ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕХАНООБРАБОТКИ КОЛЕС ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ
ВАГОНОВ И ЛОКОМОТИВОВ 6
1.1. Колесные пары вагонов и локомотивов и технические требования к ним 6
1.2. Износ колес в процессе эксплуатации и оборудование, используемое для обработки колесных
пар в процессе ремонта 11
1.3. Способы и оборудование для подъема и вывешивания колесных пар при механообработке .... 19
1.4. Специальные колесотокарные станки, применяемые в настоящее время в локомотивных депо,
и их типы 28
1.5. Существующие колесофрезерные станки и их конструктивные особенности 35
1.6. Достоинства и недостатки существующего оборудования для механообработки колесных пар
без выкатки и направления его дальнейшей разработки 37
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА КОЛЕСОТОКАРНЫХ СТАНКОВ УПРОЩЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ 42
2.1. Разработка принципиальной схемы станка для обработки поверхностей катания приводных и
неприводных колесных пар 42
2.2. Разработка механизма вращения неприводной колесной пары 45
2.3. Разработка конструкции собственно станка с ручным управлением 55
2.4. Разработка конструкции станка с числовым программным управлением 76
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КОЛЕСОФРЕЗЕРНОГО СТАНКА УПРОЩЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ 87
3.1. Разработка конструкции колесофрезерного станка для обработки поверхностей катания
колесных пар 87
3.2. Разработка двухсторонней фрезы для колесофрезерного станка 95
ГЛАВА 4. МОДЕРНИЗАЦИЯ ДОМКРАТНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОДЪЕМА И ВЫВЕШИВАНИЯ
ВАГОНОВ И ЛОКОМОТИВОВ 99
4.1. Механическая часть домкратной установки 99
4.2. Особенности применения домкратной установки при использовании колесотокарных и
колесофрезерных станков 103
ГЛАВА 5. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ТРЕБУЕМОЕ ПРИ МЕХАНООБРАБОТКЕ
КОЛЕСНЫХ ПАР БЕЗ ВЫКАТКИ 108
5.1. Подкатная платформа для перемещения станков 108
5.2. Пылесосы для уборки стружки из смотровой ямы 113
ГЛАВА 6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРАБОТАННОГО ОБОРУДОВАНИЯ 117
6.1. Влияющие на затраты компании факторы 117
6.2. Расчет экономической эффективности 118
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 122
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 123
ПРИЛОЖЕНИЯ 126
Аннотация: в представленной выпускной квалификационная работа по теме «Новое оборудование для механической обработки колесных пар вагонов и локомотивов без выкатки» рассмотрены виды и способы контроля износа железнодорожных колес, разработаны колесотокарные станки и оборудование, необходимое для их использования. Описан колесофрезерный станок, обладающий по сравнению с колесотокарным определенными преимуществами, рассматриваются вопросы, касающиеся проектирования соответствующего режущего инструмента. Выполнены расчеты, обосновывающие принятые конструктивные решения.
Ключевые слова: колесотокарная обработка, колесотокарный станок, колесофрезерный станок, износ колесных пар, колесная пара, ремонт железнодорожного транспорта.
В настоящее время рельсовый транспорт широко используется как для пассажирских перевозок, так и для перемещения различных грузов. Из-за напряженной эксплуатации вагоны и локомотивы, входящие в его состав, могут довольно быстро приходить в негодность. В первую очередь изнашиваются колесные пары подвижного состава. Использование колесной пары, имеющей дефекты и изношенной сверх нормы, небезопасно, поэтому предприятия, занимающиеся рельсовыми перевозками, как правило, имеют в подчинении подразделения, занимающиеся ремонтом колесных пар. Ремонт производят как с выкаткой тележек, содержащих указанные пары, так и без нее. Второе более целесообразно экономически, чем первое, но технически осуществимо сложнее. Сегодня известно оборудование, позволяющее выполнять ремонт колесных пар с использованием механообработки их поверхностей катания тем и другим способом - с выкаткой и без выкатки. В том и другом случае колесной паре придается вращение без поступательного перемещения, а обработка ведется с помощью неподвижно установленного станка, снабженного режущим инструментом. Если обработка осуществляется с выкаткой, то вращение колесной пары производится специальным приводом, дополняющим станок и включающим в себя специальные ролики, прижимаемые к колесам. Если без выкатки, то либо аналогично, либо с помощью тягового привода локомотива.
В связи с тем, что обработка колесных пар без выкатки с экономической точки зрения более целесообразна, она более перспективна, чем альтернативная. Вместе с тем техническая сложность качественной обработки поверхностей катания колес применение этого способа ограничивает. В соответствии с этим, задачей настоящей работы являлась разработка с одной стороны более простого, чем существующее, оборудования, позволяющего обрабатывать колесные пары без выкатки, а с другой стороны обеспечивающего более высокую точность обработки. Последнее особенно важно, поскольку позволяет уменьшить или даже предотвратить разноразмерность колес, составляющих пару, и снизить интенсивность их последующего изнашивания.
Основное внимание в работе уделяется разработке колесотокарных станков и оборудованию, необходимому для их использования. Вместе с тем описывается и колесофрезерный станок, обладающий по сравнению с колесотокарным определенными преимуществами, рассматриваются также и вопросы, касающиеся проектирования соответствующего режущего инструмента. Расчеты, обосновывающие принятые конструктивные решения, приводятся после описания каждого вида оборудования.
Оборудование, описанное в настоящей работе, разумеется, далеко от совершенства. Оно и само в дальнейшем должно модернизироваться, и принципы, заложенные в его разработку, должны развиваться. В каких направлениях это целесообразно? По-видимому, прежде всего следует упрощать технологию подъема вагонов и локомотивов при использовании колесотокарных станков. Необходимо создавать простое и надежное оборудование для обтачивания и фрезерования колесных пар не только в локомотивных депо, но и на промежуточных железнодорожных станциях и на железнодорожных перегонах, не имеющих специально оборудованных смотровых ям (оно может потребоваться в экстренных случаях). Целесообразно проектировать и новый режущий инструмент для обработки колес, особенно имеющий повышенную стойкость при ударных нагрузках. Сегодня для восстановления поверхностей катания сильно изношенных колесных пар широко применяют наплавку, а при механической обработке после нее инструмент, как правило, работает «на удар». В настоящее время из-за этого колеса, наплавленные под токарную или фрезерную обработку, шлифуют крупнозернистым обдирочным кругом, но не исключено, что вместо этого и последующего обтачивания или фрезерования имеет смысл обрабатывать колеса с помощью специальных колесошлифовальных станках с фасонным шлифовальным кругом, имеющим профиль рабочей поверхности колеса. Все это может составить комплекс перспективных направлений в будущей разработке оборудования для восстановления колесных пар без выкатки, но какие из них получат наибольшее распространение, покажет время.
