Открытый урок по теме: "Назначение и классификация колёсных пар" 23.02.06
план-конспект урока на тему

Тема: Назначение и классификация колёсных пар

Цель: Изучить назначение, конструкцию и классификацию колёсных пар локомотивов. Рассмотреть методы формирования колёсных пар, их неисправности и повреждения.

План:

        1 Назначение

        2 Конструкция

        3 Классификация

        4 Формирование колёсных пар

        5 Неисправности и повреждения

        1 Назначение

        Колёсная пара служит для восприятия массы локомотива и передачи её на рельс, а также для направления движения локомотива в рельсовой колее.

        2 Конструкция

        Колёсная локомотива пара состоит из оси, двух колёсных центров (с бандажами), одного или двух зубчатых колёс.

        Ось изготовлена ковкой из осевой локомотивной стали (марка ОсЛ). Шейки имеют галтели, которые служат для уменьшения концентрации напряжения и предупреждения возникновения трещин. Цилиндрические поверхности оси (кроме средней части) накатаны роликами и отшлифованы.

        Зубчатое колесо изготовлено из легированной стали и напрессовано на ось в холодном состоянии.

        Колёсные центры изготавливаются из углеродистой стали.

        Бандажи изготавливают из раскисленной мартеновской стали, обладающей достаточной твердостью и одновременно вязкостью. Перед механической обработкой их подвергают закалке с последующим отпуском. Бандаж представляет собой сменное кольцо. На наружной поверхности бандажа, обработанной по специальному профилю, имеется гребень с, который направляет движение колеса по рельсу. Гребень плавно переходит в поверхность катания, состоящую из двух конических участков с уклоном 1:20 и 1:7 и торцовой фаски шириной 6 мм, выполненной под углом 45°. Участок поверхности катания с уклоном 1:20 обеспечивает устойчивое положение колесной пары на рельсах. Конический участок 1:7 позволяет колесной паре вписываться в кривые.

        При движении по кривой колесная пара под действием центробежной силы прижимается гребнем к наружному рельсу, т. е. наружное колесо катится по рельсу поверхностью, имеющей больший диаметр по сравнению с внутренним колесом. Следовательно, за один оборот колесной пары наружное колесо проходит больший путь, что позволяет избежать проскальзывания наружного колеса относительно рельса.

        3 Классификация

        3.1 По типу колёсного центра

Спицевые

Дисковые

Коробчатые

        3.2 По наличию зубчатого колеса

Без

с 1

с 2 зубчатыми колёсами

        3.3 По типу зубчатой передачи

Прямозубая

Косозубая

        3.4 По наличию бандажа

С бандажом

Без бандажа

        3.5 По наличию тормозных дисков

С дисками

Без дисков

        4 Формирование колёсных пар

        4.1 Холодным способом

         Колесные пары формируются в колесном цехе, оснащенном гидравлическим прессом, станками для обработки осей и колес, мостовым и консольным кранами, стендами для дефектоскопирования осей и др.

         Перед запрессовкой производится обработка сопрягаемых поверхностей ступицы колеса и подступичной части оси с соблюдением требований натяга, шероховатости, овальности, волнистости.

         Для плавного захода оси в ступицу колеса при запрессовке наружная часть подступичной зоны оси обтачивается на конус с разностью диаметров не более  1 мм и длиной 7 - 15 мм  (запрессовочный конус).

        Середина оси намечается кернером, относительно которой симметрично устанавливают колеса при запрессовке.

        Подобранное по размерам колесо подается краном  на карусельный станок, где производится расточка отверстия ступицы. Во избежание задиров в процессе запрессовки и снижения концентрации напряжений в оси внутренние кромки отверстия ступицы выполняют с закруглением радиусом 4 - 5 мм.

        Для получения прочного прессового соединения диаметры подступичных частей оси делают на 0,1- 0,25 мм больше диаметра отверстия ступиц (натяг).

        Сопрягаемые поверхности отверстий ступиц колес и подступичных частей оси обрабатывают с шероховатостью Rz 320. Процесс запрессовки колес на ось выполняется в такой последовательности: подготовленное колесо и ось подвешивают на балке пресса так, чтобы геометрические оси отверстия ступицы, плунжера пресса и вагонной оси совпадали.

        Рациональное усилие запрессовки колес на ось принимается 370- 550 кН на каждые 100 мм диаметра подступичной части оси. Запрессовка производится при нормальной температуре со скоростью не более 2 мм/с.

        4.2 Горячим способом

        Одним из важнейших преимуществ прессового соединения колёс с осью является наличие контроля качества запрессовки путём анализа индикаторной диаграммы, что обеспечивает надёжность работы колёсной пары и безопасность движения поездов: Однако, при прессовой посадке колёс на оси обычно до 25...30 % напрессовок имеет несоответствие конечных усилий нормам или отклонение формы индикаторной диаграммы от допустимой. Кроме того, при прессовой посадке иногда возникают механические повреждения сопрягаемых поверхностей, снижающие усталостную прочность и надёжность колёсной пары, а также сдвиги колёс с оси в процессе эксплуатации вагонов.

        С целью устранения перечисленных недостатков проводились исследования по применению тепловой посадки, при которой нагретую ступицу колеса, имеющую предварительный натяг, свободно надевают на ось. После остывания колесо прочно соединяется с осью. Преимущества такой посадки по сравнению с прессовой: повышаются усилия распрессовки колёс, по величине которых оценивают надёжность соединения колеса с осью; исключаются механические повреждения сопрягаемых поверхностей в процессе напрессовки, что увеличивает усталостную прочность колёсной пары.

        Вместе с тем, такое соединение вагонного колеса с осью обладает существенными недостатками: отсутствие индикаторной диаграммы лишает возможности надёжного контроля прочности посадки; потребность в больших затратах электроэнергии на подогрев колёс перед насадкой на ось и их снятием при переформировании колёсной пары; необходимость в дополнительной площади колёсного цеха, потребной для отстоя колесных пар с целью охлаждения колёсных пар после насадки колёс; усложнение снятия колёс с оси, так как без предварительного подогрева ступицы требуются большие усилия распрессовки и возникают при этом задиры посадочных поверхностей.

5 Неисправности и повреждения

Запрещается выпускать в эксплуатацию и допускать к следованию в поездах локомотивы с поперечной трещиной в любой части оси колесной пары или трещиной в ободе, диске и ступице колеса, а также при следующих износах и повреждениях колесных пар, нарушающих нормальное взаимодействие пути и подвижного состава:

прокат по кругу катания — более 7 мм при скорости движения до 120 км/ч;

то же для локомотивово, включаемых в поезда, обращающиеся со скоростью от 121 до 140 км/ч — более 5 мм;

вертикальный подрез гребня высотой более 18 мм, измеряемый специальным шаблоном;

ползун (выбоина) на поверхности катания у тепловозов с роликовыми буксовыми подшипниками более 0,7 мм и с подшипниками скольжения — более 1 мм;

толщина гребня более 33 мм или менее 28 мм при измерении на расстоянии 20 мм от вершины гребня для локомотивов, включаемых в поезда, обращающиеся со скоростью от 121 до 140 км/ч;

при скоростях движения до 120 км/ч толщина гребня более 33 мм или менее 25 мм. Расстояние между внутренними гранями колес должно быть в пределах (1440±3) мм, а для тепловозов, обращающихся в поездах со скоростью от 121 до 140 км/ч,— в пределах 1440.

Кроме того, запрещается выдавать под поезда локомотивы с колесными парами, имеющими хотя бы одну из следующих неисправностей:

трещину или плену в бандаже;

раковину на поверхности катания;

выщербину на поверхности катания длиной более 25 мм и глубиной более 3 мм;

ослабление бандажа на колесном центре, оси в ступице колеса, ступицы зубчатого колеса — на оси, продольную трещину или плену на средней части оси длиной более 25 мм, а на других обработанных поверхностях оси — независимо от размера;

местное увеличение ширины бандажа в результате раздавливания более 5 мм;

ослабление бандажного кольца в сумме на длине более 30%;

неясности клейм последнего полного освидетельствования;

отсутствие или неясность клейм формирования;

если колесной паре не производилось еще освидетельствования с выпрессовкой оси (при ремонте со сменой элементов);

толщину бандажа колесной пары менее 36 мм.

План открытого урока по теме

 «Назначение и классификация колёсных пар»

Профессиональный модуль: ПМ.01. Эксплуатация и техническое обслуживание подвижного состава. МДК 01.01. Конструкция, техническое обслуживание и ремонт. Темы 1.1, 1.2.Общие принципы работы и система ремонта ЭПС. Механическая часть.

Группа: 334

Дата проведения: 10.11.2015г.

Преподаватель: Кокаревич Алексей Игоревич

Методическая цель:  Демонстрация  способов и методов теоретического обучения, являющихся основаниям для целостности системы непрерывного образования, с учетом последовательного усложнения получаемых знаний, обмен педагогическим опытом.

Студент на занятии должен овладеть следующими компетенциями:

         (выписывается из программы)

Дидактическое обеспечение занятия:

Ход занятия

Дидактическая цель урока определяет его структуру

 (последовательность этапов уроков)

Структура урока  по изучению нового материала

и первичного закреплений.

Дидактическая цель:  способствовать осознанию и осмыслению новой информации.

1 - колёсный центр, 2 - бандаж, 3 - бандажное кольцо, 4 - зубчатое колесо, 5 - ось

Тест на тему: «Назначение и классификация колёсных пар»

1  Вариант.

Установить соответствия:

1 Из углеродистой стали                                                 а) бандаж, гребень

2 Из мартеновской стали                                                 б) дисковый колёсный центр              

3 Обеспечивает удержание локомотива          в) ось

в рельсовой колее

                г) спицевый колёсный центр

4 Имеет шейки различного диаметра        

                д) коробчатый колёсный центр

5        Имеет галтели        

                 е) зубчатое колесо

6 Устанавливается преимущественно на

тепловозах

7 Устанавливается преимущественно на

электропоездах

8 На электровозах их два

9 Из высоколегированной стали

10 Из стали марки ОсЛ

Тест на тему: «Назначение и классификация колёсных пар»

2  Вариант.

Установить соответствия:

1 Получаем диаграмму запрессовки                               а) при тепловом методе

2 Практически не повреждаем         б) при холодном методе              

сопрягаемые поверхности            

                в) при селективном методе

3 Необходимо нанесение технического          

растительного масла          г) при валовом методе

4 Подбираем два одинаковых по диаметру

колёсных центра        

5        Обтачиваем два колёсных центра под один

диаметр        

6 Необходимо много свободного пространства

7 Необходимо содержать дополнительного токаря

8 Необходим нагрев и охлаждение сопрягаемых деталей

9 Посадка производится в натяг

10 При выходе получаем больше брака

 Ключ к тесту по теме: «Назначение и классификация колёсных пар»

                                         1 Вариант

1- б, г, д

2- а

3- а

4- в

5- в

6- б

7- г

8- г, е

9- е

10- в

                                         2 Вариант

1- б

2- а

3- б

4- в

5- г

6- в

7- г

8- а

9- б

10- б

Критерии оценок:

10б -5(отлично)

9-7б -4(хорошо)

6-5б -3(удов.)

4 и менее -2(неудов.)

Вопросы для игры

1 На какие три группы делится оборудование локомотива

2 Что в себя включает механическое оборудование локомотива

3 Нагрузки, действующие на тележку

4 Назначение кузова локомотива

5 Назначение тележки локомотива

6 Строение тележки локомотива

7 Способы подвешивания тягового двигателя

8 Осевая формула 1

9 Осевая формула 2

10 Основное оборудование локомотива

11 Вспомогательное оборудование локомотива

12 Осевая формула 3

13 Осевая формула 4

14 Классификация тележек по количеству осей

15 Классификация локомотивов по роду службы