Анализ износов и повреждений тележек модели 18-100

АНАЛИЗ ИЗНОСОВ И ПОВРЕЖДЕНИЙ ТЕЛЕЖЕК

          В данной главе рассматривается анализ износов и повреждений, возникающих в процессе эксплуатации тележек. В качестве примера взята тележка модели 18 – 100. Главное внимание уделено опорным соединениям и клиновой подсистеме, которые требуют скорейшего усовершенствования.

В анализе износов и повреждений тележек рассматриваются три основные системы:

1 Опорное соединение боковых рам тележки на колесные пары с буксами (рисунок . .)

2 Фрикционно-клиновая подсистема: фрикционная планка – фрикционный клин – накладная поверхность надрессорной балки;

3 Опорное соединение кузова вагона на тележку: пятник - подпятник - скользуны.

Рисунок . .- Общий вид опорного соединения боковой рамы и буксового узла с характерным конусным износом опорных поверхностей.

НАПРАВЛЕНИЕ 1

БОКОВАЯ РАМА – КОЛЕСНАЯ ПАРА С БУКСОЙ

В тележке 18 – 100 боковые рамы жестко, через опорное соединение устанавливаются на буксовые узлы. Это соединение передает вертикальные, горизонтальные, продольные нагрузки и обеспечивает ограниченную возможность самоустановки колесных пар.

Анализ показал, что данный узел работает неудовлетворительно. В процессе эксплуатации неравномерно изнашиваются отдельные поверхности букс и боковых рам.

Работа опорного соединения боковой рамы на буксовые узлы тележки 18 – 100 осложняется тем, что рамы и буксовые узлы обезличены, и тележка может эксплуатироваться с разными износами опорных поверхностей, что существенно снижает ресурс этого соединения и ухудшает динамические качества тележки.

Направления усовершенствования: увеличение ресурса трущихся пар, снижение перегрузки подшипников, улучшение самоустановки колесных пар.

Весь узел должен рассматриваться как единая динамическая система, быть ремонтно - и контролепригоден и, позволять в процессе эксплуатации определять его основные характеристики.

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ:

1 Изменение геометрии деталей в системе боковая рама – буксовый узел. Различные конструкции букс.

2 Внедрение износостойких прокладок или приварных накладок на опорную поверхность боковой рамы.

НАПРАВЛЕНИЕ 2

АНАЛИЗ ФРИКЦИОННО-КЛИНОВОЙ СИСТЕМЫ

          Тележка 18 – 100 оборудована клиновыми фрикционными гасителями колебаний пространственного действия (виды фрикционно-клиновой системы тележки 18 – 100 представлены на рисунке . .).  Основным преимуществом является способность одновременно гасить колебания в нескольких направлениях и выполнять роль фрикционно-упругих связей отдельных элементов тележек.

          Расчет фрикционных гасителей колебаний состоит в проверке прочности отдельных элементов конструкции и в определении величины и характера сил трения, реализуемых демпфером.

          На характеристику работы фрикционного гасителя колебаний большое внимание оказывают его конструктивные особенности: углы наклона трущихся поверхностей и реализуемые на них коэффициенты трения, а также направление и величина действия упругого элемента, обеспечивающего поджатие фрикционных пар.

ИЗНОСЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ В ЭКСПЛУАТАЦИИ

1 Смещение надрессорной балки происходит в трех вариантах:

1.1 Смещение надрессорной балки совместно с фрикционными клиньями относительно фрикционных планок;

1.2 Смещение надрессорной балки относительно фрикционных клиньев;

1.3 Попеременное смещение надрессорной балки то относительно клина, то относительно фрикционной планки.

2 Увеличение углов фрикционного клина. Приводит к повороту и неплотному прилеганию трущихся поверхностей. Наклонная поверхность фрикционного клина вместо плоской приобретает форму цилиндрической.

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ:

1 Изменение геометрии клина;

2 Износостойкие накладки на клин;

3 Изменение материала клина с усилением упорных буртов.

НАПРАВЛЕНИЕ 3

ПЯТНИК – ПОДПЯТНИК – СКОЛЬЗУНЫ

Кузова грузовых вагонов устанавливаются на ходовые части через опорные соединения пятник – подпятник - скользуны. Это соединение передает все вертикальные, горизонтальные и продольные нагрузки; обеспечивает центрирование кузова относительно тележки и выполняет роль фрикционного гасителя извилистого движения тележки. Исследованиями ВНИИЖТа, УВЗ установлено что, начиная со скорости движения вагона 30 км/ч и выше, возникают боковые колебания кузова относительно подпятника тележки.

При перевалке кузова вагона, неравномерной его загрузке кузов вагона опирается на тележку через скользун.

Виды скользунов для тележки 18 – 100 приведены на рисунке . .

а)- фирмы Стаки; б)- НПХ Рокада; в)- УВЗ

Рисунок . .- Виды скользунов для тележки 18 - 100

Анализ конфигурации износов показывает, что опорная поверхность пятника по мере износа из плоской пяты превращается в сферическую поверхность. Аналогично изнашивается и подпятник, причем больший износ концентрируется на кольцевом приливе в поперечном и продольном направлениях. В вагонных депо изношенные подпятники восстанавливают наплавкой с последующей механической обработкой.

Требования к рассматриваемому узлу:

- узел опорного соединения пятник – подпятник – скользуны претерпевает во время эксплуатации интенсивные неравномерные износы, что может существенно влиять на ходовые качества вагона. При разработке вариантов модернизации должен модернизироваться весь узел, как динамически взаимосвязанная система со строго определенными параметрами, а не отдельные части этой системы.

- опорный узел должен иметь ремонто - и контролепригодную конструкцию и позволять в эксплуатации определять его основные характеристики.

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ:

1 Установка в пары трения износостойких элементов;

2 Изменение геометрии системы пятник – подпятник;

3 Изменение, усовершенствование конструкции скользунов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ эксплуатации тележек модели 18 – 100 выявил их недостаточную надежность для современных условий эксплуатации, обусловленную конструктивными недостатками, несоответствующим качеством изготовления, ремонта и технического обслуживания. В эксплуатации выявляется неприемлемое количество подрезов гребней и остроконечного наката колесных пар, ползунов, чрезмерных износов букс, опорных поверхностей боковых рам и надрессорных балок, фрикционных клиньев, соединения пятник – подпятник, скользунов и др. Следовательно, проведение модернизации тележки модели 18 – 100 является актуальной задачей.