Способы восстановления деталей при ремонте электровозов.

В нас­тоящее время в электровозных депо применяют большое количество методов и способов восстановления изношенных деталей, однако основ-

ным способом остаются сварочные работы. В некоторых случаях вос­становление изношенных поверхностей производят металлизацией. При этом способе на изношенную поверхность детали наносят покрытие из металла, который в исходном состоянии находится в виде стружки, проволоки-, порошка и т. д.

Металл в нагретом виде (расплавленный или в пластическом состоя­нии) наносится на поверхность восстанавливаемой детали воздухом или каким-либо газом из специального аппарата в виде металло-газовой струи.

В зависимости от вида исходного материала (металла) металлиза-ционные аппараты подразделяются на: проволочные, в которые ме­талл подают в виде одной или нескольких проволок; тигельные, в которые металл поступает в виде кусочков, стружки или в рас­плавленном состоянии; порошковые, в которые металл подают в виде порошка.

В проволочных и тигельных аппаратах металл плавят, а в по­рошковых доводят до пластического состояния, нагревая протека­нием электрического тока или газовым пламенем. В очаге плавления электрического металлизационного аппарата капли расплавленного металла распыляются струей сжатого воздуха или газа из дутьевого наконечника 6 (рис. 9) и с большой скоростью (не менее 85 м/сек) на­носятся на поверхность ремонтируемого изделия 7. Электродные про­волоки при помощи специального механизма 4 подают с приемной ка­тушки в зону плавления, а электрический ток подается на проволоку через зажимы 5. Давление дутья принимают от 3 до 7 ат.

Процесс металлизации разделяют на следующие основные этапы: подготовка поверхности детали к покрытию металлом; нанесение ме­таллизационного слоя для получения необходимого размера детали и чистоты восстановленной поверхности. При подготовке восстанавли­ваемой поверхности производят ее очистку и увеличивают ее ше­роховатость. Для того чтобы очистить обрабатываемую поверхность от грязи, масла, влаги и окислов, деталь нагревают до 300—350° С, •а детали, работающие в

\

/соприкосновении с во-•Дой,— до 200° С. Шеро­ховатость обрабатывае­мой поверхности увели­чивают путем обработки с помощью резца или крупнозернистого шли­фовального камня, очи­стки пескоструйным либо дробеструйным аппара­том, накатки поверхнос­ти рифленым роликом, электроискровой обра­боткой и электролитичес­ким травлением.
Металлизационный слой наносят с помощью стационарного или переносного электрометаллизационного аппарата (газовые аппараты используют сравнительно редко). Наименьшие потери металла при ме­таллизации получают при небольшом расстоянии между очагом пла-ления и покрываемой поверхностью (не более 75 мм). Однако при этом может произойти перегрев восстанавливаемой поверхности, что снижает ее износостойкость и увеличивает опасность возникновения остаточ­ных напряжений. Поэтому металлизационный аппарат перемещают с та­кой скоростью, чтобы температура наплавленного слоя не превышала 70° С.

Непрерывное наращивание толщины покрытия производят слоем не более 0,5 мм. Металлизационные покрытия весьма хрупки, по­этому припуск на обработку обычно не превышает 0,5 мм. Механи­ческую обработку восстановленной поверхности, как правило, произ­водят на шлифовальных станках. В случае применения малоуглероди­стых покрытий предварительную обработку наплавленной поверхности можно производить на токарных и строгальных станках, используя резцы с полукруглой режущей гранью, устанавливая глубину реза­ния не более 0,3—0,5 мм.

Преимуществом металлизационных покрытий является получение не требующей дополнительного упрочнения поверхности. Детали, пред­назначенные для работы на трение, после металлизации помещают на 1—2 ч в смазку, подогретую до 100° С.

В последние годы разработаны методы электролитического осаж­дения металлов (железа, хрома, меди и т. д.) на изношенных поверх­ностях деталей электровозов.

Так, например, в некоторых депо применяют электролитическое железне-ние изношенных деталей. Сущность его заключается в том, что на поверхности детали электролизом осаждается слой металла из кислых растворов хлористого железа при температуре этих растворов 60—80° Си плотности тока 20—40 а/дм². По некоторым свойствам (твердость, упругость, износостойкость) железо, осаждаемое в процессе электролиза, сравнимо с закаленной среднеуглеродистой сталью. Скорость электролитического осаждения железа выше, чем Хромиро­вания, а выход металла по току при железнении в 3—6 раз больше, чем при хромировании. Электролитическое железнение дешевле хромирования. Кроме того, хромированием можно восстанавливать детали, имеющие незначительный износ, так как в толстых слоях осажденный хром имеет склонность к скалы­ванию. Электролитическим железнением можно восстанавливать детали с износами до 2,5 мм.

При гальванических покрытиях важнейшее значение имеют под­готовительные операции, тщательным выполнением которых дости­гается прочное сцепление осадка с деталью. Так, при использовании твердого железнения ремонтируемую деталь после очистки от грязи, масла и окислов шлифуют, и чистоту восстанавливаемой поверхности доводят до 5—7 класса.

Для процесса железнения применяют малоконцентрированный электролит следующего состава: двухлористое железо —250—300 г/л, соляная кислота —0,6—1,0 г/л. Первые 20—30 сек деталь выдержи­вают в ванне железнения без тока, затем принимают следующий 18

бежим электролиза: температура электролита 70—74° С, плотность■ тока 25—28 а/дм². Процесс железнения длится 20—-25 мин, при этом толщина слоя покрытия составляет 0,20—0,23 мм. Аноды для железнения изготовляют из прутков малоуглеродистой стали. После железнения деталь помещают в ванну и промывают горячей водой. Затем оставшийся на поверхности детали электролит нейтрализуется в ванне 10%-ным раствором каустической соды, после чего деталь снова промывают в воде.

При отсутствии в депо хлористого железа его можно приготовить следующим образом. В кислотоупорную ванну с соляной кислотой загружают стружку из малоуглеродистой стали в расчете 1 кг стружки на 4 кг соляной кислоты. Струж­ка должна быть чистая, без окалины, серого цвета, предварительно обезжирен­ная горячей водой. Этот состав выдерживают в ванне в течение двух суток, до прекращения газовыделения, затем фильтруют через техническое сукно для удаления шлака. Получившийся раствор после суточного отстаивания подвер­гают анализу на содержание хлористого железа, затем используют для приготов­ления электролита.

Описанным методом электролитического железнения можно восстанавли­вать посадочные поверхности различных валов, внутренние кольца буксовых подшипников, подшипниковые щиты тяговых двигателей и т. д.

Покрытиеизношенных поверхностей деталей электролитическим никелем, а такжезащитное и декоративное никелирование уже давно применяют в электровозных депо, и оно многократно описано в спе­циальной литературе.

Длявосстановления изношенных поверхностей деталей из цветных металлов (щеткодержателей тяговых двигателей, вкладышей моторно-осевых подшипников и т. п.) применяют электролитическое меднение, технология которого разработана и описана ПКБ ЦТ. Восстанавли­ваемую поверхность перед погружением в электролитическую ванну очищают от грязи, жиров, подвергают травлению и обрабатывают на­пильником. Осадок меди, полученный в результате электролиза, пред­ставляет собой мелкокристаллическую структуру и не требует после­дующей механической обработки; электролитическим меднением мож­но нарастить слой толщиной до ,1 мм.

Из числа известных электролитических методов восстановления важное место занимает хромирование, которое одновременно позво­ляет существенно повысить износостойкость и долговечность отремон­тированной детали. Хромированием уместно восстанавливать шейки коленчатого вала компрессора, кулачки и шейки кулачкового вала группового переключателя, детали экипажной части электровоза. Низкая маслоудерживающая способность хромовых покрытий дол­гое время служила препятствием для их применения в трущихся ' узлах.

Однако в последнее время разработаны методы получения пористой поверхности хрома химическим или механическим способом. В первом случае путем травления хрома химическим или электрохимическим способом получают канальчатую пористость хромового покрытия (рис. 10, а), а травлением хрома через алюминиевый экран получают

²* ' 19

Рис. 11 Разделка шва под заварку

а-обратный шов;б-Х-образный шов;в-U-образный шов

Рис. 10. Типы пористости хромового покрытия:

а — канальчатая; б —сотовая; о —механическая

сотовую пористость покрытия (рис. 10, б). При механическом способе предварительно на обрабатываемую поверхность наносят лунки, ко­торые остаются после покрытия детали хромом (рис. 10, б).

В последнее время для восстановления изношенных деталей локо­мотивов начали применять различные полимерные покрытия.

Сварка. В зависимости от вида выполняемых сварочных работ и материала восстанавливаемой детали применяют различные типы свар­ных швов, размеры и формы которых, а также конструкционные эле­менты кромок свариваемых частей из углеродистых и низколегирован­ных сталей выбирают в соответствии с ГОСТ 5264—58 при ручной сварке и ГОСТ 8713—58 при автоматической и полуавтоматической сварке.

Подготовку кромок под сварку выполняют механической обработ­кой на строгальном, токарном или фрезерном станке, рубкой пневма­тическим или ручным зубилом; крейцмейселем и т. п. Подготовку кро­мок деталей, изготовленных из малоуглеродистых сталей, производят также огневой, в том числе и воздушно-дуговой резкой с последующей механической зачисткой поверхности реза для полного удаления ока­лины, шлака, до получения чистого металла.

В приложении 1 приведены основные характеристики наиболее распространенных сварочных работ, выполняемых при ремонте элект­ровозов постоянного тока.

В качестве примера выполнения ответственных сварочных работ рассмот­рим заварку трещин деталей электровоза (рам тележек, остовов тяговых дви­гателей и т. п.).

Подготовку кромок под сварку и наложение сварных швов при заварке трещин производят аналогично сварке встык, перед разделкой тщательно осмат­ривают трещину, точно определяют ее концы, накернивают их, а затем засвер-ливают сверлом диаметром 6—12 мм, а при толщине детали 100—125 мм (бруско­вые рамы) — сверлом диаметром 20—25 мм. Центр отверстия должен совпадать с концом трещины или на 3—5 мм быть дальше конца трещины. Отверстия раз-зенковывают на ¹/₂—^]/з толщины стенки.

Разделку трещин производят вырубкой пневматическим зубилом сварного пространства, форму которого устанавливают в зависимости от толщины ремон­тируемой стенки. При толщине от 10 до 25 мм применяют У-образную разделку (рис. 11, а), при большей — Х-образную (рис. 11, б), а если обратная сторона стенки недоступна для разделки, то Ы-образную форму (рис. 11, в).

Основные параметры разделки: угол раскрытия кромока = 50-т-60°; притуп­ление кромок р = 2,4 мм; зазор между кромками а = 1,5-т-2,5 мм. При за-

варке трещин обычно используют электроды марок УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 и УОНИ-13/65. Сварку производят на постоянном токе при «прямой» полярности электрода.

При заварке замкнутых трещин в конструкциях из малоуглеродистой стали рекомендуется перед сваркой производить подогрев газовой горелкой мест, расположенных непосредственно за концами трещин.

Заварку глубоких трещин производят сначала плавким электродом, за­полняя дно разделки на небольшом участке, затем наплавляют второй слой, который полностью перекрывает начало первого слоя. Затем таким же порядком наплавляют и последующие слои, образуя таким образом «горку» (рис. 12). Сварочный шов усиливают наплавкой бугорка высотой 2—3 жж выше плоскости поверхности ремонтируемой детали. Если возможно, с обратной стороны шва вы­рубают контрольную канавку глубиной 3 и шириной 10 мм, которую завари­вают за один проход контрольным валиком. Перед наложением каждого после­дующего шва предыдущий тщательно очищают от шлака.

Если трещина имеет длину более 300 мм, ее следует заваривать обратно ступенчатым способом, длиной ступени 150—200 мм. При этом способе валики четных слоев накладывают перпендикулярно валикам нечетных слоев с накло­ном электрода под углом 15—20° к плоскости детали.

При ручной наплавке наплавляемую поверхность после очистки от грязи, масла, ржавчины, краски и т. п. восстанавливают наложением сварных валиков с поперечными колебаниями электрода. Наплавку отверстий производят как круговыми, так и продольными валиками, расположенными по образующей. При наплавке на большие поверхности и в несколько слоев для уменьшения ко­робления применяют одноступенчатый способ, причем валики верхнего слоя на­кладывают под углом 45° к валикам ранее наплавленного слоя. Каждый валик должен быть перекрыт соседним примерно на 30% его ширины.

Для усиления сварных соединений встык, а также при заварке трещин уста­навливают односторонние или двусторонние накладки. Толщина односторонней накладки — не менее 0,7 толщины свариваемого основного материала, а дву­сторонней — не менее половины толщины основного металла. При этом сплош­ные накладки перекрывают стык или трещину не менее чем на 100 мм.

21

Для автоматической и полуавтоматической сварки применяют стальную сварочную проволоку (ГОСТ 2246—60). Марку и диаметр проволоки подбирают в соответствии с требованиями технологического процесса. Для автоматической сварки применяют сварочные тракторы и автоматические головки разнообраз­ных конструкций. В зону сварки непрерывно подают флюс. Применяют флюсы марок АН-348А, ОСЦ-45, АНЛ-2 и др. Наилучшее качество сварочных работ при автоматической или полуавтоматической сварке получают при работе в нижнем положении. При этом сварку встык производят на флюсовой подушке или на остающейся стальной прокладке, либо с предварительной подваркой корня шва вручную электродами типов Э-42, Э-42А. Иногда при сборке деталей под автоматическую сварку применяют прихватки, которые накладывают элект­родами типов Э-42, Э-42А или полуавтоматической сваркой под слоем флюса.

Ширина прихватки 3— Ъ мм, дли­на 40—60 мм. Перед началом автоматической сварки деталей, собранных на прихватках, места постановки прихваток зачищают

Рис. 12. Порядок наложения швов при за- дометаллического блеска. Режим
варке трещин сварки стыковых и угловых швов

подбирают в зависимости от имеющегося сварочного обору­дования, источников питания и толщины свариваемых листов.

Вибродуговой наплавкой под слоем флюса восстанавливают изношенные валы якорей тяговых двигателей п других деталей па специальных установках с применением автоматических виброголовок типов АНКЭФ-1, КУМА-5м и т. д.

В качестве источника тока при вибродуговой наплавке применяют свароч­ный преобразователь типа ПС-300 либо сварочные выпрямители ВСС-300 и ВКС-300. Перед наплавкой поверхность якоря зачищают и подогревают до температуры 300—350° С при помощи индукционного нагревателя или другим способом, обеспечивающим равномерный нагрев. При наплавке вала с торца пре­дварительного нагрева не делают, а на торец закрепляют специальное кольцо из малоуглеродистой стали шириной 20 мм, с которого начинают наплавку с вы­ходом па поверхность вала. После окончания наплавки это кольцо срезают, а вал протачивают на токарном станке с припуском под накатку и шлифовку.

В настоящее время разработаны и опробованы специальные методы сварки чугуна (газовая, холодная и горючая электродуговая сварка и т. д.), газовой сварки медных, бронзовых и латунных деталей, свар­ки деталей из алюминия и его сплавов (газовая и электродуговая .сварка), газовой наплавки сплава ЦАМ9-1.5.

При соединительной сварке бронзовых деталей, необходимо при­менять газовую сварку. Подготовку кромок производят аналогично подготовке кромок стальных деталей. Крупные детали подогревают перед сваркой до температуры 350—400° С. Обязательно применяют флюс или буру. Во время сварки не допускают, чтобы ядро пламени касалось основного металла и прутка.

Наплавочные работы на бронзовых деталях разрешается произво­дить газовой и электродуговой сваркой с соблюдением следующих условий:

предварительный подогрев деталей должен быть не свыше 400° С;

наплавку электродуговым способом можно производить только брон­зовыми электродами. При газовом способе присадочным материалом должна быть бронза (иногда латунь). При газовой сварке бронзы при­меняют те же флюсы, что и при сварке красной меди.

Детали из алюмини-я и его сплавов можно сваривать газовой свар­кой ацетнлено-кислородным или водородио-кислородным пламенем, а также электродуговой сваркой угольными или металлическими эле­ктродами. Газовую сварку алюминия ведут с применением флюса, который при сварке растворяет пленку окиси алюминия и образует жидкий легкоплавкий шлак, предотвращающий расплавленный ме­талл от дальнейшего окисления кислородом воздуха. Флюс при сварке применяют в виде порошка или пасты, которую готовят разведением порошка в воде. Вецептура флюсов приведена в инструкциях по 22

сварке. В качестве присадочного материала применяют прутки и алюминиевого сплава или сварочную проволоку, которая должна со ответствовать ГОСТ 7871—63. При газовой сварке деталей из алюми ни я и его сплавов деталь подогревают до температуры 300—350° С сваривдемые места зачищают шабером и покрывают флюсом (такж< покрывают флюсом присадочный пруток). Сварку лучше вести справг налево, перемешивая жидкий металл присадочным прутком для уда ления загрязнений. Пламя горелки нужно держать нейтральным, направленным на присадочный пруток под углом 35—60°. Деталь после остывания тщательно очищают и промывают водой от остатков флюса.

При электродуговой сварке алюминия и его сплавов применяют угольные и графитовые электроды, присадочные прутки и специальные флюсы, которые предназначены для стабилизации электрической дуги, защиты расплавленного металла от окисления и шлакования окислов алюминия. Плотность тока при сварке угольными и графито­выми электродами достигает 100—200 а/см². При электродуговой свар­ке алюминия применяют также и металлические электроды, стержни которых изготовляют 'из алюминиевой проволоки. Лучше всего ис­пользовать электроды, изготовленные из проволоки АК. Рецептура и технология изготовления покрытий электродов приведены в инструк­ции по сварке. Сварку алюминия и его сплавов выполняют на постоян­ном токе при обратной полярности (минус — на деталь, плюс — на электрод). Из готовых марок электродов следует применять для сварки чистого алюминия электроды марки ОЗА-1, а для сварки кремнистых сплавов (силумина) —электроды марки ОЗА-2. Сварку силумина ведут на постоянном токе обратной полярности. Для электродов ОЗА-2 диаметром 4 мм величину тока принимают 140 а, а для электро­дов диаметром 5 мм — 180 а.

В некоторых депо используют контактную сварку, при которой детали сваривают в торец на специальных установках.

Наплавку гребней, бандажей колесных пар электровозов можно производить вручную с выкаткой колесных пар, также при помощи двухдуговых сварочных аппаратов согласно Инструктивным указа­ниям по автоматической наплавке гребней бандажей колесных пар локомотивов № ЦТРП-81/1, 1961 г.

Сравнительно недавно в локомотивных депо начали применять но­вый прогрессивный метод полуавтоматической электродуговой сварки и наплавки деталей порошковыми проволоками.Этот метод позволяет значительно механизировать работы по восстановлению изношенных валов, шкворней межтележечных соединений, ступиц и ободов центров колесных пар, подшипниковых щитов тяговых двигателей и т. д.

При ремонте деталей электровозов можно применять разработйн-нью ЦНИИ МПС специальные марки порошковых проволок диаметром 3 мм для наплавки открытой дугой, которые дают твердость наплавлен­ного материала от 300 до 500 ед. по Бринеллю, а износостойкость его - ^на 200—375% выше, чем у Ст. 3. Величина коэффициента наплавки разработанных порошковых проволок находится в пределах от 12,5 до

Рис. 13. Приспособление для накатки коллектора тяговых двигателей:

/—ролик; 2 —винты для закрепления штока ролика; 3 — указатель нажатия; 4 — пружина

28 г/а-ч при применении тока от 160 до 700 а. При этом произ­водительность наплавки соответственно составляет от 2 до 19 кг металла в час.

Наплавку можно производить от любого источника постоянного тока (например, от сварочных агрегатов ПС-300 и ПС-500, сварочных выпрямителей BCG-300, ВС-500). При этом электрод должен иметь обратную полярность. При наплавке порошковой проволоки исполь­зуют модернизированные шланговые полуавтоматы типов ПШ-5, ПШ-54 и ПДШ-500.

Механическое упрочнениеприменяют в основном в двух вариан­тах: накатку роликом и наклеп дробью. Накатку роликом производят при обработке деталей цилиндрической формы, что повышает твердость и износостойкость их поверхности.

Таким способом упрочняют поверхность осей и бандажей колес­ных пар, коллектора тяговых двигателей и т. д. Для накатки коллекто­ра тяговых двигателей ЦНИИ МПС разработано специальное приспо­собление, которое применяют в ряде локомотивных депо: Горький-Сортировочный, Россошь и др.

Приспособление (рис. 13) состоит из направляющего цилиндра, внутри которого помещены тарированная пружина и подвижной шток. На внешнем конце штока укреплен на роликовом подшипнике накаточ-ный ролик, имеющий форму тороида, внешним диаметром 100 мм. На тороиде выточен гребень диаметром 104 мм и шириной 2 мм, ко­торый и образует рабочую поверхность. На направляющем цилиндре имеется шкала, по которой можно регулировать силу нажатия накаточ-ного кольца. Цилиндр зажимают в суппорте токарного станка, уста­навливают силу нажатия 15 кГ. Закрепляют шток двумя стопорными болтами и производят накатку коллектора при скорости вращения якоря до 200 об/мини ручной подаче накаточного приспособления. Иногда после ■ накатки коллектора производят шлифовку его. Уста­новлено, что накатка повышает твердость коллекторных пластин в среднем на 25%.

Наклеп дробью можно применять для деталей, подверженных воз­действию повторно-переменных циклических нагрузок: рессор, пру­жин (после термической обработки и имеющих черную прокатную по­верхность), а также других деталей в местах с концентрированными напряжениями.

Термическое упрочнениеповерхности деталей широко и повсе­местно используют при ремонте электровозов.

В депо производят пламенную объемную закалку, а в последнее время начинают все шире применять закалку токами высокой частоты, имеющей ряд преимуществ: кратковременность процесса (нагрев про­изводят в течение секунд или даже долей секунды), возможность ме­стной закалки поверхности детали, улучшение условий труда, возмож­ность автоматизации процесса закалки. Методы и режимы закалки за­висят от материала ремонтируемой детали, способа изготовления, кон­фигурации, рабочих нагрузок и т. п. Так, детали, полученные ковкой, обычно подвергают следующим термическим операциям: отжигу поко­вок, закалке, отпуску после закалки, а продолжительность этих про­цессов, количество ступеней подогрева и охлаждения, температуру, скорость ее изменения, типы охлаждающей жидкости и другие технологические характеристики выбирают конкретно для каждой детали.

При деповском ремонте электровозов объемной или поверхностной закалке подвергают валики и втулки тормозной рычажной передачи и шарнирных соединений рессорного подвешивания, шарнирные оси то­коприемников, валики шарнирных соединений электрических ап­паратов.

Термохимическое поверхностное упрочнение*деталей применяют тогда, когда надо изменить не только структуру металла в поверхно­стном слое, но и его химический состав. Поверхностный слой насыщают различными элементами. При насыщении углеродом процесс назы­вается цементацией, азотом —азотизацией (или азотированием), если несколькими элементами сразу, например углеродом и азотом, то про­цесс называется нитроцементацией. Цементацию производят в твердом или газообразном карбюризаторе, причем последний создает условия для более высокой производительности труда, значительно удешев­ляет цементацию, допускает полную механизацию процесса, улучшает условия труда.

Для примера рассмотрим порядок цементации внутренней поверхности втулок межтележечного сочленения электровозов ВЛ8.

После изготовления втулок производят в электрической муфельной печи их цементацию, закалку и отпуск. При цементации применяют твердый карбю­ризатор следующего состава (по весу): древесный уголь — 85%, углекислый барий — 1,5%, кальцинированная сода или мел — 13,5%. Втулки устанавли­вают в печи в вертикальном положении. Чтобы не происходила цементация на­ружной поверхности втулки, эту поверхность покрывают пастой следующего состава: графит серебристый —38%, песок кварцевый — 35%, глина огне­упорная — 15%, жидкое стекло — 10%, хлористый алюминий — 2%. Толщина слоя цементации определяется временем выдержки в печи и температурой процесса. Закалку и отпуск втулок производят согласно общепринятым нормам.

Все большее распространение при ремонте электровозов получают методы высокотемпературного газового цианирования (нитроцемента-ции) поверхности деталей, выполненных как из углеродистых, так и из легированных сталей. Однако наибольший эффект дает нитроце-

ментация деталей шарнирных сочленений (втулка, валик) из углеро дистых сталей. При этом предел выносливости стали увеличивается в1,5—1,7 разы и достигает 50 кГ/мм, что даже несколько выше, чем предел выносливости высокрлегированных сталей после азотирования. Нитр о цементацию деталей шарнирного сочленения тормозной рычаж­ной передачи, рессорного подвешивания, электрических аппаратов необходимо производить в печи.

В качестве карбюризатора применяют веретенное масло, через редуктор и реометр подают в печь аммиак. Нитроцементацию про­изводят при температуре 950° С в течение 7 ч. .Детали необходимо закаливать непосредственно из печи с подстуживанием до температу­ры 820—840° С, охлаждая в воде, а затем подвергать их отпуску при температуре 200° С.

При азотировании наружные слои детали насыщают азотом, что повышает твердость, износостойкость, уменьшает коррозию и увели­чивает сопротивление усталости обработанной поверхности. Однако азотирование — весьма длительная операция (для получения азоти­рованного слоя глубиной 0,5—0,6 мм требуется 30—40 ч).

Для поверхностного упрочнения деталей электровозов применяют
также различные способы электролизного осаждения металлов.
Менее распространены вэлектровозных депо другие способы упроч­
нения деталей: шлифование, полирование, электроискровой способ
и т. д. ' *

Применение синтетических материалов при ремонте оборудования электровоза.При ремонте электровозов все шире используют полимер­ные материалы. Это позволяет упростить технологию ремонта, повы­сить производительность труда, снизить ремонтные расходы. Так, при ремонте электровозов широко применяют синтетический клей — эла­стомер ГЭН-150(В), представляющий собой продукт сочетания нату­рального каучука марки СКН-40 со смолой ВДУ. Выпускают эласто­мер ввиде вальцованных листов (шкурок) толщиной 2—5 мм. Эласто­мер применяют вкачестве клеев, растворов, паст, замазок с любой вязкостью и необходимыми наполнителями, а также в- виде пленок толщиной от 10 мк до 10 мм с различной твердостью и эластичностью, которые зависят от добавки наполнителя и применяемой термообра­ботки.

Эластомер ГЭН-150(В) применяют для „увеличения распрессовоч-ных усилий при номинальных натягах, восстановления посадочных натягов, защиты сопрягаемых поверхностей от коррозии, предупреж­дения задиров при распрессовке, повышения усталостной прочности, для заделки трещин вдеталях, работающих на сжатие. Подробно тех­нология применения эластомера описана в Руководстве по применению эластомера ГЭН-150(В) при ремонте локомотивов, 312-ЦТ ТЕП, 1966 г.

В деталях, соединенных прессовой посадкой с применением пленки эластомера, предел выносливости валов и осей при знакопеременной нагрузке повышается на 40—75% по сравнению с прессовой посадкой без пленки. Концентрация напряжений снижается в1,4—2,2 раза.

Распрессовочные усилия увеличиваются в2—3 раза. Поверхности, покрытые пленкой эластомера, до появления коррозии работают зна­чительно дольше (в 10—20 раз), чем поверхности без пленки. Пленка эластомера после термообработки инертна к холодной и горячей воде, спирту, маслу, керосину, бензину.

В некоторых депо для изготовления и ремонта деталей из металла и полимерных материалов применяют самоотверждающиеся пласт­массы: акрилопласты и эпоксипласты. Эти материалы при нормальной температуре заливают в форму любого размера и профиля, изготовлен­ную из картона, пластилина, жести, дерева. После полимеризации изде­лие обладает достаточно высокими физико-механическими свойствами. Промышленность выпускает самоотверждающиеся пластмассы АСТ-Т и стиракрил ТШ. В эти материалы можно вводить различные наполнители, изменяя в широких пределах их свойства и стоимость деталей. Так, добавка графита повышает антифрикционные свойст­ва, добавка кварцевого песка улучшает диэлектрические свойства ма­териала. Самоотверждающиеся акрилаты состоят из смеси порошка и жидкости.

Из эпоксипластов, выпускаемых промышленностью, наибольшее распространение получили смолы ЭД-5, ЭД-6 и ЭД-40. Эти смолы с до­бавлением пластификатора, отвердителя и наполнителя после полиме­ризации при комнатной температуре имеют высокие механические свойства.

Особенно хорошие результаты дает применение эпоксипластов для заделки трещин в деталях электровозов. Однако не следует забы­вать, что эти материалы токсичны и могут вызывать кожные заболева­ния. Поэтому при работе с ними необходимо строго выполнять установ­ленные правила техники безопасности.

В ЦНИИ МПС разработаны и внедрены способы ремонта дугогаси-тельных камер быстродействующих выключателей и контакторов электроподвижного состава при помощи специальных пластин, изго­товленных из нагревостойкой пластмассы НП-2. Их приклеивают эпоксидным клеем к гнездам^ выфрезерованным в стенках дугогаси-тельных камер по размеру пластины. Эпоксидный клей изготавли­вают из 100 весовых частей эпоксидной смолы ЭД-5 и 10—15 весовых частей отвердителя—полиэтиленполиамина. Для повышения плас­тичности клея целесообразно вводить в него 10 весовых частей дибу-тилфталата. Применение такого способа ремонта дугогасительных ка­мер позволяет увеличить срок их службы до 650—800 тыс. км.

Крепление деталей. В локомотивных депо всегда должно быть не­обходимое количество запасных элементов резьбовых креплений (ме­тизов). В настоящее время почти во всех депо эти детали изготавливают взаготовительных цехах. Централизованная поставка крепежных деталей, изготовленных на специальных высокомеханизированных предприятиях, позволит значительно сократить затраты труда и средств на ремонт электровозов.

При проверке и ремонте заклепочных креплений следят за соответ­ствием диаметра заклепки размерам отверстия, проверяют^ плотно ли

Рис. 14. Гайковерт 312-01 (ПГ-1)

сжимает заклепка соединяемые детали. В ответственных соединениях проверяют зазоры между деталями. При этом щуп толщиной 0,1 мм не должен проходить на расстоянии ближе 25 мм от центра заклепки. За пределами этого расстояния допускают местные зазоры до 0,5 мм. Головки заклепок должны быть полномерные, без зарубок, плотно прилегать к детали и не иметь смещения от оси заклепки. Головки по­тайных заклепок не должны выступать над поверхностью листа более чем на 1 мм. Ослабшие заклепки, а также имеющие трещины и другие дефекты заменяют. Подчеканку или подсадку слабых заклепок как в холодном, так и в нагретом состоянии производить не раз­решается.

В последнее время большое внимание уделяют механизации кре­пежных работ при ремонте электровозов.

. Наиболее широко в локомотивных депо применяют пневматический гайковерт 312-01 (ПГ-1). При помощи этого гайковерта (рис. 14), рабо­тающего от деповской сети сжатого воздуха при давлении 4—6 am,

Рис. 15. Способы подвешивания гайковерта:

пружинной подвеске

а — на спиральной пружине; б, е —на тросе с противовесом; г —на

можно завертывать болты и гайки диаметром до 36 мм. Наибольший крутящий момент, развиваемый этим гайковертом, —80 кГм. Гайко­верт имеет реверсивное устройство, позволяющее заворачивать и отво-• рачивать болты и гайки.

Недостатками пневматического гайковерта являются его большой вес (15,7 кг) и сильный шум при работе. Эти обстоятельства несколько ухудшают условия труда при пользовании гайковертом. Для устра­нения этих недостатов во многих депо применяют специальные под­весные и поворотные устройства, на которых подвешивают гайковерты (рис. 15).

Кроме описанного гайковерта, в локомотивных депо применяют пневматические гайковерты ГПМ-14, ГПМП-20, ПЗ-130, а также элек­трические гайковерты ШПР-3, И-160, С-501 и др.

При завертывании винтов с диаметром резьбы до 6 мм применяют пневматическую реверсивную отвертку РПО-350. Вращение ее патрона начинается при нажатии отверткой на головку винта или шурупа. Вес отвертки 1,7 кг.

Для механизации трудоемкого процесса ручной нарезки резьбы метчиками применяют пневматические резьбонарезатели. Промышлен­ность выпускает резьбонарезатели типов ПР1-М6, ПР2-М8, ПЗ-404; у этих машин наибольший диаметр нарезаемой резьбы соответственно равен 6, 8 и 14 мм.

В некоторых депо своими средствами изготовляют пневматические и электрические (рис. 16) резьбонарезатели, при помощи которых можно нарезать резьбу диаметром до 24 мм. Мощность электродвига­теля такого резьбонарезателя 900 вт.

Дефектоскопия. При ремонте электровозов применяют магнитную, ультразвуковую и масляно-меловую дефектоскопию, а также рентге­носкопию.

Рис. 16. Электрический резьбонарезатель:

а—внешний вид; б—принципиальная схема; / — электро­двигатель; 2—реверсивный механизм; 3— рукоятка; 4 — нагрудный упор; 5, 6, 7, 9—13 — зубчатые колеса; 8 — шпиндель

Магнитная дефектос­копия позволяет выяв­лять поверхностные тре­щины на стальных дета­лях. При намагничива­нии детали на краях тре­щины образуются разно­именные магнитные по­люсы. К этим полюсам притягивается исполь­зуемый при магнитной проверке мелкий сталь­ной порошок, и трещину обнаруживают по обра зовавшемуся скоплению порошка. Для намагни­чивания деталей приме­няют дефектоскопы по­стоянного и переменного

тока. Применяют два способа магнитной проверки: сухой и мокрый.

Сухой способ используют при проверке деталей с грубо обработанными или необработанными поверхностями после ковки, прокатки, штамповки. В этом случае ^проверяемую поверхность посыпают сухим магнитным порошком, который изготавливается промышленностью. Порошок посыпают из распыли­теля-коробки, закрытого сеткой с количеством отверстий не менее 500 на 1 мм². При проверке темных поверхностей применяют цветной порошок или предва­рительно покрывают проверяемую поверхность тонким слоем алюминиевого порошка.

Мокрый способ используют при проверке чисто обработанных деталей. На­магниченную поверхность поливают смесью трансформаторного масла и магнит­ного порошка. На 1 л трансформаторного масла берут 200 г порошка.

Детали электровозов, подлежащие обязательному магнитному конт­ролю, и сроки его производства перечислены в специальной Инструк-

Рис. 17. Стенд для магнитной дефектоскопии колесных пар локомотивов:

/ — поворотный кронштейн; 2— дефектоскоп; 3 — стойка; 4- противо­вес; 5 —боковые упоры; 6—=>лектродвигатель; 7 — тележка с механи­змом передвижения; 8 — редуктор; 9 — подставка

Рис. 18. Схема распространения ультразвука в проверяемой детали и картина на экране электронно­лучевой трубки:

/ — внутренний дефект; 2 —проверяемая деталь; 3 — щуп с пьезоэлементом; 4 — изображение начального импульса на экране электронно-лучевой трубки; 5 — изображение отражения от дефекта; 6—• изображение отражения от торца прове­ряемой детали

ции по магнитному контролю от­ветственных деталей локомотивов и вагонов дизель-поездов, элект­росекций в депо и на локомотив­ных заводах. Магнитному контро­лю подвергают оси колесных пар, зубья и венцы больших зубчатых колес, зубья шестерен, коренные листы рессор и т. п. Для различ­ных деталей применяют разные типы дефектоскопов: круглые (разъемные и неразъемные), сед­лообразные с разъемным соленои­дом (конструкции Геккера), на­стольные, стационарные и т. п.

В последнее время разработа­ны конструкции специальных стендов, которые позволяют меха­низировать процессы магнитной дефектоскопии. На раме стенда для дефектоскопии колесных пар типа ПРО1-02 (рис. 17) смонтиро­ваны механизмы для вращения колесной пары и перемещения тележ­ки с дефектоскопом, а в нижней части стенда установлена подъемная стойка с противнем для сбора отработанной смеси.

Все более широкое распространение в локомотивных депо получает ультразвуковая дефектоскопия.

В процессе дефектоскопии деталь подвергают воздействию уль­тразвуковых колебаний (частотой свыше 20 кгц). Известно, что высоко­частотные колебания отражаются от стенок деталей и неоднородностей материала (трещин, раковин, инородных включений и т. п.). Коэф­фициент отражения зависит от размера и характера препятствия, встретившегося на пути распространения колебаний. Поэтому по виду изображения отраженных колебаний, получаемому на электронно-лу­чевой трубке дефектоскопа, можно судить о наличии дефекта в прове­ряемой детали.

На рис. 18 представлен случай, когда получаются раздельные сле­ды отражения колебаний от торцов деталей и дефектов, находящихся между ними.

Масляно-меловую дефектоскопию используют при проверке дета­лей, не снятых с электровоза. При этом деталь, работающую в масле или специально погруженную в него, насухо протирают, а затем покры­вают проверяемые поверхности меловой пудрой, растворенной в воде, или натирают кусковым мелом. При наличии трещин масло выступа­ет на меловой поверхности, показывая контуры трещины. Особенно хорошо заметны следы трещины в затемненном помещении под ультра­фиолетовыми лучами.