Конспект по производственному обучению учащихся Специальность: «Помощник машиниста електровоза, слесарь по ремонту подвижного состава» ІІ курс ремонт и регулировка механического оборудования автотормозов ремонт рычажной передачи

Измерение износа и деформации

Получили распространение линзовые (жесткие) и волоконные (гибкие) эндоскопы, с помощью которых можно определять перечисленные дефекты на поверхностях деталей сборочных единиц, недоступных прямому наблюдению. Эндоскопами можно проверять состояние внутренних поверхностей различных сборочных единиц, имеющих закрытые полости, например камеры сгорания дизеля, внутренних полостей турбокомпрессора, различных редукторов. Особое внимание обращают на поверхности, расположенные в зонах высоких тепловых и механических нагрузок, а также в зонах конструктивных и технологических концентраторов напряжений.

Износ деталей можно определить непосредственным измерением (микрометрией) или косвенными методами. При непосредственном измерении размер определяют с помощью шаблонов и по показаниям прибора, контактирующего с измеряемой деталью. При косвенном методе размер определяют путем пересчета результата изменения другой величины, связанной с искомой известной зависимостью. Для определения износа деталей методом микрометрии объект разбирают и детали измеряют специальным инструментом в местах предположительного износа или деформации.

Средства измерения. К простейшим средствам измерения, применяемым при ремонте, относятся концевые меры (плитки), щупы, калибры, масштабные линейки.

Концевые меры — меры длины, имеющие форму прямоугольного параллелепипеда с двумя плоскими параллельными измерительными поверхностями. Образцовые концевые меры предназначены для проверки и градуировки средств измерений, а рабочие — для измерения размеров деталей.

Калибры — однозначные меры для контроля размеров, формы или взаимного расположения деталей в сборочной единице.

Масштабная линейка — одна из самых простых многозначных мер, с помощью которой можно проводить измерения с погрешностью до 0,5 мм.

К универсальным средствам измерения относятся штангенинструменты и микрометрические инструменты, предназначенные для измерения линейных размеров. К штангенинструментам относятся штангенциркули, штангенглубиномеры, штангенрейсмусы, штангензубомеры.

Штангенциркуль — прибор для измерения наружных и внутренних размеров деталей (рис.1, а).

Штангенглубиномер предназначен для измерения глубин отверстий, пазов, расстояний между двумя плоскостями канавок, уступов и др.

Штангенрейсмусом измеряют расстояния между двумя плоскостями, расположенными на наружной поверхности детали.

Штангензубомер используют для измерения толщины зубьев шестерен на заданном расстоянии от окружности выступов (по делительной окружности).

Микрометрическими называют инструменты с точным (микрометрическим) винтом. По назначению к ним относятся микрометры для измерения внутренних (рис.1, б) и наружных (рис.1, в) размеров; микрометрические глубиномеры (см. рис.1, г); резьбовые микрометры; резьбовые микрометрические нутромеры.

Резьбовой микрометр предназначен для измерения среднего диаметра наружных резьб, а микрометрический нутромер — среднего диаметра внутренних резьб.

К рычажно-механическому измерительному инструменту относятся индикаторы часового типа, индикаторные нутромеры и др.

Индикатор часового типа служит для определения отклонений поверхностей деталей от правильной геометрической формы и для измерения небольших линейных перемещений.

Индикатор часового типа (рис. 2) состоит из корпуса 12, направляющих втулок 2 и 10, в которых измерительный стержень 1 под действием пружины 3 перемещается в крайнее нижнее положение. Измерительный стержень при перемещении с помощью зубчатой рейки 9 и шестерен 4, 7, 8 вращает малую 11 и большую 6 стрелки индикатора. Шестерня 16 с пружиной 15 устраняют погрешность от бокового зазора в зубчатых зацеплениях, обеспечивая зацепление по одной стороне зубьев.

Рис.1. Универсальные средства измерения:

а - штангенциркуль; б - микрометр для внутренних измерений; в - микрометр для наружных измерений; г - микрометрический глубиномер. Устройство: 1 - нониус; 2 - рамка; 3 - линейка; 4 - штанга; 5 - микрометрический винт; 6 - неподвижная пята; 7 - подвижная пята; 8 - скоба; 9 – основание.

Циферблат индикатора имеет большую (подвижную) 5 и малую 13 шкалы. Передаточные отношения в индикаторе подобраны так, что перемещению стержня на 1 мм соответствует один оборот большой стрелки 6 и поворот малой стрелки 11 на одно деление. Большая шкала имеет 100 делений, цена одного деления равна 0,01 мм, цена деления малой шкалы — 1 мм.

Перед началом измерения корпус индикатора размещают относительно измеряемой поверхности детали так, чтобы малая стрелка установилась на каком-либо делении, обеспечивая тем самым «натяг», т.е. возможность перемещения стержня в обе стороны от исходного положения. Затем вращением подвижной шкалы за ободок 14 совмещают нулевое деление с показанием большой стрелки. Перемещение измерительного стержня индикатора в миллиметрах определяют по показанию малой стрелки, а в сотых долях — по показанию большой стрелки.

Рис.2. Индикатор часового типа:

1 - измерительный стержень; 2, 10 - направляющие втулки; 3 - пружина; 4, 7, 8 - шестерни; 5 - большая (подвижная) шкала; 6 - большая стрелка индикатора; 9 - зубчатая рейка; 11 - малая стрелка индикатора; 12 - корпус; 13 - малая шкала; 14 - ободок корпуса; 15 - пружина; 16 - шестерня
Индикаторный нутромер (рис.3) служит для измерений относительной величины отверстий. Основная составная часть индикаторного нутромера — индикатор часового типа 9, который с помощью направляющей втулки 8 и винта 7 закрепляют на трубке 4, жестко соединенной с корпусом 3 нутромера. Наконечник 6 индикатора упирается в подвижный стержень 5. Этот стержень через двуплечий рычаг 2 связан со стержнем 7, перемещающимся в направляющей корпуса 3. С противоположной стороны корпуса с помощью винта 10 жестко закреплен сменный стержень 11. Если нажать на стержень 7, то он, скользя по направляющей, повернет двуплечий рычаг 2 против часовой стрелки, который в свою очередь переместит стержень 5 вверх. При этом ножка индикатора через передаточный механизм повернет стрелку индикатора на определенный угол.

Перед началом измерения индикаторный нутромер настраивают на определенный размер по эталону (например, микрометрической скобе) с натягом 1 ...2 мм (т.е. при повороте малой стрелки индикатора на 1... 2 оборота). Отклонение стрелок индикатора от начального положения, зафиксированного при настройке, укажет на отличие измеряемого размера детали от размера эталона.

Рис.3. Принципиальная схема индикаторного нутромера:

1 - стержень; 2 - двуплечий рычаг; 3 - корпус; 4 - трубка; 5 - подвижный стержень; 6 - наконечник; 7 - винт; 8 - направляющая втулка; 9 - индикатор часового типа; 10 - винт; 11 - сменный стержень

1) наплавлять изношенные поверхности шкворня, если износ его достиг не более 5 мм по диаметру, а также изношенные поверхности шара и гнезда шара (рис.

2) приваривать стальные шайбы к внутренним поверхностям приливов балки или наплавлять их для регулировки зазора между приливами балки и гнездом шара;

3. 
   наплавлять цилиндрические вырезы в балке под гнездо шара;
   
4. 
   приваривать накладки межтележечного сочленения.
   

Наплавка изношенных поверхностей шара и гнезда шара

межтележечного сочленения
При текущем ремонте разрешается:

1. 
   заваривать трещины во фланце гнезда шара, занимающие не более 30% окружности фланца;
   

1. 
   приваривать новый фланец гнезда шара (рис.2);
   

2. 
   наплавлять изношенные поверхности промежуточного звена и корпуса сочленения электровоза серии К электродами типов Э42А, Э46А, Э50А с предварительным подогревом до температуры 300-350°С.
   

Трещины во фланцах гнезда шара заваривать V-образным швом электродами типа Э42А или Э50А с предварительным подогревом до температуры 300-350°С. Наплавку изношенных мест гнезда, шара и шкворня производить ручной дуговой, автоматической, механизированной (полуавтоматической) или вибродуговой наплавкой.

Приварку накладок, изготовленных из марганцовистых сталей, производить согласно указаниям.

Фланец гнезда шара межтележечного сочленения

1. 
   изношенные поверхности пальца и ступицы при ослаблении посадки пальца;
   
2. 
   цапфу при износе по диаметру более 1 мм с последующей термической обработкой;
   
3. 
   поверхности поперечного вала изношенные более 1 мм по разъему;
   
4. 
   поверхности опорных шайб изношенные более 1 мм;
   
5. 
   цапфы толкателей с износом по диаметру сверх допустимых норм;
   

6. 
   изношенные валики водил и болт муфты;
   
7. 
   поверхности опор, пружин, крышек, головок водил, и муфты;
   
8. 
   заваривать трещины в сварных швах водила. Заварка трещин в остальных местах и деталях водила, а также на муфте запрещается;
   
9. 
   заваривать швы в месте приварки накладки к направляющим муфты.
   

При текущем ремонте работы по заварке трещин в кронштейнах могут производиться без выкатки тележек, если трещины не распространяются в сварной шов и концевую балку рамы тележки. Заварку трещин в сварном шве и балке, а также усиление кронштейна производить на выкаченной тележке.

Технологический процесс ремонта кронштейна крепления водила межтележечного сочленения заключается в следующем:

1. 
   определить контуры трещин, засверлить их концы сверлом диаметром 6-12 мм дальше конца трещины на 3-5 мм и раззенковать на 1/2-1/3 глубины. Разделать трещину под заварку;
   
2. 
   заваривать трещину после предварительного подогрева до температуры 250-300°С. Первый слой выполнять электродом диаметром 3 мм, а последующие 4 мм. Для сварки использовать электроды УОНИ-13/45, предварительно просушенные при 250°С в течение часа. После заварки произвести, при наличии доступа с обратной стороны, подварку корня шва. При невозможности подварки корня необходимо обеспечить полный провар разделки на всю толщину разделки;
   

Заварка трещин и усиление кронштейна крепления

водила межтележечного сочленения

3. 
   произвести усиление наплавкой сварного шва приварки кронштейна к нижнему листу задней концевой балки рамы тележки, используя электроды УОНИ-13/45 диаметром 4 мм, и приварить два усиливающих ребра (см. рис. 3). Непровар, раковины, поры, шлаковые включения и подрезы основного металла не допускаются;
   
4. 
   после охлаждения произвести шлифовку сварных швов, обеспечив плавный переход шва на основной металл;
   
5. 
   перед началом работ из рамы тележки вывернуть пробки-заглушки с целью исключения их вырыва газами, скопившимися внутри коробчатых балок рамы;
   
6. 
   при текущем ремонте ТР-3 и капитальных КР-1 и КР-2 сварочные работы производить на разобранной раме, а заварку усиливающих ребер — в нижнем и вертикальном положении. Потолочная сварка не допускается.
   

Все наплавочные и сварочные работы при ремонте и изготовлении новых деталей и узлов локомотивов в депо и на ремонтных заводах должны выполняться с соблюдением требований настоящей Инструкции, чертежей и ГОСТов. Выбор технологического процесса, типа и марки электродов, режима сварки, а также контроль за правильной подготовкой деталей к сварочным работам возлагаются непосредственно на инженера-технолога, мастера и бригадира по сварке.

Состояние сварочного оборудования, приспособлений и инструмента, а также соблюдение технологии сварочно-наплавочных работ на ответственных узлах и деталях должны ежегодно прове­ряться комиссиями с составлением акта на право выполнения этих работ. Состав комиссии утверждается руководством службы локо­мотивного хозяйства железной дороги или руководством локомотиворемонтного завода.

Обучение и аттестация сварщиков должны производиться в соответствии с «Руководством по подготовке и аттестации сварщиков на железнодорожном транспорте», утвержденным 29.12.1989 г.

Запрещается сварщику приступать к выполнению наплавочных и сварочных работ на деталях, неправильно подготовленных к сварке, без соответствующей их термической обработки, несоответствующими типами электродов, при отсутствии, а также с просроченным удостоверением или свидетельством на право производства данных работ.

Технологические процессы и режимы на разрешенные сварочные работы при ремонте отдельных деталей, которое не описаны в настоящей Инструкции, устанавливаются главным инженером завода или начальником депо. При этом восстановленная деталь должна полностью удовлетворять требованиям безопасной работы локомотива и обеспечивать необходимый срок службы,

Восстанавливать наплавкой и нанесением покрытий изношенные детали можно только в пределах тех износов и те детали, которые обусловлены настоящей Инструкцией, действующими правилами ремонта и другими нормативными актами.

Наплавленный слой металла на рабочей поверхности по износостойкости и твердости должен быть не ниже основного металла детали и соответствовать требованием технических условий или чертежей.

Особенно это касается деталей, работающих в условиях истирания (валики, наличники, скользуны, опорные места балансиров, пятников, подпятников, призм и др.). Для получения таких поверхностей необходимо применять при наплавке электроды, сварочные проволоки и порошки для износостойкой наплавки, порошковые проволоки соответствующих марок, легирующие флюсы, а также термическую, химико-термическую и другие виды обработок после наплавки и напыления.

Сварочные работы, разрешенные настоящей Инструкцией для капитального ремонта, могут выполняться и при текущем ремонте при наличии соответствующего оборудования и условий, обеспечивающих требуемое качество работ, а также экономическую целесообразность. Такие работы могут выполняться по разрешению начальника локомотивной службы.

. Все количественные нормы до заварке трещин, вварке вставок и другим сварочным работам должны применяться с учетом уже имеющихся ранее выполненных на данном узле или детали сварочных работ независимо от того, где эти работы были ранее произведены — в депо или на заводе, руководствуясь при этом фактическим осмотром деталей и данными технического паспорта.

. Температура деталей перед сваркой и в помещениях, в которых производят ответственные сварочные работы, должна быть не ниже 5°С. При этом не должно быть сквозняков, редких температурных перепадов и попадания влаги на место сварки, наплавки и напыления. Перед заваркой трещин, изломов или переваркой дефектных сварных швов деформированные детали должны быть выправлены. Правка без учета возникновения остаточных напряжений может привести к разрушению детали как при сварке, так и при эксплуатации. В детали также могут появляться трещины.

. Шлифованные, полированные и чисто обработанные поверхности, а также поверхности окрашенные, покрытые лаком, изоляцией и т. д. (шейки осей и валов, подшипники и т. д.), расположенные вблизи места сварки, до ее выполнения должны быть защищены асбестовым картоном, пастой или другим аналогичным материалом во избежание попадания на эти детали брызг расплавленного металла или случайного касания их электродом. Закрывать чисто обработанные поверхности металлическими листами не допускается.

. При выполнении электросварочных работ непосредственно на локомотиве обратный провод источника питания необходимо присоединять по возможности ближе к месту сварки. Все контакты рабочих проводов сварочного аппарата должны быть исправными. Искрение и нагрев в местах соединения проводов не допускаются.

Для предупреждения возможных электроожогов роликовых подшипников и бандажей все сварочные работы на локомотиве необходимо выполнять так, чтобы подшипники и бандажи не были включены в сварочную цепь. Запрещается использовать рельсы в качестве обратного провода; подводка тока должна осуществляться по двухпроводной системе. Место присоединения обратного провода к детали во всех случаях должно быть предварительно зачищено до металлического блеска, а провод присоединен при помощи струбцины.

При неисправной изоляции токоподводящих проводов выполнение электросварочных работ запрещается.

Поверхность, на которую надо наложить сварные швы, должна быть зачищена. Запрещается производить сварку, наплавку или напыление, если на место сварки попадает вода, смазка, а также выполнять сварочные работы на свежеокрашенных конструкциях или изделиях до полного высыхания краски. Корродированные и другие поврежденные участки разрешается наплавлять только после тщательной обработки поврежденной поверхности стальной щеткой до металлического блеска.

При выполнении сварки или наплавки, как правило, не допускаются подрезы основного металла по границам сварных швов более 0,5 мм, подрезы больших размеров должны быть заварены. Технология заварки должна исключать появление неблагоприятных закалочных структур в околошовной зоне или металле валика. Выводить кратер на основной металл запрещается.

На ответственных деталях, работающих при динамических и многократно повторяющихся (циклических) нагрузках, непровары в сварных швах и подрезы основного металла не допускаются.

Чеканка как средство для устранения неплотности сварных швов независимо от типа применяемого покрытия электродов не допускается.

При выполнении сварочно-наплавочных работ должны соблюдаться нормы и правила техники безопасности, производственной санитарии противопожарной безопасности.

Работники, приступающие к выполнению сварочных работ, должны иметь исправные защитные приспособления (шлем или щиток, очки), инструмент (стальную щетку, слесарный молоток, зубило, клеймо) и набор шаблонов для проверки размеров сварных швов, а газосварщики, кроме того, должны иметь набор гаечных ключей и ведро с водой для охлаждения горелки или резака.

Стыковые соединения являются наиболее распространенными и надежными сварными соединениями. В зависимости от толщины свариваемого металла часто применяются следующие виды сварных стыковых швов:

— стыковые соединения без скоса кромок, которые бывают:

1) с двусторонним швом (рис. 1.1, а), обладающие высокой прочностью. Такое соединение рекомендуется применять при толщине свариваемого металла 3—8 мм;

2. 
   с односторонним швом (рис. 1.1, б); при этом возможен непровар с обратной стороны, что обусловливает некоторое снижение прочности соединения. Такое соединение не рекомендуется применять для деталей, работающих при динамических нагрузках, и в случаях, когда корень шва оказывается в растянутой зоне при изгибе;
   
3. 
   односторонние с подкладкой (рис. 1.1, в); при этом применяются медные съемные подкладки или остающиеся стальные (технологические) подкладки. Последняя должна плотно прилегать к свариваемым элементам и проплавляться до 1/3 толщины; местные зазоры не должны превышать 0,5 мм. Соединения на остающейся подкладке следует применять, когда невозможно выполнить двусторонний шов;
   

4. 
   двусторонние с подваркой корня шва (рис. 1.2, а и 1.3, а);
   
5. 
   односторонние без подварки (рис. 1.2, б и 1.3, б);
   
6. 
   односторонние на подкладке (рис. 1.2, в и 1.3, в);
   

При сварке встык листов разных толщин на более толстом листе делается на длине пяти толщин скос одной или двух сторон листа до толщины тонкого листа.

Угловые соединения (рис. 1.5) бывают:

1. 
   без скоса кромок (рис. 1.5, а);
   
2. 
   со скосом одной кромки (рис. 1.5, б);
   
3. 
   с двумя скосами одной кромки (рис. 1.5, в);
   
4. 
   со скосом двух кромок (рис. 1.5, г).
   

Тавровые соединения (рис. 1.6) выполняют:

1. 
   без скоса кромок (рис. 1.6, а). В таких соединениях, особенно при наличии непроваров и увеличенных зазорах, значительно снижается прочность шва;
   
2. 
   с одним скосом одной кромки (с двусторонним и односторонним швами) (рис. 1.6, б);
   
3. 
   со скосом двух кромок (рис. 1.6, в) (обладают достаточно высокой прочностью и обеспечивают возможность получения полного провара).
   

а с двусторонним швом;

б с односторонним швом;

в односторонние на подкладке

Рис. 1.2. Стыковое соединение со скосом одной кромки

а односторонние с подваркой корня;

б односторонние без подварки;

в односторонние на подкладке

Стыковые соединения с V-образным скосом двух кромок

а двусторонние с подваркой корня;

б односторонние без подварки;

в односторонние на подкладке

Стыковые соединения с К-образным и X-образным скосами

а без скоса кромок;

б со скосом одной кромки;

в с двумя скосами одной кромки;

г со скосом двух кромок

Тавровые соединения

а без скоса кромок;

б со скосом одной кромки;

Соединения внахлестку (рис. 1.7) бывают:

1. 
   без скоса кромок с двусторонними (рис. 1.7, а) и односторонними (рис. 1.7, в) непрерывными и прерывистыми швами;
   
2. 
   с круглыми отверстиями (рис. 1.7, б) при односторонней непрерывной заварке или удлиненными с частичной заваркой по внутренней кромке отверстий. Такое соединение требует плотного прилегания поверхностей листов.
   

Подготовку кромок под сварку выполняют механической обработкой (на строгальном или токарном станке, фрезеровкой, рубкой пневматическим или ручным зубилом, крейцмейселем и т.п.). Подготовку кромок деталей, изготовленных из малоуглеродистых сталей, например марок Ст1, Ст2, Ст3, разрешается производить также газовой резкой с последующей механической зачисткой поверхности реза до получения чистого металла.

При подготовке кромок газовой резкой на деталях из сталей, содержащих углерод свыше 0,3% (марки Ст5 и др.), поверхность реза должна быть механически обработана на глубину не менее 3 мм. Правильность подготовки кромок под сварку контролировать шаблоном. Допускаются отклонения: угла между плоскостями кромок от прямого для стыковых и тавровых соединений ±3°, то же для нахлесточных соединений ±6° и угла разделки кромок от проектного ±5°.