Неисправности узлов и деталей роликовых букс

 

Буксовый узел, как объект эксплуатации, может находиться в следующих видах технического состояния:

- исправном или неисправном;

- работоспособном или неработоспособном;

- предельном.

В соответствии с ГОСТ исправным называют такое состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и конструкторской документации.

Неисправное состояние - несоответствие объекта хотя бы одному из требования.

Работоспособное состояние - такое, когда объект способен выполнять заданные (требуемые) функции в заданных параметрах.

Неработоспособное состояние - не способность объекта выполнять хотя бы одну из заданных функций в заданных параметрах.

Предельным состоянием является такое, при котором дальнейшее применение объекта по назначению недопустимо или нецелесообразно, либо восстановление исправного и работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Основная заданная функция буксового узла - передача нагрузки - силы тяжести вагона от неподвижного корпуса буксы на вращающуюся шейку оси при сохранении установленной рабочей температуры нагрева подшипников.

Нарушение исправного состояния при сохранении работоспособного состояния называют повреждением. Нарушением работоспособного состояния называют отказом. Отказ подшипника является отказом буксового узла и отказом вагона (требуется отцепка вагона в ремонт).

Предельное состояние возникает в результате выработки технического ресурса (естественный износ, изменение свойств смазки с течением времени и т.д.). Поэтому устанавливают критерии предельного состояния. Например, резьба М110х4 мм для крепления подшипников при уменьшении диаметра до 108, 7 мм считается исправной, а при достижении размера менее 108, 7 мм, переходит в предельное состояние (неработоспособное).

По неисправностям подшипников имеется техническая документация “Классификация и каталог дефектов и повреждений подшипников качения”. В каталоге приведены все известные виды неисправностей вагонных и локомотивных роликовых и шариковых подшипников. Используется трехзначная система нумерации повреждений. первые две цифры характеризуют вид повреждения одной из деталей подшипника, третья - тип подшипника.

 

Всего в каталоге приведено 54 вида повреждений, которые можно объединить в 10 групп.

1). Повреждения, связанные с усталостью металла: усталостные раковины на дорожках колец и на роликах, связанные с длительными циклическими нагружениями перемещающихся контактных площадок между роликами и дорожками колец (цифровые обозначения в каталоге 024 03; 04); шелушение (рябина) - следствие проскальзывания роликов 9284 29; 300.

2). Коррозионные повреждения (атмосферная коррозия при попадании воды): раковины (05; 064 07); поверхностная и точечная (43; 44; 45), а также коррозия посадочных поверхностей (фреттинг - коррозия): наружного кольца (46); внутреннего (47) и закрепительной втулки (52).

3). Трещины и разрывы внутреннего кольца (08). Обычно - вследствие больших напряжений при неправильном определении натяга, а также вследствие концентратов напряжений или дефектов в металле кольца.

4). Трещины и сколы бортов колец, откол борта, трещины наружного кольца в осевом направлении, трещины и изломы плоского упорного кольца, сколы и трещины роликов (09; 10; 11; 12; 13; 14; 15). Трещины и излом сепаратора (16; 17).

5). Проворачивание внутреннего кольца на шейке оси (потеря натяга) (18).

6). Задиры и ползуны на дорожках качения колец и на поверхностях качения роликов (19; 20) в результате проскальзывания роликов.

7). Задиры (елочка) и заусенцы на бортах колец и торцах роликов (21; 22).

8). Износ центрирующей поверхности сепаратора и перемычек сепаратора в месте контакта с роликами (244 25). Обычно при недостаточном смазывании.

9). Вмятины (намины) на дорожках колец и поверхностях качения роликов (40; 41; 42), следы от попадания в подшипник твердых частиц или частиц износа подшипника.

10). Электроожоги (кратеры) на поверхностях качения - следы прохождения электрического тока: сварочного (при ремонте вагонов) или обратного тягового (314 324 33).

 

Зазоры и заусенцы, надиры типа “елочка” на бортах колец и торцах роликов имеют до 30% подшипников на горячей посадке, поступающих при полной ревизии букс. Повреждения этого типа есть двух видов: царапины (задиры) в форме циклоиды на торцах роликов и более глубокие следы (канавки) в форме углов на бортах наружных колец (елочка).

Глубина царапин на торцах роликов и количество их на торцах роликов самое различное.

 

Электроожоги представлены видимыми кратерами, диаметром десятые доли миллиметра и невидимыми участками с измененной структурой металла. И те и другие являются причиной зарождения выкрашивания металла.

В практике ремонта вагонов нужно следить, чтобы элементы вагона не включались в сварочную цепь. Запрещается использовать рельсы в качестве обратного провода, а сварочные агрегаты должны быть изолированы от рельсов. К месту сварки должны быть подведены два провода: прямой и обратный.

 

По причине зарождения повреждения подшипников можно разделить на следующие группы:

1). Нарушение технологии изготовления или несоблюдение размеров при изготовлении.

2). Нарушения технологии монтажа и демонтажа букс, комплектования подшипников, использования смазочных материалов.

 

Кроме подшипников, наиболее часто повреждается узел крепления подшипников. Причинами перегрева букс послужили:

· неисправности подшипников - 57%;

· неисправности (ослабление) торцового

· крепления подшипников - около 25%;

· недостатка смазки - 6%;

· прочие и неустановленные причины - 12, 5%.

Характерно, что количество случаев нарушения торцового крепления подшипников тарельчатой шайбой всего 0, 44%.

 

Причинами ослабления торцового крепления подшипников гайкой на осях РУ1 являются:

· недостаточное подтягивание внутренних колец в осевом направлении после постановки;

· износ резьбы на торце шейки и не гайке;

· отсутствие или неправильная форма проточки или выточки на торцовой гайке.

В случае торцового крепления подшипников гайкой на осях РУ1 наблюдаются случаи обрыва болтов крепления стопорной планки, излом хвостика стопорной планки, срыв резьбы для болтов крепления стопорной планки.

В случае торцового крепления подшипников тарельчатой шайбой, наблюдаются случаи обрыва головок болтов крепления шайбы или срыва резьбы. Известен случай излома шейки оси РУ1Ш в поперечном сечении, проходящем через отверстия для болтов крепления тарельчатой шайбы.

 

Причины излома шеек осей РУ1, РУ1Ш, квалифицируемые как особые случаи брака в работе, по статистическим данным распределились следующим образом:

- проворачивание внутреннего кольца - 70%;

- разрушение сепаратора - 15%;

- разрыв внутреннего кольца - 5%;

- отвертывание торцевой гайки - 5%;

- причина не установлена - 5%.