Моделі і методики визначення параметричної надійності нерухомого з’єднання з врахуванням похибок поверхонь спряження у поперечному та повздовжньому перерізах. Методи відновлення зношених деталей зазначеного спряження. Вибір відновлювального матеріалу.
Аннотация к работе
Важливе місце у питанні надійності експлуатації та безпеки руху будь-якої одиниці рухомого складу посідає експлуатація і ремонт колісної пари, яка є однією з головних та найвідповідальніших частин рухомого складу. На рухомому складі залізниць завдяки своїй простоті конструкції, технології виготовлення та високій надійності в системі буксового вузла „шийка колісної пари - внутрішнє кільце підшипника кочення” використовується так зване зєднання з гарантованим натягом. Результати аналізу випадків заходів рухомого складу до позапланового ремонту в депо показують, що відсоткове співвідношення заходів по послабленню натягу від загальної кількості пошкоджень буксового вузла за період 1998-2003 рр., склало (%): 54,5; 75; 80,8; 42; 35,7; 31 відповідно рокам. Вищезазначені технології відновлення мають ряд значних недоліків, зокрема: застосування еластомеру потребує спеціального обладнання для відцентрового чи вібраційного нанесення; під час звичайного нанесення за допомогою кисточки шар полімеру на поверхні спряження нерівномірний, тому після його застигання натяг нерухомого зєднання буксового вузла в кожній точці спряження також нерівномірний; нарешті, експлуатаційні можливості еластомеру змінюються в залежності від робочої температури буксового вузла. У звязку з вищевикладеним оцінка існуючого рівня надійності експлуатації зєднання „шийка осі колісної пари - внутрішнє кільце підшипника кочення” та розробка нових, більш простих та економічно доцільних, ресурсозберігаючих технологій відновлення, які до того ж будуть задовольняти заданий рівень надійності, є актуальною задачею теоретичних та практичних робіт.У першому розділі представлено конструктивно-технологічні характеристики нерухомого зєднання „шийка осі колісної пари - внутрішнє кільце підшипника кочення” буксових вузлів електровозів та вагонів, розглянуто умови експлуатації даного зєднання. Безвідмовність „і”-ої деталі чисельно визначається імовірністю Р виконання вимог нормативно-технічної документації по цьому параметру для кожної деталі, тобто це імовірність того, що значення контрольованого параметра під час огляду вузла знаходиться в межах поля допуску : , (2) де - закон розподілення досліджуваного параметра. Статистичні дослідження зносу шийки осі колісної пари дозволили встановити, що закон розподілення поточного розміру радіуса шийки Rш колісної пари з похибкою у поперечному перерізі описується законом: , (3) де л=49,7797; і m=2 - параметри розподілення; В результаті статистичних досліджень було встановлено, що закони розподілення радіуса кільця підшипників та шийки осі колісної пари є гаусовим з математичним сподівання відповідно , і середньоквадратичним відхиленням , .Далі, використовуючи вирази вищезазначених законів розподілення, отримаємо густину імовірності натягу системи “шийка осі - внутрішнє кільце”, яка описується формулою: , (5) де математичне сподівання натягу нерухомого зєднання мм, а середньоквадратичне відхилення мм, крива розподілення (5). В найбільш простих випадках розглядають такі елементарні похибки: конусність твірної циліндричної деталі у повздовжньому перерізі та овальність чи огранка у поперечному перерізі; гвинтоподібна твірна у повздовжньому і некруглість у поперечному перерізах; вигнута деталь з овальністю чи огранкою у поперечному перерізах; деталі з гвинтоподібною центральною лінією та такими ж похибками у поперечному перерізі.За результатами моніторингу, проведеного з метою встановлення найбільш небезпечних пошкоджень рухомого складу залізниць, встановлено, що зменшення натягу нерухомого зєднання „шийка осі колісної пари - внутрішнє кільце підшипника” буксового вузла рухомого складу залізниць складає 4...5 % від загальної кількості пошкоджень колісних пар, які, у свою чергу, складають 21...23 % заходів рухомого складу на позаплановий ремонт. Імовірність того, що радіуси поверхонь шийки осі та внутрішнього кільця підшипника існуючого рухомого складу задовольняють вимоги нормативної документації, дорівнює: 0,71 - для шийок осей колісних пар електровозів; 0,56 - його підшипників; і 0,351 та 0,2 а для вагонних буксових вузлів відповідно. Розрахунки показника надійності за розробленою математичною моделлю процесу зносу натягу системи „шийка осі - кільце підшипника” з врахуванням овальності спряжених поверхонь показують, що 81,6 % буксових вузлів електровозів та 70,3 % буксових вузлів вагонів при повному освідченні у депо потребують заміни кілець підшипників, оскільки натяг нерухомого зєднання не задовольняє вимоги допусків. Встановлено, що під час проведення деповського ремонту ПР3 електровозів, після пробігу колісної пари 330 тис. км, лише ~39% кілець підшипників та ~48% шийок осей задовольняють норми відхилення середнього радіуса. Величина коефіцієнта конусності не має значного впливу на надійність системи зєднання, оскільки з загальної кількості колісних пар, які надходять на проведення деповського ремонту ПР3 після пробігу колісної пари 330 тис. км ~10% кілець підшипників типів 3042536ЛМ, 3052536ЛМ, NU2236E.M.1.C3, NJ2236E.