RU143439U1

RU143439U1 - INSTALLATION FOR ELECTROLYTIC ZINCING OF RINGS OF BEECH BEARINGS OF DC AND AC ELECTRIC CARS OF VL SERIES

Info

Publication number: RU143439U1
Application number: RU2014105763/02U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Валерьевич Муравьев
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2014-07-20

Abstract

Установка для электролитического цинкования колец буксовых подшипников электровозов постоянного и переменного тока, отличающаяся тем, что она включает фундаментную плиту с установленной на ней вертикальной колонной, на которой смонтированы два поворотных кронштейна, предназначенные для базирования цинковых анодов и подшипниковых колец и подачи на них электрического тока в процессе цинкования, поворотный стол с гальванической ванной, источник постоянного тока и кинематический привод вращения стола с заданной скоростью, при этом установка снабжена устройством подогрева электролита, приспособлением для базирования подшипниковых колец при цинковании, приспособлением для закрепления цинковых анодов и правильной их ориентации относительно подшипниковых колец, механизмом вращения стола с установленной на нем гальванической ванной, состоящим из электродвигателя, червячно-цилиндрического редуктора и опорного подшипника, смонтированного на валу и запрессованного в корпус стола с возможностью свободного вращения с требуемой частотой для равномерного перемешивания компонентов электролита и распределения по объему ванны.Installation for electrolytic galvanizing of axle boxes bearings of direct and alternating current electric locomotives, characterized in that it includes a base plate with a vertical column mounted on it, on which two rotary brackets are mounted, designed to base zinc anodes and bearing rings and supply electric current to them the galvanizing process, a rotary table with a plating bath, a direct current source and a kinematic drive for rotating the table at a given speed, while The novelty is equipped with an electrolyte heating device, a device for basing bearing rings during galvanizing, a device for fixing zinc anodes and their proper orientation with respect to bearing rings, a table rotation mechanism with a galvanic bath mounted on it, consisting of an electric motor, a worm-cylindrical gearbox and a support bearing mounted on the shaft and pressed into the table body with the possibility of free rotation with the required frequency for uniform mixing Components of the electrolyte and the distribution of the bath volume.

Description

Полезная модель относится к разделу машиностроения, а в частности к технологии изготовления и ремонта подшипниковых узлов электроподвижного состава.The utility model relates to mechanical engineering, and in particular to the technology of manufacturing and repair of bearing assemblies of electric rolling stock.

Проведение ревизии второго объема подшипниковых узлов букс электровозов серии ВЛ предусматривает при ремонте полную разборку роликовых подшипников со снятием внутренних и лабиринтных колец с шейки оси колесной пары. При последующем монтаже внутренних колец буксовых подшипников по горячей посадке для обеспечения требуемого натяга допускается производить цинкование внутренней посадочной поверхности кольца с толщиной покрытия не более 0,2 мм.The revision of the second volume of the bearing units of the axle-box axleboxes of the VL series provides for the complete disassembly of roller bearings during repair with the removal of the inner and labyrinth rings from the neck of the axle of the wheelset. During the subsequent installation of the inner rings of axlebox bearings in a hot seat to ensure the required interference, it is allowed to galvanize the inner seat surface of the ring with a coating thickness of not more than 0.2 mm.

Область применения - машиностроительные и ремонтные предприятия.Scope - engineering and repair enterprises.

В настоящее время на ремонтных предприятиях железнодорожного транспорта используются установки местного производства, состоящие только из основных узлов, таких как ванна с электролитом, подвесы для установки деталей, источник постоянного тока (ИПТ), цинковые аноды и высоковольтные провода для подключения к ИПТ анодов и подвесов. Подобные установки не имеют механизмов перемешивания и подогрева электролита. В качестве аналога, обладающего механизмом перемешивания электролита, рассматривается гальваническая колокольная ванна ВКГ-902 или ВКГ-902М, которая предназначена для цинкования мелких деталей в насыпном виде. К недостаткам колокольной ванны, кроме затрудненного цинкования крупных подшипниковых колец, можно отнести потери электролита при сливе, невозможность получения покрытий большой толщины, необходимость корректировки электролита, отсутствие механизма подогрева электролита, а также нерациональное расположение цинковых анодов относительно обрабатываемых деталей, в результате чего снижается плотность тока, наблюдается неравномерная толщина наносимого покрытия или его концентрация на наиболее приближенных к анодам участках, а также снижение производительности процесса по причине неоптимальной температуры раствора электролита.Currently, repair facilities for railway transport use locally manufactured plants consisting of only basic components, such as an electrolyte bath, suspensions for installing parts, a direct current source (IPT), zinc anodes and high-voltage wires for connecting anodes and suspensions to IPT. Such installations do not have mechanisms for mixing and heating the electrolyte. As an analogue with an electrolyte mixing mechanism, the VKG-902 or VKG-902M galvanic bell bath, which is designed for galvanizing small parts in bulk, is considered. The disadvantages of the bell bath, in addition to the difficulty in galvanizing large bearing rings, include loss of electrolyte during drainage, the inability to obtain coatings of large thickness, the need to adjust the electrolyte, the lack of an electrolyte heating mechanism, and the irrational arrangement of zinc anodes relative to the workpieces, resulting in a decrease in current density , there is an uneven thickness of the applied coating or its concentration in the areas closest to the anodes, as well as a decrease in the productivity of the process due to suboptimal temperature of the electrolyte solution.

Целью полезной модели является повышение прочности и пластичности восстанавливаемого слоя посадочной поверхности кольца буксового подшипника при компенсации величины износа, обеспечение требуемого натяга при сборке подшипника и напрессовке кольца на ось колесной пары за счет нанесения пластичного цинкового слоя, повышение коррозионной стойкости подшипниковых колец в эксплуатации. Цинкование изношенной поверхности осуществляется за счет электролитического осаждения катионов цинка на поверхности подшипникового кольца (катода) при электролизе.The purpose of the utility model is to increase the strength and ductility of the reconstructed layer of the bearing surface of the axlebox bearing ring while compensating for wear, ensuring the required interference during assembly of the bearing and pressing the ring onto the wheel axle by applying a plastic zinc layer, and increasing the corrosion resistance of the bearing rings in operation. The worn surface is galvanized due to the electrolytic deposition of zinc cations on the surface of the bearing ring (cathode) during electrolysis.

Заявляемая установка для электролитического цинкования посадочной поверхности кольца буксового подшипника электровоза лишена описанных недостатков, поскольку формирование восстановленного поверхностного слоя кольца происходит вследствие электролитических процессов анодного растворения и переноса металла анода на поверхность детали при поддержании оптимальной температуры и скорости перемешивания электролита, при которых движение заряженных ионов в токопроводящей среде электролита происходит интенсивнее, способствуя нанесению плотного покрытия.The inventive installation for electrolytic galvanizing of the seating surface of the ring of the axlebox bearing of an electric locomotive is devoid of the described disadvantages, since the formation of the restored surface layer of the ring occurs due to electrolytic processes of anode dissolution and transfer of the anode metal to the surface of the part while maintaining the optimum temperature and mixing speed of the electrolyte, at which the movement of charged ions in the conductive the electrolyte environment is more intense, contributing to the deposition thick coating.

Восстановление цинкованием посадочной поверхности подшипникового кольца приводит к образованию на оцинковываемой поверхности кольца мелких кристаллов, сцепленных с подложкой и между собой, что способствует улучшению сцепления и структуры цинкового покрытия. В результате рабочая поверхность кольца, сформированная данным способом, приобретает более высокие механические свойства - динамическую и усталостную прочность, пластичность, а также эксплуатационные свойства - коррозионную стойкость при эксплуатации в агрессивных средах и жесткость посадки при натяге в процессе сборки.Restoration of the seating surface of the bearing ring by galvanizing leads to the formation on the galvanized surface of the ring of small crystals adhered to the substrate and to each other, which improves the adhesion and structure of the zinc coating. As a result, the working surface of the ring formed by this method acquires higher mechanical properties - dynamic and fatigue strength, ductility, as well as operational properties - corrosion resistance during operation in aggressive environments and rigidity of the fit during interference during assembly.

Сущность конструкции установки заключается в том, что за счет наличия приспособлений для базирования подшипниковых колец и закрепления цинковых анодов устанавливается оптимальный зазор между анодами и оцинковываемыми поверхностями колец, что способствует нанесению равномерного цинкового покрытия одновременно на четыре детали, а механизм вращения поворотного стола с электролитической ванной позволяет растворять и распределять компоненты электролита по объему ванны более равномерно для выравнивания толщины наносимого покрытия.The essence of the design of the installation is that due to the availability of devices for basing bearing rings and fixing zinc anodes, an optimal gap is established between the anodes and galvanized surfaces of the rings, which contributes to the application of a uniform zinc coating simultaneously on four parts, and the rotation mechanism of the turntable with an electrolytic bath allows dissolve and distribute the electrolyte components throughout the bath volume more evenly to even out the thickness of the applied coating.

Конструкция установки для электролитического цинкования подшипниковых колец буксовых узлов электровозов является универсальной и может использоваться для нанесения цинковых покрытий на детали цилиндрической формы схожего типоразмера при условии замены приспособлений для базирования деталей и цинковых анодов.The design of the installation for electrolytic galvanizing of bearing rings of axle boxes of electric locomotives is universal and can be used for applying zinc coatings to cylindrical parts of a similar size, provided that the devices for basing parts and zinc anodes are replaced.

Установка для цинкования подшипниковых колец состоит из гальванической ванны 1, заполняемой раствором электролита 2, приспособления 3 для подвешивания деталей, механизма вращения 4 гальванической ванны 1 в процессе цинкования для перемешивания электролита 2, приспособления 5 для крепления цинковых анодов 6 с фильтрами для зашиты раствора от анодного шлама, источника постоянного тока 7 и высоковольтных проводов 8 для подключения к нему электродов. Конструкция установки модульная и может использоваться для цинкования деталей различной формы при установке соответствующих узлов и приспособлений для базирования.The installation for galvanizing bearing rings consists of a galvanic bath 1 filled with an electrolyte solution 2, a device 3 for hanging parts, a rotation mechanism 4 of a galvanic bath 1 during galvanizing to mix the electrolyte 2, a device 5 for fixing zinc anodes 6 with filters for protecting the solution from the anode sludge, direct current source 7 and high-voltage wires 8 for connecting electrodes to it. The installation design is modular and can be used for galvanizing parts of various shapes when installing the appropriate components and devices for basing.

После заполнения электролитом 2 ванны 1, которая представляет собой цилиндрическую емкость, сваренную из листовой стали толщиной 5 мм с футеровкой внутренних стенок винипластом для предотвращения электрического пробоя тока на корпус и осаждения цинка на стенках ванны при электролизе, подшипниковые кольца 9 укладываются на подвеску 3. Кроме того, двухслойный корпус ванны 1 снабжен системой змеевиков 10 из освинцованной стали для подогрева электролита 2 и поддержания заданной температуры в процессе цинкования. Подвеска 3 спроектирована таким образом, что позволяет размещать за один цикл цинкования четыре кольца 9 с одной колесной пары электровоза, в результате чего после цинкования обеспечивается равномерный натяг колец на одной оси и снижается величина перекоса колец и деталей подшипника при сборке. Каждое кольцо 9 последовательно устанавливается на горизонтальные извлекаемые штифты 11 внутри цилиндрического корпуса подвески 3, который вставляется совместно с резиновой прокладкой 12 в отверстие консоли поворотного кронштейна 13, подведенного к ванне 1, и закрепляется при помощи винтов 14. После погружения подшипниковых колец 9 в электролит 2 к ванне 1 подводится поворотный кронштейн 15 с консолью, на которой устанавливается и фиксируется корпус приспособления 5 с закрепленными и соединенными последовательно в электрическую цепь цинковыми анодами 6 для обеспечения одинаковой силы и плотности тока на всех шести анодах. При этом приспособление 5 занимает положение таким образом, что аноды 6 перекрывают по ширине все кольца 9. Перемешивание электролита может производиться постоянно в процессе цинкования или с перерывами в зависимости от качества получаемого покрытия и необходимо для равномерного растворения компонентов электролита по объему ванны, увеличения рабочих плотностей тока за счет уменьшения толщины диффузионного слоя и повышения производительности. Механизм перемешивания 4 электролита 2 состоит из электродвигателя 16, тихоходного червячного редуктора 17 и зубчатой передачи 18, одна из зубчатых шестерен которой жестко закреплена при помощи шпоночного соединения на вале поворотного стола 19, на котором закреплена гальваническая ванна 1. Вращение с вала электродвигателя 16 передается через редуктор 17 на шестерню 18 поворотного стола 19, который вращает гальваническую ванну 1. При этом приспособление 3 для базирования колец 9 располагается с эксцентриситетом в половину радиуса ванны 1 относительно оси ее вращения, что способствует перемешиванию электролита 2, а опорами вала вращающегося стола 19 и вала редуктора 17 являются опорные подшипники качения 20. Цинкование подшипниковых колец в соответствии с выбранными режимами и заданной продолжительностью процесса производится при подаче постоянного тока силой 1,15-1,675 А от источника питания на последовательно соединенные в цепи аноды и заготовки после погружения колец в электролит.After filling with electrolyte 2 bath 1, which is a cylindrical container, welded from sheet steel 5 mm thick with lining of the inner walls with vinyl plastic to prevent electric breakdown of the current on the body and deposition of zinc on the walls of the bath during electrolysis, the bearing rings 9 are placed on the suspension 3. In addition Moreover, the two-layer body of the bath 1 is equipped with a system of coils 10 made of leaded steel for heating the electrolyte 2 and maintaining the set temperature during galvanizing. Suspension 3 is designed in such a way that allows to place four rings 9 from one wheel pair of an electric locomotive in one galvanizing cycle, as a result of which after galvanizing a uniform tightness of the rings on one axis is ensured and the skew of the rings and bearing parts during assembly is reduced. Each ring 9 is sequentially mounted on horizontal removable pins 11 inside the cylindrical suspension housing 3, which is inserted together with the rubber gasket 12 into the console hole of the swivel bracket 13, connected to the bath 1, and secured with screws 14. After the bearing rings 9 are immersed in the electrolyte 2 a swivel bracket 15 with a console is connected to the bath 1, on which the housing of the device 5 is mounted and fixed with zinc fastened and connected in series to the electric circuit and the anodes 6 to provide the same strength and the current density in all six anodes. In this case, the device 5 occupies a position in such a way that the anodes 6 overlap all the rings 9 in width. The electrolyte can be mixed continuously during galvanizing or intermittently depending on the quality of the coating obtained and is necessary for uniform dissolution of the electrolyte components throughout the bath volume, increasing working densities current by reducing the thickness of the diffusion layer and increasing productivity. The mixing mechanism 4 of the electrolyte 2 consists of an electric motor 16, a low-speed worm gear 17 and a gear 18, one of the gears of which is rigidly fixed by means of a key connection on the shaft of the rotary table 19, on which the galvanic bath 1 is fixed. Rotation from the shaft of the electric motor 16 is transmitted through gear 17 to the gear 18 of the rotary table 19, which rotates the plating bath 1. In this case, the device 3 for basing the rings 9 is located with an eccentricity of half the radius of the bath 1 The axis of its rotation is linear, which contributes to the mixing of the electrolyte 2, and the bearings of the rotary table shaft 19 and the gear shaft 17 are thrust bearings 20. The bearing rings are galvanized in accordance with the selected modes and the specified process time when a constant current of 1.15-1.675 is applied. And from the power source to the anodes and billets connected in series in the circuit after the rings are immersed in the electrolyte.

В качестве расходных материалов используются цинковые аноды с маркировкой ГПРХХ 6×75×450 (Ц0, Ц1) по ГОСТ 1180-91, которые закрепляются в специальном приспособлении. Предварительно заданные параметры режима электролитического цинкования позволяют осуществлять процесс электроосаждения цинка и формирования цинкового покрытия на посадочной поверхности подшипниковых колец.As consumables, zinc anodes with the GPRXX marking 6 × 75 × 450 (Ts0, Ts1) according to GOST 1180-91 are used, which are fixed in a special device. The predefined parameters of the electrolytic galvanizing mode allow the process of zinc electrodeposition and the formation of a zinc coating on the seating surface of the bearing rings.

Claims

Installation for electrolytic galvanizing of axle boxes bearings of direct and alternating current electric locomotives, characterized in that it includes a base plate with a vertical column mounted on it, on which two rotary brackets are mounted, designed to base zinc anodes and bearing rings and supply electric current to them the galvanizing process, a rotary table with a plating bath, a direct current source and a kinematic drive for rotating the table at a given speed, while The novelty is equipped with an electrolyte heating device, a device for basing bearing rings during galvanizing, a device for fixing zinc anodes and their proper orientation with respect to bearing rings, a table rotation mechanism with a galvanic bath mounted on it, consisting of an electric motor, a worm-cylindrical gearbox and a support bearing mounted on the shaft and pressed into the table body with the possibility of free rotation with the required frequency for uniform mixing Components of the electrolyte and the distribution of the bath volume.