Материал: Ремонт втулки шпинтона пассажирской тележки

Износ подразделяют на естественный, аварийный и моральный.

Естественный износ - это разрушение и изменение структуры наружных слоев твердого тела. Он появляется под действием сил трения, высокой температуры, атмосферных условий и т.д.

Чаще всего причиной естественного механического износа являются силы трения. Износ и трение - неразрывно связанные явления, обусловленные взаимодействием двух тел, взаимно перемещающихся в зоне касания.

Различают:

) трение скольжения, при котором одна и та же зона одной детали соприкасается с различными зонами другой детали;

) трение качения, при котором следующие одна за другой зоны одной детали приходят в соприкосновение со следующими одна за другой зонами другой детали;

) чистое трение, возникающее между соприкасающимися поверхностями деталей при полном отсутствии на них посторонних примесей, может происходить только в вакууме, поэтому в практике не встречается;

) сухое трение возникает при отсутствии смазочного материала (слоя) между трущимися поверхностями деталей;

) граничное трение имеет место, когда трущиеся поверхности деталей разделены слоем смазки незначительной толщины (0,1 мкм и менее);

) жидкостное трение наблюдается, когда поверхности трущихся деталей разделены слоем жидкости (смазки) такой толщины, при которой молекулярное взаимодействие этих поверхностей практически отсутствует;

) полужидкостное трение - смешанное (одновременное жидкостное и граничное или жидкостное и сухое).

Практикой установлено, что при работе каждая деталь получает наряду с основным износом и несколько видов сопутствующих износов, мало влияющих на трение.

Износ схватыванием происходит при трении скольжения с небольшой скоростью перемещения трущихся поверхностей и большим удельным давлением, превышающим предел текучести металла, на участках контакта при отсутствии смазки и защитной пленки окислов (детали из мягких металлов).

Окислительный износ происходит под действием сил трения и соприкосновения с кислородом окружающей среды. При этом возникают пластические деформации поверхностных слоев, и наблюдается диффузия кислорода воздуха в металл, в результате чего пленки твердых растворов во время работы сопряженных деталей разрушаются.

Тепловой износ происходит в процессе трения скольжения при большой скорости относительного перемещения трущихся поверхностей и большом удельном давлении. Тепло, выделяющееся при трении скольжения, понижает сопротивляемость деталей износу, приводит к постепенному смещению их поверхностных слоев в направлении скольжения и к изменению геометрических размеров.

Абразивный износ происходит в результате режущего или царапающего действия твердых частиц в местах соприкосновения трущихся поверхностей. Твердые частицы могут появляться из-за разрушения его маслом, плохой защиты от попадания стружки, пыли, песка. Абразивный износ - наиболее распространенный вид износа.

Химический износ происходит под действием кислорода воздуха, кислот, щелочей, выхлопных газов и др. Для химического износа характерна коррозия металла. Железнодорожные вагоны подвергаются интенсивному коррозионному износу, особенно кузова и части внутреннего оборудования изотермических и пассажирских вагонов.

Аварийный износ приводит к выходу из строя детали или механизма ранее предполагаемого срока. Такой износ является следствием несовершенства конструкции, недоброкачественности материала детали, неправильной сборки, а также следствием усталости металла.

Таки образом если нарушаются правила обслуживания оборудования, детали изнашиваются интенсивнее и быстро могут прийти в негодность [1].

.6 Влияние неисправностей и дефектов детали на безопасность движения

Железные дороги связывают в единое целое все области, обеспечивают потребность населения в перевозках и нормальной оборот продуктов промышленности и сельского хозяйства.

За последние годы на железнодорожном транспорте произошли значительные изменения в технике, методах эксплуатации и экономике. Многое сделано по техническому переоснащению железных дорог на основе электрификации, автоматики, телемеханики, комплексной механизации, вычислительной и микропроцессорной техники.

Осуществляется поэтапное внедрение автоматизированной системы управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ). В крупных железнодорожных узлах действует система «Экспресс-2» для резервирования и продажи билетов пассажирам. Дальнейшее развитие получили контейнерные перевозки на основании реализации единой контейнерно-транспортной системы; построены новые железнодорожные линии.

На железнодорожном транспорте назрела необходимость в решении ряда актуальных проблем. На железной дороге особую остроту приобрели проблемы безопасности движения и сохранности перевозимых грузов.

За 12 месяцев 2008г допущен 416 случай брака в работе вагонного хозяйства, что на 40 случаев, или на 14% меньше, чем за аналогичный период 2007г (521).

Отцепки вагонов от грузовых поездов в пути следования по техническим неисправностям: произошел один случай против трех за аналогичный период 2007г.

Задержки грузовых поездов более одного часа по техническим неисправностям: допущено восемь случаев против восьми за аналогичный период 2007г.

Обрывы автосцепок: произошло пять случаев против десяти за аналогичный период 2007г.

Саморасцепы автосцепок в поездах: допущено три случая против трех за аналогичный период 2007г.

Смены колесных пар в пассажирских вагонах: произошли два случая, как и за аналогичный период 2007г.

Отцепки вагонов от грузовых поездов в пути следования по неисправности роликовых букс: произошло 440 случаев против 496 за аналогичный период 2007г [13].

Таким образом, любая неисправность и дефект уменьшает вероятность безотказного движения, поэтому важнейшими задачами для обеспечения безопасного движения является выявление неисправностей и своевременный и правильный ремонт.

2 Выбор действующего типового, группового технологического процесса или поиск единичного процесса

Производственный процесс - это основа деятельности вагоностроительных и вагоноремонтных предприятий. Целью его является изготовление или ремонт вагонов и их частей. Производственный процесс представляет собой комплекс технологических и трудовых процессов, превращающих предметы труда в конечную готовую продукцию, соответствующую по качеству установленным стандартам и техническим условиям.

Технологический процесс является главной составной частью производственного процесса. Под технологическим процессом понимается определенная последовательность операций, предусматривающая изменение размеров, вида. Формы, состояния или взаимного расположения и соединения предметов труда с целью получения готовой продукции.

В вагоностроении и вагоноремонтном производстве применяются различные технологические процессы. Наиболее типичные их них предусматривают в конечном результате: изменение формы предметов труда с помощью литья, ковки или штамповки; соединение нескольких деталей и изменение их взаимного расположения с помощью сварки, пайки, клепки или болтовых соединений; изменение формы и размеров деталей обработкой на металлорежущих станках или слесарным инструментом; изменение свойств (состояния) металлов при термической обработке; изменение вида и свойств металлов с помощью анодирования, хромирования, никелирования и др.; изменение внешнего вида деталей благодаря окраске и т.п.

Технологические процессы изготовления, ремонта, сборки или разборки расчленяются на операции, переходы, проходы, установки.

Характерной особенностью технологических процессов является повторяемость операций при обработке каждой последующей детали, благодаря чему получается однородность формы, размеров и свойств изготовляемых или ремонтируемых изделий.

Операция представляет собой законченную часть технологического процесса, характеризующуюся неизменностью и орудия труда. Выполняется на одном рабочем месте одним рабочим или группой рабочих над одним или одновременной несколькими предметами труда.

Переход представляет собой часть операции, выполненную на определенном участке детали одним и тем же инструментом при одном и том же режиме.

Проход - это часть перехода, при которой снимается или наносится один слой металла. Проход характеризуется неизменностью инструмента, положения поверхности и режима работы оборудования.

Прием является частью перехода, которая состоит из нескольких чередующихся рабочих движений, имеющих целью взять (отложить) или переместить что-либо; например, прием при сборке - взять болт и установить его в отверстие.

Движение - неделимая часть приема. Движением называется перемещение отдельных рабочих органов человеческого тела (например, корпуса, руки, кисти, пальцев).

Расчленение операций на отдельные элементы очень важно для рационального построения каждой операции и выполнения технического нормирования технологических процессов. Оно позволяет должным образом изучить ход операций и действий рабочего с целью устранения нерациональных приемов, движений и проектирования наиболее правильного порядка и способа выполнения работ.

Технологические процессы должны предусматривать повышение качества продукции и производительности труда, расширение объема механизации и автоматизации производства и сокращение производственного цикла изготовления или ремонта изделий [1].

За единый технологический процесс при ремонте втулки шпинтона принят опыт пассажирского вагонного депо г. Барнаула ЛВЧД-13.

3 Выбор способа восстановления изношенной детали

В вагоноремонтном производстве для восстановления полной работоспособности изношенных деталей используются различные технологические способы: сварка и наплавка, наращивание методом гальванизации и металлизации, электрические способы; пластическая деформация и слесарно-механическая обработка.

Сваркой называется процесс получения неразъемного соединения металлических изделий местным оплавлением или пластическим деформированием. Сварка при ремонте металлических деталей вагонов часто используется 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.

Металлизация как способ ремонта применяется для наращивания изношенных деталей и устранения в них различных дефектов (раковин, пористости), а также для получения антикоррозионного покрытия.

При восстановлении изношенных деталей до номинального размера применяется гальваническое наращивание хромом (хромирование), сталью (осталивание) и никелем (никелирование).

Электроискровой метод обработки металлов основан на использовании электрической эрозии, при которой происходит неравномерное, направленное от анода к катоду разрушение работающей пары контактов. Электроискровую обработку применяют для снятия металла с деталей, изготовленных из закаленных сталей или твердых сплавов; для получения различных отверстий; для нанесения на изношенные поверхности покрытий из различных металлов и твердых сплавов, и т.д.

Способ восстановления деталей давлением основан на пластичности металлов - свойстве металлических деталей без разрушения изменять первоначальную форму под действием внешних сил, а после прекращения их действия сохранять вновь приданную форму и размеры.

Таким образом, при выборе способа восстановления наряду с техническими возможностями предприятия необходимо учитывать экономические факторы. Деталь целесообразно восстанавливать только таким образом, при котором обеспечивается ее надежная работа до очередного ремонта вагона, а стоимость восстановления будет ниже стоимости детали [1].

Для восстановления втулки шпинтона применяется способ наплавки и сварки, где заварка дефектных мест после наплавки механической обработки производится полуавтоматической сваркой в углекислом газе, а также ручной дуговой сварки, обеспечивающими твердость наплавленного металла.

4 Составление технологического маршрута ремонта

Помимо исходной информации, при разработке технологического процесса, используется также справочная информация, содержащаяся в описаниях прогрессивных методов ремонта, каталогах, паспортах, справочниках, планировках производственных участков [1].

К технологическим документам, применяемых при ремонте изделий относятся графические и текстовые документы, которые отдельно или в совокупности определяют технологический процесс ремонта вагона или его составных частей.

Маршрутная карта (МК) - документ, содержащий описание технологического процесса ремонта и изготовления изделий, включающий контроль по операциям в технологической последовательности с указанием данных об оборудовании, оснастке материальных и трудовых нормативах.

Карта технологического процесса ремонта (КТПР) - предназначена для разработки технологического процесса ремонта вагона, его узлов и деталей по операциям с привязкой к имеющимся дефектам.

Карта технологического процесса дефектации (КТПД) - служит для разработки технологического процесса дефектации детали или сборочной единицы вагона, определения дефектов, описания выполняемых работ с указанием контролируемых параметров и применяемых средств измерений.

Операционная карта (ОК) - содержит описание операций, выполняемых в технологической последовательности одного вида ремонта или изготовление изделий с указанием вида переходов, режимов обработки и средств технологического оснащения.

Карта эскизов (КЭ) - документ, содержащий эскизы, схемы, таблицы, необходимые для выполнения технологического процесса операции [2].

Таким образом, при ремонте заданной сборочной единицы, втулки шпинтона, составим маршрут ремонта

1 - Очистка;

- Контроль;

- Транспортировка;

- Зачистка;

- Наплавка;

- Обточка;

- Контроль.

При проектировании операций для каждой их них выбрано оборудование, приспособление, режущие и мерительные инструменты, назначены допуски на операционные размеры, количество исполнителей, занятых при выполнении операций, а также нормы времени.

Поэтому, на ремонт втулки шпинтона, составлена ведомость технологических документов, которая оформлена в виде технологического процесса.

5 Разработка технологических операций

При проектировании операций [3] для каждой из деталей должны быть выбраны оборудование, приспособления, режущие и мерительные инструменты, назначены допуски на операционные размеры и пространственные отклонения, рассчитаны припуски и операционные размеры, режимы и нормы времени. Операция делится на технологические и вспомогательные переходы, установки, позиции, рабочие и вспомогательные ходы, приемы.

При выборе способа восстановления изношенных деталей необходимо учитывать, что дуговыми способами наплавляются и свариваются до 85% дефектных деталей.

Технологический процесс рекомендует последовательность операций и переходов, с помощью которых осуществляется восстановление изношенной детали. Основными этапами разработки технологического процесса наплавки является:

подготовка деталей к наплавке;

выбор наплавленных материалов;

расчет параметров режима наплавки;