных блоков идет по токопроводящим ши-
нам 8 от механического преобразования 15, который преобразует
168
промышленный ток напряжением 380 В и частотой 50 Гц в ток нуж-
ной частоты 8000 Гц напряжением 400 В и дает мощность на вы-
ходе 100 кВт. Такие выходные данные преобразователя позволяют
получить на индукторах необходимые характеристики тока (рабо-
чий ток 1000 А; напряжение 40 В; частота 8000 Гц).
Система электроснабжения и управление ею имеют электричес-
кие цепи и соответствующую аппаратуру для обеспечения работы
установки. В шкафу 13 управления предварительным пуском раз-
мещены аппаратура для пуска двигателя 14 преобразователя и
пускатели для подачи питания на привод механизма вращения и
сбрасывания и к электродвигателю насосной станции 10. В аппа-
ратном шкафу 12 находится'аппаратура для питания электродви-
гателя преобразователя и для автоматического управления нагре-
вом. В шкафу 11 находятся высокочастотный контактор с защитной
аппаратурой, которым осуществляется подача высокочастотного
напряжения к нагревательному блоку, и разрядник, снимающий
высокое напряжение с шин и проводов при выключении установки.
Режимы и некоторые параметры отжига: воздушный промежуток
4 мм; температура нагрева 750—850 °C; скорость нагрева 170 °C;
скорость перемещения нагреваемой поверхности 10 мм/с, что при
колесе диаметром 950 мм составляет 0,2 об/мин; время остывания
на воздухе до температуры 40—50 °C около 1,5 ч; твердость отож-
женной поверхности HV300. Перекрыша поверхности катания по
образующей колеса во избежание непрогрева в начале процесса
составляет 100 мм.
Разработана установка, которая несколько отличается от рас-
смотренной выше. Нагревательные блоки размещены на подни-
мающихся площадках стоек, установленных с двух сторон установ-
ки. Предусмотрен трансформаторный пуск высокочастотного
преобразователя. Отожженные поверхности через допустимое вре-
мя будут охлаждаться водой.
Известны другие способы экономичной обточки колес. Так, про-
водились работы с использованием силового и скоростного абра-
зивного шлифования, фрезерования фасонными фрезами, но по
ряду причин (низкая производительность, отсутствие специаль-
ного оборудования) они не вышли пока за рамки экспериментов.
Дальнейшие поиски могут идти по пути проведения обточек с плаз-
менным нагревом снимаемого слоя, применения фасонного фрезе-
рования с пластинами из сверхтвердых сплавов.
Накатывание роликами—это процесс, в результате которого
происходит деформация ц наклеп поверхностных слоев металла.
Совмещение в одном проходе упрочнения и сглаживания позво-
ляет одновременно увеличить прочность поверхностного слоя и
уменьшить шероховатость поверхности, что и используют при ме-
ханической обработке осей. В качестве рабочего инструмента при-
меняют упрочняющие и сглаживающие ролики.
Основной показатель упрочнения оси после закатывания —
повышение твердости накатанной поверхности не менее чем на
22% при глубине наклепанного слоя металла от 0,02 до 0,05 диамет-
ра упрочняемой части. Накатывание производится с подачей 0,6—
0,7 мм/об при частоте вращения оси не более 220 об/мин.
Усилие накатывания подступичных частей при диаметре упроч-
няющего ролика 130 мм устанавливается 21,6—26,5 кН, а для пред-
подступичных частей и их галтелей 19,6—24,5 кН и поддерживается
автоматически регуляторами накатных устройств.
Качество накатывания осей контролируют постоянно и перио-
дически. Постоянно проверяют режим и усилие накатывания и
шероховатость поверхности оси. Периодическим контролем опреде-
ляют степень повышения поверхностной твердости металла и глу-
бину наклепанного слоя. Контроль осуществляется по образцам,
вырезанным из подступичной части и шейки одной оси из партии
обработанных.
Динамическая балансировка колесных пар должна проводиться
для вагонов, эксплуатируемых в поездах со скоростями движения
свыше 140 км/ч. Нарушение баланса для скоростей от 140 км/ч
до 160 км/ч допускается 6 Н-м.
Неуравновешенность проявляется при вращении тел в случае,
если главная центральная ось инерции тела и ось его вращения
не совпадают. Возможны следующие взаимные отклонения этих
осей: параллельное смещение главной оси инерции относительно
оси вращения: ось инерции пересекает ось вращения; ось инерции
наклонена и не пересекает ось вращения.
Абсолютная величина неуравновешенности D определяется как
момент, получаемый умножением массы неуравновешенности на
радиус-вектор D = Qr.
Неуравновешенность вращающегося тела можно также выра-
зить в относительных единицах к его собственной массе. При этом
размерность дисбаланса будет в линейных единицах. Это отно-
шение одновременно характеризует смещение главной оси инерции
относительно оси вращения в месте прохождения ее через центр
тяжести тела.
Например, диск (рис. 5.23) имеет массу Qg= 100 кг. На расстоя-
нии г=0,5 м от центра диска имеется дополнительный груз массой
Q=20 г. Этот груз вызывает перемещение центра тяжести диска
в точку S, и расстояние р будет выражать размерность нарушения
баланса в линейных единицах, которое определится следующим
образом
D=Qr. Но так как <?gP=Qr, то p=Qr/Q?=0,l мм.
В отечественной и зарубежной практике применяется несколь-
ко способов компенсации неуравновешенности колесных пар: обточ-
170
Рис. 5.23. Схема для расчета дисбаланса
Рис. 5.24. Форма и размеры выборки металла на ободе колеса при балансировке
Рис. 5.24
ка колес по всему профилю с большой точностью, сверление отвер-
стий в диске колеса, сверление отверстий диаметром 20 мм и глу-
биной 18 мм в ободе колеса с внутренней стороны, закрепление
съемных противовесов при помощи клиньев с распорными винта-
ми, приварка противовесов и местная выборка металла путем меха-
нической обработки.
Отечественной промышленностью используется способ выборки
металла на внутренней кромке обода колеса. Форма и размеры вы-
борки указаны на рис. 5.24 штриховыми линиями.
Динамическая балансировка колесных пар производится на
специальном станке МС-991 (рис. 5.25). Колесную пару 5 помещают
шейками оси в упругие опоры 4, включают привод вращения и изме-
ряют биение ободьев колес относительно оси инерции колесной пары
с помощью бесконтактных датчиков. Сигналы от датчиков через
детекторы попадают на входы измерительного устройства, где они
преобразуются в цифровые результаты измерения.
Механизмы определения и устранения нарушения баланса уста-
новлены на общей станине 1. На одном ее конце размещен блок
2 привода с механизмом медленного вращения и приводной муф-
той 3, на другом — измерительный генератор с пультом 6.
По направляющим станины перемещается каретка с устройст-
вом для устранения неуравновешенности. На каретке смонтирован
ползун с головкой, на которой имеются два шпинделя, располо-
женные под углом 120°. На шпинделях закрепляются профильные
фрезы. Производительность станка составляет 1,5 колесной пары
в час со снятием металла или 3 колесные пары без снятия.
171
5
Рис. 5.25. Станок для динамической балансировки колесных пар
В целях продления срока службы роликовых осей ВНИИЖТом
рекомендован способ наращивания шеек металлизацией с после-
дующей механической обработкой. Для процесса металлизации
можно использовать электродуговые металлизаторы станочного
типа марки ЭМ-12. Технологическая схема восстановления шеек:
обточка шеек для устранения поверхностных дефектов; упрочне-
ние их накатыванием; проперка магнитопорошковой дефектоско-
пией; обезжиривание; нанесение подслоя молибдена для увеличе-
ния прочности сцепления стального покрытия с металлом шейки;
обезжиривание; нанесение стального покрытия; обработка резанием
металлизированных шеек до установленного параметра шерохо-
ватости.
Уральским отделением ВНИИЖТа разработана технология вос-
становления шеек осей и внутренних посадочных поверхностей
корпусов роликовых букс методом композиционного электролити-
ческого железнения. Композиционные гальванические покрытия —
это двухфазные системы, состоящие из металлической основы (элект-
ролитическое железо) и внедренных в нее мелкодисперсных час-
тиц различных материалов (например, корунда) в количестве 2--
4% массы железной основы.
Покрытия «железо-корунд» обладают повышенной микротвер-
достью, эластичностью, в 3—5 раз более высокой износостойкостью
и высокой степенью сцепления с восстанавливаемой поверхностью.
Нанесенный восстановительный слой шлифуют.
5.7. ОХРАНА ТРУДА ПРИ РЕМОНТЕ КОЛЕСНЫХ ПАР
Транспортировку колесных пар и их элементов по производст-
венному участку, а также выгрузку и погрузку на платформы сле-
дует производить исправными грузоподъемными механизмами и па-
лочными приспособлениями. Рабочие, осуществляющие эти работы,
должны уметь пользоваться стропами, канатами, цепями, травер-
172
сами, клещами, захватами и иметь удостоверение на право выпол-
нения стропильных работ.
Чалочные приспособления необходимо осматривать ежедневно,
а в установленные сроки их должны проверять и испытывать лица,
ответственные за исправность приспособлений. Испытанные приспо-
собления снабжаются клеймами и бирками, при отсутствии которых
работать с приспособлениями нельзя.
Запрещается находиться под поднимаемыми колесными парами
и перемещать их над людьми и оборудованием. Перекатывать ко-
лесные пары по рельсовой колее можно толчками от себя, а не на
себя.
Работники, производящие обмывку колесных пар, должны поль-
зоваться фартуками и перчатками, а при растворении каустичес-
кой соды — также и предохранительными очками. Для нейтрализа-
ции щелочи при случайном попадании ее на открытые части тела
используют раствор сернокислого аммония. Перед началом работы
моечной машины включают вентиляцию.
При установке колесных пар и их элементов на металлорежу-
щие станки не следует освобождать грузоподъемное устройство
до полного закрепления обрабатываемого изделия на станке. Нужно
следить за тем, чтобы все вращающиеся части станка были закры-
ты ограждениями. Начинать работу на станке можно, только убедив-
шись в его исправности, а также в надежности крепления обраба-
тываемой детали и режущего инструмента. Рабочая одежда должна
быть такой, чтобы движущиеся части станка не могли ее захватить.
Рукава застегивают плотно у кистей рук, волосы убирают под
головной убор, а на время работы на станке надевают предохра-
нительные очки. Под ногами должны находиться исправные дере-
вянные решетки.
Во избежание порезов рук при уборке стружки нужно пользо-
ваться крючками, защищая руки брезентовыми рукавицами. Для
скалывания слитной и витой стружки на станках устанавливают
стружколомы или производят специальную заточку резцов.
Электросварочные работы при ремонте колесных пар следует
выполнять в отдельной кабине или другом месте, надежно защищен-
ном щитами или ширмами от помещения основного производствен-
ного участка во избежание повреждений глаз работающих светом
сварочной дуги.
Нельзя разбрасывать колесные пары и их элементы в беспоряд-
ке или складывать навалом. Оси и колеса нужно хранить в штабе-
лях с проходами между ними не менее 0,8 м или на специальных
стеллажах.
Магнитные и ультразвуковые дефектоскопы должны иметь на-
дежное защитное заземление. Для этого их подключают к сети
173
трехжильным проводом с заземляющей жилой посредством трех-
штырьковой вилки.
Такая вилка имеет средний штырь (контакт) более длинный,
чем остальные, поэтому обеспечивает сначала заземление прибора,
а затем включение напряжения. Нельзя делать подключение
оголенными проводами.
Недопустимо работать с дефектоскопами, у которых разбиты
корпусы или повреждена изоляция катушек и соединительных про-
водов, когда возможно прикосновение к неизолированным токо-
проводящим частям.
Запрещается применять в дефектоскопных устройствах для
понижения напряжения реостаты и автотрансформаторы. Можно
использовать только понижающие трансформаторы, у которых вто-
ричная обмотка (обмотка низкого напряжения) не имеет электри-
ческой связи с сетью. Корпус трансформатора и один конец вторич-
ной обмотки заземляют.
Дефектоскописты должны применять резиновые диэлектричес-
кие:
перчатки;
галоши;
резиновые коврики;
инструмент с изолированными ручками.
Г л а в a 6
ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ БУКСОВЫХ КОМПЛЕКТОВ
6.1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ КОРПУСОВ БУКС
Конструкция букс и технология их изготовления должны обес-
печивать надежную герметизацию корпуса буксы от утечки смазки
и проникновения пыли и влаги внутрь корпуса, удобство и просто-
ту постановки и выемки подшипников скольжения, монтажа и де-
монтажа роликовых букс, осмотр буксового комплекта без полной
разборки в условиях эксплуатации, взаимозаменяемость деталей
букс.
Буксы с подшипниками качения различаются по конструкции,
применяемым материалам, способу и технологии изготовления кор-
пусов. По конструкции изготовляют буксы двух типов: I — без опор
для рессорного комплекта; II — с опорами для рессорного комплек-
та. Буксы I типа применяют в тележках грузовых вагонов, II — в
тележках вагонов пассажирских, изотермических и специального
назначения.
По устройству задней лабиринтной части корпусы букс бывают
с отъемным и неотъемным лабиринтом. В зависимости от приме-
няемых при изготовлении корпуса материалов различают буксы
стальные и из легких алюминиевых сплавов.
Корпусы букс подразделяют на литые, штампованные и прессо-
ванные. Для получения заготовок корпусов букс литьем исполь-
зуют различные методы, выбор которых определяется технико-эко-
номической целесообразностью. Основные методы получения отливок
корпусов букс: отливка в землю, в кокиль, центробежная.
Литье в земляную форму отличается большой трудоемкостью
и высокой себестоимостью. Отливки получаются малой точности.
Литье в кокиль рентабельно в серийном и массовом высокоме-
ханизированном производстве. Отливки получаются более точными,
с меньшими припусками на механическую обработку. Центробеж-
ное литье — наиболее прогрессивный метод приготовления заго-
товок в серийном и массовом производстве при наименьшем рас-
ходе жидкого металла, получении еще более точных отливок с по-
вышенными механическими свойствами. Затраты на изготовление
таких отливок снижаются из-за отсутствия необходимости изго-
товления внутренних стержней.
Разработан центробежный метод отливки корпусов букс на
поточной линии с использованием кокиля (рис. 6.1).
При литье с использованием кокиля его поверхность облицо-
вывается (настреливается, надувается) облицовочной смесью. Сос-
175
Рис. 6.1. Схема технологического процесса отливки корпуса буксы в кокиль центро-
бежным методом :
/ — установка кокиля на подмодельную плиту; 2 — наддув облицовки; 3 — снятие с модели
кокиля; 4 — сборка формы и ее установка на центробежной машине; 5 — дозированная
заливка формы; 6 — разборка формы; 7 — очистка кокиля; 5 — очистка отливки
тав смеси в частях по массе: кварцевый песок 100, смола СФП-
0,11Л 2,7; борная кислота 0,08; теорат кальция или цинка 0,02;
ацетон 1,5. Толщина облицовки 4—10 мм.
Корпусы букс методом горячей штамповки можно изготовлять
из стали и алюминиевых сплавов (АМгб) по одной технологичес-
кой схеме: получение жидкого металла в электропечи вместимостью
20—25 т; изготовление трубы на установке полунепрерывной раз-
ливки стали; нагрев трубы и ее калибровка; безотходная резка трубы
на заготовки (наружный диаметр 270 мм, толщина стенки 65 мм,
длина 240 мм), индукционный нагрев заготовок под штамповку до
температуры 1150—1250 °C; штамповка корпусов на специальном
гидравлическом трехплунжерном прессе.
Технологический процесс штампования осуществляется в шесть
переходов в последовательности, показанной на рис. 6.2. Метод
горячей штамповки является прогрессивным и высокопроизводи-
тельным процессом.
На каждом корпусе буксы должны быть нанесены знаки марки-
ровки — литые или выбитые: товарный знак или номер завода-
изготовителя; две последние цифры года изготовления; порядковый
номер отливки для букс 11 типа.
Механическая обработка корпусов букс является сложным и
трудоемким процессом, при осуществлении которого необходимо
соблюдать определенную последовательность операций и приме-
нять специализированное оборудование.
176
Схемы технологических процессов механической обработки
стальных корпусов букс приведены в табл. 6.1.
Буксы, поступившие в ремонт, после обмывки осматривают. Про-
дольные задиры или риски на внутренней поверхности буксы, кото-
рые могут появиться при выпрессовке наружных колец, а также
фретинг коррозию зачищают шлифовальной шкуркой. Следы кор-
розии разрешается оставлять.
Ржавчину, заусенцы, забоины, вмятины на лабиринтных проточ-
ках зачищают.
Разработку стенок отверстий в опорах под рессорный комплект
букс II типа, происходящую из-за неправильной установки шпин-
тонов, излома или неправильной подборки буксовых пружин по
жесткости, устраняют электронаплавкой с последующей зачисткой
абразивными кругами. Таким же образом восстанавливают направ-
ляющие места для пружин.
Изломанные болты крепления буксовой крышки высверливают с
исправлением резьбы в корпусе буксы, разработанную резьбу за-
варивают и восстанавливают снова. Трущиеся поверхности направ-
ляющих пазов в буксах I типа наплавляют и подвергают механи-
ческой обработке. Наплавочные работы выполняют электродами
Э42, Э42А, Э46А, порошковой проволокой, под слоем флюса или в
среде защитного газа. Выработки на внутренней поверхности буксы
от проворачивания наружных колец подшипников устраняют галь-
ваническим осталиванием с последующей доводкой размеров на
круглошлифовальном станке.
Корпусы букс для подшипников скольжения отливают из угле-
родистых сталей марок 15Л или 20Л.
Технологический процесс изготовления отливок предусматривает
выполнение следующих операций: приготовление формовочных
материалов и жидкого металла; изготовление стержней, моделей,
Рис. 6.2. Схема технологического процесса
горячей штамповки корпуса буксы на
гидравлическом трехплунжерном прессе:
/ — загрузка заготовки; 2 — смыкание штам-
пов; 3 — штампование; 4 — извлечение про-
шивней; 5 — раскрытие штампов и выталкива-
ние; 6 — просечка перемычки
177
Последовательность выполнения операций
н переходов
Таблица 6.1
Оборудование, приспособ-
ления и условия
выполнения операции
Корпус буксы I типа
Фрезеровать торец корпуса как базовую поверхность
Подрезать торец корпуса и расточить начерно внут-
реннюю поверхность
Карусельно-фрезерный
полуавтомат 623М
Шестишпиндельный вер-
тикальный токарный по-
луавтомат 1286
Обработка внутренней поверхности буксы с первого установи
Подрезать торец по размеру 245 мм и расточить ка-
навку размерам 254±2 мм и 60_2 мм
Расточить горловину до диаметра 239+03 мм я снять
фаску 1X45°
Шестишпиндельныв вер-
тикальный токариы! по-
луавтомат 1284
То же
178
Продолжение табл- 6.1
Последовательность выполнения операций и переходов Оборудование, приспособ- ления н условия выполнения операции
Расточить канавку до диаметра 254 ±2 мм Шестишпнндельный вер- тикальный токарный по- луавтомат 1284
&Т Ре 25»
Обработать торец по размеру 244-0,в и сиять фаску То же
канавки 2X45° 0 n
179
Продолжение табл. 6.1
Последовательность выполнения операций
и переходов
Оборудование, приспособ-
ления и условия
выполнения операции
Обработка внутренней поверхности буксы со второго установи
Обработать торец по размеру 243_Оз
Расточить выточку по размеру 0 251
Шестишпиндельиый вер-
тикальный токарный
полуавтомат 1284
То же
Расточить начисто опорную поверхность горловины
Расточить выточку и снять фаску
180
Продолжение табл. 6.1
Последовательность выполнения операций
и переходов
Оборудование, приспособ-
ления н условия
выполнения операции
Расточить внутреннюю поверхность
Шестишпиндельиый вер-
тикальный токариый по-
луавтомат 1284
Фрезеровать упоры
Запрессовать отъемный лабиринт в корпус буксы
Горизонтальный или вер-
тикальный фрезерный
станок
Алмазно-расточный ста-
нок 2А176
Гидравлический пресс
П454. Натяг на запрес-
совку в пределах 0,1 —
0,22 мм
181
Продолжение табл 6.1
Последовательность выполнения
операций н переходов
Оборудование, приспособ-
ления н условия
выполнения операции
Обработать окончательно корпус с запрессованным
лабиринтом—проточить торец, расточить канавки
лабиринтного кольца
Шестншпиндельный вер-
тикальный токарный по-
луавтомат 1283
Расточить корпус буксы
Алмазио-расточный ста-
нок 2А176
Просверлить четыре отверстия, зенковать, нарезать
резьбу М20Х2.5
Зачистить заусенцы и проверить размеры
Агрегатный четырехпо-
зиционный полуавтомат
5909. Обрабатывает все
отверстия одновременно
Контрольное приспособ-
ление с индикаторными
головками, набор изме-
рительного инструмента
Двухшпиндельный рас-
точный полуавтомат
Корпус буксы II типе
Расточить в опорах под рессорный комплект отвер-
стия
182
Продолжение табл. 6.1
Последовательность выполнения
операций н переходов
Подрезать торец корпуса до размера и расточить
отверстие
Оборудование, приспособ-
ления и условия
выполнения операции
Токарно-карусельный
станок 1531
Подрезать торец 1, расточить поверхность 2, подре-
зать опорную поверхность 7, подрезать торец выточ-
ки 6, расточить канавку 5 и сиять фаски 3 и 4
То же
Подрезать торец 1, расточить отверстие 2, подрезать
торец выточки 3, расточить лабиринтные канавки 4
и 5, обточить наружную поверхность 6
Токарно-карусельный
станок 1531, приспособ-
ление для установки
183
Окончание табл. 6.1
Последовательность выполнения
операций и переходов
Зенковать восемь просверленных отверстий и наре-
зать резьбу М20
Зачистить заусенцы после механической обработки.
Проверить размеры по чертежу и нанести клейма
Оборудование, приспособ-
ления и условия
выполнения операции
Восьмишпиидельный
вертикально-сверлиль-
ный станок 2050, гори-
зонтальная головка, кон-
дукторная плита
Радиально-сверлильный
станок 2Н53 для мелко-
серийного производства
или четырехщпиндель-
ный агрегатный станок с
поворотным столом для
крупносерийного произ-
водства
Алмазно-расточной ста-
нок 2А716
Напильники, абразив-
ный и измерительный
инструмент. Набор
клейм
литейных форм; разливку металла в формы, охлаждение отливок;
выбивку отливок из опок и удаление стержней; очистку и обработку
отливок; термическую обработку и контроль качества отливок.
Стержни изготовляют на пескодувно-пескострельных машинах
мод. 305К, которые оборудованы поворотными столами с нескольки-
ми позициями для стержневых ящиков и автоматическим устрой-
ством для продувки стержней углекислым газом. Рекомендуемый
состав стержневой смеси в массовых долях: 92,4% кварцевого
песка, 1,1% едкого натра плотностью 1,2 г/см3; 6,5% жидкого стек-
ла плотностью 1,48—1,52 г/см!.
Литейные формы для отливки корпусов букс приготовляют на
встряхивающих пневматических формовочных машинах. Наиболее
184
прогрессивный способ формовки — дифференциальное прессование.
Сущность его состоит в том, что форма уплотняется не одной плос-
кой плитой, а отдельными прессующими колодками, расположен-
ными по форме модели. Охлаждение отливок происходит на транс-
портном конвейере, который подает формы к приемному столу
пресса для выдавливания из них отливок и формовочной смеси.
Затем отливки очищаются в автоматической установке, оснащенной
дробеметными аппаратами. Литниковая система отделяется от отли-
вок на механизированном копре свободно падающим с высоты
2,5 м грузом массой 300 кг.
Очищенные корпусы букс подвергают нормализации в проходных
печах при температуре 900—930 °C в течение 3—3,5 ч.
После нормализации проверяют механические свойства и хими-
ческий состав отливок корпусов букс по образцам, прошедшим
обработку в идентичных с деталями условиях. Одновременно ви-
зуально осматривают поверхность отливок для выявления раковин,
пригаров, наплывов. Наличие в направляющих пазах неровностей,
приливов металла, неравномерной ширины в местах постановки
пылевых шайб не допускается. Обнаруженные раковины вырубают
и заваривают.
Механическая обработка корпуса буксы под подшипниками
скольжения предусматривает фрезерование опорной поверхности
(под вкладыш подшипника) и плоскости горловины под крышку.
Крышки букс изготовляют холодной штамповкой из листовой
стали марки Ст2, уплотняют прокладкой, изготовленной из гофри-
рованной масломорозостойкой резины марки Н-26-16а. Прокладку
на полотне крышки укрепляют вулканизацией.
При ремонте в стальных корпусах букс для подшипников сколь-
жения наплавляют изношенные поверхности направляющих буксо-
вых пазов, упоры для буксовых вкладышей, приливы для упора
пружины крышки буксы; заваривают трещины, которые появляют-
ся у кромок отверстия, закрываемого буксовой крышкой, и в стен-
ках пазов для уплотнительной шайбы. В стальных штампованных
крышках заваривают трещины, приваривают оторвавшиеся ушки
для валика, отбойную планку. Ремонт электронаплавкой корпусов
букс, подшипников и буксовых вкладышей производится тем же
способом, как и при ремонте букс под роликовые подшипники.
6.2. МОНТАЖ И ДЕМОНТАЖ РОЛИКОВЫХ БУКС
Монтаж букс. Перед монтажом роликовых букс производится
попарная комплектовка (подбор) подшипников. При этом осущест-
вляется принцип групповой подборки роликов по методу групповой
взаимозаменяемости (селективный метод), чтобы обеспечить раз-
ность диаметров роликов в одном подшипнике не более 5 мкм, раз-
185
ность длин не более 12 мкм при горячей посадке и соответственно
8 и 30 мкм при втулочной.
Подшипники комплектуют по радиальным зазорам, а цилиндри-
ческие подшипники на горячей посадке, кроме того, подбирают по
осевым зазорам.
Радиальные зазоры в подшипниках установлены в зависимости
от вида посадки и скорости движения (табл. 6.2).
Радиальные зазоры у цилиндрических подшипников на горячей
посадке определяются на специальном приспособлении, на кото-
ром блок подшипника устанавливают в вертикальном положении
на оправке с эталонным или собственным внутренним кольцом и
зазор измеряют щупом между внутренним кольцом и роликами в
нижней части подшипника. При измерении радиальных зазоров у
подшипников на втулочной посадке подшипник ставят в вертикаль-
ное положение на столе и зазор измеряют щупом между наруж-
ным кольцом и роликами в верхней части.
За радиальный зазор принимают среднеарифметическое трех
измерений при повороте наружного кольца на 120° вокруг оси.
Можно контролировать разность радиальных зазоров парных
подшипников на горячей посадке, установленных на шейку оси, с
помощью специального приспособления, оснащенного индикаторами
часового типа или же щупом в нижней части подшипника. В этом
случае зазор должен быть в пределах 0,04 —0,07 мм.
Допускается контролировать разность радиальных зазоров по
насаженным на шейку оси внутренним кольцам путем поочередной
посадки на них специального седлообразного приспособления с
индикатором, предварительно настроенным по эталонному кольцу,
по которому определялся радиальный зазор подшипника в свободном
состоянии.
Осевой зазор в цилиндрических подшипниках на горячей по-
садке измеряют щупом после извлечения внутреннего кольца, ко-
торый вставляется между торцами роликов и бортом наружного
кольца подшипника в трех местах при повороте наружного кольца
Таблица 6.2
Посадка Скорость движения, км/ч Радиальные при новом изготовлении зазоры, мм при ремонте
Горячая: для пассажирских и грузовых ваго- нов для пассажирских вагонов То же Втулочная До 120 120—140 Свыше 140 0,115—0,170 0,115—0,170 0,13—0,17 0,12—0,17 0,09—0,25 0,115—0,75 0,13—0,25 0,12—0,30
186
на 120°. Берется минимальный размер. Измерения зазора в подшип-
нике в собранном виде могут производиться на специальном приспо-
соблении или приборе, оснащенных индикаторами. Осевой зазор
должен быть не менее 0,06 мм.
Подшипники для установки на одну шейку должны иметь в
свободном состоянии разность радиальных зазоров не более: для
двух цилиндрических подшипников на горячей посадке 0,01—0,02 мм;
для одного цилиндрического и одного сферического подшипника
на втулочной посадке 0,03 мм; для двух сферических подшипни-
ков на втулочной посадке 0,03 мм (при ремонте 0,1 мм).
Смещение корпуса буксы по отношению шейки оси в осевом
направлении (осевой разбег) предусмотрено конструкцией под-
шипника. Так, для двух цилиндрических подшипников на горячей
посадке осевой разбег составляет 0,68—1,38 мм.
Большое значение для прочности горячей посадки имеет точ-
ность замеров диаметров шеек колесных пар и отверстий внутрен-
них колец подшипников. Поэтому замеры должны осуществляться
при одинаковых температурных условиях для сопрягаемых деталей
и измерительного инструмента. Допускается разность температур
шейки оси и окружающей среды в пределах 3 °C.
При монтаже букс на втулочной посадке выравнивание темпе-
ратур колесных пар и подшипников также имеет существенное
значение. Достаточно сказать, что разница температур на 5 °C из-
меняет натяг на 17% (при горячей посадке на 25%), а в 20 °C умень-
шает или увеличивает натяг на 67%.
Работы, связанные с подготовкой подшипников к монтажу и
установкой их на шейки оси, должны производиться в чистых,
светлых, сухих и изолированных помещениях с температурой не
ниже 10 °C, а в помещении, где производится подбор подшипни-
ков, их складирование (хранение) и комплектация температура
должна составлять 18±2°С с относительной влажностью воздуха
не выше 60%.
Замеряют и подбирают роликовые подшипники не ранее чем
через 8 ч после промывки в моечной машине, а шейки колесных
пар измеряют через 12 ч после обработки на станках.
Монтаж роликовой буксы начинается с посадки лабиринтного
кольца на предподступичную часть оси с учетом натяга 0,08—0,15 мм
(при ремонте 0,02—0,15 мм). Предподступичную часть оси измеряют
микрометром, .внутренний диаметр лабиринтного кольца — микро-
метрическим или индикаторным нутромером в двух взаимно пер-
пендикулярных направлениях. Перед посадкой кольцо нагревается
в электропечи или специальным индукционным нагревателем, или
в масляной ванне до температуры 125—150 сС.
Лабиринтное кольцо надевается при помощи специальной мон-
тажной втулки, торцом которой наносят по лабиринтному кольцу
посадочные удары. Оно должно упереться в торец предподступич-
187
ной части. После полного остывания проверяют перпендикуляр-
ность торцовой поверхности лабиринтного кольца к посадочной
поверхности шейки оси лекальным угольником. В зазор между
угольником и лабиринтным кольцом щуп 0,05 мм не должен прохо-
дить. Этот же щуп не должен помещаться между лабиринтным
кольцом и торцом предподступичной части.
При монтаже подшипников на горячей посадке внутренние
кольца подбираются по шейкам с учетом натяга 0,040—0,065 мм
(при ремонте 0,030—0,065) мм. Шейки измеряются рычажной мик-
рометрической скобой, внутренние кольца — специальными при-
борами с ценой деления миниметра 0,001 мм (прибор 289М, УД2В,
У-353 и др.). Нагрев внутренних колец производится до темпера-
туры 100—120 °C таким же образом, как и лабиринтных колец.
Посадка колец производится с помощью специального направ-
ляющего стакана и монтажной втулки. При этом нужно обеспечить
плотность прилегания колец друг к другу. Внутреннее кольцо зад-
него подшипника надевается бортом к лабиринтному кольцу. Пос-
ле посадки внутренних колец ставится упорное кольцо и при помощи
торцовой гайки или шайбы все детали затягивают в осевом направ-
лении. Дальнейший монтаж производится после полного остывания
сопрягаемых деталей.
В корпус буксы последовательно вставляют наружные кольца
подшипников с сепараторами и роликами, и корпус буксы с блоками
подшипников при помощи подъемных приспособлений надевают
на шейку оси с насаженными на нее внутренними кольцами.
При монтаже подшипников на втулочной посадке в буксы встав-
ляют задний подшипник основанием конуса внутреннего кольца
в сторону крышки буксы. Вставляются дистанционное кольцо
(когда задний подшипник сферический, а передний цилиндричес-
кий) и наружное кольцо переднего подшипника. На резьбу шейки
навинчивают специальный направляющий стакан, и буксу наде-
вают на шейку. После снятия направляющего стакана вводят зад-
нюю закрепительную втулку под внутреннее кольцо подшипника.
Подшипник устанавливают на место до упора его внутреннего
Таблица 6.3
Буксы вагонов Окончатель- ное усилие запрессовки, кН Продвиже- ние, мм Выход втулки, мм
Грузовых Пассажирских 210+20 190+ао 0,65—1,10 0,60—0,95 26±г (при изготовле- нии) 26(при ремонте) То же
188
Рис. 6.3. Стенд для монтажа роликовых букс:
/ — пресс; 2 — редуктор; 3 — четырехшпнндельный гайковерт; 4 — электродвигатель;
5 — двухшпиидельный гайковерт; 6 — рама; 7 — маховик; 8 — одношпиндельный гайковерт;
9 — подъемник
кольца в торец лабиринтного кольца при помощи специальной мон-
тажной втулки, навинчиваемой на резьбовую часть шейки, после
чего запрессовывают закрепительную втулку. Затем опять навин-
чивают направляющий стакан, и блок переднего подшипника на-
девают на шейку оси. Закрепительную втулку переднего подшипника
вводят в отверстие внутреннего кольца и при помощи монтажной
втулки внутреннее кольцо переднего подшипника доводят до упора
в торец закрепительной втулки заднего подшипника. Производят
запрессовку передней закрепительной втулки.
Закрепительные втулки запрессовывают механизированным спо-
собом на специальном монтажном стенде или вручную с помощью
облегченного гидравлического пресса ПКБ ЦВ или пресса Рябова-
Барковского. Во всех случаях сначала преварительно запрессо-
189
вывают до давления 20 кН, а затем давление доводят до установлен-
ного. При этом контролируют продвижение втулки и ее выход.
Параметры, обеспечивающие правильность прилегания сопрягае-
мых поверхностей, приведены в табл. 6.3.
Монтажный стенд (рис. 6.3) представляет собой рамную конст-
рукцию 6, смонтированную на подъемнике 9, установленном на осно-
вании 8, которое передвигается поворотом маховика 7.
На раме крестообразно расположены гидравлический пресс 1 и
три гайковерта: одношпиндельный — для завертывания торцовой
крепительной гайки; двухшпиндельный 5— для болтов стопорной
планки; четырехшпиндельный 3—для болтов буксовой крышки.
Гидравлический пресс имеет привод для наворачивания его головки
на резьбовую часть шейки оси, насос и электрогидрораспредели-
тель. Гайковерты работают от электродвигателя 4 через общий ре-
дуктор 2.
Рассмотрим запрессовку закрепительной втулки с помощью гид-
равлического пресса.
Пресс подготавливается к работе путем отвинчивания нажим-
ного стакана 1 (рис. 6.4) до обнажения резьбы малого цилиндра.
Съемная рукоятка 8 удаляется. На шейку оси надевается сменная
втулка 5 с штоком 6, контактирующимся с закрепительной втулкой
и индикатором 4, который измеряет продвижение закрепительной
втулки. После этого рукояткой 7 пресс большим цилиндром 2 навин-
чивается на резьбу шейки до отказа. При этом поршень большого
цилиндра становится в свое заднее положение, а плунжер малого
цилиндра выдвигается до упора в дно нажимного стакана.
Поворачивая нажимной стакан до усилия 20 кН, производят
предварительную запрессовку. Затем нуль шкалы индикатора 4
Рис. 6.4. Положение гидравлического облегченного пресса при запрессовке за-
крепительной втулки заднего подшипника
190
подводят к большой стрелке индикатора и производят окончатель-
ную запрессовку втулки дальнейшим поворачиванием стакана до
появления на манометре 3 установленного давления. Выход втулки
определяется по отклонению малой стрелки индикатора.
По окончании установки подшипников на резьбовую часть шей-
ки оси РУ1 наворачивают торцовую гайку и затягивают до упорного
кольца (при горячей посадке) или до закрепительной втулки (при
втулочной посадке). Затем в паз шейки и шлиц гайки вводят сто-
порную планку и закрепляют болтами. К торцу шейки оси РУ1Ш
крепится болтами торцовая шайба. Под все крепительные болты
ставят пружинные шайбы, и головки болтов соединяют между собой
проволокой.
Монтаж заканчивается постановкой крепительной и смотровой
крышек буксы.
В целях увеличения надежности торцового крепления гайкой
рекомендуется применение специальной композиции (ТУ 6-01-1215-
79). Композицию наносят на резьбовую часть шейки, после чего
навертывают и затягивают гайку. Предварительно резьбу шейки и
гайки тщательно обезжиривают, насухо протирают и покрывают
соответствующим композиции активатором.
В процессе монтажа посадочные поверхности лабиринтных и
внутренних колец, а также закрепительных втулок смазывают транс-
форматорным, веретенным АУ или индустриальным 12 маслом.
Внутренние поверхности букс смазывают цилиндровым маслом 52
или 38. Лабиринтные кольца, подшипники и буксы заполняют 1 —
1,2 кг консистентной смазкой ЛЗ-ЦНИИ для подшипников на горя-
чей посадке и 1,4—1,6 кг для подшипников на втулочной посадке.
Монтаж роликовых букс можно организовать двумя методами:
непоточным и поточным. Но независимо от метода организации
сборки букс монтажное отделение должно состоять из следующих
участков: мойки подшипников и стабилизации их температуры пос-
ле обмывки и сушки; комплектования подшипников для монтажа
и их складирования, а на ремонтных предприятиях и для ремонта
их и дефектоскопии; подготовки букс и их деталей к монтажу; мон-
тажа буксовых комплектов на колесных парах.
Демонтаж букс. Полная разборка буксового комплекта осу-
ществляется с применением специальной технологической оснастки,
которая должна обеспечивать высокое качество работ без повреж-
дения деталей. Демонтаж производят механизированным способом
на специализированных участках и механизированных поточных
линиях или с использованием слесарного инструмента и оснастки.
Разборочные операции начинают со снятия буксовой крышки,
отворачивания стопорной планки и торцовой гайки или крепитель-
ной шайбы. Для отворачивания крепежных деталей торцового креп-
ления гайкой применяется поворотное устройство с гайковертами,
позволяющее последовательно отвинчивать болты крепительной
крышки, стопорной планки и торцовую гайку.
На четырехконсольной поворотной рамеЗ (рис. 6.5) этого устрой-
ства смонтированы: четырех- и восьмишпиндельные гайковерты
7 и 10 для отвертывания болтов крепительной крышки, снабжен-
ные электроприводом от двигателя 9 через вал 3; двухшпиндель-
ный гайковерт 4 с электроприводом 5 для отвинчивания болтов
стопорной планки; одношпиндельный гайковерт 6 также с индиви-
дуальным электроприводом для отворачивания торцовой гайки.
Рама закреплена на электрическом подъемнике 2, установленном
на передвижной тележке 1, стоящей на станине 13. Рама по вертика-
ли перемещается с помощью подъемника, а в горизонтальной плоско-
сти в направлении шейки оси — маховиком 11, вращение от которого
передается тележечным роликам 14, передвигающимся по направ-
ляющим 12.
Дальнейший демонтаж производят с помощью тельфера или
другого грузоподъемного механизма в следующем порядке. Если под-
шипники смонтированы на горячей посадке, то удаляют упорное
кольцо, и корпус буксы вместе с блоками подшипников снимают с
шейки оси. Внутренние кольца подшипников и лабиринтные остав-
ляют на шейке, если обеспечивается проверка внутренних колец
электроимпульсным дефектоскопом (например, на комбинированной
дефектоскопной установке), а ось контролируется ультразвуком.
Если такой контроль осуществить нельзя или при неисправности ко-
лец или расформировании колесных пар, то кольца снимают с по-
мощью индукционных нагревателей.
Если подшипники смонтированы на втулочной (холодной) посад-
ке, предварительно вынимают закрепительные втулки, для чего ис-
пользуют механизированную установку, (стенд) или переносный
(облегченный) гидравлический пресс.
Рис. 6.5. Устройство с гайковертами для отворачивания крепежных деталей
буксового комплекта
192
Рис. 6.6. Установка для выпрессовки закрепительных втулок
Механизированная установка (рис. 6.6) является гидравли-
ческим прессом 12 с телескопическим устройством для захвата закре-
пительной втулки подшипника. Пресс смонтирован на станине 3 с
передвижными роликами 2.
Выпрессовку осуществляют следующим образом. Установку по-
дают к торцу колесной пары вращением маховика, соединенного с
роликами цепной передачей.
7 Зак. 856 ' 193
Переходную втулку 10 ввинчивают во внутренний стакан 9 теле-
скопического устройства и центрируют ее с осью колесной пары вра-
щением маховика, связанного с подъемником этого устройства.
Окончательно регулируют соосность при помощи винтов с пружи-
нами 13. Затем переходную втулку подводят к закрепительной втул-
ке и включают электродвигатель 4, вал которого через редуктор 5
и зубчатые колеса 6, 7, 8 соединен с телескопическим устройством.
Происходит навинчивание переходной втулки на закрепительную
втулку подшипника.
Далее включают электродвигатель 1 насоса 16, нагнетающего
масло в цилиндр гидравлического пресса по трубопроводам через
предохранительный клапан 15 и гидрораспределитель 14. Шток
поршня 11, соединенный с внутренним стаканом телескопического
устройства, отходит назад и выводит закрепительную втулку из-под
подшипника. Имеются демонтажные стенды, объединяющие в одном
агрегате операции отворачивания крепежных болтов и выпрессовки
закрепительных втулок.
С переносным гидравлическим прессом (рис. 6.7) массой 12 кг
работают следующим образом.
Гайку пресса навинчивают на резьбу закрепительной втулки до
упора кольцевого поршня 5 в торец внутреннего кольца подшипника.
Вращением рукоятки 1 стакан 2 передвигают по резьбе малого гид-
равлического цилиндра 3 и упирают в его плунжер. Масло под плун-
жером сжимается, и его давление передается в рабочий гидравли-
ческий цилиндр 4. В результате кольцевой поршень цилиндра с боль-
шим усилием прижимается к внутреннему кольцу подшипника, и
обратная реактивная сила сдвигает втулку под внутренним коль-
цом. После ослабления втулка легко снимается с шейки оси вместе
с прессом.
4 5
Рис. 6.7. Положение переносного пресса при выпрессовке передней закрепительной
втулки
194
Рис. 6.8. Электрическая схема намагничивающего стенда
После снятия передней закрепительной втулки вынимают при
помощи крючкового съемника внутреннее кольцо переднего подшип-
ника вместе с роликами, если подшипник цилиндрический. Сфери-
ческий подшипник вынимается целиком.
Заднюю закрепительную втулку вынимают таким же образом.
Затем снимают с шейки оси буксу вместе с наружным кольцом перед-
него цилиндрического подшипника, с дистанционным кольцом и зад-
ним сферическим подшипником, если в буксу были поставлены ци-
линдрический и сферический подшипники, или только с одним сфе-
рическим подшипником, если букса была смонтирована с двумя
сферическими подшипниками.
Демонтированные подшипники обмывают и зачищают в специа-
лизированных моечных машинах и после остывания разбирают, ре-
монтируют и дефектоскопируют.
Магнитная дефектоскопия. Детали роликовых подшипников
(внутренние и наружные кольца и ролики) проверяют комбиниро-
ванным способом, т. е. сочетанием продольного (полюсного) и по-
перечного (циркулярного) способов намагничивания на специаль-
ной дефектоскопной установке. Намагничивание производится
импульсным током и происходит мгновенно (на тысячные доли се-
кунды включается ток большой силы и низкого напряжения). Источ-
ником импульсов тока является мгновенный разряд батареи конден-
саторов, имеющейся в электрической цепи дефектоскопного устрой-
ства. После намагничивания деталь обливают магнитной суспен-
зией, осматривают и затем размагничивают. При неполном размаг-
ничивании к деталям подшипника будут прилипать металлические
частицы, образующиеся от истирания в процессе эксплуатации, что
может привести к ускоренному износу подшипников.
Дефектоскопная установка состоит из стенда для намагничи-
вания, стола для осмотра намагниченных деталей и демагнитизатора.
В электрическую часть намагничивающего стенда входят: вып-
рямительный мост 1 (рис. 6.8) из четырех соответствующих дио-
дов; резистор 3 для ограничения тока заряда конденсаторной ба-
тареи 10; магнитный пускатель 4 для включения батареи в намаг-
ничивающие цепи; силовой кремниевый тиристор 5 для пропуска им-
7* 195
пульса намагничивающего тока в заданном направлении; стержень 7
для циркулярного намагничивания проверяемого кольца 9\ соленоид-
ный виток 8 для полюсного намагничивания этого кольца; переклю-
чатель 6 для изменения направления импульса намагничивающего
тока в соленоиде; выключатель 2 для отключения цепи заряда кон-
денсаторной батареи в момент ее разряда на намагничивающие цепи.
При контроле роликов в намагничивающий контур устанавливают
виток, стержень и розеточный контакт, соответствующие размерам
ролика.
Контрольный стол оснащен приспособлением в виде двух вали-
ков, на которые устанавливают намагниченную деталь, стойкой со
светильником и электронасосом для перемешивания и подачи на де-
таль магнитной суспензии.
Демагнизатор состоит из соленоида, в котором имеется лоток
для перемещения деталей подшипников при размагничивании. Раз-
магничивание осуществляется воздействием на намагниченную де-
таль переменным постепенно уменьшающимся по величине магнит-
ным полям.
Разработан автоматический дефектоскоп ДТ-411 для дефекто-
скопии роликов электромагнитным методом (вихревыми токами).
Дефектоскоп выявляет трещины и волосовины на образующей по-
верхности и торцах роликов 32X52 мм и в процессе контроля сорти-
рует их на две группы: годные и брак. Ролики в приемный лоток
автомата загружают вручную (14 шт.).
Дефектоскоп выполнен отдельными блоками в настольном испол-
нении. Ролики с лотка загрузочного устройства поступают по одно-
му на вращающиеся валики каретки механизма развертки, которая
подает ролики к датчикам контроля, предварительно настроенными
по эталонному ролику с дефектами. С помощью специального блока
последовательно осуществляются ход и подъем каретки для сканиро-
вания (поиска дефектов) неподвижными датчиками сначала обра-
зующей, а затем торцовых поверхностей ролика. При обнаружении
дефекта с электронного прибора поступает сигнал на электронное
реле механизма развертки. Последнее срабатывает и включает
электромагнит сортирующего устройства. Открывается заслонка, и
ролик направляется в лоток брака. Годные ролики поступают в ло-
ток годных изделий, минуя закрытую заслонку. Наблюдение сигна-
лов, поступающих с датчиков, можно вести по осциллографическому
индикатору. Производительность дефектоскопа до 500 роликов/ч.
6.3. РЕМОНТ РОЛИКОВЫХ подшипников
Система контроля за состоянием букс с роликовыми подшипни-
ками. Для содержания букс с роликовыми подшипниками в исправ-
ном состоянии и своевременного выявления возможных дефектов и
повреждений предусмотрено выполнение технических ревизий.
196
Полная ревизия производится при полном освидетельствовании
колесных пар, недопустимом нагреве букс, отсутствии специальной
бирки на буксе и разрушении буксового комплекта. При полной ре-
визии буксы демонтируют, очищают и тщательно осматривают все
детали буксового комплекта, а также колесные пары.
После выполнения полной ревизии на одну из букс колесной
пары ставят бирку, укрепленную болтом крепительной крышки. На
бирке выбивают номер оси, месяц и две последние цифры года и
условный номер пункта, производившего это освидетельствование
и монтаж букс.
Промежуточная ревизия букс заключается в проверке состояния
переднего подшипника, качества смазки и надежности торцово-
го крепления, для чего снимают смотровую или крепительную крыш-
ку. Промежуточная ревизия производится при обыкновенном осви-
детельствовании колесных пар, при обточке их без снятия букс,
единой технической ревизии пассажирских вагонов.
Неисправности и ремонт роликовых подшипников. Возникнове-
нию неисправностей роликовых подшипников могут способствовать
многие факторы: конструктивные недостатки и плохое качество под-
шипников, неправильный монтаж букс, низкое качество, недоста-
точное или избыточное количество смазки, попадание в буксу посто-
ронних включений, неправильная сборка тележек, сверхдопусти-
мые продольные и осевые нагрузки, динамические удары.
Основными повреждениями, которые приводят к чрезмерному
нагреву букс, а затем к полному разрушению подшипников, явля-
ются разрывы внутреннего кольца и сколы его бортов, ослабление
посадки внутренних колец, изломы сепараторов, ослабление торцо-
вого крепления.
Разрывы внутренних колец и сколы (отколы) их бортов проис-
ходят в холодном состоянии и в значительной степени зависят от
наличия в кольцах больших внутренних напряжений, возникших при
изготовлении. В основном это происходит с кольцами, изготовлен-
ными из стали объемной закалки, например, марки ШХ15СГ. Эта
сталь обладает большой хрупкостью и чувствительна к различным
поверхностным концентраторам напряжений. Риски от токарной об-
работки, микроожоги при шлифовании, контактно усталостное
выкрашивание приводят к возникновению и развитию трещин, чему
способствуют остаточные напряжения после закалки и отпуска.
Кольца из стали ШХ4 регламентированной прокаливаемости изла-
мываются значительно реже.
К трещинам и разрывам внутренних колец могут привести элект-
роожоги, перекосы роликов, сколы торцов роликов, вызывающие эти
перекосы. Электроожоги происходят из-за неправильного заземле-
ния электрического провода при выполнении сварочных работ на
вагоне, а также вследствие прохождения через буксы обратного
тока от системы электроотопления вагонов при питании их от ста-
ционарных установок напряжением 3000 В в парке отстоя.
Разрывы колец вызывают заклинивание роликов подшипника. К
этому же приводят попадание осколков борта на дорожку качения и
недостаточный радиальный зазор, допущенный при монтаже, кото-
рый еще больше уменьшается при рабочем нагреве.
Ослабление (проворачивание) внутреннего кольца происходит
в результате неправильного подбора посадочного натяга. Если меж-
ду кольцом и шейкой оказывается масляная прослойка, то какой-то
промежуток времени кольцо работает аналогично подшипнику сколь-
жения. Когда же создаются условия трения без смазки детали под-
шипника, и шейка оси быстро нагреваются и повреждаются. Они
покрываются окалиной, оплавляются латунью сепаратора. Вследст-
вие этого появляются задиры, возникают трещины и сколы.
Усталостные разрушения сепараторов и изломы из-за наруше-
ний технологии изготовления и монтажа происходят обычно в пе-
риод действия наибольших вертикальных динамических нагрузок
(зимнее и весеннее время года) и в первые месяцы эксплуатации.
Установлено, что концентраторы напряжений образуются в виде
хвостов горячих трещин в углах окон сепаратора.
При изломе сепаратора его кусочки откалываются и оплавля-
ются, ролики начинают проскальзывать по дорожке качения. Появля-
ются ползуны на образующей роликов и задиры на их торцах. Воз-
никают задиры на дорожке качения и бортах колец. Такое же явле-
ние имеет место при недостаточности осевого зазора.
При разборке эксплуатируемых подшипников обнаруживаются
дефекты на дорожках качения колец, и образующей роликов: уста-
лостные раковины из-за достижения предела выносливости металла;
коррозионные раковины и предшествующие им поверхностная и
точечная коррозия в результате попадания в смазку воды и длитель-
ного отстоя вагонов в парке ожидания; шелушение (рябина) вслед-
ствие проскальзывания роликов по дорожкам качения; электроожоги
в виде небольших точек-кратеров в результате кратковременного
прохождения электрического тока через подшипник или в виде риф-
ления, если прохождение тока является длительным; вмятины из-за
попадания в подшипник твердых включений; различные забоины и
задиры вследствие небрежности монтажа и демонтажа. На поса-
дочных поверхностях наружных и внутренних колец и закрепитель-
ных втулок обнаруживается коррозия (фретинг-процесс), как ре-
зультат микроперемещений в условиях знакопеременного радиаль-
ного нагружения. На торцах роликов и бортах колец — задиры ти-
па «елочки», обусловленные воздействием осевых сил при отсутствии
масляной пленки на трущихся поверхностях. Трещины и изломы
упорных колец — от неравномерных деформаций при их креплении
торцовой гайкой.
Некоторые дефекты и повреждения роликового подшипника по-
казаны на рис. 6.9.
198
Рис. 6.9. Дефекты и повреждения деталей
роликового подшипника:
1 и 5 — усталостные раковины на дорожках
качения колец; 2 — коррозионная раковина на
ролике; 3 — излом сепаратора; 4 — трещина у
основания перемычки; 6 — трещина кольца;
7 — скол борта кольца
На вагоноремонтных предприятиях производится текущий ре-
монт роликовых подшипников, который заключается в разборке,
осмотре и браковке деталей, исправлении небольших дефектов, сбор-
ке и парной комплектовке подшипников с заменой отдельных де-
талей.
Установлены два вида текущего ремонта подшипников — без
переборки роликов и с переборкой. Детали с незначительными дефек-
тами, например ролики и кольца с мелкими рисками, наминами, вмя-
тинами и небольшой коррозией, не бракуют.
При ремонте рабочую поверхность роликов шлифуют, зачищают
торцы от задиров и заусенцев и кольца от коррозии, запиливают
острые углы в месте примыкания перемычки к телу сепаратора, вос-
станавливают чеканку сепаратора, зачищают борта у наружных
колец и закрепительные втулки.
Сепараторы подшипников подвергают химической очистке (ос-
ветлению) для определения трещин визуально или с помощью лю-
минесцентной дефектоскопии. Химическую очистку с предваритель-
ным обезжириванием и промывкой в горячей и холодной воде выпол-
няют в водном растворе смеси ортофосфорной, уксусной и азотной
кислот с небольшим добавлением соляной кислоты.
6.4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ
Корпусы подшипников скольжения отливают из углеродис-
тых сталей марок 15Л, 20Л, 25Л, 20ГЛ с последующей термообработ-
кой или штампуют из сталей марок СтО, СтЗ. Буксовые вкладыши
изготовляют из стали 15Л.
Механическая обработка корпуса подшипника предусматривает
подрезку торцов и обработку опорных поверхностей, заплечиков и
упорного бурта, пазов для крепления баббита, расточку корпуса с
подрезкой галтели. Эти операции выполняют на универсальных
строгательных, фрезерных и токарных станках с применением при-
способлений.
Для заливки подшипников применяют кальциевый баббит сле-
дующего состава: 0,95—1,15% кальция, 0,7—0,9% натрия, 0,50—
0,20% алюминия, остальное — свинец. Примеси не более: 0,10% вис-
мута, 0,25% сурьмы, 0,02% магния, 0,3% прочих элементов.
199
Заливка производится в специальных формах. Технологический
процесс заливки состоит из подготовки форм, плавки баббита и за-
ливки форм.
Подшипники, подлежащие заливке, обезжиривают и протирают
насухо. Острые кромки пазов для крепления баббита притупляют.
Подготовленные таким образом подшипники попарно вставляют в
формы, плотно прижимают к сердечникам накидными хомутами и об-
мазывают печной глиной с добавкой поваренной соли или замесом
молотого асбеста на воде. Затем подогревают в электропечи до
температуры 200 °C. Одновременно с подготовкой форм баббит под-
готовляют к плавке, которая производится в электропечах или
специальных тиглях. Перед загрузкой в тигель чушки баббита
подогревают до температуры 150—200 СС.
После загрузки баббита тигель- нагревают равномерно по всей
высоте до температуры 520—550 °C. Для получения однородности
состава расплавленный металл перемешивают и разливают в
подогретые формы, установленные под тиглем. Время расплавле-
ния баббита в тигле должно быть не более 40 мин, а разлив од-
ной плавки по формам 15 мин.
Для предварительного подогрева форм и последующей залив-
ки подшипников имеются полуавтоматические установки.
Залитые формы оставляют для естественного охлаждения до
температуры 15—20 °C. Искусственное охлаждение применять
нельзя. После охлаждения подшипники вынимают из форм, очищают
от обмазки, удаляют заусенцы и опиливают галтели.
Подшипники, залитые баббитом, должны удовлетворять сле-
дующим требованиям: поверхность заливки должна быть матово-
серебристого цвета; баббитовый слой должен быть плотно соединен
с корпусом (при легком обстукивании молотком слышен чистый
звук); поверхность заливки должна быть чистой и ровной без посто-
ронних включений, трещин, раковин и пор. Твердость слоя баб-
бита должна составлять не ниже НВ 18 по истечении 3 ч после залив-
ки или по истечении суток не менее НВ 23.
Залитые подшипники растачивают на расточных, горизонталь-
но-фрезерных или специальных станках. Диаметр расточенного под-
шипника должен быть больше диаметра шейки на 1—2 мм. На этих
же станках обрабатывают галтели и снимают кромки (холодиль-
ники) вдоль подшипника с обеих сторон.
На боковой поверхности корпуса наносят клейма ----- месяц и
две последние цифры года заливки и условный номер предприятия,
производившего заливку.
Очень важно соблюдать режим нагрева форм до установленной
температуры. Исследования показывают, что даже незначительные
отклонения от заданной температуры форм приводят к образованию
200
между баббитовой заливкой и корпусом подшипника усадочных
раковин. Они появляются в минимальных размерах и при темпера-
туре 200 °C и вызывают в большинстве случаев трение букс. Это
объясняется изменением геометрии подгонки подшипников по шей-
кам осей колесных пар сразу же после загрузки вагонов. Строгий
контроль за температурой нагрева форм и последующее уплотнение
баббитовой заливки на специальном прессе полностью исключают
остекление подшипников и грение букс.
Неисправности подшипников скольжения. Наиболее характерные
неисправности трехслойных подшипников скольжения: естественный
износ баббитового слоя, трещины, отколы, отставание и выдавли-
вание брббита, износ заплечиков и упорного бурта корпуса под-
шипника, его отколы и трещины, отколы и трещины армировки,
ослабление армировки и образование зазоров между ею и корпусом.
Подшипники скольжения перед ремонтом осматривают с обсту-
киванием молотком. Дребезжание указывает на отставание баббито-
вого слоя или армировки. Ослабление баббитового слоя и армиров-
ки является следствием ненадежности их крепления в пазах и вы-
точках в виде «ласточкина хвоста». Трещины в баббитовом слое
появляются при наличии зазоров между армировкой и баббитом.
Пористость и раковины в баббите, которые образуются в результате
неправильного состава шихты и нарушений температурного режима
плавки, а также повышенное или пониженное содержание натрия в
сплаве приводят к появлению трещин.
Выдавливание баббита сопровождается возникновением трещин
и откатов и происходит при увеличении давления на подшипник.
Это может произойти, например, при малом угле охвата шейки под-
шипником или при увеличении нагрузки на ось. Пониженное содер-
жание кальния в баббите способствует возрастанию выдавливания.
Конструкция двухслойных подшипников более надежна по срав-
нению с трехслойными.
Грение букс в большинстве случаев способствует поврежде-
нию подшипника шейки оси и при несвоевременной остановке поез-
да может привести к ее излому.
Причинами нагрева букс с подшипниками скольжения могут
быть: некачественная подгонка подшипников по шейке оси — несоб-
людение установленных допусков по длине (разбег) и диаметру шей-
ки, отсутствие или неправильные размеры холодильников, наличие
усадочных раковин между баббитовой заливкой и армировкой; низ-
кое качество баббитового слоя: выкрашивание и выдавливание;
неправильная сборка буксового комплекта (например, перекос под-
шипника в буксе); плохая заправка букс польстерами или подбивоч-
ными валиками, неисправность польстеров, оседание, смерзание и
загрязнение валиков; наличие в буксе загрязненного или обводнен-
201
ного масла, недостаток масла, применение несезонных масел; попа-
дание в буксу песка или других посторонних включений.
Ремонт подшипников скольжения. Изношенные опорные поверх-
ности, торцы, заплечики и упорные бурты стальных корпусов под-
шипников, их отбитые части, а также изношенные опорные поверх-
ности, боковые и торцовые стороны и трещины бурта буксовых вкла-
дышей восстанавливают электрической сваркой с последующей меха-
нической обработкой.
Износ, трещины и изломы латунной армировки трехслойных под-
шипников устраняют газовой наплавкой латунными прутками с пред-
варительным подогревом корпуса подшипника до температуры 200—
300 СС. Ослабление армировки устраняют раздачей латуни в пазах
корпуса на гидравлическом или пневматическом прессе, вдавлива-
нием в нескольких местах стального шарика диаметром 10 мм на
глубину 5 мм усилием 100 кН или постановкой сквозных латунных
или медных заклепок, которые расклепывают с обеих сторон впотай
и зачищают.
Выработка галтелей, трещины, местные отколы баббитовой за-
ливки устраняют газовой или электрической наплавкой баббитом,
местной напайкой паяльником. Трещины предварительно разделы-
вают. При подогреве корпусов подшипников до температуры 250° С
разделку трещин можно не производить.
Подшипники, подлежащие перезаливке, промывают в 2—
3%-ном растворе каустической соды при температуре 65—70° С и
обмывают горячей водой. Затем баббитовую заливку подплавляют
в электропечи до выпадения ее в виде корок под действием собствен-
ного веса из корпуса подшипника. Остатки баббита в пазах выплав-
ляются при подогреве до температуры 440—500° С и повторно не
используются. Более прогрессивной технологией является выплавка
из подшипников старого баббита при помощи высокопроизводи-
тельной автоматической индукционной установки, оборудованной
элеватором для охлаждения подшипников. Применение такой уста-
новки резко снижает выгорание кальция и натрия из старого бабби-
та и исключает контакт рабочих с парами свинца.
При составлении шихты используют 30—50% старого подплав-
ленного баббита по массе в зависимости от содержания кальция в
новом баббите. Перед перезаливкой подшипники очищают от остат-
ков баббита и окалины металлическими щетками и проверяют проч-
ность крепления армировки, обстукивая молотком.
Перезаливка осуществляется по технологии заливки новых под-
шипников, в литейных формах, позволяющих заливать подшипники
по градациям, соответствующим определенным размерам диаметра
и длины шейки оси. Ремонт и заливку подшипников скольжения
производят в специальных отделениях.
202
6.5. ОХРАНА ТРУДА ПРИ РЕМОНТЕ ПОДШИПНИКОВ
При работе с индукционными нагревателями пользоваться не-
исправными и незаземленными нагревателями не допускается. Кор-
пусы электрических печей для нагрева внутренних и лабиринтных
колец подшипников должны быть заземлены, а сами печи оборудо-
ваны устройствами, выключающими ток при открывании загрузоч-
ных дверей. Для предупреждения выплескивания горячего масла
из масляной ванны с электроподогревом масло перед заливом необ-
ходимо проверить на отсутствие влаги и после заполнения пропарить.
Корпус ванны заземляют. Детали для нагрева опускают осторожно.
Гидравлические прессы и другие приспособления, работающие с
большими усилиями, необходимо подвергать периодическим осмот-
рам для выявления неисправностей во избежание травмы.
Кальциевый баббит содержит около 98% свинца, концентрация
которого в воздухе не допускается свыше 0,01 мг/м3. Поэтому баб-
битозаливочные участки оборудуют приточно-вытяжной вентиля-
цией.
Электроплавильные печи должны обладать закрытой камерой для
заливки подшипников и нижним разливом. Перед загрузкой в тигель
баббит требуется подогреть до полной просушки во избежание воз-
можного взрыва от образования паров влаги. Тигель с расплавлен-
ным баббитом ставят на устойчивые сухие подставки с гнездами для
тиглей.
Полы в помещениях должны быть бетонными или из чугунных
рифленых плит.
Станки для расточки залитых подшипников оборудуют борто-
выми отсосами для удаления мелкой свинцовой стружки и свинцовой
пыли. После заливки и расточки подшипников нужно мыть руки
1%-ным раствором уксусной кислоты или 1%-ным раствором каль-
цинированной соды и ополаскивать теплой водой с сульфинирован-
ным мылом. Перед приемом пищи чистить зубы.
Глава 7
ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ ВАГОННЫХ ТЕЛЕЖЕК
7.1. ПРОИЗВОДСТВО ТЕЛЕЖЕК ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ
Изготовление основных частей тележек. Для всех вновь строя-
щихся пассажирских вагонов применяют тележки КВЗ-ЦНИИ I
или И типа. Тележка состоит из колесных пар, рамы, буксового и
центрального рессорных подвешиваний, рычажно-тормозной переда-
чи, привода генератора (для тележки с котловой стороны вагона),
гидравлических гасителей колебаний.
Рама тележки штампованно-сварной конструкции собирается
из предварительно изготовленных технологических составных час-
тей (сборочных единиц), которые состоят из двух боковых продоль-
ных балок, двух средних поперечных балок, продольных промежу-
точных и концевых балок с кронштейнами для крепления рычажно-
тормозной передач .
Боковую продол’иую Яал«у ра» коробчатого сечения изготов-
ляют из двух швеллеров (№ 20 длиной 3900±3 мм) с разницей раз-
меров по высоте не более 2 мм. На концах швеллеров в вертикаль-
ной полке делают клинообразные вырезы длиной 600 мм, верхнюю
полку подгибают до соприкосновения линий выреза и с двух сторон
приваривают сваркой.
Эти швеллеры помещают в приспособление для сборки (рис. 7.1),
которое позволяет поворачивать балку при сварке. Сварка продоль-
ных швов выполняется автоматом типа ТС-32 под слоем флюса.
Собранную балку передают на следующую позицию, где в поворот-
ном кондукторе устанавливают усиливающие нижние и верхние
листы, обечайки сквозных отверстий и наладки. Детали балки зак-
репляют прижимами кондуктора, соединяют между собой прихват-
ками и затем сваривают полуавтоматической сваркой в среде угле-
кислого газа. После проверки правильности сборки продольную
балку перемещают на позицию общей сборки рамы.
Средние поперечные балки рамы также имеют в поперечном се-
чении коробчатый профиль и свариваются из штампованных лис-
тов— двух вертикальных и двух горизонтальных нижнего и верх-
него. Сборка осуществляется в кондукторе с базированием по отвер-
стиям для предохранительных скоб центрального подвешивания,
сварка в поворотной установке автоматической головкой типа АБС.
Продольные вспомогательные и концевые поперечные балки
рамы тележки изготовляют методом горячей штамповки из листовой
стали толщиной 14 мм.
Раму собирают на стационарном кондукторе (рис. 7.2). На ос-
нование кондуктора устанавливают вначале одну продольную бал-
204
3300
Рис. 7.1. Кантователь для сборки и сварки продольной балки тележки:
/ и 7 — стойки; 2 и 5 — захваты; 3 — винтовой зажим; 4 — свариваемая продольная балка;
6—вал привода; 8— муфта; 9—червячный редуктор; 10 — электродвигатель
Рис. 7.2. Кондуктор для сборки и сварки рамы тележки:
/ — основание; 2—пневматический прижим для концевой балки; 3—собираемая рама
тележки; 4 и 5 — пиевморежимы соответственно для продольной и поперечной балок;
6’ — упор-фиксатор для промежуточных балок; 7 — упор для установки поперечных балок;
8 и 9 — фиксаторы для установки соответственно поперечных и продольных балок;
10— фиксатор для установки тормозных кронштейнов
205
ку, фиксируют по отверстиям подвесок центрального подвешива-
ния и ставят две поперечные балки по плавающим фиксаторам. Затем
подают вторую продольную балку и укладывают на опоры кондук-
тора, совмещая стыки ее горизонтальных листов с листами попереч-
ной балки.
После совмещения стыкуемых мест эти сборочные единицы под-
жимают горизонтальными пневмоприжимами и закрепляют верти-
кальными. Затем устанавливают концевые и промежуточные про-
дольные балки. Собранные в кондукторе составные части рамы сое-
диняют прихватами и затем сваривают полуавтоматами А-537,
А-547У в среде углекислого газа.
По окончании сварки рама поступает на стенд второй сборки,
где по накладному кондуктору приваривают полуавтоматической
сваркой опорные плиты шпинтонов буксовых комплектов. Чтобы
обеспечить размещение в одной плоскости мест под шпинтоны (до-
пускается неплоскостность 3 мм на длине рамы), плиты изготовляют
с припуском 12—15 мм на механическую обработку, которая осу-
ществляется на двухшпиндельном вертикально-фрезерном станке
портального типа. После обработки раму передают на позицию сбор-
ки и приварки направляющих колец шпинтонов, кронштейнов гид-
равлических гасителей колебаний и поводков.
После завершения всех сборочно-сварочных операций рама пе-
редается конвейером на участок дробеструйной очистки, грунтовки,
окраски и сушки. Заключительными операциями изготовления рамы
тележки являются сверление отверстий для крепления шпинтонов,
предохранительных скоб, тормозных устройств и других деталей
и установка шпинтонов.
Надрессорная балка тележки выполнена в виде сварной конст-
рукции коробчатого сечения и состоит из верхнего пояса, кресто-
вины, опорных элементов, кронштейнов поводков, опор скользу-
нов. Часть надрессорной балки перед сборкой и сваркой покрывают
декстринно-меловым составом, предохраняющим поверхности от при-
липания сварочных брызг. Общая сборка балки в условиях серийно-
го производства осуществляется на механизированной поточной
линии.
Первая позиция поточной линии оборудована кондуктором, на
который устанавливают базовую деталь надрессорной балки —
верхний пояс. Затем устанавливают крестовину, опорные детали и
боковые листы. Собранные части сваривают с внутренней стороны.
После этого укладывают нижний лист балки, усиливающие наклад-
ки и соединяют их с боковыми листами с помощью прихваток.
Вторая позиция предназначена для сварки собранной балки и
оборудована двухстоечным кантователем для балки.
На третьей позиции на балку монтируют кронштейны гидравли-
ческих гасителей колебаний и поводков, опоры скользунов. Сборка
осуществляется в поворотном кондукторе. Собранные детали скреп-
ляют прихватками и передают балку на следующую позицию.
206
Четвертая позиция оборудована кантователем для окончатель-
ной сборки и сварки балки. Здесь же зачищают сварные швы.
Сварочные работы на первой, второй и четвертой позициях ве-
дут в среде углекислого газа с использованием полуавтоматов
А-547У, А-537.
На пятой позиции надрессорную балку помещают на контроль-
ный стенд, проверяют ее геометрические размеры, осматривают
сварные швы и проверяют их с помощью ультразвукового дефекто-
скопа.
На шестой позиции выполняют дробеструйную очистку балки в
камере проходного типа от пригаров, шлака, сварочных брызг. Пос-
ле очистки балку окрашивают, сушат и передают на участок сбор-
ки тележек.
Сборка тележек. Тележки собирают на механизированной поточ-
ной линии, состоящей из семи позиций.
Первая позиция оборудована сборочным стендом с фиксаторами
для колесных пар, которые подбирают с разницей диаметров по кру-
гу катания не более 6 мм. На закрепленные фиксаторами колесные
пары монтируют буксовые пружинные комплекты. Затем на опору
стенда устанавливают поддон центрального подвешивания с комп-
лектом пружин, на которые затем укладывают надрессорную балку
так, чтобы внутренние пружины комплектов вошли в ее гнезда. Да-
лее с помощью кран-балки опускают раму на колесные пары, совме-
щая хвостовики шпинтонов с отверстиями в опорах букс, и гидрав-
лическими домкратами стенда поднимают поддон, сжимая пружин-
ные комплекты. Устанавливают подвески центрального подвешива-
ния (серьги, тяги и валики), соединяя поддон с рамой тележки.
На резьбовые концы шпинтонов наворачивают крепежные гайки.
На второй позиции монтируют рычажную тормозную передачу
тележки. Валики, соединяющие рычаги, затяжки и тяги, устанавли-
вают головками внутрь тележки и шплинтуют. После монтажа ры-
чажной передачи устанавливают и крепят предохранительные скобы.
Третья позиция предназначена для затяжки гаек крепления
шпинтонов и центрального люлечного подвешивания. На этой же по-
зиции устанавливают гидравлические гасители колебаний, продоль-
ные горизонтальные амортизаторы (поводки), скользуны. На тележ-
ке, которая устанавливается с котловой стороны вагона, навешивают
генератор и привод генератора.
Четвертая позиция оборудована специальным гидравлическим
стендом, имитирующим вертикальную нагрузку на тележку от мас-
сы вагона. На этой позиции регулируют зазоры вертикальных боко-
вых поперечных и продольных скользунов, а также симметричность
надрессорной балки относительно рамы тележки. Зазоры регулируют
с помощью прокладок, а симметричность балки с помощью повод-
ков. Кроме того, регулируют зазор между пятником и наружным
бортом подпятника (в вертикальной плоскости). 207
По окончании регулировки тележку перекатывают на пятую по-
зицию, где устанавливают таблички и полностью проверяют качест-
во сборки. Дефекты, выявленные при осмотре, исправляют, оформ-
ляют паспорт на тележку и передают ее на шестую и седьмую пози-
ции для обезжиривания поверхностей, окраски и сушки.
7.2. РЕМОНТ ТЕЛЕЖЕК ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ
Износы тележек. Активно подвергаются истиранию шарнирные
соединения деталей люлечного подвешивания (цапфы опорных ба-
лок, стенки отверстий подвесок и т. и.) и тормозной рычажной пере-
дачи. Интенсивно изнашиваются поверхности шпинтонов, втулок и
сухарей фрикционных гасителей колебаний.
Установлено, что с увеличением зазоров в шарнирных соедине-
ниях значительно возрастают действующие на них динамические
нагрузки и соответственно увеличивается темп нарастания износов
трущихся деталей.
На графиках износа внутренних поверхностей отверстий тор-
мозных башмаков и подвесок тележек ЦМВ (рис. 7.3) видно, что
фаза приработки / заканчивается после пробега вагоном 5—10 тыс.
км, фаза // стабильного установившегося износа неупрочненных
поверхностей длится 250—300 тыс. км, а цементированных—1250 —
1500 тыс. км. После пробега 300—350 тыс. км наступает интенсивный
износ неупрочненных втулок (фаза ///).
Технология ремонта. Технологический процесс осуществляется
на ремонтных позициях, оснащен-
ных соответствующим оборудо-
ванием. Тележки перемещаются
по позициям и ремонтным стендам
при помощи специальных уст-
ройств и мостовым краном.
На первой позиции снимают
гайки шпинтонов, тормозные ко-
лодки, датчики контроля нагрева
букс и осевые шкивы приводов ге-
нераторов. На второй позиции те-
лежку обмывают в моечной маши-
не. После обмывки тележку пере-
мещают на третью позицию, где
имеется стенд, оборудованный
фиксаторами для установки колес-
ных пар по базе тележки. Раму те-
лежки КВЗ-ЦНИИ при помощи
мостового крана снимают с колес-
ных пар и подают на отдельно сто-
Рис. 7.3. Графики износа отверстий тор-
мозных башмаков и подвесокф
1 и 2 — с неупроченными втулками в
отверстиях наружного и внутреннего ушка
башмака; 3 к 4 — с неупроченными
втулками диаметром 32 и 55 мм в отвер-
стиях башмака; 5 и 6 — с цементирован-
ными втулками в отверстиях наружного
и внутреннего ушка башмака
208
ящий стенд, оборудованный приспособ-
лениями с электрическим или пневма-
тическим приводом для сжатия цент-
рального рессорного подвешивания
для возможности его разборки. На этом
же стенде выполняют сборку централь-
ного рессорного подвешивания.
Стенд для разборки и последующей
сборки центрального рессорного под-
вешивания тележек выполнен в виде
Рис 7.4. Стенд для разборки
центрального рессорного под-
вешивания тележек
двух подъемников / (рис. 7.4) грузопо-
дъемностью 30 т, установленных в
приямке. На головках подъемников
смонтированы опорные плиты 2. Шкво- КВЗ-ЦНИИ
рень 3 со специальным вырезом для чеки 4 вставлен в опорную стой-
ку 5. Подъемники и стойка находятся на общем основании, опираю-
щемся на фундамент 6.
Разобранные комплекты пружин осматривают, обмеряют, комп-
лектуют и в случае исправности подают на сборку для установки
на тележку. Поломанные пружины бракуют, просевшие отправляют
в ремонт.
Колесные пары с буксами направляются в ремонт. После
разборки тележки рама и надрессорная балка перемещаются
со стенда разборки центрального подвешивания мостовым краном на
соответствующие для производства ремонта стенды-кантователи.
Все отремонтированные детали и сборочные единицы перемеща-
ют поодиночке или в кассетах краном на четвертую позицию для
установки их на раме тележки.
Тележки КВЗ-5 и КВЗ-ЦНИИ собирают на четвертой позиции.
Здесь на раме тележки КВЗ-5 закрепляют предохранительные ско-
бы, собирают центральное рессорное подвешивание, устанавливают
надрессорную балку.
На тележку КВЗ-ЦНИИ, поступившую с собранным централь-
ным подвешиванием, устанавливают продольные поводки, предохра-
нительные стержни и скобы, гидравлические гасители колебаний.
При этом необходимо обеспечить соответствующие зазоры между
надрессорной балкой и рамой тележки.
На пятой позиции поточно-конвейерной линии на стенде, обо-
рудованном фиксаторами положения колесных пар, тележки окон-
чательно собирают. На эту позицию с четвертой позиции поступает
отремонтированная и укомплектованная всеми необходимыми де-
талями рама, а также подаются колесные пары с буксами и комп-
лекты деталей буксового подвешивания.
Раму тележки устанавливают на колесные пары так, чтобы
шпинтоны прошли через пружины рессорного подвешивания и отвер-
стия в опорах буксы, и закрепляют предварительно гайки шпинто-
209
нов. При сборке фрикционных гасителей колебаний тарельчатую
пружину устанавливают большим основанием вниз, а меньшим —
вверх.
На пятой позиции на колесные пары монтируют редукторы при-
вода генератора, датчики контроля температуры букс, противогаз-
ные устройства и заземляющие перемычки электропроводки между
рамой тележки и буксами. На раме тележки устанавливают комплек-
ты рычажной передачи, предохранительные скобы, траверсы, подвес-
ки с башмаками и навешивают генератор.
Собранную и проверенную шаблонами тележку перемещают на
шестую позицию в камеру для окраски методом безвоздушного рас-
пыления. После окрашивания тележку подают на седьмую позицию
в камеру сушки, куда поступает воздух, нагретый до температуры
60—70° С. Сушится тележка в течение 25—30 мин. Из сушильной
камеры тележки выкатывают при помощи толкателя, а затем с по-
мощью крана подают на первую позицию, где окончательно затяги-
вают гайки шпинтонов. Затяжку тарельчатой пружины производят
с усилием около 60 кН до полного ее выпрямления. Если отверстия
под шплинт в шпинтоне и гайке не совпадают, ставят регулирующие
шайбы не более двух толщиной до 2 мм. Затем на тележку устанав-
ливают тормозные колодки.
Раму тележки ремонтируют с использованием стенда-кантовате-
ля, который снабжен двумя подъемниками 7 (рис. 7.5) с электро-
приводом. На подъемниках смонтированы подвижная 8 и неподвиж-
ная 1 консоли с вращающимися ведущей 4 и ведомой 5 траверсами.
Неподвижная консоль снабжена механизмом для поворачивания
траверсы (червячный редуктор 3 с электродвигателем 2), подвиж-
ная — ползуном 6. Стенд оборудован колонками для подвода тока
при выполнении сварочных работ и трубопроводом для подачи сжа-
того воздуха.
Установленную и закрепленную в траверсах раму можно пово-
рачивать на 360° для осмотра, обмера и ремонта. При осмотре про-
веряют состояние сварных швов, дефектные швы вырубают до основ-
ного металла, заваривают в нижнем положении электродами Э42А
и зачищают шлифовальным кругом. Изношенные или пораженные
коррозией места восстанавливают наплавкой. На нижних полках
продольных балок рамы заваривают трещины, которые не выходят
на вертикальные стенки. При заварке необходимо: вырубить трещи-
ну по всей длине, скашивая кромки наружу балки, заварить её, за-
чистить сварной шов заподлицо с основным металлом; на подго-
товленное место подогнать плоскую накладку толщиной 0,8—1,5 см,
перекрывающую трещину на 100 мм с каждой стороны, прихватить
накладку сваркой и приварить ее по периметру обратно-ступенчатым
способом.
У рам тележек проверяют расположение шпинтонов и кронштей-
нов подвесок рычажной передачи тормоза соответственно чертежам,
210
Рис. 7.5. Стенд-кантователь для разборки рамы тележки
а при капитальном ремонте определяют вертикальный и горизонталь-
ный прогибы продольных и поперечных балок (допускается не более
10 мм) и пропеллерность всей рамы (допускается не более 6 мм).
При несоответствии проверяемых размеров допустимым, раму вы-
правляют на прессе с предварительным подогревом. На этом же
стенде-кантователе проверяют состояние вертикальных скользунов и
замеряют шаблонами. Если зазоры между вертикальными сколь-,
зунами надрессорной балки и рамой не соответствуют допустимым,
изношенные места наплавляют или приваривают новые планки
скользунов. Планки изготовляют из стали 45 или 09Г2, подвергают
термообработке до твердости HRC С 35—40 и приваривают по пери-
метру электродами Э42 или Э46.
Здесь же проверяют состояние и замеряют мегаомметром сопро-
тивление изоляции электропроводов устройств контроля темпера-
туры букс, смонтированных на раме. При сопротивлении изоляции
ниже 0,5 МОм дефектные участки проводки заменяют.
При деповском ремонте на этом стенде осматривают и обсту-
кивают болты крепления шпинтонов, проверяют размеры шпинтонов
шаблонами. Неисправные болты и шпинтоны заменяют. При капи-
тальном ремонте шпинтоны с рам тележек снимают и отправляют в
ремонт. Правильность положения новых шпинтонов или вновь уста-
новленных после ремонта проверяют шаблонами. Допускаются
отклонения размеров при замерах вдоль и поперек рамы тележки не
более ±2 мм, по диагонали не более ±5 мм. При этом шпинтоны
должны располагаться перпендикулярно плоскости рамы с отклоне-
нием не более 1 мм.
211
Для выравнивания привалочной поверхности шпинтонов и дости-
жения вертикальности под их основание устанавливают одну или две
клинообразные регулировочные прокладки общей толщиной до 8 мм.
Прокладки крепят двумя болтами шпинтона и приваривают к раме
прерывистым швом. После ремонта и установки шпинтонов раму
тележки подают на сборочную позицию.
При ремонте надрессорных балок тележек ЦМВ восстанавли-
вают изношенные подпятники и боковые поверхности, взаимодейст-
вующие с накладками скользунов, а также заваривают трещины в
верхнем поясе. Балки осматривают и ремонтируют на стенде-канто;
вателе с поворотным устройством.
На опорах 2 и 6 стенда (рис. 7.6) смонтированы две стойки
3 и 4, на которых имеются разъемные круглые головки, состоящие
из двух шарнирно соединенных между собой полуколец с зажимом.
На нижних полукольцах предусмотрены опорные площадки для раз-
мещения надрессорной балки 5, а также механизм для ее закрепле-
ния. Одна из головок (ведущая) снабжена механизмом вращения 1.
Прежде чем установить на стенд надрессорную балку, головки
поворачивают так, чтобы опорные площадки нижних полуколец рас-
положились в горизонтальной плоскости. Откинув верхние полуколь-
ца, при помощи крана устанавливают балку на стенд и закрепляют
ее кулачковыми винтами. Такой стенд позволяет плавно поворачи-
вать балку на необходимый угол для осмотра нижней части, где ча-
ще всего появляются трещины, и для выполнения сварочных и напла-
вочных работ.
Для наплавки изношенных поверхностей применяют износостой-
кие электроды из порошковой проволоки ПП-ТН 350, используя полу-
автоматические сварочные аппараты. Наплавленные поверхности об-
рабатывают на переносных машинках с шлифовальными кругами
или на специальных станках. Ширину надрессорной балки после
наплавки и механической обработки, а также расстояние между
планками скользунов в балках сварной конструкции проверяют
шаблонами. Ширина балки тележки типа ЦМВ в плоскости верти-
кальных скользунов должна быть не более 521 и не менее 519 см.
У надрессорных балок тележек КВЗ-5 и КВЗ-ЦНИИ, кроме изно-
сов подпятников, вкладышей и накладок вертикальных боковых, тор-
цовых и горизонтальных скользунов, встречаются и другие повреж-
дения: просадка резиновых амортизаторов скользунов; разработка
втулок в кронштейнах для гидравлических гасителей колебаний и для
крепления поводков; трещины, отколы буртов в подпятниках; тре-
щины в кронштейнах гасителей колебаний, а также в обечайках, где
размещаются пружины центрального рессорного подвешивания. При
отколах внутреннего бурта подпятника растачивают отверстие для
шкворня с удалением бурта. В него вставляют точеную стальную
втулку и приваривают ее к подпятнику с последующей механической
обработкой.
212
Рис. 7.6. Стенд для осмотра и ремонта надрессорных балок
Изношенные вертикальные съемные >скользуны балок тележек
КВЗ-5 ремонтируют наплавкой порошковой проволокой ПП-ТН350, в
результате чего износостойкость скользунов повышается в 3—4 раза
по сравнению с ранее применявшимися. При капитальном ремонте
вкладыши скользунов и их амортизаторы заменяют новыми.
При деповском ремонте и в эксплуатации резиновые амортиза-
торы скользунов с просадкой, трещинами или износом более 5 мм
заменяют новыми, а при меньшем износе под них кладут подкладки
из листовой морозостойкой резины. При капитальном ремонте рези-
новые амортизаторы меняют независимо от состояния.
Проходят эксплуатационные испытания тележек, оборудованных
съемными скользунами из полимерных и металлокерамических мате-
риалов. которые изнашиваются в 15 раз меньше типовых.
Если на поверхности вкладышей горизонтальных скользунов те-
лежек КВЗ-ЦНИИ имеются задиры, то ее строгают и шлифуют до
параметра шероховатости 1,25—0,32. Вкладыш, изготовленный из
чугуна марки СЧ 21—40, должен иметь твердость после обработки
НВ 170—241, а верхний скользун, изготовленный из легированной
стали марки 40Х, после термической обработки — твердость HRC 45.
Смазочную канавку глубиной менее 3 мм после перешлифовки углуб-
ляют до 6—8 мм. Вкладыши горизонтальных скользунов тележек
ЦМВ, КВЗ-5 при износе опорных поверхностей более 5 мм заменяют
новыми. При установке вкладышей необходимо, чтобы суммарный
213
зазор между ними и скользунами рамы с обеих сторон одной тележки
был в пределах допустимого. Измеряют этот зазор после подкатки те-
лежек под вагон, но его можно определить и заранее при помощи спе-
циального прибора. Зазоры регулируют путем постановки одной или
двух стальных прокладок суммарной толщиной от 2 до 10 мм под
коробки скользунов.
Буксовые фрикционные гасители колебаний при всех видах пла-
нового ремонта разбирают и осматривают. Эффективность работы
гасителя колебаний буксового рессорного подвешивания оцени-
вается коэффициентом относительного трения, т. е. отношением
силы трения, противодействующей колебаниям рессорного подвеши-
вания, к нагрузке от веса вагона, передающейся на рессорный комп-
лект. На значение этого коэффициента влияет износ втулки шпинто-
на, сухарей и колец, а также остаточная деформация резинового
кольца и пружины.
Износ втулки шпинтона по диаметру допускается 4 мм. При боль-
шем износе поверхность втулки наплавляют порошковой проволо-
кой марки ПП-ТН350 или электродами марки ОЗН-350У с после-
дующей механической обработкой. Твердость втулки должна быть
не менее HRC 45.
Наплавку можно производить, если оставшаяся толщина стенки
втулки составляет не менее 30% первоначальной. При большем изно-
се втулку заменяют. Втулки, наплавленные порошковой проволокой,
термической обработке не подвергают, так как по твердости и изно-
состойкости они не уступают термически обработанным.
При работе сухари фрикционных гасителей изнашиваются по
трем поверхностям. Если цилиндрическая поверхность сухарей изно-
шена более чем на 3 мм, их заменяют новыми. При износе коничес-
ких поверхностей сухари проверяют и подбирают по шаблону. Раз-
ница в размерах сухарей одного комплекта не должна превышать
2 мм по толщине и высоте (расстоянию между наклонными поверх-
ностями). На рабочих поверхностях не допускаются задиры и острые
кромки.
Износ верхних и нижних колец гасителей колебаний также про-
веряют шаблоном. При износе конических поверхностей более 3 мм
кольца не ремонтируют, а заменяют новыми. Изнашиваемые поверх-
ности шпинтонов, в том числе резьбу, восстанавливают наплавкой.
В люлечном подвешивании тележек КВЗ-5 и КВЗ-ЦНИИ изна-
шиваются тяги, валики и втулки тяг, опорные шайбы и валики, под-
шипники. В тележках ЦМВ наряду с валиками и подвесками изна-
шиваются цапфы опорных балок. При сверхдопускаемом износе
детали заменяют новыми или восстанавливают наплавкой. Зава-
ривать трещины разрешается в установленных местах. Люлечные
подвески, опорные балки тележек ЦМВ, тяги тележек КВЗ-5 и
КВЗ-ЦНИИ перед наплавкой проверяют дефектоскопом и при обна-
ружении трещин бракуют. Наплавляемые участки предварительно
подогревают до температуры 250—300 сС.
Наплавку разработанных отверстий тяг тележек КВЗ-5 и
КВЗ-ЦНИИ можно производить при условии, если толщина пере-
мычки верхней проушины составляет не менее 35 мм. При выполне-
нии наплавочных работ используют электроды Э42А, порошковую
проволоку или осуществляют полуавтоматическую наплавку в среде
углекислого газа. После наплавки и механической обработки тяги
центрального рессорного подвешивания в сборе с валиками и серь-
гами испытывают на растяжение на прессе и затем проверяют де-
фектоскопом.
В деталях тормозной рычажной передачи разрабатываются стен-
ки отверстий в рычагах и головках тяг, изнашиваются втулки и ва-
лики шарнирных соединений. Относительно редко появляются тре-
щины, изломы или потертости в тормозных тягах. Разборку, осмотр,
ремонт деталей рычажной передачи осуществляют на механизиро-
ванной поточной линии, где производят наплавочные работы и меха-
ническую обработку. Изношенные втулки выпрессовывают и заме-
няют новыми.
Перед подкаткой тележек КВЗ-ЦНИИ под вагон на поверхность
скользунов и в кольцевые выточки закладывают противозадирную
смазку. Все другие трущиеся части тележек любого типа при сбор-
ке смазывают консистентной смазкой УС.
После подкатки тележек под вагон проверяют и регулируют
следующие основные зазоры и размеры.
При любом типе тележек зазоры между выступающими частями
рамы тележки и вагона должны быть не менее 75 мм по концам те-
лежки и 50 мм по середине, а на вагонах постройки ГДР с прямы-
ми балками тележек — не менее 50 мм в любой части. Соблюдение
таких зазоров исключает соударение рам тележек в процессе дви-
жения.
Разница высоты концов рамы тележки от головок рельсов до-
пускается не более 10 мм в поперечном направлении и не более
15 мм в продольном.
Зазор между рамой тележки ЦМВ и потолком роликовой буксы
должен быть не менее 43 мм, чтобы предотвратить повреждение тер-
модатчика буксы при движении вагона.
Зазор между надрессорной балкой и боковой продольной бал-
кой рамы тележки ЦМВ под тарой допускается не менее 20 мм.
Зазор между горизонтальными скользунами на вагонах с тележ-
ками ЦМВ и КВЗ-5 должен быть в сумме с обеих сторон тележки
не более 6 и не менее 2 мм, что обеспечивает безопасное движе-
ние вагона по кривым участкам пути.
Разница высоты секции в эллиптической рессоре тележки ЦМВ
под тарой вагона допускается не более 10 мм, что необходимо для
равномерного распределения нагрузки на все секции.
Высота центров буферов вагонов на всех типах тележек долж-
на быть 1060—1115 мм. При этом разница высоты буферов или
215
штоков амортизаторов на обоих концах вагона с одной стороны коль-
цевой балки рамы допускается не более 15 мм, а с противоположной
стороны — не более 25 мм.
Зазор между пятником и подпятником вагона с тележками
КВЗ-ЦНИИ должен быть 161| мм. Регулируют зазор постановкой
прокладок под вкладыши скользунов, причем вкладыши должны
быть опущены в коробки на глубину не менее 17 мм и равномерно
выступать из коробок не менее чем на 18 мм.
Высота оси автосцепок от головок рельсов после выполнения
деповского или капитального ремонта должна быть в установленных
пределах.
Высоту оси автосцепки регулируют для вагонов: на тележках
КВЗ-5 и КВЗ-ЦНИИ типа I — за счет постановки прокладок под все
опорные подшипники люлечных подвесок в количестве не более двух
общей высотой до 20 мм; На тележках КВЗ-ЦНИИ типов 1 и 11 —
постановкой прокладок толщиной до 15 мм под пружинные комп-
лекты центрального подвешивания; на тележках КВЗ-ЦНИИ ти-
па II — путем разворота валиков и опорных шайб центрального
подвешивания в одно из трех положений, причем с одной стороны
тележки все валики и опорные шайбы должны быть установлены в
одно из выбранных положений.
Разность между высотами автосцепок от головок рельсов по
концам вагона допускается не более 20 мм при выпуске из деповско-
го ремонта и 15 мм из капитального.
Проверка положения надрессорной балки и гидравлических га-
сителей колебаний тележек КВЗ-5 и КВЗ-ЦНИИ производится
одновременное регулировкой продольных поводков. Если обеспечена
симметричность положения балки и гасителей, т. е. зазоры выдержа-
ны в установленных пределах, то затягивают резиновые пакеты по-
водков под тарой вагона до исчезновения вогнутости резины по
периметру или появления выпуклости не более 3 мм относительно
металлической армировки. При затяжке гаек надо следить за пра-
вильностью взаимного расположения резиновых пакетов и фланцев.
Зазор между предохранительной скобой и надрессорной балкой
под тарой вагона должен быть не менее 14(ЦЦ0 для тележек
КВЦ-ЦНИИ типа I и не менее 140t20 мм для тележек КВЗ-ЦНИИ
типа II. Зазор регулируют постановкой шайб на болты крепления
скоб под поперечной балкой рамы тележки и над ней.
7. 3. РЕМОНТ РЕДУКТОРНО-КАРДАННЫХ ПРИВОДОВ
Генераторы электрического тока вагонов имеют редукторно кар-
данный привод от средней части оси колесной пары (EUK-
160/1 м, «Стоун»); привод от торца оси (ФАГА-П, РК) и ре-
менно-редукторно-карданный привод (ТРКП).
216
Для редукторно-карданных приводов предусматривается ежегод-
ный деповской ремонт и 1 раз в 4 года капитальный.
Технологический процесс ремонта приводов предусматривает
строго индивидуальный подход, при котором все снятые с вагона
составные части привода после выполненного ремонта устанавли-
вают на тот же вагон или заменяются новыми.
После наружной очистки и обмывки редукторы помещают на
испытательный стенд для контрольных измерений и предварительной
обкатки и выявления неисправностей. После выполнения этих ра-
бот редукторы с приводом от торца оси при ежегодном и капи-
тальном ремонтах полностью разбирают.
Редукторы с приводом от средней части оси полностью раз-
бирают, только когда расформировывают колесную пару и сни-
мают редуктор с оси. Все демонтированные детали повторно об-
мывают.
Приводы работают в условиях больших динамических нагру-
зок, поэтому некоторые детали, такие как полые валы, хвосто-
вики валов-шестерен, валы редукторов ТРКП, шаровые опоры мо-
ментов редукторов «Стоун», шестерни, зубчатые колеса, шлице-
вые валы, цапфы крестовин, контролируют магнитопорошковой де-
фектоскопией для выявления дефектов.
Подшипники редукторов при ежегодном и капитальном ремон-
тах осматривают для определения их пригодности к дальнейшей
работе. Наиболее распростр.зненными видами повреждений ко-
нических подшипников полого вала редуктора «Стоун», вала-шес-
терни и редуктора РК являются мелкие риски, вмятины, коррозия
на рабочих поверхностях колец и роликов, раковины и шелушение
на дорожках качения наружных колец, трещины и износы сепара-
торов. Эти повреждения наиболее часто возникают в осенне-зимнее
время, когда повышается жесткость пути, вызывающая увеличе-
ние динамических сил, действующих на необрессоренные массы
колесных пар и редукторов. Кольца подшипников с дефектами
усталостного характера, а также при наличии поперечных рисок,
сильной коррозии, при отклонении геометрии посадочных поверх-
ностей бракуют. Появление цвета побежалости на кольцах и роли-
ках свидетельствует о работе подшипников с повышенным нагре-
вом до температуры 300° С, что может происходить в резуль-
тате неправильного регулирования осевых и радиальных зазоров
в подшипниках при монтаже, а также из-за недостатка смазки.
Подшипники с этим дефектом также бракуют. Небольшие риски
и вмятины, слабую коррозию разрешается зачищать шлифоваль-
ной шкуркой с маслом.
Корпусы редукторов после очистки тщательно осматривают.
При обнаружении в корпусах трещин и отколов, не выходящих
на поверхность фланцев или отверстия с резьбой, разрешается
устранять сваркой. При этом длина завариваемой трещины не
217
должна превышать 50 мм. Разрешается также наплавлять забои-
ны, отколы на необрабатываемых поверхностях корпуса. Запрещает-
ся производить сварочные и наплавочные работы на корпусе собран-
ного редуктора или в процессе сборки.
После окончания сварочных работ корпусы редукторов под-
вергают нормализации для снятия остаточных термических напря-
жений.
Диаметры посадочных поверхностей под подшипники должны
быть строго согласованы с наружными диаметрами подшипников
с целью обеспечения посадки с зазором от 0 до 0,17 мм. При
этом овальность посадочных поверхностей допускается не свыше
0,025 мм.
Диаметр посадочной поверхности под монтажный стакан ко-
нических подшипников ведомого вала с шестерней также должен
быть согласован с наружным диаметром монтажного стакана для
обеспечения посадки с зазором в пределах от 0 до 0,058 мм.
При износе всех посадочных поверхностей свыше допускаемых
значений разрешается наращивать изношенные поверхности нанесе-
нием эластомера ГЭН-150(В). Эластомер (раствор полимера в аце-
тоне) наносят кистью или распылением. Для отверждения эласто-
мерной пленки деталь помещают в печь, нагревают до температуры
140—150° С и выдерживают в течение 60 мин.
Шестерни ведущего и ведомого валов особенно внимательно
осматривают. При обнаружении трещин в зубьях или неравномер-
ного износа зубьев по высоте с подрезом у основания обе шес-
терни должны заменяться новыми. Иногда на рабочих поверхностях
верхней части зубьев появляются катеровидные гладкие углубления
(осповидный износ — питтинг-процесс), которые допускаются глуби-
ной до 0,5 мм с диаметром до 2 мм. На рабочей поверхности
зубьев разрешается не более двух вмятин глубиной до 0,5 мм и
общей площадью 100 мм2, а также раковины, площадь которых
не превышает 5% поверхности каждого зуба. При нормально при-
работанных зубьях шестерен пятна контакта занимают до 50—60%
поверхности зуба и расположены по всей его длине со смещением по
высоте около 1,5 мм.
Валы редукторов проверяют в центрах токарного станка на
биение. При обнаружении отклонения более 0,04 мм, измеренного
в местах посадки подшипников, а также при наличии тре-
щин и отколов в любом месте цилиндрической части вала или
его зубчатого венца, вал заменяют новым.
Износы посадочных поверхностей валов устраняют после их
предварительного шлифования, в результате чего восстанавливаются
в нужных пределах овальность, конусность и т. д. После шлифования
на эти поверхности наносят гальваническим методом или методом
металлизации слой хрома толщиной до 0,15 мм, а затем поверх-
ность окончательно шлифуют до номинальных размеров.
218
Разработка шпоночных пазов допускается не более 2 мм от
чертежных размеров. Эти износы разрешается устранять наплавкой
с предварительным подогревом и последующей механической об-
работкой. Шлицевые соединения хвостовика вала ведомой шестерни
редуктора типа ФАГА-П при износах выше допустимых значений
восстанавливают гальваническим хромированием, осталиванием или
другими методами с последующей механической обработкой.
Приводной вал с двумя упругими резинометаллическими шар-
нирами под одновременным воздействием различных сил при пе-
редаче вращающего момента деформируется. Могут возникнуть
трещины в трубе. Погнутость трубы вала более 0,2 мм, измеренная
с помощью линейки и щупа, не допускается. При обнаружении
трещин на трубе вал бракуют. Резиновые вкладыши после эксплу-
атации в течение 4 лет или при обнаружении дефектов заменяют
новыми.
Отремонтированный приводной вал испытывают на биение, кото-
рое допускается до 0,8 мм, и балансируют. Дисбаланс приводных ва-
лов допускается до 2 мН • м.
Карданные валы приводов ТРКП или приводов от середины
оси типа «Стоун» после очистки и магнитопорошковой дефектоскопии
трубчатой части измеряют для определения износов в шарнирах
и шлицевом соединении. Наличие трещин не допускается.
Разобранные детали карданного вала после магнитопорошковой
дефектоскопии также измеряют по основным размерам рабочих
поверхностей таких, как посадочные поверхности крестовин под
игольчатые подшипники, шлицы шлицевого вала и шлицевой вил-
ки и др. Разрешается устранять выявленные износы гальваническим
хромированием или осталиванием. Трубы вала, погнутые более
ечем на 0,2 мм, и с трещинами, заменяют новыми.
При выпуске карданных валов из ремонта проверяют радиаль-
ный зазор в шлицевом соединении, а также радиальный и осевой
зазоры в шарнирном соединении, которые не должны превышать
0,5 мм. Проверяют биение вала, допустимое до 0,2 мм. После
выполнения всех ремонтных работ карданный вал балансируют.
Допускаемый дисбаланс составляет 1—3 мН-м в зависимости от
типа карданного вала. Процесс ремонта всех составных частей
редукторно-карданных приводов завершается их приемкой и пере-
дачей на сборочный участок, который оборудован специальными
стендами для монтажа и балансировки редукторов, карданных валов
и муфт.
Собранные редукторы устанавливают на обкаточные стенды для
обкатки в течение 50 мин в обе стороны, из них 10 мин вхолос-
тую и 40 мин под нагрузкой. При этом контролируют температуру
редуктора, которая не должна превышать 70° С, проверяют воз-
можность утечки масла и определяют степень шумности работы
редуктора.
219
7. 4. ПРОИЗВОДСТВО ТЕЛЕЖЕК ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ
Изготовление литых боковых рам и надрессорных балок. Вагоны
грузового парка оборудованы в основном двухосными тележками
18-100 (с буксами на роликовых подшипниках) и 18-109 (с буксами
на подшипниках скольжения). Каждая такая тележка имеет две ли-
тые боковые рамы и литую надрессорную балку, составляющие не-
сущий каркас тележки, две колесные пары с буксовыми комплек-
тами, два комплекта рессорного подвешивания и тормозную рычаж-
ную передачу.
Стальные боковые рамы и надрессорные балки изготовляют из
углеродистой стали марки 20Л, полученной мартеновским способом
или в электрических печах. Однако эта сталь не удовлетворяет
возросшим требованиям по механической прочности и особенно
по ударной вязкости и поэтому перед вагоностроительной промыш-
ленностью поставлена задача о переходе на изготовление боковых
рам и надрессорных балок из низколегированных.
Марганцовисто-ванадиевая сталь марки 20ГФЛ имеет следующий
химический состав: 0,17—0,25% углерода; 1,2—1,5% марганца;
0,2—0,5% кремния; 0,06—0,13% ванадия, не более 0,3% хрома,
никеля, меди; серы и фосфора не более 0,04% каждого. Эта сталь
должна обладать временным сопротивлением 539 МПа, пределом
текучести 392 МПа, относительным удлинением не менее 18%, отно-
сительным сужением не менее 25% и ударной вязкостью 490 кДж/м2
при температуре 20°С и 245 кДж/м2 при температуре —60° С. Долго-
вечность деталей из этой стали, как показывают испытания, в 2 раза
выше, чем из ранее применявшейся углеродистой стали.
Основой формовочных смесей для отливки боковых рам и над-
рессорных балок являются оборотная смесь (горелая земля) и
кварцевый песок, которые смешиваются с огнеупорной глиной, дре-
весно-угольным пеком и сульфитной щелочью. Компонентами стерж-
невых смесей являются сухой кварццевый песок, молотая глина,
сульфитная щелочь и специальный крепитель, состоящий из нату-
ральной олифы, льняного масла и отходов перегонки сланцев.
С целью повышения податливости стержней при высокой тем-
пературе (уменьшение сопротивления свободной усадке отливки с
целью предотвращения горячих трещин) в стержневые смеси до-
бавляют опилки.
Боковые рамы и надрессорные балки имеют сложную форму,
поэтому при отливке требуют болыпого количества стержней, необ-
ходимых для получения внутренних полостей. Стержни могут вы-
полняться составными, т. е. после формовки и сушки их отдель-
ные части соединяют вместе с помощью специальных клеев. Пра-
вильность соединения контролируют специальными шаблонами.
Большинство стержней изготовляют на формовочных стержневых
машинах, а стержни сложной формы — вручную.
220
Для обеспечения необходимой прочности и жесткости стерж-
ней в них заформовывают арматуру, изготовленную в виде отдель-
ных прутков или пространственных каркасов из малоуглеродис-
той стальной проволоки. Для облегчения газоотвода в стержнях
создают вентиляционные каналы. Увеличение газоотводной спо-
собности, повышение газопроницаемости и прочности стержней дос-
тигается сушкой. Сушка стержней производится в специальных
печах при температуре 210—230°С в течение 1,5—2 ч. После
сушки для уменьшения пригара стержни покрывают мелким кварце-
вым песком.
Изготовленные стержни контролируют. При этом проверяют, их
форму, плотность набивки, качество сушки и другие возможные
отклонения.
Боковые рамы и надрессорные балки отливают в литейные фор-
мы, состоящие из верхней и нижней опок (полуформ). В каждой
опоке заформовывают по две боковые рамы или надрессорные
балки. Модели боковых рам и надрессорных балок изготовляют
из алюминиевых сплавов. При формовке вместе с литниковой систе-
мой укрепляются на модельных плитах.
Формовка производится на формовочных машинах поточных
линий. Сначала опоки заполняют облицовочной, а затем напол-
нительной смесями. Смеси в опоках уплотняются встряхиванием сто-
ла формовочной машины. Отдельные зоны дополнительно уплот-
няются пневматической трамбовкой. После окончания формовки
из опок удаляют модели отливок. При выполнении этой опера-
ции часто происходят обвалы кромок. Обвалившаяся смесь при-
водит к образованию поверхностных дефектов на отливках и поэто-
му должна удаляться продувкой сжатым воздухом. Обрушившиеся
кромки восстанавливают вручную.
Процесс изготовления полуформ завершается созданием газоот-
водных каналов, способствующих удалению газов, образующихся
от соприкосновения расплавленного металла с формовочной землей
и стержнями, а также установкой холодильников, жеребеек и других
технологических элементов. Особое внимание при этом уделяется
контролю правильности установки стержней, так как отклонения
могут привести к образованию разностенности отливок. Верхняя
полуформа кантуется и стыкуется с нижней.
Формы заливают на заливочном участке из ковшей при тем-
пературе стали 1440—1470°С. После заполнения формы металлом
3—4 раза подкачивают расплавленный металл с интервалом в
4—6 с.
Для равномерного и постепенного охлаждения отливок их вы-
держивают в течение 1 —1,5 ч непосредственно в формах.
Выбивают полуформы и стержни из куста отливок на механи-
зированных выбивных решетках. Затем куст отливок подают на
участок, где удаляют проволочные каркасы стержней из внутренних
полостей отливок, отрезают литниковую систему, удаляют прибыли.
Отлитые боковые рамы и надрессорные балки осматривают, вы-
являют возможные дефекты технологического происхождения (горя-
чие трещины, раковины и др.) и заваривают допустимые литейные
пороки до термической обработки.
Боковые рамы и надрессорные балки, изготовленные из стали
марки 20ГФЛ, подвергают нормализации для получения однородной
мелкозернистой структуры и снятия внутренних напряжений. Норма-
лизация производится в специальных печах с нагревом до
температуры 915±15°С, выдержке в них в течение 4 ч и осты-
вании на воздухе в помещении цеха.
После окончания термической обработки боковые рамы и над-
рессорные балки подают в дробеструйные камеры для очистки
отливок от пригоревшей формовочной смеси. Эта операция позво-
ляет дополнительно выявлять некоторые мелкие поверхностные де-
фекты, такие, как небольшие трещины, раковины, которые можно
устранить заваркой в соответствии с установленной технологической
документацией.
Процесс изготовления боковых рам и надрессорных балок за-
вершается на участке механической обработки. В боковых рамах
на горизонтально-фрезерных станках зачищают плоскости буксовых
проемов, на радиально-сверлильных станках сверлят отверстия в
кронштейнах подвесок башмаков. Для установки фрикционных пла-
нок в ушках вертикальной колонки боковой рамы сверлят отверстия
диаметром 21 мм. Фрикционные планки крепят заклепками диа-
метром 20 мм, которые нагревают до температуры 1000—Ю50°С
в электрических горнах и запрессовывают с помощью гидравличе-
ской скобы.
В надрессорной балке сверлят отверстия для крепления дер-
жавки «мертвой точки» рычажной передачи, растачивают подпят-
никовое место многорезцовой головкой на горизонтально-расточном
или специальном станке. Опорную поверхность, торцы наружного
и внутреннего буртов подпятникового места обрабатывают одновре-
менно.
Боковые рамы и надрессорные балки являются ответственными
деталями, поэтому процесс их изготовления контролируют поопе-
рационно.
При окончательной приемке боковых рам их сортируют по ба-
зовому размеру между внешними направляющими буксовых прое-
мов (2185±5 мм) на шесть групп с интервалом 2 мм.
Для удобства подборки пользуются литейными шишечками
(приливами) на наклонном поясе рамы с ее внутренней стороны,
срубая определенное число шишечек:
Число шишечек ................. 0 1 2 3 4 5
Базовый размер, мм (±1) .... 2181 2183 2185 2187 2189 2191
222
Много внимания уделяется разработке методов повышения
предела выносливости отливок. В частности, целесообразно
повышать предел выносливости наиболее повреждаемых зон
(в углах буксовых и рессорного проемов) путем создания
в этих зонах остаточных напряжений, достаточных по ве-
личине и не вызывающих усталостных разрушений. Это дос-
тигается дополнительным охлаждением (подстуживанием) тре-
щино-опасных зон при нормализации деталей.
Рекомендуется также боковые рамы упрочнять упругопласти-
ческим деформированием. Этот метод заключается в том, что. раму
нагружают вертикальной нагрузкой до предела текучести по зоне
буксового проема и выдерживают в течение 5 мин, после чего
нагрузку снимают. В результате в этой зоне создаются остаточные
напряжения, противоположные по знаку рабочим напряжениям,
что и приводит к повышению предела выносливости наиболее
нагруженных зон боковых рам.
Изготовление соединительных балок тележек восьмиосных ваго-
нов. Для восьмиосных цистерн и полувагонов каждая пара двух-
осных тележек собирается в ходовой комплект соединительной бал-
кой. Образуется четырехосная тележка 18-101 (с буксами на роли-
ковых подшипниках).
Применяются два типа балок — литая и штампосварная. Литая
балка представляет собой отливку коробчатого сечения из марте-
новской стали, аналогичной стали для боковых рам и надрессор-
ных балок. Штампосварную балку изготовляют из прокатной ста-
ли марки 09Г2С.
Литые балки имеют массу примерно на 500 кг большую, чем
штампосварные балки. Для отливки таких балок требуются специаль-
ные мощные формовочные машины.
Соединительные балки (рис. 77) штампосварной конструк-
ции более трудоемки, а стоимость их серийного изготовления поч-
ти в 2,5 раза выше, чем литой балки, изготовленной в единичном
производстве.
Процесс изготовления балки начинается со сборки и сварки
основной несущей конструкции. В сборочном кондукторе устанавли-
вают центральный подпятник обработанной поверхностью вниз и при-
жимают фиксаторами. По фиксаторам устанавливают промежуточ-
ные диафрагмы, после чего устанавливают и закрепляют винтовыми
прижимами наружные и внутренние продольные ребра, совмещая
пазы ребер с подпятником.
Собранные детали прихватывают и правильность сборки контро-
лируют. После этого балку устанавливают в сварочный манипулятор,
который позволяет поворачивать ее в удобное для сварки положение.
Сварочные работы производятся с помощью полуавтомата А-537 или
А-547У с использованием сварочной проволоки Св-08Г2С. Сварка
ведется в защитной среде углекислого газа.
2
/
Рис. 7.7. Детали штампосварной соединительной балки:
/ — центральный скользун; 2 — верхний лист; 3 — концевые пятники; 4 — центральный
подпятник; 5 — кронштейны концевых скользунов; 6 — промежуточная диафрагма; 7 —
кронштейн центрального скользуна; 8— внутренние продольные ребра; 9 — наружное
продольное ребро; 10-- нижннй лист; 11 — центральная диафрагма
Параллельно изготовляют- другие детали, которые передают на
механизированную поточную линию.
Полную сборку и сварку соединительной балки осуществляют на
26 позициях с помощью специальных сборочно-сварочных кондукто-
ров.
224
Сборка тележек. На заводах сборка тележек 18-100 и 18-109
производится на механизированных поточных линиях, состоящих
из четырех-пяти позиций. Другие модели собираются непоточным
методом.
Первая позиция поточной линии оборудована специальным стен-
дом, на который укладывают надрессорную балку. На концы балки
навешивают подобранные попарно (по числу шишечек) боковые
рамы. В гнезда опорных поверхностей боковых рам устанавли-
вают рессорные комплекты, которые собирают из нескольких ци-
линдрических пружин (наружных и внутренних) с разностью высот
до 3 мм. На крайние пружины ставят фрикционные клинья, вводя
их между наклонными плоскостями надрессорной балки и фрик-
ционными планками. На этой же позиции устанавливают собранные
триангели.
На второй позиции подкатывают колесные пары, которые подби-
рают по диаметру колес так, чтобы их разность по кругу катания в
одной тележке не превышала 6 мм. Боковые рамы с пружин-
ными комплектами и надрессорными балками, собранные на пре-
дыдущей позиции, с помощью мостового крана опускают на колесные
пары.
Для сборки и регулирования рычажной тормозной передачи
предназначена третья позиция.
На четвертой позиции устанавливают шкворень, а на опоры
скользунов укладывают колпаки, которые закрепляют болтами.
На собранной тележке контролируют: высоту от головки рельса
до поверхности подпятникового места, которая должна быть
8031 is мм, расстояние между осями скользунов —1524 мм, расстоя-
ние от плоскости подпятникового места до рабочей плоскости сколь-
зунов 95 мм, не более.
7. 5. РЕМОНТ ТЕЛЕЖЕК ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ
Износы и повреждения тележек. Наиболее часто износы тру-
щихся пар в тележках 18-100 и 18-109 возникают в стенках отверс-
тий кронштейнов боковых рам для валиков подвесок тормозных
башмаков и кронштейнов «мертвой точки» надрессорной балки.
Для шарнирных соединений тормозной передачи (валик-втулка)
также характерно истирание соприкасающихся поверхностей, вслед-
ствие чего между ними увеличиваются зазоры. Интенсивно изнаши-
ваются трущиеся поверхности фрикционных устройств.
На восстановление нормальных зазоров в шарнирных соедине-
ниях и пазах трения обращают особое внимание. Исследованиями
установлено, что с увеличением зазоров в сопряжениях возрастают
действующие на них динамические нагрузки и соответственно уве-
личивается темп нарастания износов трущихся деталей. Поэтому при
8 Зак. 856 225
капитальном ремонте зазоры в подвижных соединениях доводят
до указанных в рабочих чертежах на новые изделия. Относительно
реже наблюдаются износы направляющих и опорных поверхнос-
тей буксовых проемов боковых рам.
Подпятниковые места надрессорных балок (подпятники) изнаши-
ваются по внутренним граням наружного бурта, опорной поверх-
ности и стенкам отверстия для шкворня. Наиболее интенсивно
изнашиваются внутренние поверхности бурта по оси, совпадающей с
продольной осью вагона. Средневзвешенная интенсивность износа
составляет 0,75—0,8 мм в год. Интенсивность износа бурта вдоль
вагона в 2—2,5 раза больше, чем поперек его. Скорость износа
бпорной поверхности подпятника составляет 0,4 мм в год. По
условиям нормальной работы пятника в подпятнике наибольший
износ внутренней поверхности наружного бурта может быть допу-
щен не более 10 мм по диаметру, а износ опорной поверхности
в подпятнике — не более 7 мм. При повышенных износах в нап-
равлении продольной оси вагона пятника и подпятника появляется
возможность относительного перемещения и соударения их, что мо-
жет привести к повреждениям надрессорной балки, отколу внутрен-
него бурта подпятника и трещинам в пятнике.
В пятнике, взаимодействующем с подпятником, изнашиваются
опорная пята, боковая цилиндрическая поверхность и стенки от-
верстия для шкворня. Однако в отличие от подпятника интен-
сивность изнашивания цилиндрической поверхности пятника зна-
чительно меньше, чем подпятника, и составляет 0,35 мм/год вдоль
вагона, а поперек вагона еще меньше. Шкворни изнашиваются
незначительно.
На работу фрикционных гасителей колебаний тележки существен-
ное влияние оказывает износ фрикционных планок, работающих в па-
ре с фрикционными клиньями. При изнашивании на планке обра-
зуется углубление, по бокам и внизу которого имеются ступени вы-
работки, ограничивающие в процессе движения вагона вертикальное
и горизонтальное перемещение клиньев, нарушая тем самым нор-
мальную работу гасителей колебаний и рессорного подвешивания
тележек.
Ступенчатый износ фрикционной планки приводит к ударам
клина и планки при движении вагона, что вызывает рост динами-
ческих и горизонтальных сил, а также нарушение крепления
планок. Особенно эти отрицательные явления проявляются при из-
носе планок более 4—5 мм, в связи с чем нельзя допускаты их износ
больше указанного, поэтому замена или ремонт планок должны
быть приурочены к капитальному ремонту. Изнашивание наклон-
ных плоскостей надрессорных балок до предельного состояния, как
правило, наступает к 10—12 годам. Согласно Руководству по ка-
питальному ремонту грузовых вагонов, наплавка этих плоскостей
производится при износе более 2 мм.
226
К повреждениям относятся неисправности, появившиеся в резуль-
тате неправильной эксплуатации вагона или нарушений технических
условий и технологии в процессе изготовления тележек: трещины
и изломы в литых несущих элементах (боковые рамы, надрес-
сорные балки), трещины и изломы валиков, подвесок тормозных
башмаков и др. В напряженных зонах боковых рам тележек наиболее
часто появляются трещины в буксовом проеме в месте перехода
к наклонному поясу й в нижних углах проема рессорного комплекта,
реже в верхнем поясе и в наклонном.
При анализе случаев появления трещин, разрушении надрессор-
ных балок и боковых рам тележек в эксплуатации было уста-
новлено, что основными их причинами явились скрытые дефекты в
литье (раковины, неметаллические включения), горячие трещины
литейного происхождения, несоответствие металла техническим усло-
виям на литье по химическому составу и механическим свойствам,
в результате усталостных явлений металла, из-за наличия на по-
верхностях деталей острых забоин или ожогов от электросварки, ко-
торые явились концентраторами напряжений.
Технология ремонта. Двухосные тележки моделей 18-100 и 18-109
ремонтируют на вагоноремонтных предприятиях, как правило, по-
точным методом. Используется метод стендовой сборки и непоточный.
При поточном методе ремонта в депо тележка после мойки на
двухзонной гидромониторной машине поступает на первую позицию
механизированной поточной линии, где ее с помощью подъемника
снимают с колесных пар и устанавливают на каретку конвейера.
Колесные пары направляют для ремонта на колесный производствен-
ный участок.
С пульта управления тележку поворачивают на 90° для сня-
тия рычагов тормозной передачи и одного триангеля, затем на
180° для выполнения аналогичных операций с другой стороны,
после чего раму устанавливают в исходное положение и ее по-
дают на вторую позицию, где снимают пружинные комплекты также
с поворотом тележки на 180°.
На третьей позиции с помощью специального устройства боко-
вые рамы тележек раздвигают, надрессорную балку поворачивают
кантователем для осмотра и выявления трещин на опорной ко-
лонке и подпятниковом месте, а также для замера износов под-
пятникового места и рабочих поверхностей балки. Боковые сколь-
зуны разбирают, детали их осматривают, обмеряют, негодные
заменяют и вновь собирают, но болты не шплинтуют.
В боковых рамах тележки осматривают места возможного воз-
никновения трещин, проверяют прочность крепления фрикционных
планок, измеряют расстояние между ними в горизонтальной и верти-
кальной плоскостях, замеряют износ стенок отверстий в кронштейнах
валиков подвесок тормозных башмаков или проверяют состояние
сменных втулок. При необходимости сверления отверстий в кронш-
8* 227
тейнах боковые рамы подают на радиально-сверлильный станок.
Для сварочно-наплавочных работ, которые по времени невоз-
можно выполнить в течение такта работы конвейера, боковые рамы
и надрессорные балки подают в газоэлектросварочное отделение
и затем на станки для механической обработки. На третью пози-
цию для сборки вместо них подают заранее отремонтированные
из соответствующего накопителя.
Затем каркас тележки (боковые рамы и надрессорная балка)
перемещают на четвертую позицию, где окрашивают места под
пружины и устанавливают пружинные комплекты. Позиция обо-
рудована специальным гидравлическим подъемником.
На пятой позиции на кронштейны боковых рам навешивают
отремонтированные триангели и собирают рычажную передачу. Пос-
ле этого тележку поднимают гидравлическим подъемником и опус-
кают на подготовленные колесные пары, зафиксированные на рель-
совой колее по базе тележки.
Собранную тележку обмеряют и сдают приемщику.
На вагоноремонтных заводах имеется несколько механизирован-
ных поточных линий: для разборки тележек, для ремонта над-
рессорных балок, боковых рам, триангелей, сборки, окраски и сушки
тележек.
Ремонт боковых рам тележек заключается в основном в вос-
становлении изношенных трущихся поверхностей. При наличии лю-
бых трещин в напряженных зонах боковые рамы бракуют. Раз-
решается заваривать продольные трещины в стенках и буртиках
кронштейнов для валиков подвесок башмаков.
Фрикционные планки при капитальном ремонте ставят только
новые или отремонтированные с размерами новых. При деповском
ремонте можно использовать планки с износом по толщине не
более 4 мм. Изношенные планки наплавляют специальными элект-
родами с последующей механической и термической обработкой.
Твердость металла после термической обработки должна быть не
ниже НВ 286. Плотность прилегания планки к поверхности боко-
вой рамы проверяют пластиной щупа толщиной 1 мм, которая не
должна проникать в зазор.
Если фрикционные планки исправные, то проверяют расстояние
между ними и их параллельность в вертикальной и горизонтальной
плоскостях. Это расстояние в верхней части должно находиться
в пределах 636—628 мм, в нижней части должно быть больше
верхнего на 4—8 мм. Непараллельность планок в горизонтальной
плоскости допускается не более 2 мм.
Отверстия для валиков подвесок тормозных башмаков, имеющие
выработку по диаметру свыше 3 мм при деповском ремонте и
2 мм при капитальном, растачивают до диаметра 45-0'62 мм
для постановки сменных волокнитовых втулок. Укрепляется втул-
228
ка в отверстии кронштейна эпоксидным клеем. Перед нанесением
клея посадочные поверхности втулки и отверстия обезжири-
вают ацетоном. Клей затвердевает в процессе ремонта тележек
(окончательное отвердение через 24 ч). Изношенные волокнитовые
втулки при капитальном и деповском ремонте заменяют новыми.
Если отверстие в кронштейне разработано до диаметра более
45,62 мм, то разрешается наплавлять изношенные места с после-
дующим растачиванием под запрессовку типовой втулки или кронш-
тейн рассверливают до диаметра 50,62 мм и ставят втулку, из-
готовленную из стали СтЗ, с натягом 0,025—0,075 мм, внутренним
диаметром 45 мм и длиной, равной длине кронштейна. После
запрессовки втулку обваривают сплошным швом по периметру.
Для уменьшения отрицательного влияния вибродинамических
нагрузок на детали шарнирного соединения подвески тормозного
башмака при плановых ремонтах устанавливают в отверстия под-
весок специальные резиновые втулки из морозостойкой резины.
Отверстия в подвеске должны иметь диаметр 42+0,2 мм. На приле-
гающих к этим втулкам поверхностях кронштейна его втулки,
валика и подвески зачищают острые кромки, заусенцы, риски, а
отверстия в самих втулках смазывают тонким слоем консистентной
смазки. Применение резиновых и волокнитовых втулок повышает в
6—8 раз стойкость шарнирного соединения подвески башмака при
циклических нагружениях.
Наплавочные работы на направляющих буксового проема бо-
ковой рамы проводятся в том случае, если между ними и буксой
суммарные зазоры превышают указанные в табл. 7. 1.
Изношенные поверхности боковых рам наплавляют электродами
ОЗН-ЗОО, ОЗН-400 на полуавтоматах или порошковой проволокой, а
заварку трещин в кронштейнах подвесок башмаков производят элект-
родами Э42А с предварительным местным подогревом до 200-250°С
и последующим медленным охлаждением.
При ремонте надрессорной балки (рис. 7.8) разрешается за-
варивать: продольные трещины 5 опорной поверхности подпятнико-
вого места, но не переходящие через наружный бурт на плоскость
верхнего пояса; поперечные трещины 6 опорной поверхности подпят-
никового места при условии, что суммарная длина не превышает
Таблица 7.1
Тележки Тип подшипника Установленные суммарные зазоры, мм
вдоль осн тележкн поперек оси тележкн
18-100 Качения 6—12 5—10
18-109 Скольжения 6—15 5—13
229
1
Рис. 7.8. Трещины и места износов надрессорной балки
250 мм; трещины 11 внутреннего бурта, выходящие и не выходящие
на опорную поверхность подпятникового места; кольцевые трещины
7 опорной поверхности подпятникового места при суммарной длине их
не более 250 мм; продольные трещины 8 верхнего пояса, идущие от
технологического отверстия к концевой части балки длиной не бо-
лее 250 мм или к подпятниковому месту, но не переходящие на
наружный бурт; трещины 9 в углах между ограничительными бурта-
ми и наклонной плоскостью для клина.
Разрешается: наплавлять наклонные плоскости 12 надрессорных
балок; наплавлять выработки 10 опорной поверхности подпятнико-
вого места прн условии, что глубина выработки не более 7 мм;
наплавлять отколы наружного и
внутреннего буртов подпятнико-
вого места и их выработку при
оставшейся толщине буртов со-
ответственно не менее 11 и 7 мм и
глубине не более 32 мм, что
определяют при помощи специаль-
ного шаблона до наплавки и им
же после наплавки и обработки
резанием; восстанавливать по-
вреждение опоры коробок скбль-
зунов путем устранения повреж-
Рис. 7.9. Контролируемые разме-
ры фрикционного гасителя ко-
лебаний тележки
денные и приварки новой верхней
части скользуна; направлять упор-
ные ребра 3 надрессорных балок,
230
ограничивающих смещение пружин. Трещины 1, 2, 4 заварке не под-
лежат и балка бракуется.
Сварочные работы выполняют электродами Э42А, наплавочные —
электродами ЭН-14ГЗ-25.
Балки с трещинами в основном металле нижнего пояса и вер-
тикальных стенках бракуют. Заварку трещин и наплавку изношенных
поверхностей на балках выполняют при температуре окружающей
среды не ниже 5°С в такой последовательности: трещину разделы-
вают под углом 60 ±5° на всю длину и глубину, после чего заварива-
ют за два прохода; корневой шов накладывают электродом диамет-
ром 3 мм, а последующие швы — электродами диаметром 4—6
мм.
Фрикционные клинья наплавляют при износе не менее 2 мм, но
не более 8 мм (при большем износе их заменяют). Износ,
а также правильность размеров клина после ремонта проверяют шаб-
лонами.
Для создания необходимого трения в рессорном подвешивании
у тележек 18-100 и 18-109 проверяют положение фрикцион-
ных клиньев относительно надрессорной балки. Опорные плоскости
клиньев должны находиться ниже уровня опорной плоскости надрес-
сорной балки на 4—8 мм. Для этого собранную тележку подкатывают
под вагон или нагружают надрессорную балку на стенде нагрузкой,
соответствующей заданному типу вагона. Положение фрикционных
клиньев определяется разностью Ау (рис. 7.9) уровней опорных
плоскостей надрессорной балки и фрикционных клиньев, которая
вычисляется как среднее значение разности уровней двух клиньев од-
ного рессорного комплекта:
Ау= + ,
э 2
/\y'=h — h’ и &y" = h —h",
. 2h — (h' + h")
тогда Ai/ =---~---.
Положение уровня клиньев относительно надрессорной балки
зависит от расстояния А между фрикционными планками, раз-
мера Б надрессорной балкн и размера В фрикционных клиньев
(табл. 7.2).
Проверяют уровень фрикционных клиньев с помощью шаблона.
Для того чтобы опорная плоскость клиньев была ниже уровня над-
рессорной балки на 4—8 мм при постройке и капитальном ремонте
вагонов, необходимо иметь три градации размера клиньев: 234, 236
и 238 мм. *
В собранной тележке, кроме того, проверяют суммарные зазо-
ры между вертикальными плоскостями фрикционных клиньев и
231
Рнс. 7.10. Замеряемый зазор между скользунамн рамы вагона и соединительной балки
буртами направляющих боковых рам. Эти зазоры должны быть не
менее 10 и не более 35 мм. Зазоры между упорными ребрами клиньев
и буртами наклонных плоскостей надрессорных балок не менее 7 и не
более 25 мм.
У соединительных балок тележек наплавляют изношенные поверх-
ности центрального подпятника, если глубина износа опорной плос-
кости не более 7 мм или оставшаяся толщина внутреннего бурта
не менее 7 мм, а наружного не менее 4 мм. Работы ведут ручным спо-
собом электродами Э46 и Э42А или полуавтоматическим сварочной
проволокой Св-08 с последующей обработкой резанием.
Трещины в зоне колонки центрального подпятника и трещины
в зоне крайних пятников заваривают в том случае, если длина каж-
дой трещины не превышает 200 мм, а их количество на одном подпят-
нике (пятнике) не более трех.
В верхнем поясе соединительной балки разрешается заваривать
трещины длиной до 150 мм в сварных швах или в основном металле
кронштейнов центральных скользунов.
У четырехосных тележек 18-101 при сборке проверяют зазоры
между скользунамн соединительной балки и колпаками скользунов
надрессорных балок в сумме с обеих сторон каждой тележки,
которые должны быть не более 12*и не менее 8 мм. Зазоры регулируют
постановкой под скользуны стальных прокладок толщиной 1—4 мм в
Таблица 7.2
Вид ремонта Размеры, мм
А В
Капитальный (н при изготовлении) 636—628 171—179 234—238
Деповской 642—628 163—179 230—238
232
количестве не более четырех. Отсутствие зазоров между скользунамн,
расположенными по диагонали, не допускается; зазоры А (рис. 7.10)
между скользунамн рамы вагона 2 и соединительной балки /, которые
в сумме с обеих сторон каждой тележки должны быть не более
12 и не менее 4 мм и зазоры Б между скользунамн соедини-
тельной балки / и надрессорных балок 3 тележек, которые в сумме
с обеих сторон допускаются не более 6 и не менее 3 мм при деповском
ремонте, не более 10 и не менее 6 мм при капитальном.
Неразрушающий контроль. Для контроля боковых рам тележек
используют цветной метод дефектоскопии (метод красок). Рамы пе-
ред проверкой очищают, смачивают проникающей жидкостью
с красителем, наносят меловой раствор, просушивают после каждой
операции. Чувствительность этого метода к дефектам на грубообра-
ботанной поверхности литых деталей невелика.
Феррозондовый метод магнитного контроля позволяет обнаружи-
вать скрытые усталостные трещины на глубине до 3 мм, обладает вы-
сокой чувствительностью к поверхностным трещинам. Можно выяв-
лять дефекты под различными наслоениями (ржавчина, окалина,
затвердевшие загрязнения и т. п.).
Уральским отделением ВНИИЖТа создана феррозондовая де-
фектоскопная установка ДФ-1, которая состоит из стационарного
намагничивающего устройства и портативного электронного индика-
торного блока. Намагничивающее устройство представляет собой че-
тыре электромагнита постоянного тока, на опорные полюсы которых
устанавливают каркас тележки. Полюсы замыкают магнитную цепь
между ними и боковыми рамами. Индикаторный блок — это гене-
раторно-усилительное устройство для питания феррозондового дат-
чика, преобразователя, усиления и индикации его сигналов. Индика-
ция стрелочная (стрелка на панели блока), звуковая (телефонные
наушники) и сетовая (светодиод на корпусе датчика).
Контролируют наиболее ответственные зоны боковых рам, в ко-
торых возможно появление трещин. Продолжительность проверки
одной тележки около 5 мин.
Глава 8
ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ ЭЛЕМЕНТОВ
РЕССОРНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ
8.1. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРУЖИН И РЕССОР
Цилиндрические пружины с круглым сечением прутка приме-
няют в качестве упругих элементов в рессорном подвешивании
тележек современных пассажирских и грузовых вагонов.
Материал для пружин должен удовлетворять требованиям
статической, динамической и ударной прочности, обладать высоким
пределом выносливости, достаточной пластичностью и сохранять
свои упругие свойства в течение срока службы пружины.
Цилиндрические винтовые пружины изготовляют из кремнис-
тых рессорно-пружинных сталей марок 55С2 и 60С2 (табл. 8.1).
Технология изготовления цилиндрических винтовых пружин
предусматривает выполнение следующих операций: контроль пру-
жинной стали перед пуском в производство, резка прутков, от-
тяжка концов заготовки, нагрев под навивку и навивка, термо-
обработка, упрочнение, сжатие для снятия остаточной деформа-
ции, обработка торцов, испытание, контрольная проверка и ок-
рашивание с последующей сушкой.
Пружинную сталь перед пуском в производство выборочно
контролируют по длине прутков, диаметру и состоянию поверх-
ности. Контролю подлежит не менее 3% прутков с замерами се-
чения не менее чем в пяти местах (по середине и концам). За-
готовки нарезают в холодном или нагретом до температуры 750—
900°С состоянии на пресс-ножницах или эксцентриковых прес-
сах. Длину заготовки определяют по формуле
где dcp — средний диаметр витка пружины;
п — число полных витков с нерабочим.
Разрешается прутки диаметром 30 мм и более резать по раз-
метке газокислородной резкой.
Перед завивкой концы заготовок нагревают в щелевых печах
до температуры 900—950° С. Печь перед нагревом должна быть
прогрета до температуры 1150—1250° С. Длина нагреваемого кон-
ца заготовки не менее 0,8 длины оттяжки. Температура в конце
оттяжки не менее 800° С. Продолжительность нагрева 8—15 мин
в зависимости от диаметра прутка. Концы оттягивают на молоте
или на ковочных (обжимных) вальцах. Для прутков диаметром 13
234
мм и меньше можно концы не оттягивать. Длина оттянутого
конца пружины должна составлять не менее 2/3 витка, высота не
более 1/3 диаметра прутка, а ширина не менее 0,7 диаметра прутка.
После оттяжки на боковую поверхность оттянутого конца пру-
жины в горячем состоянии наносят маркировку: порядковый номер
по системе нумерации предприятия-изготовителя; год и месяц;
марку стали. Пружины с диаметром прутка 16 мм и менее не марки-
руют.
Пружины навивают и закаливают с одного нагрева заготовки
до температуры 900—950° С в полуметодической печи. Продолжи-
тельность нагрева должна быть 10—30 мин в зависимости от диа-
метра прутка заготовки пружины. Навивку нагретых прутков вы-
полняют на специальных станках. Для мелкосерийного производ-
ства используют токарно-винторезные станки, оборудованные со-
ответствующими приспособлениями для навивки. После навивки вы-
равнивают шаг витков на калибровочном прессе, поджимают концы
пружины и проверяют ее высоту, а при помощи угольника опреде-
ляют перпендикулярность пружины к ее опорной поверхности по
высоте. Затем пружину подают в закалочный барабан, частота
вращения которого устанавливается с учетом времени на закал-
ку пружины в зависимости от диаметра ее прутка. Температура
закалки 830—870° С.
Если технологически невозможно навить и закалить пружину
с одного нагрева, то после навивки ее повторно нагревают
под закалку. При массовом производстве пружин операции нагре-
ва и закалки механизируют, для чего в цехе устанавливают печь
с подвижным подом и рядом с ней располагают закалочный бак с
конвейером. Пружины из нагревательной печи скатываются по на-
клонной плоскости на конвейер, а затем в бак, где закаливают-
Таблица 8.1
Параметры Сталь
55С2 60С2
Содержание элементов, %: углерод 0,52—0.60 0,57—0,65
кремний 1,5—2,0 1,5—2,0
марганец 0,6—0,9 0,6—0,9
хром (не более) 0,3 0,3
никель » » 0,25 0,25
медь » » 0,20 0,20
Механические свойства после термообработки: предел текучести, МПа 1177 1177
временное сопротивление разрыву, МПа 1275 1275
относительное удлинение, % 6 6
» сужение, % 30 25
235
ся. Закалочная среда — вода при температуре 30—40 °C (для пру-
жин с диаметром прутка более 25 мм) или трансформаторное или
веретенное масло при температуре не выше 60 °C.
Для улучшения механических свойств и устранения внутрен-
них напряжений все пружины после закалки подвергают отпуску в
двухзонных конвейерных печах. При этом наибольший интервал
между закалкой и отпуском допускается не более 4 ч. Температура
отпуска должна быть в пределах 480—520 °C. Охлаждают в воде,
температура которой не должна превышать 100 °C, или на воздухе
в закрытом помещении. Твердость металла после отпуска должна
составлять НВ 370—440 (HRC 40—47). Остаточную деформацию
снимают после охлаждения пружины однократным сжатием до
соприкосновения витков с выдержкой 5—8 с.
Торцы пружин с диаметром более 8 мм обрабатывают на ло-
бовых и торцовых шлифовально-обдирочных станках с охлаждающей
жидкостью, с диаметром прутка до 8 мм на токарных станках.
Термически и механически обработанные пружины тщательно ос-
матривают, обмеряют и направляют на упрочнение.
При серийном производстве пружины с диаметром прутка 14 мм
и более и наружным диаметром более 80 мм подвергают упроч-
нению — наклепу в специальной дробеметной установке. Режим
наклепа устанавливают такой, при котором каждая точка по-
верхности пружины находится под действием потока дроби в
течение 20—30 с. Подача дроби 70—100 кг/мин, диаметр дробин
0,8—1,2 мм. После наклепа пружины должны иметь поверхность
светлого (серебристого) цвета без зон с черновинами. Кроме
дробеметной обработки, для упрочнения пружин применяют зане-
воливание, заключающееся в выдерживании пружин в сжатом сос-
тоянии в течение определенного времени, и метод многократного
обжатия с последующим наклепом дробью. При этом пружины
навивают таким образом, что расстояние между витками делается
намного больше, чем по чертежу, и высота некоторых пружин после
навивки увеличивается против номинала до 100 мм.
При заневоливании пружину после термической обработки сжи-
мают до отказа и выдерживают в таком состоянии 20 —40 ч и
затем разгружают. При методе многократного обжатия пружину под-
вергают 5—10-кратной нагрузке-разгрузке на прессе также до
соприкосновения витков. В результате пружина получает остаточную
осадку и приобретает окончательную высоту в свободном состоянии,
соответствующую чертежу, а в самой пружине создаются оста-
точные напряжения обратного знака, вследствие чего при ее работе
истинные напряжения оказываются меньше, чем они были бы без
заневоливания. Пружина приобретает способность выдерживать
большую нагрузку и имеет увеличенный рабочий прогиб при тех же
габаритных размерах. Расчетная жесткость заневоленной пружины
значительно больше, чем незаневоленной.
236
Эффективность заневоливания можно проиллюстрировать на при-
мере.
Пружинно-фрикционный поглощающий аппарат автосцепки гру-
зовых вагонов Ш-1-Т имеет энергоемкость 38 кДж при жесткости
пружин 1410 кН/м.
За счет постановки заневоленных пружин в этот же корпус,
т. е. без изменения его габаритных размеров, с незначительным
увеличением диаметра прутка пружин жесткость возросла до
2580 кН/м (на 80%), а энергоемкость модернизированного аппа-
рата Ш-1-ТМ увеличилась до 55—60 кДж, т. е. на 44—58%.
Проводятся исследования по возможности замены трехрядного
пакета (комплекта) пружин центрального подвешивания тележек
КВЗ-ЦНИИ пружинами, упрочненными такими методами, что позво-
лит наряду со снижением массы пружин уменьшить их количество
в пакете.
Изготовленную пружину подвергают испытанию на отсутствие
остаточной деформации и прогиб. Испытание на отсутствие оста-
точной деформации производится под пробной нагрузкой, которая
должна соответствовать наибольшему суммарному значению стати-
ческой и динамической нагрузок, действующих на пружину. Под
действием пробной нагрузки пружина сжимается 2 раза, нагрузку
снимают и замеряют высоту пружины в свободном состоянии. Пру-
жина нагружается еще раз, нагрузку снимают и снова замеряют
высоту, которая должна остаться неизменной.
При испытании на прогиб пружину нагружают до рабочей на-
грузки и определяют ее прогиб f, который сравнивают с рас-
четным. Разность между измеренным и расчетным прогибами по
отношению к расчетному прогибу должна быть в пределах
100= +12-и-8%.
' р
Отклонение от перпендикулярности опорных поверхностей к
оси пружины не должно превышать 2% высоты пружины в свобод-
ном состоянии. Контроль проводится в вертикальном положении
с помощью угольника и измерительной линейки. Испытанию и из-
мерениям подлежат пружины не менее 3% от партии.
Окрашивают пружины путем окунания в ванну с черной эмалью
ПФ-115 или битумным лаком БТ-577. Можно окрашивать эмалью
ХС-119 по грунту ХС-059.
Листовые рессоры изготовляют из полосового проката же-
лобчатого прямоугольного сечения. Технологическая схема изготов-
ления эллиптической рессоры приведена в табл. 8.2.
Испытание на остаточную деформацию производится под дей-
ствием пробной нагрузки двукратным нагружением рессоры. После
237
Таблица 8.2
Технологический процесс
изготовления листовых рессор
Оборудование, оснастка,
режим выполнения операции
Входной контроль исходного матери-
ала
Резка заготовок листов по размеру
Обрезка концов наборных листов по
трапеции
Зачистка заусенцев после обрезки.
Сверление листов и зенкование от-
верстий в коренных листах
Сверление и зенкование отверстий в
наконечниках
Нагрев листов под гибку и закалку
Нагрев листов под гибку и закалку
Гибка и закалка листов одновремен-
но с одного нагрева
Отпуск рессорных листов
Контроль листов после закалки и от-
пуска
Упрочнение листов наклепом дробью
Подбор рессорных листов в секцию
Сборка листов секции на централь-
ную шпильку
Установка хомута
Испытание секции рессоры под на-
грузкой
Сборка секций в полукомплект, под-
бор комплекта и испытание рессоры
Пресс-ножницы
Пресс-ножницы, штамп
Зачистной н сверлильный станки, кон-
дуктор
То же
Печь с толкателем. Температура нагре-
ва 900—950 °C. Время нагрева 30—
35 мин
Печь с толкателем. Температура нагре-
ва 900—950 °C, время нагрева 30—
35 мин
Гибочно-закалочный агрегат. Темпера-
тура закалки 840—880 °C, температура
масла 18—60 °C, время выдержки в мас-
ле 60 с
Печь. Время отпуска 35—40 мин, темпе-
ратура отпуска 460 °C. Максимальный
интервал между закалкой и отпуском
4 ч
Твердомер. Твердость НВ 363—432
Дробеметный аппарат. Подача дроби
60—90 кг/мии, частота вращения тур-
бины 2300 об/мин, диаметр стальной
дроби 0,8—1,2 мм. Листы наклепывают
с вогнутой стороны
В подобранной секции должен быть
между коренным и вторым листами в
свободном состоянии зазор 4 мм
Пневматический пресс. Перед сборкой
листы смазывают графитной смазкой
Нагревательная печь. Гидравлический
пресс для обжатия хомута по высоте
усилием 750 кН, с боков усилием
1000 кН
Пресс
Пресс, приспособления
238
снятия нагрузки измеряют высоту рессоры в свободном состоянии
и нагружают снова. Снимают нагрузку и вторично замеряют высо-
ту рессоры. При этом она должна оставаться неизменной.
На прогиб под рабочей статической нагрузкой испытание
проводят в следующем порядке: рессору плавно нагружают до ра-
бочей статической нагрузки и замеряют прогиб f\; затем нагрузку
повышают до пробной, плавно снижают до рабочей статической и
вторично замеряют прогиб /’г. Разность между полусуммой замерен-
ных прогибов и расчетным прогибом fv, указанным в чертеже, отне-
сенная к расчетному прогибу, должна находиться в пределах
f, + f2
--------- 100= ±8% .
' р
После испытания рессоры окрашивают теми же лакокрасочными
материалами, что и пружины.
8.2. РЕМОНТ ПРУЖИН И РЕССОР
Цилиндрические пружины и листовые рессоры, снятые с ваго-
нов при плановых видах ремонта, очищают от грязи и масла в ваннах,
заполненных горячим 3%-ным раствором каустической соды, а затем
обмывают чистой водой.
Пружины в депо и на заводах проверяют только по высоте в
свободном состоянии. Пружины с изломами или трещинами в вит-
ках, протертостями или коррозионными повреждениями более 10%
площади сечения прутка бракуют. Просевшие пружины нагревают в
печи до температуры 880—920 °C, подают на станок для восста-
новления шага между витками и закаливают в масле или воде, по-
догретых соответственно до 60 или 30—40 °C. Время от момента
извлечения пружины из печи до погружения в закалочную среду
не должно превышать 25 с, чтобы металл не охладился ниже
780 °C.
Далее пружины подают в печь отпуска, где поддерживается
температура 440- 480 °C. Затем в ванне с водой (или на воздухе)
их охлаждают в течение 40—50 мин и подают для испытания и та-
рировки на прессах.
Пружины, выдержавшие испытание, при необходимости подают
на шлифовальный станок для выравнивания опорных поверхностей.
Затем производятся приемка и клеймение пружин. Здесь на пру-
жины с диаметром витка меньше 16 мм навешивают бирки. Отре-
монтированные пружины окрашивают и сушат. Для повышения пре-
дела выносливости пружин и рессор на некоторых вагоноремонт-
239
ных заводах их поверхности упрочняют дробью на дробеметных
установках.
Обмытые рессоры осматривают и сортируют по объему ремон-
та. Рессоры, признанные годными при наружном осмотре и обмере
и не нуждающиеся в разборке, смазывают и подают на гидравли-
ческий пресс для испытания на остаточную деформацию под проб-
ной нагрузкой и на действительный прогиб под рабочей статиче-
ской нагрузкой. Рессоры, которые необходимо для ремонта раз-
бирать, после устранения неисправностей испытывают. Остаточная
деформация не допускается, а прогиб должен быть в пределах
нормы согласно техническим условиям по ремонту листовых рессор.
На одну из боковых поверхностей хомута рессоры, выдержавшей
испытания, ставят клейма: номер, присвоенный заводу или депо, и да-
ту испытания (год, месяц). После клеймения исправные рессоры
окрашивают так же, как новые, складируют на накопительной
площадке.
Рессоры, направляемые на разборку, подают к прессу для среза-
ния заклепок наконечников, а затем к прессу для снятия
хомутов. Хомут, не поддающийся снятию в холодном состоянии,
подогревают со стороны малого листа до температуры 350 °C.
После выпрессовки шпильки рессору рассыпают на листы. Листы
осматривают, определяют их износ и остаточную деформацию и
комплектуют рессору вновь.
Листы рессор, у которых имеются надрывы, трещины, износ или
коррозионные повреждения глубиной более 0,5 мм, заменяют.
Разрешается наплавлять торец коренного листа эллиптической рес-
соры грузового вагона при износе не более 3 мм с последующей
термообработкой. Взамен забракованных листов подбирают годные,
бывшие в употреблении, или изготовляют новые из стали 55С2
или 60С2.
Все деформированные листы рессор подвергают закалке с отпус-
ком. Листы нагревают в печи. Затем осуществляется гибка листов
в гибозакалочной машине в течение 25 с (не более) с тем,
чтобы- остаточная температура их после гибки была не ниже 780 °C.
Закалка происходит в ванне этой машины, заполненной трансформа-
торным или веретенным маслом с температурой 60 °C. Разрешается
рессорные листы закаливать в воде, подогретой до температуры
30—40 °C, с последующей проверкой магнитопорошковой дефекто-
скопией с применением сухого порошка на выявление закалочных
трещин. После закалки рессорные .листы подвергают отпуску с
выдержкой в печи при температуре 440—480 °C в течение 40—50
мин и последующим охлаждением на воздухе. Твердость закален-
ных, подвергнутых отпуску листов должна быть НВ 363—432.
Сборку смазанных графитной смазкой листов на шпильку,
сжатие рессоры, расклепывание шпильки и насадку хомута выпол-
няют на сборочных стендах.
240
Обжатие нагретого до температуры 900—1150 °C хомута произво-
дится на специальном прессе таким же усилием, как при изготовле-
нии новых рессор.
Хомуты рессор ремонтируют сваркой при наличии забоин и
протертостей на боковых поверхностях и торцах не более 25%
площади поперечного сечения. Трещины в хомутах заваривают при
условии, если они расположены вне сварных швов и если после раз-
делки под сварку толщина поперечного сечения уменьшается не
более чем на 50%.
Исправные и отремонтированные рессоры после испытания
клеймят и окрашивают. Клейма (условный номер, присвоенный за-
воду или депо, год и месяц испытания) ставят на одну из по-
верхностей хомута. Окрашивание производят так же, как при изго-
товлении новых рессор и пружин.
8.3. ПОДБОР И РЕГУЛИРОВКА РЕССОРНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ
Подбор и регулировка рессорного подвешивания осуществля-
ются для обеспечения нормальной эксплуатации вагонов и безо-
пасности движения поездов. На каждый вагон необходимо уста-
навливать рессоры с одинаковой стрелой прогиба. Пружины теле-
жек грузовых вагонов обладают значительной жесткостью и при
довольно больших изменениях нагрузки от кузова стрела их про-
гиба изменяется мало. Поэтому подбор рессорного комплекта
для установки на грузовой вагон не представляет трудности.
У пассажирских вагонов жесткость рессорного комплекта
небольшая, поэтому подбор пружин и листовых рессор в комплект
и расстановку их в тележках выполняют в зависимости от массы
тары и брутто вагона и распределения массы по концам в соот-
ветствии со схемой, указанной в технической документации за-
вода-изготовителя для определенного типа вагона и техническими
условиями на изготовление и ремонт рессор и пружин.
По высоте надбуксовые пружины одной буксы под тарой не
должны отличаться более чем на 2 мм.' Разница высоты пружин
в свободном состоянии в комплекте центрального подвешивания
тележек КВЗ-5 и КВЗ-ЦНИИ допускается не более 4 мм.
При сборке комплектов центрального подвешивания тележки
КВЗ-5 пружины сортируют по высоте на две группы (табл. 8.3)
Пружины центрального подвешивания тележек КВЗ-ЦНИИ раз-
деляют на три группы: первая — высота 506—502 мм; вторая —
высота 501—497 мм; третья — высота 496—491 мм. В тележку котло-
вого конца вагона ставят пружины первой и второй групп, в тележку
некотлового конца — второй и третьей групп.
Высота наружных и внутренних пружин рессорного комплек-
та тележки 18-100 и 18-109 в свободном состоянии должна быть
241
Таблица 8.3
Высота пружин, мм
Тележки вагона
котлового конца j некотлового конца
Первой группы
Второй »
386—390
381—385
363—367
358—362
249^2 мм, разница высоты пружин в одном комплекте до-
пускается не более 3 мм.
Показателем правильности сборки рессорного подвешивания
является горизонтальное расположение рам тележек и кузова ва-
гона, установленного на выверенный горизонтальный участок пу-
ти. Эту проверку можно выполнить и до опускания кузова на те-
лежки, нагружая их соответственно схеме загрузки от массы ку-
зова, указанной в технической документации завода-изготовителя.
Для пассажирских вагонов с нетиповым распределением мас-
сы по углам вагона применяют следующий способ подбора рессор.
На поступившем в ремонт вагоне замеряют размеры, влияющие на
высоту центров буферов, в том числе стрелу прогиба рессор
под вагоном и высоту пружин. До разборки рессоры определяют
нагрузку, которую она имела под вагоном, путем сжатия до раз-
меров замеренной стрелы прогиба. После ремонта рессору испы-
тывают под этой же нагрузкой и проверяют стрелу прогиба. Ес-
ли результаты испытания удовлетворительные, то рессору ставят
в прежний комплект рессорного подвешивания.
8.4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ
ГАСИТЕЛЕЙ КОЛЕБАНИЙ
Сборка гидравлического гасителя колебаний после изготовления
всех его составных частей состоит из слесарно-сборочных и конт-
рольных операций, которые осуществляются с помощью соответст-
вующих средств технологического оснащения.
Перед сборкой клапанов притирают сопрягаемые плоскос-
ти корпуса и диска, опрессовывают шариком гнездо клапана,
вкладывают этот шарик вместе с пружинкой в корпус клапана,
закрепляют их винтом и клапан в сборе испытывают на давление
4,5 ±0,5 МПа.
Шток гасителя с надетым на поршень поршневым кольцом
закрепляют в тисках при помощи специальных вкладышей, устанав-
ливают в клапанное гнездо штока винтовую пружину, дистанцион-
ное кольцо и диск клапана, вворачивают верхний клапан. Стопорным
пружинным кольцом предохраняют клапан от самопроизвольного от-
винчивания.
242
Корпус гасителя, состоящий из стакана и приваренной к нему
нижней головки, испытывают на течь в течение 15 мин проду-
вают сжатым воздухом и промывают для очистки от загрязненний
и смазывают.
В нижнюю часть рабочего цилиндра вставляют днище с
нижним кладаном, и шток в сборе вводят в цилиндр. Устанавли-
вают направляющую штока с алюминиевой прокладкой, соблюдая
необходимые кольцевые зазоры между направляющей, штоком и
внутренней стенкой цилиндра. Плавность хода штока внутри цилинд-
ра и отсутствие заеданий проверяются двух-, трехкратным пере-
мещением штока из одного крайнего положения в другое.
Собранный рабочий цилиндр устанавливают в корпус гасите-
ля, предварительно заполненный маслом, надевают на шток кор-
пус сальника с вложенным в него сальником (резиновыми манже-
тами). На буртик корпуса сальника кладут уплотнительное'рези-
новое кольцо и кольцевую металлическую прокладку, и ввертывают
затяжную гайку корпуса гасителя в его стакан. Гайку стопорят
планкой и крепят винтом с шайбой. Все детали гасителя в про-
цессе сборки протирают сухими чистыми салфетками и затем смо-
ченными приборным маслом.
Собранные таким образом гасители, оснащенные технологи-
ческой верхней головкой и металлическими втулками в головках,
испытывают на стенде для проверки его работоспособности и
снятия индикаторной рабочей диаграммы.
Испытательный стенд, применяемый Калининским вагонострои-
тельным заводом (рис. 8.1), изготовлен на базе эксцентрикового
пресса, имеющего 60 ходов в минуту и ход ползуна 40 мм. Испы-
тываемый гаситель 4 прикрепляют к верхнему шарниру 5, распо-
ложенному на ползуне пресса, и к нижнему шарниру <?, смонтиро-
ванному на конце рычага, второй конец которого закреплен на
торсионном валу 2 вместе с кронштейном 6 записывающего уст-
ройства. Торсионный вал длиной 400 мм изготовлен из стали мар-
ки 55С2. Один конец вала жестко закреплен в опоре /, смонти-
рованной на плите 7 стола 8 пресса.
При движении ползуна пресса вниз нижняя головка гасите-
ля опускается, поворачивая рычаг и скручивая торсион. Одно-
временно получает движение кронштейн 6 записывающего устрой-
ства и на бланке диаграммы вычерчивается первая часть кривой
(на ходе сжатия). При движении ползуна пресса вверх гаситель
колебаний и все устройства работают в обратном порядке и на
бланке фиксируется вторая часть кривой (на ходе растяжения).
Торсион рассчитан так, что исправный прибор делает ход поршнем
11—13 мм и развивает силу при сжатии 5±о'г кН и при отдаче
5,5±8.1 кН.
Рабочие диаграммы, полученные при испытании гасителя колеба-
ний на стенде, приведены на рис. 8.2. Наряду с диаграммой 1 исправ-
243
Рис. 8.1
Рис. 8.1. Стенд для испытаний гидравлических гасителей колебании
Рис. 8.2. Рабочие диаграммы гасителя колебаний:
1 — исправного; 2—6— с неисправностями
ного гасителя показаны диаграммы гасителей с неисправностями: 2
неисправность нижнего клапана (засорение, неплотное прилегание
деталей); 3 недостаточное перемещение штока в цилиндре (задиры
поршня или цилиндра, заедание штока в направляющей); 4
недостаточное давление сжатия (неплотности в клапане); 5
неисправность верхнего клапана; 6 заклинивание поршня в цилиндре.
После испытания на стенде гасители, уложенные горизонтально,
не должны в течение 12 ч давать течи масла. Окончательно гаситель
собирают на верстаке или специальном стенде. Шток вытягивают
наполовину и наворачивают верхнюю головку на резьбовую часть
штока до отказа, сверлят отверстие и нарезают резьбу под стопорный
винт и крепят этим винтом головку к штоку, предохраняя ее от
возможного отвинчивания. Осаживают шток и наворачивают защит-
ный кожух на верхнюю головку гасителя, крепя его стопорным
болтом. В головки устанавливают резиновые и металлические
244
втулки на клее 188-Н, зачищают места под маркировку гасителя
и ставят установленные клейма.
На каждый гаситель колебаний на заводе-изготовителе за-
полняют паспорт, в котором записываются рабочая диаграмма,
параметры сопротивления гасителя и марка рабочего масла.
8.5. РЕМОНТ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ГАСИТЕЛЕЙ КОЛЕБАНИЙ
При всех видах планового ремонта вагонов гидравлические
гасители колебаний ремонтируют в депо или на заводе с полной
разборкой. Через каждые 6 мес эксплуатации после постройки
или ремонта вагона гасители ремонтируют в объеме технической
ревизии. Снятые с вагонов гасители очищают, осматривают и ис-
пытывают на специальном стенде для определения параметра со-
противления с записью индикаторной рабочей диаграммы в коор-
динатах: усилие сопротивления — перемещение поршня гасителя
колебаний. Перед записью диаграммы гаситель предварительно
прокачивают на стенде в течение 1 мин. Гаситель считается не-
исправным, если: на рабочей диаграмме имеются отклонения от
нормальной формы диаграммы; параметр сопротивления выходит за
пределы 75—115 кН-с/м; при прокачивании на стенде наблюдаются
утечки масла. Такие гасители, хотя и поступившие для выполне-
ния технической ревизии, разбирают полностью, промывают керо-
сином или в растворе кальцинированной соды и затем в горячей
воде, обдувают сжатым воздухом и ремонтируют.
Наиболее характерными неисправностями гасителей являют-
ся: нарушение плотности корпуса гасителя; ослабление резьбо-
вого соединения корпуса гасителя с гайкой и верхней головки
с штоком; повреждения сальников штока, резиновых или капро-
новых втулок головок гасителя, деталей клапанов.
Неплотность корпуса гасителя возникает вследствие неис-
правности уплотняющего резинового кольца (круглого сечения)
из-за потери им упругости вследствие старения или из-за коль-
цевых трещин и заусенцев, появившихся от неправильной уста-
новки или некачественного изготовления уплотняемых поверхностей.
Резиновые манжеты сальникового уплотнения повреждаются
из-за износов рабочих поверхностей, разрывов и изломов их
пружин, отсутствия необходимого натяга при установке манжеты
в корпус сальника, наличия ржавчины и задиров на штоке или его
перекоса при установке. При плановом ремонте изношенные и не-
исправные резиновые детали гасителей заменяют новыми.
Следы коррозии на внутренних поверхностях деталей гаси-
телей зачищают шлифовальной шкуркой с маслом. Изношенные или
поврежденные поверхности штока и цилиндра в депо не ремонти-
руют. На заводах износы штока свыше 0,043 мм по диаметру,
245
Рис. 8.3. Приспособление для проверки плотности клапанов гидравлических
гасителей колебаний
местные выработки в стенке цилиндра больше 0,3 мм, вмятины и
задиры можно устранять осталиванием, хромированием или вибро-
дуговой наплавкой под слоем флюса с последующей обработкой.
Изношенную резьбу на защитном кожухе, верхней головке,
корпусе и гайке корпуса, штоке поршня можно восстанавливать
вибродуговой наплавкой под слоем флюса или порошковой прово-
локой с последующей механической обработкой. Перед наплавкой
резьбу нужно срезать. Если в указанных деталях обнаружены тре-
щины, то их бракуют. Кожух, корпус гасителя, стакан которого
соединен с нижней головкой сварным швом, после ремонта сваркой
проверяют на плотность керосином, который наливают вовнутрь.
При осмотре деталей особое внимание следует обратить на сос-
тояние сопрягаемых поверхностей корпуса клапана и диска кла-
пана, а у гасителей старой модели — на состояние поверхностей
тарелки и седла клапана, так как из-за нарушения плотности между
сопрягаемыми поверхностями гидрогаситель утрачивает работоспо-
собность. Восстановление плотности обеспечивают притиркой сопря-
гаемых поверхностей.
246
Собранный клапан испытывают и
регулируют на специальном приспо-
соблении. Клапан / (рис. 8.3) уста-
навливают в корпусе 3 приспособления
и закрепляют рукояткой 6. При этом
дроссельные отверстия клапана заглу-
шают резиновой прокладкой 2. При по-
мощи плунжерного насоса масло под
давлением по каналу 5 подается к кла-
пану и контролируется по манометру 4.
Разгрузочное устройство клапана
должно ограничивать давление масла
на уровне 4,5±0,5 МПа.
Поршневые кольца с отколами, лоп-
нувшие или изношенные, заменяют
новыми, у которых должен быть зазор
между концами в свободном состоянии
8 мм, а в рабочем состоянии — не
более 0,8 мм при плановом ремонте или
1,3 мм при технической ревизии. Зазор
проверяют щупом.
После ремонта детали гидравличес-
кого гасителя колебаний комплектуют с
соблюдением допусков на кольцевые за-
Рис. 8.4. Контролируемые
размеры в сопряжениях де-
талей гидравлического га-
сителя колебаний
зоры между трущимися поверхностями
и в местах сопряжений: Д] — между штоком и направляющей;
Д2— между рабочим цилиндром и направляющей; Д3— между ра-
бочим цилиндром и днищем нижнего клапана (рис. 8.4):
Зазор, мм.....................
При плановых видах ремонта .
» технической ревизии . . .
Д1 Л2 Л3
0,07 0,02 0,02
0,08 0,05 0,05
Далее гаситель собирают, заправляют приборным профильт-
рованным через металлическую сетку маслом МВП или АМГ10, про-
качивают до полного заполнения маслом рабочего цилиндра и ис-
пытывают на стенде с записью рабочей диаграммы. На нижней го-
ловке или бирке ставят клейма, обозначающие условный номер
ремонтного предприятия, месяц и две последние цифры года ремонта
и вид ремонта (буквы Д или К) или ревизии (буква Р).
В верхние и нижние головки вставляют на клее 88Н резино-
вые втулки, а в отверстия этих втулок запрессовывают также с
клеем стальные втулки. Практикуется постановка капроновых вту-
лок (без стальных), но служат они меньше. Болты (валики) креп-
ления головок гасителей на кронштейнах тележек, изношенные по
диаметру более чем на 1 мм, при плановых видах ремонта восста-
навливают наплавкой или заменяют новыми.
247
Глава 9
ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ АВТОСЦЕПНОГО УСТРОЙСТВА
9.1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ АВТОСЦЕПНОГО УСТРОЙСТВА
Автосцепное устройство относится к основным и ответст-
венным частям вагона. Оно предназначено для соединения (сцеп-
ления) вагонов и локомотивов, удержания их на определенном
расстоянии друг от друга, передачи и смягчения действия про-
дольных (растягивающих и сжимающих) усилий, развивающихся во
время движения в поезде и при маневрах.
Литые детали автосцепного устройства отливают из стали,
выплавляемой в мартеновских или электрических печах. Кроме
деталей поглощающего аппарата, литые детали автосцепного уст-
ройства делятся на две группы. К первой относятся корпус ав-
тосцепки, тяговый хомут, передний и задний упоры, а ко второй —
замок, замкодержатель, подъемник замка, валик подъемника,
центрирующая балочка и кронштейны.
Корпус автосцепки отливают из низколегированных сталей ма-
рок 20ГФЛ, 20ФЛ-У и 20ГЛ-Б. Стали должны иметь химический
состав (%): углерода 0,17—0,25; марганца 1,2—1,5% (20ФЛУ 0,8—
1,2); кремния 0,2— 0,5; хрома, никеля и меди не более 0,03; фос-
фора и серы не более 0,04. В сталь 20ГФЛ и 20ФЛ-У вводят добавки
ванадия 0,06—0,13%. Минимальные значения механических харак-
теристик всех этих сталей для деталей первой группы составляют:
временное сопротивление 539 МПа, относительное удлинение 18%,
относительное сужение 25%, ударная вязкость при температуре
20 °C 0,49 МДж/м2, при 60 °C 0,245 МДж/м2. Детали первой груп-
пы, отлитые из стали 20ГЛ-5, подвергают закалке и отпуску. Во всех
остальных случаях — нормализуют (иногда с отпуском). Корпуса
и горловины корпуса поглощающих аппаратов отливают из стали,
марки и химический состав которой показаны в табл. 9.1.
Отливки подвергают закалке и отпуску, после чего механи-
ческие свойства стали должны быть не менее: предел текучести
490 МПа; временное сопротивление разрыву 657 МПа; относитель-
ное удлинение 10%; относительное сужение 20%; ударная вяз-
кость при 20°С 0,29 МДж/м2.
Основания корпусов и стержни отливают из стали 20Л или
25Л и нормализуют. Клинья и конусы штампуют из стали 30 с
последующей цементацией или нитроцементацией, закалкой и от-
пуском; шайбы — из сталей 40, 45, 58 или 38ХС с закалкой и
отпуском.
248
Маятниковые подвески штампуют из стали СтЗ, Ст5, 38ХС;
упорные плиты — из стали 38ХС или 45 или отливают из стали
20Л; поддерживающие планки и стяжные болты изготовляют
из стали марки СтЗ.
Технология литья корпуса автосцепки из стали 20ГЛ-Б в
песчаную форму заключается в следующем.
Формовка двух моделей в опоке (рис. 9.1) осуществляется
с отделкой формы, с продувкой, установкой и наколкой газоотво-
дов, постановкой предохранительных шаблонов. В нижнюю полу-
форму устанавливают стержни для получения в отливке полостей
после заливки металлом. Для ускорения процесса охлаждения
зон, где располагаются утолщенные части детали, в них разме-
щают холодильники, препятствующие образованию различных де-
фектов (трещин, раковин, утяжин). Взаимное положение нижней
полуформы с верхней фиксируется штырями, вставляемыми в спе-
циальные отверстия опок. Их жесткое соединение обеспечивается
стягиванием фасонными скобами.
Форму, в которой детали располагаются горизонтально, за-
ливают расплавленным металлом (температура 1480—1580°С) из
ковша вместимостью 30 т. Эта операция выполняется на заливоч-
ном участке цеха. Расплавленный металл заливают в форму через
литниковые чаши. Транспортировать залитую форму можно не ра-
нее чем через 10 мин после окончания заливки, что позволяет
металлу несколько затвердеть. Чтобы избежать коробления и образо-
вания трещин в отливке, ее выдерживают в форме, пока тем-
пература не снизится примерно до температуры 500 °C.
Формовочную смесь, стержни, холодильники, каркасы и от-
ливки из опок удаляют на выбивном участке с использованием
инерционных решеток. Вибрация решеток, возникающая при враще-
нии вала с неуравновешенным грузом, приводит к разрушению фор-
мовочной смеси в опоках и просыпанию ее либо непосредственно
в бункер, либо на ленту транспортера и далее в бункер.
Литники и заливы, а также прибыли удаляют с помощью га-
зокислородных резаков и кувалды. Затем отливки подвешивают на
цепной конвейер и направляют в дробеструйную камеру, где на
специальных установках с помощью чугунной дроби их очищают.
Таблица 9.1
Марка стали Содержание элементов, %
С Мп Si Сг Ni | Cu| S I Р не более
ЗСГСЛ-Б 32X06Л-У 0,25—0,35 0,25—0,35 1,20—1,60 0,50—0,90 0,20—0,50 0,20—0,42 0,30 (не более) 0,50—0,80 0,4 0,3 0,04 0,04
249
Рис. 9.1. Литейная форма для корпуса автосцепки:
/ нижняя полуформа; 2— верхняя полуформа; 3—газоотвод-стояк; 4 — стержни;
5 литниковая чаша; 6 — прибыль; 7—газоотвод-прокол; 8— верхняя опока; 9 —
нижняя опока; 10 — формовочная земля; / / — холодильники; /2 — литниковая система
250
После очистки детали осматривают, выявляют и устраняют
дефекты. Разрешается заваривать вертикальные трещины сверху и
снизу в углах зева со стороны большого зуба, не выходящие
(с учетом разделки) на горизонтальные плоскости наружных ре-
бер.
Выплавка дефектов, заварка, обрубка и зачистка осущест-
вляются с помощью газокислородной резки, электродуговой свар-
ки, шлифовальных машинок и пневматических зубил.
Для улучшения структуры металла отливок и снятия внут-
ренних напряжений детали автосцепного механизма и корпус
автосцепки подвергают термообработке при установленных режи-
мах. Например, при закалке с последующим отпуском на входе
печи поддерживается температура 840—860°С, а во второй зо-
не нагрева и на выходе 940—960 °C. Температура в печи для от-
пуска деталей находится в диапазоне 600—650 °C. Причем на под-
вижном поддоне печи располагаются пять корпусов автосцепки или
восемь тяговых хомутов одновременно.
Детали в закалочной печи находятся от 2 ч 42 мин до 3 ч, а в
печи для отпуска от 3 ч 18 мин до 3 ч 40 мин.
После термической обработки детали автосцепного механиз-
ма очищают от окалины в дробеструйных камерах с последующей
зачисткой местного пригара и подгонкой контура зацепления под
шаблон 827А, для чего используются пневмозубила и шлифоваль-
ные машинки.
Наиболее часто встречающимися литейными дефектами явля-
ются раковины, газовые поры, горячие трещины, а также тонко-
стенность отдельных частей изделия. Отклонения геометрической
формы обычно проявляются в уменьшении размеров против чертеж-
ных, что в основном происходит из-за неправильной установки
стержней или их недостаточно прочного закрепления в форме. В
результате стержень сдвигается со своего места или даже всплы-
вает в процессе заливки. При этом размер одной стенки детали
уменьшается, а другой увеличивается.
Для предотвращения таких дефектов необходимо: предусмат-
ривать в соответствующих местах газоотводящие каналы; устраивать
прибыли, в которых собираются газы и неметаллические включения;
создавать требуемую газопроницаемость стержневой и формовоч-
ной смеси; применять холодильники в виде металлических вкла-
дышей, гвоздей или шпилек в формах для регулирования скорос-
ти охлаждения отдельных участков отливки; закреплять недоста-
точно прочные места формы и стержни специальными металличе-
скими шпильками и т. д.
Существенное влияние на качество отливок оказывают так-
же состав, влажность и технология приготовления формовочных и
стержневых смесей.
251
Качество термического упроч-
нения отливок контролируют
измерением твердости металла, ко-
торая, например, для ударно-
тяговых поверхностей контура за-
цепления автосцепок рефриже-
раторных и пассажирских вагонов
должна быть не менее НВ 450.
Для получения более точной
геометрической формы отливок,
уменьшения трудоемкости работ
на доводочных операциях при од-
новременном повышении качества
рекомендуется использовать метод литья в корковые формы. С по-
мощью пескоструйных машин наносят на горячие металлические мо-
дели специальную формовочную смесь, состоящую из промытого пес-
,ка, новолачной смолы (термопластичной, фенольно-формальдегид-
ной) и уротропина. После оплавления состава получаются кор-
ковые полуформы с толщиной стенки 8—10 мм. Эти полуформы с
предварительно вставленными в них стержнями склеивают, полу-
чая целую форму.
Корковую форму 3 (рис. 9.2) устанавливают в металличе-
ский ящик-опоку 6 на специальные опоры, после чего простран-
ство между формой и стенками опоки заполняют металлической
дробью 2 с последующим виброуплотнением. Металл заливают че-
рез литниковую систему 4. Дно опоки выполняют в виде решетки
/, через которую с помощью специальной установки газы отса-
сываются по каналу 5.
После остывания и освобождения опоки от отливки произво-
дят предварительную, вибрационную очистку деталей, а затем уда-
ляют литниковую систему. После дробеструйной очистки детали
подвергают термообработке и зачищают до чертежных размеров.
После изготовления корпуса автосцепки и деталей механизма сцеп-
ления производится сборка автосцепки с подгонкой деталей по
соответствующим шаблонам.
Операции по отливке в песчаные формы тягового хомута из
стали 20ГЛ-Б в основном аналогичны приведенным выше. Повтор-
ную термообработку обычно выполняют в тех случаях, когда де-
таль не выдержала механических испытаний или после заварки
крупных дефектов.
Общими для технологии литья являются следующие требова-
ния: при заливке из ковша расстояние от начала струи до лит-
никовой воронки должно быть не более 200—250 мм; время про-
цесса заливки должно составлять 20—30 с; температуру термо-
обработки контролируют автоматически с использованием термо-
пар и самопишущих потенциометров.
252
Стержни для форм сушат в сушилах горизонтального и вер-
тикального типа. Для повышения стойкости стержней к высокой
температуре используют противопригарную краску.
Технология отливки корпуса поглощающего аппарата и других
деталей автосцепного устройства также не имеет принципи-
альных отличий от приведенной выше.
Поглощающий аппарат собирают на полуавтоматических ли-
ниях с использованием специальных прессов для постановки стяж-
ного болта, а также стендов для испытания аппарата на энерго-
емкость и для комплектования его с тяговым хомутом.
На литых деталях автосцепного устройства отливают, а на
фрикционных клиньях, конусах и нажимных шайбах выбивают уста-
новленные знаки маркировки.
Наружные поверхности корпуса автосцепки и горловины, а
также основания поглощающих аппаратов, тяговый хомут, упоры,
центрирующую балочку и кронштейны окрашивают в черный цвет,
а сигнальный отросток замка — в красный.
В зависимости от характера выполняемых работ для обес-
печения требований охраны труда и техники безопасности преду-
сматривается использование приточно-вытяжной вентиляции, ди-
электрических перчаток, защитных очков, спецодежды, ковриков
и др.
На участках изготовления деталей автосцепного устройства и
поглощающего аппарата используют пневматические трамбовочные
машинки, ошуровочные решетки (для удаления стержней), пресс
Бринелля, многопостовые сварочные машины типа ВДМ-1001, верти-
кально-фрезерные и точильно-шлифовальные станки, гайковерты,
краскораспылители, весы и др.
9.2. РЕМОНТ КОРПУСА АВТОСЦЕПКИ
И ДЕТАЛЕЙ МЕХАНИЗМА СЦЕПЛЕНИЯ
Автосцепные устройства при работе испытывают значитель-
ные динамические нагрузки, действующие в различных плоскостях,
большие перепады температур. Кроме того, на их работу отрица-
тельно влияет незащищенность сопряженных деталей от попадания
в зоны трения абразивных частиц.
Сложное конструктивное исполнение деталей и их геометри-
ческих форм требует повышения уровня технологии изготовления,
ремонта, системы контроля и испытаний.
Значительные продольные и поперечные нагрузки на авто-
сцепку появляются при входе состава в кривые участки пути или
выходе из них, при переломах профиля железнодорожного полотна,
на сортировочных станциях и горках, при трогании с места и
торможениях. Перегрузки в материале деталей автосцепки также
253
возникают от несинхронное™ колебаний сочлененных вагонов.
При этом особенно сильно и часто этот эффект возрастает, когда
неисправны гасители колебаний как гидравлического, так и фрик-
ционного типа. Тогда все основные детали не только перегружа-
ются, но и интенсивно изнашиваются. Возможны даже саморасцепы
вагонов, появление деформаций в отдельных деталях устройства,
отколов, трещин и других повреждений, включая разрушения.
Возникновение знакопеременных нагрузок приводит к разви-
тию трещин, изломам. В отдельных случаях встречаются хрупкие
разрушения, что определяется как неблагоприятным сочетанием
действующих сил, климатических и других факторов, так и внут-
ренними отклонениями и пороками кристаллической структуры.
Сложный профиль многих деталей также является естествен-
ным источником концентрации внутренних напряжений, особенно
в переходных поверхностях.
Основной причиной ремонта и замены деталей при плановых
и текущих ремонтах является износ.
В отдельных случаях, например при появлении местных, од-
носторонних износов деталей, при существенных изменениях в
высотах расположения головок смежных автосцепок по отношению
к уровню рельса, а также при резких изменениях силовых экс-
плуатационных факторов возможны заклинивание, излом или иное
повреждение рабочих элементов. При этом трущиеся поверхности
могут получить задиры в локальных областях, значительно увели-
чивающих в дальнейшем интенсивность изнашивания сопряжений.
Повреждения механизма автосцепки и поглощающего аппара-
та увеличиваются при вождении сверхтяжелых поездов, а также
на сортировочных горках в случае низкой эффективности работы
вагонных замедлителей.
Дефекты и повреждения деталей автосцепного устройства
выявляются как визуально, так и с использованием вспомогатель-
ных средств контроля, например лупы, дефектоскопа, шаблонов и др.
По характерным внешним признакам, например, таким, как раз-
витие местной коррозии, скопление в виде тонкой полоски вали-
ка 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 авто-
сцепки 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 произво-
диться с помощью ручного или пневматического зубила, строга-
нием на станке, электродуговой или газокислородной резкой.
К основным неисправностям корпуса автосцепки (рис. 9.3)
относятся:
254
1
Рис. 9.3. Места повреждений и износов
корпуса автосцепки
трещины / в углах, образован-
ных 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 з а мкодер ж а тел я.
Эти трещины образуются в резуль-
тате влияния концентрации на-
пряжений в зонах перехода от
одной поверхности к другой, так как при изготовлении часто умень-
шаются радиусы сопряжений стенок контура изделия против уста-
новленных. Эксплуатация показывает, что 42,5% корпусов авто-
сцепки бракуют из-за наличия трещин в этих зонах;
трещины 4 в месте перехода головы к хвостовику и трещины
6 в стенке отверстия для клина тягового хомута. Повреждения в
этой зоне характеризуются хрупким разрушением и в большинст-
ве своем происходят в результате износа перемычки. Уменьше-
ние толщины перемычки происходит в результате износа 7 упор-
ной поверхности хвостовика от взаимодействия с упорной плитой
и за счет износа и смятия 5 стенки отверстия от взаимодейст-
вия с клином хомута. Основной причиной износа этого отвер-
стия является существенное увеличение продольных сил, дейст-
вующих в большегрузных поездах, наибольшие значения которых
превышают предел текучести используемого металла. Поэтому
клиновое соединение в усиленных автосцепках заменяют более проч-
ным — шарнирным;
износы 2 тяговых и ударных поверхностей большого и мало-
го зубьев существенно ухудшают продольную динамику вагонов и
могут явиться причиной саморасцепов, износы 8 поверхностей
корпуса в месте соприкосновения с поверхностями проема удар-
ной розетки происходят в случае отклонения оси корпуса авто-
сцепки в вертикальной и горизонтальной плоскостях. При прохо-
де 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 вертикаль-
ные 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 наблюда-
ется 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 хреб-
товой балки и начинает поднимать вагон. Это приводит к изгибу
хвостовика или изломам маятниковых подвесок смежной автосцепки.
255
Как показывает обследование корпусов автосцепок с трещинами и
изломами хвостовика, у 60% корпусов автосцепок, кроме того,
имели место дефекты технологического происхождения (разностен-
ность хвостовика).
Износ поверхности 3 упора головы автосцепки в выступ удар-
ной розетки происходит из-за недостаточной эффективности по-
глощающих аппаратов в определенных поездных ситуациях. После
полного использования их энергоемкости избыточная часть кинети-
ческой энергии остается непогашенной поглощающим аппаратом
и передается непосредственно от головы корпуса автосцепки на
выступ розетки и раму вагона. Такая передача сил отрицательно
влияет и на техническое состояние рамы вагона.
Вертикальные трещины в зеве со стороны большого зуба в
углах разрешается заваривать при условии, что после разделки они
не будут выходить на горизонтальные плоскости наружных ре-
бер большого зуба. Трещины в углах проемов для замка и замко-
держателя можно заваривать, если разделка трещин в верхних углах
проема для замка не выходит на горизонтальную поверх-
ность головы, в верхнем углу проема для замкодержателя не выходит
за положение верхнего ребра со стороны большого 'зуба, а длина раз-
деланной трещины в нижних углах проемов для замка и замкодержа-
теля не превышает 20 мм.
Трещины в месте перехода головы к хвостовику можно за-
варивать, если при глубине их более 5 мм поперечное сечение
стенок хвостовика после разделки не уменьшается более чем на
25%.
Заварка трещин в корпусах автосцепок из низколегированных
сталей 20ГЛ-Б, 20ГФЛ должна производиться с использованием
электродов типов Э42А, Э46А, Э50А. Для повышения качества за-
варки трещин целесообразно перед заваркой корпус автосцепки
нагревать до температуры 250—300 °C, что улучшит адгезию наплав-
ленного металла и снизит остаточные термические напряжения.
Износы ударных и тяговых поверхностей большого и малого
зубьев и ударной поверхности зева восстанавливают наплавкой
при условии, что наплавляемый металл не должен доходить бли-
же 15 мм к закруглениям в углах и иметь твердость не менее НВ 250.
Для получения твердости металла НВ 450 рекомендуется исполь-
зовать электроды ОЗН-400, порошковую проволоку ПП-ТН500,
пластинчатые электроды с легирующими присадками.
Поверхность перемычки хвостовика со стороны прилегания кли-
на тягового хомута и с торца хвостовика можно наплавлять, если
толщина изношенной перемычки составляет не менее 40 мм для
автосцепок СА-3 и не менее 44 мм для СА-ЗМ. Для восстанов-
ления этих поверхностей рекомендуется использовать электроды мар-
ки УОНН 13/85.
256
Разработана технология восстановления перемычки хвосто-
вика автосцепки СА-3 электрошлаковой сваркой на установке
Т 682. Такая технология позволяет восстанавливать хвостовики
корпуса автосцепки с. любыми трещинами, разрывами и износами
при толщине перемычки менее 40 мм. Ремонт состоит в полной
вырезке перемычки термическим или механическим способом, в за-
плавке проема и в последующей термической обработке корпуса ав-
тосцепки.
Установка получает питание от отдельного фидера для предотвра-
щения перерыва подачи электроэнергии при заварке перемычки.
При сварке используют легированную сварочную проволоку марки
Св-08Г2С диаметром 4 мм и плавящийся мундштук — цельно-
тянутая труба из стали 20 длиной около 500 мм, наружным ди-
аметром 15 мм, внутренним 5 мм. Сварку ведут под слоем флюса
марки АН-8. Установка работает от сети напряжением 380 В с
частотой 50 Гц. Напряжение дуги 50—52 В. Для облегчения воз-
буждения дуги вначале на дно основания кокиля укладывают от-
резок стального прута диаметром 20—25 мм, длиной 20—30 мм и
засыпают его дробленой стальной стружкой слоем около 15 мм.
Плавящийся трубчатый мундштук располагают на расстоянии 40—
50 мм от дна кармана, засыпав зазор флюсом. Процесс сварки
при сварочном токе около 800 А длится 18—20 мин. Общее время
на восстановление перемычки составляет около 45 мин.
Для снятия внутренних напряжений и улучшения структуры
металла хвостовик автосцепки подвергают термообработке: нор-
мализация с нагревом детали до температуры 920 °C, выдержкой в
течение 3 ч и охлаждением на воздухе до температуры 300 °C;
высокотемпературный отпуск с нагревом до температуры 640—
650 °C, выдержкой при этой температуре до 4 ч и охлаждением на
воздухе.
Для восстановления изношенных поверхностей корпуса авто-
сцепки применяют полуав-
томатические и автоматичес-
кие сварочные установки, а
также метод наплавки ле-
жачим пластинчатым элек-
тродом.
Технология наплавки
деталей автосцепки лежа-
чим пластинчатым электро-
дом состоит в том, что на
наплавляемую поверхность 9
(рис. 9.4) насыпают слой
гранулированного флюса 8,
толщина которого опреде-
ляет длину электрической Рис 94. Схема
наплавки лежащим пластин-
дуги (примерно 4 мм). чатым электродом
9 Зак. 856 257
Наплавляемую поверхность располагают горизонтально или с
уклоном 2—3° в сторону от начала наплавки для предотвра-
щения короткого замыкания, когда расплавленный металл может
подтечь под электрод. На флюс укладывают электрод 7, пред-
ставляющий стальную пластинку, форма и размеры которой соот-
ветствуют контуру наплавляемой поверхности. Один конец плас-
тинчатого электрода с помощью держателя соединяют с проводом
источника сварочного тока, а другой (обратный) провод этого источ-
ника через специальные сварочные столы или стенды — с наплав-
ляемой деталью.
На пластинчатый электрод насыпают флюс 6 той же марки в
количестве, необходимом для создания в процессе наплавки шла-
ковой ванны, обеспечивающей нормальное протекание процесса на-
плавки и защиту расплавленного металла от окисления кислородом
воздуха (примерная толщина слоя 12—15 мм).
С целью улучшения качества формирования наплавочного ва-
лика, особенно при наплавке широких поверхностей, сверху флю-
са укладывают прижимную медную или графитовую пластину 2, ко-
торая давит на ванну расплавленного металла и флюса.
Дуга возбуждается от пластинчатого электрода, соприкаса-
ющегося с наплавляемой поверхностью детали в зоне 5 или с по-
мощью металлических опилок или стружек, подсыпаемых при уклад-
ке электрода между наплавляемой деталью с пластинчатым элект-
родом в этой зоне. При замыкании цепи сварочного тока опилки
расплавляются, и электрическая дуга возбуждается. Перемещаясь
по кромке электрода, дуга расплавляет его и флюс. После рас-
плавления горизонтальной части электрода процесс продолжается на
его отогнутом конце /. В комплект технологической оснастки
входит флюсоудерживающее приспособление 4 для создания ста-
бильной прослойки флюса 3.
Процесс наплавки этим методом полностью автоматизирован.
Вручную выполняют только вспомогательные операции. Произво-
дительность наплавки увеличивается примерно на 22% по срав-
нению с ручной наплавкой. Можно изношенные поверхности наплав-
лять металлом с повышенной износостойкостью, с хорошим фор-
мированием наплавленного металла и незначительным припуском
на механическую обработку, что позволяет заменить операции ста-
ночной обработки зачисткой шлифовальным кругом.
Поверхности корпуса автосцепки, наплавленные другими спосо-
бами, требуют механической обработки. Для этого на заводах и в де-
по применяют универсальные фрезерные, строгальные, долбежные
станки с соответствующей оснасткой.
Станок-полуавтомат (рис. 9.5) позволяет с одной установ-
ки корпуса обрабатывать поверхности контура зацепления, отверстие
для валика подъемника, стенки отверстия под клин, перемычку
и торец хвостовика. На таком станке можно обработать
258
14 поверхностей. Станок имеет станину /2; устройства: 21 для
обработки поверхностей контура зацепления, 19— отверстий валика
подъемника, 14—отверстия под клин тягового хомута и торцовую
часть хвостовика; насосные станции для подачи охлаждающей
эмульсии и масла в системе станка при его работе.
Станина станка является одновременно и установочным кон-
дуктором для корпуса автосцепки. На горизонтальной поверхнос-
ти станины размещена двухопорная жесткая рама 20, являющаяся
технологической базой, определяющей правильную установку кор-
пуса автосцепки относительно режущих головок устройств. С
9* 259
помощью подвижной шаровой опоры 16, рычагов 7, приводимых в
действие винтовыми парами 11 и силовым пневмоцилиндром 13,
корпус автосцепки надежно закрепляется на станине в необходи-
мом для обработки положении.
Устройство для обработки рабочих поверхностей контура за-
цепления представляет собой агрегат, имеющий привод от электро-
двигателя. Коробка скоростей 10 приводит во вращение верти-
кальный раздаточный вал 8, закрепленный одним концом (нижним)
на плите-опоре 9, а вторым (верхним)— в кронштейне 1. Раздаточ-
ный вал 2 имеет четыре раздельные режущие головки 3, 4, 5 и 6,
необходимые для обработки рабочих поверхностей контура зацеп-
ления. Режущие головки выполнены в виде ригеля, один конец
которого оснащен фрезой, а второй находится в зацеплении с
шестерней раздаточного вала.
Устройство для обработки отверстий под валик подъемника
состоит из специального блока, закрепленного на стойке 17, ко-
торый может поворачиваться из нерабочего в рабочее положение.
В шпиндель блока вставляется оправка с двумя фрезами 18. Уст-
ройство для обработки поверхности отверстия перемычки и тор-
цовой части хвостовика состоит из кольцеобразного незамкну-
того люнета 15, шарнирно закрепленного на станине по центру
торцовой части хвостовика. Режущая головка с фрезой может пе-
ремещаться по отверстию хвостовика корпуса как в продольном
направлении, так и по радиусу торца хвостовика.
В последние годы значительно увеличивается количество
корпусов автосцепки, имеющих уширение зева головы и деформа-
ции хвостовика. Уширение зева определяется соответствующим
шаблоном. Проверку производят по всей высоте носка большого
зуба. Для этого шаблон прикладывают одним конном к углу ма-
лого зуба, а другой подводят к носку большого зуба. Если кром-
ка шаблона пройдет мимо носка большого зуба в зев, значит
зев расширен.
При обнаружении уширения зева или изгиба хвостовика ав-
тосцепки в вертикальной или горизонтальной плоскости, превы-
шающего 3 мм от продольной оси, корпус необходимо править с
предварительным подогревом до температуры 800—850 °C с выдерж-
кой в печи в течение 1 ч для равномерного прогрева корпуса
по сечению. Если на корпусе автосцепки в зонах деформаций об-
наружены незаваренные или ранее заваренные трещины, то такой
корпус бракуется.
Корпусы автосцепки необходимо нагревать в печах с восста-
новительной или нейтральной атмосферой для того, чтобы избежать
выгорание углерода и легирующих присадок в процессе нагрева,
а правку заканчивать при температуре выправляемой зоны не ме-
нее 650 °C для предотвращения образования остаточных терми-
ческих напряжений и трещин.
260
Правка деформированного зева и хвостовиков на многих
предприятиях производится под обычными прессами. Эта правка
малоэффективна и недостаточна. Разработана и внедрена более
совершенная конструкция пресса, который состоит из станины, уста-
новочных кондукторов и нажимных копиров, имеющих конфигура-
цию корпуса автосцепки, гидронасосной станции с приводом и
приборами управления.
После закрепления нагретого корпуса включают гидравли-
ческую систему и штоки цилиндров с закрепленными на них на-
жимными копирами одновременно перемещаются по направлению к
установочным кондукторам. При движении копиры встречаются с
поверхностями корпуса, самоустанавливаются соответственно их
поверхностям и производят правку. Предварительно в зев корпу-
са автосцепки вставляют планку-ограничитель, исключающую су-
жение зева больше нормы.
После разборки механизма сцепления автосцепки все его
детали измеряют проходными и непроходными шаблонами. По ре-
зультатам измерений устанавливают объем ремонта. Повреждения
деталей механизма сцепления и износы поверхностей устраняют
сваркой и наплавкой. Для повышения износостойкости и твердо-
сти наплавляемого слоя рекомендуется использовать полуавто-
матическую наплавку порошковой проволокой ПП-ТН350 и ПП-
ТН500, а также наплавку лежачим пластинчатым электродом.
Этот метод целесообразно использовать при восстановлении
замыкающей поверхности 1 замка (рис. 9.6, а). Остальные изно-
шенные поверхности 3, 5, 6 замка, имеющие небольшие площади и
достаточно сложную форму, наплавляют обычно вручную. При изло-
Рис. 9.6; Зоны износов и повреждений на деталях механизма сцепления
261
ме сигнального отростка 4 приваривают встык новый, заранее
отштампованный, а при изломе шипа 2 для предохранителя рас-
сверливают отверстие в замке и в него вставляют новый шип.
По скошенным кромкам отверстия с обеих сторон замка обварива-
ют новый шип.
Наплавленную поверхность замыкающей части замка обраба-
тывают в основном на вертикально-фрезерных станках, так как
они наиболее производительны, или с помощью шлифовально-пнев-
матической машинки. Обработка поверхности замыкающей части
замка представляет определенную сложность, так как эта поверх-
ность имеет уклон 5° (от кромки к середине замка). Поэтому для
обработки таких поверхностей разработано специальное приспособ-
ление, устанавливаемое на столе фрезерного станка.
Погнутые замкодержатели выправляют нагретыми до темпе-
ратуры 820—900°С в специальном штампе, позволяющем значи-
тельно снизить, трудоемкость правки при высоком качестве вы-
полнения операции.
Заварку грещин 7, 11 (рис. 9.6, б) и наплавку изношенных
поверхностей 8, 9, 10 и 12 замкодержателя выполняют вручную
из-за сложной формы поверхностей. При этом применяют приспо-
собления для расположения замкодержателей в удобном для свароч-
ных работ положении. Механическую обработку осуществляют
в приспособлениях, устанавливаемых на вертикально-фрезерном
станке.
Предохранители замка, имеющие деформации плеч, правят в
нагретом состоянии под прессами с использованием специальных
штампов. Поверхности 13 (рис. 9.6, в) и под шип 2 восстанавли-
вают электронаплавкой после правки. При механической обра-
ботке особое внимание обращают на качество обработки тор-
ца верхнего плеча, так как от этого будет зависеть надежность
действия предохранителя замка от саморасцепа.
Ремонт наплавкой изношенных поверхностей 14, 15, 16 подъ-
емника (рис. 9.6, г) и поверхности 17 валика подъемника (рис.
9.6, <?) производится в основном с помощью ручной сварки с ис-
пользованием специальных приспособлений, а механическая об-
работка — на вертикально-фрезерных и других станках.
После ремонта детали механизма сцепления проверяют
шаблонами и передают для сборки на сборочный стенд и уста-
новки в корпус автосцепки. На опору в нижней части кармана,
расположенную на стенке со стороны большого зуба, укладывают
подъемник большим пальцем кверху. В окно, предусмотренное для
замкодержателя, вводят замкодержатель противовесом вперед и
овальным отверстием навешивают на шип. В окно, предназначен-
ное для замка, вкладывают замок с предварительно надетым на
его шип предохранителем так, чтобы замок встал на свою опору,
а верхнее плечо предохранителя легло на полочку на внутренней
262
стенке со стороны малого зуба. В отверстие на этой стенке
снаружи вставляют валик подъемника, который проходит через
овальное отверстие в замке и входит в квадратное отверстие
в подъемнике замка. В выемку валика подъемника вставляют за-
порный болт через отверстие в приливе на стенке корпуса и за-
крепляют гайкой. Предварительно под головку болта и под гайку
устанавливают фасонные шайбы, которые загибают на грани голов-
ки болта и гайки.
Правильность сборки механизма проверяют вдавливанием зам-
ка рукой внутрь кармана заподлицо с ударной стенкой зева и
при отпускании замок должен свободно возвращаться в исходное
положение. Также проверяют подвижность замкодержателя. Отсут-
ствие заедания в механизме при расцеплении проверяют поворо-
том валика подъемника.
9.3. РЕМОНТ ПОГЛОЩАЮЩИХ АППАРАТОВ
И ДЕТАЛЕЙ УПРЯЖНОГО И ОПОРНОГО УСТРОЙСТВА
При плановом ремонте поглощающие аппараты разбирают для
осмотра и определения технического состояния деталей. Для по-
глощающих аппаратов применяют специальные прессы типа
ПР-1-САЗ и др.
При разборке предварительно срубают наклеп конца резьбо-
вой части стяжного болта. Аппарат устанавливают на пресс для
сжатия и разгрузки гайки стяжного болта, после чего гайку от-
ворачивают и снимают нагрузку с поглощающего аппарата. Разра-
ботана поточная линия по ремонту поглощающих аппаратов гру-
зовых вагонов, на которой на специально оборудованной позиции
наклеп снимают фрезой. Аппарат в горизонтальном положении
сжимается гидравлическим прессом, гайку стяжного болта завин-
чивают на несколько оборотов, и фрезой, закрепленной на шпин-
деле, срезают фаску. После разборки все детали осматривают и
определяют дефекты. Если толщина стенки горловины корпуса ме-
нее 18 (при капитальном ремонте) и 16 мм (при депов-
ском ремонте) или, если имеются трещины, уширения в зоне рас-
положения фрикционных клиньев, то корпус бракуют.
При ремонте корпуса поглощающего аппарата ЦНИИ-Н6 разре-
шается наплавлять у горловины и основания опорные поверхно-
сти для пружин, нажимных стержней и стенок отверстий для них.
При ремонте корпуса поглощающего аппарата Ш-1-ТМ разре-
шается заваривать трещины у технологических отверстий, если их
суммарная длина до 120 мм, с вваркой усиливающей вставки. Пе-
ред заваркой корпус подогревают до температуры 250—300°С.
Резинометаллический поглощающий аппарат Р-2П требует за-
щиты от прямого попадания солнечных лучей и от контакта с го-
263
рюче-смазочными материалами, разъедающими резиновые элементы,
которые при ремонте должны заменяться.
Фрикционные клинья с износом более допустимых значений не
восстанавливают (толщина стенки должна быть более 17 мм для
аппаратов Ш-1-ТМ и более 32 мм для аппаратов Ш-2-Т).
Вследствие большой трудоемкости и сложности технологи-
ческих процессов изношенные фрикционные клинья, нажимные ко-
нусы и нажимные шайбы практически не восстанавливают, а за-
меняют исправными.
Просевшие пружины ремонтируют аналогично пружинам рессор-
ного подвешивания.
У стяжных болтов разрешается наплавлять резьбовую часть
на длине 35 мм. Для этого поврежденную резьбу срезают на то-
карном станке, наплавляют эту зону и нарезают новую резьбу.
Допускается приваривать новую часть болта электроконтактной
или газопрессозой сваркой при условии, что стык располагается
не ближе 30 мм от головки или резьбы болта. Изношенную по-
верхность болта вблизи головки наплавляют, если износ не пре-
вышает 5 мм по диаметру.
Высота собранного поглощающего аппарата должна быть не
менее 568 мм.
Тяговые хомуты, поступившие в ремонт, очищают от грязи и
краски, осматривают и проверяют шаблонами.
Разрешается заваривать трещины 3 (рис. 9.7, а) в соедини-
тельных планках, трещины 1 в ушках для болтов. Трещины 5, об-
разовавшиеся на тяговых полосах хомута, восстановлению не под-
лежат, так как сварные швы плохо работают на восприятие рас-
тягивающих усилий. По этой же причине не заваривают трещины 2
и 7, если они выходят на тяговую полосу. Наплавляют изношен-
ные поверхности 4 и 6 на задней опорной поверхности хомута,
на потолке проема головной части и стенках отверстия для валика.
Тяговые полосы разрешается наплавлять при условии, что
их толщина в зоне износа 8 составляет для автосцепки СА-3 не
менее 20 мм, ширина не менее 95 мм н для автосцепки СА-ЗМ со-
ответственно не менее 22 мм и 115 мм. Износ 9 перемычки от-
верстия для клина восстанавливают наплавкой при условии, что
толщина изношенной перемычки в этом месте составляет не менее
45 мм.
Предельные износы устраняют ручной илн полуавтоматической
сваркой под слоем флюса или в защитной газовой среде пластин-
чатым электродом с применением порошковой проволоки. Поверх-
ности хомута наплавляют с помощью сварочного манипулятора,
который позволяет устанавливать хомут в удобное положение для
наплавки.
264
Вид A
Рис. 9.7. Зоны износов и повреждений иа тяговом хомуте (я), ударной розетке (б)
и центрирующей б а ломке (в)
После наплавки поверхности подвергают механической обра-
ботке, а затем шаблонами проверяют основные размеры тягового
хомута.
Изношенные в средней части цилиндрические поверхности и
прилежащие боковые поверхности упорных плит разрешается на-
плавлять при толщине плиты в ее средней части не менее 55 мм
(при капитальном ремонте). Перед наплавкой для улучшения сцеп-
ления основного металла с наплавляемым, а также с целью умень-
шения терметичсских напряжений упорные плиты необходимо нагре-
вать до температуры 250—300 °C. Заварка трещин в любой части
плиты не допускается. После наплавки упорные плиты подвергаются
механической обработке (толщина в средней части должна соста-
вить 58—59 мм), В поддерживающей планке изношенные поверх-
ности наплавляют при глубине износа до 5 мм.
Передние упоры, объединенные с ударной розеткой, поврежда-
ются по поверхностям 11 к 12 (рис. 9.7, б) от взаимодействия
с корпусом автосцепки и головками маятниковых подвесок и по
поверхностям 13 от взаимодействия с упорной плитой. Их разре-
шается восстанавливать наплавкой с последующей механической
265
обработкой, а при износе поверхностей 11 больше 5 мм допуска-
ется приваривать планки. Также разрешается заваривать трещины
10 с предварительной их разделкой, но при условии, что на ро-
зетке аналогичных дефектов должно быть не более трех. Восста-
новление изношенных поверхностей 14, 15, 16 и 17 центри-
рующей балочки (рис. 9.7, в) производят наплавкой, если глуби-
на выработок составляет не более 10 мм. Разрешается для уско-
рения процесса восстанавливать износ опорной поверхности 16
приваркой плотно пригнанной планки. Наплавленные поверхности
подвергаются механической обработке. Для этой цели целесооб-
разно применять вертикально-фрезерные станки. Маятниковые
подвески с трещинами ремонту не подлежат. Разрешается наплав-
лять изношенные места опорной головки, если ее высота в этом
месте не менее 18 мм, а наплавленный металл не будет доходить
до стержня подвески на 3—5 мм во избежание подреза при наложе-
нии валика наплавляемого металла. При наплавке опорных поверх-
ностей маятниковых подвесок, изготовленных из стали 38ХС, не-
обходимо предварительно подогревать подвески до температуры
250—300 °C. Наплавленные поверхности должны подвергаться ме-
ханической обработке.
После ремонта и проверки шаблонами на все принятые дета-
ли автосцепного устройства ставят клеймо, которое присвоено
данному ремонтному предприятию, и дату выполнения ремонта.
Клейма на различных деталях ставят в определенных местах. Так,
например, на принятом корпусе автосцепки клеймо должно быть
расположено на расстоянии 80 мм от верха головы корпуса (все
старые клейма должны быть удалены).
После приемки отремонтированные детали автосцепного уст-
ройства окрашивают.
9.4. ШАБЛОНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ
ПРИ РЕМОНТЕ АВТОСЦЕПНОГО УСТРОЙСТВА
Шаблоны (контрольные калибры) предназначены для проверки
размеров данной детали автосцепного устройства. Они должны
соответствовать действующим техническим требованиям, установ-
ленным ЦВ МПС, и проверяться не реже 1 раза в год.
Каждый шаблон имеет установленный номер и определенную
область применения. Так, например, шаблон 821р-1 служит для
проверки ширины зева головы автосцепки, шаблоны 827р и 828р—
для проверки контура зацепления, 892р и 893р — длины малого
зуба и расстояния от ударной стенки зева до тяговой поверх-
ности большого зуба.
Шаблоном 833р проверяют положение и диаметр шипа для
предохранителя,—852р —толщину замка,—800р-1— очертание пре-
266
дохранителя, толщину и длину верхнего плеча, диаметр отверстия,
916—общее очертание замкодержателя,—861р-м — отверстие для
клина и высоту проема хомута автосцепки СА-3,— 920р — длину
хомута и проем в его головной части,—778р и 781р — расстояние
между головками маятниковой подвески, диаметр ее стержня, тол-
щину и ширину головок,—83р— габаритные размеры поглощающих
аппаратов Ш-1-ТМ, ЦНИИ-Н6 и др. Шаблон 820р служит для про-
верки действия предохранителя в собранной автосцепке от саморас-
цепа, удержания механизма в расцепленном положении, возмож-
ности расцепления сжатых автосцепок и т. д.
На производственных участках вагоноремонтных предприя-
тий снимают автосцепки с вагонов и ставят их на место отре-
монтированных с помощью различных самоходных тележек, имею-
щих несколько гнезд на поворотном и подвижном подъемнике, пред-
назначенном для установки и транспортировки автосцепок. Для
снятия транспортирования и постановки на вагон поглощающего
аппарата создан передвижной агрегат, который смонтирован на
шасси электрокара 6 (рис. 9.8), оборудованного поворотной кон-
солью 8 с концевой гидравлической опорой 1Q, фиксирующей
консоль в рабочем положении агрегата. На консоли установлен
телескопический гидравлический подъемник 9 с площадкой 2 для
размещения поглощающего аппарата. На шасси расположены
аккумуляторные батареи 4, гидропривод (насосная станция) 7 с
электродвигателем и соответствующей гидросистемой и пультом
Рис. 9.8. Агрегат для снятия, транспортировки и постановки на вагон поглощаю-
щего аппарата
267
управления 5. Агрегат оснащен гидравлическим переносным прес-
сом 1, соединенным шлангом 3 с пультом управления, для
сжатия поглощающего аппарата.
Участки для ремонта автосцепного устройства оборудованы
подвижными или стационарными стендами обычно с поворотными
гнездами на 4—12 мест для установки ремонтируемых автосцепок,
самоходными саморазгружающимися тележками для транспорти-
ровки мелких деталей, моечными машинами или выварочными ван-
нами, сварочными агрегатами, установками для проведения магни-
топорошковой дефектоскопии, стендами-кантователями, прессами
для разборки-сборки поглощающих аппаратов, прессами для правки
(обычно с установкой в кузнечном цехе) с нагревательной печью,
шлифовальными машинками. Кроме того, производственные участки
оборудованы долбежным, поперечно-строгальным, вертикально и
горизонтально-фрезерным, токарным, радиально-сверлильным, об-
дирочно-шлифовальным станками, а также специальными приспо-
соблениями для обработки замка, шипа и других деталей. Мето-
ды ремонта могут использоваться кзк поточные, так и непоточные.
В зависимости or характера выполняемых работ для обес-
печения требовании охраны труда предусматривается использо-
вание приточно-вытяжной вентиляции, диэлектрических перчаток,
защитных очков, спецодежды, ковриков и др.
Г л а в a 1 О
ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ РАМЫ И КУЗОВА ВАГОНА
, ,1 "I.
10.1. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ВАГОНОВ ИЗ ПРОКАТА
На вагоностроительных предприятиях при изготовлении деталей
вагонов используют различные технологические процессы, которые
можно подразделить на следующие три группы: подготовительные —
правка, очистка и обработка поверхности проката от окалины,
ржавчины, обезжиривание от консервирующей смазки, пас-
сивирование и грунтовка для защиты от коррозии; разделительные —
резка материала на заготовки, включая и фигурную вырезку по
внутреннему и внешнему контурам, обработка кромок под сварку,
образование отверстий по полю заготовки; формообразующие —
изменение формы заготовки и получение готовой детали метода-
ми гибки и штамповки.
В зависимости от технологии обработки и применяемого оборудо-
вания все детали вагона можно разбить на классы и типовые группы.
В основу этого распределения положены: исходный вид проката
(листовой, профильный или специальный); геометрическое подобие
формы деталей; однородность операций и технологический маршрут
изготовления. При технологических расчетах, планировании и учете
в производственном процессе изготовления деталей вагонов широко
используют электронно-вычислительную технику.
Прокат, поступающий на заводы, сортируют по маркам и хра-
нят на складах металла, где перед подачей в цехи на раскрой и фор-
мообразование должен проходить обработку по циклу подготови-
тельных операций.
Прокат правят перед раскроем на заготовки и после раскроя, что
обеспечивает большую точность при разметке и резке.
Сущность процесса правки заключается в выравнивании дли-
ны волокон металла путем удлинения укороченных волокон или
укорочения удлиненных. Чаще всего применяется правка удлинением
укороченных волокон одним из трех способов: растяжением, попереч-
ным изгибом или знакопеременным изгибом.
Правку растяжением производят с использованием правильно-
растяжных машин, на которых вся заготовка равномерно вытягива-
ется на 2—3 % по сравнению с первоначальной длиной. Правку пос-
ледовательным знакопеременным изгибом выполняют на специаль-
ных многовалковых листоправильных вальцах (рис. 10.1.а), в кото-
рых лист затягивается между двумя рядами вращающихся валков
силами трения, возникающими между ними и листом, и многократ-
но перегибается. В результате перегибов сжатые волокна листа
269
Рис. 10.1. Схемы правки проката:
а — на многовалковых листоправильных
вальцах; б — на сортоправильных вальцах;
в — на горизонтальном правильно-гибоч-
ном прессе; /, 2 и 3 — прокат перед
правкой, в момент правки и после правки
пластически растягиваются. Лис-
ты толщиной 6 мм и более правят
в пяти- или семиволковых маши-
нах, а листы меньшей толщины —
девяти — одиннадцати валковых
машинах.
Правку мелких заготовок и де-
талей поперечным изгибом осу-
ществляют на прессах с помощью
плоских плит или специальных ва-
фельных штампов.
Профильный прокат правят в
основном в холодном состоянии,
ограничивая относительное оста-
точное удлинение наиболее дефор-
мированных волокон примерно на
1 %. Мелко- и среднесортовой про-
кат правят на сортоправильных
вальцах многократным перегибом
подобно правке листов (рис. 10.1, б), для крупносортового про-
ката (швеллеры, двутавры, зеты и др.) используют горизонталь-
ные правильно-гибочные прессы (рис. 10.1, в).
Листовой и профильный прокат, поступающий на вагоностро-
ительный завод из горячекатаного производства, обычно покрыт
слоем окалины и ржавчины, а из холоднокатаного — консерви-
рующей смазкой. Поэтому в подготовительную группу технологичес-
ких процессов входят операции очистки поверхности с последующим
пассивированием и грунтованием.
Для листов толщиной 4 мм и более, а также для профильного про-
ката применяют в основном дробеметный способ очистки, а для
листов толщиной 3 мм и менее — дробеструйный способ или химичес-
кое травление в ваннах. Очистку дробеметным способом выполняют в
камерах на автоматизированных комплексных поточных линиях,
включающих оборудование по предварительному нагреву металла до
температуры 80—90°С, обдуву сжатым воздухом для удаления
пыли с поверхностей, пассивированию, грунтованию и сушке.
Основными операциями разделительных технологических процес-
сов являются: резка металла на заготовки, обработка кромок под
сварку, правка, зачистка заусенцев. Механическая резка заготовок
осуществляется на гильотинных ножницах, дисковых пилах, пресс -
ножницах и в штампах на различных прессах.
При резке листового проката на гильотинных ножницах про-
исходит сдвиг одной части разрезаемого листа относительно другой
под действием и в направлении сил, приложенных к листу со стороны
ножей ножниц. Этот процесс сопровождается нарушением исходной
микроструктуры металла в зоне, прилегающей к линии разделения.
270
Поэтому если к микроструктуре кромок заготовок предъявляются
повышенные требования, то после резки на гильотинных ножницах
необходимо дополнительно вводить обработку кромок фрезерова-
нием, строганием и т. п. Металл на гильотинных ножницах режут
по прямым линиям листа толщиной до 25 мм. Тонколистовый
металл толщиной до 6 мм режут по криволинейным и прямым
контурам дисковыми ножницами (рис. 10.2.).
Наиболее производительным процессом является резка заготовок
в штампах на прессах. Заготовки при этом имеют повышенную сте-
пень точности. На схеме резки полос 3 с помощью штампа (рис.
10.3) за один ход пресса вырезаются две заготовки детали длиной
/. На каждый размер раскроя штамп настраивается изменением вза-
имного расположения ножей матрицы 1 и пуансона 4 путем переста-
новки упора 2.
Вид А
Рис. 10.2. Способы резки металлических листов на дисковых ножницах:
а — цилиндрическими ножами; б — коническими ножами; в, г, д — комбинациями ножей
различной формы; s — толщина разрезаемого металла; h — величина перекрытия режущих
кромок ножей
2)
1
Рис. 10.3. Схема резки полос с по-
мощью штампа
271
Наряду с механической резкой широко применяют газокислород-
ную резку и резку с помощью электрической дуги, создающих
местное концентрированное плавление металла. Газокислородная
резка (рис. 10.4,а) менее производительна, чем резка на гильотин-
ных ножницах, но более универсальна и применяется для получе-
ния заготовок деталей сложных контуров из металлов различной
толщины и из сталей, обладающих высокой твердостью (жаропроч-
ных, нержавеющих, высоколегированных).
Флюсогазокислородная резка (рис. 10.4, б) характеризуется по-
дачей в струю режущего кислорода флюса на основе порошка желе-
за марки ПЖ, при сгорании которого выделяется дополнительное
тепло. Это позволяет резать чугун, хромоникелевые стали и другие
металлы, которые трудно плавятся в струе кислорода.
Воздушно-дуговая резка (рис. 10.4,в) заключается в выплавлении
металла электрической дугой и удалении его струей воздуха, ориен-
тированной вдоль электрода. При воздушно-дуге вой резке применяют
угольные или графитовые омедненные электроды. Наиболее целесо-
образно использовать дугу постоянного тока.
Плазменную резку (рис. 10.4,г) выполняют путем выплавления
материала струей высокотемпературной газовой плазмы, которая
образуется из дугового разряда, горящего в подмундштучном прост-
ранстве плазмотрона. Струя обладает большой кинетической энерги-
ей и интенсивно удаляет продукты выплавления из зоны резки.
Для получения плазмы используют аргон, азот или смеси этих газов.
Рис. 10.4. Схемы резки металлов:
а -- газокислородная; б — флюсокислородная; в — воздушно-дуговая; г — струей плазмы;
/ — резак; 2 — подогревающее пламя; 3— отрезаемый металл; 4 — кислородная режущая
струя; 5 — баллон с кислородом; 6 — баллон с горючим газом; 7—флюсонесущий поток;
8 - флюсоиитатель; 9—дуга; 10—поток воздуха; 11—компрессор; 12—источник тока;
13— электрод; 14— баллон с нейтральным газом; 15— струя плазмы
272
Эффективность газокислородной резки значительно повышается
при использовании стационарных автоматических установок порталь-
ного типа «Кристалл». «Енисей» с числовым программным
управлением.
Резку профильного проката на заготовки деталей выполняют
на пресс-ножницах, фрезерно-отрезных станках, прессах в специаль-
ных штампах, пламенем газокислородной горелки (резака) и анодно-
механическим способом.
Кромки заготовок деталей обрабатывают для получения чистой
поверхности реза и более точных размеров детали; для снятия фасок
под сварку в стыкуемых элементах; удаления саблевидности, если ее
невозможно устранить правкой на листоправильлых вальцах; удале-
ния зон структурных изменений, возникающих при резке на гиль-
отинных ножницах, а также зон термического влияния от газокисло-
родной резки. Кромки обрабатывают на кромкострогальных и фре-
зерных станках, гильотинных ножницах с наклонной траверсой или
с укладкой заготовки на них под углом.
К формообразующим процессам, связанным с изменением фор-
мы заготовки и получением готовой детали, относится гибкая штам-
повка. Гибка заготовок из листового проката в вагоностроении
производится свободной гибкой и гибкой профилированным инстру-
ментом.
При свободной гибке формообразование детали осуществляется
путем пластической деформации заготовки под воздействием при-
лагаемых сил, и создаваемая форма детали не зависит от формы
инструмента. Свободная гибка осуществляется универсальным ги-
бочным штампом и прокаткой в валках листогибочной машины.
Гибкой в универсальных штампах (рис. 10.5) изготовляют заго-
товки с малыми радиусами изгиба по отношению к ее толщине
(r/s=8-4-10). Минимально допускаемый радиус изгиба зависит от
марки и толщины материала. При малом радиусе изгиба могут
образовываться трещины и складки в месте изгиба, поэтому в ряде
случаев гибку детали следует производить в нагретом состоянии.
При свободной гибке в валках (рис. 10.6) в каждый момент
времени деформируется ограниченная зона заготовки /, расположен-
ная между опорными валками 2. Этим способом можно произ-
водить гибку заготовок значительной толщины (до 100 мм) прн
сравнительно небольшой мощности машины. В различных случаях
используют гибку в трех- и четырехвалковых гибочных машинах.
Современные листогибочные машины, применяемые при изго-
товлении котлов цистерн, являются высокопроизводительным обору-
дованием. Отечественная промышленность располагает листогибоч-
ными машинами для гибки деталей диаметром до 4,5 м, толщиной
20 мм и более при длине изгибаемого листа до 15,5 м. Гибка профи-
273
Рис. 10.5. Последовательность гиб-
ки Z-образного профиля в уни-
версальном штампе (I—IV переходы)
Рис. 10.6. Схема свободной гибки
прокаткой в валках
лированным инструментом (рис. 10.7) применяется при изготовле-
нии гнутых профилей из листового металла на профилегибочных стан-
ках. Такой способ позволяет получать профили с рациональным
распределением металла по сечению и с максимальной жесткостью.
Разновидностью гибки профилированным инструментом является
гибка с растяжением, применяемая в вагоностроении для изготов-
ления деталей переменной кривизны из гнутых и прессованных
профилей симметричного и несимметричного сечений. Наиболее
характерной деталью вагона, получаемой таким способом, является
дуга крыши вагона пассажирского и грузового, изотовляемая на
профилегибочных растяжных станках ПГР-6, ПГР-7, ПГР-8.
Штампование — это обработка металлов давлением, когда про-
исходит пластическая деформация заготовок в штампах с исполь-
зованием прессового оборудования. Различают штамповку холодную
и горячую, листовую и объемную. Штампованием можно выполнять
Рис. 10.7. Схема гибки-профилирования полосы или ленты прокаткой в роликах;
а — гибка парой профилированных роликов; б — последовательная гибка П-образного
профиля прокаткой в роликах; в—вид с торца на ^ролики для последовательной гибки;
/ — б— ролики; 7— готовый профиль
274
следующие операции: отрезку, вырезку (вырубку), пробивку, над-
резку, разрезку, обрезку, просечку, зачистку, гибку и завивку,
вытяжку и обтяжку, рельефную формовку, отбортовку отверстий,
закатку борта, обжимку, плоскую и пространственную правку.
Способом холодной штамповки изготовляют детали из тонколис-
тового металла. Процесс штамповки может состоять из одной или
нескольких операций. Для обеспечения экономного расхода метал-
ла при штамповке необходимо правильно определить форму и разме-
ры исходной заготовки, а затем наиболее рационально расположить
контуры заготовок на листе или полосе.
Показателем, характеризующим степень рациональности раскроя,
служит коэффициент использования материала, %,
П = ^-100,
где f— площадь вырезаемой детали, мм2;
п — количество деталей, вырезаемых из полосы или листа;
F— площадь полосы или листа, мм2.
10.2. ВЛИЯНИЕ СВАРКИ НА ТЕХНОЛОГИЮ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ЧАСТЕЙ КУЗОВА ВАГОНА
Основные составные части кузова пассажирских и грузовых
вагонов (рама, боковые и торцовые стены, крыша) представляют
собой сложные крупногабаритные конструкции, которые состоят из
элементов, соединенных между собой сваркой.
Процесс сварки элементов сопровождается их неравномерным
нагревом. Зоны, прилегающие к сварному шву, значительно нагре-
ваются теплом дуги, а затем охлаждаются по мере распространения
тепла в соседние зоны. В результате местного нагрева и последующе-
го охлаждения происходят объемные изменения металла, которые
сопровождаются появлением сварочных деформаций и напряжений
и изменением положения сварной конструкции в пространстве.
Остаточные деформации в большинстве случаев затрудняют сбор-
ку элементов сварных конструкций, а в отдельных случаях делают
ее невозможной без предварительной правки. При искажении формы
конструкции от сварки ухудшается и ее внешний вид. Известны
различные способы регулирования и предупреждения сварочных де-
формаций на всех стадиях изготовления металлоконструкций:
до сварки, в момент сварки и после сварки.
До сварки целесообразно использовать рациональное конструиро-
вание, при котором необходимо предусматривать минимально допус-
тимые площади сечения сварных швов и виды сварки, уменьшающие
термическое воздействие на металл; сварку конструкции из деталей,
у которых линейные размеры больше указанных в чертеже на величи-
275
ну предполагаемой усадки от сварки; созда-
вать предварительные обратные деформации
путем упругого деформирования или соответ-
ствующего положения свариваемых деталей.
В процессе сварки необходимо преду-
сматривать рациональную последователь-
ность (рис. 10.8,а) выполнения сборочно-сва-
рочных операций (в начале накладывают
швы 1 и 2, расположенные ближе к
центру тяжести сечения, затем швы 3 и 4)\
уменьшение сварочных деформаций и сниже-
ние погонной энергии сварки применением
контактной (точечной, шовной) или автома-
Рис. 10.8. Последователь-
ность сварки несиммет-
ричных балок (а) и с реб-
рами жесткости (б)
тической сварки взамен ручной дуговой. Исследованиями установле-
но, что при замене ручной сварки полуавтоматической или автома-
тической можно уменьшить катет шва на 15—20 % за счет увели-
чения его плотности и лучшего провара без уменьшения прочности
сварного соединения. Целесообразно применять однослойные свар-
ные швы. Автоматическая сварка под слоем флюса, выполненная за
один проход, вызывает деформацию стыкового соединения в 2 раза
меньше, чем многослойная ручная сварка. При наложении длинных
швов вручную следует применять обратноступенчатый способ свар-
ки. При двух- или многослойной сварке необходимо каждый слой
накладывать навстречу друг другу обратноступенчатым способом.
При сварке балок с ребрами жесткости нужно соблюдать после-
довательность, приведенную на рис- 10.8,6. Кроме того, стремиться
уменьшать площади зоны пластических деформаций путем искусст-
венного охлаждения металла в процессе сварки (при контактной
сварке можно применять душирование, при дуговой использовать
охлаждаемые прижимы), а также закреплять изделия в приспособле-
ниях для устранения временных деформаций, возникающих во время
постановки прихваток. Остаточные деформации изгиба в балках при
закреплении их в приспособлениях уменьшаются незначительно.
Если в процессе сварки не удалось полностью устранить свароч-
ные деформации, то создают пластические деформации удлинения
в зоне соединения, по направлению противоположные сварочным.
Деформации удлинения создают путем изгиба детали, ее растяже-
ния, прокатки роликами, осадки под прессом и т. д.
10.3. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БОКОВЫХ СТЕН,
КРЫШИ И РАМЫ ВАГОНА
Изготовление боковых стен. Общая характерная особенность кон-
струкций боковых стен кузовов пассажирских и грузовых вагонов
заключается в использовании плоских или гофрированных листовых
полотнищ, соединенных сваркой с элементами каркаса. В результа-
те этого получается жесткая конструкция стен, способная с каркасом
276
кузова воспринимать вибрационные и динамические нагрузки, дей-
ствующие на вагон. Боковые стены кузова вагона можно изготовлять
раздельным или совмещенным способом.
При раздельном способе сборку и сварку листов общивки боко-
вой стены и элементов каркаса осуществляют на специализирован-
ных стендах. Раздельный способ применяют при изготовлении бо-
ковых стен, у которых продольные и поперечные элементы жесткости
образуют каркас-ферму, транспортабельную для передачи с одной
рабочей позиции на другую (например, боковая стена полувагона
грузоподъемностью 125 т имеет жесткий каркас, который сваривается
на отдельном рабочем месте).
Боковая стена пассажирского вагона типа ЦМВО-66 не имеет
достаточно жесткого каркаса из-за отсутствия нижних продольных
элементов, поэтому при ее изготовлении применяется совмещенный
способ. При раздельном способе проявляются значительно меньше
сварочные деформации во время общей сборки и сварки боковой
стены, так как все элементы жесткости предварительно сварены
в каркас, а обшивка — в отдельное полотнище. Кроме того, раздель-
ный способ по сравнению с совмещенным обеспечивает значительное
сокращение длительности цикла изготовления боковых стен, так
как каркас и обшивку изготовляют параллельно, поэтому его приме-
няют в условиях массового и крупносерийного производства. Однако
при раздельном способе изготовления боковых стен оборудование мо-
жет оказаться загруженным не полностью, а для размещения обору-
дования потребуются довольно большие площади.
Совмещенный способ предусматривает полное изготовление боко-
вых стен на одной или нескольких позициях. Этот способ позволяет
более эффективно использовать производственные площади за счет
концентрации операций на одном рабочем месте, сократить количест-
во транспортных операций и максимально загрузить сборочно-сва-
рочное оборудование. Но он имеет и недостатки: концентрация на
одном рабочем месте операций сварки обшивки и каркаса спо-
собствует увеличению сварочных деформаций, что вызывает необ-
ходимость правки сваренной конструкции; применяют сложные
сборочно-сварочные стенды; операции прихватки и сварки элементов
каркаса и обшивки выполняют малопроизводительными способами,
так как невозможно разместить на одном рабочем месте специаль-
ные приспособления и аппаратуру различного назначения.
Сборочно-сварочная оснастка для изготовления боковых стен вы-
полняется с учетом особенностей ее применения, когда в одном
приспособлении (стенде) производится сборка и сварка конструкции.
Устройство стендов для сборки и сварки полотнищ обшивки выби-
рается в зависимости от принятого способа сварки.
Для сварки листов обшивки можно применять метод автома-
тической сварки под слоем флюса на тонких подкладных медных по-
лосах толщиной 2—3 мм, которые предохраняют шов от прожогов
277
Рис. 10.9. Приспособление с прижимными роликами
для сварки обшивки боковых стен кузова:
/ — свариваемые листы; 2 — автоматическая сварочная го-
ловка; 3 — кассета с проволокой; 4 — бункер с флюсом;
5 — портал; 6 — ролики; 7 — стенд
4
Рис. 10.10. Способы сварки стыковых соединений:
а — плоских листов на флюсовой подушке; б — гофриро-
ванных листов; / —свариваемые листы; 2— желоб; 3 —
флюс
и протекания. После снятия сваренного полотнища подкладные по-
лосы рихтуют и снова устанавливают на постель стенда.
Основным условием получения качественной сварки на подклад-
ных полосах является плотное прижатие к ним кромок листов.
Для этого можно использовать портальное приспособление, на ко-
тором смонтированы прижимное устройство с четырьмя роликами
и автоматическая сварочная головка (рис. 10.9). Такое приспособле-
ние рекомендуется применять при сварке малоуглеродистых сталь-
ных листов толщиной от 2 до 8 мм с тщательно подогнанными кром-
ками, соединяемых встык или внахлестку. Зазор при стыковом
соединении не должен превышать 1 мм.
Сварка сварочным автоматом тракторного типа ТС-32, обеспе-
чивающим обратное формирование стыковых швов с помощью мед-
ной подкладной полосы специального профиля, применяется для
соединения листов толщиной 3—12 мм. Здесь также требуется тща-
тельная подгонка кромок с зазором до 1 мм. Основное достоинство
этого способа — односторонняя автоматическая сварка с обратным
формированием шва, в результате чего отпадает необходимость в
подварке с обратной стороны и кантовании полотнища обшивки.
Для автоматической сварки листов обшивки с увеличенными
зазорами в местах стыков рекомендуется применять стенд с жело-
бами, заполненными флюсом (подушка), которые предохраняют от
протекания сварочной ванны (рис. 10.10,а). Большие допуски на
зазор значительно облегчают подгонку листов и позволяют пол-
ностью исключить операцию обработки кромок.
Сварку стыковых соединений гофрированных листов толщиной
1,5—4 мм из малоуглеродистой стали осуществляют вручную дуго-
вым способом или полуавтоматической сваркой в среде защитного
газа. Основание стенда выполнено по форме профиля свариваемого
278
листа (рис. 10.10,6). Свариваемый стык размещают на подкладной
медной полосе с желобами для формирования шва на обратной
стороне.
Листы толщиной 1,5—3 мм, соединяемые внахлестку, сваривают
способами автоматической сварки, описанными выше, а так же точеч-
ной и шовной электроконтактной сваркой, которая обеспечивает
высокую производительность процесса при работе с различными
металлами (все конструкционные стали и большинство цветных ме-
таллов), наименьшие сварочные деформации в процессе сварки и
возможность осуществления полной автоматизации процесса.
Электроконтактную сварку применяют при изготовлении боковых
и торцовых стен, крыши, металлического пола, крышек люков
полувагонов, металлических дверей и других частей вагонов.
Установка для контактной сварки представляет собой конструк-
цию портального типа (рис. 10.11), на каркасе которой смонтиро-
ваны все механизмы, обеспечивающие синхронное поперечное взаим-
ное перемещение верхних и нижних электродов, а также
продольное перемещение сварочной головки над свариваемым изде-
лием.
Рис. 10.11. Установка портального типа для контактной сварки боковых стен кузова
с двусторонним подводом сварочного тока:
1 — привод перемещения портала; 2 — опорный ролик; 3 — кресло сварщика; 4 — пульт
управления; 5 — тележка сварочной головки; 6 — сварочная головка; 7 и 9 — верхний и
нижний сварочные агрегаты; 8 — электрод; 10— каркас портала
279
Разработаны сварочные машины, установки и поточные линии,
которые снабжены устройствами двустороннего подвода сварочного
тока от двух трансформаторов, что позволяет сваривать крупно-
габаритные вагонные конструкции из стальных листов.
Для транспортировки сваренных полотнищ боковых стен исполь-
зуют специальные траверсы с захватами пневматического или маг-
нитного действия, транспортные порталы.
Каркас боковой стены изготовляют по следующей технологии:
изготовляют составные элементы (концевые стойки, продольные
промежуточные, нижние и верхние обвязочные элементы); собирают
элементы каркаса на прихватках или в зажимах кондуктора; сое-
диняют элементы каркаса ручной дуговой или полуавтоматической
сваркой с одной стороны; кантуют и сваривают соединения с
обратной стороны; правят каркас после сварки; контролируют ка-
чество швов и проверяют геометрические размеры.
В крупносерийном и массовом производстве используют специаль-
ную оснастку для сборки и сварки каркасов. Для достаточно жестких
каркасов целесообразно применять кондуктор-кантователь, который
обеспечивает поворот собранной конструкции в удобное положение
при сварке. Общую сборку боковых стен кузова выполняют на
специальных рабочих местах, оборудованных стационарными кондук-
торами и стендами (рис. 10.12).
С помощью сборочных кондукторов детали закрепляют в нужном
положении, что способствует достижению необходимой точности
сборки конструкции по размерам, форме и зазорам в местах сое-
динения. К общим конструктивным элементам любых сборочных
кондукторов можно отнести фиксаторы, прижимы, основания, эле-.
эмо
Рис. 10.12. Стенд для сборки боковых стен кузова вагона:
/ — фиксатор остановки портала; 2—пневматический цилиндр; 3 — фиксатор; 4 -*? портал;
5 — рельс; 6 — основание стенда; 7 — рама
280
Рис. 10.13. Стенд для прогиба обшивки перед сваркой:
! - полотнище обшивки; 2 — основание стенда
менты привода, устройства для перемещения конструкции в процессе
сборки и сварки, подъемные и кантующие устройства.
Сборочно-сварочные стенды в отличие от сборочных кондукторов
снабжены дополнительными приспособлениями для выполнения сва -
рочных работ и устройствами для перемещения сварочного обору-
дования вдоль свариваемого изделия.
В конструкциях сборочных кондукторов и стендов должны быть
предусмотрены приспособления для предупреждения деформаций
при сварке боковых стен, которые должны давать возможность
производить упругий прогиб полотнища обшивки перед сваркой
путем поджатия ее к основанию стенда, имеющему обратный про-
гиб (рис. 10.13) и придание продольным или поперечным (в зави-
симости от направления сварочных деформаций) элементам жесткос-
ти обратного прогиба до сварки.
Прогиб определяют расчетом и корректируют при изготовлении
первой партии изделий:
Г ' ' СВ
' "Р — 2/
I — д
“Т
где /ев — прогиб конструкции от сварки, см;
S/д — сумма моментов инерции выгибаемых деталей, см4;
1 — момент инерции готовой конструкции, см4.
Практически обратный прогиб обшивки и поперечных элементов
жесткости на основе опытных данных для боковых стен пассажирско-
го вагона составляет 15—17 мм, для боковой стены цельнометалли-
ческого полувагона 25—35 мм.
Наиболее эффективный способ предупреждения сварочных де-
формаций боковых стен кузова — предварительное растяжение лис-
281
тов обшивки во время сварки. На рис. 10.14 показана схема приложе-
ния растягивающей силы, которая определяется зависимостью
где От —предел текучести материала;
F— площадь поперечного сечения элемента;
Z — координата приложения нагрузки;
I — момент инерции поперечного сечения элемента относительно главной оси.
Изготовление крыши. Крыша кузова цельнометаллического ваго-
на (пассажирский, грузовой, специальный) представляет собой коры-
тообразную конструкцию. Обшивка крыши сварена из листов и
подкреплена элементами жесткости различного профиля, которые
соединены с обшивкой посредством сварки. Технологический про-
цесс сборки и сварки крыш, как и боковых стен, может быть осу-
ществлен совмещенным или раздельным способом. В обоих случаях
процесс можно производить при нормальном или перевернутом
положении крыши.
Оборудование и способы сварки, применяемые для изготовления
крыши, аналогичны используемым при изготовлении боковых стен ку-
зова. На рис. 10.15 показан кантователь крыши. После сварки
крышу испытывают на водонепроницаемость на специально обору-
дованных местах способом дождевания и на «свет». После дожде-
вания поверхность крыши необходимо протирать или сушить горя-
чим воздухом.
Изготовление рамы. Общая схема технологического процесса
сборки и сварки рамы вагона предусматривает сборку и сварку
технологических сборочных единиц рамы, общую сборку, сварку,
зачистку швов после сварки, правку и контроль качества сварных
швов после правки, механическую обработку и монтажно-сборочные
работы на раме, контроль геометрических параметров рамы.
Рис. 10.14. Схема приложения растягивающей силы при сварке листов обшивки с
элементами жесткости:
/ — элементы жесткости каркаса; 2 — стыки листов обшнвки
282
Рис. 10.15. Кантователь крыши:
I—концевой барабан; 2 — стрела; 3 и 6 — кронштейны; 4 — гидроцилнндр; 5 — откло-
няющий барабан; 7 — стойки; 8 — основание; 9 — тканевая лента
При разработке технологии изготовления рамных конструкций
необходимо выбирать оптимальную последовательность выполнения
сборочно-сварочных операций. Полное завершение сборки до начала
сварки часто оказывается нецелесообразным из-за больших свароч-
ных деформаций и неудобства наложения швов.
Поэтому при изготовлении рам вагонов следует вначале выпол-
нять сборку и сварку составных частей, а затем уже общую.
Хребтовую балку, шкворневые балки, поперечные балки, металличес-
кий пол собирают и сваривают на отдельных специальных рабо-
чих местах параллельно процессу общей сборки рамы.
Хребтовые балки изготовляют раздельным способом (сборка и
сварка элементов на разных рабочих местах) или совмещенным
(сборка и сварка на одном рабочем месте). Если длина хребтовой
балки больше, чем длина проката, поставляемого промышленностью,
производят стыковку профилей под углом 45 или 90 °.
Первый способ применяют при ручной дуговой и полуавтомати-
ческой сварке. Швы накладывают с двух сторон с разделкой кромок.
Такой способ малопроизводителен и рекомендуется для мелкосерий-
ного производства.
283
Рис. 10.16. Кондуктор для сборки и снарки хребтовой балки рамы пассажирского вагона
Второй способ соединения стыков применяется при контактной
стыковой электросварке. Стыковую сварку прокатных профилей из
малоуглеродистой и низколегированной стали (уголков, швеллеров,
двутавров, труб, зетов и т. п.) выполняют на универсальных и спе-
циализированных машинах типов К-190П, К-190М., МСГУ-500.
Кондуктор для сборки и сварки хребтовой балки имеет жесткую
раму 6 (рис. 10.16) с базовыми поверхностями, на которые уклады-
вают продольные элементы. На одном конце кондуктора установ-
лены откидные упоры, ограничивающие продольное перемещение
элементов, на другом — торцовый прижим с силовым цилиндром 5.
Для создания необходимого расстояния между вертикальными стен-
ками профилей кондуктор оборудован фиксирующими устройствами
1 и 4, а для ограничения перемещений в поперечном направлении
и соблюдения прямолинейности по всей длине хребтовой балки
предусмотрены боковые упоры-фиксаторы 3 и прижимы 2. Изгибу
балки в вертикальной плоскости препятствуют прижимы. В местах
установки диафрагм жесткости, пятников, упоров автосцепки, крон-
штейнов на кондукторе смонтированы соответствующие фиксирую-
щие устройства с прижимами.
Сборочно-сварочный стенд предназначен для сборки и сварки
хребтовой балки на одном рабочем месте. Конструкцией стенда
предусмотрен свободный доступ ко всем свариваемым местам, кроме
того жесткость его элементов достаточна для восприятия усилий,
возникающих в результате деформаций изделия при сварке.
Для поворота (кантовки) собранных хребтовых балок и установки
их в наиболее удобное положение при сварке применяют различные
стенды-кантователи.
Двухстоечные кантователи (рис. 10.17) просты по конструкции
и могут быть использованы для хребтовых балок различных конструк-
ций. Свариваемую балку можно поворачивать на 360 °C фиксацией
под любым углом. Одностоечные кантователи просты и универсальны,
однако их можно применять только при ручной и полуавтоматичес-
кой сварке. При автоматической сварке такой кантователь не обеспе-
чивает фиксации положения балки.
Цепные кантователи (рис. 10.18) отличаются простотой конструк-
ции. В них нет устройств крепления свариваемой балки. При авто-
матической сварке их не применяют, так как они не обеспечивают
точную установку балки параллельно оси перемещения сварочного
автомата.
Кольцевые кантователи применяют для установки хребтовых
балок различных конструкций. Свариваемую балку можно повора-
чивать на 360 ° и фиксировать ее под любым углом. Такие кантова-
тели оснащены прижимными устройствами, закрепляющими жест-
ко балки во время сварки.
Общую сборку рамы из предварительно сваренных частей выпол-
няют на стационарных стендах (кондукторах) или в поворотных
285
13160
Рис. 10.17. Двухстоечный кантователь для хребтовой балки:
I и 4 — стойки; 2 — поворотное кольцо с приводом; 3 — рама
Рис. 10.18. Цепной кантователь:
/ — стойка, 2 — привод цепи; 3— хребтовая балка
286
J
Рис. 10.19. Схема размещения деталей рамы платформы на базовой плоскости стенда
при сборке и сварке:
1 — упор; 2 — прижим; 3 — базовая поверхность
стендах-кантователях, которые оснащены быстродействующими ме-
ханизированными прижимами для жесткого фиксирования и закреп-
ления сопрягаемых частей рамы.
Рамы кузовов всех вагонов собирают в перевернутом положении
(рис. 10.19). Вследствие этого продольные и поперечные элементы
рамы со стороны настила пола располагаются в одной плоскости, что
обеспечивается точностью основной базовой поверхности кондуктора
(стенда). На собранной раме проверяют правильность положения
элементов. Зазоры между элементами устанавливают в зависимости
от толщины свариваемого металла и способов сварки в пределах
0,5—2 мм. Прихватки для соединения деталей размещают в местах
расположения сварных швов. Размеры прихваток по сечению прини-
мают не более 2/3 будущего шва, чтобы их перекрыть при последу-
ющей сварке. Длина каждой прихватки должна быть в 4—5 раз
больше толщины t свариваемых деталей, но не менее 30 мм. Рас-
стояние между прихватками выбирают в пределах (30—40) t. Для
прихваток используют сварочные материалы тех же марок, что и
при окончательной сварке.
У собранной рамы проверяют геометрические размеры, а затем
ее передают на сварку. Раму сваривают при положительной темпе-
ратуре окружающей среды. Места на раме, подлежащие сварке,
очищают от окалины и загрязнений. Если сварку выполняют вручную,
то следует избегать наложения швов в вертикальном и потолочном
положении, так как при этом трудно обеспечить надлежащее качество
соединения. При сварке в среде защитных газов не должно быть
сквозняков, влияющих на стабильность сварочной дуги.
Для предотвращения деформаций сварку выполняют одновремен-
но не менее двух сварщиков, которые располагаются симметрично
на противоположных сторонах рамы. Минимальное расстояние меж-
ду двумя одновременно работающими сварщиками установлено 4—
5 м по условиям безопасности от воздействия теплового излучения.
Для наложения открытых швов, доступных для продвижения сва-
рочного полуавтомата, применяют полуавтоматическую сварку в сре-
де углекислого газа. Сварку стыковых соединений рекомендуется
вести только в нижнем или наклонном (не более 20°) положении.
В последнем случае электрод нужно вести на подъем. Угловые
287
соединения можно сваривать в нижнем и вертикальном положениях.
Автоматической сваркой в один слой можно выполнять угловые
швы с катетом 6—8 мм. Швы большего сечения накладывают в
несколько слоев. Стыковые соединения металла толщиной 10 мм и
более выполняют с разделкой кромок.
Для поворота рам и установки их в наиболее удобное положение
при сварке применяют кантователи (двухстоечные, кольцевые или с
домкратами). Двухстоечные кантователи (рис. 10.20) просты по
конструкции и универсальны по применению. Рама в них повора-
чивается вокруг горизонтальной оси. Кольцевые кантователи (рис.
10.21) используют для закрепления рам, имеющих достаточную
жесткость и относительно небольшой прогиб от собственной массы.
В кантователи с домкратами (рис. 10.22) устанавливают рамы,
которые не обладают достаточной жесткостью для закрепления
в кантователях других типов. Раму в таком кантователе можно
фиксировать вместе с постелью под углом 45 или 90°.
Стенды для сварки рам вагонов целесообразно применять в тех
случаях, когда рамы необходимо жестко закреплять для уменьшения
деформаций. Стенд одновременно является и сборочным приспособ-
лением (кондуктором). Требуется точная фиксация свариваемых кро-
мок относительно сварочной головки. Применяется автоматическая
сварка на флюсовой подушке.
По конструкции стенды бывают стационарные и поворотные. При
этом они могут быть универсальными или специализированными.
Правка рамы вагона после сварки для устранения деформации
осуществляется в зависимости от ее конструктивных особенностей в
холодном состоянии на прессах или при помощи переносных домкра-
Рис. 10.20. Двухстоечный кантователь для сварки рамы:
/ и 6 — подвижная и неподвижная стойки, 2 и 5 — электроприводы поворота; 3 и 4 —
захваты; 7 — привод перемещения стойки; 8 — грузоподъемные винты
288
1'2700
Рис. 10.21. Кантователь с кольцевыми опорами для рамы:
1 — привод кольцевой опоры; 2 и 3 — ведущая и ведомая опоры соответственно
Рис. 10.22. Кантователь с гидравлическими домкратами грузоподъемностью 12 т:
1 — рама кантователя, 2 — пульт управления домкратами; 3 — гидравлический домкрат
10 Зак. 856 2 89
тов с местным подогревом пламенем газокислородных горелок. Для
холодной правки рам применяют гидравлические прессы усилием
1500 кН и более, которые монтируют на поточной линии. Правка
осуществляется созданием обратного изгиба в деформированной
зоне.
Более универсален способ правки с местным подогревом газо-
кислородным пламенем и применением переносных гидравлических
домкратов и различных приспособлений. Таким способом раму
выправляют непосредственно на месте сборки и сварки. -
После правки рамы проверяют качество сварных швов в соеди-
нениях элементов. Все швы осматривают и проверяют соответствие
их размеров чертежным с помощью шаблонов. При внешнем осмот-
ре выявляют наличие резких наплывов, непроваров, кратеров (про-
жогов) и пор. Наплывы удаляют, непровары и прожоги заваривают.
Дефектные участки швов выплавляют или вырубают и затем зава-
ривают вновь.
Помимо наружного осмотра, швы наиболее ответственных соеди-
нений проверяют дефектоскопом, просвечивают рентгеновскими или
гамма-лучами или ультразвуком. Дефектоскопированием контроли-
руют швы соединений листов хребтовой балки с листами шкворневой
и концевой балок, соединений раскосов с листами шкворневых
балок, стыковые швы хребтовой балки, выявляют внутренние дефек-
ты сварных швов — газовые включения, непровары, трещины.
После проверки качества сварных швов раму передают на пози-
ции монтажа подвагонного оборудования.
10.4. ОБЩАЯ СБОРКА КУЗОВА
В зависимости от сложности и технологичности конструкции
вагона, производственной программы и оснащенности предприятия
выбирается и способ сборки кузова: узловой (сборка кузова из
отдельных технологических узлов и сборочных единиц), секционный
(сборка из предварительно изготовленных секций— рамы, боковых
и торцовых стен, крыши и т. п.) или блочный (сборка из блоков
секций).
Сборку кузова из отдельных технологических узлов и сборочных
единиц можно вести в условиях единичного и мелкосерийного про-
изводства, Этот способ малопроизводителен. Для его осуществления
требуются высококвалифицированные рабочие, поэтому в практике
он используется редко.
Секционный способ сборки кузова наиболее часто применяется
на всех вагоностроительных заводах. Он характерен для крупно-
серийного и массового производства, но может использоваться
в единичном и мелкосерийном производстве. При таком способе
сборки обеспечивается достаточно высокая производительность, сок-
290
ращается длительность сборочных работ за счет параллельного изго-
товления секций и имеется возможность механизировать и автома-
тизировать технологические процессы сборки секций.
Блочный способ позволяет достичь наивысшей производитель-
ности труда и отличается высокой степенью автоматизации и механи-
зации производственных процессов. При этом длительность цикла
сборки кузова минимальная.
Выбирая способ сборки кузова (секционный или блочный),
следует учитывать конструктивные особенности вагона. Для данного
типа вагона рассчитывают все необходимые затраты по сборке ку-
зова различными способами и выбирают оптимальный вариант.
При сборке кузова из секций в качестве базовой секции прини-
мается рама (рис. 10.23), которую устанавливают на технологические
или подвагонные тележки базовыми поверхностями пятниковых
мест и выравнивают в горизонтальной плоскости вспомогательными
опорами подъемных домкратов. Горизонтальность рамы проверяют
по натянутой струне, шаблону или оптическими приборами (нивелир,
теодолит). Затем поочередно на раму устанавливают боковые стены
кузова. Предварительно закрепляют боковые стены в вертикальном
положении с помощью монтажных рамок, стяжек, распорок или
прижимных устройств сборочного стенда (рис. 10.24). После боко-
вых стен поочередно устанавливают торцовые стены (для крытых
грузовых и пассажирских вагонов) и поджимают их к концевым
балкам рамы с помощью стяжек, струбцин или прижимных устройств
стенда. Торцовые стены совмещают по стыкам с боковыми и при-
хватывают их электродуговой сваркой. Боковые стены соединяют
прихватками и с рамой кузова.
4
Рис. 10.23. Схема сборки кузова пассажирского вагона (последовательность
операций указана стрелками с номерами)
10*
291
Рис. 10.24. Схема стенда для
сборки кузова:
/ — выдвижные опоры; 2 — маг-
нитовакуумные прижимы-фикса-
торы; 3 — стойка; 4 — прижим
крыши; 5 — пневматический
цилиндр
Далее устанавливают последнюю секцию — крышу, совмещая ее
с торцовыми стенами и обвязочными элементами боковых стен. После
выравнивания и сочленения крышы с секциями всех стен к ним под-
жимают с помощью струбцин и прижимных устройств стенда обвя-
зочные элементы крыши.
Устранив зазоры в соединениях секций, передают собранный
кузов на позицию сварки.
Сварка кузова вагона, особенно пассажирского, изотермического
или крытого грузового,— сложный процесс. Монтажные соединения
секций приходится сваривать в различных пространственных поло-
жениях. При выполнении сварочных работ внутри кузова целе-
сообразно использовать полуавтоматическую сварку в среде угле-
кислого газа с помощью переносных шланговых полуавтоматов
типа «Спутник-2» и контактную сварку с помощью подвесных и
переносных сварочных клещей для сварки листов толщиной до 3 мм.
Перспективный способ сварки элементов кузова — дуговая сварка
порошковой проволокой.
Особое внимание в процессе сварки следует уделять соблю-
дению последовательности наложения сварных швов, чтобы преду-
предить сварочные деформации и искажение геометрических раз-
меров кузова. При наличии в кузове продольных и поперечных
секций (металлические перегородки, стены, фрамуги) вначале сва-
ривают продольные конструкции, а затем поперечные приваривают
к продольным. Сварку продольных стыков на обеих сторонах ку-
зова рекомендуется выполнять одновременно нескольким сварщикам
симметрично, чтобы обеспечить более равномерное укорочение эле-
ментов. Сначала надо сваривать швы по наружному контуру сек-
ций кузова (стыки боковых стен с крышей и рамой), а затем пере-
ходить к серединным швам.
Для уменьшения сварочных деформаций необходимо нагружать
свариваемые элементы усилиями предварительного растяжения или
изгиба. Предварительное растяжение перед сваркой рекомендуется
292
для секций боковых стен, у которых обшивка имеет толщину до 3 мм.
Предварительному обратному прогибу подвергают продольные эле-
менты рамы, свариваемые с боковыми стенами. Прогиб определяют
опытным путем. Местные деформации на кузове (вмятины и волнис-
тость обшивки, горбовидность и др.) устраняют путем подогрева
этих мест газопламенной горелкой (рис. 10.25, а). Для повышения
производительности термическую правку проводят в сочетании с си-
ловым (механическим или электромагнитным) воздействием (рис.
10.25,6), осаживая нагретую зону листа в плоскость, из которой он
переместился.
При сборке кузова из блоков предварительно изготовленные
части (раму, боковые и торцовые стены, крышу) вначале обезжи-
ривают, затем на них наносят антикоррозионные погрытия (грун-
ты, эмали, мастики и т. д.), сушат поверхности, а после этого
выполняют операции по установке теплозвукоизоляции и внутрен-
ней обшивки.
Таким образом образуется блок секции. Степень насыщения бло-
ков сборочными единицами может быть различной в зависимости от
типа вагона, его конструкции и технологических возможностей
предприятия.
Изготовлять вагоны блочным способом можно при следующих
условиях: в конструкции вагона должна быть предусмотрена воз-
можность расчленения на отдельные крупные блоки; монтажные
стыки при соединении блоков располагаются в удобных местах;
формы и размеры блоков, а также соединяемые поверхности смеж-
ных блоков выполнены с повышенной точностью. Соединение бло-
ков между собой может быть разъемным и неразъемным. При вы-
полнении неразъемных соединений электродуговой сваркой прини-
мают все необходимые меры, чтобы не загорелись лакокрасочные
покрытия и не повредились материалы изоляции и обшивки от
чрезмерного нагревания.
Рис. 10.25. Термический способ правки местных деформаций на кузове:
а—расположение линий нагрева; б — установка электромагнитной плиты; / — выправляе-
мый лист; 2 — электромагнитная плита; 3 — отверстие для нагрева
293
10.5. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОТЛА ЦИСТЕРНЫ
Процесс изготовления котла разделяется на следующие ста-
дии: заготовка листов для цилиндрической части котла и днищ;
сборка и сварка листов; вальцовка, сборка и сварка цилиндри-
ческой части; изготовление днищ; общая сборка и сварка котла;
контрольные испытания.
Сборка и сварка листов цилиндрической части котла произ-
водятся на стенде (рис. 10.26). Заготовленные листы расклады-
вают на плите стенда (рис. 10.27), совмещают их стыки, уста-
навливают и прихватывают к стыкам листов технологические план-
ки для вывода сварного шва и прижимают листы к плите. Одновре-
менно снизу прижимается к свариваемым листам флюсовая подуш-
ка. Продольные швы выполняют автоматическими сварочными го-
ловками АБС, смонтированными на устройствах портального типа.
Сваренное полотно при помощи кантователя поворачивают
на 180°, после чего его транспортируют на второй стенд для
наложения швов с обратной стороны. Этот стенд в отличие от
первого не имеет флюсовых подушек. Одновременно со сваркой
полотна собирают и сваривают контрольную пластину на тех же
режимах и теми же сварочными материалами.
Рис. 10.26. Стенд для автоматической
сварки листов цилиндрической части
котла цистерны:
/ — флюсовая подушка; 2 — сварочные ав-
томаты АБС; 3 — прижимная траверса; 4 —
свариваемые листы; 5—основание стенда
◄
Рис. 10.27. Схема раскладки листов
цилиндрической части котла:
/ и 3—средние листы; 2— верхний лист;
4— нижний лист; 5— технологические
планки
294
Рис. 10.28. Схемы стендов для автома-
тической сварки котла цистерны при
наложении стыковых продольных (а)
и кольцевых (б) швов
По окончании сварки готовое полотно по рольгангу переда-
ют на вальцовку в трех- или четырехвалковых гибочных машинах
(вальцах) для придания ему формы цилиндра (обечайки).
Затем обечайку мостовым краном транспортируют на специальный
стенд для сварки замыкающего стыка цилиндра, который уклады-
вают на опорные ролики 4 (рис. 10.28,а), а замыкающий стык —
на балку 5 с магнитными прижимами и флюсовой подушкой. Сварка
осуществляется сварочным трактором 3 ТС-17М, который переме-
щается по направляющим внутри обечайки 2. По окончании нало-
жения внутренних швов обечайку на опорных роликах поворачи-
вают замыкающим стыком вверх и выполняют сварку с наружной
стороны автоматической головкой 1, смонтированной на порталь-
ном устройстве. Режимы сварки при наложении наружных и внут-
ренних швов такие же, как при сварке полотна.
Металлургическая промышленность поставляет листовой про-
кат ограниченной длины, поэтому цилиндрическую часть котла
цистерны грузоподъемностью 120 т сваривают встык из двух обе-
чаек. С обеих сторон кольцевого шва располагают шпангоуты для
увеличения жесткости котла. Затем в цилиндрической части кот-
ла вырезают отверстия под горловину колпака или крышку люка и
сливные приборы, срезают технологические планки и зачищают
торцы.
Днища котла штампуют на прессе в холодном и горячем состоянии
с помощью вытяжных штампов. Применяются вертикальные прессы
усилием 30 000—50 000 кН. Этот способ высокопроизводителен, но
связан с использованием дорогостоящих прессов и штампов, поэтому
может быть рекомендован для крупносерийного или массового
производства.
Взрывная штамповка производится в холодном состоянии в
специальных установках с использованием бризантных взрывчатых
веществ с применением штамповочных матриц. Способом взрывной
штамповки целесообразно изготовлять днища из материала с вы-
соким пределом прочности и малой пластичностью (нержавеющие
хромистые стали, титановые сплавы). Этот способ обеспечивает
высокую точность и хорошее качество поверхности изготовленно-
го днища. Затраты на оснастку небольшие, так как матрицы мож-
295
18850
Рис. 10.29. Стенд для приварки днищ к обечайке котла цистерны:
площадка сварщика; 2 —рама стенда; 3— роликовая опора; 4 — маховик стяжки; 5 пневматический зажим; 6—откидная
стяжка
но изготовлять из легких сплавов, железобетона с эпоксидной
облицовкой, текстолита и дерева. Изготовление днищ давлением
вхолодную выполняется на горизонтальных и вертикальных давиль-
ных станках, а обкаткой — на обкатных машинах с применением
подвижной матрицы и бортовочных валков.
Обкатка и обработка давлением значительно проще, чем
штамповка на прессе и взрывом. Оборудование легко наладить
на различные размеры, но процессы эти малопроизводительны
и для осуществления их требуются высококвалифицированные ра-
бочие. Поэтому такие способы можно рекомендовать только для
мелкосерийного и серийного производств.
Общую сборку обечайки с днищами выполняют на механизи-
рованном стенде (рис. 10.29), где обеспечиваются быстрое со-
вмещение и прижатие стыкуемых поверхностей. Оба днища прихва-
тывают к обечайке и затем сваривают внутренние стыковые швы
двумя сварочными тракторами 3 (см. рис. 10.28, б) одновременно.
Флюсовая подушка 6 размещается на непрерывной ленте 7. На-
ружные швы сваривают автоматическими головками АБС. При свар-
ке котел вращается на опорах стенда. По окончании сварки стыки
проверяют, контролируют соответствие размеров сварных швов
установленным требованиям.
Качество швов проверяют рентгеновскими или гамма-лучами.
Более распространен радиографический контроль. Суммарная дли-
на просвечиваемых участков по соответствующей схеме просвечи-
вания должна составлять 15 % общей длины швов. Сварной шов
контрольной пластины просвечивается на всем протяжении. Если
обнаруживаются при этом недопустимые дефекты, то подвергают
просвечиванию все сварные швы, выполненные данным сварщиком
и контролируемые пластиной. Дефектные участки выплавляют (в
частности, воздушно-дуговым резаком), заваривают и повторно
просвечивают (на Ждановском заводе тяжелого машиностроения
используется при контроле швов радиоскопический способ с при-
менением рентгентелевизора). Затем котел передают на позиции
сборки и приварки горловины, опорных листов, кронштейнов тор-
мозной системы, сливных приборов и др. Завершается процесс
изготовления котла гидравлическим испытанием на специальном
стенде под давлением (например, сварные котлы под серную и
соляную кислоту испытывают под давлением 0,4 МПа с выдержкой
с течение 30 мин).
Ждановский завод котлы цистерн из нержавеющей и двух-
слойных сталей для перевозки слабой азотной кислоты и расплав-
ленной серы испытывает давлением 0,5 МПа, которое выдержива-
ется в течение 1 ч, после чего его снижают до 0,2 МПа.
Сварные швы при этом осматривают и обстукивают молотком.
Зону верхних швов котла проверяют обмыливанием швов, учитывая
возможность образования там воздушной подушки.
10.6. ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КУЗОВОВ
ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Новейшие технические достижения открывают широкие перс-
пективы использования алюминиевых сплавов
Алюминиевые сплавы по технологии изготовления делятся на
две группы: деформируемые (прокатные, прессованные) и ли-
тейные. Сплавы, используемые в вагоностроении, обладают малой
плотностью по сравнению со сталью, высокой коррозионной стой-
костью, лучшей способностью поддаваться горячей и холодной об-
работке по сравнению с другими металлами.
Детали и заготовки вагонных конструкций из алюминиевых
сплавов соединяют с помощью электродуговой, газокислородной
и контактной сварки, а также с помощью клеесварных соедине-
ний и склеивания. Применение клеев, приготовленных на осно-
ве искусственных смол, позволяет получать плотнопрочные сое-
динения и обеспечивает высокую коррозионную стойкость конст-
рукций.
По сравнению со сталью алюминиевые сплавы обладают мень-
шей поверхностной твердостью. В процессе обработки на поверх-
ности металла могут появиться риски и царапины, которые вызы-
вают концентрацию напряжений при работе конструкций и снижают
ее прочность. Поэтому целесообразно листовой и профильный ма-
териал из алюминиевых сплавов обрабатывать на отдельном участке.
Алюминиевые листы правят на гибочных машинах (вальцах)
с числом валков от 7 до 13. Шероховатость поверхности валков
должна составлять 2,5—1,25 мкм. Г1рофильный материал правят на
прессах и профилегибочных станках с использованием прокладок.
Прямолинейную резку листов из алюминиевых сплавов выпол-
няют на гильотинных ножницах, пресс-ножницах, дисковых и лен-
точных пилах. Для криволинейной резки используют ленточные пи-
лы и прессы с штампами.
Гибку листов и профилей производят на том же оборудова-
нии, которое применяется для гибки стали. Однако шероховатость
рабочих поверхностей гибочных приспособлений и инструмента
должна быть не более 2,5 мкм. Рабочие поверхности перед гиб-
кой следует тщательно протирать для удаления окалины, струж-
ки и т. д.
Процесс сварки алюминиевых сплавов отличается специфиче-
скими особенностями. К числу факторов, затрудняющих сварку,
относятся: низкая температура плавления алюминия (658 °C) и
наличие на поверхности пленки окисла с высокой температурой
плавления (1518 °C); повышенная склонность к деформациям и
образованию трещин и пор при сварке. Порообразование связано
также с попаданием в зону сварки водорода при наличии влаги
на поверхности металла.
298
Кроме свариваемых деталей необходимо очищать от грязи,
масла и окислов путем обезжиривания растворителями и механи-
ческой зачисткой кромок и прилегающих к ним участков на ши-
рине не менее 100 мм.
Химической обработке подвергают детали сравнительно не-
больших размеров.
Все сварочные материалы (сварочная проволока, присадоч-
ный материал) также тщательно очищают и промывают. Обработан-
ные и подготовленные к сварочным работам детали и материалы
можно хранить не более 24 ч. Если за это время детали не были
сварены, то обработку и подготовку кромок производят вновь.
Конструкции собирают на сборочно-сварочных стендах (кон-
дукторах), оборудованных прижимами, которые располагают на
расстоянии 10—20 мм от шва.
Плиту стенда и прижимы для увеличения теплоотвода с по-
верхности свариваемых деталей рекомендуется изготовлять из
материала, обладающего повышенной теплопроводностью, или пре-
дусмотреть в конструкции стенда устройства внутреннего водя-
ного охлаждения в местах сварки.
При изготовлении конструкций из алюминиевых сплавов при-
меняют электродуговую сварку неплавящимся или плавящимся эле-
ктродом в среде защитного газа, которая может быть автомати-
ческой, полуавтоматической и ручной. Автоматическую и полу-
автоматическую сварку плавящимся электродом выполняют на по-
стоянном токе обратной полярности, неплавящимся электродом —
на переменном токе. Применяют сварочные полуавтоматы ПРМ-4
и ПРМ-5. Используют сварочную проволоку марок Св-АМг5 и
Св-АМгб.
Ручную сварку неплавящимся вольфрамовым электродом осу-
ществляют на переменном токе с помощью установок типа
УДГ-301-1, УДГ-501-1. В качестве защитного газа применяют аргон.
Процесс сварки конструкций из алюминиевых сплавов сле-
дует вести с повышенной скоростью, что способствует уменьше-
нию нагрева и местных деформаций. Выбор способа сварки обус-
ловлен положением шва в пространстве, его протяженностью и
формой.
Автоматическую сварку целесообразно применять для выпол-
нения прямолинейных швов в нижнем положении. Детали толщиной
1,5—4 мм рекомендуется сваривать неплавящимся электродом, а
толще 4 мм — плавящимся.
Полуавтоматическую сварку используют при выполнении
швов криволинейных, коротких потолочных, вертикальных, т. е.
во всех случаях, когда нельзя применить автоматическую сварку.
Для соединения тонколистовых деталей из алюминиевых спла-
вов применяют комбинированный способ сочетания склеивания и
контактной точечной (шовной) сварки. В результате получаются
плотные и прочные клеесварные соединения.
299
10.7. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ УПРУГОЙ ПЛОЩАДКИ
С РЕЗИНОВЫМ СУФЛЕ
Упругая площадка современного пассажирского цельнометал-
лического вагона предназначена для улучшения плавности движе-
ния поезда, достигаемой устранением зазоров в автосцепных
устройствах, а также для обеспечения безопасности перехода
пассажиров из одного вагона в другой во время движения поезда.
Упругая площадка пассажирского вагона показана на рис. 10.30.
Она состоит из резинового суфле 3, двух буферов /, которые
крепятся к концевой балке рамы, соединительного поперечного
угольника 2 и опирающегося на него откидного мостика (фартука) 4.
Суфле и буферные тарелки упругой площадки выступают за
плоскость зацепления автосцепки на 65 мм, поэтому при сцепле-
нии вагонов вначале соприкасаются и сжимаются упругие площадки,
и только после этого происходит сцепление автосцепок. Элементы
упругой площадки, сжатые на указанное расстояние, воприни-
мают постоянное усилие 9 кН. А во вновь проектируемых конструк-
циях до 20 кН.
Резиновое суфле состоит из двух вертикальных и одного
горизонтального баллона (труб), которые крепятся с помощью
болтов к металлической рамке на торцовой стене вагона. Бал-
лоны суфле изготовляют из специальных листов морозостойкой
резины толщиной 8+2 мм с уплотняющим гребнем. При монтаже
упругих площадок поперечные кромки листов обрезают по шабло-
нам, а на продольных кромках вырубают полукруги, которые при
сворачивании листа резины в трубу суфле образуют отверстия
для крепления винтов. Затем продольные кромки трубы суфле
скрепляют винтами с постановкой двух металлических планок.
Корпус и тарель буфера отливают из мартеновской стали
марки 15Л. Особое внимание при этом уделяется качеству обруб-
ки и очистки отливок, особенно тарелей, которые не подверга-
ются механической обработке. После очистки отливки нормализуют.
Для обеспечения перпендикулярности буфера относительно его
продольной оси привалочную поверхность корпуса подвергают ме-
ханической обработке.
Пружины буферных комплектов изготовляют из стали 55С2 и
60С2. Технологический процесс производства пружин аналогичен
процессу изготовления пружин тележек. Пружины должны обеспе-
чивать воспринятие наибольшего усилия при полном ее сжатии не
менее 9,8 кН.
Буферные комплекты собираются в следующей последовательно-
сти. На тарель 1 (рис. 10.31) надевают корпус 3 буфера. При
этом упорные выступы тарели должны пройти через прорези карма-
на корпуса, а затем корпус немного поворачивают и смещают
упорные выступы относительно прорезей. Через образовавшиеся
300
Рис. 10.30. Упругая площадка с резиновым суфле
Рис. 10.31. Буферный комплект
301
зазоры в прорезях в карманы корпуса вставляют два запорных
клина 5. На внутренние упорные выступы (ребра) тарели устанав-
ливают верхний нажимной фланец 2, на который ставят пружину
4 и нижний фланец 6. Нижний фланец с помощью монтажных бол-
тов с потайными головками крепится к корпусу буфера, что при-
водит к созданию сборочного сжатия пружины, усилием 0,6—065 кН.
Предварительно перед сборкой буфера все трущиеся поверх-
ности смазывают солидолом. Собранные буфера проверяют по ос-
новным размерам, в том числе замеряют высоту буферного комп-
лекта в свободном состоянии, которая должна быть 605+1" мм, а
максимальный ход тарели 155 + 4 мм.
Собранные комплекты буферов устанавливают на концевую
балку вагона и крепят с помощью четырех болтов с корончатыми
гайками. Для предотвращения самоотвинчивания гаек в отверстия
болтов вставляют шплинты. При установке буфера проверяют пер-
пендикулярность его оси по отношению к плоскости концевой
балки. Контролируют также расстояние между центрами буфер-
ных тарелей, которое должно быть равным 1782 мм, а высота оси
от головки рельса 1085 мм. К установленным тарелям буферов
крепится поперечный угольник 2 (см. рис. 10.30), который слу-
жит для поддержки переходной площадки (фартука). Фартук кре-
пят специальным шарниром к кронштейнам, расположенным на кон-
цевой балке вагона. Затем ставят вертикальные и горизонталь-
ные баллоны суфле, которые с помощью болтов крепятся к метал-
лической рамке на торцовой стене вагона.
По окончании сборки суфле проверяют расстояние, на кото-
рое выходят ударные поверхности тарелей буферов по отно-
шению к плоскости зацепления автосцепки, которое должно быть
65 мм.
10.8. РЕМОНТ КУЗОВОВ ПАССАЖИРСКИХ
И РЕФРИЖЕРАТОРНЫХ ВАГОНОВ
Наружные повреждения металлических стен и крыши кузова
вагонов в процессе эксплуатации происходят сравнительно редко
и главным образом в результате случайных ударов при выполне-
нии маневровых работ. Поэтому срок службы кузовов и сроки их
ремонта в основном опередляются стойкостью внутренних поверх-
ностей против повреждения коррозией.
Обследованием состояния внутренних поверхностей кузовов
установлено, что антикоррозионные покрытия не предохраняют
кузов на весь срок службы вагона и за 1 год ржавчина поражает
обшивку жестких некупейных вагонов на глубину 0,025—0,06 мм,
вагонов-ресторанов и изотермических — на глубину 0,06—0,07 мм.
При глубине коррозии обшивки до 1 мм прочность кузовов не на-
302
рушается. Однако при указанной интенсивности ржавления в ме-
таллических полах туалетов и в нижней части подоконного пояса
через 12—18 лет эксплуатации вагона образуются сквозные кор-
розионные повреждения.
При повторном нанесении защитных покрытий на внутренние
поверхности кузова из вагона удаляют всю мебель, все внутрен-
нее оборудование, облицовку стен, закладные деревянные детали.
Изоляцию и оголенную поверхность подвергают дробеструйной
очистке. Общая стоимость этих работ составляет одну треть
стоимости нового вагона. В туалетах пассажирских вагонов по-
лы вскрывают при первом капитальном ремонте (КР-1).
Для определения состояния теплоизоляции и антикоррозион-
ного покрытия металлических кузовов рефрижераторных вагонов
отдельные внутренние поверхности их вскрывают через 8 лет пос-
ле постройки. При этом в вагонах 12- и 5-вагонных секций с
оцинкованным покрытием разбирают пол и внутреннюю обшивку
торцовых стен, в вагонах 12-вагонных секций с резиновым по-
крытием пола вскрывают внутреннюю обшивку только в торцовых
стенах под вентиляционными ящиками.
Если при осмотре внутренних поверхностей кузова обнару-
жены большие коррозионные повреждения, то пораженные зоны уда-
ляют и вваривают вставки свежего металла. Участки, поврежден-
ные коррозией на глубину более 30 % толщины листа у пассажир-
ских вагонов и 50 % у рефрижераторных и грузовых вырезают
в пределах, ограниченных поперечными и продольными балками и
стойками. В образовавшееся отверстие по периметру устанавливают
вставку из соответствующего металла, обваривают ее снаружи и
накладывают контрольный шов изнутри. Швы зачищают шлифо-
вальной машинкой заподлицо с поверхностью кузова.
Такие вставки ставят, если площадь двух пораженных кор-
розией участков, расположенных в одной секции, не превышает
2 м2. При большей площади заменяют металлическую секцию по
всей ширине вдоль вагона.
Детали каркаса кузова, пораженные коррозией, ремонтируют
электродуговой наплавкой или приваркой накладок или заменяют
новыми. Небольшие вмятины на кузовах выправляют. Незначитель-
ные пробоины заделывают вставками, которые приваривают, для
чего предварительно разбирают детали внутреннего оборудования
и удаляют термоизоляцию на расстоянии не менее 200 мм вокруг
места сварки.
В наиболее подверженных коррозии помещениях пассажирских
вагонов (в туалетах, тамбурах, кухне вагона-ресторана) уста-
навливают специальные поддоны из стеклопластика в качестве
верхнего настила пола. Деревянные детали каркаса кузова, дре-
весно-волокнистые плиты, подшивной потолок и доски пола, если
в них имеются гниль, трещины и другие повреждения, заменяют
зоз
новыми или отремонтированными. Настил деревянного пола рефри-
жераторных вагонов, оборудованных оцинкованным верхним покры-
тием, сплошь заливают слоем горячего гудрона толщиной 1,5—2 мм,
а затем укладывают оцинкованные стальные листы толщиной
0,8—1мм. Места стыков соединяют в замок с пропайкой швов. По
периметру листы отбуртовывают на вертикальные стены кузова.
Иногда взамен металлического оцинкованного покрытия устанав-
ливают резиновое покрытие полов.
Внутренние поверхности стен, перегородки, потолок в пассажир-
ских вагонах и служебных отделениях рефрижераторных секций
оклеивают винилискожей или слоистым пластиком, на пол
наклеивают новый линолеум.
Для повышения пожарной безопасности в пассажирских ваго-
нах между служебным и пассажирским помещением, а также между
пятым и шестым купе устанавливают огнестойкие перегородки.
10.9. РЕМОНТ УПРУГОЙ ПЛОЩАДКИ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА
Пассажирские вагоны имеют несколько вариантов конструк-
тивного оформления упругих площадок: подвижная металлическая
рама опирается внизу на буферные тарели, а вверху — на листо-
вую рессору; буфера заменены пружинными амортизаторами для
снижения массы тары вагона; с двумя верхними пружинными амор-
тизаторами вместо рессоры; с тяжелыми или облегченными буфер-
ными комплектами и с резиновыми суфле.
Рамы упругих площадок вагонов в сцепленном состоянии
вопринимают постоянное усилие сжатия, которое при движении
поезда увеличивается под действием переменных продольных сил,
что приводит к их взаимному смещению. Этот фактор способству-
ет появлению в рамах различных износов и повреждений, пред-
ставленных на рис. 10.32. Прежде всего появляется износ удар-
ной поверхности листов (тарелей) 7. При выработке этой повер-
хности на глубину более 5 мм разрешается устранять износ при-
варкой профильных накладок.
Выработка листов в месте соприкосновения со стержнем
амортизатора, определяемая по вспучиванию листа (тарели), и
износы отверстий в кронштейнах этих листов устраняют наплав-
кой с последующей зачисткой.
Разработанные отверстия 2 в лобовом листе для болтов
крепления листовой рессоры ремонтируют путем замены усили-
вающей накладки, расположенной в этой зоне.
Трещины 5 и изломы 4 в поперечном угольнике заделывают
сваркой с постановкой усиливающей угловой накладки, размещае-
мой изнутри. Изломы 3 и поперечные трещины / стоек рамы, а
также изломы 8 и трещины 6 в металлической коробке суфле раз-
304
Рис. 10.32. Рама упругой площадки с металлическим суфле
решается заваривать при условии, что их количество на одной
стойке не превышает четырех. Если расстояние между двумя со-
седними повреждениями менее 250 мм, то они для обеспечения
большей прочности должны перекрываться общей усиливающей
накладкой.
Резиновые суфле упругих площадок получают повреждения и из-
носы, основными из которых являются: обрывы, вырывы и трещи-
ны листов и уплотняющих гребней; пробоины с трещинами на
поверхностях баллона; сквозные и несквозные протертости
на певерхности суфле. Из перечисленных неисправностей только
протертости суфле, нарастающие постепенно, являются неизбеж-
ными, возникающими от взаимного трения баллонов суфле сосед-
них сцепленных вагонов. Все остальные повреждения в большин-
стве своем обазуются из-за небрежного отношения к этому
оборудованию вагонов.
При ремонте суфле демонтируют, баллоны очищают и промы-
вают в ванне с раствором каустической соды, обмывают чистой
водой, протирают и сушат. После очистки отворачивают гайки
болтов, скрепляющих металлические планки, снимают планки и раз-
вертывают баллоны.
305
Баллоны резиновых суфле, имеющие старение резины глуби-
ной более 50 % толщины листа, сквозные и несквозные протерто-
сти, занимающие более 50 % поверхности листа баллона, не ре-
монтируют, а заменяют новыми.
Места повреждений размером до 100 мм вырезают специаль-
ным ножом до неповрежденных участков. Поверхности среза листа
зачищают шлифовальной шкуркой, после чего наносят слой клея
«лейконат», и просушивают в течение 30—40 мин. Одновременно го-
товят заготовки из сырой резины. Для этого лист сырой резины
пропускают через вальцы, нагретые до температуры 30—50° С.
Толщина развальцованной резины должна быть на 1—2 мм больше
толщины листа ремонтируемого баллона. Из листа развальцованной
резины вырезают заготовку по контуру удаленного поврежденного
участка с зазором между ними 2—3 мм. Подготовленный баллон в
развернутом виде кладут на нижнюю обогревательную плиту прес-
са, в вырезанный участок укладывают заготовку, опускают верх-
нюю плиту пресса и включают устройства электронагрева. Вулка-
низация резины проходит при температуре 143±3° С, давлении
1,5—2,5 МПа в течение 20—25 мин с заполнением зазора.
После охлаждения восстановленных участков баллона наплы-
вы обрезают и зачищают швы шлифовальной шкуркой. Если размер
поврежденной части баллона суфле превышает 100 мм, то зазор
между заготовкой и ремонтируемым листом суфле составляет 5—
10 мм. Этот зазор заполняют вставкой сырой резины высотой на
2—3 мм больше толщины листа и заготовки, а затем восстанавливае-
мый участок вулканизируют. Аналогично ремонтируют поврежденные
места уплотняющего гребня суфле. При повреждении гребня, пре-
вышающем 2/3 длины, дефектный гребень срезают по всей длине
и привулканизируют новый.
В переходных площадках (фартуках), изготовленных из ста-
ли СтЗ, возникают трещины, которые устраняют заваркой, если
их не более двух и длиной не свыше 100 мм каждая. Разрешает-
ся заменять отломанные или сильно деформированные участки фар-
туков новыми, приваренными встык. Изношенные шейки осей фар-
туков удаляют и приваривают новые.
Буферные комплекты с литыми полыми стержнями, изготов-
ленные из стали 15Л, при всех видах планового ремонта снимают
с вагона, обмывают и после разборки проверяют состояние дета-
лей. Основными неисправностями буферных стержней являются из-
носы трущихся поверхностей стенок полого стержня, выработка
ударных поверхностей тарелей, трещины и изломы кронштейна или
штыря для постановки опорного угольника и износы штырей. Кро-
ме того, встречаются износы внутренних цилиндрических поверх-
ностей и на торцах ударных ребер тарелей от взаимодействия с
верхним нажимным фланцем.
306
На буферных стаканах встречаются трещины в основании
стакана, развивающиеся от отверстий под крепительные болты,
выработка стенок горловины, трещины в горловине стакана и из-
носы шпоночной канавки. Износы трущихся поверхностей стержня
и горловины стакана разрешается восстанавливать наплавкой,
если износ этих стенок не превышает половины первоначальной
толщины. Устранять износы выпуклых тарелей полого стержня
плавкой допускается при толщине оставшейся части не менее
20 мм, измеряемой в пределах круга с радиусом 150 мм от цент-
ра, а в остальных местах не менее 10 мм. Наплавка плоской
тарели допускается при толщине оставшейся части не менее 20 мм.
Трещины в горловине стакана разрешается заделывать, если
их не более двух длиной до 100 мм. Наплавлять все изношенные
поверхности целесообразно автоматическим или полуавтоматиче-
ским способом порошковой или легированной проволокой. Наплав-
ленные поверхности обрабатывают на токарных станках.
Просевшие буферные пружины ремонтируют по такой же тех-
нологии, что и пружины тележек. Пружины, получившие трещины
или изломы, ремонту не подлежат.
В пружинных амортизаторах в процессе работы происходит
изнашивание стенок отверстия 3 корпуса амортизатора (рис.
10.33,а). В корпусе, не имеющем втулки в горловине и при из-
носе до 6 мм по диаметру, разрешается восстанавливать изношен-
ные стенки отверстия наплавкой с последующей механической
обработкой. При износе отверстия более 6 мм отверстие раста-
чивают и вставляют втулку с приваркой снаружи по окружности.
Встречаются трещины в основании 2 корпуса амортизатора, вы-
ходящие из крепежных отверстий, как концентраторов напряже-
ний. Разрешается заваривать не более одной трещины, на амор-
тизаторе. Также встречаются трещины в зоне 1 перехода цилинд-
рической части к основанию. Эти трещины можно заделывать при
условии, что на корпусе имеется не более двух трещин общей
длиной до 150 мм.
Рис. 10.33. Неисправности пружин-
ного амортизатора безбуферного
устройства пассажирского ЦМВ
307
Износы цилиндрической поверхности 5 стержня (рис. 10.33,6),
стенок отверстия 4 под шарнирные валики и торца 6 стержня
восстанавливают наплавкой с последующей механической обработ-
кой. Перед наплавкой стержни нагревают до температуры 200—
300° С для улучшения сцепления наплавляемого металла с ос-
новным, а также для уменьшения остаточных термических напря-
жений и деформаций, возникающих при сварке.
10.10. РЕМОНТ РАМЫ ВАГОНА
Раму вагона при техническом обслуживании и текущем ремон-
те осматривают в доступных местах для выявления трещин и дру-
гих повреждений. При плановом ремонте вагонов на вагоноремонт-
ных предприятиях после выкатки тележек раму очищают от грязи,
ржавчины, поврежденного окрасочного покрытия и осматривают.
Проверяют состояние хребтовых, шкворневых и концевых балок,
листов металлического пола, сварных швов и заклепочных соеди-
нений.
В процессе эксплуатации в раме вагона могут появиться
трещины и изломы хребтовых, концевых и продольных боковых ба-
лок, а также их прогибы; трещины в углах соединений концевых
балок с продольными боковыми балками; вмятины и трещины на
концевых поперечных балках в местах расположения буферов; про-
тирание вертикальных стенок хребтовых балок в местах поста-
новки поглощающих аппаратов, ослабление заклепок крепления
упоров; коррозия рам изотермических, пассажирских и грузовых
вагонов, которая возникает вследствие повреждения антикорро-
зионных покрытий и применения металлов недостаточно стойких
против коррозии. Эти неисправности балок могут возникнуть
вследствие перегрузки вагонов сверх установленной грузоподъем-
ности, некачественного выполнения сварочных и заклепочных
соединений, а также при многократном соударении вагонов со
скоростями, превышающими допускаемые.
После осмотра раму вагона ремонтируют: лопнувшие сварные
швы вырубают и заваривают вновь; ослабшие заклепки переклепы-
вают, неисправные болты заменяют; изогнутые элементы выправ-
ляют. Трещины и надрывы перед заваркой разделывают со скосом
двух кромок механическими способами или электродами Э42. Если
трещина проходит через заклепочное отверстие, то его завари-
вают и рассверливают вновь. Подрезы, непровары и поджоги в
сварных швах не допускаются.
После заварки трещин балки рам усиливают металлическими
накладками (рис. 10.34), которые ставят с одной или с обеих
сторон шва. Толщину накладок выбирают в пределах (0,8—И),
где t — толщина свариваемого металла. По длине они долж-
308
Рис. 10.34. Приварка усиливающих
а, б — односторонних; в — двусторонних;
накладок при ремонте балок рамы вагона:
1—13 — последовательность наложения сварных
швов
ны перекрывать концы трещин на 100—200 мм. Накладки плотно
подгоняют по месту и приваривают обратноступенчатым швом.
Двусторонние усиливающие накладки обязательно ставят
в том случае, если после заварки поперечных и наклонных тре-
щин остается целой одна из горизонтальных полок или менее по-
ловины вертикальной стенки швеллера, а также при стыковке
швеллеров. Односторонние накладки применяют при заварке попе-
речных и наклонных трещин в горизонтальной полке швеллера как
переходящих на вертикальную стенку, так и не переходящих, а
также после заварки продольных трещин. Заваривать трещины в
усиливающих накладках не разрешается. Такие накладки надо за-
менить.
На металлических балках рамы четырехосного вагона при
ремонте можно устранять не более четырех повреждений с поста-
новкой усиливающих накладок, не считая накладок в местах на-
ращивания при постройке и накладок, перекрывающих протерто-
сти в местах расположения поглощающих аппаратов.
Если обнаружена трещина или излом на хребтовой балке в
местах от концевой балки до шкворневой, а также протертости
309
глубиной более 3 мм при ремонте на заводах или 5 мм при ре-
монте в депо, то на балку ставят усиливающие корытообразные
накладки толщиной 8—10 мм, которые приклепывают всеми заклеп-
ками переднего и заднего упоров, а в промежутке между ними —
пятью заклепками с потайными головками на внутренней стороне
балки. Эти заклепки располагают в шахматном порядке. Протер-
тости на балках при деповском ремонте можно наплавлять с по-
следующей постановкой плоских накладок.
Части рамы вагона, поврежденные коррозией не более 20 %
площади поперечного сечения при деповском ремонте и 15 % при
капитальном, можно не ремонтировать при условии, если отдель-
ные элементы их (горизонтальные полки, вертикальные стенки)
поражены коррозией не более чем на 1/3 номинальной толщины.
Балки, поврежденные коррозией от 20 до 30 % площади по-
перечного сечения при деповском ремонте и от 15 до 30 % при
капитальном, ремонтируют электронаплавкой при условии, что их
отдельные элементы имеют толщину не менее половины номинальной.
Части, поврежденные коррозией более чем на 30 % поперечного
сечения или имеющие отдельные элементы толщиной менее полови-
ны номинальной толщины, при суммарной дли’не поврежденных уча-
стков более 500 мм следует заменить новыми.
Пораженные коррозией полки швеллеров рамы при длине по-
вреждения до 500 мм можно восстанавливать сплошной наплавкой,
а при большой длине — приваркой плоских планок толщиной соот-
ветственно глубине поражения, но не менее 4 мм. На концевой
балке наплавочные работы разрешаются в том случае, если тол-
щина стенки в месте наплавки не менее 6 мм. Перед наплавкой
или приваркой планки балки ремонтируют, поверхность тщатель-
но очищают стальной щеткой до металлического блеска.
Наплавка ведется обратноступенчатым способом участками
длиной 150—200 мм. При этом каждый валик необходимо перекрыть
соседним примерно на 30 % ширины. Каждый валик перед наплав-
кой следующего очищают стальной щеткой и зубилом от шлака и
брызг металла. Планки, которые устанавливают на поржавевшие
полки швеллеров, вначале прихватывают электросваркой в при-
жатом состоянии, затем ставят электрозаклепки на расстоянии
150—200 мм одну от другой и после этого приваривают по пе-
риметру обратноступенчатым способом. Причем сначала выполняют
торцовые швы, а затем — продольные с обеспечением плавного
перехода от планки к поверхности полки, чтобы планка возвышалась
над уровнем неизношенной поверхности не более чем на 2 мм.
На поступивших в ремонт вагонах замеряют прогиб балок
рамы и при необходимости правят.
Прогиб боковых продольных и хребтовых балок в вертикаль-
ной плоскости допускается у четырехосных грузовых вагонов при
деповском ремонте не более 50 мм, при капитальном не более
310
Рис. 10.35. Приспособление для замера прогиба продольных балок рамы вагона
25 мм, у шести- и восьмиосных грузовых вагонов при капитальном
и деповском ремонте не более 100 мм. Если эти балки имеют
прогиб в горизонтальной плоскости более 100 мм или в верти-
кальной более 200 мм, то грузовой вагон исключают из инвен-
таря.
Наибольший горизонтальный прогиб концевой балки рамы
грузового вагона при деповском ремонте допускается не более
20 мм, при капитальном не более 10 мм. У концевых и попереч-
ных балок рам пассажирских вагонов допускается прогиб в гори-
зонтальной плоскости не более 10 мм при капитальном ремонте
и не более 15 мм при деповском, а в вертикальной плоскости —
при деповском и капитальном не более 15 мм. Концевые балки с
горизонтальным прогибом более 50 мм выправляют в горячем сос-
тоянии.
Изгибы рамы в вертикальной и горизонтальной плоскостях
устраняют при помощи прессов или домкратов, в специальных кон-
дукторах и на стендах с предварительным местным подогревом
металла при помощи специальных форсунок, работающих на жид-
ком топливе или газе.
После ремонта раму проверяют. Замеряют изгиб продольных
боковых и концевых балок в горизонтальной и вертикальной плос-
костях при помощи приспособлений и измерительных линеек. Па-
раллельность двух боковых и двух концевых балок, правильность
прямоугольной формы рамы проверяют измерением диагоналей ме-
таллической проволокой или капроновой нитью, а также оптиче-
скими приборами. Приспособление для натяжения капроновой нити
состоит из двух струбцин 3 и 4 (рис. 10.35), на одной из ко-
торых смонтирован механизм с ручным приводом 1. Нить 2 распола-
гают на одинаковом расстоянии от обоих концов балки в плоско-
сти измерения прогиба. Для этого между нитью и балкой устанав-
ливают бруски одинаковой толщины.
311
Приспособление для определения горизонтального и верти-
кального прогибов хребтовых и продольных балок рам вагонов по-
казано на рис. 10.36. Наиболее точные результаты замера прогибов
получаются при использовании оптико-графического метода провер-
ки с применением нивелиров, масштабных линеек, щупов.
Если на рабочей поверхности скользунов рамы грузового
вагона имеется выработка по толщине до 50 % от чертежных раз-
меров скользунов, а пассажирских вагонов на тележках ЦМВ и
КВЗ-5 более 3 мм, то при деповском и капитальном ремонте ско-
льзуны наплавляют с последующей обработкой. Опорную поверх-
ность скользунов рам пассажирских вагонов на тележках КВЗ-
ЦНИИ при наличии задиров, раковин и износа более 5 мм при пла-
новых видах ремонта шлифуют на станке до параметра шерохо-
ватости 1,25 (не более). При этом твердость рабочей поверхности
должна быть НВ 40—45.
Грузовые вагоны не подлежат ремонту в том случае, если
надо разбирать и восстанавливать кузов более чем на 50 % при
одновременной необходимости замены: двух боковых продольных
швеллеров рамы или одного швеллера хребтовой балки; двух кон-
цевых балок и одного бокового швеллера рамы; одной концевой
балки рамы и одной шкворневой. Кроме того, не ремонтируют при
полном разрушении в раме сварной конструкции одного соединения
хребтовой балки со шкворневой; винтообразной скрученности (про-
пеллерность) рамы более 70 мм на I м ширины или более 200 мм на
всю ширину; пережоге металла хребтовых балок или боковых швел-
леров; поврежденных хребтовых или боковых швеллеров балок из
керченской стали.
Не ремонтируют и не восстанавливают также пассажирские и
грузовые вагоны с изломами в хребтовой балке, если допол-
нительно к этому в ней имеются горизонтальные изгибы или
скрученность, а боковые стены по всей длине кузова в несколь-
ких местах деформированы и имеют волнистость более 100 мм.
Рис. 10.36. Приспособление для определения вертикального (а) и горизонтального
(б) прогиба хребтовой балки рамы вагона
312
10.11. РЕМОНТ КУЗОВОВ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ
Ремонт кузовов. В процессе эксплуатации металлические
кузова вагонов нередко повреждаются. Кроме того, металлические
кузова подвержены коррозии. Чаще всего поражаются коррозией
детали изотермических вагонов под действием соляного раство-
ра, внутренние поверхности обшивки кузова пассажирских и гру-
зовых вагонов из-за недостаточной стойкости антикоррозионно-
го покрытия и большой влагоемкости изоляции.
Деревянные части кузова с течением времени загнивают.
Нередко также возникают повреждения при небрежной и неправиль-
ной погрузке грузов, при сильных толчках во время движения
поезда и спуска с горок, при маневрах, если груз в вагонах
плохо закреплен. Проявляются изломы деревянной обшивки стен,
обвязочных, дверных и люковых брусьев, досок пола, дуг и
фрамуг крыши.
В кузовах крытых грузовых вагонов при несоблюдении пра-
вил эксплуатации и погрузки грузов появляются следующие не-
исправности: излом досок пола и обшивки стен, отрыв и излом
металлических стоек торцовых стен; повреждение крыши и дверей,
имеется случай падения на путь последних и др. Нередко по-
врежденные крышки разгрузочных люков и их запоры.
В эксплуатации могут появиться следующие основные неис-
правности кузова четырех- и восьмиосных полувагонов: трещины
в шкворневых соединениях, пятниках, вертикальных листах попе-
речных и шкворневых балок у нижней обвязки, в сварных швах
между соединительной накладкой и стойкой кузова, в местах
установки люковых упоров, в угловых стойках, отгибание упоров
крышек люков, изгибы верхних полок поперечных балок; вмятины
на верхней обвязке, прогибы крышек люков; деформация металли-
ческой обшивки дверей; утеря и излом торсионов; повреждение
дверных запоров; изгиб и надрывы переднего листа концевой
балки.
Трещины часто возникают при ослаблении сварных швов, по-
ражении коррозией металлических деталей, при использовании
для разгрузки грейферов и других нерекомендуемых средств, не-
правильной погрузки и крепления грузов.
В процессе эксплуатации у платформ появляются изломы до-
сок бортов и пола, повреждения бортовых запоров и петель, из-
гибы полок швеллеров и поперечных балок, ослабление соедине-
ний, изгибы подножек. Основные неисправности котлов цистерн —
трещины, вмятины и погнутости стенок, течь клапана сливного
прибора, неисправность крышки люка, лестницы, сдвиг котла и др.
При деповском ремонте неисправные детали кузова крытого
вагона заменяют новыми или отремонтированными. В листах цель-
носварной крыши допусткаются коррозионные повреждения на глу-
313
бину не более 50 % номинальной толщины. Трещины и мелкие про-
боины (до 10 мм) разделывают и заваривают. Пробоины в крыше
размером более 10 мм заделывают накладками.
При капитальном ремонте кузов крытого вагона с деревянной
обшивкой полностью разбирают, изношенные металлические части
снимают, очищают от ржавчины и поврежденной краски. Обшивку
нестандартных размеров, расколотую, с поврежденными шпунтами
и гребнями, пораженную гнилью, заменяют.
Дефектные сварные швы и трещины в каркасе и металличе-
ских листах кузова вырубают и заваривают с последующей за-
чисткой заподлицо с основным металлом. Детали каркаса, имею-
щие местные изгибы, выправляют. На цельнометаллических кры-
тых вагонах с объемом кузова 120 м3 обшивку крыши и печную
разделку снимают и заменяют новыми, а на вагонах с объемом
кузова 106 м3 крыши заменяются на новые.
Коррозионные повреждения в элементах крыши можно остав-
лять без восстановления, если глубина поражения не превышает
1/3 толщины элемента. Трещины в дугах, фрамугах и стрингерах
при длине не более 50 % по сечению элемента заваривают с по-
становкой усиливающих накладок.
Карты кровли, пораженные коррозией на глубину более 1/3
толщины на площади не более 0,6 м2, ремонтируют постановкой
усиливающих накладок толщиной 1,5 мм. При большей площади по-
вреждения такие карты заменяют. Если на крыше необходимо за-
менить или отремонтировать боее 50 % карт, то всю крышу заме-
няют новой. Накладки на кровлю и новые карты приваривают сва-
рочными полуавтоматами легированной проволокой Св-08Г2С диа-
метром 1 —1,2 мм в среде углекислого газа. Плотность швов про-
веряют жидким раствором краски в бензине.
При деповском и капитальном ремонте вагона разрешается
заваривать трещины и изломы верхней обвязки кузова и стоек
каркаса в любом месте с последующим усилении накладками. Од-
нако допускаемое количество отремонтированных элементов при
разных видах ремонта различное. Так, если при капитальном ремон-
те с каждой продольной стороны вагона обнаружено более трех
заваренных мест в верхней или нижней обвязке, то обвязку заме-
няют новой. В каждом раскосе разрешается заваривать не более
одной трещины или излома, а количество отремонтированных рас-
косов при заводском ремонте допускается не более четырех с
каждой стороны вагона. При любом виде планового ремонта в
стойке можно заваривать не более одного излома или одной тре-
щины. Элементы каркаса с износом более 50 % площади сечения
заменяют, а при меньшем износе восстанавливают наплавкой.
314
Поврежденные места цельнометаллического кузова крытого
вагона при всех видах ремонта разрешается ремонтировать путем
приварки встык планок (лент) во,всю ширину проема между стой-
ками. Погнутые поручни, помосты, подножки и лестницы выправ-
ляют и ремонтируют.
Доски обшивки кузова при нарушении плотности соединения,
при наличии трещин, изломов шпунтов и гребней при деповском ре-
монте заменяют новыми или отремонтированными толщиной 35 мм.
Разрешается ставить склеенные встык доски на всех стенах в
четырех верхних рядах подряд. В остальных частях стен стыко-
ванные доски ставят через одну, стыки располагают в шахмат-
ном порядке. Четыре нижние доски обшивки стен должны быть це-
лыми. Вновь устанавливаемая обшивка должна быть стандартной
по размерам, с окрашенными гребнями, шпунтами и торцами и вы-
сушена до влажности 18±5 %. Доски начинают ставить от пола,
уплотняя гребни в шпунтах и закрепляя на стойках и раскосах болта-
ми, а в углах вагона перекрывая дополнительно угольниками.
Неисправности в опалубке крыши, изготовленной из древесново-
локнистых плит, при деповском ремонте устраняют путем вырезания
поврежденных участков и постановки тщательно пригнанной по
месту, прогрунтованной и прикрепленной к деревянным брускам
вставки. Таких вставок допускается не более трех, если на вагоне
установлена неразрезная панель, на панелях длиной до 1 м—одна
вставка, более 1 м — две. Неисправные армированные планки, дуги,
фрамуги, деревянные бруски заменяют новыми. При капитальном
ремонте неисправные листы опалубки заменяют.
Доски пола должны быть настланы плотно без сквозных зазоров.
При деповском ремонте, если доски пола исправны и их не надо
перебирать, разрешается оставлять внутри и снаружи вагонов
несквозные зазоры шириной не более 5 мм. Если пол собирают
вновь, такой зазор допускается не более 3 мм. При капитальном ре-
монте пол перебирают полностью, местные несквозные зазоры в
соединении досок допускаются не более 2 мм. Негодные доски пола
заменяют исправными толщиной не менее 48 мм (толщина новых
досок 55±? мм) и шириной 120 мм, окрашенными с торцов и по
кромкам. Разрешается стыковать доски в шахматном порядке,
но не в дверном проеме. Стыки размещают на полках швеллеров,
концы досок крепят к полкам при помощи болтов с планками. Вместо
настила из досок разрешается укладывать на пол склеенные щиты
шириной 1000zE 10 мм с выборкой четверти толщины по продоль-
ным краям.
Несъемное внутреннее оборудование при ремонте проверяют,
неисправные детали заменяют новыми, недостающие пополняют.
Если в настенных досках имеются отколовшиеся выступы, а также
местные повреждения на верхней кромке более половины толщины
доски на длине 125 мм, поврежденный участок вырезают и на его
315
место закрепляют вставку на клее или на гелях. Несъемные на-
стенные доски можно ставить шириной 142 +3 мм и толщиной 55±
±2 мм. Укрепляют их болтами с гайками, концы болтов после по-
становки расклепывают.
При всех видах ремонта вагонов измеряют ширину кузова внут-
ри вагона с помощью шаблона, устанавливаемого на высоте 1145
мм от пола, которая должна быть 2750±5 мм. Если ширина ку-
зовд в пределах 2766—2800 мм, надо устранить уширение поста-
новкой под настенные доски с одной или двух сторон вагона про-
кладок толщиной 16 мм. Ширина прокладки должна быть на 50 мм
больше ширины доски.
Двери при плановых видах ремонта снимают с вагона. Двер-
ные армировочные планки, погнутые державки' роликов, запоры,
предохранительные приспособления при деповском ремонте исправ-
ляют на месте, а при капитальном снимают и отправляют для ре-
монта в цех. Запорные механизмы двери и крышки разгрузочного
люка и ролики с подшипниками качения разбирают и осматривают,
неисправные детали ремонтируют или заменяют новыми, трущиеся
поверхности смазывают.
При выпуске из деповского ремонта износ чашки эксцентри-
ка запора разгрузочного люка допускается не более 2 мм, шайб
рамки эксцентрика — не более 3 мм. При большем износе и при
капитальном ремонте эти детали восстанавливают наплавкой с
обработкой до чертежных (номинальных) размеров. Собранная
дверь должна плотно прилегать обвязкой к притворным угольникам.
Допускается местный зазор не более 6 мм после деповского ре-
монта и 5 мм после капитального при закрытой дверной закидке.
На вагонах с самоуплотняющимися дверями проверяют плот-
ность прилегания задней обвязки двери к уплотнительной рези-
не. Плотность прилегания можно обеспечить также путем наплав-
ки плоскости зацепления зуба закидки. Двери должны передвигаться
на роликах усилием 1 чел.
При плановых видах ремонта полувагонов металлические по-
врежденные части кузова заменяют новыми или ремонтируют путем
правки и последующей сварки. Количество сварных стыков с каж-
дой стороны вагона допускается не более трех, а располагаться
они должны между стойками. Местные вертикальные прогибы верх-
ней обвязки между стойками допускаются не более 3 мм при вы-
пуске из капитального ремонта и не более 20 мм из деповского.
При этом прогиб по всей длине кузова может быть после ремонта
на заводе не более 25 мм, после ремонта в депо— не более 50 мм.
Вследствие деформации в соединениях боковых стен с рамой
полувагона может увеличиться расстояние между стенками. Раз-
решается не устранять уширение кузова, если оно при капиталь-
ном ремонте в верхней части будет не более 30 мм и при депов-
ском не более 50 мм по сравнению с чертежным размером шири-
316
ны кузова. В плоскости торцовых дверей уширение допускается
не белее 10 мм при капитальном ремонте и 20 мм при деповском.
Крышки люков и двери при капитальном ремонте обязательно
снимают с полувагона, а при деповском снимают только при не-
обходимости выполнения сварочных работ или при наличии мест-
ного прогиба более 50 мм. Выпуклость крышек не должна быть
более 25 мм.
При капитальном ремонте полувагона крышки люков толщи-
ной 4 мм и менее, изготовленные из углеродистой стали, заме-
няют новыми, изготовленными из низкоуглеродистой стали.
Процесс ремонта грузовых вагонов осуществляется обычно
на механизированных поточных линиях. Обычно технологический
процесс ремонта полувагонов разделяют на три стадии: обмывка,
подготовка к ремонту, ремонт.
Поступившие в депо полувагоны подаются в обмывочный ангар,
в котором имеется конвейер для перемещения полувагонов при
обмывке в вагономоечной установке и в цех подготовки к ремон-
ту. В цехе подготовки вагонов к ремонту имеются рабочие пу-
ти, мостовые краны грузоподъемностью по 10 т и кран-балка.
Вдоль пути устроены канавы для перемещения вагонов в пере-
вернутом и опущенном положении при помощи пульсирующего кон-
вейера с тактом передвижения 30 мин.
Обмытый вагон поступает на / позицию, где после снятия
автосцепок и дверей кузов переворачивается на 180° с помощью
двух мостовых кранов и кантователей и опускается в продольные
канавы. При этом разгрузочные люки вагона будут находиться на
уровне 1 м от пола. Затем снимают предварительно сжатые погло-
щающие аппараты автосцепок с помощью мостового крана и вагон
в перевернутом положении перемещают на // позицию. Здесь сни-
мают крышки люков, которые небходимо ремонтировать в специ-
ализированном отделении, а оставшуюся часть крышек выправля-
ют на месте. Параллельно снимают детали и узлы автотормозно-
го оборудования и ставят исправные поглощающие аппараты.
Снятые автосцепные устройства и тормозное оборудова-
ние транспортируют в контейнерах краном к тоннелю, по кото-
рому направляют на соответствующие участки для ремонта.
На позиции /// на вагон ставят исправные крышки люков и
тормозные приборы. При помощи мостовых кранов и кантователей
кузов вагона поднимают, тележки подают толкателем на попереч-
ную трансбор дерную тележку и перемещают на второй путь. После
этого кузов вагона переворачивают и переносят кранами также
на этот путь.
На IV позиции кузов опускают на тележки, ставят авто-
сцепки и двери и перемещают вагон на следующую позицию. На
IV и V позициях снимают поврежденные доски деревянной обшив-
317
ки (у полувагонов с металлическим кузовом срубают сварные
швы каркаса кузова и рамы).
После выполнения указанных работ вагоны попарно перестав-
ляют на позиции перед поточными линиями в сборочном цехе,
расположенными на двух путях и оборудованными конвейерами
пульсирующего типа с тяговыми устройствами. На каждой линии
участка находятся четыре спаренных позиции I—IV, где одновремен-
но ремонтируют 16 полувагонов. Такт работы конвейера составляет
2 ч 45 мин. Участок оборудован мостовыми кранами грузоподъем-
ностью по 5 т для подъемки вагонов, перемещения тележек и транс-
портировки тяжелых деталей.
На / позиции с вагонов снимают все детали кузова, кото-
рые необходимо ремонтировать в заготовительных отделениях (под-
ножки, закидки и секторы механизма разгрузочных люков, расцеп-
ной привод автосцепки, поручни и др.). Здесь же производится под-
готовка поверхностей под сварку.
На II позиции выполняют правку элементов кузова и свароч-
ные работы. Правку верхней обвязки, раскосов, их прижатие перед
сваркой, устранение уширения и сужения кузова выполняют с по-
мощью ремонтной машины. П-образные боковые стойки 1 машины
(рис. 10.37) установлены на колесах и передвигаются по рельсам при-
водным механизмом 10. По направляющим стоек перемещаются под-
вижные рамы 8, объединенные поперечной балкой 4, на которой
смонтированы устройства с' гидроприводом для правки верхней
обвязки каркаса кузова 2, стоек раскосов 3, армировочного
листа рамы 7. Передвижные рамы перемешаются с помощью
гидроподъемников //.
Гидропрессы 6 для правки стоек и раскосов также могут
двигаться в вертикальном направлении с помощью элетроприво-
да 12. Машины управляются с пультов 5 и 9.
На III позиции вагон поднимают мостовыми кранами и уста-
навливают на ставлюги, а выкаченные тележки транспортируют
краном к моечной машине. С вагона снимают продольные тормоз-
ные тяги для ремонта и испытания. Здесь же выполняют свароч-
ные работы на раме. Затем устанавливают детали, снятые на
/ позиции, а также детали тормоза, снятые на участке подго-
товки вагонов к ремонту. При этом проверяют плотность крышек
люков, поставленных на вагон, учитывая, что местные зазоры
между крышкой и плоскостью ее прилегания допускаются не бо-
лее 7 мм. Проверяют зазор между пальцем запорного сектора и
скобой, который должен быть не менее 4 и не более 12 мм. Тру-
щиеся поверхности торсионов смазывают графитной смазкой. При
собранном торсионно-рычажном механизме крышка люка должна
подниматься усилием 1 чел. После этого вагон опускают на
отремонтированные тележки.
318
Рис. 10.37. Передвижная ремонтная машина
На IV позиции устанавливают деревянную обшивку кузова
(у полувагонов с металлическим кузовом приваривают листы),
соединяют продольные тормозные тяги и испытывают автотормоз.
Доски обшивки плотно стягивают. Для полувагонов применяется
обшивка шириной 90—150 мм и толщиной до 35 мм. Стыки
досок располагают на стойках с двойным рядом отверстий. Ко-
нец каждой доски крепят одним болтом.
Затем вагоны передаются с помощью конвейера в малярное
отделение, куда через каждые 2 ч 45 мин подают четыре вагона.
Вагоны устанавливают на двух путях по два. Окрашивание
осуществляется при помощи установок безвоздушного распыления,
которые расположены в четырех кабинах, перемещающихся по мо-
норельсу вдоль вагона, В каждой кабине смонтированы две ус-
тановки. Первая при движении в одну сторону — окрашивает ку-
зов, а вторая при движении в другую сторону — раму и ходовые
части.
Сушат вагоны подогретым до температуры 50—60 °C воздухом,
после чего на вагоны наносятся знаки и надписи.
При капитальном ремонте вагонов на заводах объем и тру-
доемкость выполняемых работ значительно больше, чем при депов-
ском. Проводимая модернизация по замене крыш, деревянной об-
шивы на металлическую потребовала разработки и внедрения
новых технологических процессов, применения комплекса специаль-
ного оборудования, работающего с повышенной интенсивностью.
Технология капитального ремонта имеет следующие циклы:
очистка, обмывка и подготовка вагонов к ремонту (при этом при-
меняются комплексно-механизированные поточные линии с уста-
319
новками регенерации моющих растворов); разборка вагонов, кото-
рая выполняется на линиях с автоматическим управлением, оснащен-
ных электрифицированными подъемными площадками, механизиро-
ванным инструментом, машинами для снятия крышек люков, транс-
портерами для удаления отходов от разборки, машинами для от-
рыва и удаления пола крытых вагонов, очистки рам от ржавчины,
зачистки срезанных электросварочных швов, раскроя и брикети-
рования старой кровли; вне потока выполняется ремонт дере-
вянных деталей, метизов; уравнительный ремонт вагонов и под-
готовка их к сборке.
Вагоны имеют разный объем износов и повреждений. Техно-
логией предусмотрено устранение отклонений в объемах ремонта.
Уравнительный ремонт и подготовка вагонов к ремонтно-сбороч-
ным работам выполняются на специализированных линиях: изго-
товления новых крышек люков; ремонта крышек люков, торцовых
дверей; изготовления карт и цельнометаллических крыш и др.
Эти линии оснащены: гидравлическими стендами для правки рам;
подвижными машинами для вертикальной и горизонтальной правки
боковых ферм, кузовов; машинами для уплотнения, сверления
и клепки крыш, панелей к фермам кузовов крытых вагонов и по-
лувагонов и другими средствами механизации. Все позиции
оборудованы линиями трубопроводов для подачи сжатого воздуха,
кислорода, природного газа, углекислоты.
Ремонтно-сборочные работы выполняют на главных конвейе-
рах вагоноремонтных цехов с автоматической системой управле-
ния. Они оборудованы: автоматизированными домкратами и отка-
точными станциями для замены тележек; оптическими устройст-
вами для дистанционного управления подкатки тележек; манипу-
ляторами для снятия и постановки автосцепных устройств; кра-
новыми кантователями полувагонов; стендами и манипуляторами
для испытания автотормозов; гидравлическими устройствами для
уплотнения и крепления полов; устройствами для монтажа дверей;
подъемными площадками и механизированным инструментом и др.
Окраска и сушка вагонов выполняются в малярном цехе на
поточной линии, которая имеет камеры для подготовки поверх-
ности под окраску, автоматизированные домкраты и откаточные
станции для удаления тележек на время окраски рамы, подвиж-
ные устройства для окраски рам, внутренней и наружной части
кузовов, терморадиационные камеры для сушки окрашенных поверх-
ностей вагонов и др.
Ремонт платформ. Ремонт металлических бортов, ремонт и
изготовление деревянных бортов платформ осуществляются на спе-
циализированных линиях.
Для замены изломанной доски борта платформы необходимо
отвернуть гайки и снять болты, прикрепляющие к ней петли.
Затем снять с борта торцовую металлическую армировку и изъять
320
неисправную доску. После этого ослабляют болты соседних до-
сок, вставляют новую, крепят металлическую армировку и бортовые
петли. Часто неисправные деревянные борта заменяют заранее
отремонтированными.
У металлических бортов платформ появляются изгибы, про-
боины. Правку изогнутых металлических бортов с гофрами про-
изводят на прессах. Искривление продольного борта в верти-
кальной и горизонтальных плоскостях, не превышающее 5 мм,
можно не устранять. Изгибы поперечных металлических бортов на
длине 100 мм по концам правят с подогревом. Трещины, иадрывы,
пробоины и протертости в полотнах металлических бортов устра-
няют электросваркой.
Ремонт пола платформы заключается в замене поврежденных
досок и уплотнении их. Для этого отвертывают гайки болтов
крепления досок к полкам хребтовой и боковых балок, снимают
эти болты, заменяют неисправные доски новыми толщиной 55 мм
и при небходимости уплотняют пол. Зазоры между досками ие-
перебираемого иастила пола допускаются не-более 5 мм.
Неисправные опускные металлические стойки для бортов,
увязочные кольца, бортовые кронштейны, петли и запоры ремон-
тируют, а утерянные возобновляют.
10.12. РЕМОНТ КОТЛОВ ЦИСТЕРН
И ОХРАНА ТРУДА ПРИ РЕМОНТЕ ВАГОНОВ
Прмимо обычных цистерн для перевозки нефтепродуктов,
имеются специальные цистерны для перевозки меланжа, серы,
кислот, вина, цемента и др. Этим обусловлено некоторое раз-
личие в технологии ремонта различных цистерн.
Перед ремонтом с применением сварочных и клепательных
работ все цистерны независимо от рода перевозимого груза под-
вергают очистке, пропарке, промывке и дегазации.
Если толщина металла на площади более 30 % обечайки кот-
ла или продольного листа составляет менее половины номиналь-
ного размера, то негодные части заменяют. При меньших площа-
дях повреждений вырезают часть листа и приваривают накладку
встык или внахлестку с наложением швов с обеих сторон. При
капитальном ремонте цистерн количество таких накладок на обе-
чайке, продольном листе или днище допускается не более четырех.
Трещины на котле перед заваркой разделывают с наружной
стороны, затем заваривают в два слоя, очищают от подтеков и
брызг, вырубают до чистого металла с внутренней стороны и на-
кладывают изнутри контрольный шов. Во всех котлах волнорезы
Удаляют независимо от их состояния и вновь не ставят.
Н Зак. 856 321
При плановых видах ремонта сливные приборы, предохрани-
тельный, выпускной и впускной клапаны разбирают, проверяют и
ремонтируют, а после сборки испытывают под соответствующим
давлением.
После ремонта и перед окрашиванием котел необходимо осмот-
реть и испытать: при ремонте на заводах под гидравлическим давле-
нием, в депо—давлением воздуха.
Гидравлическое давление при испытании установлено для:
сварных котлов нефтебензиновых цистерн 0,2 МПа, клепаных
котлов 0,1 МПа, котлов цистерн для перевозки кислот 0,25 МПа.
Испытываемый котел выдерживают под давлением в течение
15 мин, обстукивают молотком около сварных швов и тщательно
осматривают. При этом цистерны с нижним сливным прибором на
10 мин оставляют под давлением с открытой нижней частью (за-
глушкой) сливного прибора и на 5 мин с частично открытым кла-
паном и закрытой заглушкой, чтобы проверить плотность клапа-
на и заглушки. Результаты испытания котлов записывают в спе-
циальный журнал.
При выполнении сварочных работ внутри котла цистерны не-
обходимо обеспечить его вентиляцию с достаточным обменом воз-
духа или применить специальные дыхательные приборы для рабо-
тающих. Запрещается одновременно производить внутри котла
цистерны сварочные и какие-либо другие работы.
Для защиты глаз и лица сварщик должен пользоваться шле-
мом-маской или щитком с защитными стеклдми различной прозрач-
ности в зависимости от величины сварочного тока. Руки свар-
щика должны быть защищены брезентовыми рукавицами, а сам он
одет в брезентовый костюм.
При использовании углекислого газа следует помнить, что
в случае утечки он скапливается с ямах, канавах и других низ-
ких местах.
Для, ремонта и сборки вагонов следует применять инструмент
и приспособления, предусмотренные технологическим процессом.
Глава 11
ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ ВНУТРЕННЕГО
ОБОРУДОВАНИЯ ВАГОНОВ
11.1. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ И ВНУТРЕННЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
Материалы, применяемые для теплоизоляции вагонов, долж-
ны отвечать следующим основным требованиям: обладать низким
коэффициентом теплопроводности; малой величиной влагопогло-
щения и объемной массой; высокой прочностью и огнестойкостью.
По применяемым видам материалов тепловая изоляция раз-
деляется на плиточную и напыляемую. В табл. 11.1 приведены
физико-технические показатели наиболее распространенных теп-
лоизоляционных материалов, применяемых в вагоностроении.
Плиточную изоляцию (мипора, пенопласты) устанавливают на
вагоне после проведения антикоррозионных защитных покрытий
внутри кузова и установки деревянных закладных деталей обре-
шетки для крепления обшивы вагона.
Мипора — продукт химической переработки формалина и мо-
чевинной кислоты, обладает низкой прочностью при сжатии и
большощгигроскопичностью. Поэтому применение мипоры в качестве
теплоизолирующего материала возможно только в сочетании
с защитной полиамидной пленкой. Плиту мипоры, раскроенную
по размеру, укладывают в пленочный пакет и герметизируют клеем
ПК-5 или ультразвуковой сваркой. Из-за низкой прочности срок
службы этого материала ограничен, а поэтому в вагоностроении
больше используются плиточные пенопласты.
Пенопласты типа ПХВ-1, ПСБ-С обладают малой водопоглощае-
мостью, высокой прочностью и лучшими теплотехническими свой-
ствами. Пенопласт ПХВ-1 раскраивают на требуемые размеры с
помощью ленточных или круглопильных станков, а ПСБ-С — натя-
нутой нихромовой проволокой, нагретой до температуры 100—110 °C.
Получение плит ПСБ-С на химических предприятиях произво-
дится беспрессовым способом, что позволяет изготовлять детали
изоляции различных размеров и форм в металлических алюминие-
вых формах без дальнейшей обработки и подгонки. Пенопласты
ПХВ-1 и ПСБ-С хорошо склеиваются по толщине клеями КМЦ, К-17.
Однако при установке плит изоляции в вагоне приходится
выполнять большой объем трудоемких работ по подгонке. При пред-
варительном раскрое блоков на детали образуется значительное
количество отходов (до 30 %).
Указанные недостатки устраняются при применении напыляе-
мой теплоизоляции пенополиуретаном марки ППУ-304Н, ППУ-308Н,
И* 323
Таблица 11.1
Материал Объемная масса, кг/м3 Теплопровод- ность, Вт/м-К Водопогло- щенне за 24 ч, % Прочность, МПа Огнестой- кость
Мипора Пенопласт ПХВ-1 Пенопласт ПСБ-С Пенополиуретан типа ППУ-308Н Фенольно-резоль- иый пенопласт ФРП-1 15 70—130 20—30 70—200 65—75 0,029—0,046 0,035—0,052 0,031 0,035—0,052 0,04 10—12 0,25 0,2—0,3 0,6—0,8 1,6 0,02—0,03 0,4—0,7 0,15—0,2 1—3,5 0,5 Горючий » » Негорю- чий >
ППУ-317, заливочных пенопластов типа фенольно-резольных мар-
ки ФРП-1 и на основе фенольно-формальдегидных смол Вилорез400,
Изолан-2.
Пенопласт ФРП-1 обладает хорошей формоустойчивостью в
температурном диапазоне от —100 до +150 °C, не поражается мик-
роорганизмами (грибками, плесенью), насекомыми, грызунами, ха-
рактеризуется высокой огнестойкостью, в обычных условиях экс-
плуатации не выделяет в атмосферу вредных паров в опасных кон-
центрациях, а при горении — опасных для жизни продуктов и ды-
ма. Вспенивающиеся пенопласты наносятся на изолируемые поверх-
ности вагона из смеси тщательно перемешанных компонентов спе-
циальным пистолетом-распылителем. При этом происходят быст-
Кое вспенивание и отверждение при температуре не ниже 10 °C.
[роизводительность труда при изоляции вагона вспенивающими
материалами возрастает в 3—4 раза по сравнению с плиточной изо-
ляцией.
Методом напыления (рис. 11.1) целесообразно наносить изо-
ляционный материал на открытые поверхности — крышу, боковые
стены без существенных изменений конструкций вагонов.
Материалы, применяемые при изготовлении деталей внутрен-
него оборудования, должны быть легкими, негорючими или труд-
носгораемыми, звукопоглощающими, легко моющимися, не портящи-
мися от контакта с дезинфекционными препаратами. Основные
материалы, используемые при изготовлении деталей внутреннего
оборудования пассажирских вагонов, даны в табл. 11.2.
Рис. 11,1. Схема установки для напыления
теплоизоляции:
/ н 3—баки для компонентов; 2—дозиро-
вочные насосы; 4 — труба подачи сжатого
воздуха; 5 — распылитель; 6 — слой тепло-
изоляции
324
Таблица 11.2
Наименование материала Область применения в вагоне
Слоистый пластик Отделка внутренних помещений н мебе-
Виннлискожа Отделка внутренних помещений, изго- товление оконных штор
Искусственная обивочная кожа Обивка мягкой мебели (кресел, диванов н др.)
Поропласт полиуретановый эластич- ный (поролон) Полиэфирный стеклопластик Набивочный материал мягкой мебели (диванов, полок и др.) Полы в туалетах, бельевые ящики, иад- окоииые карнизы, оконные наличники, поддоны баков и др. (в прежних конст- рукциях вагонов)
Древесиопрессованная масса МДП Столярные плиты Фанерные плнты ПФ-А Древесноволокнистые плиты Алюминиевое литье под давлением Рамы окон, дверные коробки Настил пола, створки шкафов Перегородки Облицовка стен и потолков Вешалки, ручки, детали замков, окон- ные рамы н др.
Алюминиевые прессованные профили Декоративные раскладки, направляю- щие штор
Полиэтилен Отдельные детали внутреннего оборудо- вания
Капроновая смола Ударопрочный полистирол Фенопласт порошковый » дреаеснослонстый > волокнистый Полиамидные и полиэтиленовые пленки Профильный полихлорвиииловый пластикат Детали фурнитуры То же Детали электротехнического назначения Крышки н кольца унитазов Детали фурнитуры Изготовление гидроизоляции Уплотняющие и декоративные канты при обивке мигкой мебели и отделочных работах внутри вагона
Поливинилхлоридный и алкндиый линолеум Настил пола
Во Всесоюзном научно-исследовательском институте вагоно-
строения были проведены исследования по напылению жесткого
пенополиуретана марки ППУ-ПН-3 в качестве теплоизоляции и для
защитного покрытия. Для теплоизоляции кузова цельнометалли-
ческого крытого универсального вагона пенополиуретан наносил-
ся по грунту ВЛ-02, для защитного покрытия внутренней поверх-
ности кузова пассажирского вагона — по грунту ЭП-0156.
325
11.2. МОНТАЖ ВНУТРЕННЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
К монтажу внутреннего оборудования приступают после на-
несения и сушки антикоррозионных покрытий на внутренние по-
верхности кузова и укладки теплоизоляционных материалов. Ре-
комендуется выполнять сборочно-монтажные работы внутри ваго-
на в следующей последовательности: укладка плит пола и внут-
ренней обшивки стен; установка окон, фрамуг, перегородок, нас-
тил линолеума на пол; монтаж системы отопления и водоснабже-
ния; облицовка стен, монтаж устройств вентиляции и электро-
оборудования; монтаж оборудования туалетов, служебного поме-
щения и мебели; установка светильников, фурнитуры, подшивного
потолка; монтаж и подключение электрооборудования; наладочные
и обкаточные испытания, отделочные и окрасочные работы.
В зависимости от типа установленного оборудования и кон-
структивных особенностей вагона указанную последовательность
выполнения работ можно менять.
Слоистые пластики к столярным или фанерным плитам при-
клеивают клеями: на основе специальной смолы — поливинилацетат-
ным марки СПВ или казеиновым.
При работе со слоистым пластиком необходимо учитывать
его свойства. Декоративный слоистый пластик — жесткий много-
слойный материал, изготовляемый с использованием смол двух
видов. Это приводит к возникновению неуравновешенных внутрен-
них напряжений в материале. Указанное обстоятельство, а также
усадка и старение клеевого шва обусловливают появление в па-
нелях, облицованных пластиком, значительных внутренних напря-
жений, которые при определенных условиях вызывают коробление.
Чтобы исключить такие явления, прибегают к компенсации (урав-
новешиванию) внутренних напряжений: приклеивают на обратную
сторону панели несколько слоев шпона или оклеивают панель
пластиком с обеих сторон. Использование пластика с уменьшенной
толщиной и хорошей эластичностью позволит устранить коробле-
ние панелей полностью.
При механической обработке в пластике появляются трещины,
поэтому при выполнении в листах слоистого пластика внутренних
прямоугольных отверстий (подоконный проем, люк и т. п.) или
выходящих наружу под прямым углом выборок все внутренние
углы надо скруглять возможно большим радиусом, но не менее 10 мм;
диаметр просверленных отверстий в слоистом пластике дол-
жен быть больше диаметра крепежного элемента (шуруп, винт,
гвоздь) не менее чем на 1—2 мм. При тугой постановке крепеж-
ного элемента в отверстии могут появиться лучевые трещины из-
за различного коэффициента линейного расширения пластика и
металла; нельзя прокалывать пластик шилом или забивать в него
гвозди;
326
кромки листа пластика, приклеенного к деревянной панели,
следует по возможности обрамлять раскладками, иначе он может
отклеиться;
в местах, где необходима подгонка деталей при сборочных
работах, желательно кромку приклеиваемого листа пластика не
доводить до кромки плиты на 5—10 мм.
11.3. ИЗГОТОВЛЕНИЕ И МОНТАЖ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ
И ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Система отопления. Пассажирские вагоны должны быть обо-
рудованы системой отопления, обеспечивающей температуру внут-
ри помещений в пределах 20±2°С. В вагонах применяются две
системы: водяное отопление от индивидуального котла, установ-
ленного в вагоне и работающего на твердом топливе или с ком-
бинированным подогревом (электричество и твердое топливо);
централизованное электрическое отопление с питанием от дизель-
генераторной установки тепловоза, вагона-электростанции или от
контактной сети электрифицированных дорог.
Система водяного отопления от котла с комбинированным
подогревом состоит из следующих составных частей: котла, плас-
тинчатого калорифера, соединительных трубопроводов, насосов
(ручного и центробежного), запасного водяного бака, контроль-
ных приборов и аппаратов управления.
Соединительные трубопроводы системы отопления выполнены
в виде прямых и изогнутых труб с приваренными фланцами, от-
ростками и другими деталями.
Технология обработки труб и монтажа отопления предусмат-
ривает выполнение определенных операций. Резка труб по длине
производится на фрезерно-отрезных полуавтоматах типа 8Б66 или
специальных труборезных станках. Зачистка заусенцев после
резки выполняется с помощью приспособления, оборудованного
шлифовальным кругом, или резцовой головки труборезного стан-
ка. Гибка труб осуществляется в холодном или горячем состоянии.
Отверстия в трубах для отростков, ответвительных штуце-
ров и спускных пробок вырезают по разметке или накладным шаб-
лонам после гибки. Отверстия диаметром до 40 мм сверлят, бо-
лее 40 мм вырезают резцами на вертикально-сверлильных станках
или фрезами.
Собирают и приваривают соединительные фланцы и различные
ответвления в кондукторах, обеспечивающих перпендикулярность
привалочной рабочей плоскости фланца к оси трубы. Предвари-
тельно плоскость фланца обрабатывают с проточкой канавки под
уплотнительную прокладку.
327
Нарезание резьбы на трубах с муфтовыми соединениями осу-
ществляется на трубонарезных станках. Концы изогнутых труб
нарезают до гибки, а в процессе гибки на резьбу навинчивают
предохранительные муфты.
Готовые трубы отопления испытывают на прочность гидрав-
лическим способом под давлением, на 50 % превышающим рабочее.
При испытании иа один торец трубы ставят заглушку, а на дру-
гом закрепляют соединительный шланг от насосной установки.
При опрессовке трубы проверяют ее водонепроницаемость, осо-
бенно в сварных соединениях.
После испытания трубы очищают, обезжиривают, наносят на
них антикоррозионные покрытия, сушат и комплектно передают на
позицию монтажа в вагон.
После монтажа производят гидравлическое испытание всей
системы отопления вагона, а затем трубы покрывают теплоизо-
ляцией.
В качестве теплоизолирующих материалов применяют техни-
ческий войлок, поропласт (поролон) и др.
Система водоснабжения. В общем виде система водоснабже-
ния вагона состоит из следующих составных частей: бака для
холодной воды вместимостью 850 л, малого бака 80 л, трубопро-
водов с разобщительными крайами, водоналивных приборов, конт-
рольной аппаратуры (водомеры, сигнальные трубы и др.).
Баки для воды изготовляют сварными из углеродистых или
нержавеющих сталей, из цветных металлов или пластмассовыми
из стеклопластика.
Стальные баки собирают в кондукторах с последующей полу-
автоматической сваркой в среде углекислого газа или шовной
сваркой на машинах типа МШП-200. Для получения плотного
шва при шовной сварке на сопрягаемые кромки наносят слой клея
КС-609. После сварки в течение 3—4 ч происходит его полимери-
зация и сварное соединение становится герметичным.
Внутренние поверхности баков из углеродистых сталей по-
крывают цинком или окрашивают. На баки из нержавеющих сталей
защитные покрытия не наносят.
Трубопроводы холодного водоснабжения изготовляют из сталь-
ных оцинкованных труб или пластмассовых. Технология изго-
товления стальных трубопроводов системы водоснабжения такая
же, как и системы отопления.
Пластмассовые трубопроводы изготовляют из полиэтилена
низкой плотности, получаемого методом высокого давления. Тру-
бы из полиэтилена обладают многими преимуществами по сравне-
нию со стальными трубами. Они морозостойкие, сохраняют гиб-
кость при температурах до —60 °C, в 8 раз легче стальных.
Полиэтиленовые трубы не разрушаются при замерзании в них во-
ды. Они устойчивы к коррозии и поэтому более долговечны, чем
328
Рис. 11.2. Виды соединений полиэтиленовых труб:
а — неразъемные;' б — разъемные; / — труба; 2 — тройник; 3 — муфта; / — угольники;
5 — резьбовая втулка; 6 — накидная гайка; 7—втулка с буртом; 8 — втулка под фланец;
9'—: фланец; 10 — прокладка; //—болт
металлические, гигиеничны (не влияют на качество питьевой
воды благодаря физиологической индифферентности полиэтилена)
и не нуждаются в окраске. Кроме того, на внутренней поверх-
ности полиэтиленовых труб не скапливаются какие-либо отложе-
ния, поэтому их пропускная способность остается постоянной
в течение всего времени эксплуатации, в то время как рабочее
сечение металлических труб после нескольких лет значительно
уменьшается.
Радиусы изгиба отводов полиэтиленовых труб зависят от
диаметра трубы. При радиусе не менее двенадцати наружных ди-
аметров гибку можно производить без нагрева. Отводы с меньши-
ми радиусами изгибают после нагрева в кипящей воде.
Варианты соединения полиэтиленовых труб показаны на рис.
11.2. Неразъемные соединения осуществляются методом сварки.
Сварка полиэтиленовых труб основана на свойстве частиц поли-
этилена прочно сцепляться в вязкотекучем состоянии при нагре-
вании выше температуры плавления. Наиболее простой способ —
сварка контактным нагревом (рис. 11.3), когда свариваемые де-
тали одновременно нагреваются в специальном приспособлении до
температуры 250—300 °C. Труба оплавляется в гильзе, раструб
Рис. 11,3. Последовательность сварки трубы с муфтой контактным нагревом:
а—положение деталей до нагрева; б — положение соединяемых деталей при нагреве;
в — сварное соединение; 1 — муфта; 2 — нагреватель; 3 — труба
329
фитинга — в оправке. После оплавления детали снимают с при-
способления и соединяют.
Разъемные соединения полиэтиленовых труб выполняют муф-
товыми, фланцевыми и с накидными гайками. Крепление труб из
полиэтилена осуществляется с помощью металлических или пласт-
массовых хомутов или скоб, которые должны плотно облегать тру-
бы, но не врезаться в них.
Для обеспечения полного слива воды из системы водопро-
водные трубы укладывают с уклоном в сторону слива. После мон-
тажа систему водоснабжения вагона испытывают на плотность.
11.4. РЕМОНТ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ, ВОДОСНАБЖЕНИЯ
И ВЕНТИЛЯЦИИ
Ремонт системы отопления. Систему отопления перед зимним
отопительным сезоном и при плановых ремонтах промывают водой
под давлением 0,2—0,3 МПа, пока из сливных отверстий не поте-
чет чистая вода. При выполнении планового ремонта сборочные
единицы системы отопления промывают раздельно (котел, сеть
трубопроводов купейной стороны, сеть трубопроводов коридорной
стороны, расширитель-воздухоподогреватель или калорифер), а в
эксплуатации—целиком (в сборе).
При ремонте системы отопления в депо с вагона демонтиру-
ют только неисправные детали и сборочные единицы. При капиталь-
ном ремонте систему отопления разбирают полностью.
Основные неисправности, возникающие в системе водяного
отопления: течь котлов в сварных швах или износ стенок котла;
коррозионные повреждения металла расширителя-воздухоподогре-
вателя, труб отопления; течь в соединения труб из-за корро-
зии резьбы или утраты эластичности резиновыми прокладками
фланцевых соединений; неисправность отопительной и водопро-
водной арматуры, плунжерных и центробежных насосов, баков для
воды, грязевиков.
Места на наружных и внутренних стенках котлов, пораженные
коррозией на глубину более чем 1/3 первоначальной толщины,
ремонтируют вваркой усиливающих планок или электродуговой на-
плавкой. После ремонта сваркой котел испытывают под давлением
0,2 МПа в течение 10—15 мин. Негодные паронитовые прокладки
заменяют новыми толщиной 5 мм.
Поврежденный расширитель-воздухоподогреватель после очистки
также ремонтируют электродуговой сваркой с последующим испы-
танием водой под давлением 0,1 МПа.
Трещины и коррозионные повреждения в трубах отопления в
эксплуатации и при деповском ремонте устраняют электродуго-
вой сваркой с наложением усиливающих накладок, а при капи-
330
тальном ремонте заменяют неисправные участки труб новыми или
полностью меняют трубы в зависимости от вида капитального
ремонта. После ремонта трубы опрессовывают водой под давле-
нием 0,2 МПа с выдержкой в течение 3—5 мин.
После сборки труб на вагоне их еще раз подвергают гид-
равлическому испытанию под тем же давлением, для чего исполь-
зуют переносной ручной гидравлический пресс. Трубы выдержи-
вают под указанным выше давлением в течение 10 мин (падение
давления не должно превышать 0,01 МПа).
Неисправные насосы,' отопительную и водопроводную армату-
ру разбирают, осматривают и ремонтируют, заменяя негодные де-
тали, устанавливая новые сальниковые уплотнения, притирая
клапаны и заваривая трещины в корпусах. Отремонтированный
корпус насоса испытывают под давлением 0,2 МПа.
При сборке центробежного циркуляционного насоса необ-
ходимо обеспечить равномерный зазор между крыльчаткой и стен-
ками корпуса в пределах 0,15—1,37 мм. Прокладки между кор-
пусом и крышкой ставят на железном сурике. После сборки крыль-
чатка должна туго проворачиваться от руки.
Баки для воды и грязевики ремонтируют электродуговой
сваркой. Затем грязевики испытывают водой под давлением 0,2 МПа
с выдержкой в течение 5 мин.
Термометры, гидрометры, манометры ремонтируют в соответ-
ствии с Руководствами по ремонту и проверке измерительных прибо-
ров и действующими инструкциями, утвержденными Государствен-
ным комитетом СССР по стандартам.
После ремонта всю систему отопления испытывают в рабочем
состоянии и ставят на стене котельного отделения трафарет,
указывающий место и время испытания.
Ремонт системы водоснабжения. В системе водоснабжения
могут появиться неисправности: течь баков для воды и в местах
соединений труб с баками; загрязнение баков; повреждение пе-
дальных механизмов унитазов; течь вентилей, водопроводных и
умывальных кранов; загрязнение и повреждение кипятильника,
повреждения унитазов и умывальных чаш; неисправность механиз-
мов подъема крышек унитазов. Баки, в которых обнаружена течь,
ремонтируют сваркой после снятия с вагона.
При капитальном ремонте вагонов баки с вагонов снимают,
осматривают и при необходимости ремонтируют. Если поражены
коррозией стенки в нижней части бака или имеется течь в свар-
ных швах, то приваривают не более двух усиливающих накладок
толщиной 0,8 толщины основного металла. После промывки и суш-
ки стальные баки окрашивают или восстанавливают цинковое по-
крытие. На отремонтированные баки ставят трафарет с указанием
даты и места осмотра.
331
Унитазы и умывальные чаши перед ремонтом моют в горячем
2 %-ном растворе каустика и затем ополаскивают чистой водой.
Кипятильники непрерывного действия при ремонте в депо и
на заводах снимают с вагонов, разбирают, очищают от накипи
и при необходимости ремонтируют. Поврежденную полуду на внут-
ренних поверхностях кипятильников восстанавливают.
После ремонта и трехкратной промывки кипятильник запол-
няют водой и испытывают в холодном состоянии на стенде, а пос-
ле монтажа на вагоне производится испытание в рабочем (горя-
чем) состоянии. На корпус кипятильника ставят трафарет (дата
ремонта и промывки).
В вентилях и кранах системы водоснабжения могут появить-
ся неплотности клапанов и пробок, износ сальниковой набивки
и излом корпуса. При ремонте арматуры проверяют плотность при-
легания клапанов и пробок к соответствующим местам в корпусах.
Гнезда клапанов и кранов проверяют специальными фрезами или
развертками. После проверки притирают пробки и клапаны на при-
тирочном станке. На покрытую маслом поверхность клапана или
пробки наносят тонкий слой мелкотолченого стекла или пасты
ГОИ и закрепляют деталь в зажиме станка. Притирают деталь с че-
редующимися поворотами ее в обе стороны при легком нажиме. При-
тертые детали вытирают и проверяют качество сопряжения. Для
этого наносят тонкий слой краски на поверхность пробки или
клапана, ставят деталь в гнездо и поворачивают, слегка прижи-
мая. Если краска равномерно распределилась не менее чем на 80 %
поверхности гнезда, значит плотность соединения обеспечена.
Притертую пробку или клапан смазывают машинным или дру-
гим минеральным маслом, устанавливают на место и собирают кран
или вентиль. Сальники набивают пенькой, пропитанной таким же
маслом. Неисправные фибровые прокладки заменяют новыми.
Чтобы сальник не находился постоянно под давлением, не-
обходимо правильно устанавливать вентиль при монтаже: вода
должна поступать снизу вверх (под клапан).
Ремонт вентиляции. Наиболее характерные неисправности в
системе вентиляции вагонов — загрязненность фильтров, возду-
хопровода, дефлекторов и вентиляционных решеток в купе, ос-
лабление крепления электродвигателя и вентилятора на раме,
грение и стук подшипников, вибрация вентиляционной установки,
износ вала ротора вентилятора.
При выполнении деповского и капитального ремонта вагона,
а также после определенного времени работы вентиляционной ус-
тановки в эксплуатации рабочие и запасные загрязненные фильт-
ры снимают, моют в растворе каустической соды, ополаскивают
теплой чистой водой, сушат и после осмотра и ремонта пропиты-
вают минеральным маслом.
332
Во время планового ремонта вентиляционную установку де-
монтируют из вагона для осмотра, разборки и ремонта. Изношен-
ные поверхности вала ротора вентилятора восстанавливают электро-
наплавкой с последующей механической обработкой. Затем вал
вместе с установленными на нем роторами вентиляторов под-
вергают балансировке. Нарушение баланса устраняют наплавкой
или приваркой пластины соответствущей массы. Уравновешивание
считается достаточным, если при вращении на призмах ротор ос-
танавливается всякий раз в другом положении.
Далее ротор вместе с валом проверяют на биение при вра-
щении в центрах токарного станка. Биение измеряют индикатора-
ми, которые размещают в местах установки подшипников и между
колесами. Биение более 0,34 мм между колесами, 0,1 мм в мес-
тах посадки подшипников, 0,6 мм по концам ротора или 0,75 мм
по лопаткам устраняют путем изгиба вала легким постукиванием
деревянным молотком или снятием лишнего металла шлифоваль-
ным кругом.
Дефлекторы, вентиляционные решетки и каналы очищают от
пыли и продувают сжатым воздухом.
После установки вентиляционного агрегата на вагон и сбор-
ки всей системы вентиляции проверяют ее работу при наиболь-
шей и наименьшей подаче вентилятора. Воздух должен поступать
во все купе через решетки равномерно.
В процессе эксплуатации вентиляционной установки перед
началом летнего и зимнего сезона ее подвергают технической
ревизии. Проверяют состояние и действие переключающих меха-
низмов заслонок с постановкой их в положение «Лето» и «Зима» и
температуру подогретого воздуха, подаваемого внутрь вагона
через калорифер зимой.
t
11.5. РЕМОНТ ДВЕРЕЙ, ОКОН И ДЕТАЛЕЙ
ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Ремонт дверей и окон. В процессе эксплуатации пассажир-
ских вагонов в дверях и окнах могут появиться неисправности:
излом петель и ослабление их крепления на деревянных брусках;
пореждение вертикальных брусков дверных проемов в местах ус-
тановки замков; излом замков, ручек дверей, ограждающих реше-
ток, роликов и державок направляющих; неплотное прилегание
дверей к притворным брускам, когда зазор по периметру дверей
(кроме задвижных) более 5 мм; повреждение деревянных брусков
оконных рам и дверей гнилью, наличие в них трещин, расслоений,
отколов; повреждение коррозией деталей армировки.
Неисправные двери и окна ремонтируют на месте или сни-
мают в зависимости от вида ремонта.
ззз
При деповском ремонте вагонов или первом капитальном не-
обходимость снятия дверей и окон для исправления определяет-
ся в зависимости от их технического состояния. При втором ка-
питальном ремонте двери и окна снимают обязательно и разби-
рают. Неисправные детали и арматуру заменяют новыми или от-
ремонтированными. После очистки и ремонта наружные части рам
окрашивают, внутренние лакируют. Резиновые уплотнения окон и
дверей заменяются новыми после 4 лет эксплуатации окон и при
неисправности (утрата эластичности, растрескивание, обрывы).
Оконную и дверную арматуру снимают с вагона для ремонта,
алюминиевые детали полируют, а стальные хромируют или покры-
вают поливинилбутералем. Оконные рамы и двери необходимо хо-
рошо пригнать, чтобы они свободно открывались и закрывались.
Зазор между оконной рамой и коробкой после ремонта допуска-
ется не более 1,5 мм, между дверью и коробкой — не более 3 мм.
Для обеспечения плотности вертикальные бруски оконных ко-
робок оклеивают двумя-тремя слоями нетканого материала,
сукна или тонкого войлока. Двери уплотняют путем постановки
новых прокладок взамен изношенных или поврежденных.
Механизмы подъема окон и солнцезащитных штор при капиталь-
ном ремонте снимают с вагонов, разбирают, ремонтируют изношен-
ные детали, неисправные заменяют новыми. В депо механизмы не
снимают и проверяют на месте плавность хода и фиксацию в нуж-
ном положении. Неисправности устраняют.
Повреждения в деревянных рамах окон в виде отколов, тре-
щин, разработанных отверстий в местах установки шурупов и зам-
ков, рассыхания в углах заделывают холоднотвердеющими масти-
ками, приготовленными на основе эпоксидных смол. Места, подле-
жащие ремонту, очищают от загрязнений, обезжиривают ацетоном,
сушат и заполняют мастикой. Мастика готовится из следующих
компонентов, в массовых долях: эпоксидной смолы—100, гекса-
метилендиамина (отвердитель)—7, метакриловой кислоты (уско-
ритель)—0,2, сухой древесной муки (наполнитель) — 40—60.
Мастикой заполняют все повреждения и выравнивают поверх-
ность заподлицо с плоскостью рамы. Затем в течение 6 ч проис-
ходит процесс полимеризации мастики, после чего ремонтируемую
поверхность зачищают на станке шлифовальной шкуркой. Чтобы при-
дать отремонтированным поверхностям цвет и текстуру основно-
го материала, наклеивают древесный шпон.
Ремонт деталей из полимерных материалов. Внутреннюю об-
лицовку помещений вагонов, выполненную из древесноволокнистых
плит с эмалевым покрытием, ремонтируют следующим образом. За-
боины или царапины глубиной до 0,5—0,8 мм и длиной до 100 мм
устраняют окрашиванием белой масляной краской или глифталевой
эмалью или другими эмалями на основе синтетических смол. Ок-
рашиваемый участок предварительно очищают и протирают ацето-
334
ном. Повреждения глубиной до 3 мм устраняют с помощью акри-
ловых компаундов — самотвердеющих мастик АСТ-Т и ТШ. Мастику
окрашивают в тон ремонтируемой поверхности добавлением сухо-
го пигмента необходимого цвета. Верхние слои покрытия затвер-
девают в течение 30—40 мин, а окончательное отверждение насту-
пает через 10—12 ч. Затем поверхность шлифуют и покрывают бес-
цветным лаком.
Трубопроводы водоснабжения, изготовленные из полиэтилена,
ремонтируют сваркой или наклеиванием на поврежденные участки
накладок из стеклоткани. Плотность соединения проверяют водой под
давлением 0,1 МПа.
Полы туалетов из стеклопластика повреждаются от механи-
ческого воздействия и контакта с влажной средой, содержащей
агрессивные вещества (аммиак, сероводород и др.).
При ремонте поврежденные участки пола промывают теплой
водой с мылом, сушат при температуре 18—22 °C и относитель-
ной влажности 65 %, разделывают механическим путем, зачищают
шлифовальной шкуркой, промывают ацетоном и снова сушат в те-
чение 20— 30 мин. Вмятины и трещины заполняют эпоксидной шпат-
левкой или шпатлевкой на основе смолы ЭД-5. В качестве связующе-
го вещества можно также применять полиэфирную смолу ПН-1. На-
полнителем такой шпатлевки служат опилки стеклопластика. Для
верхнего декоративного слоя применяется стеклоткань, пропитанная
окрашенным связующим веществом. Процесс сушки ускоряется при
использовании местного подогрева до температуры 60—70 °C.
Сквозные пробоины в полу заделывают путем вырезания по-
врежденного места по трафарету круглой или квадратной формы
и заполнением этих участков слоями стеклоткани, пропитанной
связующим веществом. Последние два слоя стеклоткани, пере-
крывающие отремонтированные участки на 15—20 мм по перимет-
ру, пропитывают связующим, окрашенным под цвет пола.
Если поврежден участок пола площадью более 150X150 мм,
кромки вырезанного места разделывают под углом 45° и зачища-
ют шкуркой. Затем вырезают заготовку по размеру удаленного
участка и также разделывают на ней кромки. Образовавшуюся
между кромками разделку под углом 90° заполняют связующим
веществом, а с лицевой и обратной сторон (если пол демонти-
рован) накладывают стеклоткань.
Детали из полиэтилена, полиамида соединяют контактной
сваркой без присадочного материала, а детали, изготовленные
из поливинилхлорида,— с присадочным прутком. В первом случае
свариваемые поверхности подгоняют и прижимают друг к другу
с определенным усилием. Сварной шов прогревают электротоком.
При сварке с прутком свариваемые детали разогревают струей
горячего воздуха, укладывают пруток в паз разделки соединяе-
мых деталей и уплотняют роликом.
335
Глава 12
ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ ВАГОНОВ И ИХ ДЕТАЛЕЙ
1.2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Защитными покрытиями называются тонкие слои неметалличес-
ких веществ или некоррозируемых металлов, искусственно созда-
ваемые на поверхности металлических и деревянных предметов,
предохраняющие их от коррозии и гниения путем изоляции поверх-
ности от окружающей среды. Обычно защитные покрытия выполняют
и декоративные функции. Неметаллические покрытия бывают орга-
ническими и неорганическими. К органическим относятся лаки и
краски, а также резина и пластические массы. Неорганические
покрытия представляют собой полученные на поверхности металлов
неорганические соединения (фосфаты, окислы) или покрытия на
основе силикатных эмалей.
Коррозия металлов — это процесс разрушения (разъедания)
металла вследствие его химического или электрохимического взаимо-
действия с окружающей средой.
Химическая коррозия возникает под действием кислорода, хлора,
сернистых газов обычно при повышенной температуре (газовая
коррозия), а также органических жидкостей, не проводящих электри-
ческий ток, таких как нефтяные масла, бензин (жидкостная
коррозия).
Электрохимическая коррозия происходит под действием электро-
литов. Наиболее распространенным ее видом является атмосфер-
ная коррозия. Влага, находящаяся в воздухе, всегда присутствует
на поверхности изделия и, растворяя в себе сероводород, угле-
кислый газ из воздуха, становится естественным электролитом,
который, взаимодействуя с поверхностными слоями металла, вызы-
вает их разрушение. Почвенная коррозия воздействует на предметы,
находящиеся во влажной земле. Если эти предметы попадают под
действие блуждающих токов, возникает электрическая коррозия.
Контактная коррозия появляется в конструкциях из несовместимых
металлов, например, при соединении алюминия со сталью или брон-
зой. Коррозия при трении под напряжением (фреттинг-процесс)
возникает в заклепочных соединениях, на деталях роликовых под-
шипников.
Для борьбы с коррозией используют легирование металлов,
устраняют или снижают контактную коррозию за счет применения
в конструкциях совместимых металлов и др.
Изделия нз дерева подвергаются гниению — разрушению (раз-
ложению) спорами разных грибков и насекомыми. Для изделий из
древесины применяют консервацию и пропитку антипиренами.
336
Консервацию древесины проводят для увеличения ее сопротив-
ляемости загниванию, так как тонкая пленка покрытия не всегда
препятствует проникновению спор грибков и насекомых в глубь
деревянных изделий. Она заключается в пропитке древесины спе-
циальными веществами — антисептиками. В качестве антисептиков
применяют креозотовое масло, нафтенат меди, фтористый натрий,
хлористый цинк, а также комбинированные антисептические пре-
параты.
Пропитывают древесину антипиренами для придания ей огне-
стойкости. Антипирены при нагревании обволакивают поверхность
изделия плотной корочкой или слоем негорючих газов, препятствую-
щих доступу воздуха. В качестве антипиренов применяют буру и
фосфорнокислый аммоний. Бура при нагревании сильно вспучи-
вается, выделяя пары воды, а затем сплавляется в стеклообразную
массу. Фосфорнокислый аммоний выделяет аммиак и фосфорные
кислоты, которые плавятся и покрывают поверхность огнезащитной
пленкой.
В качестве комбинированного огнеупорно-антисептического сое-
динения употребляют хлормагниевую соль—бишофит.
Долговечность покрытия, его способность выполнять защитные
функции в условиях эксплуатации зависят от качества очистки
поверхности перед нанесением покрытия, материала покрываемой
поверхности, вида и состава покрытия, способа нанесения покры-
тия.
12.2. ЛАКОКРАСОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ
Лакокрасочные материалы. Эти материалы состоят из следующих
основных компонентов: пленкообразующих, растворителей, пигмен-
тов или красителей, наполнителей, пластификаторов, добавляемых
к некоторым лакокрасочным материалам.
Пленкообразующие вещества создают на покрываемой поверхнос-
ти защитную пленку, которая должна обладать хорошей адгезией
(прилипаемостью) и быть прочной. Она же служит одновременно
и связующим для порошкообразных частиц пигментов и наполните-
лей. К пленкообразующим относятся олифы и лаки. Исходным мате-
риалом для олиф служат растительные масла, для лаков — различ-
ные смолы. Смолы входят в состав и других лакокрасочных мате-
риалов.
Растительные масла разделяют на три группы: высыхающие
(льняное, конопляное, тунговое), полувысыхающие (подсолнечное,
хлопковое, соевое) и невысыхающие (касторовое, оливковое).
Естественная сушка сырого льняного масла длится до 14 сут. Ко-
нопляное сохнет еще дольше. При термической обработке этих
масел получают натуральные олифы, которые высыхают в течение
337
1 сут. Термическая обработка заключается в нагреве масла до тем-
пературы 275 °C без доступа воздуха, или масло нагревают до тем-
пературы 160 °C с непрерывным продуванием воздухом. В первом
случае происходит полимеризация—уплотнение молекул, второй
процесс называется оксидацией. Натуральные олифы применяют для
изготовления высококачественных красок. Полунатуральная оли-
фа — оксоль, представляет собой, как правило, смесь оксидирован-
ных высыхающих и полувысыхающих масел и бензина-раствори-
теля (до 45%). Синтетическими олифами являются растворы алкид-
ных смол (глифталевой и пентафталевой) и термически обработан-
ных полувысыхающих масел в бензине-растворителе. При изготовле-
нии всех олиф добавляют сиккативы.
Смолы делятся на естественные — природные (канифоль, шеллак,
янтарь) и синтетические — искусственные (алкидные, эпоксидные,
полиуретановые, кремнийорганические, перхлорвиниловые). На осно-
ве синтетических смол в сочетании с различными растворителями
получают весьма разнообразный ассортимент высококачественных
лакокрасочных материалов. В ряде случаев эти материалы изготов-
ляют с модификацией (улучшением) основных смол другими синте-
тическими смолами с добавлением специально обработанных расти-
тельных масел и других химических соединений.
Синтетические смолы бывают поликонденсационные (в общем
объеме используемых синтетических смол их около 75%) и полиме-
ризационные. Первые отличаются необратимостью пленок и сохнут
медленно. Вторые дают обратимые пленки, которые после высыхания
растворителей могут быть растворимы вновь этими же растворите-
лями. Сохнут быстро. Пленка поликонденсационных смол образуется
в результате химических превращений или под воздействием необ-
ратимых физических процессов, полимеризационные пленки высыха-
ют без протекания химических процессов и изменений структуры
покрытия.
Растворители—органические летучие жидкости, растворяющие
пленкообразующую основу лака или краски. Разбавители в отличие
от растворителей разбавляют уже растворенную среду. Раство-
рителями являются: продукты перегонки нефти — бензин-раствори-
тель лакокрасочных материалов (уайт-спирит), керосин, бензин;
ароматические углеводороды — ксилол, бензол, сольвент, толуол;
скипидар — продукт перегонки сосновой живицы или древесины.
Существуют многокомпонентные растворители. Растворители дей-
ствуют избирательно на конкретный вид пленкообразователя, но
могут быть разбавителями для других. Например, ксилол раство-
ряет синтетические смолы и разбавляет нитроэмали.
Пигменты — это сухие красящие порошки, не растворяющиеся в
пленкообразующей основе, а образующие с ней мелкодисперсную
суспензию. Различают пигменты естественные (природные) — не-
органические и синтетические (искусственные) — неорганические
338
и органические. К естественным пигментам относятся земляные
краски, представляющие собой глины, окрашенные окислами метал-
лов (главным образом окислами железа) в различные цвета от
желтого до красно-коричневого — охра, мумие, сиена, железный
сурик. Такие пигменты практически не выцветают. К синтети-
ческим пигментам, которые получают химическим путем, относятся
белила цинковые, свинцовые, титановые и литопонные, крона
свийцовые и цинковые, лазурь, киноварь, свинцовый сурик.
Большинство из них являются солями или окислами металлов.
В качестве пигментов используют некоторые металлические порош-
ки (алюминиевая пудра, цинковая пыль, бронзовые порошки).
Красители являются синтетическими органическими соединения-
ми и в отличие от пигментов растворяются в пленкообразующем
веществе и растворителях. К ним относятся фталоцианиновые
цветные красители и черный краситель нигроин.
Наполнители представляют собой инертные тонкодисперсные про-
дукты. Их используют для разбавления слишком насыщенных пиг-
ментов, а также для удешевления красок. В качестве наполнителей
применяют барит (тяжелый шпат), тальк, слюду, графит, мел.
Пластификаторы (смягчители) — нелетучие компоненты, при-
дающие пленке пластичность и лучшую слипаемость с поверхностью.
Их вводят обычно в состав лакокрасочных материалов на основе
полимеризационных смол и эфиров целлюлозы. Пластификаторами
служат дибутилфталат, трибутилфосфат, хлорированный парафин,
касторовое масло.
Сиккативами ускоряют процесс сушки растительных масел и
лакокрасочных материалов. Оптимальная скорость высыхания дости-
гается при определенном количестве сиккатива. Чрезмерное введе-
ние сиккатива замедляет высыхание, может привести к липкости
пленки, вызывает преждевременное старение покрытия. В качестве
сиккативов обычно применяют растворы свинцовомарганцовых и
других солей нафтеновых кислот (кобальта, цинка, никеля, кальция)
вместе с кислотами высыхающих или прлувысыхающих масел в
бензине-растворителе или скипидаре.
К лакокрасочным материалам относятся грунтовки, шпатлевки,
мастики, масляные и алкидные краски, лаки, эмали.
Грунтовки служат для нанесения грунта — первого слоя покры-
тия, который создает антикоррозионную защиту и обеспечивает
адгезию с поверхностью изделия и с последующими слоями лако-
красочного покрытия. Грунтовки составляют из пигментов, растер-
тых на олифе или лаке с добавлением сиккатива и растворителя.
От краски и эмали грунтовки отличаются меньшим содержанием
пленкообразующего вещества и большим содержанием пигмента.
По составу грунтовки должны соответствовать основному (покрыв-
ному) покрытию. Изолирующие (защитные) грунтовки препятствуют
проникновению влаги. Они содержат железный и свинцовый сурик,
339
мумие. Пассивирующие грунтовки способствуют образованию на
поверхности металла защитной окисной пленки за счет растворения
в проникающей влаге хроматов металлов, входящих в состав грун-
товки. Фосфатирующие грунтовки содержат фосфорную кислоту,
которая образует тонкую пленку фосфатов, защищающую металл
от коррозии. В протекторные грунтовки включают металлический
порошок, например цинковый с более низким электродным потен-
циалом по отношению к черным металлам, поэтому при проникно-
вении влаги коррозионные явления переключаются с основного
металла (катода) на порошок в грунтовке (анод).
Шпатлевку применяют для устранения неровностей на поверхнос-
ти загрунтованных изделий. Для ее приготовления используют
мел, литопон, барит, охру, железный сурик.
Антикоррозионные мастики изготовляют для защиты внутренних
и труднодоступных металлических поверхностей изделий, работаю-
щих под сильным воздействием влаги. Это высоковязкие пастообраз-
ные смеси нефтяных битумов или каменноугольных пеков с измель-
ченными минеральными (асбестовое волокно) или органическими
наполнителями (различные смолы). Большинство таких мастик
выполняют и противошумные функции.
Масти-ки-порозаполнители употребляют перед покрытием лаком
деревянных изделий для заполнения пор древесины. Эти мастики
готовят на масляной, лаковой, казеино-канифольной, нитроцеллю-
лозной основе с введением мелкодисперсных порошков кремнезема,
барита, талька, измельченного стекла. Под спиртовые лаки исполь-
зуют восковые пасты. При использовании мастик-порозаполнителей
сохраняется текстура древесины.
Масляные и алкидные густотертые краски представляют собой
пасты, состоящие из соответствующего сухого пигмента (желез-
ный сурик, мумие, охра), затертого на натуральной, полунатураль-
ной или алкидной олифе с добавлением в качестве наполнителя
барита, талька, мела. К масляным краскам относятся свинцовые,
цинковые, титановые, литопонные белила, цинковый крон, цинковая
зелень, свинцовый сурик, который замешивается на олифе не-
посредственно перед употреблением.
Лаки — это растворы естественных или синтетических смол в
различных растворителях. В состав лаков в зависимости от природы
пленкообразующего вещества вводят различные разбавители, сикка-
тивы, пластификаторы. Лаки различают по виду примененного в
нем пленкообразователя, растворителя и по назначению.
Масляные лаки — это растворы естественных смол, обычно ка-
нифоли, и высыхающих масел в органических растворителях;
спиртовые лаки — растворы естественных смол в этиловом спирте
с добавлением канифоли; смоляные лаки — растворы естественных
или синтетических смол в летучих растворителях (перхлорвинило-
вый, бакелитовый). С добавлением масла получают масляно-смо-
340
ляные лаки; битумные лаки — растворы природных или нефтяных
битумов, асфальтов, каменноугольной смолы и высыхающих расти-
тельных масел (или без них) в органических растворителях.
Эмали (эмалевые или лаковые краски) — это пигментированные
синтетические лаки. Их используют для окраски наружных и внут-
ренних поверхностей. Эмали в зависимости от пленкообразующей
основы разделяют на пентафталевые и нитроэмали.
Наиболее распространенными лакокрасочными материалами яв-
ляются алкидные краски. Алкидные покрытия прочны, эластичны,
атмосферостойки, обладают хорошей адгезией, но в естественных
условиях сохнут медленно. Вырабатывают алкидные материалы из
пентафталевых и глифталевых смол. Глифталевые покрытия исполь-
зуют преимущественно в качестве грунтовок. Выпускаются грун-
товки, в состав которых входят фосфатные и хроматные пигменты,
повышающие коррозионную стойкость покрытий.
Они значительно быстрее высыхают. Все алкидные грунтовки
могут использоваться под покрытия любыми эмалями за небольшим
исключением. Пентафталевые эмали предназначаются для окраски
металлических и деревянных поверхностей, подвергающихся атмос-
ферным воздействиям.
Фенольно-формальдегидные (фенольные) лакокрасочные мате-
риалы обладают хорошей адгезией, высокой водо- и атмосферо-
стойкостью. Из покрывных материалов широкое применение имеет
бакелитовый лак. При добавлении в лак металлических пигментов
получают бакелитовые краски, которые быстро сохнут.
Покрытия на основе эпоксидных смол обладают хорошей адгезией
к металлам и дереву. Существует большое количество эпоксидных
эмалей и лаков, модифицированных синтетическими смолами и
различными химическими соединениями. Почти все эпоксидные
лакокрасочные материалы являются двухкомпонентными с различны-
ми сложными отвердителями, в большинстве случаев токсичными.
Покрытия из полиуретановых лаков и эмалей по износостойкости
превосходят все остальные лакокрасочные покрытия и являются
наиболее долговечными. Срок службы в атмосферных условиях сос-
тавляет около 8 лет. Эти лакокрасочные материалы обычно готовят
двухкомпонентными. Смешивают компоненты непосредственно перед
нанесением покрытия. Покрытия из полиуретановых лаков и эмалей
сушат при температуре 80 °C. Разработана однокомпонентная эмаль
холодного отверждения.
Кремнийорганические лаки отличаются термостойкостью и хоро-
шими электроизоляционными качествами во влажной среде, стойки
к маслу, бензину, бесцветны. При добавлении в лаки алюминиевой
пудры получают серебристые эмали повышенной термостойкости.
Эмали выпускаются горячей и естественной сушки и двухкомпонен-
тными с отвердителем.
341
Меламиноалкидные эмали служат для окрашивания металличе-
ских поверхностей. Они обладают хорошей атмосферостойкостью,
блеском, высокими физико-механическими и противокоррозионными
свойствами. Наносятся на поверхности предварительно загрунто-
ванные алкидными или фенольно-формальдегидными грунтовками.
Отверждаются горячей сушкой.
Перхлорвиниловые лаки и эмали применяют для окрашивания
эксплуатируемых в атмосферной среде деревянных и металлических
поверхностей. Наносят их по алкидной, акриловой или фенольно-
формальдегидной грунтовке. Эти лаки и эмали быстро высыхают
в естественных условиях, а при горячей сушке увеличиваются их
механическая прочность и химическая стойкость.
Лакокрасочные материалы на основе сополимера винилхлорида
с винилацетатом эластичны, стойки к низким температурам,
минеральным маслам. Более стойкие грунтовки и эмали с повышен-
ной адгезией в условиях высокой влажности поставляются с отверди-
телем.
Алкидно-стирольные лакокрасочные материалы имеют хорошую
адгезию к металлу, быстро сохнут с образованием необратимой плен-
ки. Эмали дают достаточно твердые блестящие покрытия, устой-
чивые к воде, свету, воздействию масла. Используют для окраски
рам вагонов; станков. Алкидно-стирольный лак употребляют для
разбавления эмалей, нанесения по эмали и непосредственно для
покрытия деревянных поверхностей.
Акриловые эмали создают пленки хорошей атмосферостойкости,
светостойкости, механически прочные и блестящие, устойчивые к
смазочным маслам и бензину. Их используют для окраски
торцовых частей локомотивов и головных вагонов электропоездов.
Все акриловые лакокрасочные материалы быстро сохнут. Отдельные
эмали и лаки при горячей сушке дают необратимые пленки.
На основе поливинилбутераля (бутвара) производят поливинила-
цетатные лакокрасочные материалы. Фосфатирующие быстросохну-
щие грунтовки с хроматом цинка в качестве пигмента получили
большое распространение. Они выпускаются двухкомпонентными с
фосфорной кислотой в качестве отвердителя, образующей фосфат-
ный слой на поверхности металла. Однако эти грунтовки недоста-
точно водо- и атмосферостойки, поэтому их применяют в качестве
подложек под основные грунтовки. При модификации поливинил-
бутераля фенольно-формальдегидными и другими смолами получают
необратимые покрытия.
На основе ненасыщенных полиэфирных смол выпускают для
отделки деревянных изделий полиэфирные двух- и четырехкомпонент-
ные лаки холодной и горячей сушки, покрытия из которых отли-
чаются зеркальным блеском, стойкостью к воде, бензину, этиловому
спирту.
342
Некоторые лакокрасочные материалы изготовляют на основе раз-
личных синтетических каучуков и их производных, растворимых в ор-
ганических растворителях. Свойства этих материалов зависят от ис-
ходных продуктов и других компонентов, с которыми каучуки хорошо
совмещаются, в частности с алкидными и фенольно-формальдегид-
ными смолами. Выпускаются грунтовки и эмали для окраски
металлических изделий, работающих в атмосферных условиях.
Сохнут быстро.
Нитролаки и нитроэмали, изготавливаемые на основе нитрата
целлюлозы, дают покрытия, отличающиеся высокой твердостью и
стойкостью к маслам, бензину и атмосферному воздействию.
Очень быстро сохнут, но имеют слабую адгезию к металлам. Их
наносят по глифталевому, фенольному или нитроцеллюлозному
грунту.
Водоразбавляемые лакокрасочные материалы считаются перспек-
тивными. Они нетоксичны, негорючи, быстро сохнут. Можно нано-
сить их на влажные поверхности. Подразделяются на водоэмуль-
сионные (вододисперсные), где связующей основой является ла-
текс — водная дисперсия синтетического пленкообразователя, и во-
дорастворимые — преимущественно на основе поликонденсационных
смол (алкидных, фенольно-формальдегидных), которые в присут-
ствии органического растворителя хорошо совмещаются с водой.
Водоэмульсионные краски широко применяются в вагоностроении.
По атмосферостойкости, долговечности, скорости высыхания они
превосходят перхлорвиниловые, но менее морозостойки, легко раз-
рушаются микроорганизмами. Водорастворимые краски и эмали
дают возможность получать покрытия методом электроосаждения.
Такие покрытия сушат при повышенной температуре.
Водные растворы анилиновых красителей используют для вырав-
нивания естественного цвета древесины или ее имитации под ценные
породы дерева — красное дерево, орех, серый клен, дуб. Для этих
целей применяют также растворы хромовокислого калия, медного
купороса. Естественный краситель коричневого цвета — коричне-
вая морилка.
При выборе лакокрасочных материалов нужно ориентироваться
на надежность защиты поверхности в условиях эксплуатации.
Выбирать их надо по преимущественному назначению — атмосферо-
стойкости, водостойкости, термостойкости, электроизоляционным
качествам и т. д.
Технология нанесения лакокрасочных покрытий. Лакокрасочные
материалы нужно наносить на очищенную, сухую и обезжиренную
поверхность. Целесообразно перед окрашиванием изделия прогре-
вать до температуры на 3—5 °C выше точки росы воздуха для
удаления с поверхности сконденсировавшейся влаги.
Толщина каждого слоя покрытия должна быть оптимальной.
С уменьшением оптимальной толщины ухудшаются защитные свой-
343
ства покрытия вследствие увеличения количества микропор. При
увеличении толщины покрытий ухудшаются их механические свой-
ства, хотя в некоторых случаях защитный эффект будет выше. Каж-
дый слой лакокрасочного покрытия необходимо сушить.
Грунтование является первой окрасочной операцией и ее выпол-
няют сразу же после обезжиривания. Грунтовку наносят тонким
и ровным слоем без пропусков и подтеков кистью, окунанием,
распылением. Затем поверхность шпатлюют.
Различают локальное шпатлевание, при выравнивании местных
неровностей (вмятин) и сплошное, когда шпатлевка наносится на
всю загрунтованную поверхность. При окончательном шпатлевании
выравнивают углубления на заштаплеванной и покрытой выявитель-
ным слоем краски поверхности. Шпатлевку наносят шпателем
или краскораспылителем тонким слоем (0,5 мм). Толстый слой
шпатлевки высыхает неравномерно, растрескивается и отслаивается.
После высыхания загрунтованной поверхности шлифованием устра-
няют неровности и создают лучшую адгезию покрытия к последую-
щему слою. Обычно шлифуют водостойкой шлифовальной шкуркой
или шлифовальными дисками с помощью различных машинок. Шли-
фовать можно сухую и мокрую поверхность. При мокром шлифова-
нии достигаются более высокая производительность, лучшее ка-
чество шлифования, а шлифовальная шкурка служит дольше.
Подготовленную поверхность окрашивают путем нанесения одно-
го или нескольких тонких слоев краски или эмали.
Лакирование изделий из древесины выполняется нанесением
на поверхность обычно двух-трех слоев лака с промежуточным
шлифованием. Иногда эти поверхности предварительно подкраши-
вают анилиновыми или другими красителями под ценные породы
дерева. Первый слой лака впитывается быстро, поэтому применяют
лак повышенной вязкости, а затем используют лак пониженной
вязкости, который лучше растекается на поверхности и образует
гладкую пленку. Для получения глянцевой поверхности лакирован-
ное изделие полируют специальными шлифовально-полировальными
или восковыми пастами.
Широкое распространение получили полиэфирные лаки. Поли-
эфирные 'четырехкомпонентные лаки холодной сушки применяют для
лакировки изделий из плоских щитовых деталей (например, мебели),
облицованных натуральным шпоном древесины или декоративными
бумагами.
Лак наносят на специальных лаконаливных станках, оборудо-
ванных двумя головками плотинного (рис. 12.1) или щелевого
типа и столом или транспортерной лентой для установки и перемеще-
ния детали. В полуфабрикатный лак ПЭ-246, представляющий со-
бой раствор полиэфирной смолы в стироле, бутилацетате и ацетоне,
вводят перед употреблением небольшие добавки: для первой голов-
ки 3%-ный раствор парафина в стироле и инициатор полимериза-
ции (50%-ный раствор перекиси циклогексанона в диметилфтала-
344
те); для второй головки ускори-
тель действия инициатора (сти-
рольный или толуольный раствор
нафтената кобальта). Нанесенный
последовательно двумя головками
тонкий слой лака выдерживается
до желеобразного состояния в
течение 15—30 мин, после чего
наносится второй слой. Затем про-
изводится естественная сушка в
течение 24 ч. Затвердевшее лако-
вое покрытие шлифуют мелкозер-
нистой шкуркой, полируют пастой
с добавлением вазелинового мас-
ла, глянцуют фланелью для уда-
ления следов пасты и масла и
Рис. 12 1. Головка лаконаливного
станка:
/—отверстие для подачи лака под дав-
лением; 2 — лакируемая поверхность
протирают бязью.
Компоненты полиэфирного лака огнеопасны и токсичны, поэто-
му нужно обеспечивать соответствующие меры безопасности.
Полирование, натуральной древесины или имитированной под
дорогие породы дерева осуществляют спиртовыми растворами есте-
ственных смол, главным образом шеллака (политура), или специаль-
ными полировальными пастами. Процесс полирования занимает
два-три дня.
Методы окрашивания. Окрашивание кистями и накатными ва-
ликами очень трудоемкий и малопроизводительный процесс, а при
нанесении быстросохнущих лакокрасочных материалов невозможен.
Поэтому заменяется более совершенными методами.
Окрашивание окунанием (погружением)—самый производи-
тельный процесс. Окрашиваемый предмет опускают в ванну с лако-
красочным составом и после извлечения дают возможность излиш-
кам краски стечь. Так окрашивают главным образом детали неболь-
ших размеров и обтекаемой формы и для которых не требуется тща-
тельная отделка поверхности. При окрашивании окунанием можно
получить пленку различной толщины, что зависит от вязкости и
быстроты высыхания краски и рода окрашиваемой поверхности.
Недостатком метода является ускоренное испарение растворителя
с поверхности ванны и невозможность использования быстросохну-
щих лакокрасочных материалов.
Плоские предметы, например стальные листы и доски, окраши-
вают механическими валками, на которые непрерывно подается
краска. Окрашиваемый предмет пропускают между этими валками.
Окрашивание струйным обливом заключается в том, что облитое
струями лакокрасочного материала изделие выдерживается в атмо-
сфере, насыщенной парами органических растворителей. Этим дости-
гается относительная равномерность покрытия, сопровождаемая
345
однако большими потерями растворителя. Приме-
няется для грунтования и окрашивания изделий,
не требующих высоких декоративных качеств
(рамы, фермы). Осуществляется в специальных
проходных установках, построенных по схеме: вхо-
дная камера — секция облива — камера с парами
растворителя — выходной тамбур.
Воздушное (пневматическое или пульвериза-
ционное) распыление является широко распро-
страненным методом окрашивания. Краску опре-
деленной вязкости распыляют сжатым воздухом
при помощи специальной краскораспылительной
аппаратуры до мельчайших частиц, которые
с большой скоростью наносятся на поверхность.
Рис. 12.2. Схема муль- }^раска ЛОЖИТСЯ тонким слоем, однако при этом
типликатора: г - г
D — диаметр поршня со происходит интенсивное образование красочного
стороны низкого давле-тумана, что является существенным недостатком.
поршняРнсо стороныМвТь.Р Потери краски доходят до 25-50%.
сокого давления рв; I — При безвоздушном распылении краска к
область высокогоь дав- расПЫЛИТелЬНОЙ нЭСЭДКе ПОДЭетСЯ ПОД боЛЬШИМ
лениякого давления давлением и распыление ее происходит в ре-
зультате перепада давления на выходе из
насадки. Происходит мелкое дробление краски с
незначительным образованием красочного тумана. Этому способ-
ствует мгновенное испарение легколетучей части растворителя,
сильно увеличивающейся в объеме. Оболочкой паров растворителя
окрасочный факел защищается от окружающего воздуха. Полезное
использование лакокрасочного материала по сравнению с воздуш-
ным распылением увеличивается до 20%. Установки безвоздушного
распыления работают по принципу мультипликатора (рис. 12.2).
Метод электроосаждения (электрофореза) применяют для нане-
сения на покрываемые поверхности водорастворимых лакокрасоч-
ных материалов с помощью гальванического электролиза. В ванну
с водным раствором лакокрасочного материала погружают изделие
и через раствор пропускают электрический ток. Окрашиваемый
объект может быть как анодом, так и катодом. Под действием
электрического поля частицы краски выделяются из раствора и тон-
кими слоями осаждаются на поверхности объекта.
Окрашивание в электростатическом поле основано на физическом
явлении переноса электрически заряженных частиц лакокрасочных
материалов по силовым линиям этого поля.
Сущность метода заключается в следующем.
Если к двум электродам, между которыми имеется диэлектрик
(газ, воздух), приложить противоположные по знаку электрические
заряды, то в пространстве между электродами образуется электри-
ческое поле, в котором носители зарядов — ионы передвигаются
346
от одного электрода к другому. При достижении определенного
напряжения возникает электрический разряд, который представляет
собой незавершенный пробой разрядного промежутка. Этот разряд
сопровождается появлением большого количества светящихся го-
лубоватых точек, обрамляющих электрод в виде короны и характер-
ным потрескиванием. Такой разряд называется коронным, а электро-
ды, несущие корону,—коронирующими.
Если в качестве одного электрода использовать коронирую-
щий электрод с отрицательным потенциалом достаточно высокого
напряжения, а в качестве другого — подлежащую окраске поверх-
ность с положительным потенциалом, который появляется на по-
верхности в случае ее заземления вблизи от отрицательных заря-
дов коронирующих электродов, и ввести в электрическое поле рас-
пыленную краску, то частицы краски приобретут отрицательный
заряд и, двигаясь по силовым линиям поля, осядут равномерным
слоем на поверхность. Для такого метода окрашивания характер-
но почти полное отсутствие туманообразования. Вязкость окрасоч-
ных материалов при распылении в электрическом поле должна
быть несколько пониженной по сравнению с вязкостью при воздуш-
ном и безвоздушном распылении. Для этого в окрасочные материалы
вводят соответствующие разбавители.
Окрашивание в электрическом поле можно выполнять воздушны-
ми краскораспылителями с установкой электродной коронирующей
сетки. Окрасочный факел направляется сбоку между коронирующей
сеткой, на которую подается постоянный ток высокого напряже-
ния отрицательного заряда, и окрашиваемой поверхностью, которая
заземляется. Электродную сетку изготовляют из вертикальных
рядов тонкой медной или стальной проволоки диаметром 0,3—
0,35 мм. Полезное использование лакокрасочного материала состав-
ляет 70—80%.
Практически окрашивание осуществляют быстровращающими-
ся электростатическими распылителями с электрическим или воздуш-
ным (пневматическим) приводом вращения, оснащенными распыли-
вающими насадками — чашами или грибками. Напряжение подво-
дится к корпусу насадки. Дозированное количество краски непре-
рывно подается насосом по шлангу на внутренние поверхности
насадок, которые должны быть тщательно отполированы или хроми-
рованы, края остро отточены для усиления электрического поля.
Под действием центробежной силы краска отбрасывается к кромке
насадки и распыляется в плоскости, перпендикулярной оси вращения
насадки. Но при наличии высокого напряжения происходят корон-
ный разряд на острой кромке насадки и ионизация воздуха
Тогда распыленные частицы краски приобретают электрический
заряд. Происходят их взаимное отталкивание, поскольку они заряже-
ны одноименным зарядом, и образование конусообразного факела
их движения по направлению силовых линий поля к окрашиваемой
поверхности.
347
Наилучшие результаты по осаждению краски и равномерности
покрытия получаются при соблюдении отрицательного потенциала
на коронирующнх электродах в пределах 60—120 кВ и расстояния
между ними и окрашиваемой поверхностью 200—300 мм. При умень-
шении этого расстояния коронный разряд может перейти в искровой
и привести к воспламенению лакокрасочного материала. Для пре-
дотвращения этого применяют электронные устройства, отключаю-
щие источник высокого напряжения при сближении окрашиваемой
поверхности с краскораспылителем.
Чем больше напряжение на электродах и чем меньше расстоя-
ние между ними и окрашиваемой деталью, тем больше коэффициент
осаждения краски, т. е. отношение массы осевшей краски к массе
распыленной. При напряжении на электродах 100 кВ и расстоянии
между ними 250 мм коэффициент осаждения составляет 0,92.
Для окрашивания в электрическом поле применяют ручные, смон-
тированные на легких тележках установки, крупногабаритные ме-
ханизированные камеры и передвижные самоходные установки.
При гидроэлектрическом окрашивании используют для распы-
ления в электрическом поле факел краски, образуемый безвоз-
душным распылением под высоким давлением.
Сушка лакокрасочных покрытий. Процесс сушки происходит
для различных лакокрасочных материалов по-разному. У материалов
на основе полимеризационных смол, нитрата целлюлозы, а также
спиртовых лаков твердая пленка образуется за счет улетучива-
ния растворителей. Эти материалы сохнут быс+ро. Образование
пленки масляных красок, лаков, и продуктов на основе поликон-
денсационных смол происходит в два этапа: вначале интенсивно
испаряются растворители, на что уходит 10—20% времени сушки,
а дальше происходят химические и физические процессы окисления
и конденсации, в результате которых и получается твердая пленка.
Сушка этих материалов в условиях нормальных температур идет
медленно и несколько убыстряется при циркуляции воздуха. Неко-
торым ускоряющим фактором является свет, поэтому в окрасочных
(малярных) цехах предусматривают обильное естественное освеще-
ние.
Различают сушку естественную и искусственную.
Естественная сушка происходит при температуре 18—22 °C и
относительной влажности не более 70%. В этих условиях нитро-
целлюлозные эмали и лаки высыхают на 20—30 мин, акриловые
и перхлорвиниловые в течение 1—3 ч, масляные и алкидные лакокра-
сочные материалы сохнут 1—3 сут.
Искусственная сушка осуществляется в сушильных камерах или
передвижных установках, где для ускорения процесса создается
повышенная температура. Некоторые синтетические материалы могут
затвердевать только при высокой температуре. Термический эффект
ускоряет процессы окисления, конденсации и полимеризации, что
способствует улучшению качества покрытия.
348
К основным методам искусственной сушки относятся: конвектив-
ный, терморадиационный и индукционный.
При конвективной сушке окрашенная поверхность непрерывно
обдувается горячим воздухом в сушильных камерах, оснащенных
тепловентиляционными приборами. Теплоносителем могут быть
пар, горячая вода, горящий газ или электронагревательные устрой-
ства. Образующаяся при этом поверхностная пленка препятствует
испарению растворителя и увеличивает время сушки.
Терморадиационная сушка (сушка инфракрасными лучами)
иногда называется сушкой панелями темного излучения или сушкой
отраженным теплом. Метод основан на поглощении инфракрасных
лучей окрашенной поверхностью изделия. Лучи свободно проникают
через слой краски и вследствие перехода лучистой энергии в тепло-
вую нагревают 'металл изделия. Процесс сушки идет от нижних
слоев к верхним без образования поверхностной пленки и при свобод-
ном испарении растворителя.
При индукционной сушке окрашенное изделие помещают в индук-
тор, подключаемый к источнику переменного тока промышленной,
средней или высокой частоты. В изделии возникают вихревые
токи, нагревающие его. Процесс сушки идет от нижних слоев лако-
красочного покрытия к верхним так же, как и при терморадиацион-
ной сушке. Недостаток этого метода — необходимость изготовле-
ния сложных индукторов и большой расход электроэнергии.
12.3. ОКРАШИВАНИЕ ВАГОНОВ
Пассажирские вагоны. Пассажирские вагоны окрашивают по
тщательно подготовленной поверхности. На вагоностроительных за-
водах такая подготовка заключается в зачистке заподлицо сварных
швов на металлических листах обшивки, в устранении на них свароч-
ных брызг, остатков сварочных флюсов, окалины и ржавчины и в
обезжиривании поверхности. При ремонте вагонов подлежащую
перекрашиванию поверхность очищают от отслоившейся и потрескав-
шейся краски и ржавчины, моют и обезжиривают. Существуют три
степени очистки поверхности перед ремонтным окрашиванием, кото-
рые характеризуются: полным удалением старого лакокрасочного
покрытия и продуктов коррозии (I степень); на поверхности остаются
прочный несплошной слой грунта и следы ржавчины в прокорроди-
рованных местах (II степень); удаляются только местные повреж-
дения краски (III степень).
Новые кузова пассажирских вагонов окрашивают по следующей
технологии. Все поверхности кузова и аккумуляторных ящиков из-
нутри очищают, обезжиривают и протирают насухо, используя при
этом абразивные круги, металлические щетки, водостойкую шлифо-
вальную шкурку, ветошь и бензин-растворитель. По сухой поверх-
349
ности грунтуют кузов снаружи грунтовкой ФЛ-ОЗк или ГФ-021, или
ПФ-020, внутри, кроме пола и подоконных поясов стен,—ФЛ-ОЗк или
ГФ-0119, а пол и подоконные пояса этими же грунтовками по предва-
рительно нанесенным грунтовкам ВЛ-023 или ВЛ-02. На внутренние
поверхности аккумуляторных ящиков наносят грунтовку ФЛ-ОЗк или
ХС-059. Высохший слой грунта по кузову снаружи смачивают
теплой водой и шлифуют водостойкой шлифовальной шкуркой,
затем трижды шпатлюют шпатлевкой ПФ-002 или ХВ-005, или
МС-006 с последующей шлифовкой каждого слоя после высыхания.
Для шлифования можно использовать пемзу. На внутренние
поверхности кузова наносят по грунту антикоррозионную противо-
шумную мастику АПМ или противошумные битумные БПМ-1 или
579. Это делают как в качестве дополнительной антикоррозионной
защиты, так и для уменьшения шума, возникающего от вибрации
кузова при движении вагона.
Зашпатлеванную и отшлифованную наружную поверхность ок-
рашивают выявительным слоем эмалью ПФ-115 или эмалью ПФ-1126,
выправляют вмятины шпатлеванием и снова шлифуют. После под-
крашивания и шлифования выправленных мест производят оконча-
тельное окрашивание в три слоя. Каждый слой, кроме последнего,
шлифуют. Окрашивание загрунтованных крыши, ее свесов (2—3 ра-
за шпатлеванных) и аккумуляторных ящиков изнутри выполняют
в два слоя соответственно серой эмалью ПФ-115 или ПФ-1126
и черной эмалью ХВ-785. Раму, подвагонное оборудование, в том
числе аккумуляторные ящики снаружи, очищают от ржавчины,
протирают, обезжиривают и красят в два слоя без грунтования
черной эмалью ПФ-115 или ПФ-1126. В заключение окрашивают
надоконные и подоконные гофры в бежевый цвет в два слоя с про-
межуточным шлифованием и наносят номерные знаки и нужные
надписи.
При восстановлении наружного покрытия пассажирских вагонов
поверхности кузова полностью очищенные от старой краски или
отдельные расчищенные места хорошо протирают ветошью, смочен-
ной бензином-растворителем, грунтуют, сушат и шпатлюют. После
сушки и шлифования первого слоя шпатлевки наносят второй
слой с выравниванием местных углублений, который также про-
сушивают и шлифуют. Далее всю поверхность кузова снова проти-
рают и наносят выявительный слой эмали. После сушки и полного
шлифования кузова оставшиеся углубления окончательно шпатлюют,
сушат и шлифуют. Затем стены вагона окрашивают в два слоя
(первый слой шлифуют) пентафталевой эмалью. После сушки
кузова окрашивают гофры и наносят номерные знаки и надписи.
Крышу, свесы крыши и дефлекторы окрашивают эмалью серого
цвета, причем свесы 2—3 раза шпатлюют. Раму вагона, пол снизу,
подвагонное оборудование, подножки, раму упругой площадки окра-
шивают после очистки от грязи в черный цвет масляной краской
или эмалью.
350
Дубовые оконные рамы расчищают и покрывают масляным
лаком или окрашивают бежевой эмалью, а алюминиевые рамы с
потемневшей поверхностью промывают и красят алюминиевой крас-
кой.
Восстановление защитного покрытия внутренней поверхности
кузова пассажирского вагона производится при втором капиталь-
ном ремонте (КР-2) во вскрытых местах или при необходимости
полной разборки внутреннего оборудования по всему кузову, после
снятия изоляции и тщательного удаления старого покрытия. В
последнем случае нанесение защитных покрытий выполняется по тех-
нологии, применяемой при изготовлении новых кузовов. Теплоизо-
ляция независимо от ее состояния заменяется новой.
Внутреннее окрашивание при ремонте пассажирских вагонов
прежних выпусков, оклеенных линкрустом, каландрированным плас-
тикатом, клеенкой с деревянной раскладкой производят вручную
с помощью кистей, меховых или поролоновых валиков по окончании
всех ремонтно-сборочных операций. Вагон очищают от пыли, про-
мывают теплой водой и протирают насухо. Потолки в купе, коридо-
рах и тамбурах, потолки и стены в туалетах расчищаются
от поврежденной краски, грунтуются, шпатлюются и окрашиваются
белой эмалью. Мебель, двери, окна, деревянную раскладку по
вагону очищают от старого лакового покрытия циклями, шлифуют
шкуркой, покрывают мастикой и лакируют вновь. Современные
вагоны, покрытые внутри винилискожей, декоративным слоистым
пластиком, отделанные раскладкой из алюминиевого профильного
проката, подвергают влажной уборке. Малярных работ почти нет.
Полы вагонов красят коричневой краской под цвет линолеума.
Стены котельного отделения окрашивают в черный или серый
цвет.
Грузовые вагоны. Кузова крытых грузовых вагонов и полува-
гонов, а также стальные поверхности бортов платформ окрашива-
ют обычно в красно-коричневый цвет. Пентафталевые эмали, масля-
ные и алкидные краски, эмали перхлорвиниловые, эмали на сопо-
лимере винилхлорида с винилацетатом и хлоркаучуковые наносят
на загрунтованные фенольно-формальдегидными и алкидными грун-
товками наружные поверхности в два слоя, а крыша вагона перхлор-
.виниловыми и хлоркаучуковыми эмалями покрывается 3 раза.
Внутренние поверхности кузовов вагонов — металлические,
обшитые древесноволокнистыми плитами, фанерными плитами и фа-
нерой, а также из деревянной обширки, полы сверху окрашивают
пентафталевыми эмалями и масляными или алкидными красками по
грунту в один слой. Эмали на сополимере винилхлорида с винилаце-
татом и хлоркаучуковые применяют при окрашивании стен полува-
гонов, водоэмульсионные — при окрашивании деревянных поверх-
ностей.
351
Рамы вагонов и полы снизу, тележки, подвагонное оборудование
и автосцепное устройство окрашивают в черный цвет пентафтале-
выми эмалями, масляными или алкидными красками по грунту в
один слой, без грунта — в два.
Сопрягаемые поверхности и внутренние поверхности стальных
деталей, соединяемые болтами и заклепками, должны быть загрун-
тованы или окрашены вместо грунта. Перед нанесением очередного
слоя краски поверхности сушат. На высохший кузов наносят
установленные надписи и знаки.
Котлы цистерн снаружи грунтуют и окрашивают 1 раз: для пере-
возки темных нефтепродуктов — масляной красно-коричневой крас-
кой, светлых нефтепродуктов — в палевый цвет, кислот — черной
краской с желтой полосой вдоль котла и желтым квадратом на дни-
щах, битума — в черный цвет с желтой полосой вдоль котла,
метанола — эмалью желтого цвета.
Эмали на сополимере винилхлорида с винилацетатом (ХС-119)
и перхлорвиниловые (ХВ-113) применяются при орашивании гру-
зовых вагонов и цистерн на Крюковском, Днепродзержинском
вагоностроительных заводах и на Ждановском заводе тяжелого
машиностроения. Ведутся работы по использованию этих эмалей на
вагоноремонтных заводах.
При деповском ремонте сплошное окрашивание кузовов ежегодно
производят только у цельнометаллических вагонов и кислотных
цистерн. У вагонов других типов кузова полностью окрашивают
только 1 раз за период между двумя капитальными ремонтами
или между постройкой и капитальным ремонтом. В остальных слу-
чаях при деповском ремонте окрашивают лишь места с поврежден-
ной краской или пораженные коррозией под цвет старого покрытия.
Крышу вагона при деповском ремонте красят полностью в один
слой.
Оборудование для окрашивания вагонов. При окрашивании ваго-
нов применяют различные окрасочные установки и камеры в зави-
симости от выбранного метода окрашивания.
Окрашивание вагонов кистями и ручными краскораспылителями
при недосягаемости ими окрашиваемых поверхностей ведут с пере-
движных окрасочных площадок (велосипедных тележек), переме-
щающихся вдоль вагона и легких переносных ставлюг.
Краскораспылительная установка воздушного распыления состо-
ит из ручного краскораспылителя, красконагнетательного бака,
оснащенного регулятором давления и мешалкой, источника сжатого
воздуха (компрессор или воздушная магистраль), масловодоочис-
тителя для очистки сжатого воздуха, оборудованного предохрани-
тельным клапаном и спускным краном, соединительными шлангами
для подачи сжатого воздуха к распылителю и в бак для выдавлива-
ния из него лакокрасочного материала.
352
Включают распылитель путем нажатия на курок. При этом от-
крывается воздушный клапан, и воздух по каналам корпуса распы-
лителя поступает в распылительную насадку. При дальнейшем нажа-
тии на курок отходит игла и открывает в насадке коническое отверс-
тие для прохода краски, поступающей из бака. Такой порядок вклю-
чения предотвращает выброс нераспыленных капель краски.
Для уменьшения красочного тумана, потерь краски и получения
более качественного покрытия распылитель держат на расстоянии
250—350 мм. Направление красочного факела — почти перпенди-
кулярно окрашиваемой поверхности.
Краскораспылители бывают четырех типов: с поступлением крас-
ки самотеком из прикрепленного сверху стакана; с подачей краски
от нагнетательного бачка; с подсасыванием краски из прикреплен-
ного снизу стакана; комбинированные, которые позволяют подавать
краску от краскораспылительного бачка или от стакана с верхним
или нижним его расположением.
На вагоноремонтных заводах широко применяют установки
безвоздушного распыления холодным способом типа УБРХ-1,
УБРХ-1М. Основные части установки УБРХ-1 — пневмогидравли-
ческий насос высокого давления, воздухораспределитель, бачок для
краски и краскораспылитель с шлангом. Установка смонтирована на
тележке.
Воздух под давлением 0,4—0,5 МПа от сетевой магистрали 1
(рис. 12.3) через разобщительный кран 2, регулятор давления 3 и
Рис. 12.3. Схема окрасочной установки УБРХ-1 "
12 Зак. 856 353
Рис. 12,4. Схема окрасочного агрегата 7000Н
трехходовой клапан 7 поступает в воздухораспределитель 5, откуда
поршнем по трубе 4 нагнетается в воздушную полость пневмогидрав-
лического насоса 6.
При этом в шланге низкого давления 11с фильтром на конце
создается разрежение. В результате краска засасывается из бачка
10 и подается по трубам 9 в полость гидравлического цилиндра
насоса. В дальнейшем при обратном ходе поршня краска сжимается
и под давлением до 15—19 МПа через шланг 13 высокого давления
поступает в краскораспылитель 14. Давление краски контролируют
по манометру 12. Для компенсации колебаний давления в установке
предусмотрен гидроаккумулятор 8.
Окрасочный агрегат безвоздушного распыления высокого давле-
ния показан на рис. 12.4. Насос агрегата работает от электродвигате-
ля и состоит из ступени гидропередачи I и ступени лакокрасочного
материала II, разделенных мембраной.
Вращение вала электродвигателя 6 при помощи диска маховика
с наклонной плоскостью 7 преобразуется в возвратно-поступатель-
ное движение поршня 9. Поршень через масло, находящееся в полос-
ти гидропередачи, воздействует на мембрану 10. В ходе возвратно-
поступательного движения мембраны происходят всасывание лако-
красочного материала в насос из отдельно стоящей емкости по
всасывающему шлангу с фильтром 12 через всасывающий клапан
11 и нагнетание окрасочного состава в краскораспылитель 1 по
шлангу высокого давления 2 через нагнетательный клапан 4.
Давление распыления регулируют регулятором давления 5. Кар-
тер гидросистемы снабжен маслофильтрующей пробкой 8. При
открытом перепускном клапане 3 лакокрасочный материал слива-
ется в расходный бак.
354
Давление нагнетания (по воде) с диаметром насадки краскорас-
пылителя 0,79 мм составляет 16 МПа, что обеспечивает подачу
не менее 4,1 л/мин.
Агрегат смонтирован на двухколесной тележке. Габаритные раз-
меры 975Х6//Х610 мм.
На Киевском, Стрыйском и других вагоноремонтных заводах
при окрашивании грузовых вагонов используют окрасочную уста-
новку низкого давления с предварительным подогревом краски.
Установка состоит из двух баков, вставленных один в другой.
Внутренний бак предназначен для краски. Внешний бак служит
водяной рубашкой. Вода подогревается до температуры 80—90 °C
двумя электрическими трубчатыми нагревателями. Внутренний бак
соединен с распылителем шлангом. Поступающий в бак сжатый
воздух 0,5—0,8 МПа выжимает краску в краскораспылитель.
Установка позволяет применять краски повышенной вязкости.
Работает с минимальным красочным туманом. Это объясняется
тем, что красочный факел так же, как в установках холодного распы-
ления, образуется под воздействием гидравлического давления,
и воздух, как распыливающий фактор, в образовании его не уча-
ствует. Кроме того, ускоренное испарение нагретого растворителя,
обильно обволакивая факел, препятствует распространению частиц
краски в окружающей среде. Распылительная головка закреплена
на длинной трубке, которая позволяет маляру работать, находясь
на полу цеха. За счет применения в специальных распылителях
керамических или твердосплавных форсунок со сравнительно боль-
шим отверстием (диаметром до 1 мм) достигается хорошая изно-
состойкость аппаратуры при применении недорогих красок с абра-
зивными компонентами.
Для окраски вагонов в электрическом поле применяют стационар-
ные камеры, передвижные крупногабаритные самоходные и ручные
окрасочные установки. Все они действуют по одному принципу и
оснащены аналогичным электрическим оборудованием.
Ручная электроокрасочная установка типа УЭРЦ-1 (рис. 12.5)
состоит из высоковольтного каскадного генератора 2, цилиндричес-
кого бачка 4 для краски, дозатора 5, смонтированных на передвиж-
ной тележке 3, и электростатического распылителя 1 с кабелем
высокого напряжения 7 и краскоподающим шлангом 6.
Генератор состоит из высоковольтного повышающего трансфор-
матора и блока умножения, обеспечивающего дальнейшее увели-
чение напряжения и выпрямление тока. Рабочее напряжение до
80 кВ, рабочий ток 150 мкА.
Распылитель выполнен в виде эпоксидного корпуса 4 (рис. 12.6)
с алюминиевой ручкой 13. Алюминиевая распылительная чаша 6
вращается электродвигателем 1, который закрыт кожухом 2.
Высокое напряжение подается по кабелю 9 к распылительной
чаше через ограничительный резистор 7 и бронзовую втулку 5.
12* 355
Валик электродвигателя электрически изолирован валиком 3 от ча-
ши, находящейся под высоким напряжением.
Краска из дозатора подается к корпусу клапана 15, откуда
по трубке 8 поступает в алюминиевую распылительную чашу.
Расход краски регулируют перемещением иглы 14 клапана с по-
мощью гайки 10.
При нажатии на курок 12 срабатывает микровыключатель И,
замыкающий цепь подачи высокого напряжения на чашу. Затем
игла открывает канал для прохода краски. Расстояние от кромки
чаши до поверхности изделия должно быть 200—250 мм. Краска
перемешивается мешалкой и подается в распылитель под давлением
воздуха 0,07—0,12 МПа.
356
Производительность установки по окрашиванию составляет до
150 м/ч. При наружном окрашивании вагонов установку рациональ-
но использовать с применением механизированной велосипедной
тележки.
Крупногабаритная передвижная электроокрасочная установка
смонтирована на каркасе П-образной формы (портале), сваренном
из профилей стального проката. Установка снабжена механизмом
передвижения, оснащена высоковольтным оборудованием для соз-
дания электрического поля в зоне действия электростатических
распылителей и насосным оборудованием для подачи и дозирования
краск. Поверхности вагона, не попадающие под действие электро-
статических распылителей, окрашивают с помощью воздушных или
безвоздушных распылителей или кистью.
Для очистки воздуха от токсичных паров растворителей и тумана
краски установка оборудована мощной системой вентиляции с гид-
рофильтрами. Загазованный воздух выбрасывается в вентиляцион-
ный короб, размещенный под перекрытием цеха.
При включении установки башмаки токоприемника 14 (рис. 12.7)
подают трехфазный ток напряжением 380 В от троллейных проводов
15 по кабелям 13 в понижающий трансформатор 16. На выводе
этого трансформатора образуется однофазный переменный ток нап-
ряжением 220 В, который подводится к трансформатору 12 высоко-
вольтного выпрямляющего устройства. Этот трансформатор повыша-
ет напряжение до 140 кВ. Проходя далее через электронную
лампу 11, ток на выходе из устройства преобразуется в постоянный
напряжением до 140 кВ. Накал лампы обеспечивается через спе-
циальный трансформатор 10.
Из выпрямительного устройства ток высокого напряжения про-
ходит через ограничительные резисторы 8, изоляторы 6 и 7 и посту-
пает к распылителям 4, создавая между чашей распылителя и сте-
ной вагона электрическое поле. Расстояние между кромкой распыли-
теля и стеной вагона 250—300 мм.
С каждой стороны портала установки смонтированы три распыли-
теля. Приводной механизм 5 обеспечивает возвратно-поступатель-
ное движение распылителей в вертикальном направлении, что при
перемещении портала вдоль вагона обеспечивает их «растушевы-
вающее» действие. Краска к распылителям подается из бака 3 до-
зирующими устройствами 1 по трубкам 2. Оптимальная подача крас-
ки 90—105 г/мин.
Автоматический разрядник 9 предназначен для снятия остаточно-
го заряда с высоковольтного оборудования и электрических распы-
лителей после отключения от источника питания. Механизм 17 обес-
печивает перемещение установки вдоль вагона. Управление установ-
кой и системой вентиляции осуществляется с пульта, расположен-
ного на портале.
357
Рис. 12.7. Схема передвижной установки для окрашивания пассажирских вагонов
в электрическом поле
Габариты установки: длина 8000 мм, ширина 5600 мм, высота
8600 мм (со стойкой токоприемника). Установленная мощность
50 кВт. Скорость рабочего перемещения портала 2,5 м/мин, холос-
того 5 м/мин, рабочее напряжение 100—105 кВ, ток 5—8 мА.
Существуют передвижные окрасочные установки, которые окра-
шивают и крышу вагона. Для этого на них предусмотрены дополни-
358
тельные распылители, смонтированные под потолком портала поперек
вагона и направленные вниз к крыше. Передвижная установка
может обслуживать несколько параллельно расположенных путей,
если проложить в цехе поперечные подпортальные пути, а портал
оборудовать поворотными ходовыми колесами.
Стационарные окрасочные камеры устроены и действуют по тако-
му же принципу.
Передвижная окрасочная установка с использованием воздушных
краскораспылителей показана на рис. 12.8. Ее корпус 6 смонтирован
на металлической раме 7 и может перемещаться на колесах 8 вдоль
вагона. Для освещения рабочего места предусмотрены светильники
5. Установка оборудована системой вентиляции с гидрофильтром 1,
который трубой 2 присоединяется к отводам 4 неподвижного вытяж-
ного канала 3. Засасывается воздух через решетку 9.
При окрашивании вагона рабочий с распылителем в руках нахо-
дится в открытом проеме установки. По мере окрашивания части
вагона установка передвигается до следующего вентиляционного
отвода.
Оборудование для сушки вагонов. На большинстве вагонострои-
тельных заводов и в депо осуществляется естествеииая сушка ваго-
нов. Естественная сушка наиболее употребляемых лакокрасочных
материалов длится долго, непроизводительно увеличивая производ-
ственный цикл постройки или ремонта вагона. Достаточно сказать,
Рас. 12,8. Передвижная окрасочная установка с воздушными краскораспылителями
359
что при капитальном ремонте пассажирских цельнометаллических
вагонов на все малярные операции при окрашивании вручную наруж-
ных поверхностей вагонов пентафталевыми эмалями, начиная с грун-
товки и кончая нанесением надписей, расходуется около 40—50 чел,
а на сушку естественным способом уходит 200 ч. Искусственная
сушка при температуре 60 °C сокращает высыхание каждого слоя
грунтовки, шпатлевки, эмали, краски с 20—24 ч до 2—3, что позволя-
ет сократить время полного окрашивания вагона до 2—3 сут вместо
8—10.
Для искусственной сушки вагонов применяют стационарные
тупиковые и проходные камеры с конвективным, терморадиацион-
ным или комбинированным способом нагрева, а также передвиж-
ные портальные терморадиационные установки.
На рис. 12.9 показана конвективная сушильная камера 3 с паро-
вым обогревом, оборудованная створчатыми раздвижными дверями.
Два агрегата 1 подают воздух, подогретый паровыми калориферами,
внутрь камеры по воздуховодам 2. Холодный воздух отсасывается
через каналы 5, уложенные вдоль продольных стен. В камере уста-
новлены паровые трубчатые нагревательные элементы 4 для прогрева
стен с целью дополнительной аккумуляции тепла. Бывают конвек-
тивные камеры с газовым или другим нагревом.
360
Во всех терморадиационных сушильных камерах и установках
инфракрасные лучи исходят от источников (панелей) излучения,
размещенных внутри камеры. Эти источники могут питаться любым
высокотемпературным носителем, способным нагреть их до темпе-
ратуры 400—500 °C.
Излучающими панелями служат стальные коробки с газовыми
горелками или трубчатыми нагревательными элементами, а также
трубчатые электронагреватели с металлическими рефлекторными
отражателями.
Примером комбинированной терморадиационно-конвективной ка-
меры может служить камера, где сушка происходит за счет инфра-
красного излучения газовых панелей и нагнетания горячей смеси
продуктов'сгорания и воздуха в камеру с помощью вентилятора.
На вагоноремонтных заводах нашли применение терморадиацион-
ные сушильные камеры и портальные установки с трубчатыми
электронагревателями. Терморадиационная передвижная порталь-
ная установка для сушки цельнометаллических пассажирских ваго-
нов состоит из портала 6 (рис. 12.10), механизма передвижения 7,
нагревательных панелей 5, вентиляционных каналов 4 и вентилятора
2. Загазованный воздух выбрасывается в короб 3. Управление уста-
новкой осуществляется с пульта 1.
Нагревательные панели размещены на внутренней стороне боко-
вых стенок портала. Они состоят из металлических плоских кар-
касов, на которых закреплены вертикальными рядами параболиче-
ские полированные алюминиевые отражатели. В отражателях уста-
новлены трубчатые электронагреватели. Со стороны нагревателей
каркасы панелей изолированы листовым асбестом. Каждый электро-
нагреватель состоит из металлической трубки, внутри которой поме-
шена нихромовая спираль. Концы спирали соединены с контактны-
ми шпильками, выходящими с обеих сторон трубки через изоля-
торы. Полость трубки заполнена периклазом — электроизоляцион-
ным, жаропрочным и теплопроводным минералом.
Направление потока нагретого воздуха идет снизу вверх, поэто-
му при одинаковом нагреве панелей верхний пояс вагона будет
всегда нагреваться значительно сильнее нижнего. С учетом этого
предусмотрен различный нагрев панелей по высоте. В результате
получаются три температурные зоны: нижняя 420 °C, средняя 250 °C
(учитывается наличие оконных проемов), верхняя 350 °C. При удале-
нии панелей от окрашенной поверхности на 350—400 мм обеспечи-
вается нужная температура на боковых стенах вагона 65—80 °C.
Сушка вагонов происходит за несколько проходов. При передви-
жении вагона температура поверхности кузова постепенно повыша-
ется. Время высыхания одного слоя эмали составляет 45—50 мин
за шесть проходов установки, шпатлевки — 90—120 мин.
361
Для сушки лакокрасочных покрытий на небольших поверхностях,
а также подкрашенных мест при исправлении дефектов применяют
небольшие передвижные и переносные щиты. Излучателями тепла
в них служат трубчатые электронагреватели, электрические лампы
накаливания, ртутно-кварцевые лампы и др.
12.4. ВИДЫ ПОКРЫТИЙ ВАГОННЫХ ДЕТАЛЕЙ
Лакокрасочные покрытия. Применяют при окрашивании вагонных
деталей обычно в составе сборочных единиц, но грунтование
или окрашивание привалочных поверхностей во всех случаях выпол-
няется обязательно. Окрашивание деталей в отдельности производят,
если их изготовляют по кооперированным поставкам как запасные
части.
Окунанием красят рессоры, пружины, детали тормозной переда-
чи, плафоны арматуры освещения и др. Этот способ целесообразно
использовать при механизации и автоматизации вспомогательных
операций погружения и извлечения деталей из окрасочной среды.
При окраске окунанием пружин применяют окрасочно-сушильные
установки, работающие по схеме, показанной на рис. 12.11.
При грунтовании кровельного железа, деревянной обшивки,
досок пола применяют окрасочные механические валки.
Деревянные изделия внутреннего оборудования пассажирских
вагонов (диваны, обрамления верхних полок, оконные наличники,
двери, раскладка по вагону) после тщательной подготовки покрыва-
ют различными видами лака с промежуточным шлифованием каж-
дого слоя. Для удаления старого лакокрасочного покрытия со
снятых с вагона деревянных деталей используют специальные кругло-
или плоскошлифовальные станки, оснащенные шлифовальными лен-
тами.
Краскораспылители различного рода и вида используют при
окрашивании тележек, колесных пар, котлов отопления, различных
деревянных изделий.
Полимерные порошковые (пластмассовые) покрытия металли-
ческих деталей широко применяются взамен окрасочных и других
покрытий. В качестве исходных материалов служат термопластич-
ные полимеры (поливинилбутераль, полиэтилен, пентапласт) и син-
тетические низкомолекулярные смолы (эпоксидные) в порошкообраз-
ном состоянии.
Сущность нанесения порошкообразных полимерных покрытий
заключается в плавлении напыляемого порошка, нагретого до темпе-
ратуры растекания и его слипания с поверхностью детали.
Полимерные покрытия обладают высокой адгезией и антикорро-
зионными свойствами. Они придают изделиям эстетичный внешний
вид, поверхность получается стойкой к механическим воздействиям.
362
Как правило, эти покрытия хорошо противостоят агрессивным сре-
дам. Покрытия из чистых полимеров получаются прозрачными.
Для придания им непрозрачности добавляют в качестве наполни-
теля двуокись титана (сухие титановые белила), для подцветки в
декоративных целях — светостойкие и термостойкие красители и пиг-
менты. Пигментами могут быть бокситы, придающие оттенок от
светло-песочного и бежевого до красновато-коричневого, в зависи-
мости от количества добавок, и сажа для получения серого цвета.
Фталоцианиновые красители (зеленый и голубой) дают цвета
соответствующих оттенков.
Наносимый порошок должен обладать высокой дисперсностью.
Для этого его тщательно перетирают вместе с добавками в шаровых
мельницах и затем просеивают через сито с расчетом получения
фракций зерен размером 30—200 мкм, так как более крупные
зерна не успевают расплавиться и в дальнейшем приводят к образо-
ванию трещин в покрытии. Существует несколько методов получе-
ния полимерных покрытий.
Нанесение покрытий во взвешенном слое («кипящем» или «псев-
докипящем») или вихревое напыление осуществляется следующим
образом. Предварительно нагретую до температуры растекания по-
рошка деталь погружают в его взвешенный слой и через несколько
секунд вынимают обратно. Порошок свободно обволакивает нагре-
тую деталь, плавится и растекается по поверхности, образуя
равномерное покрытие. Если запаса тепла в извлеченной детали
оказывается недостаточно, ее помещают в нагревательную печь для
окончательного оплавления. Взвешенный слой получается при проду-
вании воздуха через пористое днище сосуда (трехслойная стекло-
ткань между двумя мелкими латунными сетками, пористая керами-
ка, войлок), на которое насыпан порошок. В таком состоянии
взвешенный слой напоминает кипящую жидкость, причем первона-
Рис. 2.11. Схема окрасочно-сушильной установки для пружин:
1 — желоб; 2 и 3 — окрасочная и сушильная камеры; 4 — элеватор; 5 — накопитель
363
чальный слой порошка увеличивается примерно в 1,5—2 раза.
Этот метод имеет ряд преимуществ: небольшая продолжительность
процесса напыления; можно напылять детали любой формы; при-
меняется простое оборудование; иет потерь порошка. Но для нанесе-
ния покрытий на крупные изделия он непригоден.
Напыление в электрическом поле идентично электроокраске.
Деталь подвешивают на заземленной подвеске, а на электростати-
ческий распылитель подается ток высокого напряжения. Отрицатель-
но заряженные частицы порошка направляются по силовым линиям
электрического поля и равномерно оседают на поверхности положи-
тельно заряженной детали. Порошок наносится, как правило, иа хо-
лодные изделия с последующим оплавлением в нагревательной печи.
Пиевмоэлектростатическое напыление — это нанесение порошка в
ионизированном взвешенном слое. Метод является совмещением
вихревого напыления и напыления в электрическом поле. Сущность
его заключается в том, что частицы порошка во взвешенном
состоянии, получившие отрицательный заряд, равномерно оседают
на поверхности положительно заряженных деталей.
При газопламенном напылении наносимый порошок проходит
через пламя горелки, расплавляется и, направляясь на покрываемую
поверхность, сцепляется с ией. Может использоваться при обработке
крупногабаритных изделий. Этот метод малопроизводителен. Кроме
того, что часть порошка сгорает, часть недостаточно расплавляется,
поэтому покрытие получается неравномерным. Разновидностью этого
метода является струйное напыление, когда струя порошка и воздуха
направляется на нагретую поверхность.
Технологический процесс иаиесения покрытий во взвешенном слое
заключается в следующем. Подготовка поверхности под покрытие
производится в камере 1 (рис. 12.12) дробеструйным способом.
Затем детали обдуваются сжатым воздухом и поступают иа стол 2,
где места, не подлежащие покрытию, изолируются силиконовым
Рис. 12.12. Размещение оборудования для нанесения полимерных покрытий во
взвешенном слое
364
Рис. 12.13. Схема конвейерной линии для покрытия деталей полимерами в
электрическом поле:
1— генератор; 2— пистолет-распылитель; 3— дозатор; 4— электронагревательная
печь; 5— вентиляционная решетка; 6, 9 и 10 столы для деталей; 7— пульт управ-
ления; 8— подвесной конвейер
лаком, асбестом или фольгой. После этого детали вешают иа подвески
и загружают в печь 3, где нагревают до температуры 300—350 °C.
Нагретые детали опускают во взвешенный слой порошка, который
находится в открытой ванне 4. Воздух для получения взвешенного
слоя должен быть чистым и теплым, поэтому пропускается через
масловодоотделитель 7 и калорифер 8. Детали во взвешенном слое
держат 20—30 с, после извлечения слегка встряхивают для удаления
избытка порошка, а для окончательного оплавления помещают в
нагревательную печь 5, где поддерживается температура 200—
300 °C. На стеллаже 6 происходит охлаждение деталей. Ванна может
быть оборудована вентиляционным устройством 9.
Нанесение порошка в электрическом поле обычно осуществляет-
ся на конвейерных полуавтоматических линиях (рис. 12.13). Установ-
ка для напыления (типа ПЭРУП-2М) подобна окрасочной электри-
ческой установке (типа УЭРЦ-1). Источником высоковольтного
напряжения служит каскадный генератор. На выходе генератора и
на распыляющей насадке ручного пистолета-распылителя, подклю-
ченного к генератору высоковольтным кабелем, напряжение состав-
ляет 40—45 кВ, рабочий ток 150 мА. Напыляемый порошок подается
к пистолету-распылителю от дозатора с системой включения и двумя
бачками для порошка по шлангу давлением воздуха 0,05—0,15 МПа.
По дополнительной трубке подается воздух под давлением 0,02—
0,09 МПа к тангенциальным отверстиям в распыляющей насадке
для создания завихрения порошка в насадке. Порошок в дозаторе
приводится во взвешенное состояние струей воздуха давлением
0,01—0,03 МПа. Производительность установки до 80 м2/м.
Подготовленные детали подвешивают иа подвесках иа конвейер
и в зоне действия пистолета-распылителя под вытяжной вентиля-
ционной решеткой напыляют в холодном состоянии.
Напыленные детали поступают по конвейеру в проходную электро-
нагревательную печь, где порошок оплавляется и равномерно расте-
365
кается по поверхности деталей. После выхода из печи горячие оплав-
ленные детали, перемещаясь по конвейеру, подходят к месту съема
почти остывшими.
На некоторых заводах процесс нанесения порошка полностью
автоматизирован и исключает необходимость применения ручных
распылителей.
Полимерные покрытия наносят на различные кронштейны, кожу-
ха электрооборудования, детали спускного механизма унитаза, дета-
ли замков и т. п., широко используя большую гамму цветов.
Металлические покрытия наносят гальваническим методом (галь-
ванический электролиз), погружением деталей в расплавленный ме-
талл, лужением и методом металлизации (газотермическим напыле-
нием).
Гальванические покрытия используют в качестве защитно-де-
коративных покрытий различных металлических изделий (покрытие
хромом, никелем, серебром) и антикоррозионных покрытий крепеж-
ных деталей, труб (покрытие цинком, кадмием, медью). Технологи-
ческий процесс нанесения гальванических защитных покрытий
предусматривает следующие операции: очистку деталей от наслое-
ний, а под декоративное покрытие — качественное полирование;
химическое или электрохимическое обезжиривание в горячих щелоч-
ных растворах каустической соды, тринатрийфосфата; промывку
в горячей и затем в холодной воде; декапирование (слабое травле-
ние) в растворах соляной или серной кислоты; промывку в холодной
воде; нанесение покрытия в электролите; промывку в холодной и
горячей воде; сушку.
При нанесении многослойных покрытий, например, по схеме
медь — никель — хром обязательно следует тщательно промывать
поверхности деталей после нанесения каждого слоя покрытия. Про-
цесс гальванизации осуществляется в ваннах или гальванических
автоматах различных конструкций.
Автомат замкнутого овального типа показан на рис. 12.14. Под-
вески, с навешенными на них деталями, поднимаются и опускаются
в ванны с помощью подъемного моста. В верхнем положении моста
происходит перемещение подвесок над ваннами, в нижнем — пере-
мещение в ваннах.
Основные механизмы автомата монтируют на прямоугольном ба-
ке /, разделенном перегородками на отсеки 2 (ванны), предназначен-
ные для электролитов и других растворов. Подъемный мост 6
перемещается по направляющим стойкам 4, основанием которых слу-
жат борта металлического короба 3, установленного внутри бака *
по его осевой линии. Мост поднимается с помощью цепной передачи
и гидравлических цилиндров. По боковым сторонам моста подвешены
штанги с шарнирно закрепленными на них пластмассовыми толка-
телями 8. При рабочем ходе штанги, которая перемещается от гид-
равлической передачи, толкатели захватывают и перемещают по
366
направляющим 7 кронштейны подвесок 5. При обратном движении
штанги толкатели, поворачиваясь на шарнирах, скользят по крон-
штейнам и отходят назад. Затем цикл повторяется снова. Направляю-
щие кронштейнов подвесок являются катодными шинами. Время
пребывания подвески в любой ванне является кратным такту работы
автомата.
Гальванические покрытия применяют в основном в качестве
защитно-декоративных покрытий стальных деталей внутреннего обо-
рудования пассажирских вагонов, а также шурупов и головок болтов
для крепления этих деталей. В последнее время хромированные
и никелированные детали активно заменяют изготовленными из
алюминиевых сплавов и пластмасс или используют полимерные
покрытия.
Погружением в расплавленный металл наносят главным образом
цинковые покрытия. Эти покрытия получаются весьма высокого
367
качества и широко используются при массовом и непрерывном изго-
товлении листового железа, различных баков и т. п. В процессе
нанесения покрытия металл в ванне всегда должен быть в расплав-
ленном состоянии, что затрудняет использование этого метода.
Лужение применяют для восстановления поврежденной полуды
на внутренних поверхностях питьевых кипятильников, изготовленных
из медных сплавов.
Метод металлизации для нанесения защитных покрытий из некор-
родируемых металлов применяется редко. Значительно чаще он
используется для восстановления изношенных поверхностей.
Металлизация осуществляется с помощью специальных устано-
вок, оснащенных дуговыми электрометаллизаторами для непрерыв-
ной подачи напыляемой проволоки, ее расплавления и распыления.
Каждая установка должна иметь источник питания постоянного
тока (от сварочного механического преобразователя или выпрямите-
ля тока), источник сжатого воздуха с влагомаслоотделителем, пульт
управления и кассеты для укладки на них бухт напыляемой прово-
локи.
Стекловидно-эмалевые покрытия представляют собой непрозрач-
ное белое или окрашенное легкоплавкое стекло. Эмалированием
называется процесс нанесения тонкого слоя такого стекла на метал-
лические изделия.
Для стальных и чугунных изделий применяются технические
эмали двух видов: грунтовые и покрывные.
Грунтовые эмали служат для создания промежуточного силикат-
ного слоя между металлом и покрывной эмалью, который изолирует
поверхность металла от воздействия коррозионной среды, улучшает
сцепление покрытия и в целом способствует получению более прочных
эмалей, так как компенсирует механические и термические напря-
жения, возникающие между металлом и покрывной эмалью.
Покрывные эмали предназначены для защиты грунта от меха-
нических повреждений и придают изделиям красивый внешний вид.
Стекловидные эмали состоят из кремнезема и щелочей (основные
компоненты) и ряда специальных веществ, увеличивающих стойкость
покрытия, понижающих температуру его плавления, делающих эмаль
непрозрачной, придающих ей ту или иную окраску и повышающих
силу сцепления с поверхностью.
В качестве щелочей применяются окислы натрия и калия. Для
увеличения стойкости используется глинозем (окись алюминия).
Понижает температуру плавления борный ангидрид или окись бора.
Непрозрачность эмали обеспечивают глушители — фтористые сое-
динения натрия, алюминия и кальция. В качестве красящих веществ
применяются окислы железа, марганца, кобальта, меди, для белых
эмалей — окислы олова, титана, сурьмы, мышьяка. Силы сцепления
повышают окислы кобальта, меди, сурьмы и др. Наибольшее
количество окислов металлов вводят в грунт.
368
Технологический процесс эмалирования заключается в нанесении
грунтовки на хорошо очищенную поверхность, предварительной
сушке при температуре 60—80 °C, обжиге в эмалировочной (по типу
муфельной) печи при температуре, обеспечивающей полное остекле-
ние грунтового покрытия, охлаждении на воздухе и последующем
нанесении слоя покрывной эмали, также с просушкой, нагревом
до температуры оплавления и остыванием. Температура обжига за-
висит от вида изделий и эмали и находится в пределах 750—1000 °C.
Стекловидные эмали используют для покрытий корпусов и крышек
унитазов пассажирских вагонов прежних выпусков, раковин, питье-
вых кранов кипяченой воды, моек и деталей кухонных плит вагонов-
ресторанов, различных табличек внутривагонного оборудования.
12.5. ОХРАНА ТРУДА ПРИ ОКРАШИВАНИИ
’ И НАНЕСЕНИИ ПОКРЫТИЙ
Окрасочные работы следует выполнять в окрасочных (малярных)
цехах, отделениях, участках, на специальных установках, в камерах
или на площадках, оборудованных принудительной вентиляцией
(местной и общей приточно-вытяжной) и средствами пожарной
техники.
Особенно эффективной вентиляция должна быть при использова-
нии лакокрасочных материалов на сополимере винилхлорида с ви-
нилацетатом и перхлорвиниловых. Предельно допустимая концентра-
ция паров растворителей в помещениях, где работают люди, не
должна превышать: для бензина-растворителя, керосина, скипидара
300 мг/м3, ацетона 200 мг/м3, сольвента 100 мг/м3, ксилола 50 мг/м3,
трихлорэтилена 10 мг/м3.
Допускается окрашивать вагоны непосредственно на местах
сборки и ремонта по технологическому потоку без устройства спе-
циальной вентиляции. При этом нужно окрасочные работы прово-
дить, когда другие работы не производятся, проветривать помещения
при помощи принудительной общеобменной вентиляции, применять
средства защиты органов дыхания. Малярные работы внутри
пассажирских вагонов выполнять при включенной вагонной вентиля-
ции или использовать индивидуальную вытяжную установку.
В окрасочных помещениях следует пользоваться лампами
электрического освещения в герметичной и взрывобезопасной
арматуре. Внутри вагона — применять светильники напряжением
12 В.
Применяемые лакокрасочные материалы должны соответствовать
требованиям стандартов или технических условий и иметь сертифи-
кат или (аналитический) паспорт. На каждой емкости с лакокрасоч-
ным материалом должна быть наклейка или бирка с его наименова-
нием и обозначением. Указывается о наличии свинца и других
опасных веществ.
369
Приготовлять рабочие смеси лакокрасочных материалов и разбав-
лять их растворителями нужно централизованно в краскоприготови-
тельных отделениях, а хранить материалы — в специальных кладо-
вых в плотно закрытой небьющейся таре. Отделения и кладовые
оборудуются вентиляцией и средствами пожаротушения.
При окраске пневматическими распылителями нужно пользовать-
ся защитными очками и универсальным или противопылевым
респиратором, а при высоких концентрациях вредных веществ—
шланговым противогазом с принудительной подачей чистого воздуха.
Перед выполнением окрасочных работ следует смазывать руки за-
щитной пастой (биологические перчатки).
Велосипедные тележки, самоходные порталы, переносные ставлю-
ги и т. п. должны быть исправными и устойчивыми. Установки
и камеры для окрашивания в электрическом поле оборудуют авто-
матическим разрядником для снятия остаточного напряжения
с высоковольтного оборудования и распылителей после отключе-
ния от сети, а двери отсеков, где располагается электрическое
оборудование, должны быть сблокированы с высоковольтным
устройством автоматического отключения высокого напряжения при
открывании этих дверей.
При работе с ручными электроокрасочными установками запре-
щается работать в резиновых перчатках, резиновой обуви или обуви
на резиновой подошве, включать установку без ее заземления.
Сушильные камеры и установки так же, как и окрасочные, обору-
дуют устройствами вытяжной вентиляции для удаления аэрозоля
и паров растворителей.
Окрасочные цехи изолируют от других цехов противопожарными
стенами высотой не менее 5 м. Размещать их в цокольных и подваль-
ных помещениях нельзя.
Высота цехов для окрашивания подвижного состава должна
быть не менее 7 м, при реконструкции старых зданий 5 м, при
применении электроокраски — не менее 9 м до затяжных ферм.
В гальванических отделениях, отделениях полимерных покрытий
должна быть приточно-вытяжная вентиляция с устройством местных
отсосов от ванн покрытий, обезжиривания, декапирования, установок
напыления, над смесительными барабанами, от печей оплавления
порошков. Отработанные рабочие жидкости должны стекать в очист-
ные устройства.
Исполнители обязаны иметь под ногами деревянные решетчатые
щиты, покрытые резиновыми ковриками, пользоваться защитными
очками и резиновыми перчатками, не прикасаться голыми руками
к деталям, смоченным в электролите, регулярно мыть руки
теплой водой с мылом. При работе с ручными установками для
нанесения полимерных покрытий в электрическом поле не применять
резиновые принадлежности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
I. Ам ел и и а А. А. Устройство и ремонт вагонных букс с роликовыми подшипни-
ками. М.'. Транспорт, 1975 . 288 с.
2. Богданов А. Ф., Чуосин В. Г. Эксплуатация и ремонт колесных
пар вагонов. М.: Транспорт, 1985. 269 с.
3. Бомбардиров П. П. Вагонные буксы с подшипниками скольжения.
М.: Транспорт, 1979. 127 с.
4. Браславский В. М. Технология обкатки крупных деталей роликами.
М.: Машиностроение. 1J75. 159 с.
5. Вагоны/Под ред. Л. А. Шадура. М.: Транспорт, 1980. 439 с.
6. Воробьев Л.Н. Технология машиностроения и ремонт машин. М.: Высшая
школа, 1981. 344 с.
7. Ден ель А. К. Дефектоскопия металлов. М.: Металлургия, 1972. 303 с.
8. Ден кер И. И. Технология окраски изделий в машиностроении. М.: Высшая
школа, 1979. 215 с.
9. Дефектоскопия деталей локомотивов и вагонов/Под ред. Ф. В. Левыкина.
М.: Транспорт, 1974. 238 с.
10. Дефектоскопия деталей подвижного состава железных дорог и метрополите-
нов/Под ред. В. А. Ильина. М.: Транспорт, 1983. 318 с.
11. Казарновский С. Н. ‘Лакокрасочные материалы для железнодорожного
траспорта. М.: Химия, 1977. 152 с.
12. Карягина Н. С., Медведев В. В. Охрана труда в вагонном хозяйстве.
М.: Транспорт, 1978. 222 с.
13. Козлов Ю. С., Кузнецов О. К-, Тельнов А. Ф. Очистка изделий
в машиностроении. М.: Машиностроение, 1982. 261 с.
14. Коломийченко В. В., Беспалов Н. Г., Семин Н. А. Автосцепное
устройство подвижного состава. М.: Транспорт, 1980. 185 с.
15. К р а г ел ь с к и й И. В. Трение и износ. М.: Машиностроение. 1968. 480 с.
16. Миклашевский С. Н. Полимеры в вагоноремонтном производстве.
М.: Транспорт, 1979. 72 с.
17. Митрофанов С. П. Групповая технология машиностроительного произ-
водства. Л.: Машиностроение, 1983.—Т. 1. 407 с.
18. Рейбман А. И. Защитные лакокрасочные покрытия. Л.: Химия, 1982.
320 с.
19. Скиба И. Ф. Экономическая эффективность новой техники, организации
и технологии ремонта вагонов. М.: Транспорт, 1964. 243 с.
20. Технология вагоностроения и ремонта вагонов/Под ред. В. И. Бесценного.
М.: Транспорт, 1976. 432 с.
21. Пюре н ко В. Н., Петров В. А. Надежность роликовых подшипников
в буксах вагонов. М.: Транспорт, 1982. 96 с.
22. Челноков И. И. Гидравлические гасители колебаний пассажирских
вагонов. М.: Транспорт, 1975. 72 с.
23. Шляпин В. Б., Павленко А. Ф., Емельянов В. Ю. Ремонт вагонов
сваркой: Справочник. М.: Транспорт, 1983. 246 с.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
А
Абразивное изнашивание 41
Абсолютный шаблон 153, 154
Автомат гальванический 367
Автоматическая наплавка 53
— сварка 53
Автосцепное устройство
--------назначение 248
--------литые детали 248
--------неисправности 254, 255
-------- ремонт 256
Агдезия лакокрасочного покрытия 338
Агрегат
— окрасочный 354
— для обмывки вагонов 95, 96
— для транспортировки автосцепок
267, 268
Аллюминиевые сплавы 268
Антикоррозионные покрытия 336, 337
Антипирены 337
Антисептики 337
Аппарат поглощающий
-------- разборка 263
--------ремонт 263, 264
Аттестация продукции 23
Ацетилено-кислородная сварка 57, 58
Б
Баббит кальциевый
--------механические свойства 200
-------- расплавление 200
--------состав 199
Баки водоснабжения
--------защитные покрытия 328, 331
--------материал 328
-------- ремонт 331
Балансировка
— вала вентилятора 333
— карданного вала 219
— колесной пары 170, 171
Безвоздушное распыление краски 346
Безотказность 70
Бишофит 337
372
Боковая стена вагона, изготовление 276
Букса подшипников качения 175
--------демонтаж 191 —195
--------монтаж 185—191
-------- неисправности 191
-------- ремонт 197
Букса подшипников скольжения
----------- неисправности 201
----------- ремонт 202
Буферный комплект
-------- неисправности 307 ,
------------------------------ ремонт 306
------------------------------сборка 300
В
Вагономоечная установка 91
Ванна ультразвуковая 83
Вентиляция вагона
-------- неисправности 332
--------ремонт 332, 333
Взаимозаменяемость 35, 37
Вибродуговая наплавка 55
Виды сборки 36
Виды сварных соединений 51
Виды покрытий вагонных деталей
---- лакокрасочные 362
----полимерные порошковые 362
Вкладыши
буксовые 199
скользунов 213
Водоснабжения системы
--------изготовление, монтаж 328,
329
-------- неисправности 330, 331
--------ремонт 331, 332
Воздуховоды 94
Воздушное распыление краски 346
Восстановление деталей
--------гальваническими покрытиями
58
--------металлизацией 60
— — наплавкой 49
--------полимерными материалами 49
-------- сваркой 49
--------себестоимость 67
Время окупаемости дополнительных
капиталовложений 68
Выщербины поверхности колес 145
Г
Галтование 80
Гальванические покрытия 58
Гаситель колебаний
-- гидравлический 242
--фрикционный 214
Гаусса закон 27
Гибка
— листов 273
— полос 273
— профилей 274
Гибкий переналаживаемый модуль, ли-
ния 135
Гидро- и гидроабразивное изнашива-
ние 41
Гидромонитор 80
Гидроциклон 87
Горелка сварочная 57
Государственная приемка 23
Граничное трение 42
Грение букс, причины 197, 201
Грунтовки 339
Грунтовка-преобразователь 84
д
Давление контактное запрессовки 137,
138
Двери вагона (ремонт)
------ грузового 316
------пассажирского 333
Дегазация цистерны 100
Детали из полимерных материалов
(ремонт) 334, 335
Деталь, определение 8
Дефектоскоп
— неразъемный 157
— разъемный 158
— седлообразный 156
— ультразвуковой 160
Дефектоскопия
— люминесцентная 121
— магнитопорошковая 116, 117
— проникающими веществами 120
— радиационная 119
— ультразвуковая 118
— электрорентгенографическая 119
Дефектоскопная установка 158
Дефекты поверхности катания колес 144
Деформация пластическая 64
Дисбаланс
— вала вентилятора 333
— карданного вала 219
— колесной пары 170, 171
Диаграмма запрессовки колес 138, 140,
141
Документация технологическая 20
Долговечность вагона 70
Дробеструйная очистка 93
— камера 98
Е
Единая система технологической подго-
товки производства (ЕСТПП) 9
Единичный технологический процесс 12
Ежегодный ремонт редукторно-кардан-
ных приводов 217
Ж
Жидкости магнитные 119
Жидкостное трение 42
Жесткость пружины 236, 237
Жиры (животные и растительные) 85
Жидкое стекло 85
3
Заготовка
— осевая 122, 123
— пружин 234
Задир шейки оси 145
Закалка
— колес 124, 126
— пружин 235
Закалочная среда 236
Закон Гаусса 27
Замок автосцепки (ремонт) 261
Замыкающее звено 34, 38
Заневоливание пружин 236, 237
Запрессовка колес 139—141, 148
Защитные покрытия 336
---лакокрасочные материалы
337
---полимерные материалы 61,
362
---методы скрашивания 345
--- технология нанесения 343
И
Измерительный стенд 154, 155, 157
Износ деталей
— допустимый 47
— предельный 47
— поверхности катания колес 144
— узлов тележек 208
373
Изнашивание
естественное 40
— механическое 40, 41
— молекулярно-механическое 40,
41
— кавитационное 41
— коррозионно-механическое 40,
41
Ингибитор 87
Индивидуальная подгонка 39
Индикаторная диаграмма
— запрессовки колеса 138
Инструмент
— для разборки вагона 112—114
— обмера колесных пар 153, 154
— обработки осей и колес 122—
126
Интенсивность изнашивания 46, 47, 48
Информация
— базовая 12, 18
— руководящая 12, 19
— справочная 12
Искатель 162—165
Испытания
— гасителей колебаний 242—244
— колес 131
— листовых рессор 237—239
— пружин 237
— системы водоснабжения 332
отопления 330
Испытание на растяжение объекта 121
К
Кавитационное изнашивание 41
Камнеловушка 89
Капиталовложения
— время окупаемости 68
— дополнительные 67
Карта
— маршрутная 12, 20
— операционная 12, 20
Качество продукции 21, 22
Кипятильник вагона (ремонт) 332
Колесные пары
---дефектоскопия 157—159
---запрессовка элементов 139—
141, 148
--- клеймение 153
---механические свойства метал-
ла 122, 131
---наплавка осей 152
---обмер 151, 154—157
---обработка колес 150
--- обработка осей 150
--- окраска 153
---освидетельствование 147 '
--- распрессовка 148
---срок службы 167
---термообработка 124, 126, 129
--- технология ремонта 147—152
Комплекс 8
Комплект 8
Консервация древесины 336, 337
Котел цистерны
— испытание 322
— ремонт 321
Коррозионно-механическое изнашива-
ние 40, 42
Коррозия металлов
--- контактная 336
--- химическая 336
---электрохимическая 336
Коэффициент
— корреляции 75
— технологичности сборочного сос-
тава изделия 11
— унификация изделия 10
Критерии качества
погрешность 24
точность 24
Критическая программа 68, 69
Л
Л ак
— алкидно-стирольный 342
— кремнийорганический 341
— масляный 340
— полиуретановые 341
Лакирование поверхности 344
Лакокрасочные покрытия, свойства и
состав 337, 338
Литейные дефекты 251, 252
Литейные формы корпусов букс 184
— в земляную форму 175
— в кокиль 175
Листы алюминиевые
--- правка 298
---резка 298
---сварка 298, 299
---способы соединения 299
Листы рессор (ремонт) 240, 241
Лужение 368
Люминесцентная дефектоскопия 120,
121
Люминофор 120
М
Магнитопорошковая дефектоскопия
116, 117
Максимальный шаблон 159
374
Магнитные контактные жидкости 119
Маркировка (клеймение) деталей и
узлов
--- автосцепки 266
--- гасителя колебаний 245
---колес 123, 148
---корпуса букс 176
---листовых рессор 241
---подшипников скольжения 197
---пружин 239
Масла растительные 337
Мастики 340
Материалы теплоизоляционные
--- мипора 323
---пенопласт 323, 324
--- пенополиуретан 325
Меднение 60
Металлизация 60, 368
Моечная машина для
-------вагонов 93, 98
-------колесных пар 103—105
------- корпусов букс 106
------- котлов отопления 108
-------роликовых подшипников
107, 108
-------тележек 101, 102
----- универсальная 81
Моющие вещества, растворы, препа-
раты 85
Модуль гибкий переналаживаемый 135
Н
Навар колеса 145
Навивка пружин 235
Надежность вагона 70
Накат остроконечный 144
Накатывание осей 150, 169, 170.
Наклеп пружин 236
Накипь (удаление) 84
Наплавка
— вибродуговая 55
— дуговая 49
— колес и осей 152
— порошковой проволокой 56
— пластинчатым электродом 257,
258
Наполнители для красок 339
Напрессовка колеса 137
Напыление газопламенное 364
— полимерами 365, 366
— пневмоэлектрическое 364
— в электрическом поле 364, 365
Наработка объекта 71
Насос циркуляционный (ремонт) 331
Натяг 136, 137, 142
Неисправности
— автосцепного устройства 254,
255
— буксового узла 191, 201
— буферного комплекта 307
— вагона, состояние 116—121
— гидравлического гасителя коле-
баний 244, 245
— деталей и узлов тележек 227
— естественные, конструктивные,
технологические 40
— колес 143
— кузова 302—304, 313—316
— механизма автосцепки 261—263
— переходной упругой площадки
304 — 306
— поглощающего аппарата 263,
264
— подшипников скольжения 201
— рамы вагона. 308
— роликовых подшипников 191
— тягового хомута 264
Неполная взаимозаменяемость 37
Неразрушающий контроль 233
Неуравновешенность тел 170
Никелирование 59
Нормализация 123
Нормальный закон распределения 27
О
Обезжиривание 78, 83, 93
Оборудование
— для окрашивания вагонов 352—
359
— для сушки вагонов 359—362
Обжатие 65
Обмывка вагона 90, 91
Обработка
— резанием 62
— электроискровая 62
Обшивка кузова деревянная (ремонт)
315
Окна пассажирских вагонов
------- неисправности 333
-------ремонт 333, 334
Окраска вагона
— — грузового 351
пассажирского наружняя
349 , 350
внутренняя 351
Окраска поверхности, нанесение покры-
тия 362
Окрашивание
— безвоздушное распыление 346
— воздушное распыление 346
375
— гидроэлектрическое 348
— окунанием 345
— струйным обливом 345
— электроосаждение 346
Олифы 337, 338
Опалубка крыши (ремонт) 315
Освидетельствование колесных пар
147
Осталивание 59
Остроконечный накат гребня 144
Осциллограмма прозвучивания оси
162—164
Ось черновая (изготовление) 122
--- формирование 122
Откол обода колеса 145
Отказ 70
Отопление водяное
-------изготовление и монтаж 327
------- неисправности 330
-------ремонт 330, 331
Охрана труда при изготовлении и ре-
монте
------- автосцепки 268
-------колесных пар 172—174
------- окрасочных работах 369—
370
-------очистке 111
-------подшипников 203
------- работе в котле цистерны
321, 322
Очистка поверхности
-------термическая 85
-------физико-химическая 80—82
--- химическая 84
П
Пароводоструйная очистка 94
Параметр
— сопротивления 73, 75
— шероховатости поверхности 45
Пенопласты 323, 324, 326
Пенополиуретан 323
Переход 7
Переходная упругая площадка 304—
306
Пигменты 338
Плазменная
— резка 272
— сварка 56
Пластик слоистый 336
Пластификаторы 339
Пленкообразующие вещества 337
Повреждения 70
Поверхность катания колеса
---— вертикальный подрез 144
-------остроконечный накат 144
------- навар 145
------- ползуны 144
Подбор деталей
---- групповой 37, 185
---- попарный 37
Подбор рессор и пружин 241, 242
Подгонка индивидуальная 39
Подготовка поверхности под окраску
349—352
Подшипники роликовые
----демонтаж 191 —195
----дефекты 177
----монтаж 185—191
---- неисправности 197
Подшипники скольжения
----дефекты 202
---- заливка баббитом 200
---- ремонт 202
Позиция 7 (
Покрытия
— гальванические 58
— лакокрасочные 362
— полимерные 61, 362
Покрытия защитные, материалы 337—
343
---- назначение 336
---- нанесение 343—345
---- подготовка поверхности 344
Посадка 188
Пол грузового вагона (ремонт) 315
Ползун 144
Полирование деталей 366
Порозаполнители 340
Правка 65
Предел выносливости 45
Преобразователь ржавчины 84'
Приемка вагонов 77
Прозвучивание осей 162
Прокат колеса 144
Прокатка оси 122
Промывочно-пропарочная станция 99
Производительность сварки 57
Проникающие вещества 120
Р
Работоспособность 70
Радиационный контроль 119
Разборка вагона 112—115
Развертывание 62
Раздача 65
Размерная цепь 31, 32, 33
Рама вагона
---- изготовление 282
----замер прогиба 311, 312
376
---- неисправности 314
----сборка 284, 285, 287
---- сварка 288
---- ремонт 308
Распыление краски
----безвоздушное 346
----воздушное 346
Распылитель 355
Растворители 84, 86, 338
Расформирование колесной пары 148,
149
Ревизия
— букс 196, 197
— вентиляционных установок 333
Регулировка рессорного подвешивания
241
Редукторно-карданный привод
-------виды ремонта 217
-------неисправности 218, 219
------- ремонт 218
Режим сварки 50, 52
Резиновые баллоны суфле
-------неисправности 305
-------ремонт 305, 306
Резка проката 270, 271
Ремонтопригодность 70
Ремонтная передвижная машина 318,
319
Ресурс технический 71
Ротационное обжатие 121
Ручная дуговая сварка 49, 52
С
Саморасцеп автосцепок, причины 254
Сборка кузова
----секционная 290, 291
---- блочная 293
Сборка механизма сцепления автосце-
пок 262, 263
Сборка тележек
----грузовых вагонов 225
----пассажирских вагонов 207
Сборочная единица 8, 13
Сварка определение, сущность процес-
са 49
Сварка
— автоматическая 53
— алюминиевых сплавов 298
— газовая и газопрессовая 58
— контактная 56, 279
— рельефная 57
— ручная дуговая 49, 52
— стыковая 56
— точечная 56
Сварочный ток, определение 50
Себестоимость технологическая 67, 68
Селективная сборка 37, 38, 139, 185
Сепарация дроби 92
Сиккативы 339
Система СПИД 32
Склеивание деталей из алюминиевых
сплавов 298, 299
Скорость наплавки 55
Слоистые пластики 326
Смесь
— стержневая 184
— формовочная 249
Смолы 338
Сольвент 338
Способы восстановления деталей
—----гальванические покрытия
58
-----— металлизацией 60
-----наплавкой 49
-----полимерными материала-
ми 61
-----сваркой 49
Срок службы 71, 72, 167
Станок для балансировки колесных пар
171, 172
Стенд для обмера колесных пар 155
— измерительный 155
-----монтажа роликовых букс 189,
190
-----разборки рессорного подве-
шивания 209
-----разборки рамы тележки 211
-----осмотра и ремонта подрессор-
ных балок 213
-----испытаний гидравлических
гасителей колебаний 243, 244
-----сборки стен кузова 280, 292
-----прогиба обшивки перед свар-
кой 281
-----сварки котла цистерны 294,
296
Суфле резиновое
----- изготовление 300
----- неисправности 305
— — ремонт 305
Сушка
— индукционная 349
— конвективная 349
— терморадиационная 349
Схема ремонта колесных пар 149
Т
Такт потока 15
Тележки (изготовление и сборка) гру-
зовых вагонов 225
—---------пассажирских вагонов
207
377
Теплоизоляция кузова 303
Термообработка деталей автосцепки 248
— корпус букс 185
— пружин 234, 235
— рессор 238
Технический ресурс 71
Технологический процесс
---групповой 12, 19
---единичный 12, 19
Технологическая документация
общего назначения 20
специализированная 20
Технологичность конструкции
показатели 10
производственная 9
эксплуатационная 9
Типы колесных пар 136
Т ок сварочный 50
Т очность технологического процесса
24, 25
Травление 78, 83
Трение виды 42, 44
Толуол 338
Трубопроводы
— изготовление 328
— ремонт 330, 331
У
Уайт-спирит 338
Ультразвук 83
Ультразвуковая дефектоскопия 118
Ультразвуковая ванна 83
Управление качеством 33
Упрочнение пружин 234, 235
Усилие запрессовки колеса 139—141,
148
Уровень технологичности конструкции
10
Уровень опорных плоскостей надрес-
сорной балки 231
— клиньев 231
Усталостное изнашивание 41
Установка
— вагономоечная 91
— водопылесосная 95
— гидромониторная 101, 102
— моечная 95
— мониторная 93
— окрасочная 353
— пылеотсасывающая 94, 95
— электроокрасочная 355, 356
— передвижная для окрашивания
357, 358
Устранение дисбаланса 170, 171, 219,
333
Ф
Фанерные плиты 325
Фенопласт 325
Фильтры вентиляции, очистка 332
Флотатор 89
Флотация 87
Флюсогазокислородная рука 272
Флюсы сварочные 53
Форма шва 51
Формирование колесных пар 136
Фосфатирование 78
Фосфорнокислый аммоний 337
Фреттинг процесс 336
X Г
Характеристика моечной машины 97, 98
Химический состав стали
-------деталей тележек 220
------- колесной 126
--- кальциевого баббита 199
------- корпуса автосцепки 248
249
Холодильник
— литейной формы 249, 250
— подшипника 200
Хребтовая балка ремонт 308—312
ц
Цветной метод дефектоскопии 120
Цельнокатаные колеса изготовления
126
Цепной кантователь 286
Цилиндрическая часть котла
-----------раскладка листов 294
-----------сварка 294, 295
Цистерна
— изготовление 294—297
— испытание котла 322
— неисправности 321
— ремонт 322
Ч
Черновая ось
--- изготовление 122
--- материал 122
Чугун
— способы сварки 52
— режим сварки 52
378
ш
Шаблон
— абсолютный 153, 154
— максимальный 159
Шаблоны для проверки автосцепки
266,267
Шеллак 338
Шероховатость поверхности 44, 45
Шпат 339
Шпатлевание 271
Штамповка
— букс 175, 176
— колес 130
— холодная 275
Э
Эксплуатационная технологичность 9
Электроды 50
Электродуговая сварка чугуна 52
Электролиз гальванический 346
Электроконтактная сварка 279
Электроосаждение 346
Эмали
— акриловые 342
— меламиноалкидные 342
Эмульгатор 86
Эрозионное изнашивание 41
Ю
Юз колеса 144, 346
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение...................................................................3
Глава 1. Производственные и технологические процессы....................6
1.1. Общие .сведения ..........................................6
1.2. Технологичность конструкции изделия и методы ее оценки .9
1.3. Проектирование технологических процессов и оформление тех-
нологической документации ................................... 12
1.4. Система обеспечения качества изготовления и ремонта вагонов 21
Г л а в а 2. Точность обработки и сборки в вагоностроении и при ремонте ваго-
нов ......................................................................24
2.1. Точность и методы оценки технологических процессов ... 24
2.2. Точность и построение размерных цепей..................31
2.3. Методы и виды сборки.....................................35
Г л а в а 3. Процессы изнашивания и методы восстановления вагона и его час-
тей ......................................................................40
3.1. Виды изнашивания и причины их возникновения ... .40
3.2. Качество поверхности и износостойкость деталей ... .44
3.3. Восстановление деталей сваркой и наплавкой...............49
3.4. Восстановление деталей гальваническими покрытиями, метал-
лизацией и полимерными материалами............................58
3.5. Электроискровая обработка, обработка резанием и пластичес-
кая деформация................................................62
3.6. Разработка технологического процесса и выбор рационального
способа восстановления деталей ...............................65
3.7. Роль технологии изготовления деталей в обеспечении их надеж-
ности ....................................................... 70
Г л а а а 4. Подготовка ' вагонов к ремонту...............................77
4.1. Общие положения..........................................77
4.2. Очистка вагонов..........................................88
4.3. Разборка вагонов........................................112
4.4. Неразрушающий контроль и испытание деталей на растяжение! 15
Глава 5. Изготовление и ремонт колесных пар..............................122
5.1. Производство черновых осей и цельнокатаных колес . . .122
5.2. Механическая обработка оси и расточка колес............132
5.3. Формирование колесных пар...............................136
5.4. Неисправности колесных пар и их элементов...............143
5.5. Технология ремонта колесных пар.........................147
5.6. Увеличение долговечности колесных пар...................167
5.7. Охрана труда при ремонте колесных пар...................172
Глава 6. Изготовление и ремонт буксовых комплектов.......................175
6.1. Изготовление и ремонт корпусов букс.....................175
6.2. Монтаж и демонтаж роликовых букс........................185
6.3. Ремонт роликовых подшипников............................196
6.4. Изготовление и ремонт подшипников скольжения . . .• .199
6.5. Охрана труда при ремонте подшипников....................203
Глава 7. Изготовление и ремонт вагонных тележек..........................204
7.1. Производство тележек пассажирских вагонов...............204
380
7.2. Ремонт тележек пассажирских вагонов.......................208
7.3. Ремонт редукторно-карданных приводов......................216
7.4. Производство тележек грузовых вагонов...................220
7.5. Ремонт тележек грузовых вагонов.........................225
Глава 8. Изготовление и ремонт элементов рессорного подвешивания . .234
8.1. Технология изготовления пружин и рессор................234
8.2. Ремонт пружин и рессор..................................239
8.3. Подбор и регулировка рессорного подвешивания............241
8.4. Изготовление гидравлических гасителей колебаний . . . .242
8.5. Ремонт гидравлических гасителей колебаний...............245
Глава 9. Изготовление и ремонт автосцепиого устройства..................248
9.1. Изготовление деталей автосцепиого устройства...........248
9.2. Ремонт корпуса автосцепки и деталей механизма сцепления . 253
9.3. Ремонт поглощающих аппаратов и деталей упряжного и опор-
ного устройства............................................. 263
9.4. Шаблоны и оборудование, применяемые при ремонте автосцеп-
ного устройства .............................................266
Глава 10. Изготовление и ремонт рамы и кузова вагона....................269
10.1. Технология изготовления деталей вагонов из проката . . .269
10.2. Влияние сварки на технологию изготовления частей кузова
вагона ......................................................275
10.3. Технология изготовления боковых стен, крыши и рамы вагона276
10.4. Общая сборка кузова....................................290
10.5. Технология изготовления котла цистерны................294
10.6. Особенности изготовления кузовов из алюминиевых сплавов 298
10.7. Изготовление деталей упругой площадки с резиновым суфле 300
10.8. Ремонт кузовов пассажирских и рефрижераторных вагонов 302
10.9. Ремонт упругой площадки пассажирского вагона . . . .304
10.10. Ремонт рамы вагона....................................308
10.11. Ремонт кузовов грузовых вагонов.......................313
10.12. Ремонт котлов цистерн и охрана труда при ремонте вагонов321
Глава 11. Изготовление и ремонт внутреннего оборудования вагонов . .323
11.1. Материалы, применяемые при изготовлении теплоизоляции
и внутреннего оборудования ..................................323
11.2. Монтаж внутреннего оборудования.........................326
11.3. Изготовление и монтаж систем отопления и водоснабжения327
11.4. Ремонт систем отопления, водоснабжения и вентиляции . . . 330
11.5. Ремонт дверей, окон и деталей из полимерных материаловЗЗЗ
Глава 12. Защитные покрытия вагонов и их деталей....................336
12.1. Общие положения.......................................336
12.2. Лакокрасочные покрытия................................337
12.3. Окрашивание вагонов...................................349
12.4. Виды покрытий вагонных деталей........................362
12.5. Охрана труда при окрашивании и нанесении покрытий . 369
Список литературы .................................................371
Предметный указатель....................................................372