Организация диагностирования колесно-моторного блока локомотива ЧМЭ 3

Бандажи 7 изготавливают из раскисленной мартеновской стали, обладающей достаточной твердостью и одновременно вязкостью. Перед механической обработкой их подвергают закалке с последующим отпуском. Бандаж представляет собой сменное кольцо. На наружной поверхности бандажа, обработанной по специальному профилю, имеется гребень с, который направляет движение колеса по рельсу. Гребень плавно переходит в поверхность катания, состоящую из двух конических участков с уклоном 1:20 и 1:7 и торцовой фаски шириной 6 мм, выполненной под углом 45°. Участок поверхности катания с уклоном 1:20 обеспечивает устойчивое положение колесной пары на рельсах. Конический участок 1:7 позволяет колесной паре вписываться в кривые. При движении по кривой колесная пара под действием центробежной силы прижимается гребнем к наружному рельсу, т. е. наружное колесо катится по рельсу поверхностью, имеющей больший диаметр по сравнению с внутренним колесом. Следовательно, за один оборот колесной пары наружное колесо проходит больший путь, что позволяет избежать проскальзывания наружного колеса относительно рельса.

Торцовая фаска под углом 45° предусмотрена для того, чтобы выдавливаемый с поверхности катания металл заполнял ее, не вызывая уширения бандажа. Ширина бандажа 140 мм. Посередине его проходит круг катания — условная окружность для контроля состояния бандажа (замера проката, толщины и диаметра бандажа). Толщина нового бандажа 75 мм, а диаметр 1050 мм. На внутренней цилиндрической поверхности бандажа с одной стороны сделан борт р, а с другой проточена канавка под стопорное  кольцо 8. Перед насадкой бандажа на обод колесного центра его нагревают до температуры 250 — 320 °С‚ чтобы обеспечить натяг 1,0 —— 1,5 мм. В горизонтально расположенный бандаж опускают установленный на оси колесный центр до упора в борт бандажа. В канавку при температуре бандажа не ниже 200 °С заводят стопорное кольцо 8 и на закаточном станке завальцовывают прижимной борт канавки вместе с кольцом.

При сборке на бандаже и колесном центре ставят контрольные риски. На бандаже выбивают керном 4 — 5 точек глубиной 1,0—— 1,5 мм на длине 25 мм и не ближе 10 мм к кромке упорного борта. На ободе колесного центра ставят затугшенным зубилом риску глубиной до 1 мм. Для контроля за рисками в процессе эксплуатации на наружной грани бандажа, окрашенной белилами, наносят красную полосу шириной 25 мм, а на колесном центре как продолжение ее —- белую полосу.

На ось собранной колесной пары надевают хомут 5 и пылевую шайбу 4. Обе детали разъемные и при сборке стягиваются двумя болтами. Пылевая шайба и хомут закрывают свободную часть оси и ограничивают разбег тягового электродвигателя (0,4 — 5,0 мм). Кроме того, пылевая шайба защищает моторно-осевой подшипник от загрязнения, для чего на цилиндрическом выступе шайбы ставят сменное войлочное кольцо т. Крепление кольца осуществляется стальной лентой ф, состоящей из двух частей, каждая из которых крепится тремя болтами у.

Подступичные части оси выполнены удлиненными, что позволяет производить сборку колесной пары как для колеи шириной 1520 мм (в этом случае расстояние между внутренними гранями бандажей 1440:1:3 мм), так и для колеи шириной 1435 мм.

Тяговый редуктор

Вращающий момент от якоря тягового электродвигателя на ось колесной пары передается через тяговый редуктор, состоящий из ведущей шестерни и большого зубчатого колеса. Ведущая шестерня, имеющая 15 прямых зубьев, напрессована на коническую часть вала якоря. Ведомая шестерня (большое зубчатое колесо) 1(см. рис. 1) укреплена на оси колесной пары. Она изготовлена из качественной стали и состоит из ступицы, диска и венца, на котором нарезаны 76 прямых зубьев. Передаточное число редуктора 5,06 (76:15) показывает. Что вращающий момент на колесной паре увеличивается по сравнению с вращающим моментом на валу якоря тягового электродвигателя в 5,06 раза, зато частота вращения колесной пары уменьшается в такое же число раз.

Рисунок 2 Кожух тягового редуктора и его крепление

1, 3 — нижняя и верхняя части кожуха; 2 бот: 4 - заливочная горловина; 5. 6 — верхняя и нижняя скобы;

7 - крышка; 8 патрубок: 9 накладка; 10. 11 – Кронштейны

Ведущая шестерня и большое зубчатое колесо закрыты кожухом (рис. 2), который служит резервуаром для смазки и предохраняет редуктор от загрязнения. Кожух разъемный: верхняя 3 и нижняя 1 его части сварены из стальных листов. По разъему кожух имеет резиновое уплотнение. В верхней ‘части 3 кожуха сделана заливочная горловина 4, закрытая крышкой. Нижняя часть 1 кожуха снабжена патрубком 8 для замера уровня смазки с помощью щупа, который приварен к навернутой на патрубок крышке 7.

При монтаже колесно-моторного блока кожух крепится к двум кронштейнам с помощью четырех болтов 2. Кронштейн 10 отлит за одно целое с шапкой моторно-осевого подшипника, а кронштейн 11 за одно целое с задним подшипниковым щитом тягового электродвигателя. Кронштейны 10 и П располагаются между скобами 5 и 6, приваренными к торцам обеих частей кожуха. Болты крепления кожуха проходят через отверстия в скобах и кронштейнах. К верхней скобе 5 приварена накладка 9, не допускающая проворота головок болтов.

Для смазывания тягового редуктора используется осерненная смазка или СТП (смазка для тяговых передач)‚ которую заливают в кожух (3,5 кг)с таким расчетом, чтобы в смазку был погружен только один нижний зуб большого зубчатого колеса. Смазывание зубьев ведущей шестерни осуществляется за счет контакта их с зубьями большого зубчатого колеса, покрытыми масляной пленкой, липкость которой повышается добавлением в ту и другую смазки до 1,5 % серы.

С тепловоза № 1615, сварной кожух заменен на штампованный. 

Подвеска тягового электродвигателя

На тепловозах применена опорно-осевая подвеска, при которой тяговый электродвигатель опирается с одной стороны через пружинную опору на раму тележки, а с другой через вкладыши моторно-осевых подшипниках –  на ось колесной пары.

Пружинная опора состоит из трех цилиндрических пружин 5 (рис. 3), расположенных между двумя стальными балочками 4, в которых расточено по три гнезда а. При монтаже пружинная опора стягивается двумя болтами 6 (М20) и устанавливается между выступами 2 рамы тележки и носиками 1 остова тягового электродвигателя. Выступы 2 приварены к кронштейну 9 поперечной балки рамы тележки, а носики 1 отлиты заодно с остовом. Чтобы уменьшить износ носиков, к ним приварены сменные пластины из марганцовистой стали. Для фиксации пружинной опоры на раме тележки служат два цилиндрических стержня 3, которые вставлены снизу и проходят через сквозные отверстия диаметром 32 мм в балочках 4 и выступах 2. От выпадания стержни 3 удерживаются угольниками 7, прикрепленными болтами к нижним выступам 2. После установки пружинной опоры гайки монтажных болтов 6 отворачивают так, чтобы расстояние между торцами гайки и головки болта было 160 мм, после чего гайки фиксируют шплинтами.

Моторно—осевой подшипник состоит из комплекта вкладышей и разъемного корпуса, образованного приливом остова тягового электродвигателя и шапкой (крышкой), стянутых четырьмя болтами М30. Горловину диаметром 250 мм под вкладыши растачивают в собранном корпусе подшипника.

Оба вкладыша отлиты из стали и имеют борта, ограничивающие осевой разбег тягового электродвигателя на оси колесной пары (0,4 — 5,0 мм). Внутренняя поверхность вкладышей покрыта тонким слоем бронзы. Вкладыш 11 установлен в остове 8 тягового электродвигателя, а вкладыш 12 — в шапке 13. Он имеет окно для подвода смазки к шейке оси 10 и две шпоночные канавки б. При сборке нижняя канавка вкладыша совпадает с канавкой в шапке 13, образуя гнездо под шпонку 25. Наличие двух шпоночных канавок на вкладыше 12 позволяет использовать его в левом и правом подшипниках. Между вкладышами и осью колесной пары должен быть зазор для смазки 0,45 —— 2,5 мм. Измеряют этот зазор щупом через специальные окна в кожухе, прикрепленном к остову тягового электродвигателя и закрывающем среднюю часть оси. В эксплуатации оба окна закрыты крышками.

Шапка 13 одновременно является камерой для смазки, куда заливают 825 г осевого масла марки З или Л в зависимости от времени года. В верхней части шапки сделано окно, закрываемое крышкой 14, которая крепится четырьмя болтами.

Для заливки масла в крышке 14 имеется горловина, закрытая пробкой 16, прижатой к горловине пластинчатой пружиной 15. В отверстие крышки 14 вставлен щуп 17, служащий для контроля уровня масла в камере моторно-осевою подшипника. Уровень масла должен быть между двумя рисками на щупе. Верхняя риска соответствует уровню масла в шапке, равному 90 мм, нижняя —- 45 мм. В нижней части шапки для слива масла или конденсата имеется отверстие, закрытое пробкой 23. Конденсат сливают при техническом обслуживании ‘ГО-З и текущих ремонтах тепловоза.

Смазка к оси подводится при помощи польстера 20, состоящего их хлопчатобумажных фитилей, предварительно прожированных в масле и укрепленных в стальной обойме 24. Фитили из обоймы должны выступать на 10 мм. Обойма 24 надета на три стержня 22. приварснных к фланцу 19. Между обоймой и фланцем поставлены пружины 21, прижимающие польстер к шейке оси. В собранном виде польстер крепится к шапке 13 двумя болтами М12, ввернутыми во фланец 19.

Шапка правого моторно-осевого подшипника отлита заодно с кронштейном 18. используемым для крепления кожуха тягового редуктора (см.рис. 2).

3 Диагностика колесно-моторного блока локомотивов

Одной из важнейших задач железнодорожного транспорта на современном этапе является повышение надежности работы тягового подвижного состава, снижение трудоемкости ремонта и как результат этого – снижение эксплутационных расходов. Основным методом повышения надёжности подвижного состава является система планово-предупредительного ремонта и обслуживания (ППР), которая представляет собой комплекс мероприятий по поддержанию работоспособности и исправности подвижного состава, которые осуществляются как при производстве плановых видах ремонта, так и непосредственно в процессе эксплуатации и ожидании работы, а также при нахождении в резерве или запасе.

Анализ показывает, что из общего количества операций технического обслуживания более 50 % приходится на контрольные работы, около 30 % - на крепёжные, около 15 % - на регулировочные и до 5% - на смазочные операции. В тоже время около 25 % времени ТО затрачивается на локализацию дефектной области (выявление неисправности узла или агрегата), около 40 % - на поиск дефекта внутри этой области и только 35 % - на восстановление (ремонт) отказавшего элемента. Поэтому столь актуальна разработка совершенных методов и средств контроля технического состояния деталей узлов и агрегатов локомотивов. Требуется и соответствующая организация технического обслуживания, совмещаемого с контрольно-диагностическими операциями, выполняемыми с помощью специальных средств диагностирования.
Система планово- предупредительного ремонта и обслуживания подвижного состава за более чем 50-летний срок хорошо зарекомендовала себя и позволила увеличить межремонтные пробеги локомотивов в 2-3 раза. В то же время существующая система планово- предупредительного ремонта и обслуживания подвижного состава в ее нынешнем виде не отвечает требованиям сегодняшнего дня. Она не учитывает климатические и эксплутационные условия полигона работы локомотивов, физический износ подвижного состава, интенсивность его использования, конструктивные особенности каждой серии локомотивов. Поэтому все более актуальными становятся задачи, связанные с переходом на систему ремонта по техническому состоянию. Опыт показывает, что переход на новую систему ремонта возможен только с одновременным внедрением современных диагностических комплексов.

На локомотивах сосредоточены узлы и агрегаты, имеющие различные конструкционные исполнения и большой разброс по остаточному ресурсу. Мероприятия по поддержанию их работоспособности проводятся как на этапе эксплуатации в виде технического обслуживания (ТО) или текущего ремонта (ТР), так и при проведении средних и капитальных ремонтов (СР,КР).

Имеются три основных системных подхода при определении необходимости технических мероприятий по восстановлению ресурса. Ремонт по отказу предусматривает восстановление только в случае перехода системы или её элементов из работоспособного состояния в неработоспособное. Это, как правило, применяется к узлам и элементам, состояние которых оценивается визуально или с помощью простых линейных измерений а ремонт осуществляется в случае повреждения (опоры дизеля лобовые и боковые стекла, обшивка кузова, фундаменты силовых агрегатов). Преимущества такой системы заключается в оптимизации затрат. Однако такая система имеет и существенный недостаток. Она не обеспечивает высокую надежность и не дает гарантии безаварийной работы. Такую систему целесообразно применять там, где заложена высокая конструктивная надежность и гарантия безаварийной работы, а выход из строя не повлечет за собой катастрофических последствий для всей технической системы.
Планово-предупредительная система заключается в том, что ремонт выполняется в строго регламентированном порядке в зависимости от календарного срока службы или линейного пробега. В данном случае обязательна разборка всех элементов независимо от их работоспособности с регламентированной заменой или восстановлением отдельных, наиболее ответственных узлов и деталей, узлов и агрегатов. По этой системе ремонтируются узлы и агрегаты, связанные с обеспечением безопасности движения поездов. Преимущества системы заключаются в возможности гарантировать ресурс и безопасную эксплуатацию наиболее ответственных узлов и деталей. Основной недостаток – высокий уровень затрат на регламентированный объем работ, необходимость полной разборки и принудительной замены деталей независимо от их работоспособности.
Ремонт по техническому состоянию предполагает определение объемов восстановления на основе данных технической диагностики, проводимой с установленной периодичностью. По результатам диагностики принимаются решения об исправном и неисправном состоянии, определяют остаточный ресурс работоспособности, обеспечивающей должную надежность в эксплуатации. Преимущества данной системы в адресности ремонта, что позволяет существенно снизить затраты на поддержание работоспособности. Система позволяет прогнозировать прогнозирование без разборки узлов и агрегатов, гарантированную надежность при повторном использовании деталей с узлов и агрегатов, выработавших ресурс по другим элементам.
В настоящее время на железнодорожном транспорте используется довольно широкая номенклатура диагностической техники, что создает условия для ввода элементов ремонта по техническому состоянию и снижению затрат на ремонт и технического обслуживание повышению надежности эксплуатации тягового в рамках действующей системы планово-предупредительного ремонта.