Опорно возвращающее устройство тепловоза кратко

Обновлено: 02.07.2024

Конструкция и условия работы опорно-возвращающего устройства. Основные неисправности тепловозного шкворня. Методика составления ведомости объёма работ при ремонте сборочной единицы. Порядок размещения ремонтного оборудования на тележечном участке.

Рубрика	Транспорт
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	25.03.2015
Размер файла	181,0 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Техническое обслуживание и ремонт тепловоза это необходимые процессы, вызываемые техническими, эксплуатационными и экономическими причинами.

Технические причины обусловлены разнообразием выполняемых деталями функций и широким диапазоном изменения действующих на них нагрузок, наличием в сборочных единицах активных движущихся деталей с различными видами трения.

Эксплуатационные причины, а именно различие в климатических, путевых и режимных условиях, в которых работают тепловозы, в квалификации локомотивных бригад, в значительной мере определяют сроки и объёмы профилактических и ремонтных работ для поддержания надёжности тепловоза на необходимом уровне.

Экономическая причина ремонта тепловоза - целесообразность повторного использования после восстановления базовых и наиболее дорогостоящих деталей, что позволяет уменьшить материальные и трудовые затраты.

Для сохранения долговечности тепловоза необходимы продуманная система технического обслуживания и ремонта, оснащённая современными средствами ремонтная база, новейшая технология восстановления деталей, квалифицированный обслуживающий и ремонтный персонал.

Целью данного курсового проекта является проектирование технологического процесса ремонта опорно-возвращающего устройства тепловоза.

1. Конструкция и условия работы опорно-возвращающего устройства

Опорно-возвращающее устройство тепловоза воспринимает массу всего надтележечного строения, обеспечивает устойчивое положение тележки под тепловозом при его движении, а также плавное вписывание в кривые и создание необходимых усилий, возвращающих кузов тепловоза в первоначальное положение при перемещении его относительно тележек при движении в кривых.

Для равенства нагрузок от колесных пар тележек на рельсы передние опоры расположены вокруг шкворня на радиусе 1632 мм, задние - на радиусе 1232 мм. В центре находится шкворневой узел. Надтележечное строение тепловоза опирается на раму тележки через четыре комбинированные опоры, состоящая каждая из двух ступеней: нижняя жесткая ступень - роликовая опора качения, верхняя упругая - блок, содержит резинометаллические элементы.

Литой корпус роликовой опоры установлен на боковине рамы тележки по касательной к радиусу ее поворота, обеспечивая поворот тележки на опорах качения нижней опорной плиты. Ролики связаны между собой обоймами и вращаются в неметаллических втулках, которые являются подшипниками для роликов. Вся подвижная система опоры: ролики с обоймами, верхняя опорная плита при перемещениях направляются приваренными к боковым стенкам корпуса износостойкими накладками.

Поверхности качения опорных плит выполнены наклонными: угол наклона составляет 2 градуса. На прямом участке пути ролики занимают среднее положение между наклонными плоскостями. При повороте тележки относительно кузова ролики накатываются на наклонные поверхности опор. При повороте тележек в опоре возникают силы трения и моменты сил трения, который способствует уменьшению колебаний виляния тележек.

Комбинированная опора содержит семь упругих элементов, расположенных между опорным кольцом роликового устройства тележке и опорным кольцом на кузове тепловоза. Упругий комплект ограничен коническим стаканом с обеспечением зазора, превышающего максимальный размер относа кузова, при прохождении тепловозом кривой радиусом 125 метров.

Сила тяги с тележки на кузов передается шкворневым устройством с поперечной свободно-упругой подвижностью в диапазоне 80 мм, для улучшения условий вписывания и показателей горизонтальной динамики при движении тепловоза, а для уменьшения рамных усилий на рельс и обратного воздействия массы тележки на кузов. Шкворень является осью поворота тележки в горизонтальной плоскости.

Шкворень приварен к главной раме тепловоза. Ползун вмонтирован в гнездо литой шкворневой балки рамы тележки. При поперечном перемещении шкворня ползун упирается в упор, который передвигается во втулке, запрессованной в гнездо, и через свой бурт сжимает пружину. Пружина установлена в боковом цилиндрическом стакане, закрепленном снаружи гнезда шкворневой балки.

В результате такой поперечной шкворневой связи кузова с тележками в сочетании с комбинированными опорами, а также упругой связью колесных пар с тележками достигается уменьшение рамных усилий на рельс и обратного воздействия масс тележек на кузов.

Опорно-возвращающее устройство воспринимает тяговые усилия и тормозные силы. Также на опорно-возвращающее устройство воздействуют направляющие усилия при движении в кривых участках пути, силы, возникающие при прохождении вертикальных и горизонтальных участков пути. Опорно-возвращающее устройство подвержено температурным перепадам среды. На стыках рельсов вес колесной пары мгновенно возрастает в связи с ударной нагрузкой в 4-5 раз, что непосредственно сказывается на опорно-возвращающем устройстве.

2. Неисправности шкворня и опорно-возвращающего устройства тепловоза 2ТЭ10М, их причины и способы предупреждения

Для выявления неисправностей опорно-возвращающего устройства на техническом ремонте ТР-3 тележки выкачивают из под тепловоза. Затем тележку очищают от грязи и масла. Осматривают поверхности опорно-возвращающего устройства выявляя какие-либо дефекты: трещины, износ опор, шкворней и деталей возвращающего устройства.

Неисправности опорно-возращающего устройства представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Неисправности опорно-возвращающего устройства тепловоза 2ТЭ10М, их причины и способы предупреждения

Назначение: воспринимает часть массы надтележечного строения тепловоза, обеспечивает устойчивое положение тележки под тепловозом при его движении, а также плавное вписывание в кривые участки пути и создание необходимых усилий, возвращающих кузов тепловоза в первоначальное положение при перемещении его относительно тележек при движении в кривых.

Надтележечное строение тепловоза опирается на раму тележки через четыре комбинированные опоры, состоящие каждая из двух ступеней: нижней жёсткой – роликовой опоры качения, верхней упругой – блока, содержащего семь резинометаллических элементов.

Для равенства нагрузок от КП тележки на рельсы передние опоры расположены вокруг шкворневого узла на радиусе 1632 мм, задние – на радиусе 1232 мм.

Конструкция: роликовая опора состоит из: литого корпуса, установленного на платике боковины рамы тележки по касательной к радиусу поворота тележки; нижней опорной плиты; двух роликов, связанных в подвижную систему обоймами; верхней опорной плиты. Ролики вставлены в обоймы через капроновые втулки, которые являются подшипниками роликов. Подвижная система и верхняя опорная плита при перемещениях направляются приваренными к боковым стенкам корпуса планками (наличниками) из износостойкой стали. Нижняя опорная плита дополнена хвостовиком, который при монтаже опоры на платике рамы тележки центрирует её и разгружает болты крепления от срезывающих усилий. Правильная постановка плиты в корпусе опоры обеспечивается штифтом. Стык плиты и донной части корпуса опоры уплотняется кольцевой паронитовой прокладкой, притянутой к корпусу опоры болтами через стальное кольцо. Верхняя опорная плита также имеет хвостовик, блокирующий сдвиг опорного кольца блока резинометаллических элементов.

Поверхности качения опорных плит выполнены наклонными (ломанными) – угол наклона составляет 2 0 – для реализации возвращающих сил.

Плиты и ролики подвижной системы испытывают значительные нагрузки, поэтому изготавливаются из качественных легированных сталей и упрочняются.

Внутреннюю полость корпуса роликовой опоры заполняют осевым, по сезону эксплуатации, маслом в количестве ≈ 8 кг на узел. Масло заливают через верхнее отверстие в боковой стенке корпуса и закрывают конической пробкой. Слив масла и промывку полости корпуса производят через нижнее отверстие в боковой стенке корпуса, также закрытое пробкой. Сверху роликовая опора закрыта крышкой, предохраняющей масло от выплёскивания при перемещениях подвижной системы.

Упругая ступень комбинированной опоры содержит семь резинометаллических элементов, расположенных между опорным кольцом (снизу) и опорным диском (сверху).

Каждый элемент представляет собой резиновую шайбу толщиной 30 мм, привулканизированную к стальным пластинам, имеющим выштампованные кольцевые зацепы для исключения межэлементного сдвига и сдвига комплекта по поверхностям опорных кольца и диска. Сформированный комплект подвергается испытаниям с определением его высоты под нагрузкой. На одной тележке отклонение по высоте комплектов допускается не более 1 мм и обеспечивается установкой на опорный диск регулировочных прокладок.

Нагрузка на опору от части веса надтележечного строения тепловоза передаётся через конический стакан, приваренный к главной раме тепловоза. При этом между боковой поверхностью блока резинометаллических элементов и наклонными стенками стакана выдерживается зазор, величина которого превышает значение наибольшего относа (поперечного перемещения) кузова. Это необходимо для поперечного упругого сдвига (наклона) блока при его работе.

От воздействия внешней среды и предотвращения попадания в опору посторонних предметов она закрыта брезентовым чехлом, закреплённым на корпусе опоры и обечайке конического стакана главной рамы тепловоза хомутами.

Работа опоры: при повороте тележки относительно главной рамы тепловоза ролики опоры качения накатываются на наклонные поверхности опорных плит. При этом возникают горизонтальные силы, создающие на радиусе опор относительно шкворня возвращающий момент. Это способствует установке тележки в исходное положение. Кроме возвращающих сил, при повороте тележки в опоре возникают силы трения и момент сил трения, который способствует уменьшению колебаний виляния тележки. Ход роликовой опоры составляет ± 80 мм. Поперечное перемещение кузова тепловоза от действия центробежной силы при вписывании в кривой участок пути (относ) достигается за счёт поперечного сдвига (наклона) комплекта резинометаллических элементов. Предельная величина сдвига комплекта составляет ± 45 мм. Упругость комплекта в сочетании с действием возвращающего устройства шкворневого узла способствует возврату кузова тепловоза на продольную ось пути.

Скользящие опоры

На тепловозах ТЭМ-1 и ТЭМ-2, ТЭМ-18Д, установлены скользящие опоры кузова, стальные корпуса которых укреплены на боковинах рам тележки. В корпусе имеется стальная опорная плита, зафиксированная штифтом и стальное сферическое гнездо.

Опорная поверхность сферического гнезда залита сплавом ЦАМ9-1,5 закрепленным с помощью спиральных канавок.

Опорная поверхность плиты, также имеет проточенные канавки, а трущаяся поверхность цементирована и закалена. Внутренняя часть заполнена осевой по сезону смазкой ≈8кг, и закрыта крышкой, а вся опора защищена брезентовым чехлом. Контроль уровня смазки по выносной масленке.

Роликовое опорно – возвращающее устройство:

Роликовые опорно – возвращающие устройства с постоянным возвращающим моментом трения установлены на тепловозах ТЭ-3, М-62 (базового исполнения), 2ТЭ10Л, ТЭП10.

Опора имеет стальной литой корпус, в котором размещен подвижной роликовый механизм, включающий нижнюю и верною плиты, два ролика, объединены обоймами, сферическое гнездо, воспринимающее нагрузку от шаровой опоры кузова.

Нижняя опорная плита крепится к корпусу с помощью болтов и нажимного кольца. Внутренняя полость роликового опорно – возвращающего устройства заполняется осевой смазкой. Корпус закрыт крышкой, а вся опора брезентовым чехлом.

Рабочие поверхности опорных плит наклонены в обе стороны от среднего положения на угол в 2º.

При неподвижном тепловозе каждый ролик находится в углублениях образованных наклонными поверхностями опорных плит.

При движении тепловоза на прямой, из-за виляния колесных пар и перемещения тележек, ролики то входят в углубления то выходят из них, но очень незначительно.

При вписывании в кривую под действием боковой силы от рельса тележка, поворачиваясь центрального шкворня, отклонится от среднего положения.

Отклонятся от своего среднего положения и нижние плиты опор, отчего ролики перекатятся на наклонные части поверхностей плит и в опорах возникают горизонтальные силы, стремящие вернуть тележку в первоначальное положение, при котором ее продольная ось будет совпадать с продольной осью рамы кузова.

Следовательно, роликовый механизм, включенным в конструкцию опоры, является и возвращающим устройством, которое возвращает тележку в первоначальное положение при выходе из кривых участков пути.

Предназначено для передачи весовых нагрузок от рамы тепловоза к раме тележки, а так же обладает возвращающим эффектом и центрирует положение рамы тепловоза относительно рамы тележки в кривых участках пути при выходе из них.

ОВУ – размещено в корпусе прямоугольной формы, закреплённом на верхнем листе продольных балок.

В нижней части корпуса ОВУ, размещена и неподвижно зафиксирована нижняя опорная плита. Её опорные поверхности выполнены с наклоном в 2 градуса. Сверху на нижней плите установлен комплект из 2-х роликов соединённых между собой при помощи обойм. Сверху на ролики устанавливается верхняя опорная плита, опорные поверхности которой выполнены с уклоном в 2 градуса. На верхнюю плиту устанавливается сферическая опора, выполненная с углублением. Сверху корпус закрыт специальной крышкой препятствующей вытеканию масла. Уровень масла контролируется по щупу(масло осевое). ОВУ закрывается снаружи брезентовым кожухом, защищающем его от пыли и влаги.

ТЭ10

· Нижняя ступень – жёсткая (ролики и опорные плиты)

· Верхняя ступень – упругая (комплект из 7 резинометаллических элементов)

Нижняя ступень (жёсткая) служит для возвращения и центровки рамы тепловоза относительно рамы тележки при выходе из кривых участков пути, верхняя опора – упругая, компенсирует поперечное перемещение (относы) кузова тепловоза. Жесткая ступень выполнена аналогично с тепловозами 2М62, а верхняя выполнена набором из 7 резинометаллических элементов, зафиксированных на верхней плите ОВУ и установленных в стаканах (нишах) рамы тепловоза.

ШКВОРНЕВОЕ УСТРОЙСТВО

М62

Шкворневое устройство предназначено для передачи тяговых и тормозных усилий.

Шкворень в виде стальной трубы приварен к главной раме тепловоза, диаметр его 300 мм. Снаружи шкворень укреплён кольцом из износоустойчивой стали. Шкворень по легкоходовой посадке входит в гнездо шкворневой балки. Внутри шкворня к раме тепловоза приварен болт, заканчивающийся левой резьбой. Этим болтом при навёртывании гайки имеется возможность подъёма тележки тепловоза за шкворневую балку.

ТЭ10

Шкворневое устройство предназначено для передачи тяговых и тормозных усилий, а также гашения поперечных колебаний рамы тепловоза и тележки друг относительно друга, при проходе кривых участков пути.

Шкворневое устройство выполнено с возможностью перемещения шкворня в поперечном направлении на величину 40 мм в каждую сторону. Шкворень с износоустойчивым кольцом по наружной его части, по легкоходовой посадке устанавливается в ползун. Ползун по периметру снаружи укреплён накладками из износоустойчивой стали (по торцам). С торцов шкворневой балки имеются расточки, в которые установлены подпружиненные упоры. Пружина в свою очередь зафиксирована стаканом, крепящимся болтовым соединением к корпусу шкворневой балки. Ползун вместе со шкворнем перемещается в поперечном направлении на 20 мм свободно, плюс на 20 мм за счёт сжатия пружин. Устройство сверху закрыто подвижной крышкой, установленной между 4-мя кронштейнами. Внутреннее устройство заполняется маслом. Уровень масла контролируется по уровню в маслёнке на трубе, подводящей смазку.

РЕССОРНОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ

М62

Рессорное подвешивание предназначено для смягчения динамических нагрузок при движении колёсных пар по рельсам, передачи весовых нагрузок от рамы тепловоза к колёсным парам.

Подвешивание выполнено одноступенчатым, сбалансированным. На каждой стороне тележки имеется 2 концевых комплекта и 2 средних комплекта подвешивания. Концевой комплект представлен Т - образной подвеской, которая посредством валика в верхней части соединена с отверстиями 2-х балансиров. Нижняя часть подвески оканчивается гайкой, на которую через резинометаллический амортизатор, тарелку и пружину опирается кронштейн рамы тележки.

Средний комплект рессорного подвешивания состоит из: опоры пружинной, имеющей 2 плеча для установки пружин и углубления в средней части для соединения с проушинами хомута. На опору устанавливаются 2 пружины, на которые сверху, через резинометаллические амортизаторы и верхние тарелки посредством своих кронштейнов опирается рама тележки. Между пружинами, стянутый хомутом устанавливается комплект листовых рессор, концевые части которых опираются на валики П-образных подвесок. П-образные подвески так же за счёт валиков крепятся с балансирами. Балансиры (2 шт.) опираясь на корпус буксы связывают между собой 2 средних комплекта рессорного подвешивания.

ТЭ10

Применяется индивидуальное одноступенчатое рессорное подвешивание. Оно в 3 раза легче, чем сбалансированное и проще в обслуживании.

Состоит из: 6 групп пружин на тележку. Одна группа включает 2 комплекта пружин. Комплект состоит из 3-х пружин, которые вложены друг в друга с разной завивкой. Комплект устанавливается на плечо буксы – нижней частью, а верхней частью, через резиновый амортизатор опирается на раму тележки. 2-й комплект пружин таким же образом установлен между плечом буксы и кронштейном рамы тележки. Кроме того букса (её корпус) соединена с рамой тележки посредством поводков с резиновыми вставками (клиньями).

Пружины служат для смягчения нагрузок, а для устранения колебаний установлены фрикционные гасители.

Они состоят из корпуса, который приварен к боковине продольной балки рамы тележки. В корпусе находятся 2 вкладыша с фрикционными накладками. Сбоку к корпусу болтами крепится стакан, в котором находится пружина. Пружина прижимает вкладыши с накладками к корпусу поршня. Поршень стальной, имеет шток, который своей нижней частью шарнирно соединён с кронштейном корпуса буксы, сверху фрикционный гаситель закрыт пластмассовым колпаком.

ТИПЫ ПОДВЕШИВАНИЯ ТЭД

На тепловозах, которые эксплуатируются на железных дорогах РБ применяется два вида подвешивания ТЭД:

Опорно-осевое подвешивание применяется на всех тепловозах грузового и маневрового движения. По сравнению с опорно-рамным оно меньше по весу, габариту, но интенсивнее воздействует на рельсовое полотно. В таком подвешивании ТЭД имеет 3 точки опоры: одна – через пружинную подвеску на раму тележки, а двумя другими являются моторно-осевые подшипники.

Опорно-рамное подвешивание применяется на тепловозах ТЭП-60 и ТЭП-70. В таком типе подвешивания ТЭД с двух сторон опирается на поперечные балки тележки. Подвешивание имеет большую массу, но разгружает ось колёсной пары, уменьшая тем самым воздействие на рельсовый путь. Привод на колёсную пару у такого типа подвешивания осуществляется с помощью полого вала. Причём на тепловозе ТЭП-60 при этом имеются МОПы и передача вращающего момента двухсторонняя, а тепловозы ТЭП-70 МОПов не имеют и передача вращающего момента односторонняя, с помощью, так называемого карданного привада (тот же полый вал).

Нагрузка от кузова передается через восемь роликовых опор, размещенных около шкворней, по четыре на каждую тележку. Общий вес тепловоза составляет 116,5 тс, а вес обеих тележек свыше 50 тс, следовательно, на обе тележки приходится нагрузка 66,5 тс, а на одну опору — порядка 8,5 тс. Тележки тепловоза имеют возможность поворачиваться относительно кузова в горизонтальной плоскости на угол 4°. Осью вращения является шкворень диаметром 300 мм, предназначенный для передачи продольных и поперечных горизонтальных сил ot тележки на раму кузова.

Шаровые опоры (рис. 6) рамы кузова передают нагрузку на гнезда 2, в свою очередь нагружающие опорные плиты 9, опирающиеся на ролики 10. Расстояние между роликами фиксировано обоймами 6, имеющими отверстия, в которые вставлены хвостовики роликов. Положение нижней опорной плиты 5 на раме тележки определено цилиндрическими выступами диаметром 70 мм. Весь механизм опоры расположен в литом корпусе 4, заполненном маслом, уровень которого определяется по маслоуказателю 1. Необходимая плотность в стыке корпуса и нижней опорной плиты достигается уплотняющей резиновой прокладкой 12 и нажимным кольцом 11. К раме корпус 4 крепится четырьмя болтами. Опора имеет штампованную крышку 8, предназначенную для предохранения от выплескивания масла и закрепления брезентового чехла, защищающего опору от попадания пыли и влаги. На прямом участке пути ролики занимают среднее положение. При повороте рамы тележки нижняя опорная плита перемещается относительно верхней, ролики перекатываются на наклонные поверхности, а гнездо скользит по верхней опорной плите. Горизонтальная составляющая давления ролика на плиту передается на раму тележки и называется возвращающей силой, поскольку она стремится вернуть тележку в исходное положение. При постоянном угле наклона α момент, возвращающий тележку в первоначальное положение, подсчитывается по формуле М_в = Р_т tg αR где Р_т — нагрузка на все четы опоры тележки, a R — радиус окружности, на которой расположены опоры. При перемещении в опорах возникают силы трения по поверхностям плоскостей (А, Б, В, Г). Таким образом, отклонению тележки препятствуют не только возвращающий момент, но и момент трения. Для обеспечения величины трения, необходимой для гашения колебаний тележки, каждая опора повернута на угол 5° между поперечной осью опоры и радиусом, соединяющим центр шкворня тележки с центром цилиндрического выступа нижней опоры.

Тепловоз М62 имеет следующую характеристику опорно-возвра-щающих роликовых механизмов: угол наклона плоскостей опорных плит а = 2°; угол поворота опор (ß = 5°; возвращающий момент М_в = 1500 кгс • м; момент трения М_тр = 1170 кгс • м; общий момент М₀ = 2670 кгс • м.

На поверхности качения роликов и опорных плит возникают высокие контактные напряжения, поэтому ролики и опорные плиты изготавливают из высококачественных сталей. Твердость роликов после поверхностной закалки HRC= 54-60, а опорных плит после цементации и закалки HRC > 56. Гнездо опоры изготовлено из стали 45. Цилиндрический поясок гнезда закаливается т. в. ч. до твердости HRC > 50. Корпус опоры отлит из стали 35Л1. Для повышения износостойкости и упрощения ремонта поверхностей трения по плоскостям к корпусу приварены пластины толщиной 5 мм из марганцовистой стали 60Г.

Рис. 6. Опорно-возвращающее устройство:

1 — маслоуказатель; 2 — гнездо; 3 — шаровая опора; 4 — корпус; 5 — нижняя опорная плита; 6 — обойма; 7 —планка; 8 — крышка; 9 — верхняя опорная плита; 10 — ролик; 11— кольцо;12 — прокладка; А, Б, В, Г — поверхности

Шкворневой узел

Соединение рамы кузова с тележкой изображено на рис. 183. При подъемке тепловоза за приливы буферов рамы кузова тележка может подниматься вместе с кузовом при помощи специальной гайки 4, навинчиваемой на болт 1, приваренный к раме кузова. При подъемке кузова гайка своим фланцем упирается в дно шкворневой балки 5 тележки и поднимает ее. Для стопорения гайки применяется болт 3 с левой резьбой. Снизу шкворневое гнездо закрывается крышкой 2 с резиновым уплотнением 6, При сборке устанавливают зазор 6 ± 1 мм между фланцем гайки и дном шкворневой балки. Этот зазор необходим для обеспечения перемещения кузова относительно рамы тележки при накатывании роликов опор на наклонные поверхности плиты.

Рис. 7. Шкворневой узел:

1, 3 — болты; 2 — крышка; 4 — гайка; 5 — шкворневая балка; 6 — уплотнение

Рис. 6. Опорно-возвращающее устройство:

Шкворневой узел

Рис. 7. Шкворневой узел:

1, 3 — болты; 2 — крышка; 4 — гайка; 5 — шкворневая балка; 6 — уплотнение

Читайте также: