Проектирование технологических процессов ремонта деталей вагона

     Представленный  в данном разделе вариант технологического процесса ремонта триангелей, разработан ПКБ ЦВ МПС и был рекомендован ЦВ МПС как типовой для внедрения на предприятиях вагонного хозяйства.

     Схема размещения оборудования в отделении  ремонта триангелей представлена на рисунке 4.1.

     

     Рисунок 4.1 Схема размещения технологического оборудования отделения по ремонту триангелей 

     Триангели, требующие ремонта, снятые с ремонтируемых тележек и промытые, поступают в отделение, как показано на рисунке 4.1 по стрелке А и попадают в зону, действия крана-укосины 3 (или другого грузоподъемного устройства Q=0.5т).

     С помощью крана-укосины 3 со специальным  захватным приспособлением триангели передаются на стеллаж накопитель 1. Тем же краном-укосиной триангели снимаются со стеллажа накопителя и передаются на стенд 15 для контроля технического состояния и определения объема работ на каждом триангеле.

     Заранее очищенный триангель в сборе с тормозными башмаками устанавливают на позицию разборки 15, вынимают шплинты, отворачивают гайки, снимают наконечники, тормозные башмаки, закладки с цапф, используя при этом специальное приспособление для удаления шплинтов и гайковерты с крутящим моментом до 1800 Н·м (180 кгс·м)

     Снятые  детали дополнительно очищают, осматривают, проверяют основные размеры, годные укладывают на стеллаж 2 для дальнейшего использования. Триангели подлежащие ремонту, размечают, укладывают в кассеты и отправляют в соответствующие ремонтно-заготовительные участки. Использовать при ремонте неочищенные детали категорически запрещается. После осмотра триангелей, проверяют шаблонами и резьбовыми калибрами размеры прямоугольной и резьбовой частей цапф. При этом калибре проходное резьбовое кольцо ПР должно свободно, но без зазоров навинчиваться на проверяемую цапфу. Свинчиваемость калибра с резьбовой цапфы означает, что средний внутренний диаметры резьбы цапфы не выходят за установленные наибольшие предельные размеры, т.е. цапфа исправна.

     Если  кольцо калибра ПР навинчивается на цапфу с ощутимым зазором, то её необходимо проверить непроходным резьбовым кольцом НЕ, которое, как правило, не должно навинчиваться. Допускается навинчивание кольца НЕ на цапфу до двух оборотов. Если оно навинчивается более чем на два оборота, значит резьба цапфы изношена и подлежит ремонту наплавкой с последующей нарезкой резьбы М 30х3,5. Острый (пилообразный) подрез резьбы или срыв ее на длине более одной нитки не допускается.

     Проверяют также резьбу корончатой гайки проходной  резьбовой пробкой ПР (или проходной стороной двусторонней резьбовой пробки). Этот калибр должен свободно ввинчиваться в гайку. Свинчиваемость калибра с гайкой означает, что средний и наружный диаметры резьбы гайки не выходят за установленные наименьшие предельные размеры, т.е. гайка исправна. Если гайка свободно с ощутимым зазором свинчивается с калибра, то её необходимо проверить непроходной резьбовой пробкой НЕ (или непроходной стороной двусторонней пробки). Этот калибр, как правило, не должен ввинчиваться в гайку (допускается ввинчивание пробки НЕ до двух оборотов с каждой стороны). Если гайка навернулась на калибр более, чем на два оборота с любой стороны, значит она не годная и должна быть заменена новой.

     Резьбовые калибры (кольца ПР и НЕ) необходимо систематически проверять контрольными калибрами в соответствии с требованиями ГОСТ 18107-72.

     Проверяют также разность расстояний от наружных поверхностей скобы до оси распорки, которая допускается не более 5 мм.

     Распорка  должна располагаться перпендикулярно  швеллеру, её перекос или наклонное  расположение в вертикальной плоскости  не допускается.

     В местах приварки к швеллеру распорки цапф, колец, в самом швеллере, струне и распорке трещины не допускаются.

     Триангели, имеющие трещины, ремонту не подлежат и ставить их на вагоны запрещается.

     Проверяют деформацию триангеля, измерив с помощью шаблона уклоны швеллера от середины к концам (должен быть в пределах 3°).

     Проверяют зазор между свободным концом распорки и струной, который более 1 мм не допускается. При большом зазоре между струной и торцом распорки вставить одну металлическую планку, толщина которой в каждом случае выбирается с таким расчетом, чтобы она плотно с натягом вошла в зазор. Планку необходимо приварить с двух сторон к распорке.

     После разборки и определения объемов  работ триангели передаются в кабину электросварщика 10 для восстановления изношенных поверхностей отверстий распорной стойки, цапф триангелей, разделки и заварки трещин, возникающих в узлах соединения швеллера и цапф.

     Затем триангели поступают на универсальный станок 7 и закрепляют зажимом 6, где производится автоматическая наплавка, обточка, нарезка резьбы и рассверловка отверстий в цапфах. Производительность станка 5 триангелей в час. Станок оборудован электросварочным шланговым полуавтоматом.

     Отверстия распорной стойки триангеля рассверливают на станке 4.

     Отремонтированный триангель передаётся опять на стенд 15, на котором производится проверка его размеров, сборка и испытания.

     Тормозные башмаки, гайки, предохранительные  угольники, снятые с триангеля при разборке на стенде 15, транспортируются с помощью рольганга 11 на позицию сварочных и наплавочных работ для восстановления установленных правилами ремонта размеров.

     После наплавки эти детали передаются и  обрабатываются на станке 12 после чего поступают на стеллаж 13 вблизи сборочно-разборочного стенда 15.

     На  стенде 15 производится испытание и  сборка триангеля.

     Испытание триангеля на прочность и проверка величины остаточной деформации производится на испытательном стенде без башмаков.

     Прямоугольные части цапф должны размещаться на упорах. В отверстие распорки устанавливают валик диаметром 40 мм, на струне и распорке кернером набивают лунки глубиной 1-1,5 мм на расстоянии 50-60 мм одну от другой.

     При давлении сжатого воздуха в магистрали не менее 0,5 МПа (5 кгс/см) по манометру включают силовую часть испытательного стенда и нагружают триангель усилием 120 кН (12 тс). В таком состоянии необходимо обстучать молотком весом 50 Н (5 кгс) струну и швеллер триангеля с разных концов, проверить наличие трещин и других повреждений во всех элементах триангеля под нагрузкой, особенно в местах соединений сваркой.

     После этого снижают действующие по триангелю усилие до 7-8 кН (700-800 кгс) и затем вторично увеличивают нагрузку до 120 кН (12 тс), повторив ранее проделанные операции. Снизив нагрузку до нуля, проверяют величину остаточной деформации, замерив штангенциркулем расстояние между ранее нанесенными кернами. Увеличение этого расстояния более чем на 0,5 мм не допускается. При большей остаточной деформации триангель вторично осматривают, устанавливая причину, вызвавшую увеличенную деформацию устраняют её и вторично испытывают.

     Далее производится полная сборка и проверка триангеля, нанесение клейма. Рабочие поверхности цапф смазывают консистентной смазкой, устанавливают закладки и башмаки, при наличии зазора между башмаком и цапфой и вставляют между вертикальной нажимной стенкой башмака и цапфой одну стальную планку размером 44х60 мм, толщина которой определяется величиной зазора в соединении. Планка должна стоять плотно с натягом. Затем закрепляют наконечник на цапфе корончатой гайкой усилием крутящего момента не менее 230 Н∙м (23 кгс·м), при этом перемещение деталей узла крепления тормозного башмака не допускается. Шплинт диаметром 6 мм необходимо установить головкой вверх, пропустив его через прорези корончатой гайки и развести концы под углом не менее 60град.

     После сборки триангеля проверяют расстояние между внутренними гранями тормозных башмаков, которое должно быть не более 1517±Змм, и расстояние по наружным концам наконечников – оно должно быть в пределах 1836-1860 мм. На узкой стороне распоров триангеля наносят дату ремонта и клеймо автоматного отделения. При этом ранее поставленные клейма, кроме клейма завода-изготовителя, необходимо зачистить или забить. Отремонтированный триангель краном-укосиной 3 передается со стенда 15 на стеллаж готовой продукции 2.

     В отделении кроме перечисленного основного оборудования необходимо иметь вспомогательное оборудование: слесарный верстак 5, стеллаж 14 для инструмента и приспособлений к станку 12, электросварочная аппаратура 8 и вращающийся стеллаж 13 для хранения отремонтированных деталей триангелей.

 

     5. Разработка технологии восстановления детали 

     Наплавкой называется процесс нанесения с  помощью сварки слоя металла на поверхность изделия. При восстановлении, ремонте наплавку выполняют примерно тем же металлом, из которого изготовлено изделие. Наплавка может выполняться металлическими штучными электродами, стальной наплавочной проволокой (лентой) и твердыми сплавами.

     Восстановительная наплавка применяется для получения  первоначальных размеров изношенных или поврежденных деталей. В этом случае наплавленный металл близок по составу и механическим свойствам основному металлу. Наплавка функциональных покрытий служит для получения на поверхности изделий слоя с необходимыми свойствами. Основной металл обеспечивает необходимую конструкционную прочность. Слой наплавленного металла придаёт особые заданные свойства: износостойкость, термостойкость, коррозионную стойкость и т.д.

     Наплавку  производят при восстановлении изношенных и при изготовлении новых механизмов. Наиболее широко наплавка применяется при ремонтных работах.

     В качестве места восстановления выбираем резьбовую часть триангеля.

     Для ее восстановления восспользуемся двумя видами наплавки: в среде защитных газов и вибродуговой. 

     5.1 Автоматическая вибродуговая наплавка

     Снижение трудоемкости и повышение качества наплавочных работ может быть достигнуто в результате их автоматизации. Одним из эффективных процессов автоматической дуговой наплавки является вибродуговой способ. Этот способ отличается простотой и поэтому нашел широкое применение на ряде предприятий. Вибродуговая наплавка представляет собой разновидность автоматической электрической дуговой наплавки металлическим электродом. Деталь при этом вращается в центрах токарного станка, а проволока, используемая для наплавки, подается специальной автоматической головкой. Подача проволоки происходит при ее непрерывной вибрации. В результате этого процесс наплавки сопровождается чередующимися моментами горения дуги и короткого замыкания. Благодаря вибрации электрода наплавляемый металл переносится на деталь мелкими порциями. Это облегчает формирование тонких наплавленных слоев.

     Поэтому способ вибродуговой наплавки широко применяют для восстановления деталей классов «вал» и «отверстие» сравнительно малого диаметра и с незначительным износом, а так же для восстановления изношенных поверхностей стальных и чугунных деталей довольно широкой номенклатуры.

     Для вибродуговой наплавки чаще всего используют старые токарно-винторезные станки, обеспечивающие вращение детали и продольное перемещение вибродуговой головки, наплавочная головка и источник сварочного тока.

     Вибрация  электрода достигается электромагнитным или механическим вибратором, или  за счет эксцентриситета мундштука  головки.

     В качестве наплавочных головок используют те же механизмы, что и при автоматической наплавке под слоем флюса. В них  изменена только конструкция мундштука и отсутствует устройство для подачи флюса.

     К недостаткам этого способа следует  отнести часто возникающие дефекты в наплавленном металле в виде мелких газовых пор, трещин, а также неравномерную его твердость. 

     5.2 Наплавка в среде защитных газов

     При наплавке в среде защитных газов в зону горения дуги под небольшим давлением подается газ, который вытесняет воздух из этой зоны и защищает сварочную ванну от кислорода и азота воздуха.

     В зависимости от применяемого газа наплавка разделяется на наплавку в активных (СО2, Н2, О2, и др.) и инертных (He, Ar, Ar+He и др.) газах. Наплавку можно осуществлять как плавящимся, так и неплавящимся электродами.

     Наибольшее  распространение при восстановлении деталей подвижного состава получила наплавка в среде углекислого газа (СО2) – наплавка плавящимся электродом (проволокой) с защитой сварочной ванны от воздуха углекислым газом. Такой способ является самым дешевым при наплавке углеродистых и низколегированных сталей. Поэтому по объему производства он занимает одно из первых мест среди механизированных способов сварки плавлением.

     Наибольшее  распространение при наплавки в среде СО2 нашли электродные проволоки Св-08ГС,  СВ-10ГС, Св-08Г2С, Св-18ХГС.

     Кроме проволок сплошного сечения, часто  используются порошковые проволоки  типа ПП-АН4, ПП-АН5, ПП-АН8, ПП-3Х2В8Т.

     Однако  при выборе данного способа наплавки необходимо иметь ввиду и его  недостатки: сильное разбрызгивание металла при токе больше 500 А, что требует постоянной защиты и очистки сопла горелки; интенсивное излучение открытой мощной дуги, требующее защиты сварщика; необходимость охлаждения горелки при значительных токах; осуществление наплавки практически только на постоянном токе; наличие специальной проволоки.