Автор: Иван *, 08 Сентября 2010 в 11:38, курсовая работа
Увеличение скоростей движения поездов и, следовательно, повышение требований к безопасности движения поездов, к сохранности груза и комфорту в пути следования вызывают необходимость дальнейшего усложнения и совершенствования вагонного парка. В частности высокие требования предъявляются к таким ходовым частям подвижного состава, как буксовые узлы.
Продолжение
таблицы 1.1 – Параметры буксового
узла
| Наименование
детали |
Параметры и размеры | |
| При изготовлении | При эксплуатации | |
| Стопорная
планка
(рисунок 1.7) |
Стопорные планки
изготовляют из стали марки Ст.5
Применяются планки, изготовленные методом точного литья из стали 40 (ГОСТ 1050—60) Размеры приведены на рисунке 1.7 |
Не должна иметь трещин заусенцев и других дефектов, мешающих выполнению заданной функции: фиксировать положение торцовой гайки. |
| Резиновая
прокладка
(рисунок 1.8) |
Изготавливаются
из резины группы CC1 марки 98-1 по техническим
условиям
1269-55 р и должны
обеспечивать работу при Размеры приведены на рисунке 1.8 |
Не должны иметь трещин заусенцев и других дефектов, мешающих выполнению заданной функции: уплотнение буксы от попадания пыли влаги и других веществ, а также от вытекания смазки. |
| Болты
(рисунок 1.5) |
Болты для крепления, стопорного кольца смотровой крышки и изготавливаются по размерам указанным на рисунке 1.5 или по ГОСТ 7798 – 62. | Не должны иметь трещин заусенцев и других дефектов, мешающих выполнению заданной функции: крепления, стопорной планки, стопорного кольца смотровой крышки к корпусу буксы. |
| Пружинные шайбы | Пружинные шайбы диаметром 20 и 12 мм (ГОСТ 6402 – 61) изготавливаются из стали марки 65Г. | Шайбы не должны иметь трещин заусенцев и других дефектов, мешающих выполнению заданной функции: создавать сопротивление самораскручиванию болтов, т.е. должны пружинить. |
Рисунок
1.2 – Лабиринтное кольцо
Рисунок
1.3 – Крепительная крышка буксы
Рисунок
1.4 – Торцовая гайка (Размеры в
скобках для букс диаметром 250 миллиметров)
Рисунок 1.5 – Болты:
а) – стопорной планки, кольца и смотровой крышки;
б) – крепительной крышки и
шайбы
Рисунок 1.6 – Смотровая крышка
Рисунок
1.7 – Стопорная планка
Рисунок
1.8 – Резиновая прокладка
Отказ буксового узла – это событие, заключающееся в нарушении работоспособности буксового узла (смотри таблицу 1.3).
Таблица
1.2 – Виды технического обслуживания
и ремонта вагонов (ТО и Р)
| Наименование | Место проведения технического обслуживания и ремонта | Обнаруживаемые неисправности |
| Техническое обслуживание | ПТО, депо, ВРЗ | Пробоины, трещины, отворачивание болтов крепления смотровой и крепительной крышек, не герметичность резиновой прокладки, по выбросу смазки на колесо определяют излом подшипников, по нагреву буксового узла определяется наличие внутренних дефектов или нарушение в смазочной работе узла. |
| Текущий ремонт | На предприятиях, производящих полную ревизию букс с роликовыми подшипниками. | Пробоины, трещины,
отворачивание болтов крепления
смотровой и крепительной крышек,
не герметичность резиновой |
| Деповской
ремонт |
Грузовое вагонное депо (ВЧД) | Пробоины, трещины,
отворачивание болтов крепления, ослабление
пружинных шайб, смотровой и крепительной
крышек, не герметичность резиновой прокладки,
по выбросу смазки на колесо определяют
излом подшипников, наличие внутренних
дефектов определяется при вскрытии смотровой
крышки.
Раковины на дорожках качения колец Разрывы и трещины колец Отколы бортов колец. Трещины роликов. Отколы торцов роликов. Износы торцов роликов с образованием заусенцев. Коррозия на рабочих поверхностях. Шелушение на беговых дорожках колец. Малый радиальный зазор. Электроожоги, электроэрозия. Износ сепаратора по центрирующей поверхности. Трещины сепаратора. Выпадение роликов. Разрушение сепаратора. |
| Капитальный
ремонт |
Вагоносборочные предприятия | Несоответствие
нормативно-технологической Раковины на дорожках качения колец Разрывы и трещины колец Отколы бортов колец. Трещины роликов. Отколы торцов роликов. Износы торцов роликов с образованием заусенцев. Коррозия на рабочих поверхностях. Шелушение на беговых дорожках колец. Малый радиальный зазор. Электроожоги, электроэрозия. Износ сепаратора по центрирующей поверхности. Трещины сепаратора. Выпадение роликов. Разрушение сепаратора. |
Сложностью является то, что детали узла находятся внутри корпуса буксового узла и без разборки недоступны для диагностирования.
Предельное состояние буксового узла – состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.
Возможные
предельные состояния буксового
узла возможны при образовании пробоины
или трещины в корпусе буксы или при коррозионном
износе свыше указанных (в таблице 1.1) размеров
или деформация корпуса буксы с отклонением
от этих размеров.
Таблица
1.3 – Отказы буксового узла
| Вид отказов буксового узла | Неисправности буксового узла |
| Зависимые отказы – обусловленные другими отказами | Попадание пыли
и других инородных частиц в смазку,
вытекание смазки из корпуса буксы,
нагрев буксового узла, трещины, отворачивание
болтов крепления, ослабление пружинных
шайб, смотровой и крепительной крышек,
негерметичность резиновой Раковины на дорожках качения колец Разрывы и трещины колец Отколы бортов колец. Трещины роликов. Отколы торцов роликов. Износы торцов роликов с образованием заусенцев. Коррозия на рабочих поверхностях. Шелушение на беговых дорожках колец. Малый радиальный зазор. Электроожоги, электроэрозия. Износ сепаратора по центрирующей поверхности. Трещины сепаратора. Выпадение роликов. Разрушение сепаратора, |
| Не зависимые отказы – не обусловленные другими отказами | Пробоины и деформации корпуса, крышки и других деталей буксового узла. Коррозийный, механический и другие виды износов (более указанных в нормативно-технологической документации) Электроожоги, электроэрозия. |
| Явные отказы – обнаруживаются визуальными или штатными методами | Нагрев буксы.
Видимые трещины.
Пробоины и деформации корпуса, крышки и других деталей буксового узла. Отворачивание болтов крепления крышек. |
| Скрытые отказы – не обнаруживаются визуальными или штатными методами | Дефекты находящиеся внутри корпуса буксового узла и не приводящие к нагреву и вытеканию смазки. Внутренние поры, шлаковые включения в различных частях буксового узла, коррозия внутренних деталей узла. Невидимые трещины. |
| Конструкционные отказы – образуются в результате нарушения при проектировании | Неточность в расчетах на прочность и износостойкость. Неверный выбор материалов для буксового узла, неверный подбор размеров и посадок деталей, а как следствие, неравномерное распределение нагрузок, излишние напряжения, приводящие к отказам. |
| Производственные отказы – образуются в результате нарушения технологии сборки | Неправильная,
приводящая к нагреву и прочим
отказам, сборка: неправильный подбор
натягов, неверный подбор роликов подшипников
и других деталей по размерам.
Неправильное усилие затягивания болтов и торцовой гайки. |
| Эксплуатационные отказы – образуются в результате нарушения условий эксплуатации | Превышение статических и динамических нагрузок, свыше допустимых норм. |
2 Построение
блок-схемы и расчет
Букса
– система, состоящая из двадцати одного
смешанно соединенного элемента (рисунок
2.1): корпус буксы, лабиринтное кольцо,
подшипник задний, подшипник передний,
крепительная крышка, шесть болтов, шесть
шайб, смотровая крышка, резиновая прокладка,
торцевая гайка, стопорная планка.
Рисунок
2.1 – Буксовый узел
Составим блок-схему
буксового узла:
Рисунок 2.2 –
Блок-схема надежности буксового
узла
Вероятность безотказной работы буксового узла, (в соответствии со схемой на рисунке 2.2 и рисунком 2.1)
определяется
по формуле:
,
(2.1)
Отсюда получаем:
(2.2)
где – вероятность безотказной работы корпуса буксы;
– вероятность безотказной работы лабиринтного кольца;
– вероятность безотказной работы заднего подшипника;
– вероятность безотказной работы переднего подшипника;
– вероятность безотказной работы крепительной крышки;
– вероятность безотказной работы болта;
– вероятность безотказной работы шайбы;
– вероятность безотказной работы заднего подшипника;
– вероятность безотказной работы смотровой крышки;
– вероятность безотказной работы резиновой прокладки;
– вероятность безотказной работы торцевой гайки;
– вероятность безотказной работы
стопорной планки;
Подшипник задний – система, состоящая из восемнадцати последовательно соединенных элементов: кольца наружного, кольца внутреннего, сепаратора, кольца упорного, четырнадцати роликов.
Вероятность
безотказной работы подшипника заднего,
, определяется по формуле:
(2.3)
Подшипник передний – система, состоящая из восемнадцати последовательно соединенных элементов IV уровня: кольца наружного, кольца внутреннего, сепаратора, кольца упорного, четырнадцати роликов.
Вероятность
безотказной работы подшипника переднего,
(2.4)
где – вероятность безотказной работы наружного кольца;
– вероятность безотказной работы внутреннего кольца;
– вероятность безотказной работы сепаратора;
– вероятность безотказной работы кольца упорного;
– вероятность безотказной работы
ролика.
3 Определение
показателей надежности буксового узла
на стадии проектирования
3.1
Показатели безотказности
При анализе безотказности, вагон рассматривается, как сложная механическая система, состоящая из n последовательно соединенных в смысле надежности расчетных элементов, каждая из которых включает m последовательно соединенных деталей. Отказ каждой расчетной части ведет к отказу расчетной части, а отказ любой расчетной части ведет к отказу вагона.
Вероятность
безотказной работы определяется для
модели постепенного отказа усталостного
характера без ограничения ресурсов. Должно
действовать условие, что лишь небольшая
часть амплитуд динамических напряжений
превышает предел выносливости. Расчет
вероятности безотказной работы производиться
на основе гипотезы о смешении выносливости
деталей вследствие перегрузок по формуле:
где
Ф – функция Лапласа;
– коэффициент вариации предела выносливости, ;
– относительный коэффициент
запаса,
;