Технология ремонта буксового узла

1. Назначение, конструкция и технические данные буксового узла

2. Основные неисправности, причины возникновения и способы их предупреждения

3. Периодичность ремонта и технического обслуживания буксового узла

4. Технологический процесс ремонта буксового узла

5. Проверка (испытание) Буксового узла после ремонта

6. Техника безопасности при ремонте буксового узла

7. Безопасность движения Литература

Новости техники. Информационная служба журнала «Железные дороги мира».

Подшипники Brenco для железных дорог России.

Результаты испытаний отечественных буксовых подшипников показали их неудовлетворительные характеристики из-за ряда технических и технологических недостатков. В то же время потребность Российских железных дорог (РЖД) в буксовых узлах для оснащения новых и модернизации эксплуатируемых вагонов составляет 400 тыс. шт. в год.

Компания Brenco, США, занимает лидирующие позиции в изготовлении двухрядных конических роликовых подшипников для подвижного состава всех видов, включая локомотивы. В настоящее время Brenco, имеющая годовой оборот более 100 млн. дол. США, обеспечивает 60% рынка Северной Америки.

В начале 90-х годов Brenco разработала буксовые подшипники QBS Gold. В течение короткого времени их выпуск достиг 60% общего объема продаж компании. Эти подшипники отличаются высокой надежностью при эксплуатации в разных условиях — от арктической Аляски до пустынного Техаса.

Так, компания Wisconsin Electric Power, владеющая собственным парком вагонов для перевозки угля, имела в 1990 г. 413 случаев выхода из строя буксовых подшипников. Через 4 года, когда большая часть вагонов была оснащена подшипниками Brenco, число таких случаев уменьшилось до 52, причем все они были связаны с незамененными подшипниками. Только за счет этого компания сэкономила около 350 тыс. дол.

Аналогичная ситуация наблюдалась у компании APL, занимающейся смешанными контейнерными перевозками. В 1990 г. вагоны компании выполнили 70 тыс. рейсов, при этом было 118 случаев повреждения буксовых подшипников. После того как на большую часть вагонов поставили подшипники QBS Gold, число таких случаев уменьшилось на 64%, и ни один из них не был связан с подшипниками Brenco.

Последней разработкой Brenco являются подшипники Generation 2000, предназначенные в основном для использования в вагонах грузоподъемностью 100 т. Согласно результатам трехлетних испытаний, удалось существенно снизить износ конических роликов этих подшипников и значительно (на 57%) сократить выход шеек осей по фреттинг-коррозии. К числу технических новшеств, примененных в подшипниках Generation 2000, относятся полиамидный сепаратор с увеличенной контактной поверхностью, уплотнительная система ST-212 и синтетическая консистентная смазка марки Poly 1. Подшипники легче и меньше по размерам, чем применяющиеся в настоящее время, благодаря чему при их установке масса вагона уменьшается на 107 кг.

Специалисты Brenco и МПС РФ разработали двухрядный конический роликовый подшипник для работы на РЖД в пассажирских вагонах со скоростью движения до 200 км/ч и грузовых с увеличенными осевыми нагрузками. Кассетный буксовый узел представляет собой готовую к установке конструкцию, отрегулированную на заводе-изготовителе, заправленную смазкой и снабженную внутренними уплотнениями. Конструкция ресурсосберегающая, поскольку масса узла с адаптером равна 55 кг по сравнению со 100 кг у стандартной буксы, а количество закладываемой смазки в 2 раза меньше. Для монтажа двух подшипников на колесную пару требуется 2 мин.

Опыт эксплуатации буксовых узлов показал, что главными причинами выхода их из строя (отказа) являются допускаемые нарушения технологии при подборе и монтаже роликовых подшипников на шейку оси, а также несовершенства элементов корпуса буксы.

Так в 2005 году ФГУП Уралвагонзавод направил в опытную эксплуатацию партию тележек с кассетными буксовыми узлами.

Полагают, что применение таких подшипников позволит РЖД существенно снизить эксплуатационные расходы за счет уменьшения числа отказов в пути следования и сокращения минимум в 2 раза требуемых площадей, численности технологического оборудования и персонала колесно-роликовых участков вагонных депо.

В МПС 24 мая 1999 г. состоялась презентация подшипников компании Brenco. Было подписано соглашение о совместной работе над технико-экономическим обоснованием их применения на РЖД и организации изготовления на одном из отечественных заводов.

1. Назначение, конструкция и технические данные буксового узла

Буксовые узлы обеспечивают передачу нагрузки от кузова вагона на шейки осей и ограничивают продольные и поперечные перемещения колесной пары относительно тележки. Вместе с колесными парами они являются наиболее ответственными элементами ходовых частей вагона.

Буксовый узел неподрессорен и жестко воспринимает динамические нагрузки от рельсового пути, возникающие при движении вагона. Кроме постоянно действующих нагрузок от массы брутто, буксовый узел испытывает значительные удары при прохождении колес по стыкам рельсов, от толчков во время торможения поезда или наезда колес на башмак при роспуске вагонов с горки, от действия центробежной силы при прохождении кривых участков пути и др.

В мировой практике вагоностроения применялись буксовые узлы на подшипниках качения и подшипниках скольжения. Буксовые УЗЛЫ отечественных вагонов, а также современных конструкций зарубежных вагонов, оборудованы исключительно подшипниками качения (роликовыми подшипниками). Это обусловлено тем, что роликовые подшипники обеспечивают реализацию высоких скоростей движения и осевых нагрузок, а также более надежны и экономичны в эксплуатации.

Буксовые узлы с подшипниками качения классифицируются по типу роликовых подшипников, способу посадки их на шейку оси и конструкции корпуса буксы.

В практике вагоностроения используются три основных типа роликовых подшипников: цилиндрические однорядные — с короткими цилиндрическими роликами, сферические двухрядные — со сферическими роликами, конические однои двухрядные — с коническими роликами. Наибольшее распространение в отечественных и зарубежных вагонах получили цилиндрические роликовые подшипники. С 1964 г. отечественные вагоны на сферических подшипниках не выпускаются.

Существует три способа посадки подшипников на шейку оси горячая, втулочная и прессовая. В буксовых узлах современных конструкций вагонов используется горячая и прессовая посадки подшипников.

В зависимости от конструкции корпуса буксы различают буксы типа 1 — без опор под рессорные комплекты (рис. 1.3, а) и типа 2 — с опорами под рессорные комплекты (рис. 1.4). Буксы типа 1 применяют для грузовых вагонов, типа 2 — для пассажирских вагонов, в том числе вагонов электропоездов, а также для изотермических.

Основными требованиями, предъявляемыми к буксовым узлам, являются: безотказность и долговечность работы в существующих условиях эксплуатации в течение установленных сроков службы; небольшая собственная масса; взаимозаменяемость и унификация деталей; простота выполнения монтажа и демонтажа узлов при ремонте и хорошая герметизация буксового узла.

Конструкция типовых буксовых узлов. Буксовый узел современного отечественного вагона — это буксовый узел с цилиндрическими роликовыми подшипниками на горячей посадке, которыми оснащаются все типы пассажирских и грузовых вагонов.

Типовые буксовые узлы грузовых (рис. 1.1) и пассажирских (рис. 1.2) вагонов — соответственно буксы типа 1 и типа 2 — состоят из корпуса 3, двух цилиндрических подшипников — переднего 4 и заднего 5, крепительной 2 и смотровой 1 крышек, лабиринтного кольца 6 и элементов торцевого крепления подшипников.

Между корпусом и крепительной крышкой устанавливается уплотнительное кольцо (10 — на рис. 1.1 и 7 — на рис. 1.2), а между смотровой и крепительной крышками — резиновая прокладка.

Рис. 1.1. Буксовый узел грузового вагона Рис. 1.2. Буксовый узел пассажирского вагона Буксы вагонов показаны на рис. 1.1 и 1.2 с различными вариантами торцевого крепления подшипников — гайкой и шайбой соответственно. К элементам торцевого крепления в первом случае (рис. 1.1) относятся корончатая гайка 12, стопорная планка 14 и два болта 13, крепящие планку, во втором (рис. 1.2) — приставная шайба 11, болты 13, закрепляющие шайбу, и стопорная шайба 12.

Типовые буксовые узлы грузовых и пассажирских вагонов отличаются только конструкцией корпуса буксы.

Нормативный срок службы буксового узла — 15 лет.

Корпус буксы предназначен для размещения элементов буксового узла и смазки. Конструкция корпуса буксы определяется схемой опирания рамы тележки на буксовый узел и различается также конструктивным оформлением лабиринтной части.

В вагонах применяют корпуса букс двух типов: челюстные — без опор под рессорные комплекты, но с направляющими пазами для челюстей боковой рамы тележки — для грузовых вагонов (рис. 1.3), бесчелюстные — с опорными кронштейнами под пружины рессорных комплектов — для пассажирских вагонов (рис. 1.4)

Корпуса букс могут быть цельными — когда корпус выполнен заодно целое с лабиринтной частью 2 (рис. 1.3, а), и составными — с впрессованной лабиринтной частью 7 (рис. 1.1). Лабиринтная часть выполнена в виде кольцевых лабиринтных канавок и располагается в задней части корпуса. Буксы грузовых вагонов имеют как цельные, так и составные корпуса, буксы пассажирских вагонов — цельные. В стенках передней части корпусов делают отверстия с нарезкой под болты М20 для закрепления крепительной крышки.

Корпус буксы грузового вагона (рис. 1.3, а) по бокам имеет приливы 1 и пазы для соединения с боковой рамой тележки. Для равномерного распределения нагрузки между роликами вдоль образующей на потолке буксы сделаны ребра 3 жесткости, а для опоры рамы тележки — ребра 4. Масса стальной буксы 45 кг.

Вагонный парк начинает оснащаться корпусами букс из алюминиевого сплава AМг6, что позволяет снизить массу необрессоренных элементов и улучшить взаимодействие вагонов с верхним строением пути. Корпус роликовой буксы из алюминиевого сплава AМг6 (рис. 1.3, б) по своей конструкции имеет большое сходство с корпусом, изготовленным из стали. Корпус буксы из сплава AМг6 имеет массу 15,3 кг, что почти в 3 раза легче стального. Крепительные крышки и корпуса букс из алюминиевого сплава соединяют стандартными болтами и пружинными шайбами. Как показали результаты наблюдений, корпус из сплава AМг6 удовлетворяет условиям прочности для современных и перспективных условий эксплуатации подвижного состава. Его достоинство стабильность механических параметров в течение длительного времени, а также улучшение взаимодействия вагона и пути.

буксовой узел технический ремонт

Корпус буксы пассажирского вагона (рис. 1.4) в нижней части с обеих сторон имеет кронштейны 1 с отверстиями 2 для шпинтонов. На кронштейны опираются пружины буксового подвешивания, а на них — рама тележки. Для обеспечения рационального распределения нагрузки на ролики подшипников свод корпуса букс имеет переменное сечение. В потолке буксы пассажирского вагона делается несквозное отверстие М 16Ч1,5 для постановки термодатчика, предназначенного для контроля температуры нагревания буксового узла при движении поезда. Термодатчик может закрепляться также с помощью болта и крепежной планки. В этом случае в потолке корпуса буксы делаются два отверстия: первое — без резьбы — для установки термодатчика; второе — резьбовое — для болта крепления.

Корпуса букс отливают из стали марок 20ФЛ, 20ГЛ.

Лабиринтное кольцо (рис. 1.5, а) и лабиринтная часть корпуса, образуя четырехкамерное безконтактное уплотнение, препятствуют вытеканию смазки из буксы и попаданию в нее металлических примесей. Кроме герметизации корпуса с внутренней стороны, кольцо фиксирует положения корпуса буксы на шейке оси и внутреннего кольца заднего роликового подшипника.

Кольцо насаживают на предподступичную часть оси в горячем состоянии при температуре 125−150⁰С. После остывания кольцо удерживается на оси за счет натяга 80−150 мкм.

Кольца изготавливают из стали Ст. 5 и Ос.В.

Крепительная крышка (рис. 1.5, б) герметизирует корпус буксы с наружной стороны и фиксирует наружные кольца подшипников в буксе. Крышку отливают из стали марок 20ФЛ, 20ГЛ либо из стали II группы, предназначенной для изготовления автосцепок. В зависимости от типа буксового узла крепительные крышки могут иметь четыре или восемь отверстий для их крепления к корпусу.

Смотровая крышка (рис. 1.5, б) предназначена для осмотра переднего подшипника и состояния смазки, а также обточки колесной пары без демонтажа букс. Смотровую крышку присоединяют к крепительной при помощи четырех болтов М12.

Крышку изготавливают штамповкой из стали 10 кп либо из алюминия АЛ9.

Роликовые подшипники. Внутри корпуса буксы обычно размещаются два подшипника качения. Подшипники для букс грузовых и пассажирских вагонов железных дорог МПС единые. Это роликовые цилиндрические подшипники радиальные однорядные подшипники с короткими цилиндрическими роликами размером 130Ч250Ч80 мм. Задний подшипник выполнен с однобортовым внутренним кольцом, а передний — с безбортовым внутренним кольцом и плоским приставным кольцом (8 — на рис. 1.1 и 10 — на рис. 1.2), выполняющем роль борта.

Подшипники, имеющие один упорный борт на внутреннем кольце или оборудованные одним приставным кольцом, называются полузакрытыми. Они хорошо воспринимают радиальную нагрузку (направленную перпендикулярно оси вращения подшипников), а осевую — ограниченной величины — только со стороны борта или приставного кольца.

Передний подшипник имеет условное обозначение 232 726 ГОСТ 18 752, а задний — 42 726 ГОСТ 18 752. По этим обозначениям можно судить о размерах подшипника и его конструктивных разновидностях.

Роликовый подшипник (рис. 1.6) состоит из наружного 1 и внутреннего 3 колец, между которыми находятся ролики 2. Последние удерживаются в сепараторе 4 на одинаковом расстоянии друг от друга.

Внутреннее кольцо подшипника устанавливается на шейку оси с натягом, а наружное в корпус буксы — свободно. Вращение шейки оси вместе с внутренним кольцом подшипника вызывается вращение роликов вокруг своих осей и перекатывание по дорожкам качения между наружным и внутренним кольцами. Свободное перемещение роликов обеспечивается наличием радиального и осевого зазоров.

Радиальный зазор измеряется в свободном от нагрузки подшипнике и представляет собой сумму зазоров между дорожками качения колец и роликом. Осевой зазор измеряется между торцами роликов и бортами колец. Для новых подшипников на горячей посадке радиальный зазор 115−170 мкм, а осевой зазор 70−150 мкм. Причем меньшие значения зазоров рекомендуются для грузовых вагонов, а большие — для пассажирских.

Цилиндрические подшипники, применяемые в вагонах, выполнены разъемными: наружное кольцо, сепаратор, ролики образуют отдельный блок, который свободно снимается и надевается внутреннее кольцо. Такая конструкция упрощает технологию монтажа и демонтажа буксового узла, поэтому она находит широкое применение в вагоностроении.

Неподвижность крепления внутренних колец на шейке оси достигается соответствующей их посадкой — горячей, втулочной или прессовой.

Ролики цилиндрического подшипника (рис. 1.7, а) имеют форму цилиндра, образующая которого представляет прямую линию, параллельную оси вращения подшипника и перпендикулярную радиальной нагрузке. Поэтому радиальная нагрузка распределяется по длине и хорошо воспринимается цилиндрической поверхностью тел качения, а осевая — лишь торцами роликов. Для предупреждения вредного влияния перекоса буксы и прогиба шейки оси на работу цилиндрических подшипников ролики стали изготавливать со скосами «бомбиной» (рис 1.7, б).

Сепаратор представляет собой кольцо, изготовленное из латуни ЛЦ400Мц3Ж с наличием окон для установки роликов. Для удержания роликов от выпадания из сепаратора производится расчеканка его перемычек.

Элементы торцевого крепления подшипников предназначены для закрепления внутренних колец подшипников в осевом направлении.

В буксах колесных пар типа РУ1−950 применяют корончатые торцевые гайки, стопорные планки и болты М 12 для крепления планок (рис. 1.8, а). Изготавливают эти детали из стали Ст5 либо 40Л1 методом точного литья. Корончатые гайки обычно изготавливают шестигранными с одиннадцатью пазами для постановки стопорной планки. Планку укрепляют в пазу торца оси двумя болтами, скрепляемыми вязальной проволокой.

В буксах колесных пар типа РУ1Ш-950 для торцевого крепления подшипников применяются специальные шайбы. Шайбы бывают двух разновидностей: с тремя (рис. 1.8, б) или четырьмя отверстиями для постановки болтов М20. Более современной является конструкция с четырьмя болтами. В обоих вариантах для стопорения болтов от самоотвинчивания используется объединенная стопорная отгибная шайба. Материалом для изготовления шайб является сталь Ст3. Для крепления шайб на торцах шеек осей имеются отверстия с нарезкой, куда ввертывают крепежные болты. В центре шайбы предусмотрено отверстие большого диаметра для обеспечения установки центра станка при обточке поверхности катания колес, производимой без демонтажа буксовых узлов.

Смазочные материалы. После монтажа буксового узла внутреннюю его часть заправляют консистентной смазкой. С 1973 г. для роликовых подшипников применяется консистентная смазка ЛЗ-ЦНИИ. Основное ее назначение — это обеспечение противоизносных, противокоррозионных и противозадирных явлений в процессе работы подшипников. В основном эти функции смазка ЛЗ-ЦНИИ. выполняет, но при длительной эксплуатации и особенно при попадании в буксу воды до 5% ее качества снижаются, что отражается на работоспособности подшипников (происходит схватывание торцов роликов с бортами колец, коррозионные повреждения и др.).

2. Основные неисправности, причины возникновения и способы их предупреждения

От исправного состояния буксовых узлов в большой степени зависит безопасность движения поездов. Являясь необрессоренной частью вагона, буксовый узел испытывает в пути следования значительные статические и динамические нагрузки, которые особенно велики при наличии на колесных парах ползунов, выщербин, «наваров», а также при проходе вагона по стыкам и дефектам рельсов. При проходе кривых участков железнодорожного пути, буксы испытывают большие осевые нагрузки. Буксовый узел требует высокой квалификации и точности выполнения работ по ремонту деталей и монтажу. Сложность своевременного выявления неисправностей объясняется также их конструктивными особенностями. Буксы герметично закрыты и за короткое время стоянки вагона на ПТО не предоставляется возможным визуально про контролировать состояние подшипников и деталей крепления. Для конструкторов и ученых остается актуальной задача разработки как более надежных подшипников, так и буксовых узлов в целом.

Основными неисправностями буксовых узлов на подшипниках качения являются:

износы и изломы сепараторов, разрушение деталей крепления подшипников, обводнение смазки, ослабление натяга внутренних и лабиринтных колец, изломы и разрывы внутренних и упорных колец подшипников (рис. 2.1). Износ и разрушение сепараторов, как правило, происходят из-за обводнения или недостаточного количества смазки в подшипниках, а также из-за механических повреждении сепараторов, не выявленных при полной ревизии буксы. В настоящее время необходимо обязательно производить вихретоковый контроль сепараторов, обращая особое внимание на состояние мест перехода от перемычек к основанию.

Причинами попадания влаги в смазку являются неправильное ее хранение и нарушения технических требований к монтажу буксы. Не разрешается хранить смазку под открытым небом незащищенной от попадания атмосферных осадков.

Во избежание попадания влаги в буксу не разрешается промывка колесных пар, подлежащих промежуточной ревизии, без специальной защиты буксового узла. При монтаже следует закладывать смазку в лабиринтное кольцо равномерно по всей окружности; необходимо заменять резиновые прокладки и кольца на новые и следить за прочностью болтовых креплений крышек.

Основная причина разрушения торцового крепления подшипников на шейке оси — нарушение требований монтажа букс: завышение зазоров между кольцами, неправильный подбор и установка гайки М 110. Следует тщательно контролировать состояние резьбы гаек и шеек осей.

Проворот колец происходит из-за нарушения температурных режимов при монтаже букс, применение несовершенных измерительных приборов и инструментов или неправильной их настройки.

Допускаемая разница температур измеряемых деталей и инструмента — не более З^ОС. Работы по хранению, подбору и комплектации подшипников должны выполняться в чистых, сухих, светлых и изолированных помещениях с температурой 18±2⁰С и относительной влажностью не более 60%.

Подбор колец к шейкам осей наиболее целесообразно производить на автоматизированных установках УПК-01.

Изломы колец происходят из-за нарушений требований неразрушающего контроля колец без снятия их с шеек осей, а также из-за, значительных нагрузок на подшипники. При контроле колец особое внимание следует уделить состоянию их бортов и мест перехода от бортов к цилиндрической поверхности. Для уменьшения вероятности появления усталостных разрушений на наружных кольцах при установке блока подшипника в буксу следует менять зону его нагружения.

Все неисправности приводят к повышенному нагреву букс. Но в начальной стадии дефекты могут не вызывать повышенного нагрева, однако создавая при этом аварийные ситуации. Выявить такие скрытые неисправности позволяют характерные внешние признаки, сопутствующие этим неисправностям (рис. 2.2).

Для содержания буксового узла с подшипником качения в исправном состоянии предусмотрен их контроль в эксплуатации и выполнение промежуточной и полной ревизии.

Для контроля за состоянием буксового узла в пути следования применяются системы бесконтактного обнаружения нагретых букс в поездах — ДИСК, ПОНАБ, КТСМ. Принцип действия диагностических систем основан на восприятии аппаратурой импульсов инфракрасного излучения от греющихся букс с преобразованием этих импульсов в электрические сигналы, их обработкой и передачей информации о наличии и расположении перегретых букс в поезде. Устройства ДИСК и ПОНАБ во многом способствуют своевременному выявлению неисправных буксовых узлов и повышению безопасности движения.

Буксы пассажирских вагонов оборудованы термодатчиками (СКНБ), которые своевременно сигнализируют проводнику вагона о наличии недопустимого нагрева буксового узла.

Встречая поезда с ходу, осмотрщики вагонов, используя признаки, выявляют неисправные буксы при движении вагонов.

После остановки состава каждый буксовый узел должен быть тщательно проконтролирован в следующем порядке:

· проверить состояние колесной пары;

· проверить нагрев буксы и сравнить его с другими буксами этого состава;

· осмотреть крышки, корпус буксы, лабиринтное кольцо;

· путем обстукивания смотровой крышки определить исправное состояние торцового крепления.

По внешним признакам (табл. 2.1) выявляют неисправные буксы, температура которых не отличается от температуры исправных. Степень нагрева букс определяется на ощупь. Осмотрщик вагонов тыльной стороной ладони должен прикоснуться к каждой буксе состава (рис. 2.5). Нагрев букс одной стороны поезда должен быть одинаков. Повышенный нагрев корпуса может быть из-за чрезмерно количества смазки, установленной в буксу при монтаже. Такой нагрев происходит непосредственно после ремонта, сроки которого необходимо уточнить по бирке. Этот нагрев должен прекратиться через 500ч600 км. Если нагрев происходит из-за заедания в лабиринтном уплотнении или дефектов подшипников, колесная пара должна быть отправлена для полного освидетельствования.

По смотровой крышке, чуть ниже ее середины, наносят легкий удар молотком. Если имеется излом болтов стопорной планки или тарельчатой шайбы, изломана стопорная планка, отвернулась гайка — будет слышен двойной удар или дребезжащий звук.

Повреждение торцового крепления, проворот внутренних колец, разрушение подшипников можно выявить специальным шаблоном (2.3, 2.4). Клиновой выступ шаблона вводится внизу и вверху между корпусом буксы и лабиринтным кольцом. Если шаблон входит в зазор вверху и внизу на одинаковое расстояние, букса исправна. Если шаблон в верхней части входит меньше, чем в нижней, то неисправен задний подшипник; если он в верхней части входит больше, чем в нижней, то неисправен передний подшипник. Допустимой является разность зазоров сверху и снизу корпуса не более 1 мм.

Вырезом в основании шаблона глубиной 1,7 мм проверяют смещение корпуса буксы относительно, лабиринтного кольца, которое допускается не более 1,4 мм.

Смещение на большую величину позволяет выявить ослабление или повреждение торцового крепления подшипников на оси. Данная неисправность может быть выявлена с помощью крючка. Проводя крючком по месту соединения корпуса буксы с лабиринтным кольцом, определяют величину смещения корпуса. Торцовое крепление исправно, если крючок зацепится за корпус буксы. Торцовое крепление повреждено, если крючок соскочит с лабиринтного кольца на корпус буксы.

Внешним осмотром выявляют повреждения смотровых крышек, ослабление их болтовых креплений.

На колесные пары, у которых неисправности буксового узла обнаружены визуально, по внешним признакам, на внутренней поверхности диска колеса наносят меловую надпись «По внешним признакам», а при обнаружении нагрева букс приборами ДИСК (ПОНАБ) наносят надпись «Аварийная — ДИСК (ПОНАБ)».

При обнаружении любой неисправности, выявленной по внешним признакам нагрева букс, осмотрщики вагонов принимают решение о методах ее устранения.

Если установить причину нагрева буксы невозможно, колесная пара должна быть отправлена в роликовый цех вагонного депо для ревизии.

3. Периодичность ремонта и технического обслуживания буксового узла

Промежуточная ревизия производится при обыкновенном освидетельствовании колесных пар, при их обточке без разборки букс, при единой технической ревизии пассажирских вагонов и по отдельным указаниям в качестве профилактической меры.

При промежуточной ревизии для контроля технического состояния буксы применяется установка для диагностирования подшипников.

Установка выявляет также такие неисправности подшипников, как отколы бортов колец и торцов роликов, усталостные и коррозийные раковины на дорожках качения колец и поверхности роликов, задиры на кольцах и роликах, ползуны на поверхности роликов, изломы упорного кольца и другие дефекты. Установка включает стенд для вращения колесной пары и диагностический блок, от которого к корпусам букс подводятся датчики. При обнаружении неисправностей буксового узла, колесная пара направляется на полную ревизию букс.

Перед производством промежуточной ревизии у выкаченных колесных пар буксы проворачивают для определения неисправностей на слух. При обнаружении толчков и ненормального шума производят полную ревизию. Контролируют надежность болтовых соединений смотровых и крепительных крышек, состояние лабиринтного уплотнения. Крышки и передние части букс протирают, снимают смотровую или крепительную крышку. Места прилегания крышек очищают от грязи и протирают, снятая крышка укладывается в закрываемый ящик внутренней стороной вверх. Из передней части буксы выбирают, смазку и перекладывают в снятую крышку для дальнейшего ее пользования. При этом необходимо соблюдать условия, исключающие попадание в крышку и буксу различных загрязнений.

При осмотре буксы определяют состояние смазки. Загрязнение смазки определяют визуально после растирания небольшого ее количества на тыльной стороне ладони. Буксы с загрязненной смазкой (стальные, латунные и другие примеси) направляют в полную ревизию. Потемнение смазки не является основанием для браковки.

Разработан прибор для определения качества проб смазки при производстве промежуточной ревизии роликовых букс. Для проверки смазки после снятия смотровых (крепительных) крышек берут из каждой буксы пробы по 4−5 грамм. Пробы смазки закладывают в прозрачный стакан емкостью 250−300 мл. В стакан наливают 100мл, предварительно нагретого в водной бане до температуры 70−90⁰С бензина. Содержимое стакана тщательно перемешивают деревянной палочкой до получения однородной смеси. Если в смазке есть металлические частицы, они выпадают на дно стакана. Стакан с раствором помещают в отверстие в верхней части прибора (рис. 3.1) и включают прибор. Для определения содержания в смазке металлических примесей используют магнит, который вмонтирован в деревянную палочку. При перемещении палочки по дну стакана за магнитом увлекаются металлические частицы, перемещение которых наблюдают в зеркале прибора. По отражению в зеркале золотистой россыпи можно судить о наличии в смазке цветных металлов. Белый цвет смазки и её непрелипаемость к стенкам стакана свидетельствуют о наличии воды. В эксплуатации допускается наличие в смазке Л3-ЦНИИ механических примесей не более 1%, воды — не более 1%.

При хорошем состоянии смазки производят дальнейший осмотр переднего подшипника и деталей торцового крепления. При обнаружении трещин, изломов или других неисправностей подшипника буксу подвергают полной ревизии. При удовлетворительном состоянии подшипника контролируется стопорная планка или торцовая шайба, а также болты их крепления; ослабленные болты подтягиваются (болты стопорной планки подтягиваются в случае, если не производится обточка поверхности катания колеса). При ослаблеии болтов заменяют пружинные шайбы. Неисправную проволоку болтов стопорной планки необходимо заменить. Прочность крепления торцовой гайки проверяют ударами слесарного молотка по оправе, упираемой в шлиц гайки или в одну из граней коронки. Проверку, следует производить в обе стороны вращения гайки. Если ревизия выполняется при обыкновенном освидетельствовании колесных пар, независимо от состояния деталей крепления, снимают стопорную планку и подтягивают гайку. Колесную пару и гайку M110· 4 с поврежденной резьбой к дальнейшей эксплуатации не допускают.

При торцовом креплении подшипников шайбой болты М20 освобождают от стопорения, а вращением по часовой стрелке динамометрическим ключом проверяют усилие их затяжки. При наличии хотя бы одного из болтов с крутящим моментом менее 50 Н· м, все болты откручивают и проверяют состояние резьбы болтов и резьбовых отверстий в оси. При обнаружении задиров, повреждений мест перехода от головки болта к стержню или других неисправностей болты заменяют. При обнаружении обрыва более трех первых ниток резьбы в резьбовых отверстиях оси или затруднениях при завертывании болтов крепления резьбовые отверстия разрешается исправлять мeтчиком. При повреждении более шести первых ниток резьбы в резьбовых отверстиях колесную пару не допускают к эксплуатации до специального указания. Болты, имеющие затяжку крутящим моментом более 50 Н· м, подтягивают усилием 230−250 Н· м. Затяжку производят равномерно. Завинчивание трех болтов производят дважды по периметру, а четырех — по схеме 1−2-3−4-3−4-2−1 с последующим их стопорением шайбой.

При обточке поверхности катания колес взамен снятой смотровой или крепительной крышки устанавливают временную с отверстием для прохода центра станка. После обточки колесной пары временную крышку снимают, проверяют состояние смазки надежность торцового крепления. После каждой обточки при обыкновенном освидетельствовании колесных пар под правый верхний болт крепительной крышки ставят дополнительную бирку, на которую наносят данные о месте, времени и порядковом номере обточки колесной пары.

При исправном состоянии смазки, переднего подшипника и деталей крепления в буксу закладывают ранее удаленную и при необходимости добавляют свежую смазку из расчета 1/3 свободного пространства передней части буксы, а затем ставят крышки. Между крышками ставят резиновую прокладку, новую или исправную, бывшую в употреблении. Между крепительной крышкой и корпусом устанавливают резиновое кольцо.

О проведении промежуточной ревизии на крышку буксы, предварительно очистив ее от грязи, наносят белой масляной краской надпись о времени и месте выполнения ревизии, а именно:

букву Р, месяц, две последние цифры года и присвоенный номер вагонного депо или завода (рис. 3.2).

Результаты ревизии заносятся в журнал формы ВУ-92.

Полная ревизия производится при полном освидетельствовании колесных пар, недопустимом нагреве букс, разрушении буксового узла, отсутствии бирки или неясности клейм на ней и при выполнении сварочных работ на вагоне или тележке без соблюдения требований. Ревизии подвергают обе буксы одной колесной пары.

При полной ревизии букс необходимо выполнить работы по демонтажу, промывке, осмотру и проверке деталей букс. При необходимости детали буксового узла ремонтируют или заменяют на исправные, а затем буксовые узлы вновь монтируют.

Полную ревизии производят под контролем мастера, имеющего удостоверение на право производства полного освидетельствования колесных пар и полной ревизии букс.

4. Технологический процесс ремонта буксового узла

Демонтаж букс. Промывка деталей буксового узла.

Демонтаж букс с подшипниками качения выполняют на механизированной или полуавтоматической поточных линиях или ручным способом. Демонтаж букс на горячей посадке без снятия внутренних и лабиринтных колец производят при условии проверки оси специальным щупом ультразвукового дефектоскопа. Снимать внутренние и лабиринтные кольца букс на горячей посадке необходимо при их неисправностях, ремонте колесной пары со сменой элементов, а также при отсутствии соответствующих средств неразрушающего контроля.

При демонтаже буксы любым способом необходимо отвернуть болты крепительной крышки (рис. 4.1) и снять ее вместе со смотровой. Из передней части буксы удалить смазку, отвинтить болты стопорной планки или тарельчатой шайбы, снять планку или шайбу. Далее с осей РУ1 отвинчивают и снимают торцовую гайку. Выкручивание болтов производят с использованием демонтажных стендов или гайковертов. Гайку снимают с помощью стенда или инерционным ключом. Снятые детали укладывают в контейнер для последующей обмывки. После удаления упорного кольца кран-балкой специальным захватом или буксосъемником снимают корпус буксы вместе с блоками подшипников (наружное кольцо с роликами и сепаратором). Из корпуса буксы пневмоили гидропрессом удаляют блоки подшипников. При этом запрещается ударять молотком по корпусу буксы или подшипникам. При необходимости с шейки оси с помощью индукционного нагревателя снимают одно или оба внутренних кольца, а с предподступичной части оси лабиринтное кольцо.

Все детали буксового узла подают в моечные машины для промывки.

Подшипники промывают в автоматических моечных машинах при температуре 90−95⁰С мыльной эмульсией, содержащей 8−10% отработавшей смазки ЛЗ-ЦНИИ. Подшипники на горячей посадке подают в моечную машину со специальными втулками или внутренним кольцами для предохранения роликов от выпадения.

Все остальные детали буксового узла промывают двумя моющим жидкостями при температуре не ниже 90⁰С. Первый раствор содежит 3−5% каустической соды, а второй — 8−10% отработавшей смазки ЛЗ-ЦНИИ.

После промывки детали буксового узла осматривают, контролируют их состояние и, при необходимости, ремонтируют.

Ремонт деталей буксового узла

Для разборки цилиндрического подшипника на горячей посадке необходимо выдвинуть ролики из бортов наружного кольца внутрь подшипника и, сняв наружное кольцо, вынуть ролики из гнезд сепараторов (рис. 4.2).

Детали подшипников внимательно осматривают и подвергают испытанию средствами неразрушающего контроля. Внутренние и наружные кольца необходимо проверить магнитопорошковой дефектоскопией, а ролики и сепараторы — вихретоковым методом контроля.

Например, установка ВД-13НФ служит для выявления дефектов на поверхности катания роликов при полной ревизии букс. В состав дефектоскопа входят электронный и электромеханический блоки. Контролируемый ролик вращается на опорных роликах (рис. 4.3, а) и одновременно движется поступательно таким образом, что его поверхность сканируется по спирали (рис. 4.3, б). При наличии дефекта сигнал от вихретокового преобразователя поступает на электронный блок, на котором срабатывает световая и звуковая сигнализация.

На кольцах и роликах имеют место разнообразные неисправности: усталостные раковины из-за постоянных динамических нагрузок и достижением металлом предела выносливости; шелушение вследствие проскальзывания роликов по дорожкам качения; точечная коррозия и коррозийные раковины из-за попадания в смазку воды или длительного отстоя вагонов в парке ожидания; электроожоги в виде небольших точек или рифления из-за прохождения электрического тока через подшипник; вмятины из-за попадания в подшипник твердых включений; разнообразные забоины и задиры вследствие небрежности демонтажа и монтажа. На торцах роликов и бортах колец могут быть задиры типа «елочки», возникающие от осевых нагрузок при отсутствии масляной пленки на трущихся поверхностях.

Разрывы и отколы колец происходят из-за нарушения технологии изготовления, электроожогов, заклинивания роликов. При заклинивании роликов на их поверхности образуются ползуны.

Усталостные разрушения и изломы сепараторов происходят вследствие нарушений технологии изготовления, монтажа, обводнения смазки.

Детали подшипников с трещинами, отколами, коррозионными раковинами и пятнами бракуют. Детали с незначительными дефектами например, кольца с задирами и заусенцами фасок бортов, задирами типа «елочка» ремонтируют обработкой шлифовальной шкуркой с маслом. У сепараторов разрешается восстанавливать чеканку, производить расточку по внутреннему диаметру, запиливать острые углы у перемычек.

Установлены два вида ремонта подшипников — без переборки роликов и с переборкой. Ремонт без переборки роликов выполняют при замене или шлифовке колец, замене или ремонте сепараторов.

Ремонт подшипников с переборкой роликов (с измерением их по диаметру и длине) выполняют при замене любого количества роликов, шлифовке торцов или цилиндрических поверхностей роликов, а так же выпадании роликов из гнезд сепаратора. Для комплектования подшипников ролики измеряют по диаметру и длине, при этом разность диаметров роликов в одном подшипнике на горячей посадке не должна превышать 5 Мкм, а разность в длине — не более 12 Мкм. В один подшипник запрещается ставить различные по форме ролики.

При сборке блока подшипника необходимо, чтобы кольца, сепараторы и ролики маркировкой были обращены в одну сторону. Если маркировка на деталях отсутствует; необходимо наносить на одном из торцов сепаратора букву Ж, а один из торцов роликов условно обозначать знаком +. Сборку подшипников производят в обратной последовательности их разборки.

На наружном кольце отремонтированного подшипника наносят надпись, которая содержит букву Р1 или Р11 в зависимости от вида ремонта, месяц, две последние цифры года и условный номер предприятия, производившего ремонт. Надпись наносят электрографом при разобранном подшипнике или кислотой на собранном.

Отремонтированные подшипники комплектуют по радиальным, осевым зазорам и по диаметрам отверстий внутренних колец. Радиальные и осевые зазоры увеличиваются при длительной эксплуатации от естественного износа, а отверстия внутренних колец изнашивается от повторных работ по монтажу и демонтажу.

Радиальные и осевые зазоры измеряются щупом с применением специальных приспособлений. Величина зазоров должна быть в пределах допустимых норм. Например, радиальный зазор подшипников на горячей посадке для грузовых и пассажирских вагонов, эксплуатируемых со скоростью до 120 км/ч, при ремонте должен быть в пределах 0,09−0,25 мм. Разность радиальных зазоров подшипников в одной буксе при измерении на эталонном кольце не более 0,01 мм. Осевой зазор в подшипниках грузовых и пассажирских вагонов при ремонте — не менее 0,06 мм. Осевой разбег для двух парных цилиндрических подшипников обеспечивается конструкцией буксы и должно быть 0,68−1,38 мм.

Прочная посадка внутренних колец на шейку оси и цилиндрических подшипников на горячей посадке обеспечивается за счет натяга, который создается из-за разности диаметров шейки и внутренних колец и должен быть при ремонте в пределах 0,03−0,065 мм. Подбор внутренних колец к шейкам осей выполняются с использованием специальных приборов или на автоматизированной установке (рис. 4.4).

Автоматизированная установка УПК-01 для подбора внутренних колец перед установкой на шейку оси включает измерительное устройство для контроля диаметра шейки оси 1, измерительное устройство для контроля диаметра внутреннего кольца подшипника 2 и пульт управления 3 с монитором 4. Измерительное устройство для контроля шейки оси «Призма» состоит из координирующей призмы (позиция (1), двух индуктивных преобразователей линейных перемещений (позиция б) И электромагнитного датчика (позиция с) для контроля правильного положения «Призмы» на шейке оси.

Измерительное устройство для колец 2 состоит из прибора УД-1 В (позиция д) и индуктивно преобразователя линейных перемещений (позиция е).

Для обмера шеек устройство «Призма» устанавливается поочерёдно в положение заднего и переднего подшипников, которое контролируется датчиком положения. Результаты измерения (средний диаметр, овальность и конусность шейки) обрабатываются вычислителем, индуцируются на экране монитора и хранятся в ОЗУ микропроцессора. Подбираемое кольцо подшипника устанавливают на прибор УД-1 В и за 5ч10 секунд поворачивают против часовой стрелки на один оборот. При этом измеряется средний диаметр и овальность кольца в первом сечении, затем кольцо переворачивают и повторно производят измерение. Результаты измерений поступают в ОЗУ микропроцессора. На экране монитора индуцируются параметры кольца и вывод о пригодности кольца для установки на измеренную ось.

Данные о размерах колец и шеек заносят в журнал ВУ -90.

Если внутренние кольца не снимали с шейки, то дефектоскопирование колец производят непосредственно на шейке оси для выявления трещин, располагающихся, в основном, в галтелях задних бортов колец.

Кроме деталей подшипников при периодических видах ремонта вагонов магнитопорошковому контролю подвергают стопорные планки и осевые гайки. Детали с трещинами подлежат браковке. На стопорных планках и шайбах, торцовых гайках, болтах не допускаются заусенцы, забоины и другие неисправности, влияющие на работу буксового узлы. Запрещается растачивать резьбу гайки М110. На гайках, не имеющих кольцевых проточек, производят проточки установленного размера.

Резиновые кольца и прокладки при полной ревизии букс заменяют независимо от их состояния.

На крепительных и смотровых крышках не разрешаются трещины, забоины, вмятины, изгибы и другие неисправности. Прогнутые смотровые крышки разрешается выравнивать по их привалочной поверхности.

При любом виде ремонта вагонов в крепительных крышках (рис. 4.5) разрешается заварка отверстий и с изношенной резьбой для болтов смотровой крышки и отверстий 2 с последующей механической обработкой отремонтированных мест.

У лабиринтных колец проверяют размеры посадочных поверхностей и сравнивают их с нормами. Задиры на поверхностях лабиринтных колец зачищают шкуркой. Корпуса букс зачищают от коррозии, заусенцев. Внутренний диаметр корпуса проверяют нутромером на соответствие установленным размерам.

При всех видах ремонта вагонов разрешается ремонтировать наплавкой в корпусах букс грузовых вагонов (рис. 4.6) трущиеся поверхности 1, если расстояние между ними вдоль вагона не менее 322 мм; опорные поверхности 2, если расстояние от оси буксы до опорной поверхности не менее 170 мм; изношенные поверхности 3, если ширина челюсти поперек оси вагона не более 175 мм. В корпусах букс пассажирских и рефрижераторных вагонов разрешается ремонтировать наплавкой изношенные стенки отверстий для шпинтонов при износе более 5 мм на сторону и направляющих мест для пружин при износе более 6 мм по диаметру. В корпусах букс пассажирских и грузовых вагонов ремонтируют наплавкой изношенные отверстия для болтов крепительной крышки с последующим сверлением и нарезанием резьбы.

Монтаж букс с роликовыми подшипниками

Достаточная прочность посадки подшипников на шейке оси обеспечивается при условии, если подшипники и колесные пары имею температуру окружающей среды.

Монтаж букс на горячей посадке разрешается производить не раньше чем через 12 ч после обмывки колесных пар и через 8 ч после обмывки подшипников.

Монтаж букс с цилиндрическими подшипниками на горячей посадке начинают с установки на предподступичную часть от лабиринтного кольца 1 (рис. 4.7), подобранного по натягу и нагретого до температуры 125ч150°С в электропечи, масляной ванне или индукционным нагревателем. Величина натяга лабиринтных колец при ремонте должна составлять 0,02ч0,15 мм. Лабиринтное кольцо должно упереться в торец предподступичной части оси. На шейку оси надевают монтажную втулку, которой наносят по лабиринтному кольцу удары, усиливающиеся по мере его остывания до получения чистого металлического звука. Правильность расположения кольца проверяют лекальным угольником и щупом. Пластинка щупа толщиной 0,05 мм не должна проходить в зазор между угольником и торцом лабиринтного кольца, а также в зазор между кольцом и торцом предподступичной части оси.

Внутренние кольца 2 и 3 подшипников подбирают к шейкам с учетом натяга, который должен составлять при ремонте 0,03−0,065 мм. Кольца нагревают до температуры 100−120⁰С таким же образом, как и лабиринтное кольцо. Устанавливают кольца с помощью направляющего стакана и монтажной втулки. После установки внутренних колец ставят упорное кольцо 4 и при помощи шайбы и болтов М20 или торцевой гайки 5 все детали затягиваются в осевом направлении (рис. 4.7, а). По мере остывания внутренних колец болты или гайка подтягиваются для обеспечения плотного прилегания деталей друг к другу. После полного остывания шайбу или гайку и упорное кольцо снимают. Плотность прилегания внутренних колец друг к другу и к лабиринтному кольцу проверяют пластинкой щупа толщиной 0,04 мм, которая может войти в зазор между деталями на участке длиной не более 1/3 окружности.

В корпус буксы 6 после покрытия его посадочной поверхности цилиндровым маслом устанавливают блок заднего подшипника маркировкой к лабиринтной части и блок переднего подшипника 7, маркировка которого обращена к передней части оси (рис. 4.7, б).

Пространство между роликами и проточкой лабиринтной части корпуса или лабиринтного кольца заполняют смазкой по всему периметру.

В одну буксу не разрешается ставить сепараторы из латуни и полиамида, а на одну колесную пару запрещается устанавливать корпуса, изготовленные из алюминиевого сплава и стали.

Подготовленный корпус буксы устанавливают на ось вплотную к лабиринтному кольцу (рис. 4.7, в). Корпус буксы с блоками подшипников должен устанавливаться на внутренние кольца свободно, без особого усилия.

Тугое перемещение корпуса означает, что имеются нарушения в проверке радиальных зазоров подшипника или в подборе сепараторов. Далее на шейку оси устанавливают упорное кольцо маркировкой, обращенной к резьбовой части оси, навинчивают гайку М 110Ч4 и затягивают ее при помощи гаечного ключа и молотка массой 3−5 кг двумя-четырьмя ударами, прилегаемыми на плече 0,5 м. До получения чистого металлического звука (рис. 4.7, г).

Затем в паз оси устанавливают стопорную планку 8, болты стопорной планки 9 с пружинными шайбами. Болты связывают отожженной проволокой 10, которую увязывают по форме цифры 8. При монтаже букс на осях РУ1Ш после установки упорного кольца ставят тарельчатую шайбу и крепят ее четырьмя или тремя болтами М20. Под болты ставят стопорную шайбу. Затягивают болты М20 тарированным ключом усилием с крутящим моментом 230−250 Н· м (23−25 кгс· м). Для обеспечения равномерной затяжки болтов завинчивание четырех болтов выполняют по схеме 1−2-3−4-3−4-2−1, а трех — дважды по периметру. Края стопорной шайбы загибают на грань каждого из болтов. Одна треть свободного пространства передней части буксы заполняется смазкой, и корпус буксы закрывается крепительной 12 и смотровой крышками 14, которые крепят к корпусу буксы болтами М20 с пружинными шайбами (рис. 4.7, д).

Между смотровой и крепительной крышкой ставят новую резиновую прокладку 13, а между корпусом буксы и крепительной крышкой — новое резиновое кольцо 11. Крышки скрепляют между собой болтами М12 с пружинными шайбами и затягивают усилием с крутящим моментам 100ч120 Н· м. Общее количество смазки, закладываемое в буксу, должно быть 800ч900 г.

Под два болта (или один болт, если это предусмотрено конструкцией) крепительной крышки правой буксы с левой стороны устанавливают бирку, на которой выбивают номер оси, дату полного освидетельствования и условный номер предприятия, производившего монтаж букс.

5. Проверка (испытание) буксового узла после ремонта

Качество монтажа буксы проверяют измерением зазора между фланцем крепительной крышки и торцом корпуса, а также проверяют легкость вращения буксы относительно шейки оси. Допускаемый неравномерный зазор должен быть не менее 0,3 мм в зоне расположения ушков. Вращение буксы на шейке оси должно быть свободным. Кроме того, вручную проверяют осевое смещение буксы вдоль шейки оси, которое должно быть свободным в пределах осевого разбега.

После проверки буксу окрашивают черной краской. Данные монтажа буксы заносят в журнал ВУ -90.

6. Техника безопасности при ремонте буксового узла

Для предупреждения возможности поражения электрическим током корпуса электродвигателей, индукционных нагревателей, электропечей и другое оборудование, которое может оказаться под напряжением, должно иметь надежное заземление. Заземление должно быть хорошо видно. Электропечи должны иметь устройства, выключающие ток при открывании загрузочных дверей.

При нагреве лабиринтных и внутренних колец в масляной ванне с электроподогревом они должны быть начисто вымыты и высушены перед погружением в горячее масло. Погружать кольца в ванну необходимо осторожно во избежание разбрызгивания горячего масла. Масло перед заливом в ванну необходимо проверить на отсутствие влаги.

При работе с индукционными нагревателями, дефектоскопами необходимо использовать средства личной защиты: диэлектрические перчатки, галоши, резиновые коврики и инструмент с изолированными ручками.