Главная Минимаркер Железнодорожный транспорт Минимаркер Вагоны Минимаркер Условия безопасной эксплуатации букс с подшипниками качения

Условия безопасной эксплуатации букс с подшипниками качения

Страница 4 из 6

Как показывает статистика, отказы роликовых подшипников происходят во много раз реже, чем подшипников скольжения, но они все же имеют место. Особенно опасны разрывы внутренних колец, сколы бортов внутренних колец подшипников на горячей посадке (они происходят, как правило, у ослабленных колец при наличии редукторно-карданного привода от торца шейки оси) и разрушения сепараторов сферических подшипников.

Для повышения надежности роликовых подшипников, обеспечения условий безопасной их эксплуатации необходимы:

  • подшипники, обладающие повышенной долговечностью при воздействии эксплуатационных нагрузок и мало чувствительные к поверхностным концентраторам напряжений;
  • консистентные смазки, обеспечивающие надежное разделение поверхностей трения элементов подшипников качения (торцов роликов и бортов колец) в условиях граничных режимов смазки;
  • буксовые узлы, обеспечивающие снижение действующих на подшипники нагрузок и наиболее рациональное распределение между подшипниками и их элементами;
  • тщательный контроль за состоянием подшипников перед монтажом, выявление и изъятие подшипников с начальными повреждениями, которые могут привести к аварийным разрушениям, строгое соблюдение требований монтажа;
  • контроль за состоянием букс в поездах для своевременного изъятия из эксплуатации колесных пар, у которых подшипники или их стопорные устройства находятся в стадии разрушения.

Широко применявшаяся для изготовления железнодорожных подшипников сталь марки ШХ15СГ имела низкий уровень хрупкой прочности и высокую чувствительность к концентраторам напряжений, что приводило к случаям внезапного разрыва внутренних колец. Этому же способствовало отсутствие сжимающих напряжений в поверхностных слоях и наличие в отдельных кольцах высоких местных растягивающих напряжений.

Применявшаяся с 1968 г. для внутренних и наружных колец сталь марки ШХ15СГ электрошлакового переплава, будучи хорошо рафинированной, позволила, как показали испытания ВНИИЖТ, в 1,5–2 раза повысить долговечность подшипников и несколько сократить число случаев разрыва внутренних колец. Испытания на прочность бортов при пульсирующей нагрузке не выявили преимуществ внутренних колец из стали марки ШХ15СГ электрошлакового переплава по сравнению с кольцами из обычной стали этой марки, что свидетельствует о чувствительности к концентраторам напряжений и рафинированной стали. Поэтому использование стали марки ШХ15СГ электрошлакового переплава рассматривалось в качестве временной меры. Для изготовления железнодорожных подшипников качения были предложены стали, допускающие применение методов поверхностного упрочнения: цементуемые стали (типа 18ХГТ) и так называемые стали регламентируемой прокаливаемости (типа ШХ4).

Поверхностное упрочнение обеспечивает высокую твердость и большие сжимающие напряжения (300–700 МПа) в рабочем поверхностном слое, получение вязкой сердцевины и стабильности размеров, т. е. повышенную общую прочность и малую чувствительность к концентраторам напряжений, что позволяет резко уменьшить разрывы колец. Как показали испытания на отрыв борта, у колец из новых сталей предел усталости (на базе 2∙106 циклов) при пульсирующей нагрузке повышается в 2,4 раза для марки 18ХГТ и в 3,4 раза для марки ШХ4 (рис. 1). Поэтому опасность скола бортов из-за развития усталостных трещин у колец из сталей этих марок в условиях реально действующих нагрузок практически исключается.

Графики результатов усталостных испытаний бортов на отрыв

Рис. 1 – Графики результатов усталостных испытаний бортов на отрыв

По долговечности кольца из сталей марок 18ХГТ и ШХ4 находятся на уровне колец из стали ШХ15СГ электрошлакового переплава.

На основании всесторонних стендовых и эксплуатационных испытаний предпочтение отдано стали ШХ4. В 1977 г. освоено изготовление из этой стали внутренних бортовых колец буксовых вагонных подшипников, получивших обозначение 30-42726Л4М, а с 1978 г. – безбортовых внутренних и наружных колец.

Стендовые испытания показали, что введение в консистентную смазку противозадирной присадки позволяет вдвое увеличить допустимую осевую нагрузку для цилиндрических роликовых подшипников и тем самым повысить их надежность. Смазка с противозадирной присадкой ЛЗ-ЦНИИ введена с 1972 г. взамен смазки 1-ЛЗ. Испытываются смазки на литиевой основе (влагостойкие) также с противозадирными присадками.

Повышение надежности и долговечности подшипников путем снижения действующих на них динамических нагрузок и лучшего распределения сил между элементами подшипников достигается применением резиновых прокладок в узлах сочленения колесной пары с рамой тележки; Согласно исследованиям ВНИИЖТ эффективно введение упругой прокладки между наружными кольцами подшипников и элементом, передающий нагрузку на подшипники и рамы тележки. Роль буксового корпуса в этом случае играют наружные кольца подшипников (или одно общее наружное кольцо). Такая конструкция позволяет снизить на 20 кг массу стального литья каждой буксы и за счет всего этого, особенно за счет введения упругого элемента между подшипником и рамой тележки, уменьшить необрессоренную массу вагона.

Как показали динамические испытания, введением в буксовый узел упругого элемента достигается уменьшение перегрузок краевых сечений подшипников в 1,4–1,6 раза (на эти зоны приходится 90% усталостных повреждений колец) и снижение на 20–25% осевых сил, действующих на подшипники. Снижаются динамические нагрузки и в месте контакта колеса с рельсом, примерно 10-15%

Внешним показателем ненормальной работы буксы с роликовыми подшипниками является повышенная температура ее корпуса. Для своевременного получения сигнала о чрезмерном нагреве буксы пассажирских вагонов оборудуют термодатчиками. Сигнал перегрева – световой и звуковой – обычно поступает в купе проводника, который обязан применять меры к остановке поезда. Предложена новая схема такого устройства, в которой сигнал перегрева буксы, минуя человека, пребразуется в сигнал остановки, т. е. осуществляется непосредственное воздействие электрического импульса греющейся буксы на тормозную систему поезда.

Оборудовать подобными устройствами грузовые вагоны не представляется возможным. Поэтому для выявления греющихся букс в грузовых поездах как при роликовых подшипниках, так и при подшипниках скольжения (а также букс пассажирских вагонов, которые еще не все оборудованы термодатчиками) применяют приборы для обнаружения нагретых букс (ПОНАБ).


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика