1.9. Система ремонту вагонів
Ремонт вагонів призначений для регламентованого відновлення їхньої працездатності й усунення несправностей, що виникли у процесі експлуатації або виявлених при технічному обслуговуванні.
На залізницях Росії діє система ремонту вагонів, який передбачається два види ремонту: ремонт по технічному стані вагона й планово-попереджувальний ремонт.
Ремонт по технічному стані вагона спрямований на усунення несправностей, виявлених при його технічному обслуговуванні. Такий ремонт прийнятий називати поточной. Залежно від умов, при яких виявлені несправності вантажного вагона, розрізняють три види поточних ремонтів:
ТО — технічне обслуговування вантажних вагонів у поїздах без відчеплення їх від состава;
поточний ремонт (ПР-1) порожніх вагонів, здійснюваний при комплексній підготовці їх до перевезень із відчепленням від состава й подачею на спеціалізовану ремонтну колію;
поточний ремонт (ПР-2) вагонів з відчепленням їх від транзитних, прибулих або сформованих составів.
Технічне обслуговування пасажирських вагонів складається з: технічного обслуговування (ТО-1) вагонів у поїздах, на пунктах технічного обслуговування (ПТО) станцій формувань й обороту пасажирських поїздів перед кожним відправленням у рейс, а також на шляху проходження;
Технічне обслуговування (ТО-2) вагонів перед початком літніх і зимових перевезень у пунктах формування пасажирських поїздів;
Технічне обслуговування (ТО-3) - єдина технічна ревізія основних вузлів пасажирських вагонів. ТО-3 виробляється для купейних, некупейних і міжобласних вагонів через 150 тис. км пробігу, але не більш ніж через шість місяців.
Планово-попереджувальний ремонт спрямований на усунення несправностей вагона, накопичених у процесі експлуатації, а також на часткову його модернізацію відповідно до змінившихся умов експлуатації. Залежно від обсягу ремонтних робіт розрізняють деповський й капітальний ремонти.
Деповський ремонт (ДР) виконується на спеціалізованих лінійних підприємствах вагонного господарства й призначений для востановлення працездатності вагона із заміною або ремонтом окремих деталей і вузлів.
Капітальний ремонт (КР) вантажних вагонів виконується на спеціалізованих вагоноремонтних заводах або депо й призначений для відновлення ресурсу вагона, близько до повного, а при необхідності і його модернізації з метою продовження корисного використання (КРП).
Для пасажирських вагонів установлено три види капітального ремонту:
капітальний ремонт першого обсягу (КР-1) — плановий ремонт для відновлення справності й ресурсу вагона із заміною або ремонтом зношених й ушкоджених деталей і вузлів, а також модернізацією окремих елементів;
капітальний ремонт другого обсягу (КР-2) — плановий ремонт вагона із частковим розкриттям внутрішнього обшивання й теплоізоляції до наружної обшивання й (при необхідності) заміною деталей армування, ізоляції, электро- і радіоразводки, а також модернізацією окремих вузлів,
КВР - ремонт пасажирських вагонів з повним зніманням внутрішнього обладнання й внутрішнього обшивання й повним відновленням ресурсу, а також модернізації вагона й створення сучасного інтер'єра.
Донедавна критерієм вилучення вагона з експлуатації й подачі його в ремонт (деповський або капітальний) був календарний період експлуатації від будівлі або попереднього ремонту.
Відзначимо, що сама по собі система планово-попереджувального ремонту вагонів (не по їхньому технічному стані) є прогресивною й дозволяє підтримувати безпеку руху поїздів на високому рівні. Однак принцип подачі вагонів у ремонт після закінчення певного строку не враховує інтенсивність експлуатації й обсяг роботи, виконаний вагоном за міжремонтний період. Це приводить до того, що поступаючі в ремонт однотипні вагони можуть мати потребу в істотно різних обсягах ремонту.
У цей час при подачі вагонів у ремонт ураховують не тільки міжремонтний строк, але й загальний пробіг вагона. Наприклад, основою для подачі вантажного вагона в деповський ремонт після деповського раніше чим через 2 роки, є загальний пробіг (тис. км): платформи - 110; піввагони, цистерни й інший парк - 100. Загальний пробіг до деповського ремонту після капітального для всіх типів вагонів установлений 160 тис. км. Деповської ремонт після будівлі й КВР проводиться після пробігу 210 тис. км, але не більш ніж через 3 роки.
Подача пасажирських вагонів у деповський ремонт проводиться після пробігу 300 тис. км, але не більш ніж через 2 роки. Дані про пробіг вагона одержують по довідці № 2610 Головного обчислювального центра (ГОЦ) МШС Росії.
При регламентації міжремонтних пробігів вагонів нового покоління як орієнтири можуть бути прийняті їхні показники надійності. Наприклад для вагона-вуглевоза моделі 3111 виробництва Брянського машинобудівного заводу (ВАТ «Бмз-вагон») установлені наступні показники надійності: призначений строк служби до першого капітального ремонту - 13 років; призначений пробіг (міжремонтний період) від будівлі й від капітального ремонту до першого деповського ремонту - 500 тис. км, але не більше 4 років; призначений пробіг (строк) між деповськими ремонтами в період експлуатації до капітального ремонту - 450 тис. км, але не більше 3 років; призначений пробіг (строк) між деповськими ремонтами в період експлуатації після капітального ремонту - 400 тис. км, але не більше 3 років.
Аналогічні показники надійності має й вагон для перевезення мінеральних добрив моделі 3113 (виготовлювач той же).
Відзначимо, що загальний пробіг вагона теж не може об'єктивно характеризувати ступінь зношування вагона, оскільки інтенсивність зношування істотно залежить від того, у якому виді вагон рухається в складі — навантаженому або порожньому. Розвиток інформаційних систем на залізничному транспорті вже в цей час дозволяє враховувати як навантажений, так і порожній пробіг по кожному вагону. Отже можна рекомендувати приймати як критерій подачі вагона в черговий ремонт деякий наведений пробіг його, обумовлений як сума навантаженого пробігу й порожнього пробігу, узятого з поправочними коефіцієнтом: Ппр = П + kПпор , де k < 1 — коефіцієнт приведення порожнього пробігу до навантаженого, обумовлений досвідченим шляхом по середній інтенсивності зношування деталей і вузлів вагона.
Розділ 2
ВИРОБНИЦТВО ДЕТАЛЕЙ І СКЛАДАЛЬНИХ ОДИНИЦЬ ВАГОНІВ
2.1. Технологічні методи виготовлення деталей вагонів
2.1.1. Метод лиття
Серед різних способів одержання заготівок для деталей вагонів лиття займає значне місце. Методом лиття можна одержувати заготівки складної конфігурації з мінімальними припусками на обробку й деталі, не потребуючої подальшої механічної обробки. Прикладом готових деталей вагонів, одержуваних литтям, є: деталі автозчепу, бічні рами візків вантажних вагонів й ін.
Велике сталеве лиття поставляється вагонобудівним і вагоноремонтним підприємствам по кооперації спеціалізованими заводами. Детальна розробка технології виробництва складних виливків є предметом інженерної спеціальності «Машини й технологія ливарного виробництва». Тому тут розглянемо лише основні вимоги й загальні схеми технологічних процесів виготовлення типових деталей вагонів.
Основним методом виготовлення виливків дотепер залишається лиття в разові піщані форми. Однак останнім часом бурхливо розвиваються спеціальні способи лиття: лиття в металеві форми (кокілі); лиття під тиском; відцентрове лиття; лиття в оболонкові форми й ін. Лиття в разові піщані форми при серійному й масовому виробництві здійснюється із застосуванням машинного формування й, як правило, в опоках.
Процес виготовлення заготівок і деталей методом лиття складається із процесів ливарного виробництва, основними з яких є: виготовлення модельного комплекту; готування формувальної й стрижневої сумішей; виготовлення й складання стрижнів і форм; підготовка вихідних матеріалів до плавки (шихтовка); готування рідкого металу (сплаву); заливання форм рідким металом (сплавом) і охолодження; вибивання, очищення й обрубання виливків; термічна обробка й контроль якості виливків. Розглянемо маршрутну технологію виготовлення типових деталей вагонів.
Деталі автозчепного пристрою. Литі деталі з низьколегованої сталі для автозчепного пристрою виготовляються відповідно до вимог ДЕРЖСТАНДАРТ 22703, відповідно до якого залежно від вимог до матеріалів і способів термічної обробки деталі розділяють на дві групи виливків.
До деталей першої групи ставляться: корпус автозчепу й тяговий хомут; до деталей другої групи - передній і задній упори вантажних вагонів, замок, замкоутримовач, підйомник замка, валик підйомника, центруюча балочка.
Деталі першої групи відливають із низьколегованих сталей марок 20ГФТЛ, 20М1ФЛ, 20ФТЛ, 20ГТЛ зі вмістом елементів (%): вуглецю 0,17...0,25, марганцю 0,7...1,4, кремнію 0,3...0,5, хрому, нікелю й міді по 0,3. Деякі стали додатково містять вольфрам, титан, магній, беріллій, молібден. Механічні властивості цих сталей після остаточної термічної обробки деталей (загартування у воді й висока відпустка) повинні бути в межах: границя текучості 400... 500 Н/мм2, тимчасовий опір 540... 600 Н/мм2, відносне подовження 12...15 %, відносне звуження 25.. .30 %, ударна в'язкість при температурі мінус 60 °С 25 Дж/см2.
Деталі другої групи виготовляють зі сталей марок 20ГЛ, 20ФЛ, 20ГТЛ, 20ФТЛ і піддають нормалізації.
На рис. 2.1 показана разова піщана форма для виливка корпуса автозчепу, виконана машинним формуванням. Технологічний маршрут виготовлення виливка складений за наступною схемою: готування формувальних і стрижневих сумішей; виготовлення стрижнів; контроль якості стрижнів; виготовлення верхньої й нижньої напівформ; контроль якості напівформ; складання й скріплення напівформ; контроль складання; заливання форми; контроль заливання; охолодження виливка при строгому контролі часу витримки; вибивання виливка; обрубання й очищення; огляд і контроль геометричних параметрів виливка; термічна обробка-нормалізація; дробеструйне очищення; зачищення й остаточний контроль. Якість виливків формується на всіх етапах маршрутної технології її виготовлення. Відзначимо найбільш загальні особливості лише деяких етапів.
А-А
Рис. 2.1. Разова піщана форма для виливка корпуса автозчепу:
1 - нижня напівформа; 2 - верхня напівформа; 3 - стрижень; 4 - газовідвід-стояк; 5 - ливникова чаша; 6 - прибуток; 7 - газовідвід -прокол; 8 - верхня опока; 9 - нижня опока; 10 - формувальна земля; 11 - холодильники; 12 - ливникова система
Щоб попередити утворення тріщин, що виникають внаслідок нерівномірної усадки, форми необхідно виготовляти з податливих формувальних і стрижневих сумішей. Для збільшення піддатливості в суміші вводять вигоряючі добавки: деревне або торф'яне борошно, патоку, декстрин.
Складання форм є відповідальним процесом, що істотно впливає на якість виготовлених у них виливків. Тому процес складання форм повинен здійснюватися з більшою увагою й акуратністю. Основними операціями складання форм є: підготовка напівформ і стрижнів до складання; установка стрижнів; контроль положення стрижнів після їхньої установки; накриття нижньої напівформи верхньої; установка випарних і ливникових чаш; скріплення напівформ скобами. При складанні стрижні, опоки й напівформи повинні мати однакову температуру - температуру навколишнього середовища. Особлива увага при складанні повинна бути приділена питанню установки й кріплення стрижнів.
Зібрані форми передають на заливальну ділянку цеху. Для заливання форм розплавлений метал повинен мати температуру в ковші перед заливанням 1560... 1600 °С и безперервним струменем минати з ковша.
Процес остигання виливка у формах повинен протікати по певному температурному режимі. Вибивання виливків з форм можна робити при температурі: 800 °С — невідповідальні деталі, простої конфігурації з вільною усадкою; 500.. .600 °З-деталі з нерівномірною товщиною стінки й термічних вузлів; 200 °С — відповідальні деталі з утрудненою усадкою.
Корпуси й горловини корпусів поглинаючих апаратів відливають зі сталі марок ЗОГСЛ-Б або 32Х06У з наступним загартуванням і відпусткою до твердості НВ 207.. .255.
Клини, конуси й шайби поглинаючих апаратів виготовляють штампуванням зі сталі марки 38ХС із загартуванням і відпусткою до твердості НВ 341...477. Клин також може бути виготовлений штампуванням зі сталі 30 з наступною цементацією на глибину не менш 1,5 мм, загартуванням і відпусткою до твердості HRCЭ 57...63.
Корпуса букс для колісних пар з підшипниками кочення вантажних і пасажирських вагонів відливають відповідно до вимог робочих креслень і стандарту. Для виливків застосовують мартенівську сталь (або електросталь) 15Л-Ш, 20Л-Ш й 25Л-Ш. При цьому зміст вуглецю в сталі 25Л-Ш повинне бути не більше 0,27 %.
Велике сталеве лиття візків вантажних вагонів (бічні рами й надресорні балки) відливають зі сталей марок 20ФТЛ, 20М1ФЛ, 20ГФЛ, що відрізняються підвищеною міцністю й ударною в'язкістю.
Загальна схема технологічного процесу виготовлення великих виливків залишається такою же, як й в інших випадках. Для одержання врівноваженої форми їх розташовують в опоках попарно. Формувальний процес виконують на паралельних конвеєрних лініях (для верхньої й нижньої напівформ). Складання форм теж виконують на конвеєрі. При заливанні форм потрібно трьох-, чотириразове підживлення форм рідким металом з інтервалом 4.. .6 с.
По закінченню відзначимо, що значну частку дрібних деталей вагонів одержують способами точного лиття. Для виробів зі сталі застосовують найчастіше лиття в коркові форми, отримані по виплавлюваних моделях. Вироби зі сплавів алюмінію одержують литтям під тиском у металеві форми.