Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ


Версия для печати
Обсудить в форуме

Высокое качество во имя безопасности

Безопасность движения электропоездов определяется в основном состоянием механического оборудования. Согласно статистике, его неисправности служат причиной 40–50 процентов всех отказов. Из них на долю неисправностей тяговых редукторов приходится примерно треть.

В МПС России решили: необходимо существенно повысить уровень надежности блока тягового редуктора. В 2000 году такая задача была поставлена перед ЗАО «Спецремонт», разрабатывавшем колесную пару С200 для электропоезда ЭР2.

Шлифовка поверхности зубьев большого БЗК на зубошлифовальном станке (фото И. Максимова)
Цех обработки зубчатых колес (фото И. Максимова)
Участок дефектоскопии зубчатых колес (фото И. Максимова)
Колесно-токарный цех (фото И. Максимова)
Чаще всего неисправности были сопряжены с отказом УМШ (выдавливание крышек, увеличение осевого разбега подшипников, излом зубьев венца шестерни и ее сползание с вала), выходом из строя БЗК (излом зубьев), опорного узла (увеличение осевого разбега подшипников, выработка посадочных мест) и повреждением корпуса редуктора (трещины, обрыв болтов крепления и подвески). Последствия отказа колесно-редукторного блока приводили к наиболее тяжелым последствиям.

Основные причины отказов – недостатки конструкции колесной пары, разработанной более 30 лет назад, чрезмерный износ тягового подвижного состава, невысокий уровень капитального и деповского ремонта, снижение квалификации ремонтников и их нехватка.

Главным в задаче, которую поставило министерство, было добиться уровня надежности, исключающего необходимость разборки тягового редуктора в условиях депо до КР-1. Проблема повышения надежности колесной пары С200 решалась в двух основных направлениях: за счет конструктивных решений и новых технологий, позволяющих повысить механические характеристики материала. Все это подкреплялось разработкой методов неразрушающего контроля.

Тяговые редукторы работают при очень больших динамических нагрузках. Без их снижения добиться существенного повышения надежности и ресурса нельзя.

Главный виновник нагрузок – зубчатое зацепление, порождающее повышенную вибрацию. Для ослабления ее интенсивности в колесной паре С200 были приняты такие технические решения: повышена точность изготовления зубьев венца шестерни и колеса; снижена величина шероховатости рабочих поверхностей контура зацепления; уменьшены поля допусков деталей, влияющих на взаимное положение осей зубчатого венца и колеса; введен контроль радиального биения делительной окружности зубьев колеса, разработаны и внедрены технологические мероприятия, позволяющие добиться снижения величины радиального биения; введен контроль пятна зацепления по краске и ужесточены требования по его параметрам; разработана конструкция корпуса редуктора, снижающая уровень вибраций.

Для повышения конструктивного запаса прочности из узла УМШ изъяты опорные кольца под подшипник, что позволило увеличить диаметр вала с 90 до 100 миллиметров. Были ужесточены требования к качеству конических посадочных поверхностей вала, венца шестерни и фланца, использованы усиленные роликовые подшипники. Посадка крышек УМШ осуществляется методом селективной сборки с обеспечением гарантированного натяга. Это уменьшило нагрузку на болты крепления и позволило практически исключить случаи их выдавливания.

Посадка венца БЗК на ступицу осуществляется с гарантированным натягом, использован двухопорный корпус редуктора с замкнутой системой смазки, отработаны режимы изготовления и термообработки литого корпуса редуктора, позволяющие обеспечить достаточно высокий конструктивный запас прочности, для этого же увеличен диаметр подшипниковых обойм опорного узла...

Короче говоря, конструкция корпуса редуктора разрабатывалась, исходя из требований повышения прочности, надежности работы и удобства обслуживания. Так, использование двухопорного крепления корпуса (по схеме ЭР2Т) и его посадки с натягом на опорный узел позволяет существенно повысить надежность крепления, точность сборки контура зацепления, обеспечить эффективную замкнутую систему смазки.

Усилены стыковочные по плоскости разъема корпуса фланцы (слабое место прежней конструкции).

Большое внимание уделялось расположению и геометрии ребер жестокости, оказывающих влияние не только на прочность корпуса, но и на степень виброактивности. Испытания показали: уровни динамических напряжений крайне низки, корпус обладает достаточным запасом сопротивления усталости. Это подтверждается и практикой его использования на железных дорогах.

Для контроля и осмотра внутренней полости редуктора предусмотрен специальный лючок.

Для снижения износа зубчатого зацепления используется качественное трансмиссионное масло ТАп-15В ГОСТ 23652-79 со спецприсадками, превосходящее по своим достоинствам ранее применявшуюся смазку ОС.

В колесной паре С200 использована высококачественная легированная сталь 12Х2Н4А. Рабочая поверхность зубьев упрочнена методом ионной цементации (вместо ТВЧ). Это позволило повысить прочностные характеристики материала венца на 20 и ударную вязкость на 60 процентов.

Технология ТВЧ для упрочнения зубьев, как считают специалисты, достигла своего предела. Связано это с тем, что при закалке токами высокой частоты в поверхностном слое возникают интенсивные тепловые напряжения, способные привести к образованию микротрещин. Проблема усугубляется тем, что процесс релаксации напряжений растянут во времени и может возникнуть ситуация, при которой микротрещина образуется после дефектоскопии и приемки зубчатого венца. Упрочнение с помощью ТВЧ закладывает мину замедленного действия. К сожалению, дешевизна этой технологии на стадии изготовления играет до сих пор решающую роль, а весь комплекс затрат и последствий, возникающих в процессе эксплуатации, во внимание не принимается.

Да, переход к методам ионной цементации потребовал существенных затрат. Ионная цементация – технологическое новшество, разработанное специалистами ЗАО «Спецремонт» и некоторых других организаций. Оно основано на использовании тлеющего электрического разряда, благодаря которому среда ионизируется и активизируется. При воздействии ионов ускоряется диффузия углерода в металл.

Ощутимое преимущество ионной цементации – хорошая регулируемость процесса и стабильность получаемых результатов (удается достигать заданных концентраций углерода в поверхностном слое, твердости и толщины цементованного слоя).

Промышленное освоение ионной цементации зубчатых венцов показало: у нее, как и у газовой, есть существенный минус – поводка и деформации металла. Это вынуждает увеличивать припуски на шлифовку (и соответственно – трудозатраты). Для снижения поводок в «Спецремонте» пришлось разработать и освоить специальный технологический процесс.

Чтобы обеспечить стабильные механические свойства зубчатых венцов, необходимо контролировать величину аустенитного зерна поставляемого металла (оно не должно быть крупнее № 5 по ГОСТ 5639-82) и величину неметаллических включений (не грубее 2,5 балла по ГОСТ 1778-70). Эти требования сужают круг заводов-изготовителей и приводят к увеличению стоимости продукции.

При создании колесных пар С200 особого внимания потребовали вопросы неразрушающего контроля и диагностики состояния ответственных деталей. На «Спецремонте» организовали лабораторию НК, оснащенную современными средствами. Второй в России она прошла сертификацию и аккредитацию.

ЗАО «Спецремонт» изготовило и ввело в эксплуатацию более 2500 колесных пар С200. Первый поезд с ними уже дошел без разборки редукторного блока до КР-1.

Накопленный опыт лег в основу создания колесной пары С203, предназначенной для электропоездов серий ЭР2Т, ЭР2Р, ЭД2Т, ЭД4М, ЭД4МК, ЭД9М, ЭД9МК, ЭД9Т, ЭТ2, ЭТ2М и ЭР9Т. Учитывая, что использованы все упомянутые технические решения, можно с уверенностью сказать: по уровню надежности и ремонтопригодности С203 будет не хуже своей предшественницы С200.

Инновации подняли стоимость С200 и С203. Однако дополнительные производственные расходы с лихвой перекрываются снижением эксплуатационных затрат за счет повышения межремонтных пробегов. Самое главное – повышается безопасность движения, чего применительно к человеческим жизням никакими деньгами не измерить.

© Евразия Вести XI 2005







XI 2005

Евразия Вести XI 2005

Второй этап реформирования: проблемы, решения, выполнение

Путевой комплекс - прогресс очевиден

В царстве путевых машин

Транспортная безопасность - приоритетная задача Минтранса России

Проблемы и перспективы развития системы диагностики путевого хозяйства

Новое поколение ультразвуковых «контроллеров» пути

Професcиональный подход к сервису путевой техники

Завтрашние успехи закладываются сегодня

«Завод Точлит» - надежный партнер

Ульяновские станкостроители на службе железных дорог

Актуальное решение проблемы «Kолесо–рельс»

Официальный дилер «HUDDIG» компания «У.С.Т.» предлагает…

Camozzi: пневматика для железных дорог

Промышленный транспорт – основной потребитель скоростемеров КПД-ЗП

Соблюдать патентное законодательство должен каждый

Островное положение НЖД или 525 раз вокруг света

Сто километров тундры

«АСТО» - партнер, на которого можно положиться

«Ритм» ТПТА: темп развития компании диктуется прогрессом железнодорожной отрасли

Многофункциональные АСУ на службе безопасности

Скоростное движение - научный подход к проблеме

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2016 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести