UA126708U - Спосіб модернізації піввагона - Google Patents

Abstract

Спосіб модернізації піввагона полягає в впровадженні модернізації візків вантажних вагонів, яка полягає в комплексній заміні вразливих деталей вузлів на деталі, виготовлені за технологією аустемперизації та інших зносостійких матеріалів і використання їх в пристроях стабілізації руху.

Description

Технічне рішення, що заявляється, належить до залізничного транспорту, а саме до ремонту рухомого складу залізниці і стосується способу модернізації піввагона для продовження строку його експлуатації.

З рівня техніки відома "Технология производства и ремонта вагонов", М. Михалевич, издательство - ДВГУПС 2004 г., де висвітлені питання оцінки стану деталей вагонів, які були прийняті на плановий ремонт, де також важливе питання - правильне визначення величини зносу деталей при використанні різних технічних засобів.

Недоліками відомого технічного рішення є те, що всі технології діагностики та ремонту зв'язані з ремонтними циклами без урахування подовження.

Відомий спосіб модернізації візка вантажного вагона |Заявка РФ 2005133086 А, опубл. 10.05.2007, МПК Вб1Е 5/00), в якому здійснюють модернізацію деталей та вузлів пристрою з метою поліпшення його міцності.

Недоліками відомого способу є те, що модернізацію здійснюють лише відносно окремих частин вантажного вагона, зокрема бокових рам візка, що не дозволяє за допомогою даного способу вирішити проблему підвищення його ходових та зносостійких характеристик.

Найбільш близьким до заявленого способу є спосіб модернізації вантажного вагона (Патент

України на корисну модель 122110, опубл. 26.12.2017, МПК ВЄ1Е 3/00, ВЄ1ТЕ 5/001, а точніше його візка, в якому проводять діагностику та заміну деталей вузлів тертя й опору візка для поліпшення його експлуатаційних можливостей, динаміки руху та збільшення строків міжремонтних циклів та підвищення безпеки руху використовують адаптовані високоміцні деталі вузлів стабілізації руху, такі як ковзуни постійного контакту, зносостійкі фрикційні клини, фрикційні планки, накладки буксової пройми та колісні пари з колесами зі зносостійким профілем кочення.

Недоліками відомого способу є те, що модернізація стосується лише візка вантажного вагона. Цього не достатньо для того, аби повністю вирішити проблему підвищення ходових та зносостійких характеристик вагона.

Задачею технічного рішення, що заявляється, є розробка способу модернізації піввагона для подовження строку його експлуатації на значний термін, а також поліпшення його ходових якостей.

Технічний результат, який досягається при здійсненні корисної моделі, полягає в підвищенні динаміки руху піввагонів: зменшенні силового контакту гребеня колеса зі зносостійким профілем кочення з бічними гранями головок рейок на ділянках колії, підвищення стійкості піввагона проти сходу з рейок під час його руху, поліпшити вписування вагона в криволінійні ділянки дороги, зниження виляння візка відносно кузова та розгойдування кузова, та збільшення терміну післяремонтної експлуатації за рахунок вдосконалення деталей, що швидко зношуються.

Поставлена задача вирішується тим, що здійснюють домодернізаційну діагностику, під час якої візуально та/або за допомогою пристроїв ультразвукової, магнітно-порошкової діагностики виявляють деталі та вузли піввагона, що необхідно модернізувати/замінити, здійснюють технічну підготовку модулів-вузлів, які потребують модернізації/заміни, заміну деталей вузлів тертя та опору візка здійснюють, використовуючи адаптовані для заміни ковзуни постійного контакту, зносостійкі фрикційні клини та фрикційні планки, накладки буксової пройми та колісні пари з колесами зі зносостійким профілем кочення, і далі встановлюють підготовлені модулі- вузли замість демонтованих з піввагона з їх контрольною діагностикою, в якому згідно з корисною моделлю, технічну підготовку модулів-вузлів здійснюють наступним чином: - для ремонту вагонної рами зварювальним обладнанням здійснюють наплавлення або зварювання з постановкою з'єднувальних накладок та/або вставок, та/або планок для усунення тріщин, розривів, корозійних та механічних пошкоджень хребтової балки, шворневих, проміжних та кінцевих балок, п'ятників; - усувають прогини балок випрямлянням; - на шворневі балки рами встановлюють нові верхні ковзуни, призначені для взаємодії з боковими ковзунами постійного контакту візка, для цього зношені ковзуни зрізують і приварюють нові, попередньо зробивши зачистку місць приварювання; - як зносостійкий профіль кочення колеса використовують профіль, поверхню кочення якого обточують по нелінійному профілю; - як ковзуни постійного контакту використовують пружні ковзуни постійного контакту, які замінюють шляхом встановлення на місце зрізаних жорстких бокових ковзунів з надресорної балки візка; - замінюють фрикційні клини і фрикційні планки вузла демпфування візка зносостійкими фрикційними клинами і планками, причому як зносостійкі фрикційні клини використовують клини з високоміцного аустемперованого чавуну, а як планки - планки із загартованої вуглецевої інструментальної сталі; - встановлюють поліуретанові пружні накладки на похилій поверхні фрикційних клинів; - встановлюють полімерну зносостійку прокладку в підп'ятнику надресорної балки, перед цим доводять підп'ятник наплавкою та фрезеруванням до альбомних розмірів та очищають місце встановлення прокладки в підп'ятнику від бруду, стружки і мастила; - в буксовій проймі бокової рами візка встановлюють зносостійкі пластини.

Згідно з корисною моделлю, додатково: - для кузова піввагона виправляють вигин верхньої та нижньої обв'язок з установленням та приварюванням вставок металевої обшивки замість вирізаних вставок, що вичерпали свій ресурс; - пошкоджені стояки кузова замінюють або ремонтують; - вм'ятини на металевій обшивці виправляють; - тріщини заварюють з постановкою накладок; - усувають корозійні пошкодження елементів кузова зварюванням з наступним підсиленням пошкоджених місць накладками; - ремонтують кришки люків піввагонів заміною зламаних торсіонів кришок новими; - здійснюють ремонт механізмів для полегшення підйому кришок люків торсіонно-важільного типу; - ремонтують зношені деталі запірного механізму наплавленням або заміною секторів запірного механізму новими; - для гальмівного обладнання піввагона за допомогою монтажного приладдя здійснюють повне розбирання важільної гальмівної передачі з оглядом всіх її деталей для виявлення спрацювання та тріщин з їх подальшою заміною або ремонтом; - для автозчепного обладнання піввагона знімні вузли та деталі автозчепного пристрою знімають з піввагона та провадять їхнє повне розбирання з перевіркою зварних, заклепкових з'єднань автозчепного пристрою, здійснюють переклепування ослаблених заклепок.

Піввагони призначені для перевезення кам'яного вугілля, руди, лісу, прокату металів, а також інших сипучих і штучних вантажів, які не потребують укриття і захисту від впливу

Зо атмосферного середовища. Кузов піввагона не має даху, що забезпечує зручність використання різноманітних засобів механізації при навантаженні і вивантаженні піввагону.

Однак, після певного періоду використання таких піввагонів в жорстких умовах експлуатації їх ходові якості погіршуються через знос деталей та вузлів.

Для поліпшення ходових якостей та підвищення терміну експлуатації піввагонів пропонується даний спосіб їх комплексної модернізації.

Суть способу полягає в використанні на зміну зношеним модернізованих та нових пристроїв стабілізації руху та підвищення зносостійкості деталей та вузлів. До них належать: пружні ковзуни постійного контакту (для зниження виляння візка), зносостійкі деталі вузлів фрикційних гасителів коливань (для збільшення ресурсу елементів вузлів, збереження коефіцієнта тертя протягом значного періоду експлуатації і запобігання зносу похилих поверхонь надресорних балок візка), прокладок в підп'ятники (для поліпшення роботи п'ятникового вузла і зменшення його зносу) та іншого.

Для виготовлення зносостійких фрикційних клинів вузла демпфування візка, бокових ковзунів, використовують високоміцні чавуни, зміцнені аустемперингом - |ізотермічним гартуванням з витримкою в бейнітовій області. Трибологічні властивості такого матеріалу дозволяють в кілька разів зменшити знос деталей фрикційних вузлів, що можуть працювати під великими навантаженнями навіть без змащення, оскільки графіт в складі такого матеріалу працює як природне мастило.

Для забезпечення стійкості піввагона виконують також комплексний ремонт вагонної рами.

Даний спосіб також передбачає зміну профілю поверхні кочення коліс на більш зносостійкий, який дозволяє значно збільшити термін служби колісних пар.

Модернізація піввагона за даним способом дає подвійний ефект: по-перше, поліпшується динаміка і підвищується стійкість піввагона проти сходу з рейок під час руху, що дозволяє збільшувати критичну швидкість руху на 25-40 км/год., а по-друге, збільшуються терміни служби швидкозношуваних деталей, включаючи суцільнокатані колеса, що знижує витрати на їх ремонт і заміну та дозволяє збільшити міжремонтні пробіги.

Спосіб модернізації піввагона здійснюють наступним чином.

На початку здійснюють домодернізаційну діагностику, під час якої візуально або за допомогою пристроїв ультразвукової діагностики, наприклад ультразвукового товщиноміра та магнітно-порошкової діагностики виявляють деталі та вузли, що необхідно модернізувати або замінити.

Далі здійснюють технічну підготовку модулів-вузлів для встановлення замість демонтованих з піввагона.

Зокрема, при ремонті вагонної рами та її деталей проводять зварювальні і наплавочні роботи.

Проміжні і шворневі балки рами, що мають корозійні пошкодження та товщину окремих елементів ремонтують постановкою накладок з обварюванням суцільним швом по периметру або уварюють вставки кожного елемента. Проміжні балки рами, пошкоджені корозією замінюють новими або встановлюють підсилювальні накладки.

Хребтові балки піввагонів, що мають корозійні пошкодження ремонтують зварюванням з постановкою накладки або наплавленням, або постановкою вставки.

Кінцеві штамповані балки, які мають пошкодження в місцях постановки кронштейна та державки розчіплювального важеля, ремонтують зварюванням з поставленням підсилювальних планок.

У кінцевій штампованій балці, яка має корозійне пошкодження, пошкоджену частину замінюють вставкою з підсиленням місця стику накладками. Вертикальні листи проміжних та шворневих балок, які мають тріщини або злами, ремонтують зварюванням з наступною постановкою на пошкоджене місце не більше двох підсилювальних накладок.

При постановці підсилювального листа під час ремонту шворневої балки рами піввагона в місці постановки п'ятника на верхні ковзуни приварюють стальні планки такої ж товщини, як і товщина підсилювального листа, за умови забезпечення зазорів ковзуна, та зрівнювальний лист під протилежний п'ятник, при необхідності.

Самі верхні ковзуни шворневої балки замінюють. Для цього зношені ковзуни зрізують, наприклад, інжекторним різаком для кисневої різки, і встановлюють нові.

Установка верхніх ковзунів є найбільш відповідальним моментом модернізації, так як від її точності залежить складність і якість регулювання висот ковзунів бічних постійного контакту.

Попередньо роблять зачистку місць зрізання ковзунів. На планку надресорної балки, на якій

Зо закріплено корпус бічного ковзуна, встановлюють кондуктор, висота якого при установці в підп'ятниках нових полімерних прокладок товщиною 7,5 мм дорівнює 130 мм. На кондуктор необхідно встановити зносостійку планку і корпус верхнього ковзуна. Якщо зазор між верхніми крайками корпуса ковзуна і нижнім листом шворневої балки перевищує 2 мм, то необхідно цей зазор зменшити до рівня допустимого за допомогою регулювальних прокладок, які встановлюються між корпусом ковзуна і зносостійкого планкою. Допускається встановлювати регулювальні прокладки сумарною товщиною не більше 14 мм.

Якщо за допомогою прокладок неможливо усунути зазор, то необхідно встановити інший корпус верхнього ковзуна з більшою висотою.

Після регулювання зазору між корпусом верхнього ковзуна і нижнім листом шворневої балки з'єднують зносостійку планку, регулювальні пластини і корпус верхнього ковзуна між собою за допомогою болтового з'єднання.

Якщо шворнева балка деформована, що призводить до виникнення клинового зазору між верхнім ковзуном і шворневою балкою, то необхідно виконувати індивідуальну підгонку верхнього ковзуна фрезеруванням його верхніх кромок відповідно до конкретного кута нахилу шворневої балки.

Коли зазори між балкою і ковзуном відрегульовані і не перевищують 2 мм, верхній ковзун кріплять до балки швами довжиною 15-20 мм по два з кожного боку ковзуна.

Зварювані кромки і прилеглі до них поверхні верхнього ковзуна попередньо повинні бути зачищені до металевого блиску на ширину не менше 20 мм.

Кріплення п'ятників на рамі піввагона перевіряють, ослаблене кріплення замінюють у відповідності до конструкції піввагона.

П'ятники, які мають спрацювання робочих опорних та упорних поверхонь ремонтують наплавленням з подальшою механічною обробкою до граничних розмірів.

Прогини проміжних балок рами усувають випрямлянням для забезпечення жорсткості конструкції.

Для модернізації візка піввагона виконують зміну профілю колеса з обточуванням його поверхні кочення по нелінійному профілю. Поверхня кочення колеса вдосконаленого профілю забезпечує одноточковий контакт з головкою рейки, що дозволяє зменшити негативний вплив ковзунів і вищербин на тривалість терміну служби коліс.

Перед установкою колісних пар на візки здійснюють перевірку величини відхилень фактичного контуру профілю коліс від проектного, починаючи від фаски і закінчуючи вершиною гребеня. Для цього використовують шаблон для перевірки колісних пар з нелінійним профілем кочення і щупи. Допускається плавне відхилення від шаблону: по висоті гребеня - не більше 1 мм; по поверхні кочення і робочої поверхні гребеня - не більше 0,5 мм.

Як показала трирічна підконтрольна експлуатація колісних пар з новим профілем поверхні кочення, середня інтенсивність зносу гребенів коліс дослідних піввагонів на 10 км пробігу в 4 рази нижче, ніж коліс зі стандартним профілем, що дозволяє значно продовжити ресурс суцільнокатаних коліс до пробігу 1300 тисяч км, зрівнявши його з ресурсом кузова піввагона. Це також дозволить в 3-3,2 рази зменшити інтенсивність зносу гребеня колеса і бічної поверхні рейки (зменшить силовий контакт гребеня колеса зі зносостійким профілем кочення з бічними гранями головок рейок на ділянках колії), поліпшити вписування піввагона в криволінійні ділянки дороги.

Для проведення заміни серійних жорстких бокових ковзунів, їх зрізують з надресорної балки візка, наприклад, інжекторним кисневим різаком, місця зрізу фрезерують для приварювання опорних планок, на які потім кріплять болтовим з'єднанням пружні ковзуни постійного контакту.

Це суттєво знижує виляння візка відносно кузова, розгойдування кузова, підвищує коефіцієнт стійкості піввагона проти сходу з рейок, критичну швидкість руху. Ресурс металевих частин ковзуна підвищується в 7-10 разів.

Заміну фрикційних клинів і фрикційних планок вузла демпфування візка на клини з високоміцного аустемперованого чавуну з поліуретановими пружними накладками на їх похилій поверхні та фрикційними планками із загартованої вуглецевої інструментальної сталі здійснюють наступним чином.

Фрикційні клини з високоміцного аустемперованого чавуну замість стандартних встановлюють в гніздах надресорної балки. Клини упирають в її похилі площини і притискають вертикальною стороною до фрикційних планок із загартованої вуглецевої інструментальної сталі, які за допомогою заклепок укріплюють на бокових рамах візка. При прогинах пружин створюється необхідне тертя в гасителі коливань. Бічні переміщення надресорної балки амортизуються поперечною пружністю пружин. Клинові гасителі коливань служать одночасно

Зо пружним зв'язком надресорної балки з боковими рамами візка. Це дозволяє підвищити їх ресурс в 7 разів.

Поліуретанові накладки фіксують за допомогою круглих "бобишок", які вставляють у гнізда клина, виконані в надресорній балці, і центрувального штиря накладки, який входить в конусний отвір клина.

Установка поліуретанової пружної накладки на похилій поверхні клина виключає знос похилих поверхонь надресорної балки, зменшує забігання бокових рам візка в кривих.

При заміні зносостійких прокладок в підп'ятниках проводять візуальний огляд, оскільки полімерна прокладка не повинна мати розривів. Після візуального огляду вимірюють товщину прокладки кронциркулем або штангенциркулем. Товщину прокладки вимірюють в місцях найбільшого зносу і вона повинна бути не менше 4,0 мм. У разі, якщо товщина прокладки менше 4 мм або прокладка має наскрізну тріщину завдовжки більше 50 мм, її шматки видавлені, лежать внахльост або загублені - тоді пошкоджену прокладку змінюють на нову полімерну прокладку.

Для здійснення заміни пошкодженої прокладки в підп'ятнику надресорної балки підп'ятник фрезерують, збільшуючи його глибину, куди і встановлюють нову полімерну зносостійку прокладку, очистивши місце встановлення прокладки в підп'ятнику від бруду, стружки і мастила.

При цьому на кожен візок встановлюють тільки одну прокладку.

При установці полімерної прокладки в підп'ятник допускається невелике зусилля. За необхідності дозволяється невелике зменшення діаметра прокладки за допомогою шліфування.

Центрування полімерних прокладок в підп'ятнику можна здійснити, плавно опускаючи кузов піввагона на надресорні балки.

В надбуксовому просторі бокової рами візка встановлюють зносостійкі пластини, які захищають накладку буксового прорізу (скобу).

Встановлення зносостійких елементів в підп'ятнику і в надбуксовому просторі дозволяє захистити вузли тертя від зносу і пов'язані з цим відхилення в роботі візка.

В разі потреби, ремонтні заходи можуть бути здійснені також відносно інших деталей/вузлів піввагона.

Наприклад, для кузова піввагона виправляють вигин верхньої та нижньої обв'язок з установленням та приварюванням вставок металевої обшивки замість вирізаних вставок, що бо вичерпали свій ресурс. Пошкоджені стояки кузова замінюють або ремонтують. Вм'ятини на металевій обшивці виправляють, тріщини заварюють з постановкою накладок, усувають корозійні пошкодження елементів кузова зварюванням з наступним підсиленням пошкоджених місць накладками. Ремонтують кришки люків піввагонів заміною зламаних торсіонів кришок новими. Здійснюють ремонт механізмів для полегшення підйому кришок люків торсіонно- важільного типу. Ремонтують зношені деталі запірного механізму наплавленням або заміною секторів запірного механізму новими.

Для гальмівного обладнання піввагона за допомогою монтажного приладдя здійснюють повне розбирання важільної гальмівної передачі з оглядом всіх її деталей для виявлення спрацювання та тріщин з їх подальшою заміною або ремонтом.

Для автозчепного обладнання піввагона знімні вузли та деталі автозчепного пристрою знімають з піввагона та провадять їхнє повне розбирання з перевіркою зварних, заклепкових з'єднань автозчепного пристрою, здійснюють переклепування ослаблених заклепок.

Після етапу технічної підготовки встановлюють підготовлені модулі-вузли замість демонтованих з піввагона з їх подальшим маркуванням, наприклад, за допомогою фарби та трафарету, і контрольною діагностикою.

Для оцінки ефективності заявленого способу було здійснено порівняння життєвого циклу двох універсальних піввагонів: стандартного і модернізованого.

В результаті чого було встановлено, що протягом життєвого циклу стандартний піввагон надійде в деповський ремонт 9 разів, а модернізований піввагон - 6 разів.

Використання заявленого способу модернізації піввагона дозволить підвищити динаміку та стійкість проти сходу з рейок під час його руху, збільшити термін післяремонтної експлуатації піввагона.

Claims (2)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25

1. Спосіб модернізації піввагона, який полягає в тому, що здійснюють домодернізаційну діагностику, під час якої візуально та/"або за допомогою пристроїв ультразвукової, магнітно- порошкової діагностики виявляють деталі та вузли піввагона, що необхідно модернізувати/замінити, здійснюють технічну підготовку модулів-вузлів, які потребують Зо модернізації/заміни, заміну деталей вузлів тертя та опори візка здійснюють, використовуючи адаптовані для заміни ковзуни постійного контакту, зносостійкі фрикційні клини та Фрикційні планки, накладки буксової пройми та колісні пари з колесами зі зносостійким профілем кочення, і далі встановлюють підготовлені модулі-вузли замість демонтованих з піввагона з їх контрольною діагностикою, який відрізняється тим, що технічну підготовку модулів-вузлів 35 здійснюють наступним чином: - для ремонту вагонної рами зварювальним обладнанням здійснюють наплавлення або зварювання з постановкою з'єднувальних накладок та/або вставок, та/або планок для усунення тріщин, розривів, корозійних та механічних пошкоджень хребтової балки, шворневих, проміжних та кінцевих балок, п'ятників; 40 - усувають прогини балок випрямлянням; - на шворневі балки рами встановлюють нові верхні ковзуни, призначені для взаємодії з боковими ковзунами постійного контакту візка, для цього зношені ковзуни зрізують і приварюють нові, попередньо зробивши зачистку місць приварювання; - як зносостійкий профіль кочення колеса використовують профіль, поверхню кочення якого 45 обточують по нелінійному профілю; - як ковзуни постійного контакту використовують пружні ковзуни постійного контакту, які замінюють шляхом встановлення на місце зрізаних жорстких бокових ковзунів з надресорної балки візка; - замінюють фрикційні клини і фрикційні планки вузла демпфування візка зносостійкими 50 фрикційними клинами і планками, причому як зносостійкі фрикційні клини використовують клини з високоміцного аустемперованого чавуну, а як планки - планки із загартованої вуглецевої інструментальної сталі; - встановлюють поліуретанові пружні накладки на похилій поверхні фрикційних клинів; - встановлюють полімерну зносостійку прокладку в підп'ятнику надресорної балки, перед цим 55 доводять підп'ятник наплавкою та фрезеруванням до альбомних розмірів та очищають місце встановлення прокладки в підп'ятнику від бруду, стружки і мастила; - в буксовій проймі бокової рами візка встановлюють зносостійкі пластини.

2. Спосіб модернізації піввагона за п. 1, який відрізняється тим, що додатково:

- для кузова піввагона виправляють вигин верхньої та нижньої обв'язок з установленням та приварюванням вставок металевої обшивки замість вирізаних вставок, що вичерпали свій ресурс; - пошкоджені стояки кузова замінюють або ремонтують; - вм'ятини на металевій обшивці виправляють; - тріщини заварюють з постановкою накладок; - усувають корозійні пошкодження елементів кузова зварюванням з наступним підсиленням пошкоджених місць накладками; - ремонтують кришки люків піввагонів заміною зламаних торсіонів кришок новими;

- здійснюють ремонт механізмів для полегшення підйому кришок люків торсіонно-важільного типу; - ремонтують зношені деталі запірного механізму наплавленням або заміною секторів запірного механізму новими; - для гальмівного обладнання піввагона за допомогою монтажного приладдя здійснюють повне розбирання важільної гальмівної передачі з оглядом всіх її деталей для виявлення спрацювання та тріщин з їх подальшою заміною або ремонтом; - для автозчепного обладнання піввагона знімні вузли та деталі автозчепного пристрою знімають з піввагона та провадять їхнє повне розбирання з перевіркою зварних, заклепкових з'єднань автозчепного пристрою, здійснюють переклепування ослаблених заклепок.

00 КомпютернаверсткаГ.

Паяльніково (00000000 Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул.

М.

Грушевського, 12/2, м.

Київ, 01008, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул.

Глазунова, 1, м.

Київ - 42, 01601 (с;