CC BY
178
УДК 658.562.64
Д. В. Муравьев, О. П. Супчинский
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация
МЕТОДИКА КОНТРОЛЯ СООСНОСТИ И РАДИАЛЬНОГО БИЕНИЯ ВКЛАДЫШЕЙ МОТОРНО-ОСЕВЫХ ПОДШИПНИКОВ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВОВ
Аннотация. Статья посвящена разработке методики контроля соосности и радиального биения внутренних цилиндрических посадочных поверхностей вкладышей моторно-осевых подшипников локомотивов. Перечислены основные причины изнашивания рабочих поверхностей подшипников и последствия влияния зазоров в сопряжениях подшипников скольжения и осей колесных пар на повышение интенсивности изнашивания деталей и ухудшение динамических характеристик ходовой части локомотива. В работе приведена принципиальная схема базирования и контроля отклонений от соосности и радиального биения внутренних цилиндрических поверхностей подшипников, описаны конструкция и принцип действия специального контрольного приспособления для измерения указанных отклонений. Цель работы заключается в обосновании целесообразности контроля отклонений от формы и расположения поверхностей при ремонте моторно-осевых подшипников. В статье описывается последовательность этапов измерения соосности и радиального биения подшипников и интерпретация результатов измерений. Рассмотрены особенности конструкции контрольного приспособления, перечислены преимущества его использования по сравнению с существующими аналогами приспособлений, применяемых для контроля соосности отверстий корпусных деталей, расположенных на одной оси. При этом установлено, что контроль соосности и радиального биения необходимо проводить для того, чтобы оценить возможную степень перекоса остова тягового электродвигателя и оси колесной пары локомотива после ремонта. Таким образом, полученные выводы подтверждают необходимость ужесточения контроля качества восстановления мо-торно-осевых подшипников локомотивов за счет внедрения в производственный процесс операций контроля соосности и радиального биения моторно-осевых горловин и вкладышей моторно-осевых подшипников, изготовленных из свинцовых бронз, оловянных или свинцово-оловянных баббитов.
Ключевые слова: подшипник, форма, расположение, отклонение, износ, дефект, контроль, локомотив, ресурс, измерение, соосность.
Dmitry V. Muraviev, Oleg P. Supchinsky
Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation
TECHNIQUE FOR MONITORING THE ALIGNMENT AND RADIAL BEATING INSERTS OF MOTOR-AXLE BEARINGS OF TRACTION ELECTRIC MOTORS
OF LOCOMOTIVES
Abstract. The article is devoted to the development of a methodology for monitoring the alignment and radial runout of the inner cylindrical seating surfaces of locomotive motor-axle bearings. The main reasons for the wear of the working surfaces of the bearings and the consequences of the influence of the clearances in the interfaces of the plain bearings and the axles of the wheelsets on the increase in the intensity of wear of the parts and the deterioration of the dynamic characteristics of the running gear of the locomotive are listed. The paper presents a basic diagram of the basing and control of deviations from alignment and radial runout of the inner cylindrical surfaces of bearings, describes the design and principle of operation of a special control device for measuring these deviations. The purpose of the work is to substantiate the feasibility of monitoring deviations from the shape and location of surfaces during the repair of motoraxial bearings. The paper describes the sequence of steps for measuring the alignment and radial runout of bearings and the interpretation of the measurement results. The features of the design of the control device are considered, the advantages of its use are listed in comparison with the existing analogues of the devices used to control the alignment of the holes of the body parts located on the same axis. At the same time, it was found that the control of alignment and radial runout must be carried out in order to assess the possible degree of misalignment of the traction motor frame and the axle of the wheelset of the locomotive after repair. Thus, the conclusions obtained confirm the need to tighten quality control of the restoration of locomotive motor-axle bearings by introducing into the production process the operations to control the alignment and radial runout of motor-axle necks and motor-axle bearing liners made of lead bronze, tin or lead-tin babbits.
Keywords: bearing, shape, location, deviation, wear, defect, control, locomotive, resource, measurement, alignment.
Большинство локомотивов, курсирующих по сети железных дорог России и стран СНГ, оснащены тяговым приводом 1-го класса. Его конструктивные особенности заключаются в том, что половина веса тягового электродвигателя подрессорена и передается на шкворневую балку рамы тележки, а вторая половина веса - через моторно-осевой подшипник (МОП) скольжения на ось колесной пары. Возникающая при этом связь двигателя с колесной парой позволяет технически просто с помощью МОПа обеспечить параллельность вала якоря электродвигателя и оси колесной пары и постоянство расстояний между ними. Это дает возможность применить простейшую тяговую передачу, состоящую из шестерни и зубчатого колеса, жестко посаженных на вал якоря электродвигателя и ось колесной пары [1]. Однако для данной конструктивной схемы характерны значительные разрушающие нагрузки, действующие на тяговый электродвигатель.
Моторно-осевые подшипники состоят из вкладышей и букс с постоянным уровнем смазки, контролируемым по указателю. Каждый вкладыш моторно-осевых подшипников состоит из двух половин, в одной из которых, обращенной к буксе, выполнено окно для подачи смазки. Вкладыши имеют бурты, фиксирующие их положение в осевом направлении. От проворачивания вкладыши предохраняют шпонками. Внутренняя поверхность вкладышей заливается баббитом Б16 или Б83 и растачивается по диаметру [2]. После растачивания вкладыши подгоняют по шейкам оси колесной пары. Строение подшипника обусловливает его преимущества и, соответственно, его недостатки. Так, из-за высокой скорости износа вкладышей (обычно это происходит из-за недостаточного количества смазки) подшипник весьма недолговечен. Также причиной его быстрого износа может стать тепловая энергия, если она выводится из зоны трения недостаточно эффективно, что, к сожалению, происходит достаточно часто. С увеличением частоты вращения вследствие действия гидродинамического эффекта несущая способность сначала повышается, однако в дальнейшем тепловые процессы при высоких скоростях приводят к уменьшению вязкости смазочного материала и потере несущей способности подшипников скольжения.
Кроме того, нарушение технологии ремонта вкладышей МОПов, выраженное в разнице диаметров моторно-осевых горловин (МОГ) левого и правого МОПов, расположенных на одной оси колесной пары, или несоблюдение требований по допустимым значениям диаметров посадочных поверхностей МОПов после растачивания может приводить к перекосу букс МОПов относительно колесной пары, непараллельности оси вала якоря и оси колесной пары и, соответственно, к неравномерному и интенсивному изнашиванию не только вкладышей МОПов, но и других узлов и деталей колесно-моторного блока (КМБ) локомотива.
Таким образом, решающее влияние на скорость изнашивания подшипника скольжения в эксплуатации оказывают следующие факторы: величина динамических нагрузок (контактного давления) как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, механические и эксплуатационные свойства материала деталей, физико-химические свойства смазочного материала, методы смазывания, а также обеспечение точности и жесткости корпуса, оптимального зазора и самоустановки подшипника, соосности осей колесной пары и вкладышей подшипника, соосности левой и правой пары вкладышей МОПов [3].
В свою очередь, зазор в МОПе оказывает влияние на изменение расположения и площади пятна контакта в зубчатом зацеплении при передаче крутящего момента. Площадь пятна контакта уменьшается и происходит его смещение к вершине зуба ведущей шестерни, в результате чего повышается удельное давление в пятне контакта, что ведет к увеличению динамических нагрузок и интенсивности изнашивания стенок зубьев ведущей шестерни и зубчатого колеса тягового редуктора и сколам зубьев. Кроме того, наличие радиальных зазоров в МОПах и несоосности левого и правого МОПов является причиной перекоса оси.
Наиболее интенсивное изнашивание подшипников скольжения протекает в период приработки, пуска, остановки и реверса ТЭД.
Анализ производственных данных показал, что при восстановлении МОПов локомотивов в условиях депо в результате растачивания моторно-осевых горловин или вкладышей МОПов
в сборе за два установа на изношенном оборудовании возникают отклонения в диаметрах и положении осей горловин МОПов одной колесной пары, что приводит [4, 5]
к перекосу оси колесной пары относительно остова ТЭД при разных радиальных зазорах в левом и правом МОПах;
перекосу оси колесной пары относительно остова ТЭД при несоосности левого и правого МОПов.
Распространение практики применения расточных станков для одновременной независимой обработки моторно-осевых горловин и вкладышей левого и правого МОПов за один уста-нов не исключает возможности возникновения указанных дефектов.
Подводя итоги проведенной оценки, необходимо отметить, что при выполнении выходного контроля после восстановления МОГ и вкладышей МОПов и их установки в буксы следует помимо контроля диаметров посадочных поверхностей МОПов и радиальных зазоров выполнять контроль соосности и радиального биения. Данные контрольные операции позволят определить отклонения контролируемых параметров от допустимых значений и оценить вероятность перекоса оси колесной пары локомотива относительно остова ТЭД.
С этой целью было спроектировано специальное контрольное приспособление и разработана методика измерения отклонений от соосности и радиального биения посадочных поверхностей моторно-осевых горловин и вкладышей МОПов локомотива.
Каждое измерение несоосности направлено на получение оценки наибольшего расстояния между осью рассматриваемой поверхности вращения и базой. При этом в качестве базы может выступать либо ось некоторой отдельной базовой поверхности, либо общая ось двух или нескольких поверхностей [6]. В соответствии с этим и методики выполнения измерений в этой области подразделяются на две группы:
1) методики выполнения измерений отклонений от соосности элементов деталей относительно оси базовой поверхности;
2) методики выполнения измерений отклонений от соосности элементов деталей относительно общей оси двух или нескольких поверхностей.
Основу реализации этих методик составляют экспериментальное воспроизведение осей наружных и внутренних номинально цилиндрических поверхностей деталей, общих осей двух или нескольких поверхностей и адекватное моделирование соответствующих расстояний между осями или их отклонений.
Пример реализации подобных методик измерения соосности отверстий моторно-осевых горловин или вкладышей левого и правого МОПов ТЭД локомотива представлен на рисунке 1.
2
Рисунок 1 - Схема измерения отклонения от соосности внутренних номинально цилиндрических поверхностей: а - схема контроля соосности: 1 - контролируемая деталь; 2 - измерительная головка (индикатор); 3, 4 - контрольные цилиндрические оправки; 5 - установочное приспособление; б - снятие показаний индикатора: 1 - штатив; 2 - индикатор часового типа; 3 - оправка цилиндрическая
В контролируемые отверстия детали плотно «от руки» вставляются контрольные цилиндрические оправки. На одной из них закрепляется установочное приспособление вместе с измерительной головкой с возможностью вращения относительно оси этой оправки.
Вращая установочное приспособление вместе с измерительной головкой вокруг оси контрольной оправки в положениях I и II, фиксируют максимальную алгебраическую разность показаний измерительной головки в каждом из них (рисунок 1, а).
За результат измерения отклонения от соосности рассматриваемых поверхностей в радиусном выражении принимается половина наибольшего из полученных значений разности показаний (рисунок 1, б). Точность проверки изложенным методом находится в пределах 0,04 мм, если контрольные валики плотно входят в базовые отверстия детали [7].
Сложность применения такой схемы контроля соосности отверстий МОГ заключается в том, что потребуется применение громоздких цилиндрических оправок, а также в сложности обеспечения требуемого зазора между контролируемыми поверхностями и оправками.
В первую очередь перед проектированием приспособления была разработана схема контроля соосности и радиального биения отверстий МОПов (рисунок 2), которая позволила составить схему базирования средства измерения (СИ), положение его контрольных элементов относительно поверхностей детали и степени свободы детали и СИ [8 - 11].
А-А
Я. А.
б
Рисунок 2 - Схема контроля соосности и радиального биения отверстий левого и правого МОПов: 1 - вкладыш МОПа; 2 - жесткий упор базирующего мостика; 3 - упор при контроле радиального биения; 4 - измерительная головка с индикатором часового типа; 5 - осевой упор; 6 - штанга балансировочная; 7 - стойка измерительной
головки для контроля радиального биения; 8 - стойка измерительной головки для контроля соосности
отверстий; 9 - измерительная пятка
Принцип работы приспособления при контроле отклонения от соосности двух посадочных отверстий моторно-осевых горловин МОПов относительно их общей оси заключается в том, что в отверстия контролируемых вкладышей 1 корпуса МОПа вставляют две балансировочные штанги 6, зафиксированные вдоль оси упором 5 и способные вращаться вокруг него независимо друг от друга. Оси вращения двух измерительных головок 4 (измерительных пяток) лежат в общей плоскости двух жестких упоров 2 базирующих мостиков и отстоят от этих упоров на расстоянии, равном половине длины отверстия. Отклонения от соосности посадочных поверхностей МОГ измеряют путем снятия показаний измерительных головок 4 при вращении в проверяемых отверстиях на 360 ° через угловой интервал, равный 60 ° При этом за результат несоосности двух отверстий в радиальном направлении будет приниматься половина наибольшего отклонения стрелки индикатора за один полный оборот балансировочной штанги. Подвижная в радиальном направлении стойка 8, на которой закреплена правая измерительная головка 4, позволяет производить контроль различных по диаметру отверстий, а также повысить чувствительность измерительной пятки 9, регулируя положение стойки 8 в радиальном направлении.
а
Кроме того, разработанное контрольное приспособление позволяет измерять радиальные биения посадочных отверстий МОГ и вкладышей МОПов. Данные измерения проводятся при помощи левой измерительной головки 4, которая установлена на стойке 7, способной свободно вращаться относительно левой балансировочной штанги 6 и имеющей на конце упор 3 для контроля радиального биения контролируемой поверхности. Поворот левой измерительной головки 4 на полный оборот вокруг балансировочной штанги 6 позволит по максимальным отклонениям стрелки индикатора определить максимальные значения радиального биения посадочной поверхности МОГ или вкладышей МОПов.
Базирование установочных элементов приспособления относительно базовых поверхностей детали осуществляется с целью придания деталям и измерительным головкам приспособления правильного положения в соответствии с разработанной схемой измерения.
Исходя из разработанной схемы контроля соосности и радиального биения посадочных отверстий моторно-осевых горловин МОПов схема базирования контрольного приспособления приведена на рисунке 3.
а б
Рисунок 3 - Схема базирования контрольного приспособления относительно контролируемых отверстий
моторно-осевых горловин МОПов
В соответствии с разработанной схемой базирование приспособления осуществляется по двойной направляющей базе, в качестве которой используются посадочные поверхности МОПов, реализующие четыре опорные точки - по две на каждый МОП, т. е. точки 1 и 2 на левом МОПе и точки 3 и 4 на правом МОПе. В этом случае приспособление лишается четырех степеней свободы при размещении в буксах МОПа: перемещений вдоль и вращений вокруг осей х и г. Опорная база, роль которой играет торцевая поверхность бурта вкладыша МОПа, включает в себя одну опорную точку 5 и лишает приспособление одной степени свободы -перемещения вдоль оси у.
Таким образом, остается только одна степень свободы - вращение вокруг оси у, которая необходима непосредственно для осуществления процесса измерения отклонений от соосности и радиального биения при поворотах измерительных головок с индикаторами вокруг осей балансировочных штанг.
Кроме того, трехточечная конструкция жестких упоров базирующих мостиков помимо двух опорных точек 1-2 и 3-4 левого и правого МОПов включает в себя регулируемую подпружиненную опору 6, которая не влияет на процесс базирования, но позволяет вводить приспособление в отверстия моторно-осевых горловин МОПов, в том числе с разными диаметрами левого и правого МОПов, и поддерживать надежный контакт основных опорных элементов с цилиндрическими стенками отверстий.
Приспособление для контроля соосности посадочных поверхностей моторно-осевых горловин моторно-осевых подшипников тяговых электродвигателей локомотивов спроектировано полностью в соответствии с разработанной схемой контроля и предназначено для определения несоосности внутренних цилиндрических поверхностей левого и правого МОПов
относительно друг друга, а также для определения радиального биения посадочной поверхности каждого подшипника в отдельности.
Итак, конструкция приспособления для контроля соосности и радиального биения мо-торно-осевых горловин и вкладышей МОПов представлена на рисунке 4.
Вид А
Вид Б
б в г
Рисунок 4 - Приспособление для контроля соосности и радиального биения МОПов
В корпус 16, который является связующим элементом между левым и правым контролируемыми моторно-осевыми подшипниками, вставляются валы 7 и 17 с предварительно напрессованными на шейках подшипниками 15 и установленными крышками 13, после чего крышки фиксируются винтами 14, прижимая тем самым подшипники к основанию корпуса и регулируя их осевое перемещение. Кроме того, предварительно на валы 7 и 17 напрессовываются опоры приспособления в виде ступиц 8 и опорных элементов, состоящих из двух шариков 10 на жесткой опоре и одного шарика 10, поджимаемого к внутренней поверхности МОПа пружиной 11, зафиксированной в резьбовой втулке 9 заглушкой 12.
Далее производится монтаж измерительных головок на концы валов 7 и 17. Слева устанавливается сборная измерительная головка, предназначенная для измерения радиального биения внутренней цилиндрической посадочной поверхности МОПа. Она состоит из двух струбцин - 30 и 31, которые при монтаже устанавливаются на подшипник 5, предварительно напрессованный на шейку вала и отделяемый от ступени вала 7 разделительным кольцом 6. Струбцины 30 и 31, установленные по наружному кольцу подшипника 5, стягиваются фиксаторами 28 и 29. Это позволяет стянутым струбцинам свободно вращаться относительно неподвижного вала 7. При сборке струбцин в вертикально расположенное отверстие, образуемое ими, устанавливается индикатор 1 часового типа ИРБ 0.. .0,8 мм ГОСТ 5584-75, а в горизонтально расположенное отверстие - палец 2, на котором при помощи колпачка 3 фиксируется опорный шарик 4. Шарик 4 обеспечивает точку контакта всего приспособления с торцевой поверхностью вкладышей МОПов и предотвращает осевое смещение элементов приспособления (см. рисунок 4).
№ 3(4 2021
а
С целью регистрации контролируемых параметров измерительным стержнем индикатора 1 при его наружном расположении на струбцинах 30 и 31 при помощи вилки 34 и оси 27 устанавливается измерительный мостик 24, на который с одной стороны опирается измерительный стержень индикатора, а с другой стороны мостик контактирует с контролируемой поверхностью вкладышей МОПов. Посередине между вилкой 34 и измерительным стержнем индикатора 1 устанавливается стягивающая пружина 35, обеспечивающая постоянный контакт измерительного мостика 24 с поверхностью вкладышей МОПов. Таким образом, при полном повороте измерительной головки вокруг оси вала 7 обеспечивается надежный контакт шарика 4 с торцом и измерительного мостика 24 с поверхностью вкладышей МОПов. Максимальное отклонение стрелки индикатора за один полный оборот измерительной головки покажет радиальное биение посадочной поверхности вкладышей.
Справа устанавливается измерительная головка, предназначенная для измерения отклонений от соосности внутренних цилиндрических посадочных поверхностей левого и правого МОПов. Она состоит из уголка 18, который соединяется с концом вала 17 посредством подвижного соединения типа «ласточкин хвост», а также установленном на уголке индикаторе 20 часового типа ИЧ 50-0,01 ГОСТ 577-68, затянутом при помощи фиксатора 32. Подвижный уголок 18 может перемещаться в радиальном направлении относительно вала 17, а фиксируется неподвижно фиксатором 19, что дает возможность настраивать приспособление на контроль МОПов, имеющих различные диаметры контролируемых посадочных поверхностей. Измерительный мостик 24 играет такую же роль, как и тот, что располагается слева, а возвратная пружина 25 позволяет контролировать постоянство нажима контактного наконечника мостика на контролируемую поверхность. Вилка 22, закрепленная на уголке винтами 21, имеет сквозные пазы овальной формы, в которых перемещается в вертикальном направлении серьга 26, фиксируемая в выбранном положении при помощи прижимной планки 23 и фиксатора 33, что позволяет повысить чувствительность измерения отклонений от соосности.
Измерение отклонений от соосности выполняется при полном обороте вала 17 с закрепленным уголком 18 и индикатором 20 вокруг оси неподвижного в момент измерения вала 7. Максимальная величина отклонений стрелки индикатора за один полный оборот, деленая пополам, покажет величину отклонения от соосности, приходящуюся на радиус контролируемой поверхности.
Допустимое отклонение от соосности вкладышей левого и правого МОПов было рассчитано в результате решения обратной задачи размерного анализа при построении измерительной размерной цепи для контроля несоосности МОПов ТЭД. Поскольку при любом измерении замыкающим звеном является измеренный размер или контролируемый параметр, в качестве замыкающего звена была определена величина контролируемого отклонения от соосности [12]. Далее, начиная от базовой оси 0-0 МОП и образующей 0Л-0Л внутренней цилиндрической поверхности вкладыша МОПов, ограничивающих замыкающее звено А в точках 1-2, откладываются составляющие звенья размерной цепи А1 и А2, непосредственно участвующие в решении поставленной задачи и представленные на рисунке 5.
а б
Рисунок 5 - Схема размерной цепи при определении величины несоосности МОПов
На схеме (см. рисунок 5) показаны звенья рассматриваемой размерной цепи: А - замыкающее звено, т. е. контролируемый параметр (величина отклонения от соосности); А1 и А2 -составляющие звенья размерной цепи, из которых А1 является увеличивающим, а А2 - уменьшающим звеном.
Таким образом, порядок расчета рассматриваемой измерительной размерной цепи при решении обратной задачи заключается в следующем [7, 12].
1. Рассчитывается номинальный размер замыкающего звена:
т-1
А = ^А,
(1)
/=1
где / = 1, 2, ..., т - порядковый номер звена размерной цепи;
£а/ — передаточное отношение /-го звена размерной цепи;
А/ - номинальный размер /-го составляющего звена размерной цепи.
Для линейных цепей с параллельными звеньями передаточные отношения таковы:
£ = 1 - для увеличивающих составляющих звеньев;
£ = -1 - для уменьшающих составляющих звеньев.
Номинальные размеры составляющих звеньев А1 и А2 одинаковы и при отсутствии отклонения от соосности равны половине диаметра внутренней посадочной поверхности вкладыша МОПа ТЭД модели ЭД118А и ЭД118Б тепловоза ТЭМ18ДМ, равного 215,5+°3 мм.
В результате номинальный размер замыкающего звена А при наилучших условиях обеспечения точности при изготовлении или ремонте
А = А - А = 1°7,75 -107,75 = 0 мм.
2. Рассчитывается координата середины поля допуска замыкающего звена:
т-1
А. =У#А,
(2)
/=1
где Д0. - координата середины поля допуска /-го звена размерной цепи,
А +А
А = " "
2
(3)
где Дв. и Дн. - верхнее и нижнее отклонения /-го звена размерной цепи (для рассматриваемого размера А1 = А2 = 107,75+0,15 мм, Ав = 0,15мм, Ан = °мм).
0,15 + 0
А0 = А0 = —-= 0,075мм.
01 02 2
Тогда координата середины поля допуска замыкающего звена
А0а = 1 • 0,075 + (-1) • 0,075 = 0 мм.
Это означает, что допуск отклонения от соосности должен быть симметричным относительно номинального размера замыкающего звена А.
3. Рассчитывается величина поля допуска замыкающего звена: при расчете по способу максимума-минимума
т-1
/=1
Тогда величина поля допуска замыкающего звена
ТД = 1 • 0,3+|-1| • 0,3 = 0,6
мм,
где Тi - допуск номинального размера I-го звена размерной цепи.
Способ расчета на максимум-минимум - способ расчета, учитывающий только предельные отклонения звеньев размерной цепи и самые неблагоприятные их сочетания; при расчете по вероятностному способу
jm—1
I 2, (5)
где - коэффициент риска, характеризующий вероятность выхода отклонений замыкающего звена за пределы допуска, выбирается из таблиц значений функции Лапласа Ф(() в зависимости от принятого процента риска Р (при риске Р = 5% коэффициент риска составляет 2);
А2 = 1 - коэффициент для нормального закона распределения отклонений. Тогда величина поля допуска замыкающего звена
Т2 = 2^(12 • 1 • 0,32) + ((—1)2 • 9• 0,32) = 0,283 мм.
Вероятностный способ расчета - способ расчета, учитывающий рассеяние размеров и вероятность различных сочетаний отклонений составляющих звеньев размерной цепи.
4. Рассчитываются предельные отклонения поля допуска замыкающего звена по следующим формулам:
Т
Д «Д=Д 0д+ тД;
Т (6)
Д «Д=Д 0Д— у •
Тогда величина предельных отклонений поля допуска замыкающего звена при расчете по способу максимума-минимума составит:
Д = 0 + 06 = 0,3мм, Д = 0 — 06 =—0,3мм.
в д 2 н Д 2
Величина предельных отклонений поля допуска замыкающего звена при расчете по вероятностному способу составит:
0 283 0 283 Д = 0 + ^-= 0,1415 * 0,14мм; Д = 0 — ^-=—0,1415 «—0,14мм.
в Д 2 ' ' ' нд 2
Таким образом, при расчете по способу максимума-минимума предельная величина отклонений от соосности в радиальном направлении по обе стороны от оси симметрии вкладышей МОПов составит 0,3 мм, а при расчете по вероятностному способу - 0,14 мм.
Обосновав и подытожив результаты проведенных исследований, можно сделать выводы.
1) Установлено, что несоосность и радиальное биение вкладышей моторно-осевых подшипников ТЭД локомотива и наличие радиальных зазоров в сопряжениях поверхностей подшипников и осей ведет к нарушению работы деталей зубчатого редуктора, способствует неравномерному износу и повышению интенсивности изнашивания в узлах трения.
2) Разработана методика, позволяющая за один установ в соответствии с разработанной схемой базирования и контроля выполнить измерение радиального биения и несоосности как моторно-осевых горловин, так и рабочих поверхностей вкладышей моторно-осевых подшипников, изготовленных из бронзы или из латуни с баббитовым слоем.
3) Спроектировано контрольное приспособление, предназначенное для измерения несоосности и радиального биения вкладышей МОПов в условиях производстве при ремонте.
4) Методами размерного анализа рассчитана допустимая величина отклонения положения осей левого и правого вкладышей МОПов, равная 0,14 мм и определенная с учетом величины допуска на диаметр 215,5+0,3 мм внутренней посадочной поверхности МОПов для электродвигателя ЭД118А тепловоза ТЭМ18ДМ.
Список литературы
1. Зобов, Г. М. Преимущества внедрения моторно-осевых подшипников качения / Г. М. Зобов. - Текст : непосредственный // Техника железных дорог. - 2014. - № 1 (25). -С. 37-46.
2. Мальцева, Е. А. Восстановление моторно-осевого подшипника локомотива в СЛД Северобайкальск / Е. А. Мальцева, А. В. Карпов. - Текст : непосредственный, электронный // Молодой ученый. - 2018. - № 10 (196). - С. 34-37. - URL: https://moluch.ru/archive/196/48712/ (дата обращения: 30.11.2021).
3. Долгова, А. В. К вопросу о совершенствовании технологии ремонта тяговых электродвигателей локомотивов / А. В. Долгова, П. К. Шкодун. - Текст : непосредственный, электронный // Молодой ученый. - 2010. - № 1-2. - Т. 1. - С. 51-54. - URL https://moluch.ru/archive/ 13/1064/ (дата обращения: 30.11.2021).
4. Анализ качества изделия транспортного машиностроения : учебное пособие / И. А. Иванов, С. В. Урушев, Д. П. Кононов [и др.]. - Санкт-Петербург : Петербургский гос. ун-т путей сообщения императора Александра I, 2018. - 74 с. - Текст: электронный // Лань : электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/book/138100 (дата обращения: 30.11.2021).
5. Технические измерения: учебное пособие / А. Ф. Богданов, А. А. Воробьев, И. А. Иванов, В. Г. Кондратенко. - Санкт-Петербург : Петербургский гос. ун-т путей сообщения императора Александра I, 2017. - 145 с. - Текст: электронный // Лань : электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/ book/101579 (дата обращения: 30.11.2021).
6. ГОСТ 28187-89. Основные нормы взаимозаменяемости. Отклонения формы и расположения поверхностей. Общие требования к методам измерений. - Москва : Издательство стандартов, 1989. - 19 с. - Текст : непосредственный.
7. ГОСТ Р 8.563-2009. Государственная система измерений (ГСИ). Методики (методы) измерений. - Москва : Стандартинформ, 2019. - 15 с. - Текст : непосредственный.
8. Метрология, стандартизация и сертификация: учебник / под ред. И. А. Иванова, С. В. Урушева. - Санкт-Петербург : Лань, 2019. - 356 с. - Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/book/113911 (дата обращения: 30.11.2021).
9. Обработка результатов многократных измерений : методические указания / составители Т. А. Белишкина, А. Г. Вяткин. - Санкт-Петербург : Петербургский гос. ун-т путей сообщения императора Александра I, 2017. - 23 с. - Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/book/111767 (дата обращения: 30.11.2021).
10. Перемитина, Т. О. Метрология, стандартизация и сертификация : учебное пособие / Т. О. Перемитина. - Томск : Томский гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2016. - 150 с. - Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/book/110248 (дата обращения: 30.11.2021).
11. Литвинова, Ю. А. Общая теория измерений: учебное пособие / Ю. А. Литвинова, Ю. И. Макаров, Э. Ю. Чистяков. - Санкт-Петербург : Петербургский гос. ун-т путей сообщения императора Александра I, 2017. - 49 с. - Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. - URL: https://e.lanbook.com/book/93806 (дата обращения: 30.11.2021).
12. РД 50-635-87. Цепи размерные. Основные понятия. Методы расчета линейных и угловых размерных цепей : методические указания. - Москва : Издательство стандартов, 1987. -44 с. - Текст : непосредственный.
References
1. Zobov G. M. Advantages of the introduction of motor-axial rolling bearings [Preimushchestva vnedreniia motorno-osevykh podshipnikov kacheniia]. Tekhnika zheleznykh dorog - Railway equipment,, 2014, no. 1 (25), pp. 37 - 46.
2. Mal'tseva E. A., Karpov A. V. Restoration of the engine-axial bearing of the locomotive in the Severobaikalsk SLD [Vosstanovlenie motorno-osevogo podshipnika lokomotiva v SLD Severo-baikal'sk]. Molodoi uchenyi - Young scientist, 2018, no. 10 (196), pp. 34 - 37, available at: https://moluch.ru/archive/196/48712/ (accessed 30 November 2021).
3. Dolgova A. V., Shkodun P. K. On the issue of improving the technology of repair of traction electric motors of locomotives [K voprosu o sovershenstvovanii tekhnologii remonta tiagovykh el-ektrodvigatelei lokomotivov]. Molodoi uchenyi - Young scientist, 2010, no. 1-2, vol. 1, pp. 51 - 54, available at: https://moluch.ru/archive/13/1064/ (accessed 30 November 2021).
4. Ivanov I. A., Urushev S. V., Kononov D. P. [and others]. Analiz kachestva izdeliia transportnogo mashinostroeniia : uchebnoe posobie (Analysis of the quality of a transport engineering product : a textbook). Saint Petersburg: Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Publ., 2018, 74 p.
5. Bogdanov A. F., Vorob'ev A. A., Ivanov I. A., Kondratenko V. G. Tekhnicheskie izmereniia: uchebnoe posobie (Technical measurements: tutorial). Saint Petersburg: Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Publ., 2017, 145 p, available at: https://e.lanbook.com/ book/101579 (accessed 30 November 2021).
6. Osnovnye normy vzaimozameniaemosti. Otkloneniia formy i raspolozheniia poverkhnostei. Obshchie trebovaniia k metodam izmerenii, GOST 28187-89 (Basic rules of interchangeability. Deviations in the shape and location of surfaces. General requirements for measurement methods, GOST 28187-89). Moscow, Publishing House of Standards, 1989, 19 p.
7. Gosudarstvennaia sistema izmerenii (GSI). Metodiki (metody) izmerenii, GOSTR 8.563-2009 (State Measurement System (GSI). Measurement techniques (methods), National Standart 8.5632009). Moscow, Standartinform, 2019, 15 p.
8. Ivanova I. A., Urushev S. V. ed. Metrologiia, standartizatsiia i sertifikatsiia: uchebnik (Metrology, standardization and certification: textbook). Saint Petersburg: Lan' Publ., 2019, 356 p., available at: https://e.lanbook.com/book/113911 (accessed 30 November 2021).
9. Belishkina T. A., Viatkin A. G. ed. Obrabotka rezul'tatov mnogokratnykh izmerenii : metodicheskie ukazaniia (Processing of the results of multiple measurements : guidelines). Saint Petersburg: Lan' Publ., 2017, 23 p., available at: https://e.lanbook.com/book/111767 (accessed 30 November 2021).
10. Peremitina T. O. Metrologiia, standartizatsiia i sertifikatsiia: uchebnoe posobie (Metrology, standardization and certification : textbook). Tomsk: Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics Publ., 2016, 150 p., available at: https://e.lanbook.com/book/110248 (accessed 30 November 2021).
11. Litvinova Iu. A., Makarov Iu. I., Chistiakov E. Iu. Obshchaia teoriia izmerenii: uchebnoe posobie (General measurement theory: a textbook). Saint Petersburg: Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Publ., 2017, 49 p., available at: https://e.lanbook.com/book/93806 (accessed 30 November 2021).
12. RD 50-635-87. Tsepi razmernye. Osnovnye poniatiia. Metody rascheta lineinykh i uglovykh razmernykh tsepei: metodicheskie ukazaniia (RD 50-635-87. The chains are dimensional. Basic concepts. Methods for calculating linear and angular dimensional circuits : guidelines). Moscow, Publishing House of Standards, 1987, 44 p.
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Муравьев Дмитрий Валерьевич
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Технологии транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава», ОмГУПС.
Тел.: +7 (3812) 31-18-11.
E-mail: mdvomsk@yandex.ru
Супчинский Олег Павлович
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Технологии транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава», ОмГУПС.
Тел.: +7 (3812) 31-18-11.
E-mail: sunchinyan@mail.ru
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Муравьев, Д. В. Методика контроля соосности и радиального биения вкладышей моторно-осевых подшипников тяговых электродвигателей локомотивов / Д. В. Муравьев, О. П. Супчинский. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2021. -№ 3 (47) - С. 78 - 89.
УДК 625.032.37
Muraviev Dmitry Valerievich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx st., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, Associate Professor of the department «Technologies of transport engineering and repair of rolling stock», OSTU.
Phone: +7 (3812) 31-18-11.
E-mail: mdvomsk@yandex.ru
Supchinsky Oleg Pavlovich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx st., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, Associate Professor of the department «Technologies of transport engineering and repair of rolling stock», OSTU.
Phone: +7 (3812) 31-18-11.
E-mail: sunchinyan@mail.ru
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Muraviev D. V., Supchinsky O. P. Technique for monitoring the alignment and radial beating inserts of motor-axle bearings of traction electric motors of locomotives. Journal of Transsib Railway Studies, 2021, no. 3 (47), pp. 78 - 89.
А. В. Обрывалин, М. И. Бисерикан, И. И. Галиев
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ПОВЕРХНОСТИ КАТАНИЯ КОЛЕСА ПРИ ЕГО КРАТКОВРЕМЕННОМ ДВИЖЕНИИ
ПО РЕЛЬСУ ЮЗОМ
Аннотация. В статье рассматривается вопрос образования на поверхности катания вагонных колес при их движении по рельсу юзом дефектов термомеханического происхождения (ползунов), так как такого рода дефекты в большей степени влияют на безопасность движения. Кроме того, такие дефекты на поверхности катания колеса трудно устранимы в ремонтном производстве. Известно, что ползун образуется при заклинивании колеса и его поступательном движении (скольжении) по рельсу, так называемом юзе. В результате этого в области контакта колеса и рельса наблюдается интенсивное изнашивание материала колеса как более мягкого элемента, при этом образуется площадка износа (ползун). Ползун оценивается таким параметром, как его глубина относительно поверхности катания колеса. Приведен алгоритм расчета глубины ползуна при условии кратковременного движения колеса по рельсу юзом. Определены исходные данные и выполнен расчет с построением графиков, отражающих зависимость глубины ползуны от скорости движения подвижного состава и нагрузки на ось колесной пары при кратковременном юзе. Описана методика расчета максимальных температур в паре трения скольжения «колесо - рельс». Рассчитаны значения максимальных температур в пятне контакта при движении колеса по рельсу юзом. По результатам расчетов построены графики изменения максимальных температур на поверхности катания колеса в области трения о рельс при различных условиях эксплуатации. Дана оценка возможности косвенного определения глубины упрочненного слоя металла в области ползуна в зависимости от его размеров, измеренных при поступлении колесной пары в ремонт.
Ключевые слова: вагонное колесо, рельс, движение юзом, трение, износ, ползун, максимальная температура.
