книги из ГПНТБ / Ремонт тепловозов учебник

лы водяного и масляного насосов, ступицу, втулки и пальцы анти­

ботки металлов. Этот способ применяют в основном для покрытия де­

ходит перенос частиц металла анода (электрода) на катод (упрочняе­ мая деталь) и приваривание к нему. Покрытия и упрочнение поверх­ ности деталей можно производить различными легирующими сплава­ ми или металлами. Ввиду малой производительности электроискро­ вой способ упрочнения широкого применения при ремонте тепловозов не получил. Указанный способ покрытия применяют при восстановле­ нии износа некоторых деталей регулятора числа оборотов (скатные выступы рычагов грузов, хвостовик плунжера, ребристая поверхность гильзы цилиндров под посадку рубашек и др.).

Точность обработки деталей. Система организации ремонта теплово­ зов основана на принципе взаимозаменяемости, при котором отдельные детали узлов и агрегатов заменяют новыми без какой-либо дополни­ тельной обработки или пригонки. Основой взаимозаменяемости явля­ ется такой технологический процесс, при котором достигается изго­ товление деталей/ одинаковых по точности. Точностью обработки называют степень соответствия действительного размера детали номи­ нальному размеру, указанному на чертеже. При обработке деталей невозможно выдержать абсолютно точно заданные номинальные раз­ меры по причине неточности станка, режущего инструмента, приспособ­ лений и т. п. На чертежах указывают предельные размеры, между которыми должен находиться действительный размер. Установленный предел допустимой неточности на изготовление детали определяется допуском, т. е. разностью между наибольшим и наименьшим предель­ ными размерами.

Допуски и посадки. Посадкой называют характер соединения двух деталей, вставленных одна в другую. Посадка может обеспечивать свободу их относительного перемещения (при наличии зазора между ними) ил"и прочность их неподвижного соединения (при натяге). По­ этому различают посадки подвижные и неподвижные. Каждая посадка

изготовления. Так, например, коленчатые валы, поршни, поршневые кольца и другие изготовляют в пределах 1—3-го классов точности. В таких же пределах точности изготовляют детали газораспределения, воздуходувок, турбокомпрессоров, масляных и водяных насосов и др. Детали топливной аппаратуры имеют особо высокую степень точ­

30

Чистота обработки. При изготовлении деталей, помимо достиже­ ния необходимой точности обработки, обращают также внимание на по­ лучение высокой чистоты обработанной поверхности. Под чистотой по­ верхности понимают размерную характеристику микронеровностей, обусловливающих шероховатость поверхности независимо от способа ее получения.

ГОСТ 2789—59 устанавливает 14 классов чистоты обработки по­ верхности. Точение различных валов и втулок тепловозов обеспечи­ вает степень чистоты поверхности от 1-го до 10-го класса в зависимости от вида используемого инструмента, режимов резания и способа обра­ ботки. При сверлении и зенкеровании стали и чугуна достигают чисто­ ты поверхности в пределах 3—4-го класса, бронзы—в пределах 5—7-го класса. Развертывание стали и чугуна повышает чистоту поверхности до 8-го класса, а бронзы — до 9-го. Чистота поверхности при шлифо­ вании с уменьшением зернистости круга и уменьшением глубины шли­ фования повышается. При зернистости круга 50 и обработке стали чистоту поверхности получают 8-го класса, а при зернистости круга 120 достигают чистоты 10-го класса. Применение грубой пасты при притирке обеспечивает чистоту 10-го класса, при использовании тонких алюминиевых паст — от 11-го до 14-го класса чистоты.

Существенное значение при шабровке имеет качество заправки шабера, которым можно достичь высокой чистоты обрабатываемой поверхности. При чистовой обработке бронзы можно получить 11-й класс чистоты, при шабровке серого чугуна — 9-й класс.

Хонингование деталей позволяет достичь чистоту поверхности от 7-го до 11-го класса в зависимости от зернистости материала, ок­ ружной скорости и удельного давления на бруски.

Применение пластических масс при ремонте тепловозов. На желез­ нодорожном транспорте полимеры находят широкое применение в локомотивостроенйи, вагоностроении, а за последнее время получили распространение также и при ремонте локомотивов, вагонов, станоч­ ного оборудования, зачастую заменяя дорогостоящие цветные металлы и дефицитные материалы.

Из древеснослоистых пластиков изготавливают рамы и облицовы­ вают ими окна и двери, кабины машиниста и кузова. Из различных пластических материалов изготавливают колпачки, заглушки для фор­

из пластических материалов, являются незаменимыми, как, например, кулачковые шайбы реверсора, контроллера машиниста, каркасы катушек электроаппаратов, колодки, кронштейны и дугогасительные камеры контакторов, стержни изоляционные, панели и т. д. Эти де­ тали являются не только изоляторами, но и воспринимают значительные динамические нагрузки. Прочно вошли в жизнь синтетические изоля­ ционные материалы (стеклолента, стекломиканит, стеклотекстолит, различные пропиточные лаки, эмали, компаунды и др.). Так, кор­ пусная изоляция электрических машин из стеклоленты, заменившая бандажную проволоку и хлопчатобумажную ленту; алкиднофенольный лак ФЛ-98 и полиэфиритный лак ПЭ-933, применяемые для про-

31

смесь растворов смол алкидной и бутоксикрезольно-формальдегидной в органических растворителях (смесь уайт-спирита и ксилола в соот­ ношении 1 : 1). Лак хорошо просыхает в толстом слое, образует пленку, не размягчающуюся при повторном нагреве, обеспечивает хорошую

левой и одининовой кислот с эпоксидными смолами ЭД-6 и Э-40. Раз­ бавителем служит толуол.

Термореактивные лаки по нагревостойкости относятся к классу В. Перегрев обмоток, пропитанных этими лаками, не должен превышать 120° С для якорей и 130° С для катушек полюсов. К нагревостойким лакам (170° С) относятся кремнийорганические лаки ЭФ-3, ЭФ-5, представляющие собой раствор полиэтилфенилсилоксановой смолы в смеси бензина и скипидара. После термической обработки при темпе­ ратуре 170°С его пленка становится-влагостойкой. Лак ЭФ-3 применя­ ется при изготовлении и ремонте катушек полюсов электродвигате­ лей. Кремнийорганическая смола К-40 и лак на ее основе обладают высокими диэлектрическими свойствами, повышенной нагревостойкостью и клеющей способностью. На ее основе приготовляются про­ питочные лаки и компаунды (лак К-47), применяемые при изготовлении катушек электродвигателей и генераторов тепловозов. Благодаря применению синтетических материалов для витковой и корпусной изоляции создалась возможность механизировать операции наложе­ ния изоляции.

заделки трещин и восстановления изношенных поверхностей.

При ремонте тепловозов клеи, мастики и компаунды на основе эпок­ сидных смол используют для устранения коррозионных повреждений блоков дизелей; заделки трещин в блоках, трубопроводах, топливных баках и других узлах и деталях; восстановления изношенных поверх­ ностей постановкой наделок; заделки свищей и раковин в отливках; герметизации соединений и нанесения защитных покрытий против кор­ розии (блоки дизелей).

Для ремонта металлических деталей применяют эпоксидные компа­

заделки трещин, коррозионных повреждений и устранения других дефектов алюминиевых деталей (блоки дизелей, роторы центробежных масляных фильтров и др.) или железный порошок (от 90 до 190 весовых частей) i— для заделки дефектов чугунных и стальных деталей (кор-

32

пуса масляных и водяных насосов, топливные баки и др.); в качестве, отвердителя применяют полиэтиленполиамин (10 весовых частей). На основе смолы ЭД-5 изготавливают компаунды, используемые при раз­ делке концов кабелей под муфты, склейке фарфоровых изоляторов. Для ремонта стенок дугогасительных камер пользуются эпоксидным клеем на основе смолы ЭД-5.

Важнейшими качествами эпоксидных смол являются: хорошее сцепление (адгезия) с большинством металлов и многими неметалли­ ческими материалами, высокие диэлектрические свойства, химическая стойкость и водостойкость, высокая механическая прочность, способ­ ность отверждаться при комнатной температуре или незначительном нагреве. Слой композиции на основе эпоксидной смолы хорошо обрабатывается на станках.

В зависимости от назначения ремонтируемой детали заделка трещин может быть выполнена двумя путями. При больших механи­ ческих нагрузках, испытываемых деталями, разделку ведут по всей длине трещины, снимая фаски под углом 60—90° на глубину 2—4 мм. Конец трещины засверливают сверлом диаметром 4—5 мм. Поверх­ ность трещины начищают до металлического блеска на 10—20 мм по обе стороны. Подготавливают пластинку из тонкой жести на 10— 20 мм шире трещины и пластырь из стеклоткани, поверхность их тщательно обезжиривают. Затем на поверхности пластинки и стекло­ ткани наносят слой клея, трещину также заполняют клеем. На тре­ щину накладывают пластинку и плотно притирают к детали, сверху кладут стеклоткань, предварительно смазанную клеем.

После отверждения клея при комнатной температуре деталь поме­ щают в сушильный шкаф. Если деталь не испытывает большого дав­ ления, то заделку трещины упрощают, т. е. выполняют без заплат при помощи мастики с наполнителем.

Эпоксидные смолы в комбинации с другими компонентами образуют соединения, применяемые в качестве клея. К таким соединениям от­ носятся герметизирующий эластомер (клей) ГЭН-150В, представляю­ щий собой смесь нитрильного каучука СКН-40 со смолой ВДУ, раст­ воренных в смеси ацетона и бензола или толуола. Клей ГЭН-150(B) получил широкое применение при ремонте локомотивов. При помощи клея восстанавливают натяги при посадке подшипников, муфт, шесте­ рен, корпусов в местах установки подшипников, а также применяют для увеличения надежности прессовых соединений.

Клей приготавливают в стеклянной посуде с притертой пробкой. Для этого листы сухого клея толщиной 2—4 мм нарезают мелкими кусочками и заливают смесью ацетона с бензолом или толуолом в от­ ношении 1 : 5. После разбухания в течение 8—10 ч бутыль с содержи­ мым взбалтывают до получения однородной смеси, затем фильтруют через металлическую сетку. Вязкость клея должна быть в пределах 20—60 сек, причем для герметизации соединений вязкость клея берет­ ся 55—60 сек, для нанесения тонкого слоя — в пределах 20—30 сек.

Для лучшего сцепления пленки с металлом поверхность очищают от окалины, ржавчины, грязи и обезжиривают. Нанесение клея на по­ верхность восстанавливаемой детали осуществляют кистью или цент-

робежным способом. Центробежный способ применяют для восстанов­ ления внутренних колец подшипников и корпусов букс. Он позволяет наносить равномерный слой заданной величины (по толщине). Нанесен­ ный слой клея запекают в течение 30—40 мин. Запечка может быть совмещена с нагревом подшипника перед установкой на вал. При полу­ чении неравномерного слоя, который затруднительно зачистить или обработать до необходимых размеров, или в случае превышения натяга пленку можно удалить ацетоном и нанести ее вновь.

Для облегчения демонтажа подшипников с нанесенной пленкой клея применяют коллоидный графит, который наносят ватой на поверхность пленки перед установкой подшипника. Сопрягаемые детали измеряют обычным способом при помощи микрометров и индикаторных нутро­ меров. Места применения эластомера ГЭН-150 (В) указаны в соот­ ветствующих разделах ремонта узлов. Покрытие эластомером необ­ ходимо производить по инструкции ЦТ МПС.

Стеклопластики получили большое распространение в электрома­ шиностроении, а также при ремонте электрического оборудования тепловозов и электроподвижного состава.

Стеклоткани из семейства стеклопластиков обладают высокой ме­ ханической прочностью и более высокими диэлектрическими свойст­ вами по сравнению с ранее применявшимися изоляционными мате­ риалами на основе шелковых и хлопчатобумажных тканей и бумаги (микашелк, микалента, киперная и тафтяная лента).

Стеклоэскапоновую изоляцию ЛСЭК-19 используют в качестве корпусной изоляции катушек якорей и полюсов электродвигателей тепловозов и электровозов. Электрическая прочность изоляции катушек якорей и полюсов при этом в 1,5—2 раза выше, чем при бу­ мажно-слюдяной, и обладает значительно большей механической прочностью, что позволило при ремонте и изготовлении катушек меха­ низировать процессы наложения изоляции. Применение липкой эскапоновой ленты дает возможность избежать опрессовки катушек при изготовлении.

Стеклоленту марки ЛСБ применяют для бандажей якорей элект­ рических машин постоянного тока и роторов электродвигателей пере­ менного тока взамен луженой проволоки. Бандаж из стеклоленты накладывают без применения подбандажной изоляции с натяжением до 70 кГ на 1 см ширины ее без проклейки. После наложения конец витка обрезают и расплавляют горячим электропаяльником. Затем якорь пропитывают термореактивным лаком, сушат при температуре 130—140° С, при этом бандаж запекается и образует монолитную структуру (рис. 9).

Преимущество бандажей из стеклоленты заключается в простоте конструкции и технологического процесса наложения, экономии лу­ женой бандажной проволоки, подбандажной изоляции и оловянистого припоя.

34

Стеклоткани идут также на изготовление стеклотекстолита, полу­ чившего широкое применение при изготовлении и ремонте электри­ ческих машин и аппаратов.

Волокнит и стекловолокнит представляют собой прессовочные ком­ позиции, основными компонентами которых являются стекловолокно, хлопчатобумажные обрезки, очесы хлопка, нити ровницы и в качест­ ве связующего синтетические смолы (до 15—30%).

Стекловолокниты выпускает промышленность как готовую ком­ позицию для изготовления изделий прессованием. Из волокнита изготавливают каркасы катушек, кулачки контроллера и реверсора, изоляционные стойки, колодки и другие детали. Стекловолокнит идет на изготовление кронштейнов, корпусов и пальцев щеткодержателей, диамагнитных угольников, прокладок, фланцев для полюсов, коллек­ торов электрических машин (АГ-4).

Коллекторы из пластмассы изготавливают для небольших вспомо­ гательных машин.

Капрон. Детали из капрона нашли применение в узлах трения, являясь заменителем бронзы. Из капрона изготавливают втулки

При выполнении сварочных работ непосредственно на тепловозах необходимо соблюдать меры пожарной безопасности.

При электролитическом восстановлении деталей особую осторож­ ность надо соблюдать при хромировании, омеднении и цинковании,

Рис. 9. Якорь электродвигателя со стеклобандажами и обмоткодержателем из стеклоткани:

1 — передний б а н д а ж ; 2 — задний б а н д а ж ; 3 — чехол из стеклоткани; 4 — о б м о т к о д е р ж а - тель

так как в электролит добавляют цианистые соединения. При гальвани­ ческих процессах восстановления выделяется много вредных для че­ ловека паров, особенно при ведении процесса с повышенной темпе­ ратурой раствора. Поэтому в гальваническом отделении должна исправно действовать приточно-вытяжная вентиляция. В помещении, где установлены ванны для хромирования, запрещается курить. Загрузку и выгрузку деталей следует производить осторожно, чтобы не разбрызгивать электролит. Работники отделения должны пользо­

происходит загрязнение воздуха в рабочих помещениях вредными ве­ ществами, поэтому в них должны предусматриваться общие и местные вытяжные устройства. Следует избегать попадания клея и раствори­

ми обтирочными материалами. Запрещается курение и прием пищи

Основные неисправности шестерен. От исправного состояния зуб­ чатых передач во многом зависит нормальная работа дизеля и многих агрегатов вспомогательного оборудования тепловоза. Характерными неисправностями шестерен могут быть: трещины, поломка, заедание зубьев-, износ их, повреждение и выкрашивание рабочей поверхности зубьев. Трещины в зубьях появляются чаще всего от неточности монта­ жа и изготовления шестерен, а поломка — от усталостных трещин, воз­ никающих, как правило, у основания зуба в месте концентрации нап­ ряжений изгиба. Усталостные трещины в зубьях появляются при мно­ гократном повторении нагрузки в шестернях, от которой в теле зубьев возникают напряжения, превышающие предел выносливости материа­ ла зубьев.

Износ зубьев происходит в результате истирания их рабочей по­ верхности при попадании между зубьями вместе с маслом пыли, гря­ зи или мелких частиц металла, как продуктов износа трущихся дета­ лей. Наибольший износ наблюдается на ножках (у основания) и го­ ловках зубьев, где происходит скольжение и трение одного (ведущего) зуба по поверхности другого (ведомого). При значительном износе искажается профиль и увеличиваются зазоры в зубьях, что приводит к появлению шума и стука в работе зубчатой передачи

Заедание зубьев происходит от того, что под действием высоких давлений раздавливается и разрывается масляная пленка и сопряжен­ ные поверхности зубьев сцепляются одна с другой настолько сильно, что частицы более мягких зубьев отрываются и прихватываются к поверхности зубьев парного колеса; при последующем движении зубьев эти частицы отрываются и делают на поверхности борозды, которые называются задиром. Заедание чаще всего появляется в усло-

36

виях, когда шестерни работают при недостаточной смазке или ее от­ сутствии. Заеданию зубьев в шестернях способствует работа агрега­ тов и узлов на смазке несоответствующего сорта.

В шестернях с поверхностным упрочнением зубьев наблюдается отслаивание частиц металла, которое происходит из-за недостаточной толщины слоя или некачественной термической обработки, или из-за недостаточной прочности сердцевины, ввиду чего при больших на­ грузках происходит продавливание хрупкой поверхностной корки.

Выкрашивание рабочих поверхностей возникает на ножках зубь­ ев шестерен вблизи делительной окружности, так как в этих местах развивается наибольшая сила трения, которая приводит к пластическо­ му течению металла и образованию микротрещин на поверхности зубьев. В дальнейшем микротрещина перерождается в раковину сле­ дующим образом: при набегании сверху на трещину зуба парной шестерни выход из трещины закрывается и масло, находящееся внутри трещины, сжимается с большим давлением, распирающим стенки тре­ щины. При повторных нагружениях трещина постепенно увеличи­ вается, отделяемая ею частица металла отрывается от поверхности зуба, образуя раковину! В шестернях при возникновении выкраши­ вания возникают значительные динамические усилия, ускоряющие разрушение и усиливающие шум передачи. Происходит это потому, что раковины уменьшают длину контактных

ванию повышают поверхностным упрочнением зубьев шестерен.

37

диусу делительной окружности шестерни, то в этом случае индика­ тор покажет истинную величину бокового зазора. В других случаях величину этого зазора получают подсчетом по формуле

Боковой зазор в зубьях конических шестерен измеряют при двух крайних положениях застопоренного вала. При сдвиге вала в сторо­ ну парной шестерни величина зазора уменьшается, при сдвиге от шес­

ку и проворачивают шестерни, после чего обжатую свинцовую про­ волоку измеряют микрометром или штангенциркулем. Иногда зазор в зубьях шестерен, чаще конических, измеряют при помощи щупа.

щением ведущей или ведомой шестерни вместе с их валами или без

во втором — между торцом шестерни и упорным буртом вала.

Выявление и восстановление дефектов шестерен. После разборки и очистки агрегата шестерни промывают и осматривают. Шестерни, имеющие изломы, трещины на теле и в зубьях, заменяют. В редукторах замене подлежат шестерни, имеющие повреждения более 25% поверх­ ности зубьев контактной коррозии, откол зубьев от торца более 15% его длины, вмятины на поверхности каждого зуба цилиндрической шестерни более 50 мм2 и конической шестерни более 30 мм2 и глуби­ ной более 0,4,мм, а также износ зубьев, когда не удается отрегулиро­ вать боковые зазоры в пределах допускаемых норм. При отколе зуба менее 15% его длины места откола тщательно зачищают и закругляют.

Шестерни вертикальной передачи дизелей 2Д100 и 10Д100, имею­ щие вмятины на поверхности зуба глубиной более 0,5 мм и отколы зубьев на длине 30 мм и более, заменяют. Браковочные признаки шес­ терен различных агрегатов и узлов указаны в правилах ремонта.

Износ рабочей поверхности зубьев цилиндрических шестерен оп­ ределяют измерением их толщины при помощи штангензубомеров или зубомерных скоб (микрометрических или индикаторных). Сущест­ вуют два типа штангензубомеров (рис. 11) для измерения зубьев цилиндрических шестерен с модулем от 1 до 18 мм и от 5 до 36 мм. Измерение толщины зубьев штангензубомерами производят по де­ лительной окружности в четырех диаметрально противоположных

38

разрешается.

Натяг на посадку шестерен на валу восстанавливают осталиванием, цинкованием, хромированием или нанесением пленки клея ГЭН-150(B) на соответствующее посадочное место вала или внутреннюю поверх­ ность ступицы шестерни.

Износ шлицевого отверстия шестерни, фланца и муфты восстанав­ ливают вибродуговой наплавкой в такой последовательности. Про­ мытую и очищенную деталь дефектоскопируют и при отсутствии тре­ щин наплавляют в приспособлении, обеспечивающем поворот детали на один шлиц. В остывшей детали проверяют твердость наплавленно­ го валика. При необходимости производят отпуск. Затем шлицы обрабатывают на долбежном, а затем на протяжном станках.

Конусные поверхности ступиц шестерен проверяют по краске с сопрягаемыми хвостовиками валов. Прилегание должно быть рав­ номерным и составлять не менее 65—75% всей площади конуса, а то­ рец шестерни для обеспечения натяга должен выступать за хвостовик вала на величину, установленную требованиями чертежей. При необ­

1

Рис. 12. Зубомерные скобы:

микрометрическая; б — индикаторная

39