Эксплуатационные факторы, вызывающие неисправности деталей и узлов подвижного состава

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕОРИТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ДЕТАЛЯХ И УЗЛАХ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА…………………………………………………………………………7

1.1 Эксплуатационные факторы, вызывающие неисправности деталей и узлов подвижного состава……………………………………………………………….7

1.2 Классификация методов и способов восстановления деталей подвижного состава……………………………………………………………...12

2. ОЦЕНКА МЕТОДОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА……………………………………………………17

2.1 Оценка восстановления деталей методом электродуговой наплавкой………………………………………………………………………...17

2.2 Восстановления деталей методом напыление покрытий из порошковых материалов………………………………………………………………………..21

2.3 Оценка увеличения рабочего ресурса восстановленных деталей и узлов………………………………………………………………………………28

3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА…………………………...32

3.1 Совершенствование методике по восстановлению деталей и узлов………………………………………………………………………………32

4. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ………………………………………..…41

5. ОХРАНА ТРУДА…………………………………………………………44

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….52

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………53

 

ВВЕДЕНИЕ

Транспортная система России характеризуется развитой транспортной сетью, одной из наиболее обширных в мире. Огромные пространства и суровый климат предопределили первостепенное значение для России всепогодного вида наземного транспорта — железнодорожного.

Железные дороги Российской Федерации имеют протяжённость 87 тысяч километров, а железнодорожный транспорт это основной, наиболее удобный и дешёвый вид транспорта, позволяющий перевозить в год около 1,2 миллиарда пассажиров и 1,28 миллиардов тонн грузов, что превышает 40% внутреннего пассажирооборота и 80 % внутреннего грузооборота. Учитывая статистические показания грузооборота по видам транспорта общего пользования за несколько последних лет, можно сделать вывод, что в последнее время доля железнодорожного транспорта в общем грузообороте постоянно возрастает.

Будучи основной транспортной системой Российской Федерации, железные дороги имеют чрезвычайно важное государственное, экономическое, социальное и оборонное значение. От них требуется своевременное, качественное и полное удовлетворение потребностей населения, грузоотправителей и грузополучателей в перевозках. В связи с этим на предприятиях железных дорог ведётся постоянная работа над повышением эффективности их деятельности заключающаяся в первую очередь в обеспечении безопасности перевозки пассажиров и грузов, а также круглосуточной бесперебойной работы предприятий в любых климатических условиях максимально снижая время простоя подвижного состава.

При этом железнодорожный транспорт остаётся объектом повышенной опасности несмотря на ежегодное постепенное незначительное снижение железнодорожных происшествий. Так в первом квартале 2019 году на объектах железнодорожного транспорта были травмированы 496 человек, из которых 352 погибли.

Кроме этого произошёл ряд железнодорожных происшествий, в том числе таких как сход с рельс, связанных с естественным физическим износом технических средств, элементов механизмов, устройств и нарушением правил эксплуатации и технического обслуживания подвижного состава. Такие происшествия как правило влекут за собой порчу перевозимого груза, ущерб имуществу железнодорожных предприятий, сбой графика движения поездов, снижение прибыли и имиджевые потери железнодорожного транспорта Российской Федерации.

В целях сохранения жизни и здоровья пассажиров, предотвращения происшествий на железнодорожных магистралях, сохранности перевозимых грузов и имущественного комплекса РЖД, снижения себестоимости пассажироперевозок и грузоперевозок за счёт уменьшения затрат на приобретение новых деталей, а также увеличения получаемой прибыли в структурных подразделениях РЖД проводятся ряд мероприятий, одним из которых является восстановление деталей подвижного состава.

Экономия металла и защита от коррозии в сочетании с повышением надёжности – это тот эффект, который удаётся получить при верно выбранном способе восстановления изношенных деталей и узлов.

Располагая современным набором методов ремонта, восстановление может реально улучшить первоначальные эксплуатационные свойства деталей.

 

 

ТЕОРИТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ДЕТАЛЯХ И УЗЛАХ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

 

Эксплуатационные факторы, вызывающие неисправности деталей и узлов подвижного состава

Первой группой причин являются дефекты конструкции инарушение технологии заводского изготовления. Каждый элемент конструкции подвижного состава проектируют с учетом действующего на него нагрузок и условий эксплуатации.

Эти факторы определяют выбор материалов, формы и размеров деталей, видов покрытий и технологий изготовления. Большое разнообразие условий эксплуатации и режимов работы, с одной стороны, и необходимость выдержать определенные весовые показатели, с другой стороны, значительно усложняют задачу конструирования подвижного состава, так как трудно совмещаются. Действительно, в целях гарантии надежной работы конструкции во всех возможных эксплуатационных режимах нужно увеличивать запасы прочности деталей, а это влечет за собой увеличение размеров и веса.

Второй группой причин неисправностей подвижного состава являются различные дефекты эксплуатации: недопустимые перегрузки в результате нарушений заданных режимов движения или неисправности путевых устройств, несвоевременная подтяжка креплений, несоблюдение технологических процессов осмотров и ремонтов, несвоевременная смазка сопряжений.

Наиболее тяжелые неисправности подвижного состава и несчастные случаи с людьми (пассажирами и пешеходами) возникают при столкновениях с другими видами транспорта и сходе с рельсов вагонов.

Главной причиной аварийности в этих случаях являются нарушения ПТЭ, должностных инструкций и недостаточная производственная и трудовая дисциплина водителей, их неопытность, приводящая к неправильной оценке различных транспортных ситуаций. неправильные действия в процессе торможения, несоблюдение интервалов между поездами и т.п.

Следствием недостаточной технической грамотности являются различные ошибки при оперировании с органами управления, что вызывает быстрый износ, а иногда влечет за собой и тяжелые аварии подвижного состава.

Третьей причиной неисправности элементов подвижного состава является так называемый естественный(физический)износ. Под последним понимается изменение размеров и формы деталей или их структуры и физико-механических реагентов внешней среды: влаги, атмосферного воздуха, электрического напряжения, температуры и т.д. в условия соблюдения всех предписаний режимов работы в эксплуатации, а также сроков и характеристик ремонта.

Основными видами естественного (физического) износа деталей и узлов подвижного состава являются механический, усталостный, химический, электрохимический, электроэрозионный, тепловой, биологический износ и старение.

Механический износ- проявляется в двух формах: в виде износа трением и износа давлением. Износ трением заключается в уносе при трении с сопрягающихся поверхностей мельчайших частичек материала. Этот вид износа приводит к уменьшению размеров, изменению геометрической формы сопрягающихся деталей и увеличению зазоров в сопряжениях. Интенсивность механического износа трением определяется в мм износа на одну тысячу км пробега вагона. В эксплуатации она определяется экспериментально или подсчитывается по данным норм допусков и сроков службы узлов и деталей.

Второй формой механического износа является износ давлением, который заключается в изменении формы сопрягающихся поверхностей или других элементов деталей в результате пластической деформации материала при больших нагрузках, вызывающих перераспределение материала или искривления деталей без изменения общего объема материала.

Химический износ - представляет собой разрушение материала детали в результате химического взаимодействия с реагентами внешней среды, в частности кислородом воздуха, при котором образуются химические соединения, легко отделяющиеся от основного материала. Типичным примером химического износа является ржавление (коррозия) стальных деталей в результате химического соединения железа с кислородом воздуха в присутствии паров воды с образованием гидрата окиси железа (ржавчины).

Другим примером химического износа является разъедание металлов кислотами и щелочами, присутствующими в воздухе и смазке с образованием соответствующих солей. Интенсивность химического износа зависит от температуры окружающей среды, и концентрации в ней химически активных веществ и состояния поверхности (открытая, защищенная покрытиями, гладкая или шероховатая).

Электрохимический износ -представляет собой разрушение деталей вследствие уноса с поверхности атомарных частичек материала под действием электрического тока в электролитической ванне, когда деталь выполняет в ней роль катода. Типичным примером электрохимического износа является разъедание рабочих поверхностей буксовых подшипников колесных пар тяговым током при рамной подвеске тягового двигателя в случае неудовлетворительной работы шунтирующих цепей токоотвода. Роль электролитической ванны в этом случае выполняет смазка при наличии в ней жирных кислот.

Интенсивность электрохимической коррозии возрастает с увеличением разности потенциалов сопрягающихся деталей или различных точек детали и проводимости электролитической ванны, образующейся между ними.

Электроэрозионный износ – это разрушение деталей, работающих в сильном электрическом поле, вследствие направленного выброса частиц металла с поверхности анода при дуговых разрядах и искрении.

Электроэрозионному износу подвержены детали электрических аппаратов, осуществляющие разрыв цепи электрического тока или скользящий контакт между токоведущими частями. Такой износ типичен для губок контакторов, ножей и губок рубильников и других контактных деталей. Интенсивность электроэрозионного износа зависит от напряженности электрического поля, в котором находятся контактные детали, силы проходящего через них тока и скорости размыкания контактов.

 Несвоевременная зачистка контактных поверхностей приводит к резкому ускорению износа контактов, их сильному перегреву током, оплавлению и даже сгоранию.

Тепловой износ – это разрушение деталей под воздействием повышенной или пониженной температуры. Отклонения температуры от этого интервала как в сторону ее повышения, так и в сторону понижения приводят к возрастанию износа и уменьшению прочности. Для одних материалов более опасен перегрев, для других – понижение температуры. Примерами теплового износа являются: оплавление губок контакторов и других контактных деталей тяговых электрических аппаратов под воздействием электрической дуги, разрушение электрической дугой дугогасительных камер аппаратов, оплавление коллекторов и щеткодержателей тяговых электрических машин при возникновении кругового огня по коллектору, обугливание изоляции при сильном перегреве.

Примерами разрушающего влияния пониженной температуры являются: уменьшение эластичности и растрескивание резиновых деталей ходовой части при их недостаточной морозоустойчивости, отслоение краски при низких температурах и др.

Биологический износ - представляет собой разрушение деталей под воздействием микроорганизмов в результате их жизнедеятельности. Типичным примером биологического износа является гниение деревянных деталей. Интенсивность биологического износа возрастает с повышением температуры и влажности атмосферного воздуха.

Старение – вид износа, заключающийся в постепенном ухудшении физико-механических свойств материала детали под воздействием ряда физических агентов: атмосферного воздуха, влаги, переменной температуры, механических воздействий, химически активных веществ. Лакокрасочные покрытия при старении теряют пластические свойства и однородность, растрескиваются, расслаиваются и перестают служить защитой от проникновения к поверхности изделия атмосферного воздуха и влаги. Интенсивность старения электроизоляционных материалов и лакокрасочных покрытий в основном зависит от состояния поверхностной лаковой пленки.

Электроэрозионный износ контактов связан с тем, что они работают в сильном электрическом поле. Механический износ губок определяется большими усилиями нажатия контактов и их притиранием. Частицы песка и пыли, поднимаемые с пути при движении вагона, ускоряют механический износ контактов. Химический износ контактов связан с присутствием в атмосферном воздухе влаги в сочетании с химически активными веществами. Электрохимический износ контактов может быть следствием некачественной смазки, когда в состав ее входят жирные кислоты.

Большая часть повреждения таких как кузовов обычно связана с разрушением лакокрасочных покрытий. Часто встречаются усталостные разрушения несущих элементов кузова и механический износ трением отдельных его деталей вследствие ослабления болтовых и других разъемных креплений или контакта с ходовыми частями. Деревянные части кузова – пол, потолок, внутренняя обшивка и др. – изнашиваются вследствие расклейки и гниения под влиянием переменной температуры и влажности.

Появление трещин усталости наблюдается в рамах тележек, осях колесных пар, зубьях шестерен, рессорах, балках мостов и других элементах. Буксовые наличники, валики и втулки тормозной передачи, рабочие поверхности пятников и подпятников и другие узлы трения подвержены механическому износу.

Неисправности пневматического оборудования подвижного состава вызываются обычно химическим износом (коррозией) трубопроводов, связаны с засорением клапанных узлов аппаратов, повышенной утечкой сжатого воздуха, замерзанием воздухопроводов и пневматических приводов в зимнее время. Наиболее подвержены износу компрессоры и регуляторы давления.