Повышение надёжности тягового привода третьего класса тепловоза ТЭП70БС

Повышение надёжности тягового привода третьего класса тепловоза ТЭП70БС

Министерство транспорта Российской Федерации

Федерального агентства железнодорожного транспорта

ГОУ ВПО

"Дальневосточный государственный университет путей сообщения"

Утверждаю

Зав. кафедрой

"Электроподвижной состав"

Давыдов Ю.А.

Пояснительная записка к дипломному проекту

Повышение надёжности тягового привода третьего класса тепловоза ТЭП70БС

Разработал Колесников Е.В.

Руководитель проекта

Трофимович В.В.

Консультант Слободенюк А.В.

Консультант Катин В.Д.

Нормоконтроль Бобровников Я.Ю.

Хабаровск

Содержание

тепловоз ремонт тяговой привод

1. Анализ конструкции экипажной части тепловоза ТЭП70БС

.1 Эксплуатация тепловоза ТЭП70БС в депо станции Тында

.2 Описание тепловоза ТЭП70БС

.3 Экипажная часть тепловоза ТЭП70БС

. Режимы работы тягового привода 3 класса и анализ работы резинометаллических втулок

.1 Нагрузка элементов тягового привода от тягового момента

.2 Силы, действующие в тяговом приводе 3 класса

.3 Формирование резинометаллических втулок

.4 Расчет резинометаллических втулок

.4.1 Сжатие радиальной силой Р1

.4.2 Сдвиг осевой силой Р2

.4.3 Скручивание крутящим моментом М = P3L

.4.4 Перекос резино-металлической втулки

. Технологический процесс освидетельствования элементов тягового привода тепловоза ТЭП70БС в локомотивном депо станции Тында

.1 Виды ремонта и обслуживания элементов тягового привода тепловоза ТЭП70БС

.2 Технологический процесс осмотра, обыкновенного освидетельствования и ремонта колёсных пар тепловоза ТЭП70БС в локомотивном депо станции Тында

. Предложение по повышению надежности элементов тягового привода 3 класса тепловоза ТЭП70БС с внедрением в производство нового оборудования в депо станции Тында

.1 Факторы, влияющие на долговечность резинометаллических втулок тягового привода 3 класса тепловоза ТЭП70БС

.2 Наблюдение за амортизаторами эластичной передачи в эксплуатации

.3 Комплекс для разборки колёсной пары тепловоза ТЭП70 (ТЭП75)

.4 Предлагаемый для внедрения в локомотивном депо станции Тында технологический процесс разборки колёсной пары ТЭП70 с использованием СРКП-005

.5 Описание производства работ после установки и внедрения комплекса для разборки колёсной пары ТЭП70

.6 Комплект дополнительного оборудования для разборки колёсной пары ТЭП75

.7 Технологический процесс разборки и осмотра опорного узла колёсной пары тепловоза ТЭП70БС

. Обеспечение безопасности работ при производстве технического обслуживания экипажной части тепловоза ТЭП70БС в локомотивном депо станции Тында

.1 Общие требования безопасности при производстве работ по обслуживанию экипажной части тепловоза ТЭП70БС

.2 Безопасность производства сварочных работ

.3 Безопасность производства слесарных операций

.4 Обеспечение безопасности работ при производстве малярных операций

.5 Требование по безопасности к средствам измерения и шаблонам

. Экономическое обоснование необходимости внедрения в производство в локомотивном депо станции Тында комплекса СРКП-005

.1 Теоретические основы определения экономической эффективности

.2 Оценка эффективности технического решения

.3 Определение затрат на внедрение нового оборудования на участке ремонта колёсных пар тепловоза ТЭП70БС в локомотивном депо Тында

.4 Определение срока окупаемости капитальных вложений

Заключение

Библиографическое описание

1. Анализ конструкции экипажной части тепловоза ТЭП70БС

.1 Эксплуатация тепловоза ТЭП70БС в депо станции Тында

Для осуществления пассажирских и пригородных перевозок на участках обслуживания локомотивным депо станции Тында на смену ранее используемым локомотивам 2ТЭ10М пришли более надёжные и высокоскоростные локомотивы ТЭП70БС, выпускаемые Коломенским тепловозостроительным заводом. Участки обращения пассажирских локомотивов ТЭП70БС приписного парка локомотивного депо станции Тында показаны на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Участки обращения локомотивов ТЭП70БС приписного парка локомотивного депо станции Тында

.2 Описание тепловоза ТЭП70БС

Тепловоз ТЭП70БС - односекционный пассажирский локомотив с электрической передачей переменно-постоянного тока предназначен для пассажирских перевозок на магистральных железных дорогах колеи 1520 (1524) мм климатического исполнения "У" по ГОСТ 15150 для всей сети железных дорог Российской Федерации. Обслуживается тепловоз локомотивной бригадой из двух человек (машинист и его помощник), управление тепловозом - дистанционное, может осуществляться с двух кабин. Построен на Коломенском тепловозостроительном заводе в 2003 году на базе серийного пассажирского тепловоза ТЭП70, с учетом требований ОАО "РЖД" к перспективным локомотивам. Приписной парк локомотивного депо станции Тында включает 20 локомотивов ТЭП70БС. Внешний вид тепловоза ТЭП70БС показан на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Внешний вид тепловоза ТЭП70БС

По сравнению с ранее выпускаемыми тепловозами ТЭП70 пассажирский тепловоз ТЭП70БС имеет следующие конструктивные отличия:

применен усовершенствованный дизель-генератор 2А-9ДГ-01 обеспечивающий повышение топливной экономичности, уменьшение расхода дизельного масла, увеличение К.П.Д;

в электрической передаче переменно - постоянного тока тяговый генератор типа ГСТ 2800-1000 заменен тяговым однокорпусным агрегатом

АСТМ 2800/600-1000, разработанным специалистами ОАО "Привод" (г. Лысьва). При этом тяговые электродвигатели оставили прежними - типа ЭДУ-133. Тяговый однокорпусный агрегат АСТМ 2800/600-1000 состоит из тягового генератора и генератора отопления вагонов пассажирского поезда;

для регулирования электрической передачи переменно - постоянного тока в режимах тяги и электрического реостатного торможения применена микропроцессорная система управления и диагностики МСУ-Т, разработанная сотрудниками ВНИКТИ. МСУ-Т обладает существенно большим объемом выполняемых функций, по сравнению с известной системой УСТА;

в шахте холодильника применены новые более совершенные вентиляторы

кабина машиниста, отделанная современными материалами, имеет лобовые и боковые стекла повышенной безопасности с электрическим обогревом;

применен современный пульт управления тепловозом с использованием жидкокристаллических дисплеев, на которых отражаются параметры ведения поезда и контролируется работа узлом тепловоза;

кузов тепловоза и экипажная часть имеют существенные отличия по сравнению с серийным тепловозом ТЭП70, так в частности применена новая схема расстановки гидрогасителей колебаний на тележках с введением буксовых гидрогасителей, усовершенствована конструкция узлов подвешивания тяговых электродвигателей. Кузов помимо современного внешнего вида выполнен по схеме облегчающей технологические процессы сборки и для увеличения срока службы имеет антикоррозионное покрытие;

тепловоз конструктивно разбит на модульные группы, что облегчает процессы снятия и постановки при постройке и ремонтах.

Технические характеристики тепловоза ТЭП70 БС:

мощность по дизелю - 2940 кВт;

номинальная мощность, отдаваемая на электроснабжение

поезда - 600 кВт;

напряжение постоянного тока в системе электроснабжения

поезда - 3000 В;

служебная масса - 135 тонн;

касательная сила тяги длительного режима - 167 кН (17 тс);

скорость при касательной силе тяги длительного режима, км/час;

при отключенном электроснабжении - 48 км/час;

при электроснабжении 600 кВт - 35 км/час;

конструкционная скорость - 160 км/час;

мощность электрического тормоза на валах тяговых;

электродвигателей - 3200 кВт;

удельный расход топлива дизелем на полной мощности - 198 г/кВт * час.

1.3 Экипажная часть тепловоза ТЭП70БС

Увеличение скоростей движения пассажирских тепловозов потребовало при создании локомотива снижения неподрессоренной массы экипажа и статической нагрузки от колёсной пары на рельсы. Такие условия объясняют особые требования, при строительстве локомотива, к отдельным его узлам и прежде всего к экипажной части.

К экипажной части тепловоза относятся кузов, главная рама, тележки, рессорное подвешивание, колёсно-моторный блок и другое.

Кузов тепловоза ТЭП70 несущий, ферменно-раскосого типа со съёмной крышей блочного исполнения. Каждый блок крыши выполнен с учётом крепления к нему узлов вспомогательного оборудования. Рама и боковые стенки кузова изготовлены из низколегированной стали 09Г2 ,а силовые узлы каркаса крыши и обшивка из алюминиевого проката, что значительно снизило металлоёмкость единицы длины кузова. Конструктивно кузов можно разделить на пять основных частей: рама, бак для топлива, стенки боковые с обшивными листами, блоки крыши и кабины машиниста. Кузов тепловоза ТЭП70 опирается на две одинаковые по конструкции трёхосные тележки.

Опорами кузова на тележку являются пружины расположенные в нишах рамы кузова и опирающиеся на боковины рамы тележки. На верхних листах боковин имеются направляющие втулки для установки и фиксирования нижних чаш пружин. Верхние чаши закреплены в нишах рамы кузова. Регулировочные кольца, состоящие из двух половин, расположены под нижними чашами пружин и предусмотрены для перераспределения нагрузок при взвешивании тепловоза. При относительных перемещениях тележки и кузова в горизонтальной плоскости (относ кузова и поворот тележки) пружины опор кузова получают поперечные деформации, создавая при этом упругое сопротивление этим перемещениям. Величина поперечных перемещений кузова относительно тележки ограничивается шкворневым устройством, а угловой поворот тележки ограничен упорами. Вертикальные деформации пружин опор кузова ограничены вертикальными упорами.

Конструкция унифицированной тележки, разработанная Коломенским тепловозостроительным заводом с участием ВНИТИ, отвечает требованиям к характеристикам экипажной части скоростных локомотивов. Тележка показана на рисунке 1.3.

Тележка с опорно-рамным подвешиванием тяговых электродвигателей, с двумя центральными главными опорами маятникового типа имеет замкнутую, сварную из штампованных и литых элементов раму, сбалансированное рессорное подвешивание первой ступени, включающее цилиндрические пружины, листовые рессоры, буксовые и рессорные балансиры.

Продолжение рисунка 1.3 - Тележка тепловоза ТЭП70БС

Ко второй ступени подвешивания относятся резиновые конические амортизаторы главных центральных опор и пружинные боковые опоры кузова, передающие половину массы кузова с оборудованием тележке. В качестве гасителя от боковой качки используют трение втулок и при вертикальном относительном смещении рамы тележки и кузова. Следовательно, рессорное подвешивание для боковой качки более мягкое, чем для продольного колебания. Статический прогиб первой ступени рессорного подвешивания 94 мм, боковых опор 98 мм. Тяговые и тормозные силы от колёсной пары раме тележки передают буксовые поводки, а от рамы тележек кузову - через упоры, установленные в средней части центральных маятниковых опор. Буксы поводкового типа. Валики, соединяющие поводки с буксой и рамой тележки, установлены в резиновые втулки, что практически устраняет возможность перемещения в продольном направлении и допускает вертикальное перемещение букс. Тяговый электродвигатель подвешен через резиновые амортизаторы. Механизм передачи тягового момента от якоря тягового электродвигателя к колёсам осуществляется через полый вал и две шарнирно-поводковые муфты, а на тепловозах поздних выпусков через полый вал с шарнирно рычажными муфтами.

Тележка тепловоза может быть разделена на следующие основные группы: колёсно-моторный блок, рама тележки, подвешивание массы локомотива относительно колёсных пар, передача тягового и тормозного усилий от колёсной пары кузову, рычажная передача и трубопровод тормоза.

Колёсно-моторный блок включает в себя колёсную пару 1, полый вал с приводами 2, тяговый редуктор с кожухом 5, тяговый электродвигатель 4 с закреплённой на нём опорой подшипников 3. Колёнсо-моторный блок тепловоза ТЭП70БС показан на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 - Колёсно-моторный блок тепловоза ТЭП70БС

Колёсная пара тележки с опорно-рамным подвешиванием тяговых электродвигателей отличается от колёсных пар с опорно-осевой подвеской наличием звена, обеспечивающего свободное перемещение оси колёсной пары относительно тягового электродвигателя. Колёсная пара тепловоза ТЭП70БС показана на рисунке 1.4. К главным элементам колёсной пары относятся колёсные центры 2 и 3 и бандажи 6 с укрепляющими кольцами, ось 1 и полый вал 4, надетый на ось с гарантированным радиальным зазором 35 мм. На полый вал установлена опора подшипников 5. Опора подшипников состоит из опоры, на которой установлены крышка лабиринта, роликовые подшипники, проставочное кольцо, наружная крышка. Крепление крышки производится болтами со шайбами. На подшипниках вращается ступица с лабиринтным кольцом, стопорными проставочным кольцом и крышкой внутренней, закреплённой болтами со стопорными шайбами. Ступица относительно опоры имеет осевой люфт в подшипниках в пределах 0,3-0,4 мм, который обеспечивается за счёт обработки кольца проставочного. На фланце ступицы закреплён зубчатый венец призонными болтами с гайками. Добавление смазки в подшипники производится через канал закрытый пробкой.

Рисунок 1.5 - Колёсная пара тепловоза ТЭП70БС

Все колёсные пары тележки одинаковые и имеют упругое поперечное перемещение ± 8 мм за счет резиновых амортизаторов буксовых поводков. Для улучшения горизонтальной динамики средняя колёсная пара относительно буксы имеет свободный поперечный разбег ± 14 мм. Поперечное перемещение оси обеспечивается тем, что в буксе средней оси не установлен шариковый подшипник, фиксирующий положение оси относительно буксы.

Привод передачи крутящего момента от тягового электродвигателя к колесу определили конструктивные особенности колёсной пары и прежде всего колёсного центра.

Колёсные центры дисковые, литые из стали 25Л-III (ГОСТ 977-65) с наружным диаметром 1070 мм. На колёсном центре два прилива с отверстиями диаметром 70 мм и два отверстия диаметром 200 мм, выполненных при литье. В отверстия диаметром 70 мм запрессовывают пальцы крепления поводка, соединяющего колёсный центр и траверсу эластичной муфты. Через отверстия диаметром 200 мм проходят цапфы привода полого вала, в которые запрессовывают пальцы крепления поводка, соединяющего полый вал с траверсой. В средней части на внутренней поверхности ступицы колёсного центра сделана проточка, соединённая каналом с наружной поверхностью ступицы, служащая для гидравлического ослабления натяга (0,16-0,22 мм) между колёсным центром и осью при демонтаже колёсной пары. В эксплуатации канал в ступице заглушают резьбовой пробкой 9. Обработанный колёсный центр балансируют статически. Допустимый дисбаланс не более 12,5 кгс/см.

На колёсный центр с натягом 1 - 1,45 мм насаживают в горячем состоянии бандаж. Колёсные центры с осью формируют тепловым способом. Перед посадкой колёсного центра поверхность оси под посадку покрывают лаком

ВДУ-3 или клеем ГЭН-150 в 12 слоёв.

Бандаж из стали марки Ш (ГОСТ 398-71) изготавливают шириной 140 мм. Диаметр по кругу катания 1220 ± 2 мм.

Профиль бандажа по ГОСТ 11018-64. Осевую фиксацию бандажа на колёсном центре выполняют обычным способом при помощи укрепляющего кольца, которое заводят в выточку бандажа при его температуре не ниже 200 0 С.

Ось колёсной пары из стали марки ОСЛ (ГОСТ 3218-59 ) выполнена полой с диаметром центрального отверстия 80 мм, диаметр шейки 160 мм, в средней части 205 мм, а в местах посадки колёсных центров 235 мм.

Полый вал обеспечивает передачу крутящего момента от ведомого колеса тягового редуктора через эластичную муфту колёсной паре. Полый вал изготовлен из стальной трубы 325Ч25 мм (ГОСТ 8732-70). На обработанные торцы трубы диаметром 320 мм насаживают горячей посадкой литые детали, получившие название приводов эластичной муфты. На средней части полого вала имеются шесть резьбовых отверстий диаметром 16 мм. Для центровки сформированной колёсной пары в отверстия вворачивают болты. В окончательно готовой колёсной паре в эти отверстия заворачивают заглушки , которые для фиксации кернят в резьбовом соединении.

Приводы, служащие для крепления ведомой шестерни тягового редуктора и рычагов эластичной муфты, насаживают на полый вал с температурой их нагрева до 120-150⁰С. Кроме того, устанавливают четыре штифта и обваривают торцы трубы полого вала и привода. Внутренний диаметр полого вала 280 мм. Полый вал с приводами вращается в роликовых подшипниках установленных в специальной опоре.

На наружной поверхности трубы полого вала на специальном бурте имеется проточка для установки разъёмного венца шестерни привода маслопрокачивающего насоса для смазки моторно-осевых подшипников, изготовленных из стальной втулки с баббитовой заливкой. На тепловозах поздних серий такая проточка отсутствует, а полый вал вращается в роликовых подшипниках, на которые посажена ведомая шестерня.

Тяговый редуктор (одноступенчатый), состоящий из ведущей и ведомой шестерен, закрыт кожухом, который является картером для смазки шестерен редуктора. Число зубьев соответственно 25 и 78, ширина 130 мм. Передаточное число редуктора 3, 12. Межцентровое расстояние 520 мм.

Ведущая шестерня, изготовленная из стали 12Х2НЧА, насажена на конический конец вала тягового электродвигателя тепловым способом. Натяг между шестерней и валом, измеряемый в осевом направлении, 1,25 мм. Температура нагрева шестерни на 130°С выше температуры вала, но не выше 200°С. Зубья шестерни цементируют.

В обработанной шестерне контур зубьев контролируют магнитным дефектоскопом после закалки, и шлифовки.

Ведомая шестерня выполнена в виде венца, надеваемого тепловым способом на торец фланца привода полого вала. Монтаж и демонтаж ведомой шестерни возможны на привод, закрепленный к полому валу. Зубья ведомой шестерни подвергают контурной закалке токами высокой частоты. Ведомые шестерни изготавливают по специальным техническим условиям, в которых указаны требования к материалу, термообработке и проверке стабильности технологии. Для компенсации возможных перекосов в работе и обеспечения прилегания на зубьях шестерен прошлифованы скосы со стороны тягового электродвигателя, уменьшающие толщину зуба на торце до 0,3-0,38 мм, но сохраняющие его профиль.

Опорно-рамная подвеска тягового электродвигателя и передача момента через полый вал и эластичную муфту обеспечивают стабильность зацепления шестерен, что позволило корпус тягового редуктора делать в виде тонколистового кожуха.

Кожух тягового редуктора предназначен для защиты зубчатого соединения от попадания на него посторонних предметов и пыли, а также для создания масляной полости редуктора. Стальной сварной кожух редуктора состоит из двух частей, соединенных между собой болтами, которыми в свою очередь прикреплён в пяти точках к остову тягового электродвигателя. Дополнительную устойчивость и жесткость системе придает то, что кожух фланцами диаметром 262 и 422 мм опирается на корпус лабиринтного уплотнения тягового электродвигателя и на цилиндрическую проточку привода полого вала. Для уплотнения зазоров по поверхности диаметром 262 мм и стыка горизонтального разъема установлена губчатая резина.

Кольцевой стык кожуха диаметром 422 мм, соприкасающийся с вращающейся цилиндрической поверхностью привода полого вала, уплотнен войлочной набивкой, пропитанной минеральным маслом. Конструктивно кожух спроектирован таким образом, что в местах разъемов предусмотрены маслоуловители, маслосбрасывающие кольца и каналы, обеспечивающие защиту разъемов кожуха от прямого попадания струй масла и слив в нижнюю часть кожуха осевшей на стенках и попавшей в лабиринтные камеры смазки.

В верхней части кожуха для сообщения замкнутой полости с атмосферой установлена воздушная труба, а в нижней имеется камера для установки уровнемера. Через эту камеру заливают около 2 л смазки.

Шарнирно - поводковая эластичная муфта, используемая в приводах третьего класса и предназначенная для передачи крутящего момента от полого вала (ведомой шестерни) колесной паре. Конструкция механизма передачи крутящего момента допускает максимальные вертикальные перемещения оси колесной пары относительно рамы тележки не более 35 мм. Муфта и её составные части показаны на рисунке 1.6 а и 1.6 б.

-валик, 2-амортизатор, 3-тяга, 4-шайба, 5-болт.

Рисунок 1.6 а - Муфта со стороны редуктора

Муфта состоит из траверсы поводков, пальцев для соединения поводков с траверсой, приводом полого вала и колесным центром, резинометаллических втулок (амортизаторов). Ведущие поводки муфты одним концом присоединены к пальцам полого вала, другим - к пальцам траверсы. Ведомые поводки муфты соединяют траверсу с колесным центром. При движении тепловоза (колебания надрессоренного строения, крен в кривых и др.) появляется несоосность полого вала и оси колесной пары: поводки муфты получают линейные и угловые перемещения. Для компенсации сложных угловых перемещений в соединениях поводков с траверсой, колесным центром и полым валом установлены резинометаллические втулки, выполняющие роль шарниров без технологических зазоров и обладающие определенной упругостью. Каждая колесная пара имеет две муфты. Пальцы левого и правого приводов полого вала соосны, траверсы муфт повернуты примерно на 45°. Ведущие поводки левой и правой муфт имеют встречное расположение.

Такое расположение поводков при передаче крутящего момента от полого вала к траверсе и от траверсы к колесу приводит к тому, что поводки одной муфты воспринимают усилия растяжения, а другой - сжатия. При относительных перемещениях полого вала рамы тележки и оси колесной пары одного знака для левой и правой муфт траверсы поворачиваются в разные стороны.

- палец, 2, 3, 8 - шайба, 4, 9 - болт, 5 - амортизатор, 6 - штифт, 7 - палец, 10 - тяга.

Рисунок 1.6 б - Муфта со стороны коллектора

Относительные перемещения полого вала и траверсы происходят не только при движении локомотива по неровностям пути, но зависят от монтажной несоосности и просадки рессорного подвешивания, что приводит к деформаций резиновых элементов муфты.

В связи с этим при оборке тележки и в эксплуатации необходимо следить за соосностью полого вала и осью колесной пары. Соосность оси и полого вала регулируют при установке тягового электродвигателя. Контроль соосности осуществляют измерением зазора между пальцами ведущих поводков муфты и отверстиями, через которые они проходят в колесном центре. Номинальный размер зазора 40±2 мм. Траверса муфты - промежуточное звено между полым валом и колесным центром - отлита из стали 25 ЛII в виде жесткой детали, имеющей четыре проушины, в которые на шпонках установлены валики крепления амортизаторов.

Поверхности пальца, за исключением посадочной, фосфотируют с последующим промасливанием. Посадочную поверхность пальцев, изготовленных из стали 40, покрывают лаком ВДУ-3 или клеем ГЭН-150 (В) и тепловым способом с натягом 0,09-0,12 мм устанавливают в отверстия колесного центра и привода полого вала. Валики, установленные в привод полого вала, дополнительно фиксируют штифтом. На пальцы по ходовой посадке насаживают резинометаллические втулки, которые от проворота стопорят шпонкой.

Резинометаллическая втулка (амортизатор) состоит из наружной и внутренней металлических втулок, между которыми запрессована резиновая втулка. Внутренняя металлическая втулка имеет шпоночный паз. Толщина внутренней и наружной втулок равна соответственно 5 и 4 мм. После сборки наружную и внутреннюю поверхность амортизатора окончательно обрабатывают. Резинометаллические втулки запрессовывают в отверстия диаметром 100 мм головки поводков, изготовленные из стали 40 двутаврового сечения. Расстояние между осями отверстий у поводка 271,5 мм.

Рама тележки состоит из двух продольных боковин, соединенных сваркой поперечными двумя шкворневыми и двумя концевыми балками. Рама тележки показана на рисунке 1.7. Основные силовые элементы рамы выполнены коробчатого сечения из штампованных из стали 20 листов, у которых толщина основных листов 10 мм. Концевые поперечные балки соединены с боковинами литыми угольниками. Боковины рамы сварены из шести корытообразных элементов, полученных штамповкой из листовой стали 20 толщиной 10 мм. Продольные элементы сваривают двусторонним швом.

Длинные 4 и короткие 3 стойки для соединения поводками букс с рамой тележки отлиты из стали 20ЛII и приварены стыковой сваркой со штампованными листами боковин. Сварные швы в основных узлах соединения литых кронштейнов с листами половин боковин подвергают рентгеноконтролю. Половины боковин с приваренными кронштейнами и фланцами сваривают продольным швом, образуя балку коробчатого сечения. К боковине приварены платики 6 для крепления тормозных цилиндров, ограничителей отклонения кузова, деталей для крепления рычажной передачи тормоза 15, 16, 17 и кронштейны боковых опор кузова 5.

Шкворневые балки, расположенные между осями колесных пар, сварены из двух штампованных листов из стали 20 толщиной 12 мм. Продольное сечение шкворневых балок специального профиля: средняя часть коробчатого прямоугольного сечения, а концевые части выполнены цилиндрическими диаметром 260 мм. Концы балок обтачивают на диаметр 256 мм. В средней части балок к нижней полке приварен лист толщиной 13 мм, а к боковым - лист толщиной 10 мм. Эти листы усиливают среднее сечение балки и служат основой для приварки к ним деталей крепления кронштейнов подвешивания тяговых электродвигателей.

В средней части шкворневой балки имеется отверстие, в которое вваривают стальной литой стакан. Цилиндрическими частями балки вставляют в отверстия боковин и приваривают к наружным боковым стенкам боковин и к фланцам, приваренным к внутренним половинам боковин.

Рисунок 1.7 - Рама тележки тепловоза ТЭП70БС

В нижней средней части к наружному листу боковины и фланцу приварена опора амортизатора листовой рессоры.

Концевые балки сварены продольным швом из корытообразных штампованных листов из стали 20 толщиной 10 мм. С боковинами концевые балки соединены стальными литыми угольниками. Передняя концевая балка 11 имеет большой прогиб средней части из-за расположения ее при сборке тепловоза под стяжным ящиком рамы кузова. Боковины, шкворневые и концевые балки с приваренными к ним деталями до механической обработки проходят термическую обработку для снятия напряжения. Клиновые пазы в кронштейнах для соединения с буксовыми поводками обрабатывают на станке после окончательной сварки рамы. Форма литых кронштейнов в местах, где сварное соединение делают встык со штампованным листом, предусматривает на максимально возможной длине плавное изменение жесткости узла. К шкворневым и концевым балкам крепят кронштейны подвешивания тяговых электродвигателей. Последние подвешены к раме тележки в трех точках.

Со стороны моторно-осевых подшипников к остову тягового электродвигателя при помощи восьми болтов прикреплен литой кронштейн , который через опору, обойму и резиновые амортизаторы опирается на одинарный кронштейн, болтами прикрепленный к поперечной балке рамы тележки. Между опорой и обоймой установлены регулировочные прокладки. Схема расположения тягового электродвигателя на тележке определила, что для первого и третьего электродвигателей одинарный кронштейн закреплен к концевым, а для второго - ко второй шкворневой балке рамы тележки.

Две другие точки крепления (подвешивания) электродвигателя к раме тележки расположены на противоположной стороне остова. Конструктивно опоры тягового электродвигателя выполнены в виде двух литых лап, изготовленных в отливке остова, которыми электродвигатель через опору и обойму опирается на резиновые амортизаторы и, установленные на двойной литой кронштейн, болтами прикрепленный к двойному кронштейну шкворневой балки рамы тележки. Болты крепления кронштейнов изготовляют по чертежу с высокими требованиями к качеству и геометрии. При этом особое внимание обращают на увеличенный (до 3 мм) радиус перехода от стержня к головке болта и перпендикулярность плоскости прилегания головки.

Сила тяги, образованная в результате взаимодействия колеса с рельсом при приложении крутящего момента, а равно и тормозная сила при нажатии тормозных колодок на бандаж передаются от оси колёсной пары буксе и далее через буксовые поводки раме тележки. От рамы тележки тяговые и тормозные силы передают упоры главных маятниковых опор раме кузова и далее через автосцепку составу. Таким образом, колёсная пара локомотива реализует тяговые или тормозные силы, совершает сложное движение по рельсу и создает в процессе движения динамические нагрузки экипажу и рельсу. Непосредственным узлом, связывающим колёсную пару с рамой тележки, является букса. Через буксы колёсные пары на рельсы передают нагрузку от массы локомотива.

Буксы тепловоза - бесчелюстные, поводковые с подшипниками качения. Конструктивно поводковая букса выполнена в виде цилиндрического корпуса, отлитого из стали 25ЛII с приливами для крепления поводков и буксового балансира. Буксы в собранном виде отличаются рядом внутренних деталей и комплектом подшипников в связи с тем, что средние колёсные пары каждой тележки в отличие от крайних имеют поперечный разбег оси 14 мм.

В буксах крайних осей, показанных на рисунке 1.7, установлено по два радиальных однорядных с короткими цилиндрическими роликами подшипника 30-32532Л1М без бортов на внутреннем кольце, предназначенных для восприятия радиальных нагрузок.

Осевые усилия, возникающие периодически при движении экипажа по рельсовому пути, воспринимают однорядные шариковые подшипники 80-232Л. В буксе установлено по одному подшипнику, разгруженному от радиальных сил. Для исключения осевого защемления подшипников колёсной пары освой разбег букс на крайних осях составляет 0,5-1,0 мм и ограничен величиной осевой игры шариковых подшипников. На крышках букс крайних осей устанавливаются датчики скорости и токосъёмники. Крышки букс крайних колёсных пар имеют прилитые кронштейны, на которые устанавливают буксовые демпферы.

Рисунок 1.7 - Буксы крайних осей

Букса с токосъёмником в отличие от букс с датчиками скорости имеет дополнительное лабиринтное уплотнение со стороны противоположной колесу. Токосъёмник служит для обеспечения отвода электрического тока от тепловоза к рельсам железнодорожного полотна, который передаётся по кабелю 1 к корпусу 2, с которого поступает на щеткодержатели 3 и через угольно - металлические щетки, находящиеся внутри щеткодержателей, передаётся на диск 4, являющийся элементом наружного уплотнения, далее через втулки 5 и шайбы 6 на ось колёсной пары и по кольцу 7 на колесо. В процессе эксплуатации необходим контроль величины износа щеток. Контроль высоты щеток производится при снятой крышке 8 специальным указателем износа щетки 8ТН.441.073 через отверстие в торце щеткодержателя.

В буксах средних осей установлено по два радиальных однорядных с короткими цилиндрическими роликами подшипника 30-152532л1М без бортов на внутреннем кольце и плоскими упорными кольцами, воспринимающих периодически возникающие осевые усилия и ограничивающих поперечные перемещения оси относительно корпуса буксы.

Для гашения колебаний тележки на пружинах первой ступени рессорного подвешивания служит буксовый демпфер, показанный на рисунке 1.9. Демпфер состоит из сварного корпуса 1, в который установлен клапан 2, цилиндр 3, поршень в сборе со штоком и направляющей 4. Направляющая закреплена в корпусе гайкой 5 через кольцо 6 и шайбу 7. Уплотнение корпуса производится резиновым кольцом 8. Уплотнение штока производится манжетой 9, закреплённой в направляющей крышкой 10 и винтами 11, и фторопластовым кольцом 13, находящемся в направляющей.

Установка буксового демпфера производится между кронштейнами установленными на раме тележки и крышками букс крайних колёсных пар через резиновые амортизаторы, которые зажаты гайкой сверху и болтом снизу.

Рисунок 1.8 - Буксы средних осей

Рисунок 1.9 - Демпфер буксовый

Для гашения вертикальных и горизонтальных колебаний кузова относительно тележки предназначен гидроамортизатор представленный на рисунке 1.10 Он состоит из сварного корпуса 1, в который установлены впускной клапан 2, цилиндр 3, шток 4 в сборе с поршнем и направляющей. Уплотнение штока в направляющей производится феропластовым кольцом и манжетой 6, устанавливаемые при сборке направляющей. Направляющая закреплена в корпусе гайкой 5.

Рисунок 1.10 - Гидроамортизатор

Роль передачи тяговых и тормозных усилий от колёсной пары и удерживания её в определённом положении относительно рамы тележки выполняют буксовые поводки. Благодаря деформации резиновых амортизаторов поводки допускают упругие поперечные и вертикальные перемещения букс относительно рам тележек. Буксовый поводок состоит из амортизатора поводка длинного 1, амортизатора поводка короткого 2, амортизатора торцевого 3, корпуса поводка 6, штифтов 7 и проставочной втулки 8. Амортизаторы запрессованы в корпусе поводка, а торцевой амортизатор на валики.

Буксовый поводок экипажной части тепловоза ТЭП70БС показан на рисунке 1.11.

Рисунок 1.11 - Буксовый поводок

При относительном вертикальном смещении рамы тележки и буксы поводок поворачивается на некоторый угол. Валики амортизаторов жестко укреплены в клиновых пазах буксы и рамы и поворачиваться не могут. Поворот буксового поводка происходит только благодаря деформации резиновых втулок и шайб. Предварительное поджатие резины амортизаторов обеспечивает стабильность характеристик при деформациях. Формирование цилиндрических резино-металлических амортизаторов путем запрессовки резиновой втулки с определенным поджатием увеличило долговечность работы амортизаторов в сравнении с другими методами изготовления.

2. Режимы работы тягового привода 3 класса и анализ работы резинометаллических втулок

.1 Нагрузка элементов тягового привода от тягового момента

На тяговую передачу действует, прежде всего, нагрузка, создаваемая тяговым моментом. Тяговый момент определяется режимом ведения поезда (пуск, переход с одной тяговой характеристики на другую) и скоростью, меняющейся при изменении сопротивлению движению.

Поскольку нагрузка, связанная с реализацией силы тяги, является полезной, стремятся повысить её до значения, предельного по сцеплению, на что и должен быть рассчитан привод.

Специфический режим работы тягового привода возникает при боксовании, то есть срыве сцепления, его развитии и восстановлении. В процессе боксования возможны как апериодические, так и периодические динамические режимы, в том числе и нагрузкой, превышающей предельную по сцеплению. Такой режим, как правило, возникает при пуске или на низких скоростях, когда тяговая характеристика двигателя позволяет развивать большие моменты. При неблагоприятном стечении обстоятельств этот режим может стать причиной повреждения привода из-за высоких нагрузок. Некоторые аварийные режимы в электрических цепях, как, например, круговой огонь на коллекторе тягового двигателя при отсутствии эффективной быстродействующей защиты для гашения поля главных полюсов, так же могут вызвать появление больших динамических нагрузок в тяговом приводе, способных даже при однократном возникновении привести к выходу его из строя.

Перечисленные режимы работы тягового привода связаны с реализацией колёсной парой функции движителя, в них двигатель выступает как источник силовых возмущений. В этом случае основным возмущающим фактором является электромагнитный момент. Вследствие того что тяговая характеристика падающая, влияние этого фактора на общий уровень нагрузки с ростом скорости уменьшается. Вместе с тем существуют режимы нагружения, связанные с выполнением колёсной парой функции движущей опоры, которая требует отслеживания в пространстве некоторой траектории, отличной от прямой и определяемой в первую очередь неровностями пути в профиле и формой катания колеса. Эти возмущения являются кинематическими и могут вызывать динамические реакции независимо от того, развивает двигатель электромагнитный момент или нет. Динамические процессы, вызванные ими при условии постоянства скорости движения, носят в основном стационарный (устойчивый во времени) характер, а с ростом скорости, как правило появляются в большей степени. В силу высоких частот изменения динамических нагрузок повторяемость их значительна, и они могут стать главной причиной усталостных разрушений элементов тягового привода.

Можно выделить ряд типичных режимов нагружения тягового привода, которые он должен выдерживать в эксплуатации и которые на стадии проектирования являются объектом расчетов:

Тяговый режим; нагрузка привода может быть принята статической, максимальное значение её определяется тяговой характеристикой локомотива и условиями сцепления колёс с рельсами.

Стацонарный динамический режим нагружения при движении с постоянной скоростью, в первую очередь с максимальной, а также при так называемых резонансных скоростях, динамическая нагрузка при этих скоростях может быть большей, чем при максимальной.

Нестационарный динамический режим нагружения при боксовании.

Аварийный режим, например, при коротком замыкании на коллекторе тягового электродвигателя.

В последних трёх случаях для определения нагрузок на элементы тягового привода требуется применять методы теории колебаний, так как это динамические нагрузки.

Нагрузки, связанные с реализацией стационарного тягового или тормозного момента, можно определить на основании законов статики.

.2 Силы, действующие в тяговом приводе 3 класса

При опорно - рамном подвешивании тяговых двигателей усложняется передача крутящего момента от тягового двигателя колёсной паре, так как расстояние между осями якоря двигателя и колёсной пары непрерывно меняется из - за упругого перемещения рамы тележки относительно колёсных пар.

В тяговом приводе с двумя эластичными муфтами тепловоза ТЭП70БС полый вал вращается в подшипниках, расположенных в опоре подшипников (рис.1.5). Остов двигателя опирается в трёх точках I, II, III на раму тележки (показано на рисунке 2.1). Момент на валу тягового двигателя вызовет появление в продольной плоскости пары сил Р3А (показано на рисунке 2.2.)

Величина реакций:

И

Реактивный момент, поворачивающий остов, будет уменьшать усилия на опоры. Усилия опоры I и II

И

Рисунок 2.1 - Эскиз опорно - рамной подвески тягового двигателя

Реакции на подшипники полого вала и якоря определяются по схеме показанной на рисунке 2.2б. Усилия по знаку противоположны реакциям

Рисунок 2.2 - Схема реакций на подшипниках полого вала и якоря

К усилиям, возникающим на опорах от вращающего момента, прибавляются составляющие от веса тягового электродвигателя.

Перемещения рамы тележки относительно оси обеспечиваются зазором между валом и осью, равным при статическом положении 35 мм. Крутящий момент от полого вала передаётся приводами расположенными по концам вала. В выступы приводов запрессованы пальцы передающие окружное усилие через ведущие поводки траверсе. В свою очередь траверса ведомыми поводками передаёт окружное усилие ведущим пальцам, запрессованным в центры колёс

Траверсы с поводками (рычагами) с резинометаллическими втулками (шарнирами) представляют собой эластичные муфты, передающие безударно крутящий момент колёсным парам и обеспечивающие взаимные перемещения рамы тележки и колёсной пары при движении тепловоза. Поводки с правой и левой сторопы колёсной пары имеют встречное расположение с углом сдвига траверс около 45^о.

Чтобы обеспечить нормальные условия привода, рессорное подвешивание тепловоза должно быть отрегулировано так, чтобы оси колёсной пары и полого вала совпадали. На действующем тепловозе это проверяется по равенству зазоров сверху и снизу цапфы пальца полого вала. При испытании эластичного привода тепловоза перемещение центра траверсы относительно центра иси достигал 25 мм. На рисунке 2.3 показана упрощённая схема для двух характерных положений траверсы. На рисунке 2.3 (слева) ведущий поводок Пв1 занимает горизонтальное положение. При мгновенном вертикальном перемещении рамы тележки на величину f резиновые втулки получают наибольшую закрутку.

Радиальная деформация Δb = АБ1 - АБ при вертикальном перемещении точки Б также будет наибольшей. Для положения траверсы на рисунке 2.3 (справа) характерно значительное перемещение центра траверсы относительно центра оси. При мгновенном перемещении рамы тележки на величину f центр траверсы перемещается относительно центра оси на величину ОО1. Перемещения траверсы относительно оси вызывают появление значительных ускорений и напряжений.

Рисунок 2.3 - Характерные положения траверсы эластичной муфты

.3 Формирование резинометаллических втулок

Формирование резинометаллических втулок может быть произведено двумя способами. Первый способ - литьевой, применявшийся при изготовлении втулок тепловозов первого выпуска, заключается в том, что разогретая сырая резина заливается под давлением в кольцевое пространство между металлической арматурой, где происходит её вулканизация и крепление к металлическим стенкам. Для лучшего крепления резины металлические поверхности предварительно латунируются. Недостатками этого метода является сложность технологического процесса - процесс формирования затягивается, так как для заливки в арматуру приходится обращаться к услугам завода резино-технических изделий. В процессе остывания после вулканизации происходят местные отслаивания резины от стенок металлических втулок, являющиеся начальными очагами разрушения втулок, так как при радиальном нагружении в одной половине втулки возникают напряжения сжатия, а во второй напряжения растяжения. В процессе динамического скручивания происходит интенсивное истирание и разогрев резиновой втулки, оторвавшейся от металлической арматуры. Долговечность таких шарниров в эксплуатации составляла 40-50 тысяч километров.

Второй метод запрессовки с радиальным поджатием резиновой втулки-заготовки получил повсеместное распространение из-за простоты и обеспечения высокой долговечности шарниров. Готовые резиновые втулки с необходимым припуском специальным приспособлением запрессовываются между стальными втулками, за счет чего в резине создаются значительные предварительные радиальные напряжения сжатия. Величина этих напряжений должна быть достаточно, чтобы при нагружении переменной радиальной силой не появлялись напряжения обратного знака. Кроме того, при концентрическом скручивании давление на стенки поджатой резины должны быть таким, чтобы не было проскальзывание резины по стенкам металлических втулок.

Размеры резиновой втулки:

В свободном состоянии

,

,

,

В запрессованном состоянии

где R1, r1, R2, и r2 - соответствующие радиусы до и после запрессовки

L, l, δо, и δ - длина и толщина втулок.

Степень предварительного сжатия втулки находится из выражения

 (3.1)

Подставим численные значения в формулу (3.1)

Резиновые втулки изготавливаются заводами РТИ из резины марки 7842 по техническим условиям №233-54Р МХП.

Физико-механические свойства резины:

Сопротивление разрыву σz ≥ 170 кГ/см²

Относительное удлинение εz ≥ 500%

Остаточное удлинение θz ≤ 25%

Коэффициент старения (после выдержки 96 часов при температуре 700 0С)≥ 0,8

Твёрдость по Шору 55-65

Температура хрупкости не выше -50⁰С.

Следует заметить, что поставляемые заводом РТИ резиновые втулки имеют большой разброс механических свойств. Считается нормальным, если это отклонение не превышает 20% от номинальных значений.

После формирования резинометаллическая втулка маркируется - проставляются дата и марка резины.

.4 Расчёт резинометаллических втулок

В процессе движения локомотива резинометаллические втулки шарнирно-поводковой муфты подвергаются следующим деформациям:

. Сжатию радиальной силой Р1 при передаче крутящего момента.

.Сдвигу осевой силой Р2 при боковом перемещении колёсной пары относительно рамы тележки.

.Скручиванию крутящим моментом Р3 L при вертикальном перемещении рамы тележки относительно колёсной пары.

.Перекосу, вызываемому моментом Р4 L при боковом перемещении колёсной пары относительно рамы тележки. Одновременно с поворотом внешней металлической втулки на угол φ за счёт силы Р4, во втулках возникают деформации сдвига f1.

.4.1 Сжатие радиальной силой Р1

При расчёте приняты формулы, полученные В.Л.Бидерманом. Для втулок, имеющих отношение

 (3.2)

где- модуль сдвига резины, кГ/см2- длина, см

 - толщина, см,r2 - соответственно наружный и внутренний радиусы втулки, см

 - перемещение внутренней втулки под действием силы Р.

Сжатие радиальной силой Р1 показано на рисунке 3.4

При  используется формула, учитывающая осевые деформации

 (3.3)

Радиальная жесткость втулки в первом случае

 (3.4)

Рисунок 3.4 - Сжатие радиальной силой Р1 резино-металлической втулки

Для второго случая

 (3.5)

Радиальная жесткость резинометаллической втулки резко снижается с увеличением толщины резины и интенсивно увеличивается с увеличением её диаметра.

.4.2 Сдвиг осевой силой Р2

Сдвиг осевой силой Р2 показан на рисунке 3.5

Осевая сила Р2 уравновешивается касательными напряжениями на поверхности цилиндра. Наибольшие напряжения возникнут на поверхности внутреннего цилиндра, имеющего радиус r1. Их величина определяется из равенства

Отсюда

Рисунок 3.5 - Сдвиг осевой силой Р2 резино-металлической втулки

Для того чтобы связать осевое перемещение f с силой Р2 , вызывающей эту деформацию, воспользуемся выражением, определяющим удельную энергию при сдвиге

Потенциальная энергия резинового элемента втулки

заменяя dv, где r - переменный радиус и

,

Найдём

Приравниваем потенциальную энергию деформации работе внешней силы

Найдём

Осевая жесткость резино-металлической втулки

 (3.6)

Жесткость втулки прямо пропорциональна длине втулки. При увеличении толщины резиновой втулки жесткость существенно снижается.

2.4.3 Скручивание крутящим моментом М = P3L

Момент М, приложенный к внутреннему цилиндру, уравновешивается касательными окружными напряжениями τrφ.

Максимальные напряжения будут на поверхности внутреннего цилиндра. Величину их найдём из равенства

отсюда

Зависимость угла φ от момента М определим, если приравнять потенциальную энергию деформации работе момента.

Заменяя dv = 2 где r- переменный радиус

,

найдём

Отсюда

Угловая жесткость шарнира

Угловая жесткость прямо пропорциональна длине шарнира. Влияние толщены резины тоже существенно.

.4.4 Перекос резино-металлической втулки

Перекос резино-металлической втулки показан на рисунке 3.6

На рисунке показаны две втулки. Внутренняя втулка переместилась на

величину  под действием силы Р1, приложенной посредине.

На рисунке показан поворот внутренней втулки относительно внешней на угол Ψ, причем tgΨ =

Рисунок 3.6 - Перекос резино-металлической втулки

За счет деформации резины возникает реактивный момент М, величина которого может быть приближенно определена из следующих соображений.

Можно предположить, что сила Р1, уравновешивается элементарными силами Р1, пропорциональными перемещению  ширине элементарного пояска l. Это предположение обосновывается формулами (3.4) и (3.5). Здесь элементарные силы равны по величине. По рисунку сила Р2 является равнодействующей элементарных сил ΔР, величина которых изменяется от 0 до ΔР1, по закону треугольника. Очевидно, что Р2, а точка приложения этой силы отстоит от центра поворота на величину, равную .

Продолжение рисунка 3.6 - Перекос резино-металлической втулки

Следовательно, суммарный момент пары сил Р2 будет равен

Если определить момент через радиальную жесткость резино-металлической втулки Жр=  и угол поворота Ψ = , получим

Так как модуль упругости меняется от способа закрепления и формы втулки, расчет проще вести по максимальным допускаемым деформациям, а не напряжениям. Наибольшая относительная деформация сжатия не должна быть больше 20% и сдвига 50%

Как пример можно привести расчет упругих характеристик и наибольшие деформации резиновых втулок эластичной муфты тепловоза ТЭП70 для резины с модулем сдвига G = 10 кГ/см².

Радиальная деформация при наибольшей силе тяги.

При коэффициенте сцепления Ψк= 0,33 сила тяги, реализуемая одной колёсной парой

 (3.7)

Подставляем численные значения в формулу (3.7)

Окружное усилие на ведущий палец колеса показано на рисунке 3.7.

Окружное усилие на ведущий палец колеса находится по формуле

 (3.8)

Подставляем численные значения в формулу (3.8)

Рисунок 3.7 - К определению радиального усилия на втулку от силы тяги.

Усилие по оси поводка при α = 210 51

 (3.9)

Подставляем численные значения в формулу (3.9)

Радиальная жесткость втулки при G = 10 кГ/см2 равна Жр= 3600 кГ/мм.

Радиальная деформация под действием силы тяги

 (3.10)

Подставляем численные значения в формулу (3.10)

Относительная деформация

 (3.11)

Подставляя численные значения в формулу (3.10) получим

Дополнительная радиальная деформация при вертикальном перемещении рамы тележки на величину f =2,5 см

Общая радиальная деформация

Подставляем численные значения в формулу (3.12)

Относительная деформация

Наибольшая деформация сдвига определена для средней оси тележки, имеющей боковой разбег 14 мм на сторону.

Поперечные перемещения средней колёсной пары относительно рамы тележки складываются из перемещений, определяемых свободным разбегом, и перемещений за счет эластичности буксовых поводков.

По данным испытаний Коломенского тепловозостроительного завода максимальные горизонтальные перемещения средней колёсной пары относительно рамы тележки возникают при скорости 20 км/ч при прохождении стрелочных переводов и достигают 35 мм. Таким образом амплитуда колебаний оси в обе стороны будет ± 17,5 мм.

С увеличением скорости амплитуда перемещений значительно уменьшается. В таблице 3.1 приведены усреднённые данные проведенных испытаний.

Таблица 3.1 - Усреднённые данные проведенных испытаний.

При перемещении оси на величину е траверса перемещается на величину е/2, оставаясь параллельной плоскости обода колёсной пары, так как моменты сил справа и слева относительно оси траверсы будут одинаковы. Поводки отклоняются от оси траверсы на угол так, как показано на рисунке. Деформации резиновых втулок за счет сдвига и перекоса показаны на рисунке 3.8

Рисунок 3.8 справа - перемещения шарниров двух верхних поводков относительно полого вала (точка 3).

Рисунок 3.8 посредине - перемещение шарниров нижних поводков

Рисунок 3.8 слева - совмещенная схема перемещений шарниров обеих пар поводков

Общее перемещение

где ξс- перемещение за счет деформации сдвига одной втулки

ξп - перемещение за счет наклона поводка на угол Ψ.

Момент сил PLCosΨ, вызвавших деформацию сдвига втулок и поворот поводка, равен сумме упругих моментов за счет перекоса втулок. Так как величина угла Ψ незначительна, можно написать

И

Если обозначить осевую жесткость втулки при деформации сдвига Жо, то

Так как

И

После замены  найдем

Осевая жесткость втулки при сдвиге

 (3.13)

Подставляем численные значения в формулу (3.13) и выполнив вычисления получим

Подставляя значения Жо= 1780 кГ/см и Жр= 36000 кГ/см в выражение для Р, найдём Р = 77 е, при е =3,5 см Р = 270 кГ.

 (3.14)

И

 (3.15)

Подставляем численные значения в формулы (3.14) и (3.15)

Наибольшая деформация сжатия при перекосе внутренней сталной втулки относительно наружной

 (3.16)

Подставляя численные значения в формулу (3.16) получим

и относительная деформаця

 (3.14)

По формуле (3,14)

При реализации наибольшей силы тяги и наибольшем перемещении средней оси

 (3.15)

По формуле (3.15):

Как видно из приведенных расчетов, деформации радиального сжатия могут достигать величин, превышающих допускаемые.

Наибольшая относительная деформация сдвига в данной конструкции привода незначительна при большом разбеге оси равна

 (3.16)

По формуле (3.16):

Угол закручивания

Жесткость при закручивании

 (3.17)

Подставляем численные значения в формулу (3,17):

Закручивающий момент равен

где f - вертикальное перемещение, см

Напряжение сдвига

При G = 10 кГ/см² и f = 2,5 см, τφr = 4,25 кГ/см².

Напряжения сдвига при скручивании получаются достаточно высокими. Жесткость эластичного привода при поперечном перемещении колёсной пары невелика. При е = 3,5 см , Р = 270 кГ. Усилие Р возникает на всех четырёх пальцах колёсной пары.

 (3.18)

По формуле (3.18) полуим

Угловая жесткость привода определяется как

где МFk max - момент передаваемый колёсной паре ,

𝛽 - угол, соответствующий деформации ΔFkmax

Так как каждый поводок имеет две резиновые втулки, упругое перемещение будет 2ΔFkmax.

и

Отсюда

Эффект предварительного сжатия резиновых втулок может быть приблизительно оценён на основании выражений, дающих зависимость радиальной силы Р от деформации Δ1. В обоих случаях эта зависимость линейна. Рассмотрим перемещение внутренней металлической втулки для случая предварительно сжатой резиновой втулки.

Если жесткость втулки без предварительного сжатия Ж λ- величина, на которую предварительно сжата стенка резиновой втулки, а Δ1 - упругое перемещение внутренней втулки, то сила слева по направлению перемещения равна:

А сила справа

Разность сил Рл и Рпр, то есть усилие на внутреннюю металлическую втулку, равно

Из данной зависимости видно, что предварительное сжатие удвоило жесткость втулки. Если Δ1 станет больше λ, то будет работать только левая часть втулки и жесткость её резко снизится. Отсюда следует, что при формировании втулок запрессовкой ( без приклеивания ) величину λ нужно принимать больше деформации, часто возникающей в эксплуатационных условиях работы локомотива. Для разобранного выше примера λ ≥ 0,2 см. Увеличение радиальной жесткости втулки приведёт к снижению основных деформаций, возникающих за счёт передачи крутящего момента.

В процессе эксплуатации локомотива происходит снижение жесткости при осевом сдвиге и скручивании, которое объясняется уменьшением поверхности сцепления резиновой втулки с внутренней металлической за счёт износа и остаточных деформаций концов резиновой втулки. Износ и остаточные деформации приводят к тому, что по краям резиновая втулка теряет предварительное сжатие.

3. Технологический процесс освидетельствования элементов тягового привода тепловоза ТЭП70БС в локомотивном депо станции Тында

.1 Виды ремонта и обслуживания элементов тягового привода тепловоза ТЭП70БС

Нормы пробега тепловозов между плановыми техническими обслуживаниями (ТО) и текущими ремонтами (ТР), а также объемы работ, выполняемые на них, являются основными исходными данными системы обслуживания и ремонта и непосредственно влияют на показатели надежности тепловозов в эксплуатации и технико-экономическую эффективность их использования. Несвоевременное и некачественное выполнение работ по техническому обслуживанию или ремонту или выполнение их в неполном объеме приводит к увеличению количества отказов на тепловозах, к снижению уровня их надежности. Тепловозы обслуживают и ремонтируют на специально оборудованных пунктах, в специализированных депо, которые имеют необходимые здания, оборудование, приспособления и инструмент. Технические обслуживания и текущие ремонты являются основными профилактическими мероприятиями, обеспечивающими нормальную эксплуатацию тепловозов. Все технические обслуживания и текущие ремонты должны выполняться в следующие сроки:

техническое обслуживание (ТО-2) - через 24 - 48 часов;

техническое обслуживание (ТО-3) - 12,0 ± 1,0 тыс. км, но не более 30 суток работы тепловоза;

текущий ремонт (ТР-1) 125 ± 12 тыс. км пробега тепловоза;

текущий ремонт (ТР-2) 250 ± 10 тыс. км пробега тепловоза;

текущий ремонт (ТР-3) 500 ± 50 тыс. км пробега тепловоза.

Из всех элементов тягового привода 3 класса тепловоза ТЭП70БС наиболее доступными для постоянного осмотра и контроля состояния в локомотивном депо станции Тында являются колёсные пары. Колёсная пара тепловоза ТЭП70БС показана на рисунке 3.1. Колесные пары для определения их технического состояния и пригодности к эксплуатации подвергаются осмотру с регистрацией в книге формы ТУ-28. Осмотр производится:

под ТПС - при всех видах технических обслуживании и текущих ремонтов ТР-1, ТР-2, каждой проверке ТПС в эксплуатации;

- при первой подкатке под ТПС новой колесной пары (после формирования) и после производства полного освидетельствования, если после них прошло не более 2 лет. При этом проверка даты формирования и освидетельствования производится по клеймам на торце (бурте) оси;

после крушений, аварий, схода с рельсов, если отсутствуют повреждения элементов колесной пары, требующие их замены.

- ось колёсной пары, 2, 3 - колёсные центры, 4 - полый вал, 5 - опора подшипников, 6 - бандаж колёсной пары.

Рисунок 3.1- Колёсная пара тепловоза ТЭП70БС

Состояние колёсных пар в процессе эксплуатации и при проведении ремонтных работ проверяют:

машинист - при каждой приемке ТПС (локомотивов в доступных местах, моторвагонного подвижного состава в доступных местах по доступной осмотру стороне); в эксплуатации при стоянках локомотивов на станциях и в пунктах оборота; при техническом обслуживании ТО-2 моторвагонного подвижного состава (в случае производства последнего локомотивными бригадами);

мастер - при техническом обслуживании ТО-3 ТПС;

- мастер или бригадир (где смены слесарей возглавляет бригадир) - при техническом обслуживании ТО-2 ТПС (по мотор-вагонному подвижному составу в случае производства ТО-2 ремонтными бригадами пункта технического обслуживания);

- мастер и приемщик локомотивов - при техническом обслуживании ТО-4, ТО-5, текущих ремонтах ТР-1 и ТР-2 ТПС, при первой подкатке новых колесных пар.

При любом осмотре колесных пар необходимо проверять:

на бандажах и ободьях цельнокатаных колес - отсутствие трещин, ползунов (выбоин), плен, раздавленностей, вмятин, отколов, раковин, выщербин, ослабления бандажей на ободе центра (остукиванием молотком), сдвига бандажа (по контрольным меткам на бандаже и ободе центра), предельного проката (предельной высоты гребня) или износа, вертикального подреза гребня, ослабления бандажного кольца, опасной формы гребня и остроконечного наката, являющегося признаком возможности опасной формы гребня.

Предельный прокат (предельная высота гребня) и наличие опасной формы гребня проверяются шаблоном УТ-1 при технических обслуживаниях ТО-2 (при их выполнении в крытых помещениях), ТО-3, ТО-4, ТО-5, текущих ремонтах ТР-1, ТР-2 и ежемесячных обмерах колесных пар. Допускается при проведении технического обслуживания ТО-2 (для МВПС - ремонтными бригадами) контролировать опасную форму гребня шаблоном ДО-1. После выявления колес с опасной формой гребня с помощью этого шаблона необходимо шаблоном УТ-1 измерить величину этого параметра и по результатам этого измерения принимать решение о допуске их к эксплуатации или о назначении ремонта;

на колесных центрах, цельнокатаных колесах и ступицах дискового тормоза - отсутствие трещин в спицах, дисках, ступицах, ободьях, признаков ослабления или сдвига ступиц на оси;

на открытых частях осей - отсутствие поперечных, косых и продольных трещин, плен, протертых мест, электроожога и других дефектов; отсутствие нагрева букс;

состояние зубчатой передачи тяговых редукторов ТПС (при текущих ремонтах, когда это предусмотрено по циклу);     

Для колесных пар ТПС устанавливаются следующие виды ремонта:

без смены элементов - обточка ободьев цельнокатаных колес и бандажей, обточка, накатка и шлифовка шеек осей, замена заклепок и пластинчатых пакетов зубчатых колес колесных пар, опробование на прессе колесных пар с признаками ослабления, крепление зубчатого венца, замена призонных болтов, а также ремонт упругих зубчатых колес, не требующий распрессовки центров, наплавка гребней и плазменное упрочнение гребней бандажей;

- со сменой элементов - замена осей, колесных центров, цельнокатаных колес, бандажей, зубчатых колес или их венцов и других деталей, требующих для их замены спрессовки колеса (центра). К ремонту колесных пар со сменой элементов также относится перепрессовка ослабших колесных центров, зубчатых колес.

.2 Технологический процесс осмотра, обыкновенного освидетельствования и ремонта колёсных пар тепловоза ТЭП70БС в локомотивном депо станции Тында

Локомотивное депо станции Тында по объёму и качеству выполняемых ремонтных работ и площади производственных цехов является одним из ведущих предприятий локомотивного хозяйства ОАО РЖД. Замена парка пассажирских локомотивов тепловозами ТЭП70БС потребовала внедрения необходимых технологий, производственных процессов и повышения уровня профессионализма слесарей для обслуживания и ремонта данных локомотивов.

Существующий на данный момент времени технологический процесс осмотра, обыкновенного освидетельствования и ремонта колёсных пар тепловоза ТЭП70БС не потребовал каких - либо изменений в оборудовании и реконструкции производственных цехов. Все работы выполняются в цехе колёсно-моторных блоков (цех КМБ) и колёсном цехе, оборудованных для обслуживания и ремонта колёсных пар локомотивов других серий.

Любые работы входящие в технологический процесс осмотра, обыкновенного освидетельствования и ремонта колёсных пар производятся после выкатки колёсно-моторного блока из - под тепловоза. Для этих целей, после согласования маневрового диспетчера локомотивного депо с мастером цеха КМБ, о постановке тепловоза на выкатку колёсно-моторного блока, данный локомотив при помощи маневрового локомотива ставится в цех КМБ.

В цеху КМБ локомотивного депо станции Тында имеется два железнодорожных пути оборудованных станками для вкатки и обточки колёсных пар локомотива и имеющие свои порядковые номера - 15 и 16 путь соответственно.

После выкатки КМБ и отсоединения тягового электродвигателя, колёсная пара транспортируется в колёсный цех на позицию поворота на 180 0 для контроля внешнего вида, где слесарями с помощью молотка и лупы 4х

ГОСТ 25706-83 производится предварительный осмотр колёсной пары с целью выявления:

сдвига бандажа на колёсном центре. Определение посадки бандажа на ободе колёсного центра определяется по глухому или дребезжащему звуку при удае по бандажу слесарным молотком или по взаимному смещению контрольных меток бандажа и колёсного центра;

ослабления колёсного центра на оси. При явных признаках ослабления колёсная пара бракуется;

трещин на бандажах. При наличии поперечных или косых трещин независимо от размера и места расположения бандаж бракуется. Продольные трещины на поверхности катания бандажа, поверхности гребня и внутренне боковой поверхности устраняются обточкой на станке до полного исчезновения;

раковин и выщербин на поверхности катания бандажа. Устраняются обточкой до полного устранения;

излома зуба зубчатого колеса. При выявлении колёсная пара бракуется;

отколов на поверхности зуба (от торца). Разрешается оставлять в эксплуатации, если отколотые места имеют длину не более 15 мм и глубину не более 3 мм;

отсутствие или неясность установленных клейм и знаков последнего полного освидетельствования. Производится полное освидетельствование колёсной пары.

Следующим этапом работ является промывка - для этого необходимо колёсную пару застропить по цеховой схеме строповки и при помощи крана транспортировать к моечной машине А2254М ПКБ ЦТ. Колёсные пары промываются раствором поверхностно - активных веществ (ПАВ). При обмывке колесных пар ТПС раствором ПАВ роликовые подшипники опоры корпуса редуктора, для предупреждения попадания в них моющей жидкости, должны быть заполнены консистентной смазкой и закрыты защитным кожухом.

Характеристики промывки:

Температура 75-85⁰С

Давление 0,36-0,49 МПа

Время 15-30 минут

Далее после строповки колёсная пара транспортируется на стенд вращения для очистки её от оставшейся грязи, следов коррозии и старой краски до металла. На данном этапе производственного процесса очищаются предступичные части оси, средняя часть и зубья зубчатого колеса колёсной пары.

После очистки колёсная пара так же стропится и при помощи мостового крана грузоподъёмностью 5 тонн перемещается на стенд дефектоскопии А1370 ПКБ ЦТ, где двумя видами контроля производится проверка колёсной пары на наличие трещин. Первый вид контроля - магнитный, проводится дефектоскопом МД-12ПШ или МД-12ПС ТУ 32ЦШ 2603-83 в соответствии с "Инструкцией по неразрушающему контролю деталей и узлов локомотивов и моторвагонного подвижного состава. Магнитопорошковый метод" ЦТт-18 / 1. Определяются поперечные, продольные, косые трещины и плены на открытых частях оси. При их обнаружении колёсная пара обтачивается с последующей шлифовкой в пределах допуска, если трещины остаются - колёсная пара бракуется. Второй вид контроля - ультразвуковой, проводится дефектоскопом УД-102 "Пеленг" в соответствии с "Инструкцией по ультразвуковому контролю деталей локомотивов и вагонов электропоездов на базе программируемого дефектоскопа УД2-102" Цтэр-18 / 3. Определяются усталостные трещины в шейках и подступичных частях оси, усталостные трещины в ступице колёсного центра и зубчатого колеса, усталостные и термические трещины в бандаже колёсной пары. При непрохождении ультразвука во всех перечисленных случаях колёсная пара бракуется. В случае отсутствия ультразвукового дефектоскопа необходимо демонтировать внутренние кольца буксовых подшипников и произвести магнитную дефектоскопию шеек.

Рисунок 3.2 - Места дефектоскопии колёсной пары ТЭП70БС

По рисунку 3.2:

Магнитопорошковый контроль:

-буксовые шейки и предподступичные части оси, 2 - зубья и впадины зубчатого колеса.

Ультразвуковой контроль:

- поверхности средней части оси, 4 - всё сечение оси, 5 - закрытые подступичные части, 6 - основное сечение бандажа.

Вихретоковый контроль:

- внутренние поверхности бандажа в зоне прижимного бурта.

Следующим этапом проверки является измерительный контроль колёсной пары на стенде для проверки геометрических параметров элементов колёсных пар ИЦ "Измеритель" в соответствии с "Инструкцией по формированию, ремонту и содержанию колёсных пар тягового подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм" ЦТ-329. В процессе выполняемых работ производятся замеры:

расстояние между внутренними гранями бандажей (1440 ± 1 м). При увеличении расстояния более 1441 мм производится смена бандажей. Разность расстояний между внутренними гранями бандажей одной колёсной пары более 1 мм необходимо устранить обточкой;

толщину гребня бандажа;

разности диаметров правого и левого бандажей, измеряемых по кругу катания у одной колёсной пары. Разность более 0,5 мм неоходимо устранить обточкой;

ширину бандажа (140-1) мм. Увеличение ширины бандажа свыше 143 мм, а также разность в замерах по ширине одного бандажа более 3 мм устраняется обточкой. При ширине менее 136 мм произвести смену бандажа.

диаметр шеек оси под буксовые подшипники (160+0,052) мм. При диаметре менее 160−0,4 мм колёсную пару необходимо отправить в ремонт для восстановления методом электродуговой металлизации по технологии ВНИИЖТа, с последующей шлифовкой. Некруглость шеек более 0,03 мм устранить механической обработкой в пределах допускаемого размера, с последующим накатыванием роликами и шлифованием.

диаметр предподступичных частей оси (200+0,075) мм. При диаметре менее 198 мм колёсная пара бракуется.

толщину зубьев зубчатого колеса (15,71) мм измеряемую на расстоянии 5,0 мм от вершины головки зуба. При толщине зуба менее 12,71 колёсная пар бракуется.

Для транспортировки колёсной пары на позицию обточки банджей по кругу катания её необходимо застропить по цеховой схеме строповки. Для выполнения токарных работ колёсная пара устанавливается на подъёмник колесотокарного станка КЖ1836, которым подымается и устанавливается в центрах станка, при этом кулачки планшайб должны упереться в торцы бандажей колёсной пары. После установки ролика на датчики (диаметр ролика должен быть больше диаметра резца на 0,5 мм) включается вращение станка, подводится суппорт с резцедержателем и закреплённым резцом к внутренней торцевой грани бандажа, точить которую необходимо выдерживая расстояние от середины оси до внутренних граней бандажа 720±0, мм. Для обточки используется резец чашечный Т15К6 16-30480 08 00. После обточки бандажа обтачиваются гребень и поверхность катания по копиру. Выполненные операции выполняются для второго бандажа с выдерживанием расстояния между внутренними гранями бандажей 1439-1441 мм. На внутренней боковой грани обработанного бандажа не допускаются черновины глубиной более 1,0 мм с суммарной площадью, превышающей 50 см². Разрешается оставлять на обточенном гребне черновину глубиной не более 2,0 мм, расположенную от вершины гребня в пределах от 10 до 18 мм, а на поверхности катания равномерно расположенную черновину глубиной до 2,0 мм. Отклонения (просветы) от нормального профиля по поверхности катания и толщины гребня допускаются не более 0,5 м, по высоте гребня - 1,0 мм. При этом шаблон должен быть плотно прижат к внутренней грани бандажа. Разрешается зазор 0,5 мм между концом шаблона и внутренней гранью бандажа в случае отсутствия просвета между шаблоном и поверхностью катания.

Все операции по контролю параметров колёсной пары выполняются на колесотокарном станке КЖ1836:

с помощью индикатора часового типа ИЧ02 кл.0 ГОСТ577-68 проверяется радиальное биение бандажей по кругу катания относительно осевых шеек и торцевое биение внутренних граней бандажей. Радиальное биение допускается не более 0,5 мм, торцевое биение допускается не более 0,5 мм;

штангеном межбандажным И726.00.00 проверяется расстояние между внутренними гранями бандажей (1439-1441) мм. Разность расстояний между внутренними гранями бандажей допускется не более 1,0 мм;

штангенбандажемером И725.00.00 проверяется отклонение от округлости бандажей по кругу катания и разность диаметров правого и левого бандажей по кругу катания. Допускается некруглость не более 0,5 мм, а разность не более 0,5 м;

контролируется шероховатость поверхностей бандажа. Поверхности катания - Ra6,3 , остальные поверхности - Ra12,5. Образцы шероховатости поверхности ГОСТ9378-93.

На внутренней боковой грани обработанного бандажа не допускаются черновины глубиной более 1,0 мм с суммарной площадью, превышающей 50 см².

- шаблоном для измерения гребневых бандажей локомотивов И433.01.00 или УТ-1М измеряется толщина гребня. Толщина гребня после обточки должна соответствовать значениям приведённым в инструкции ЦТ329 в зависимости от принятого профиля. Локомотивостроительные и локомотиворемонтные заводы производят обточку бандажа по профилю ГОСТ 11018-87 с толщиной гребня 33 мм. Локомотивные депо имеют право обтачивать бандажи по любому приведенному в инструкции ЦТ - -329 профилю. В локомотивном депо станции Тында обточка бандажей колёсных пар производится по профилю Зинюка - Никитского.

штангенциркулем для измерения ширины бандажа И475.01.00 проверяется ширина бандажа, параметры которой 136-143 мм. Разность в размерах по ширине одного бандажа не более 3 мм.

толщиномером И372.01.00 измеряется толщина бандажей. Допускается не менее 60 мм. Разрешается уменьшить значение допускаемого размера (устанавливается железной дорогой).

- дефектоскопом УД2-102 "Пеленг" ЗАО "АЛТЕК" производится ультрозвуковой контроль бандажей, в соответствии с Инструкцией ЦТт-18/6. При непрохождении ультразвука колёсная пара бракуется.

По завершению предыдущих этапов технологического процесса технического обслуживания, обыкновенного освидетельствования и ремонта колёсных пар тепловоза ТЭП70БС колёсную пару необходимо застропить по цеховой схеме строповки, открепить её и транспортировать на позицию окрашивания где произвести окраску лакокрасочными покрытиями, предусмотренными ОСТ 32.190:

среднюю часть оси эмалью черного или тёмно-серого цвета;

колёсный центр той же эмалью, что и среднюю часть;

наружные грани бандажей эмалью белого цвета.

Так же необходимо нанести контрольные полосы шириной 25 мм:

на бандажах в местах постановки контрольных отметок на всю толщину эмалью красного цвета;

на ободьях центров продолжение полосы на бандаже эмалью белого цвета.

После завершения всех работ колёсная пара транспортируется к месту складирования.

Производя регулярный осмотр, освидетельствование и ремонт колёсных пар тепловоза ТЭП70БС согласно вышеописанного технологического процесса удаётся своевременно обнаруживать и устранять возникающие в процессе эксплуатации неисправности. Несмотря на это, угрозу безопасности движения составляет отсутствие в локомотивном депо станции Тында технологического процесса осмотра и ремонта других элементов тягового привода. Так бесконтрольным остаётся состояние резинометаллических втулок эластичной муфты и подшипников опорного узла.

4. Предложение по повышению надежности элементов тягового привода 3 класса тепловоза ТЭП70БС с внедрением в производство нового оборудования в депо станции Тында

Повысить надёжность элементов тягового привода 3 класса тепловоза ТЭП70БС, а именно резинометаллических втулок и опорного узла колёсной пары, в локомотивном депо станции Тында возможно за счёт систематического контроля за их состоянием. Данный контроль предлагается осуществлять при выполнении обыкновенного освидетельствовании и ремонте колёсной пары. Для этого необходимо установить в колёсном цехе и внедрить в производство комплекс для разборки колёсной пары СРКП - 005 и предлагаемый ниже с его использованием технологический процесс осмотра амортизаторов и составляющих опорного узла.

.1 Факторы, влияющие на долговечность резинометаллических втулок тягового привода 3 класса тепловоза ТЭП70БС

Для обоснования необходимости повышения качества контроля за состоянием резинометаллических втулок необходим анализ факторов, влияющих на их долговечность. В процессе работы при динамическом скручивании, осевом сдвиге, радиальном сжатии и перекосе резиновых втулок происходит интенсивное сухое истирание при перекатывании граничных поверхностей, которое, быстро прогрессируя, уменьшает поверхность сцепления резины с металлом. Поэтому для сохранения высокой долговечности резинометаллических втулок эластичной передачи необходимо обеспечивать техническое требования по их формировании, монтажу, эксплуатации и ремонту. Основным нагрузочным фактором, определяющим долговечность резинометаллических втулок, является угол скручивания, - несоосное расположения полого вала относительно оси колесной пары. Несоосность вызывается из-за статической осадки пружин рессорного подвешивания и неправильной центровки тягового двигателя. Во время движения тепловоза соосность периодически нарушается в результате игры рессорного подвешивания. Несоосность в 20 мм приводит к скручиванию резиновых втулок шириной на 160.

Часто допускается также постановка тяг с предварительным моментом скручивания резиновых втулок из-за нарушения расстояния между шпоночными канавками шарниров. Это создает дополнительный угол скручивания. Большие углы скручивания проводят к повышенному нагреву и разрушению шарниров.

Несоосность полного вала в значительной мере ведет к увеличению крутильных колебаний в системе тягового привода и увеличению динамической нагрузки на его элементы. Динамические нагрузки пропорционально квадрату полного радиального смещения полного вала относительно колесной пары.

При высоких скоростях возникает крутильные колебания вызывают динамические нагрузки в поводках муфты привода ТЭП70 до 600-900 кГ, а угловые ускорения полого вала - до 125 рад/сек².

Увеличение крутильных колебаний, равно как и динамической нагрузок, особенно заметно при односторонней просадке буксовой ступени рессорного подвешивания, а также в кривых участках пути при максимальной разнице прогибов буксовой ступени правой и левой сторон.

На процесс крутильных колебаний значительное влияние оказывает жесткость резиновых втулок. Так как жесткость амортизатора зависит от геометрической формы, размеров, твердости резиновой втулки и условий формирования, то необходимо строго соблюдать технические требования на каждом этапе изготовления амортизатора. Для изготовления амортизатора эластичной передачи с радиальной жесткостью Жр=3000-4000 кГ/мм и осевой Ж0=150-220 кГ/мм необходимо подбирать резиновые втулки с твердостью 58-64 единиц по ТМ2 ГОСТ 253-63. При этом поверхности с диаметрами d1=70 мм и d2=92 мм необходимо обработать не ниже, чем по третьему классу точности, чтобы получить минимальное отклонение толщины резинового слоя от номинального размера, так как жесткость амортизатора обратно пропорциональна кубу толщины резины. Кроме того, при запрессовки резиновой втулки металлические сопрягаемые поверхности необходимо смазывать смесью касторового масла (30%) и этилового спирта (70%), чтобы обеспечить равномерную напрессовку резиновой втулки.

Не менее вредным фактором, влияющим на долговечность шарниров, является перекос со сдвигом. Перекос может достигать значительной величины, если нарушена центровка тягового двигателя относительно рамы тележки. В этом случае суммарный перекос будет сгладываться из перекоса, вызванного смещения в одну сторону тягового двигателя, перекоса, обусловленного свободным разбегом средней колесной пары, и перекоса при перемещении рамы за счет эластичности буксовых поводков.

Перекос поводков обуславливает большие кромочные напряжения в резиновых втулках. Эти напряжения дополняются динамичностью работы провода при движении тепловоза. При определенных условиях сдвигов перемещение резиновых втулок, вызванные поперечным перемещениям оси относительно рамы, достигает величин, при которых происходит касание о резину кромок наружной металлической втулки. Поэтому при изготовлении амортизаторов следует избегать острых углов, а бурты металлической арматуры располагать на достаточном удалении от торцов запрессованной втулки с тем расчетом, чтобы при максимальных деформациях сдвига не происходил "наплыв" резины на бурт. Для амортизаторов эластичной передачи это расстояние должно быть 3-4 мм.

.2 Наблюдение за амортизаторами эластичной передачи в эксплуатации

По прибытии нового тепловоза в депо необходимо производить центровку полого вала через каждый 15 дней работы тепловоза в течение 1,5 месяца. В процесс дальнейшей эксплуатации проверка центровки осуществляется через каждые 50000 км пробега.

Полый вал центрируется на ровном горизонтальном пути. При этом тепловоз должен иметь служебный вес (2/3 полного объема топлива и песка). При центровке проверяется равномерность кольцевого зазора, α между цапфами полого вала и отверстием в колесных дисках. Кольцевой зазор α должен быть в пределах 40±2 мм.

Зазор α регулируется в вертикальном направлении прокладками в узлах крепления электродвигателя к раме тележки.

При каждом осмотре низа тепловоза необходимо проверять состояние амортизаторов эластичной передачи и крепление передачи. При этом следует обращать внимание на расположение поводков. Если поводки находятся одной плоскости, состояние передачи нормальное. Если один из поводков перекосился, это указывает на разрушение резинового элемента.

Разрушение резинового элемента можно заметить по выползанию резины в пространство между поводком и шайбой крепления амортизатора на пальце.

Необходимо также следить за зазорами между элементами эластичной передачи и буксой, имея при этом в виду, что средние колесные пары имеют разбег ±14 мм.

Значительное уменьшение зазоров и касание отдельных элементов за буксу может произойти при ослаблении запрессовки и выползание пальцев передачи из цапф полого вала и колесного центра.

Также нужно обращать внимание на положение амортизаторов в поводках. В эксплуатации наблюдается частые случаи ослабления и выпрессовки наружных металлических втулок амортизаторов из отверстий головок поводков.

При этом в случае несвоевременного обнаружения ослабленного амортизатора, отверстие в головке поводка разрабатывается и поводок приходится выбрасывать.

Амортизаторы эластичной передачи сохраняют работоспособность и при небольшом поперечном люфте, если двигатель правильно отцентрирован.

Величина поперечного люфта в амортизаторах допускается не более 2 мм.

В случае соблюдения всех технических требований при формировании, монтаже и эксплуатации эластичной передачи резиновые элементы достаточно долговечны.

Как показывает опыт эксплуатации, случаи смены резинометаллических элементов эластичной передачи до первого подъемного ремонта редки.

При первом подъемочном ремонте меняется примерно до 25%, от всего количества элементов, приходящихся на тепловоз, при втором - до 50% и при заводском - 100%.

Основными критериями, при котором амортизатор подлежит замене, являются:

Наличие на торцах резиновой втулки концентрических, почти переходящих друг в друга, трещин усталости шириной более 1 мм, образовавшихся в результате озонного растрескивания и светового старения резины;

Выдавливание резины наружу металлической арматуры;

Износ резиновой втулки более 10%, который можно заменить по сокращению длины ее в металлической арматуре.

Так как резиновая втулка находится в предварительно напряженном растянутом состоянии, то при износе граничных поверхностей втулки ее объем уменьшается, и втулка благодаря касательным напряжениям будет стремиться к первоначальной форме, т.е. будет уменьшаться ее длина. Уменьшение длины вызовет снижение жесткости;

Снижение жесткости амортизатора при скручивании ниже 13500 кГсм/рад.

Ослабление наружной металлической втулки в головке поводка.

При запрессовке новых шарниров в головки поводков необходимо обеспечивать их установку в среднем положении, выдерживая чертежный размер между шпоночным канавками.

Необходимость в более частом контроле за состоянием резино-металлических втулок можно объяснить ещё и тем, что локомотивы приписного парка локомотивного депо станции Тында эксплуатируются в районе, где в зимний период температура воздуха опускается ниже - 45⁰С. При такой температуре свойства резины резко меняются и втулки наиболее подвержены разрушению.

.3 Комплекс для разборки колёсной пары тепловоза ТЭП70 (ТЭП75)

Комплекс предназначен для разборки колёсных пар тепловоза ТЭП70 Комплекс включает в себя две основные составные части:

ложемент для колёсной пары

мобильный гидравлический стенд с комплектом гидравлической оснастки.

Ложемент предназначен для размещения колёсной пары при производстве работ и выставления полого вала с БЗК в необходимое положение. Основные узлы ложемента и его внешний вид показаны на рисунке 4.1.

Ложемент позволяет вращать колёсную пару. В нижней части ложемента расположен домкрат для подъёма полого вала. Домкрат установлен на подвижной каретке, с помощью которой можно отодвигать полый вал после удаления боковых тяг

- несущая рама 2 - опорные ролики, 3 -каретка продольного перемещения, 4 - каретка поперечного перемещения, 5 - подъёмная опорная платформа, 6 - рукоятка поперечного перемещения каретки 4, 7 - подъёмный домкрат гидравлический (винтовой) грузоподъёмностью 2,5 тонн.

Рисунок 4.1 - Внешний вид ложемента и его основные узлы

Продолжение рисунка 4.1 - Внешний вид ложемента и его основные узлы

Мобильный стенд для разборки колёсной пары модели СРКП - 005 предназначен для неполной разборки колёсной пазы тепловоза ТЭП70 при выполнении ремонтных работ и позволяет выполнять следующие операции:

отворачивание торцевых болтов с размером под ключ S = 65;

спрессовка боковых тяг с левой стороны колёсной пары;

выпрессовка сайленблоков из боковых тяг;

выпрессовка бонок d = 25 мм полого вала.

Внешний вид и основные узлы стенда показан на рисунке 4.2.

Стенд состоит из мобильной рамы 1, гидроэлектростанции 2, выносного пульта управления 3, упора для выпрессовки сайленблоков боковых тяг 4, гидроцилиндра 5 усилием 11 тс, гидроцилиндра с полым штоком для выпрессовки пальцев 6, тягового винта 7, захватов для спрессовки боковых тяг 8, гидроцилиндра 9 для выпрессовки бонок d=25 мм, опорного цилиндра 10, гидроцилиндра 11 для выпрессовки сайленблоков.

Коммутация гидроцилиндров и рукавов высокого давления осуществляется с помощью быстроразъёмных соединений.

Рисунок 4.2 - Внешний вид и основные узлы стенда СРКП-005

При создании рабочего давления в поршневой полости гидроцилиндров 5, 6, 9 или 11, шток с поршнем перемещается и происходит отворачивание торцевых болтов, спрессовка боковых тяг, выпрессовка пальцев, выпрессовка сайленблоков и выпрессовка бонок. Основные параметры стенда приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Параметры стенда СРКП - 005

.4 Предлагаемый для внедрения в локомотивном депо станции Тында технологический процесс разборки колёсной пары ТЭП70 с использованием СРКП-005

План колёсного цеха и существующий технологический процесс осмотра, обыкновенного освидетельствования и ремонта колёсных пар тепловоза ТЭП70ЮС показаны на рисунке 4.3.

Используя мобильность, не большие габаритные размеры и простоту в монтаже комплекса по разборке колёсной пары тепловоза ТЭП70БС представляется возможным установить данное оборудование в колёсном цехе локомотивного депо станции Тында, используя свободную и полезную площадь на участке между позицией дефектоскопии колёсных пар и позицией обточки бандажей колёсных пар. Примерное и рекомендуемое место для установки оборудования показано на схематическом плане колёсного цеха на рисунке 4.4.

- позиция транспортировки К.П из цеха КМБ, 2 - позиция разборки буксового узла, 3 - моечная машина, 4 - позиция дефектоскопии К.П, 5 - позиция обточки бандажей К.П, 6 - позиция окраски К.П, 7 - позиция складирования готовой продукции.

Рисунок 4.3 - Схематический план колёсного цеха локомотивного депо станции Тында и схема перемещения К.П ТЭП70БС по позициям технологического процесса обыкновенного освидетельствования К.П

- позиция транспортировки К.П из цеха КМБ, 2 - позиция разборки буксового узла, 3 - моечная машина, 4 - позиция дефектоскопии К.П, 5 -позиция разборки рычажно-поводковых муфт и опорного узла К.П 6 - позиция обточки бандажей К.П, 7 - позиция окраски К.П, 8 - позиция складирования готовой продукции.

Рисунок 4.4 - Предлагаемый схематический план колёсного цеха после установки комплекса СРКП - 005 с изменениями в последовательности технологического процесса

4.5 Описание производства работ после установки и внедрения комплекса для разборки колёсной пары ТЭП70

После проверки колёсной пары на сденде дефектоскопии она, согласно указаниям по транспортировке перемещается на позицию №5 (рисунок 4.4) и устанавливается на ролики ложемента. После чего необходимо расконтрить стопорные болты S65 валиков боковых тяг. С помощью пневмоударного гайковёрта с головкой S65 отвинтить все стопорные болты.

Спрессовка боковых тяг с левой стороны К.П показана на рисунке 4.5.

ввинтить штоки тяговых цилиндров 11 в валики боковых тяг

Рисунок 4.5 - Спрессовка боковых тяг с левой стороны колёсной пары

надеть захваты 8 на боковые тяги и гидроцилиндры

подсоединить рукава высокого давления к гидроцилиндрам в соответствии с маркировкой

включить гидростанцию

попеременно, кратковременно нажимая кнопки на пульте управления, снять боковую тягу, при этом необходимо следить за параллельностью хода тяги

выключить гидростанцию

вернуть оснастку в исходное положение

В случае разрушения сайленблока, его внутренняя обойма остается на валике. Для спрессовки внутренней обоймы изготовлен специальный захват, который работает в паре с гидроцилиндром 11.

Выпрессовка валиков бокоых тяг с праой сторопы колёсной пары тепловоза ТЭП70БС показана на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6 - Выпрессовка валиков боковых тяг с правой стороны К.П

Продолжение рисунка 4.6 - Выпрессовка валиков боковых тяг с правой стороны К.П

с помощью кареток ложемента совместить ось валика с отверстием в колёсном центре

вставить опорный цилиндр 12 в отверстия в колёсном центре

на опорный цилиндр 12 надетьтяговый гидроцилиндр 10

через полый шток гидроцилиндра, опорный цилиндр и полый валик вставить тяговый винт 9

на резьбу винта 9 навинтить упорную гайку

подсоединить рукава высокого давления (РВД)

включить гидростанцию

управляя с пульта управления выпрессовать валик

выключить гидростанцию

разобрать схему демонтажа

провернуть колёсную пару в удобное положение

повторить все операции с целью выпрессовки остальных валиков.

Выпрессовка сайленблоков из боковых тяг:

вставить боковую тягу в зев упора

подсоединить РВД к гидроцилиндру

включить гидростанцию

выпрессовать сайленблок из тяги

вернуть шток цилиндра в исходное положеие

повторить операцию до выпрессовки всех сайленблоков.

С помощью данного устройства можно также производится запрессовка новых сайленблоков в боковые тяги

Извлечение бнок полого вала показано на рисунке 4.7

Процесс заключается в следующем:

вывернуть стопорные болты из бонок

ввернуть в бонки захватные болты (на рисунке не изображены, поставляются в количестве 10 штук)

подсоединить РВД к цилиндру 7

включить гидростанцию

захватить пазом скобы гидроцилиндра 7 захватный болт и выпрессовать бонку

повторить операции

выключить гидростанцию

разобрать схему.

Для более лёгкого извлечения бонок и исключения задиров рекомендуется в комплект поставки оборудования включить следующие элементы, предоставляемые поставщиком:

специальный штуцер вворачиваемый в бонку

ручная гидростанция

С помощью этого комплекта по посадке бонки создаётся пролив гидромаслом с давлением 700 кгс/см², что позволяет извлекать бонку значительно " мягче ".

Рисунок 4.7 - Извлечение бонок полого вала

.6 Комплект дополнительного оборудования для разборки колёсной пары ТЭП75

В связи с тем, что на тепловозах ТЭП70БС, эксплуатируемых в локомотивном депо станции Тында устанавливаются колёсные пары тепловоза ТЭП75, с приобретением оборудования СРКП-005 необходимо закупить дополнительную оснастку. Это вызвано тем, что в колёсном центре К.П ТЭП75 отверстия имеют диаметр меньший, чем у К.П ТЭП70 и это не позволяет использовать обычный опорный стакан, что и привело к созданию необходимой оснастки.

- центратор, 2 - опорные осевые болты, 3 - опорный цилиндр, 4 - упорные силовые болты, 5 - опорный стакан, 6 - тяговый гидроцилиндр (максимальное усилие 15 тс), 7 - тяговый винт малый, 8 -раздвижная опора, 10 - тяговый винт большой.

Рисунок 4.8 - Комплект дополнительного оборудования для разборки колёсной пары ТЭП75

Выпрессовка валиков боковых тяг, связанных с полым валом показана на рисунке 4.9

Процесс выпрессовки заключается в следующем:

с помощью системы кареток ложемента совместить ось валика боковой тяги с отверстием в колёсном центре

установить раздвижную опору 8 между серьгой боковой тяги и колёсным центром

установить центратор 1 с вывернутыми болтами 2 и 4 на ось К.П

ввернуть опорный цилиндр так чтобы обечайка цилиндра вошла в отверстие в колёсном центре, а плоскость центратора была перпендикулярна оси колёсной пары

ввернуть опорные болты 2 до упора бронзовых наконечников в ось колёсной пары

Рисунок 4.9 - Выпрессовка валиков боковых тяг, связанных с полым валом

ввернуть упорные болты 4 до упора в тело колёсного центра

установить на опорный цилиндр 3 тяговый гидроцилиндр 6

вставить большой тяговый винт10 через полый шток гидроцилиндра до выхода из валика боковой тяги

навернуть на винт гайку 9до упора

подсоединить гидростанцию к цилиндру 6

выпрессовка производится в несколько приёмов, при этом возврат поршня гидроцилиндра в исходное положение производится за счёт вворачивания тягового винта

снять гидроцилиндр, вывернуть болты 4 и опорный цилиндр 3

провернуть колёсную пару на ложементе и совместить ось очередного валика с отверстием в колёсном центре

провернуть центратор оси, при этом ось опорного цилиндра 3 должна совпасть с центром очередного отверстия

повторить операции

разобрать схему.

Продолжение рисунка 4.9 - Выпрессовка валиков боковых тяг, связанных с полым валом

Выпрессовка валиков боковых тяг, связанных с корпусом БЗК показана на рисунке 4.10. Процесс заключается в следующем:

освобождённые концы боковых тяг выводятся из зацепления с серьгами, провернув их в радиальном направлении относительно оси колёсной пары

отводится весь корпус БЗК на продольной каретке ложемента максимально влево

собирается механическая схема, используя упорный стакан 5 и малый тяговый винт 7

выпрессовываются оставшиеся валики.

Рисунок 4.10 - Выпрессовка валиков боковых тяг, связанных с блоком БЗК

Эксплуатацию стенда следует проводить с соблюдением требований безопасности по ГОСТ 12.2.003 имерам защиты обслуживающего персонала от возможного действия опасных факторов по ГОСТ 12.0.03.

К работе со стендом допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности с регистрацией в специальном журнале, изучившие его устройство и принцип действия

Продолжение рисунка 4.10 - Выпрессовка валиков боковых тяг, связанных с блоком БЗК

.7 Технологический процесс разборки и осмотра опорного узла колёсной пары тепловоза ТЭП70БС

После завершения выполнения работ по спрессовке боковых тяг и выпрессовки валиков боковых тяг с обеих сторон колёсной пары при помощи рассмотренного комплекса становитсявозможным также выполнять операции по разборке опорного узла колёсной пары.

Для этого необходимо:

расстопорить и используя гайковёрт пневматический ГОСТ 10210-83 вывернуть болты 4 из валиков 1, вытащить их и разъединить ступицу 12 и тяги 2;

переместить опорный узел вдоль оси в сторону колеса с прямым центром 4;

вывернуть болты 5 крепления наружной крышки к опоре 8;

зачалить колёсную пару за изогнутый колёсный центр 5 и установить её при помощи мостового крана на подставку в вертикальном положении

пропустить трос через отверстия в колёсном центре и зачалить его за проушины ступицы 12 зубчатого колеса 14;

осторожно снять зубчатое колесо 14 в сборе со ступицей 12 и наружными блоками роликовых подшипников 11 с опоры;

очистить от загрязнений и масла снятые элементы и открытые поверхности опорного узла для осмотра их состояния. Очистку необходимо производить керосином К020-30 ГОСТ4753-68 и безворсовой салфеткой;

1 - валик, 2 - тяга, 3 - амортизатор, 4, 5 - болт, 6- крышка наружная, 7 - крышка, 8 - опора, 9 - вал полый, 10 - крышка внутренняя, 11 - подшипник, 12 - ступица, 13 - кольцо, 14 - колесо зубчатое, 15 - кольцо лабиринтное.

Рисунок 4.11 - Разборка и осмотр опорного узла колёсной пары тепловоза ТЭП70БС

Далее производится осмотр элементов опорного узла для оценки состояния и пригодности для дальнейшей эксплуатации:

осмотреть внутренние кольца подшипников. Наличие дефектов (натиров, неравномерности износа, выкрашивания металла, цветов побежалости на дорожках качения и др.) говорит о неблагоприятной работе подшипника;

проверить состояние роликов в сепараторах. Проверить наличие зазоров между роликами и сепаратором. Ролики должны свободно вращаться в них, без заеданий;

произвести оценку состояния подшипников в соответствии с техническими требованиями на дефектировку подшипников, изложенными в инструкции ЦТ-330;

для измерения радиального зазора, осевого разбега роликоподшипников и зазора плавания сепараторов установить ступицу зубчатого колеса на опору, при этом расположение роликов в наружных блоках подшипников должно быть таким, чтобы ролики одного блока не перекрывали ролики другого блока. Измерения проводить в горизонтальном положении колёсной пары;

измерить радиальный зазор роликоподшипников. Радиальный зазор цилиндрических подшипников измерять щупом в нижней части подшипника путём последовательного протаскивания пластинок щупа различной толщины между нижним роликом и дорожкой качения внутреннего кольца. При измерении количество пластин в наборе не должно быть более трёх. Накатывание роликов на щуп не допускается. Радиальные зазоры должны быть в пределах 0,09-0,4 мм.

измерить зазор плавания сепаратора (диаметральный зазор между сепаратором и бортами наружного кольца) опорного подшипника. Зазор плавания измерять в нижней части при прижатом сверху сепараторе к роликам. Эта величина должна быть в пределах 0,9-1,8 мм;

проверить осевой разбег ( зазор ) по цилиндрическим подшипникам опорного узла. Проверку можно осуществить индикатором по величине перемещения ступицы 12 зубчатого колеса 14 относительно опоры 8. Осевой разбег можно измерить щупом - как разницу максимального и минимального зазора Δ между ступицей 12 и крышкой 7. Перед проверкой осевого разбега необходимо установить наружную крышку 6 и стянуть внутренние кольца подшипника на опоре 8. Осевой разбег должен быть в пределах 0,3-0,8 мм.

После выполнения всех описанных выше операций, опорный узел колёсной пары собирается:

закладывается пластичную смазку в лабиринты внутренней и наружной крышек 6 и 10, а также в наружные блоки подшипников 11, продавливая её между роликами и сепаратором, и между сепаратором и бортами наружного кольца. Рекомендуемая смазка ЖРО ТУ 32 ЦТ 520-83 или БУКСОЛ ТУ 0254-107-01124328-1. До закладки пластичной смазки рабочие поверхности колец подшипников и сепаратор покрыть тонким слоем чистого минерального масла.

надевается зубчатое колесо 14 в сборе со ступицей 12 и наружными блоками роликовых подшипников 11 на опору 8;

устанавливается лабиринтную втулку 6 в лабиринты кольца 15 и закрепить болтами 5 к опоре 9 гайковёртом ИП3106;

прокручивается зубчатое колесо от руки для определения свободного хода подшипника. Ход зубчатого колеса должен быть равномерный, без отдачи.

перемещается опорный узел вдоль полого вала 9 в сторону изогнутого колёсного центра и завести тяги 2 в проушины ступицы 12 зубчатого колеса 14, поочерёдно соединяя их валиками 1. Все валики зафиксировать от продольного перемещения болтами.

После выполненных работ колёсную пару необходимо застропить и транспортировать на позицию обточки бандажей колёсной пары.

5. Обеспечение безопасности работ при производстве технического обслуживания экипажной части тепловоза ТЭП70БС в локомотивном депо станции Тында

Охрана труда - это система законодательных социально-экономических, организационных, технических, санитарно-гигиенических мероприятий по созданию условий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Систему организационных и санитарно-технических средств, предотвращающих или уменьшающих воздействие на работающих вредных производственных факторов, представляет производственная санитария.

Вредными считаются производственные факторы, воздействие которых на работающих в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности.

Производственная санитария рассматривает вопросы санитарного благоустройства предприятий, улучшений условий труда, предупреждение профессиональных заболеваний и отравлений на производстве, а также охраны здоровья трудящихся.

Системой организационных и технических мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов является техника безопасности.

К опасным относятся производственные факторы, воздействие которых на работающего в определённых условиях приводит к травме или другому внезапному ухудшению здоровья.

Мероприятия, предусматриваемые техникой безопасности, включают: улучшение технологических процессов; применение безопасной техники (машин, механизмов, устройств и т.п., сконструированных с учётом всех требований охраны труда); безопасных приёмов работы; установку оградительных и блокирующих устройств, внедрение автоматической сигнализации, применение средств индивидуальной защиты и т.д.

Основные направления в области охраны труда:

- предупреждение наездов подвижного состава на работающих на путях станций и перегонов;

совершенствование технологии, разработка новых технических средств, составление нормативно-технических документов по безопасности труда;

предупреждение электротравматизма при эксплуатации и обслуживании служивании электроустановок, контактной сети и электроподвижного состава железных дорог;

- улучшение условие труда работников железной дороги - разработка и внедрение средств, позволяющих довести параметры тарно-гигиенических условий (шум и вибрация на рабочих местах, запылённость и загазованность воздушной среды, освещённость рабочих мест, температура в летний и зимний периоды, влажность воздуха) до уровня санитарных норм, разработка технических и гигиенических требований на новые виды спецодежды средств защиты для специфических профессий железнодорожников, организация производственных испытаний и массовое внедрение новых видов спецодежды;

социально - экономические и организационные вопросы улучшения условий труда;

экономическая и социальная оценка эффективности мероприятий по улучшению условий труда и разработка методов этой оценки;

совершенствование организации работы по охране труда;

оценка безопасности новой техники, поступающей на железнодорожный транспорт, разработка требований безопасности и методов оценки новой техники и технологии.

5.1 Общие требования безопасности при производстве работ по обслуживанию экипажной части тепловоза ТЭП70БС

Ремонт узлов экипажной части в колесном цехе должен производиться при строгом соблюдении требований, изложенных в системе стандартов безопасности труда ССБТ в том числе [9]:

-   ГОСТ 12.0.003-74. Опасные и вредные производственные факторы.

    ГОСТ 12.0.004-90. Организация обучения работающих безопасности труда.

    ГОСТ 12.1.003.-83. Шум. Общие требования безопасности.

    ГОСТ 12.1.004- 90. Пожарная безопасность. Общие требования.

    ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей среды.

    ГОСТ 12.1.012-90. Вибрационная безопасность. Общие требования.

    ГОСТ 12.1.019-79. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.

    ГОСТ 12.2.003-91. Оборудование производственное. Общие требования безопасности.

    ГОСТ 12.4.011-89. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация.

Вновь принимаемые работники или работники, переводимые на другую работу, должны проходить предварительный, а в дальнейшем периодический медицинский осмотр, вводный инструктаж, инструктаж на рабочем месте, обучение, стажировку и проверку знаний. В процессе работы работники должны проходить повторный инструктаж один раз в квартал и внеплановые инструктажи.

Слесарями по ремонту тепловозов должны быть лица не моложе 18 лет, обязанности электросварщика должны выполнять лица не моложе 21 года.

Все работники цеха должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты, спецодеждой по специальности согласно приказа МПС №497 от 9.09.2002 г. Запрещается работать без требуемых средств защиты.

Организация работ в цехе должна предусматривать применение оборудования и приспособлений, исключающих возникновения производственного травматизма, профессиональных заболеваний и облегчающих труд рабочих. Все открытые вращающиеся части оборудования, приспособлений должны иметь надёжные защитные устройства. Контроль уровня шума на рабочих местах должен производиться не реже одного раза в год.

Подъёмно-транспортные работы должны производиться с соблюдением требований "Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов" и "Инструкции по безопасному ведению работ для стропальщиков, обслуживающих грузоподъёмные краны". Рабочие цеха ТР-3, которым по ходу производственного процесса необходимо иметь дело с перемещением оборудования, агрегатов или узлов тепловоза мостовым краном, должны пройти обучение по специальности стропальщика и иметь удостоверение на право проведения этих работ.

Мостовые краны должны проходить периодические технические освидетельствования согласно Правил ЦРБ-278.

Сварочные и наплавочные работы должны производиться в соответствии с требованиями инструкции по сварочным и наплавочным работам при ремонте тепловозов, электровозов, электропоездов и дизель-поездов ЦТ-336.

Противопожарный инвентарь должен храниться в установленном месте и в полной готовности. Рабочие цеха ТР-3 должны уметь пользоваться первичными средствами пожаротушения. Курение на рабочем месте строго запрещается.

Работники цеха обязаны строго соблюдать правила внутреннего распорядка, установленные на предприятии. Рабочее место должно содержаться в чистоте, периодически во время работы должна удаляться смазка с поверхностей стола, пола, стенда.

В случае обнаружения в процессе работы неисправностей, при которых нарушается безопасность труда, работник обязан сообщить мастеру, самому устранять какие-либо неисправности запрещается.

После окончания работы рабочее место должно быть в порядке, инструмент и инвентарь сложен в специально отведенные места, использованные обтирочные материалы собраны в контейнер с крышкой.

5.2 Безопасность производства сварочных работ

Сварочные работы производятся в соответствии с требованиями [9]:

- ГОСТ 12.3.003-86 ССБТ. Работы электросварочные. Общие требования безопасности.

 - ГОСТ 12.3.004-75 ССБТ. Термическая обработка металлов. Общие требования безопасности

Сварочные работы могут выполнять лица не моложе 18 лет и имеющие удостоверение на выполнение этих работ.

При производстве сварочных работ необходимо применять следующие средства защиты: щиток защитный ГОСТ 12.4.035-78; очки защитные ГОСТ 12.4.013-85Е; рукавицы ГОСТ 12.4.010-75

При производстве сварочных работ температура воздуха в помещении должна быть не ниже +5°С.

При производстве сварочных работ обратный провод от источника питания должен присоединяться непосредственно к раме тепловоза.

Источник питания сварочной дуги должен быть оборудован контрольно-измерительными приборами или указателями силы сварочного тока.

Перед началом работы электросварщик обязан [10]:

- надеть каску, спецодежду, спецобувь установленного образца;

подготовить необходимые средства индивидуальной защиты (при выполнении потолочной сварки - асбестовые или брезентовые нарукавники; при работе лежа - тепловые подстилки; при производстве работ во влажных помещениях - диэлектрические перчатки, галоши или коврики);

проверить рабочее место и подходы к нему на соответствие требованиям безопасности;

подготовить инструмент, оборудование и технологическую оснастку, необходимые при выполнении работ, проверить их исправность и соответствие требованиям безопасности;

в случае производства сварочных работ в закрытых помещениях или на территории действующего предприятия проверить выполнение требований пожаровзрывобезопасности и вентиляции в зоне работы.

Электросварщик не должен приступать к работе при следующих нарушениях требований безопасности:

отсутствии или неисправности защитного щитка, сварочных проводов, электродержателя, а также средств индивидуальной защиты;

отсутствии или неисправности заземления корпуса сварочного трансформатора, вторичной обмотки, свариваемой детали и кожуха рубильника;

недостаточной освещенности, рабочих мест и подходов к ним;

отсутствии ограждений рабочих мест, расположенных на высоте 1,3 м и более, и оборудованных систем доступа к ним;

пожаровзрывоопасных условиях;

отсутствии вытяжной вентиляции в случае работы в закрытых помещениях.

Обнаруженные неисправности и нарушения требований безопасности должны быть устранены собственными силами до начала работ, а при невозможности сделать это электросварщик обязан сообщить о них бригадиру или руководителю.

Принять все необходимые меры для предотвращения возникновения пожара, для чего все сгораемые элементы тепловоза под рамой должны быть сняты или защищены от возгорания (чехлы, рукава, кабели и т.д.), а место проведения работ оборудовано средствами пожаротушения.

Электросварщик обязан выполнять работы при соблюдении следующих требований безопасности [10]:

место производства работ, а также нижерасположенные места должны быть освобождены от горючих материалов в радиусе не менее 5 м, а от взрывоопасных материалов и установок - 10 м;

- электросварочные работы на высоте должны выполняться с подмостей с ограждениями. Запрещается производить работы с приставных лестниц;

сварка должна осуществляться с применением двух проводов, один из которых присоединяется к электрододержателю, а другой (обратный) - к свариваемой детали. Запрещается использовать в качестве обратного провода сети заземления металлические конструкции зданий, технологическое оборудование, трубы санитарно-технических сетей (водопровод, газопровод и т.п.);

сварочные провода должны прокладывать так, чтобы их не могли повредить машины и механизмы.

емкости, в которых находились горючие жидкости или кислоты, до начала электросварочных работ должны быть очищены, промыты, просушены с целью устранения опасной концентрации вредных веществ. Запрещается производить сварку на сосудах, находящихся под давлением. Сварку (резку) свежеокрашенных конструкций и деталей следует производить только после полного высыхания краски.

Во время перерывов в работе электросварщику запрещается оставлять на рабочем месте электрододержатель, находящийся под напряжением, сварочный аппарат необходимо отключать, а электрододержатель закреплять на специальной подставке или подвеске. Подключение и отключение сварочных аппаратов должны осуществляться специальным персоналом через индивидуальный рубильник.

При выполнении работ на действующих объектах с установленным режимом проведения огневых работ электросварщик обязан выполнять дополнительные требования инструкций, утвержденных Госгортехнадзором России.

При обнаружении в процессе работы загорания необходимо работу приостановить и принять меры к их тушению и сообщить руководителю работ.

В случае возникновения неисправности сварочного агрегата, сварочных проводов, электродержателей, защитного щитка или шлема-маски необходимо прекратить работу и сообщить об этом руководителю работ. Возобновить работу можно только после устранения всех неисправностей соответствующим персоналом.

В случае возникновения загазованности помещений при отсутствии вытяжной вентиляции работы необходимо приостановить и проветрить помещение

По окончании работы электросварщик обязан [10]:

- отключить электросварочный аппарат;

привести в порядок рабочее место, собрать инструмент, смотать в бухты сварочные провода и убрать в отведенные для их хранения места;

убедиться в отсутствии очагов загорания, при их наличии принять меры по устранению очагов возгорания;

- обо всех нарушениях требований безопасности, имевших место в процессе выполнения работы, сообщить руководителю работ.

.3 Безопасность производства слесарных операций

Слесарные сборочно-разборочные работы, а так же работы по очистке сварных поверхностей выполнять в соответствии с требованиями [9]:

- ГОСТ 12.3.025-80 ССБТ. "Обработка металлов резанием. Общие требования безопасности"

- ГОСТ 12.3.010-82 ССБТ. Тара производственная. "Требования безопасности при эксплуатации"

Все слесарные работы должны выполняться только исправным инструментом. Периодически (не реже 1-го раза в месяц) проверяется состояние приспособлений и инструментов.

Рабочий инструмент должен отвечать следующим требованиям:

- молотки должны быть насажены на рукоятки овального сечения, расклиненные металлическими заершенными клиньями;

- гаечные ключи должны быть исправными и соответствовать размерам болтов и гаек, торцевые и накидные ключи должны быть без смятых граней и трещин. Наращивать ключи другими предметами запрещается;

молотки, зубила не должны иметь трещин, сбитых и сплющенных бойков и заусенцев;

При выполнении работ по очистке поверхности сварных швов необходимо иметь: очки защитные ГОСТ 12.4.013-85Е; рукавицы ГОСТ 12.4.010-75; место работы оградить щитками или ширмами.

Перед началом работы слесарь обязан:

надеть спецодежду, спецобувь, каску установленного образца;

подготовить необходимые средства индивидуальной защиты и проверить их исправность;

проверить рабочее место и подходы к нему на соответствие требованиям безопасности;

подобрать инструмент, оборудование и технологическую оснастку, необходимые при выполнении работы, проверить их исправность и соответствие требованиям безопасности;

при пользовании переносной электролампой проверить ее исправность и целостность изоляции шлангового провода.

Слесари не должны приступать к выполнению работ при следующих нарушениях требований безопасности:

- неисправностях технологической оснастки, средств защиты работающих и инструмента (гаечных ключей, слесарных молотков, кувалд, зубил, керн и т.д.), указанных в инструкциях заводов-изготовителей по их эксплуатации, при которых не допускается их применение;

несвоевременном проведении очередных испытаний (технического осмотра) технологической оснастки, инструмента и приспособлений;

несвоевременном проведении очередных испытаний или истечении срока эксплуатации средств зашиты работающих, установленного заводом-изготовителем;

неустойчивом положении узлов, агрегатов тепловоза;

- вблизи электрических проводов и электроустановок, находящихся под напряжением;

- недостаточной освещенности или загроможденности рабочих мест и подходов к ним;

отсутствии средств пожаротушения.

Обнаруженные нарушения требований безопасности должны быть устранены собственными силами до начала работ, а при невозможности сделать это слесари обязаны сообщить о них руководителю работ.

Не производить работы на отдельных узлах тепловоза, поднятых грузоподъемным механизмом.

Не хранить на рабочем месте легковоспламеняющиеся жидкости и обтирочный материал;

При ремонте тепловоза следует снимать, транспортировать и устанавливать дизель-генераторную установку и прочее оборудование с помощью подъемно-транспортных механизмов, оборудованных инвентарными захватными приспособлениями, гарантирующими безопасное выполнение работ.

При работе с электросварщиком следует пользоваться очками с защитными светофильтрами.

При применении грузоподъемных механизмов к строповке агрегатов и деталей допускаются слесари, имеющие удостоверение стропальщика.

К работе с электрифицированным инструментом допускаются слесари, имеющие II квалификационную группу по электробезопасности.

В случае возникновения загорания необходимо работу прекратить, принять участие в тушении пожара (огнетушителями, асбестовыми покрывалами, песком или сильной струей воды), а при невозможности ликвидировать загорание следует вызвать пожарную охрану.

При потере устойчивости узлов и агрегатов тепловоза во время ремонтных работ их следует прекратить и сообщить о случившемся руководителю работ. После этого слесари должны принять участие в предотвращении произвольного перемещения частей машин.

По окончании работы слесари обязаны:

- привести в порядок рабочее место, убрать инструмент, приспособления и материалы;

отключить от сети применяемые в работе электроинструмент, станки и механизмы;

убрать ручной инструмент и спецодежду, спецобувь и средства индивидуальной защиты в предназначенное для хранения место;

- о всех замеченных во время работы неполадках сообщить руководителю работ.

.4 Обеспечение безопасности работ при производстве малярных операций

Все производственные процессы, связанные с окраской элементов тягового привода должны выполняться при строгом соблюдении требований ГОСТ 12.3.005-75 ССБТ "Работы окрасочные. Общие требования безопасности".

К работам с лакокрасочными материалами допускаются рабочие, прошедшие медицинское освидетельствование, а также ознакомленные с техникой безопасности, проинструктированные и обученные методам пожаротушения и оказания первой помощи при отравлениях и несчастных случаях.

Все работы связанные с окрашиванием должны производится в малярных участках (отделениях); в случае отсутствия последних подготовительные операции (зачистка, подмазка, шпаклевка и д.р.) и окраска могут быть выполнены на позициях сборочного производственного участка, оборудованного приточно-вытяжной вентиляцией и противопожарными устройствами, или на открытом воздухе при температуре не ниже 5⁰С.

Средства индивидуальной защиты работников малярных участков (отделений) должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.4.011-75

Ручные электроокрасочные установки необходимо располагать так, чтобы исключалась возможность механического повреждения кабеля, подводящего напряжение к распылителю, а также краскоподающего и воздушного шлангов. Источники высокого напряжения необходимо выносить на расстояние не менее 5 м от места окраски. Заземление источника высокого напряжения выполнять в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.030-81. ССБТ. "Электробезопасность. Защитное заземление, зануление."

Перед началом работы маляры обязаны:

- надеть спецодежду, спецобувь и каску установленного образца.

- подготовить необходимые средства индивидуальной защиты и проверить их исправность;

- проверить рабочее место и подходы к нему на соответствие требованиям безопасности;

подобрать технологическую оснастку, инструмент, необходимые при выполнении работы, и проверить их соответствие требованиям безопасности.

Маляры не должны приступать к выполнению работ при следующих нарушениях требований безопасности:

- неисправностях технологической оснастки, приспособлений, инвентаря, средств защиты работающих, средств подмешивания, механизированного инструмента и механизмов, указанных в инструкциях заводов-изготовителей, при которых не допускается их применение;

отсутствии пломб на предохранительных клапанах и манометрах компрессоров;

недостаточной освещенности и загроможденности рабочих мест и подходов к ним.

- Обнаруженные нарушения требований безопасности должны быть устранены собственными силами, а при невозможности сделать это маляры обязаны сообщить о них руководителю работ.

На рабочие места лакокрасочные материалы должны поступать в готовом виде в количестве, не превышающем сменной потребности.

Для прохода на рабочее место маляры должны использовать оборудованные системы доступа (трапы, стремянки, приставные лестницы). Запрещается применять в качестве средств подмешивания случайные предметы (ящики, бочки, ведра и т.п.).

При производстве работ маляры обязаны выполнять следующие требования:

- приготавливать составы с учетом инструкций или технических условий на компоненты. Запрещается применять краски, растворители, разбавители или клеи неизвестного состава;

надевать при очистке поверхностей скребками защитные очки и противопыльный респиратор;

В местах применения нитрокрасок, лакокрасочных материалов и других составов, образующих взрывопожарные пары, запрещается применять открытый огонь и заносить светильники, выполненные не во взрывобезопасном исполнении.

В местах где производятся малярные работы выполнение сварочных операций запрещается.

В местах проведения работ по окраске курение строго запрещено. Для курения должно быть отведено особое место.