Ремонт цилиндров, поршней и золотников

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Ремонт цилиндров. При заводском ремонте после постановки паровоза на стойло разбирают обшиву, очищают цилиндры от изоляции и производят их разборку с удалением сальников, крышек поршней, золотников и цилиндропродувательных кранов. При подъемочном ремонте осмотр технического состояния цилиндров производят после выемки поршней и золотников без разборки обшивы.

К основным неисправностям цилиндров относятся трещины, механический износ, ослабление болтов, литейные пороки металла. В чугунных цилиндрах при заводском ремонте разрешается заварка не более одной трещины, если длина ее не превышает 300 мм, в местах, подверженных действию пара. Для заварки цилиндр снимают с рамы, производят разделку трещины под углом 70-90° с последующей зачисткой сварного шва до чистого металла на ширину 30- 40 мм; разрешается заделка трещин медными шурупами общей длиной не более 100 мм. При заварке трещины электродуговой сваркой горячим способом с применением чугунных электродов рекомендуется выполнять следующие основные требования: место наложения шва перед сварочными работами заформовать, сварку производить с предварительным равномерным подогревом цилиндра древесным углем до температуры 650-700° С (до появления темно-красного свечения) на спокойном воздухе без наличия сквозняков, в процессе сварки обеспечивать поддержание постоянной температуры подогрева цилиндра, после окончания сварки шов засыпать сухой золой или горячим песком и закрыть листовым асбестом для равномерного и мед-

ленного остывания цилиндра. Для выполнения этой операции применяют электропечи или специальные кладки из кирпича.

При наличии в чугунном цилиндре в местах, подверженных действию пара, более одной трещины или по длине более 300 мм цилиндр заменяют новым. Повторная заварка трещин не разрешается. При деповском ремонте заварка трещин в чугунных цилиндрах по количеству и длине не регламентируется, за исключением запрещения заварки трещин на обработанных торцовых плоскостях золотниковой бочки, если глубина ее более 10 мм. Разрешается электродуговая заварка трещин холодным способом с применением железо-медных электродов. При наличии трещины общей длины не более 150 мм производят сверление по ее длине, нарезку резьбы с постановкой медных шурупов.

В стальных цилиндрах трещины независимо от их размеров и места расположения при всех видах ремонта устраняют электродуговой сваркой с применением электродов типа Э-42 или Э-42А. Если трещина имеет разветвление в стенке цилиндра, производят вварку вставки с предварительным удалением дефектного участка газовым резаком с последующей механической обработкой. Заварку трещин и вварку вставок осуществляют обратноступенчатым способом при длине ступени 100-200 мм. Зазоры в местах прилегания цилиндрового блока к вырезам рамы удаляют электронаплавкой на боковые поверхности упорных мест цилиндров с последующей пригонкой по месту рамного выреза, при этом производить электронаплавку на упоры рамы не рекомендуется .

В чугунных цилиндровых и золотниковых крышках при заводском ремонте разрешается заваривать трещины в опоре для параллели газовой сваркой горячим способом, если трещина захватывает не более 35% живого сечения полки опоры. При большем проценте износа крышку заменяют новой. Заварка трещин в ребрах и в кромках до отверстий не разрешается.

При деповском ремонте заварка трещин в чугунных крышках по количеству и по месту расположения не регламентируется и ее можно производить электродуговой холодной сваркой с применением железомедных электродов и газовой пайкой латунью, а трещины в опоре для параллели заваривать газовой сваркой горячим способом.

В стальных цилиндрах и золотниковых крышках при всех видах ремонта трещины независимо от их размеров и расположения после разделки разрешается заваривать электродуговой сваркой с предварительным местным подогревом крышки до температуры 300-400° С.

При сварочных работах на цилиндрах запрещается при всех видах ремонта: заваривать повторно трещины на одном и том же месте на цилиндрах паровозов серии СО (при заводском ремонте); выжигать шпильки в стальных и чугунных цилиндрах; заваривать раковины и трещины на поверхностях трения чугунных цилиндров и заваривать (паять) трещины глубиной более 10 мм на обработанных торцовых плоскостях золотниковой бочки; заваривать трещины и раковины в цилиндровых и золотниковых втулках; сваривать из отдельных частей цилиндровые и золотниковые крышки и восстанавливать наплавкой стенки цилиндровых крышек.

Имеющиеся на поверхностях втулок задиры, риски, овалы или ко* нусность сверх установленных размеров устраняют при всех видах ремонта расточкой втулок с применением специальных переносных станков. При этом увеличение диаметра цилиндровых втулок при выпуске из заводского ремонта всех серий паровоза допускается против чертежного размера не более 14 мм (Еа>м - 13 мм), а из подъемочного - 18 мм; увеличение диаметра золотниковых втулок - соответственно 6 и 8 мм. Цилиндровую втулку, имеющую увеличенный диаметр против чертежного более 20 мм, заменяют новой, как правило, при заводском ремонте, а золотниковую (более 9 мм) заменяют при всех видах ремонта. У чугунного цилиндра толщина стенки после его расточки под втулку должна быть не менее 14 мм, а толщина новой втулки не менее 10 мм. При смене дефектной втулки у стального цилиндра толщина новой втулки должна быть не менее чертежного размера. Дефектные втулки из цилиндров удаляют газовым резаком или электрической резкой.

После механической и термической обработки втулки в цилиндры запрессовывают холодным способом при помощи гидравлического пресса усилием от 3,5 до 8 тс для чугунных цилиндров и от 3,5 до 9 тс для стальных цилиндров на каждые 100 мм наружного диаметра. Качество запрессовки золотниковых втулок проверяют давлением 5 - 6 кгс/см2. После запрессовки при всех видах ремонта производят расточку втулок для устранения овализацни внутренней поверхности с последующей проверкой соосности. Наиболее точные измерения обеспечиваются при применении оптического прибора. Отклонение по диаметру после расточки втулок допускается ±0,5 мм против чертежного размера. При смене цилиндровых втулок не разрешается их постановка с уменьшенным сечением паровпускных окон против чертежных размеров и золотниковых втулок с отлитыми окнами.

Высота притирочной ленты (пояска) цилиндровых и золотниковых крышек должна быть не менее 1 мм. Восстановление притирочного пояска производят наплавкой с последующей механической обработкой до чертежных размеров. Уменьшение толщины стенок цилиндровых крышек для регулировки вредного пространства не разрешается. Постановку цилиндровых и золотниковых крышек необходимо осуществлять после пришабровки или притирки посадочных мест.

Изношенные поверхности трения золотниковых параллелей до 6 мм восстанавливают наплавкой с последующей механической обработкой; при большем износе, но не более 10 мм производят приварку стального наделка по всему периметру. Цилиндровые шпильки с поврежденной резьбой заменяют новыми, при этом дефектные шпильки удаляют только механическим способом. Разработанные отверстия под шпильки и отверстия в цилиндровых и золотниковых крышках под шпильки исправляют заваркой электродуговым способом с последующей механической обработкой до чертежных размеров.

Для проверки качества крепления цилиндров с рамой при заводском ремонте предусмотрена обязательная выпрессовка не менее четырех болтов. Если у выпрессованных болтов на посадочной поверхности и в отверстии цилиндра и рамы будут обнаружены нами-

ны металла, пояски или коррозионные повреждения, все болты выпрессовывают и заменяют новыми с устранением дефектов в отверстиях механической обработкой.

При всех видах ремонта исправление раковин заваркой на поверхностях трения у чугунных цилиндров и втулок не разрешается. При заводском ремонте разрешается заделка раковин медными шурупами на рабочей поверхности цилиндра и у цилиндровых втулок, если их количество не превышает шести и их диаметр не более 10 мм. На притирочных поверхностях чугунных цилиндров и цилиндровых втулок разрешается исправление раковин газовой пайкой, если по количеству их не более трех и площадь каждой из них не превышает 1 см2 с расположением раковин в разных местах.

Ремонт поршней. После выемки из цилиндра поршня и разборки секционных колец очищают от нагара поверхности диска при помощи шаберов. Для установления полного объема ремонта производят наружный осмотр всех поверхностей скалки и диска с последующей электромагнитной дефектоскопией. Основными неисправностями поршней являются трещины, механический износ, ослабление диска на скалке и изгиб скалки.

Трещины в скалках образуются в конусных головках по клиновым отверстиям и по галтели в переходной части к цилиндрической поверхности (рис. 170). В поршневых дисках образуются трещины радиальные и кольцевые.

При наличии трещин поршневую скалку бракуют и заменяют новой, так как при всех видах ремонта производство электросварочных работ на скалках не разрешается. Если обнаружена трещина в конусной головке скалки, а цилиндрическая часть по своим размерам годная,

дефектную часть отрезают и приваривают новую. В этом случае разрешена приварка концевой части со стороны поршня газопрессовой сваркой. Перед сваркой производят механическую обработку стыковых поверхностей новой откованной головки и скалки с таким расчетом, чтобы длина цилиндрической части привариваемой головки была 110 мм. После зажатия свариваемых частей в сварочной установке смещение центров, как и зазор между торцами по всему периметру, должно быть не более 1 мм. Сварку осуществляют газопрессовым способом в пластическом состоянии металла при постоянном давлении прессования. Удельное давление в процессе

Как устроен и работает паровоз

Рис 170 Повреждения деталей поршня-

1 - износ конусной головки скалки; 2 - износ клинового отверстия, 3 - трещины в скалке, 4 - износ и продольные зади ры металла цилиндрической части скалки, 5 - трещины в диске; 6 - износ ручьев для секционных колец, 7 - износ резьбы гайки и ослабление поршневого диска на скалке

сварки принимается равным 1,5 кгс/мм2 площади поперечного сечения скалки в месте сварки.

После окончания сварки и снижения температуры шва до 400 - 450° С производят нормализацию металла с подогревом'сварного соединения сварочной горелкой до температуры 880-900° С с последующим охлаждением на воздухе. После приварки производят механическую обработку новой головки на станке до чертежных размеров накаткой роликами и шлифовкой цилиндрической части. Конусную поверхность головки обрабатывают с применением специальных калибров.

Ступицы поршневого диска, имеющие трещины, заваривать не разрешается; такие диски бракуют и заменяют новыми. На паровозах Л, ЛВ, П36 диски, имеющие трещины в любом месте, бракуют и заменяют новыми. У остальных серий паровозов при заводском ремонте разрешается заварка не более одной радиальной или концентрической трещины на диске, если ее длина не более 40% окружности, по которой она распространяется. Для электродуговой заварки диск снимают со скалки, рассверливают ее концы, разделывают трещины V-образно или Х-образно с предварительным подогревом до температуры 350- 400° С, а затем заваривают электродами с медленным охлаждением диска в сухом песке. После механической обработки на поверхности сварочного шва не должно быть раковин, шлаковых включений и непро-варов.

Овализацию, продольные риски и задиры на цилиндрической части скалки устраняют проточкой на станке в пределах установленных допусков с последующей накаткой поверхности роликами и шлифовкой.

При всех видах ремонта разрешается производить наплавку диска для увеличения его диаметра с последующей механической обработкой. Изношенные ручьи для секционных колец рекомендуется, как правило, восстанавливать только автоматической сваркой с последующей механической обработкой ручьев по чертежным размерам. Наплавка поршневых дисков по дну ручья не рекомендуется.

При достижении предельного износа конусной головки скалки и при наличии нормальных размеров цилиндрической части изношенную головку отрезают и приваривают новую газопрессовой сваркой.

Ослабший диск снимают со скалки, производят электронаплавку отверстия в ступице с последующей механической обработкой сопрягаемых поверхностей и запрессовкой скалки в диск. При этом рекомендуется следить за тем, чтобы давление в конце запрессовки было не менее усилия от пара по скалке для данной серии паровоза и не превышало его более 50%. Устранять ослабший поршневой диск на скалке креплением 1айки, постановкой втулки или прокладки не разрешается при всех видах ремонта.

При наличии значительного изгиба в скалке диск спрессовывают и правят скалку в нагретом состоянии под прессом или молотом с последующей механической обработкой на станке и электромагнитной дефектоскопией.

После механической обработки и сборки поршня и ползуна проверяют при помощи штихмаса (рис. 171) качество произведенных работ

и соблюдение при этом установленных размеров и допусков. Если эти требования выполнены, то после соединения поршня с ползуном расстояние от центра валика ползуна до середины поршневого диска должно соответствовать чертежному размеру с допуском при всех видах ремонта ±5 мм.

Поршневые секционные кольца при заводском ремонте независимо от технического состояния заменяют новыми. При деповском ремонте их заменяют новыми при наличии предельного суммарного зазора в замках, износа полки кольца до толщины 3 мм и менее, задиров на поверхности трения и трещин в секциях при предельном размере боковых зазоров между стенками ручья и кольцом, при одностороннем износе прямоугольного кольца, при наличии трещин в любом месте кольца (для увеличения срока службы секции колец после изготовления подвергают термической обработке, которая заключается в закалке секций с последующим отпуском или на установках т.б.ч.; твердость секций на поршне не должна колебаться более чем на 20 единиц по Бринеллю). При износе пружины по диаметру стержня против чертежного размера до 2 мм и более и при наличии в стержне трещин пружины заменяют исправными. В случае потери упругости пружины восстанавливают термической обработкой, после чего проверяют при помощи кольцевого калибра расстояние между концами прчжины в свободном и сжатом состоянии.

Ремонт золотников. Золотники Трофимова после выемки из цилиндров и снятия уплотняющих колец очищают от нагара и осматривают с применением дефектоскопии. К основным неисправностям золотников относятся трещины, механический износ, ослабление упорных шайб и изгиб скалки.

Исправление трещин заваркой в скалках при всех видах ремонта не разрешается. При наличии трещин в передней или задней части скалки-дефектный конец отрезают и приваривают новый газопрессовой, контактной или газовой сваркой с последующей механической обработкой на станке, накаткой роликами и шлифовкой.

Исправление трещин заваркой в подвижных дисках и в ступицах упорных шайб при всех видах ремонта не разрешается, за исключением трещин, расположенных в горловине дисков, имеющих чертежный диаметр золотниковых втулок 250 мм, которые разрешается заваривать при условии, если они не выходят на галтель. При достижении предельного износа конусов скалок, клиновых отверстий, мест под насадку упорных шайб и у контрскалок при всех видах ремонта разрешается электронаплавка поверхностей с последующей механической обработкой на станках по чертежным размерам с накаткой роликами, шлифовкой и проверкой электромагнитной дефектоскопией. Перед электронаплав-

Как устроен и работает паровоз

Рис 171 Штихмас для проверки собранного поршня с ползуном-

1 - ползун, 2 - скалка; 3 - штнхмас, 4 - опорная ножка штнхмаса с радиаль пым основанием, 5 - поршневой диск

кой конуса скалки производят подогрев места наплавки до температуры 200-300° С. Вначале наплавляют клиновое отверстие, а затем продольными диаметрально противоположными валиками весь конус. После сварочных работ производят местный или общий отпуск скалки при температуре 600- -650° С.

При наплавке мест на скалке под насадку упорных шайб температурный режим рекомендуется применять такой же, как и при наплавке конуса. Производить электронаплавку мест на скалке для направляющих втулок при всех видах ремонта не разрешается.

Диски, имеющие предельный износ ручьев для колец, наружных, внутренних и притирочных поверхностей, торцов горловин, отверстий под скалку в упорных шайбах, разрешается восстанавливать электронаплавкой с последующей механической обработкой на станке по чертежным размерам и допускам. При износе по длине горловины диска до 10 мм рекомендуется производить наплавку автоматической сваркой под слоем керамического флюса. При деповском ремонте разрешается в золотниковом диске заменять дефектную горловину новой, изготовленной из стали марки Ст5, с постановкой ее на резьбе в диск золотника (рис. 172). В этом случае разделку кромок для сварного шва на собранном диске производят на станке.

Приварку горловины рекомендуется осуществлять в два слоя автоматической сваркой под слоем флюса или электродами диаметром 4 мм с последующей механической обработкой. При этом дефекты в сварном шве не допускаются. Незначительные изгибы скалок устраняют в холодном состоянии, а значительные - с предварительным нагревом до температуры 1200° С с последующей механической обработкой и электромагнитной дефектоскопией.

Золотниковые кольца при заводском ремонте независимо от состояния заменяют новыми. При деповском ремонте кольца заменяют при достижении предельного зазора в замках, наличии задиров на поверхности трения и трещины, потере упругости и одностороннем износе, достижении предельного износа между стенками ручья и кольцом, а также при предельном боковом зазоре в ручьях.

Как устроен и работает паровоз

Рис 172 Замена дефектной горловины в золотниковом диске паровозов Э и СО

1 - горловина диска, 2 - золотниковый диск, 3 - резьбовое соединение, 4 - сварной шов

Как устроен и работает паровоз

Рис 173. Приспособление для снятия и постановки золотниковых колец на диск:

1 - секционный цилиндрический корпус, 2 - золотниковое кольцо при максимально раз жатом замке, 3 - пружина, 4 - шарнирная тяга, 5 - направляющая планка; 6 - ручкн

приспособления

При изготовлении новых колец рекомендуется механическую обработку барабана (заготовки) производить с таким расчетом, чтобы его наружный диаметр был на 2 мм больше диаметра золотниковой втулки, а внутренний диаметр - на 2 мм меньше диаметра золотникового диска по ручьям.

Обработанные барабаны разрезают на кольцевые заготовки, ширина которых должна быть больше ширины ручья на 0,5 мм. Затем производят разрезку заготовки фрезой толщиной не более 1,5 мм по диаметральной плоскости кольца. Разрезанные заготовки разводят в замке и между концами колец вставляют вкладыши для термической фиксации замка, по ширине равные чертежной величине замка. Затем заготовки колец подвергают термической обработке. Термообработка заключается в производстве нормализации колец, которая осуществляется с применением пламенных печей или на установках токов высокой частоты. Твердость колец на одном диске не должна колебаться больше 20 единиц по Бринеллю. Для постановки колец на золотниковый диск, как и при снятии с него, рекомендуется применять приспособление, приведенное на рис. 173.

⇐ | Уход за движущим и парораспределительным механизмами || Как устроен и работает паровоз || Ремонт сальников и арматуры цилиндров | ⇒