М

2456

инистерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Электрический железнодорожный транспорт»

Механическая часть электрического подвижного состава (эпс)

Методические указания к выполнению лабораторных работ

для студентов специальности 190303 «Электрический транспорт железных дорог» очной и заочной форм обучения

Составители: Н.А. Ефимов

А.С. Тычков

А.А.Булатов

Т.А. Попугаева

Самара

2009

УДК 629.423.1

Механическая часть электроподвижного состава (ЭПС) : методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 190303 очной и заочной форм обучения / составители : Н.А. Ефимов, А.С. Тычков, А.А. Булатов, Т.А. Попугаева. – Самара : СамГУПС, 2009. – 48 с.

Утверждены на заседании кафедры 19 октября 2009 года, протокол № 2.

Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета.

В указаниях изложена методика проведения лабораторных работ по дисциплине «Механическая часть ЭПС» для студентов специальности 190303 «Электрический транспорт железных дорог» на базе учебной лаборатории, полигона и на филиале кафедры «Электрический железнодорожный транспорт» при ДОП «Самаратранспригород».

Составители: Ефимов Николай Александрович

Тычков Александр Сергеевич

Булатов Андрей Александрович

Попугаева Татьяна Анатольевна

Рецензенты: к.т.н., проф. кафедры «Локомотивы» СамГУПС Р.Г.Валиуллин;

зам. начальника ДОП Самаратранспригород А.В.Суханов

Редактор И.М. Егорова

Компьютерная верстка Е.А. Ковалева

Подписано в печать 17.12.2009. Формат 60х90 1/16.

Усл. печ. л. 3,0. Тираж 100 экз. Заказ № 236.

 Самарский государственный университет путей сообщения, 2009

СОДЕРЖАНИЕ

1. Лабораторная работа №1. Гидравлические гасители колебаний 4

2. Лабораторная работа №2. Колесные пары 10

3. Лабораторная работа №3. Автосцепное устройство 19

4. Лабораторная работа №4. Тяговый привод I класса отечественных

электровозов 24

5. Лабораторная работа №5. Моторно-осевые подшипники, применяемые на

отечественных электровозах 30

6. Лабораторная работа №6. Резинокордная муфта 34

7. Лабораторная работа №7. Карданная тяговая передача электровоза ЧС-2 37

Библиографический список ..40

Приложение А ..41

Приложение Б ..43

Лабораторная работа № 1

Гидравлические гасители колебаний

Цель работы: изучить местоположение гасителей колебаний в системе рессорного подвешивания ЭПС; конструкцию, особенности работы и технологию ремонта гидравлических гасителей колебаний.

Приборы и инструменты: стенд для испытания гидравлических гасителей колебаний «ЭНГА».

Основные положения

Гасители колебаний – демпферы являются составной частью рессорного подвешивания ЭПС и предназначены для ограничения амплитуд колебания кузова и тележек вязким или сухим трением.

Гасителями называют устройства, преобразующие механическую энергию колебаний в тепловую и рассеивающие ее в окружающую среду.

По виду трения гасители колебаний бывают:

• фрикционные, рассеивающие энергию колебаний посредством сухого трения фрикционных пар;

• гидравлические – путем дросселирования жидкости из одной полости цилиндра в другую

Гасители колебаний размещаются на электроподвижном составе между рамой тележки и буксами – первая ступень рессорного подвешивания (буксовое) и между рамой кузова и тележками – вторая ступень рессорного подвешивания (центральное).

Гашение колебаний в гидравлических гасителях происходит под действием сил вязкого трения жидкости, возникающих при продавливании ее поршнем через узкие каналы и всасывании обратно через клапаны одностороннего действия. Гасители бывают двустороннего и одностороннего действия.

Применяются две системы расположения гасителей колебаний – совместного и раздельного гашения колебаний.

В системе совместного гашения колебаний гидравлические гасители устанавливаются наклонно под углом (α = 35÷45°) к горизонтали по одному гасителю с каждой стороны тележки, что позволяет исключить или ограничить вертикальные и горизонтальные колебания кузова или рамы тележки. Такое расположение гасителей применяется на тележках мотор-вагонного подвижного состава (МВПС) ЭР2, ЭР9; ЭТ2; ЭД4М, ЭД9, а также электровозов ВЛ10у и др.

При раздельной системе гашения колебаний для гашения вертикальных колебаний кузова гасители устанавливают под углом α = 90⁰ , а горизонтально расположенные гасители размещают между надрессорной и поперечной балкой рамы тележки (ЭР200). А для ограничения поперечной качки кузова электровозов ВЛ10, ВЛ80, ЧС2 и других применяют резинометаллические упоры, которые крепят к шкворневой балке рамы кузова. Гашение поперечных колебаний выполняют также фрикционные опоры скольжения.

На электровозе или вагоне допускается установка гасителей только одного типа.

На ЭПС эксплуатируются гасители КВ3-ЛИИЖТ (Калининский вагоностроительный завод). Технические характеристики гасителя приведены в табл. 1.

Таблица 1– Технические характеристики гасителя КВЗ-ЛИИЖТ

Показатели	Значение
Длина при полном сжатии по осям головок, мм	360
Диаметр, мм: штока цилиндра корпуса	48 67,5 120
Ход поршня, мм	190
Параметр сопротивления, кН·с/м	100…120
Количество рабочей жидкости, л	0,9
Давление открытого предохранительного клапана, МПа	4,5±0,5
Масса гасителя, кг	19

Примечание. До 1989 г. выпускались гасители с диаметром цилиндра 68 мм.

Альбомные размеры деталей гасителя колебаний КВЗ-ЛИИЖТ приведены в Приложении А – Таблица А1.

Это телескопический поршневой гаситель двухстороннего действия (рисунок 1,а), развивает усилия сопротивления на ходах сжатия и растяжения и состоит из цилиндра 5 с головкой 15, в котором при колебаниях рамы кузова или тележки перемещается поршень – шток 6 с клапанами 17 и кольцом 4. В нижнюю часть цилиндра запрессован корпус 18 с клапаном 19. Шток 6 уплотнен сальниковым устройством, состоящим из обоймы 7 и двух каркасных сальников 10. Гайка 8 фиксирует положение деталей гасителя и одновременно сжимает резиновое кольцо 14, которое уплотняет корпус 16. Гаситель крепят с помощью верхней 11 и нижней 1 головок резиновых втулок 2 и стальных вкладышей 3. На верхнюю головку наворачивают защитный кожух 9, который фиксируется болтом 13. Крепление штока к верхней головке осуществляется винтом 12.

При ходе поршня 6 вверх (рисунок 1,б) давление рабочей жидкости в надпоршневой полости повышается, диск клапана 19 в поршне прижимается к посадочным поясам корпуса, жидкость, преодолевая большое сопротивление, поступает через щелевые каналы, расположенные на наружном поясе, в подпоршневую полость 20. Однако давление в этой полости все равно снижается, так как освобождающийся объем под поршнем больше объема поступившей жидкости. Вследствие образовавшегося разрежения объем под поршнем заполняется жидкостью, всасываемой из вспомогательной камеры 21 через канавки в нижнем корпусе, калиброванные отверстия клапана 19 и пазы дистанционного кольца. При повышении давления в надпоршневой полости до 4,41 МПа открывается клапан 17 в поршне, и часть жидкости перепускается в подпоршневую полость 20. Давление в надпоршневой полости падает, шарик под действием пружины закрывает отверстие клапана 17.

Когда поршень перемещается вниз (рисунок 1,в), давление рабочей жидкости в подпоршневой полости 20 повышается, диск нижнего клапана 19 прижимается к посадочным поясам корпуса, и часть жидкости, преодолевая большое сопротивление, переходит через щелевые каналы во вспомогательную камеру 22. Одновременно при этом ходе давление жидкости в надпоршневой полости снижается, клапан 17 открывается, и часть жидкости перетекает через калиброванные отверстия клапана в освободившееся надпоршневое пространство. Если давление в подпоршневой полости 20 повысится до 4,41 МПа, сработает клапан 19 в нижнем корпусе, и часть жидкости перепустится во вспомогательную камеру 23. Давление в полости 21 упадет, и шарик клапана 19 под действием пружины закроет отверстие.

Рисунок 1 – Гидравлический гаситель двухстороннего действия:

а – конструкция гасителя; б – при ходе поршня вверх; в – при ходе поршня вниз

Работа данного гасителя одинакова при обоих ходах, потому что соотношение площадей над и под поршнем равно =0,5, а именно, при диаметре поршня 68 мм, а штока 48 мм:

.

Сила гасителя зависит от сопротивления протеканию жидкости через клапаны, т. е. от скорости перемещения поршня и силы прижатия клапана. Таким образом, с ростом амплитуды и частоты колебаний растет сила, гасящая колебания.

Пригодность гасителя колебаний определяют способностью его противодействовать колебательному процессу, которая оценивается силой сопротивления гасителя.

При малых относительных скоростях считают, что сила сопротивления F пропорциональна скорости перемещения поршня V относительно цилиндра

F =   V.

Коэффициент пропорциональности  называют коэффициентом вязкого сопротивления, или параметром сопротивления демпфера.

Физический смысл: если  = 0, то масса совершает незатухающие колебания. Чем больше , тем меньшее число колебаний совершила упруго подвешенная масса до возврата в первоначальное положение.

Гидравлический гаситель одностороннего действия создает силу сопротивления только на ходе сжатия. Ход растяжения является вспомогательным, шток свободно перемещается вверх и засасывает рабочую жидкость в подпоршневую полость.

Применение соответствующей рабочей жидкости в гидравлических гасителях позволяют повысить долговечность и обеспечить стабильным параметр сопротивления β. Этот параметр может быть определен по рабочей диаграмме, записанной при испытании гасителя на специальном стенде, состоящем из механизма, задающего возвратно-поступательное движение поршню гасителя относительно его цилиндра, и механизма для регистрации силы сопротивления, развиваемой гасителем в зависимости от перемещений ползуна. Эти механизмы смонтированы на одной станине.

Параметр сопротивления β определяется по формуле, кг·сек/см :

,

где М – масштаб записи силы сопротивления, определяемый по результатам тарировки регистрируемого механизма стенда, кг/мм;

L – длина рабочей диаграммы, мм;

n – частота вращения кривошипного механизма стенда, об/сек;

Н – высота рабочей диаграммы, см (ход поршня).

При текущем ремонте ТР-3 ЭПС гидравлические гасители колебаний разбирают, ремонтируют и испытывают. При разборке сначала вынимают резиновые втулки из головок гасителя, затем зажимают в тисках верхнюю головку гасителя, выворачивают стопорный винт и свертывают по резьбе защитный кожух. Наружные поверхности гасителя очищают от грязи керосином.

Специальным приспособлением выдвигают из цилиндра верхнюю головку в сборе со штоком. Затем отсоединяют головку от штока, снимают планку, выворачивают гайку, вынимают обойму с кольцами и манжетами и извлекают цилиндр со штоком, буксой и нижними клапанами. Пользуясь деревянным молотком, снимают с цилиндра корпус нижнего клапана в сборе и с помощью оправки выбивают буксу. Масло из корпуса гасителя сливают в чистый бак, после чего выворачивают и разбирают клапаны.

Очищенные детали гасителя тщательно осматривают. Резиновые детали заменяют новыми. Трещины в штоке не допускаются. Шток с задирами, вмятинами, выбоинами и местным износом более 0,043 мм на цилиндрической рабочей поверхности по диаметру 48 мм шлифуют и доводят его диаметр до 47,925 мм. При большем износе шток восстанавливают хромированием с последующей шлифовкой, при этом толщина слоя хрома не должна превышать 0,15 мм. Допускается также восстановление штока вибродуговой наплавкой под слоем флюса сварочной проволокой Св-10ГА, Св-10Г2 с последующей обточкой и шлифовкой. Такую же технологию применяют для восстановления рабочей поверхности поршня. По диаметру 68 мм у верхней головки замеряют отверстия и проверяют калибром резьбу. При повреждении более двух ниток резьбу срезают, затем это место наплавляют вибродуговой сваркой под слоем флюса и нарезают новую резьбу. Местные вырывы и задиры глубиной более 2 мм не допускаются. Риски, задиры и местную выработку глубиной до 0,3 мм разрешается устранять шлифовкой при условии сохранения установленных размеров.

Трещины цилиндра, а также выкраивания цементированного слоя не допускаются. При комплектовании цилиндра с ремонтными поршневыми кольцами необходимо следить за тем, чтобы зазор в замке был не более 1,3 мм, а овальность – не более 0,1 мм. В противном случае цилиндр заменяют.

Кожух тщательно осматривают. При потертостях более 2 мм и овальности более 1 мм кожух заменяют. Помятость, отбортовку нижней кромки и овальность кожуха выправляют медным молотком на оправке. Отремонтированный кожух снаружи и внутри окрашивают эмалью МС-17. Швы с трещинами вырубают, разделывают и вновь заваривают. Трещины, вмятины, забоины, протертости до 2 мм глубиной зачищают абразивным кругом, если же глубина превышает 2 мм, корпус заменяют. Изношенную и поврежденную резьбу разрешается восстанавливать наплавкой с последующей обработкой и проверкой.

При наличии рисок и царапин на притирочной поверхности диска (кольца) клапана его притирают с применением пасты ГОИ. Давление срабатывания разгрузочного клапана регулируют на прессе по манометру.

Перед сборкой все металлические детали вновь протирают бензином или керосином и насухо вытирают безворсовой салфеткой. Сборку выполняют в такой последовательности. Шарик с его опорой и пружиной вставляют в гнездо клапана и заворачивают пробкой. Клапан в сборе с дисками и большими пружинами вставляют в шток поршня и в корпус клапана. Затем надевают кольцо на поршень штока.

Нижнее уплотнительное кольцо вставляют в корпус нижнего клапана и ударами деревянного молотка по корпусу устанавливают клапан на торец цилиндра. В цилиндр вставляют собранный шток и, перемещая его вверх и вниз, убеждаются в плавном, без заеданий движении. Верхнее уплотнительное кольцо вкладывают в буксу и надевают ее на шток.

Корпус зажимают за нижнюю головку в тисках и заливают в гаситель 0,9 л приборного масла. Собранный цилиндр устанавливают в корпус и, перемещая шток в цилиндре, проверяют работу клапанов.

Обойму со вставленными манжетами и надетыми уплотнительными кольцами надевают на шток. Затем заворачивают гайку и застопоривают ее планкой. Выдвинув шток вверх, наворачивают на него верхнюю головку в сборе с кожухом, после чего вворачивают стопорный винт и болт. Затем вручную прокачивают гаситель для удаления воздуха из цилиндра, заполненного ранее маслом.

Масло ВМГЗ по ТУ 38.101.479-86 заливают в гаситель в количестве 0,9…1 л. Предварительно его фильтруют через специальную сетку 018Н (ГОСТ 6613-86). Допускается смесь свежего масла ВМГЗ с восстановленным в соотношении 1:1, а также масло АМГ-10 (ГОСТ 6794-75) и трансформаторное масло Т-750 (ГОСТ 982-80).

Перед сборкой шток следует покрыть жировой смазкой ЦИАТИМ 221 (ГОСТ 9433-80), ЦИАТИМ 279 (ГОСТ 14296-78) или тормозными смазками ЖТ-79Л по ТУ 32-ЦТ-1176-83 или ЖТКЗ-65 по ТУ 32-ЦТ-546-83.

Отремонтированный гаситель колебаний устанавливают на испытательный стенд и проверяют его работоспособность. Исправность гасителя колебаний проверяют периодически на испытательном стенде с записью рабочей диаграммы усилий и перемещения на специальном бланке. Испытанный гидравлический гаситель колебаний считается годным, если его рабочая диаграмма имеет форму, показанную на рисунке 2. В случае искажения диаграммы по сравнению с приведенной в заводской инструкции гаситель ремонтируют.

Рисунок 2 – Рабочая диаграмма гасителя колебании

Проверка работоспособности гасителя после ремонта производится на стенде «ЭНГА» слесарем, производившим ремонт. Контрольные параметры рабочих диаграмм приведены в Приложение А – Таблица А2.

По окончании испытания выдается заключение о пригодности гасителя к эксплуатации.

• Если гаситель признан пригодным к эксплуатации, фон Заключения – зеленый.

• Если гаситель признан не пригодным к эксплуатации, фон Заключения – красный.

Если гаситель пригоден к эксплуатации, то производится распечатка результатов испытания гасителя на принтере, которая хранится в течение 3 лет.

Гаситель считается годным, если форма диаграммы соответствует эллипсу, а параметр сопротивления находится в пределах 75÷125 кН·с/м. Гаситель, признанный годным к эксплуатации, маркируется. О выполненном контроле производится запись в журнале.

Маркировка наносится на нижней головке. Маркировка включает номер ремонтного предприятия, вид ремонта, дату.

П

711. Д. 12.02

Образец:

еред выпуском гасителя из цеха (участка) слесарь должен обвести клеймо в рамку белого цвета.

После испытания гидравлического гасителя проверяют сальниковое уплотнение. Если при горизонтальном положении гасителя в течение 12 ч не появляется течь, он считается годным. Хранят замаркированные гидрогасители в вертикальном положении или наклонно под углом не менее 35°. Маркировка включает дату ремонта и испытания и номер ремонтного предприятия.