353130B紧凑型轴承工艺设计毕业设计.pdf
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1、湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)353130B紧凑型轴承检修工艺设计目录一、353130B紧凑型轴承开发背景,工作原理及组成.31.353130B轴承的开发背景.32.353130B轴承的组成.33.工作原理.6二、353130B紧凑轴承的参数及特点.61.353130B紧凑轴承的参数.62.353130B紧凑轴承的特点.8三、353130B紧凑型轴承检修规程.81.无轴箱圆锥滚动轴承检修基本原则.82.无轴箱圆锥轴承的检修工艺流程.83.整体工艺布局.84.具体工序及作业流程.9四、353130B紧凑型轴承常见故障分析及处理.251.353130B紧凑轴承具体事故分析及处理方法.25
2、2.小结.27后语.28参考文献.29第1页共29页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)353130B紧凑型轴承检修工艺设计摘要:为适应物资、客流、信息高速化运转的需求,确保铁路运输大动脉的主导 地位,铁道部根据我国国民经济高速发展的趋势,在高速、快捷、安全的前提 下,提出了“跨越式发展”的战略目标,实施了开辟新线、扩建改造复线,引 进发达国家的先进技术,提高车辆装备水平等举措。近年来,随着我国铁路事 业的高速发展,特别是在第六次铁路大提速以后,关于货车紧凑型滚动轴承引 起的运用故障也相应增加,给铁路运输安全带来了极大的危害。铁路货车滚动轴承是货车走行部的关键部件,直接关系到列车的行车安全
3、。它的应用是一项系统工程。要求设计上要可靠制造上要质量高,安装使用要正 确并且要能良好地维护和检修。本文主要要分为四章论述:353130B紧凑型轴承 的开发背景,工作原理及组成;353130B紧凑型轴承的结构类型、特点;353130B 紧凑型轴承的检修作业规程;353130B紧凑型轴承常见故障分析及处理。关键词:紧凑型轴承检修工艺故障分析第2页共29页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)353130B紧凑型轴承检修工艺设计一、3531353130B30B紧凑型轴承开发背景工作原理及组成1.353130B轴承的开发背景我国为适应铁路运输事业的发展。早在五十年代就已经确定了铁路车辆滚 动轴承化
4、的方向。截止七十年代末,客车已基本完成了使用滚动轴承的工作。货车自1965年开始,进行了改装。选型和运用滚动轴承的试验工作。七十年代 初,从国外引进了轴承生产的设备和技术。专门生产铁路车辆滚动轴承,并于 1979年批量投产并逐步形成了专业化大批量连续生产的能力。为了在较高的家属平台上制定统一的我国轴承标准,便于今后轴承的制造,检修,运用和管理,经过和国外轴承公司多次技术交流,铁道部最终确定引进 SKF轴承公司的CTBUlOo 2006年1月,铁道部组织技术人员对SKF公司提 供的CTBU150型轴承图样进行了技术审查,确定的轴承型号为353130B(C353130),并在国内制造。353130
5、B型滚动轴承已在我国铁路货车大量应用。2.353130B轴承的组成353130B轴承是由外圈、内圈、滚子、保持架、中隔圈、LL油封、密封罩、油封、前盖、后挡、螺栓、防松片和承载鞍等组成,如图(1)所示。图1 353130B轴承(1)外圈轴承的外圈是一个内筒面带有2个圆锥滚道的套筒,两端设有牙口和油沟,用以嵌入密封罩凸台,保持密封罩不致于发生脱落和防止润滑油脂外泄。内圈 第3页共29页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)353130B紧凑型轴承检修工艺设计外圆面有圆锥滚道和大,小两个挡边,内圆面与车轴轴颈为过盈配合,以冷压 方式装配,为防止拉伤轴颈,两端都设有倒角。每套轴承两个内圈,两小端相
6、 对安装。内外圈均采用渗碳轴承钢,经过渗碳淬火热处理,获得表层硬度高心 部韧性好的良好组织结构,不仅提高了轴承内外圈表面的耐磨性,而且保持了 较高的韧性,从而提高其抗压强度和冲击韧性。为了防止内外圈锈蚀和提高润 滑效果,其表面全部进行了磷化处理。(2)滚子滚子为GCrl5轴承钢制造的圆锥体结构,经过完全淬火热处理,硬度为60 64HRC。为使滚子与滚道的接触应力分布均匀,避免滚子端部产生应力集中,滚子两端均带有弧坡。(3)保持架353130B轴承的保持架采用工程塑料保持架增加一个特殊免孔的设计,方 便一般轴承的检修。图2 353130B轴承保持架(4)中隔圈中隔圈由45号钢制造,其表面经磷化处
7、理,放置在两内圈之间,除起隔离 作用以外,还可通过选择不同宽度的中隔圈,来调整轴承的轴向游隙。(5)密封装置353130B型轴承密封装置是由密封罩、LL油封组成。其作用是防止油脂外 泄及外部砂尘及雨雪的侵入。密封罩由2.2mm钢板压制成形后经磷化处理,它 的大端外径以过盈压入外圈牙口,另一端压装有油封。密封罩大端外径设有凸 台,当压入外圈牙口后,凸台卡在牙口油沟内,以防止密封罩在使用过程中脱 出。油封是由橡胶密封圈、钢骨架、自紧弹簧组成。橡胶密封圈由耐油丁氤橡 胶硫化在钢骨架上,压入密封罩内。骨架是用1.5mm厚的钢板冲压而成,用来 保持橡胶密封圈的几何形状,且在压装和退卸时不易变形。3531
8、30B轴承的LL 油封具有良好、稳定的密封性能,避免了微振磨蚀颗粒侵入轴承内部。第4页共29页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)353130B紧凑型轴承检修工艺设计(6)后挡后档上的凸起檐遮住密封罩后端,其保护作用。后档的防尘板座槽过盈配 合于防尘板座上。如图3所示图3 后挡1 一凸起檐;2一通气栓孔;3防尘板座槽;4一密封座槽(7)塑钢垫圈应用坐在后档和内圈的塑钢隔圈,保证了接触面间无微振防微震磨蚀颗粒,提供了更长的油脂寿命和维护周期。图4 防松片1螺栓孔;2止耳。(8)防松片防松片由厚1.5m单钢板压制而成,如图4所示。安装在前盖与螺栓之间,螺栓拧紧之后,将止耳翘起,挡住螺栓头部,防
9、止其转动。每个防松片只可以 使用一次。以免止耳裂损失去止转作用。(9)承载鞍承载鞍由铸钢制成,它时无轴箱轴承与转向架侧架的连接部件,在承载鞍 顶部制由R2000mm的圆弧面,以使车体传来的载荷集中在圆弧面中部,然后平 均分布到轴承及轴颈上。第5页共29页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)353130B紧凑型轴承检修工艺设计3.工作原理滚动轴承是以整套轴承冷压装在车轴轴颈上,用前盖压紧,轴栓紧固。承 载鞍像马鞍子一样骑在轴承外圈上,传递着车辆转向架侧架施于轴承的各种力。垂直方向的载荷施加于承载鞍顶面,承载鞍内鞍面与轴承外圈外径配合,通过 外圈的两个滚道,把力分配给两列滚子,每列大约有为数1
10、/3M/9的滚子承担载 荷;又通过内圈把力传递给轴颈。轴向载荷通过侧架导框施加于承载鞍的导框 挡边,承载鞍以其推力党肩把力加于轴承外圈端面,外圈由滚道通过滚子把力 传给内圈的挡边和滚道。内圈挡边上受到的轴向力以及滚道上受到的垂直载荷 的轴向分力,通过密封座传给前盖或后盖,前盖上受到的轴向力有紧固在轴端 的螺栓来平衡。轴向力大部分被内圈和密封座与轴颈过盈配合的摩擦所吸收,仅约有2030%的轴向力传给螺栓。后挡上受到的轴向力则直接传递给轴肩.滚动轴承径向游隙和轴向游隙,以保证滚动体能自由转动。保持架用以维 持各滚动体之间的位置,防止歪斜和相互碰撞,保证滚动体能沿滚道均匀分布。二、353135313
11、0B30B紧凑轴承的参数及特点1.353130B紧凑轴承的参数(1)结构双列圆锥滚子轴承无轴箱,通过承载鞍与转向架侧架连接。轴承内圈挡边 为锥挡边,内外圈滚道为圆弧凸度形式;滚子端面为球基面,素线为对数曲线 或圆弧凸度形式。其结构如图5所示。新的塑钢垫圈 新的整体式低摩擦LL油封带有检查兜孔的新塑钢保持器图5 353130B紧凑轴承结构第6页共29页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)353130B紧凑型轴承检修工艺设计(2)外廓尺寸内径X外径X外圈宽度X装配高(dXDXCIXBl):4150X 4)250X160X180.6(mm)(3)轴承额定载荷额定动载荷:CrN968kN额定静载荷
12、:CorN1800kN(4)额定计算寿命L10s 2,000,000km(5)轴承装配高度Bl=180.651+0.71 MM-0.51 MM(6)两内圈内径相互差:两内圈内径相互差W0.013mm(7)内、外圈配合面尺寸精度(磷化前值)内圈内径公差:dmp=-0.008mm-0.033mm外圈外径公差:Dmp=-0.030mm+0.040mm(油封压装前)(8)滚子每列个数:23每列内圈组件滚子直径相互差DwLW0.003mm(9)自由轴向游隙Ga=0.60mm 0.70mm(10)内圈内径与车轴轴颈的配合车轴轴颈尺寸4)150043.0068.0mm,配合过盈量为0.051mm0.101m
13、m,轴颈长度210mm,轴颈承载中心到轴肩的距离为110mm。(11)润滑脂铁路货车滚动轴承IV型润滑脂(12)注润滑脂重量24520g(13)油封装置采用LL型油封(14)压装力及终止贴合压力压装力:68.6kN 235.2kN(724 吨)终止贴合压力:313.6kN352.8kN(3236吨)(15)压装后轴向游隙0.05mm 0.45mm第7页共29页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)353130B紧凑型轴承检修工艺设计2.353130B紧凑轴承的特点(1)紧凑型设计取消了密封座。紧凑型的设计缩短的轴颈,减小轴的弯曲变形(2)塑钢保持架提供了更低,更稳定的运行温度和安全的失效模式
14、。滚道及挡边外观检查特殊兜孔的设计,方便了轴承的一般检修。(3)LL油封保证了低摩擦扭矩。防止油脂的泄漏以及微振震磨蚀颗粒和其他杂质进入轴承中。(4)塑钢隔圈减少内圈和后档的接触面摩擦产生微振震磨蚀颗粒三、3531353130B30B紧凑型轴承检修规程1.无轴箱圆锥滚动轴承检修基本原则我国货车圆锥滚动轴承的检修分为一般检修和大修两级修程。一般检修的 修程是当轴承运用到一定时间后,在车辆作定期检修时,将轴承退卸清洗后对 轴承外圈、内圈及滚子组件进行检查、检测并对轴承外圈施行探伤检查,按规 定标准组装、注油和压装,一般在车辆段、车轮厂或车辆厂进行。大修修程是 指轴承运用到规定时间或经外观检查和尺寸
15、精度检测发现其有故障缺陷超出一 般检修允许范围但又未达到报废条件时,对轴承作恢复性的修理,一般在铁道 部指定的轴承修理工厂进行,每套轴承只允许做一次大修。2.无轴箱圆锥轴承的检修工艺流程无轴箱圆锥滚动轴承一般检修的基本工艺流程如下图6所示轮 对清洗粗魂退如轴承分辨密封外圉除信清洗精洗图6 无轴箱圆锥滚动轴承一般检修工艺流程3.整体工艺布局353130B轴承的一般检修与26系列轴承的一般检修的工艺布局基本相似区 第8页共29页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)353130B紧凑型轴承检修工艺设计别在于:(1)353130B轴承在一般检修时需先进行分解轴承LL型密封装置工序,后进行轴承脱脂、
16、清洗工序,而26系列轴承一般检修需先进行轴承脱脂、粗洗 工序,再进行分解轴承密封装置工序。(2)353130B轴承在进行一般检修时需先进行轴承注脂工序,后进行组 装轴承密封装置工序,而26系列轴承的一般检修需先进行组装轴承密封装置工 序,后进行轴承注脂工序。4.具体工序及作业流程(1)作业准备1)检查设备2)水泵及水温检查:一次洗池每两个月换液一次;二次洗池每月换液一次.3)按设备操作规程要求,对所配工装进行外观检查,状态须良好。4)启动水泵作用须良好,风压应在0.4-0.6Mpa间,水温达到755C,清 洗介质应对轴承零件无腐蚀作用,浓度为0.6-1.0%。(2)分解LL密封装置再进行脱脂1
17、)密封罩分解。不得损伤密封罩。2)轴承内圈及滚子组件不得分解,搬运及清洗过程中应避免塑钢保持架脱 落。工程塑料保持架从内圈组件上脱落后必须更换新的塑钢保持架。3)轴承脱脂。脱脂率应大于85%。(3)外圈除锈及轴承清洗1)刻打同端标记。2)轴承清洗、清洁度检测。分解后,在密封罩与清洗机的滚槽上,用标记笔在外圈及对应的内圈 组件上画出同端标记。轴承分解时,两内圈组件与外圈原滚道面必须一一对应,不得错位。刻打同端标记时,不得损伤内圈组件的滚道面。将轴承送入清洗机内进行清洗和外圈除锈,时间为五分钟。清洗后,须 除去密封罩、中隔圈、内圈组件的油脂,轴承表面无油垢、水锈,无手感颗粒 物的存在。外圈除锈,须
18、满足检修需要。4)对清洗后至组装前的轴承清洁度进行定期检测。测试时,白布擦拭不得 有明显污迹,其机械杂质含量小于等于80 mg/套。5)填写清洁度检测报告单,报告单分别存技术、验收、车间各一份。6)对清洗达不到要求的轴承,用溶剂汽油进行补洗,只到符合标准为止。第9页共29页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)353130B紧凑型轴承检修工艺设计(4)轴承附件清洗、检测材料、清油、油漆、粉笔、刷子等。1)检查设备按设备操作规程要求对所需工装进行外观检查、空运转,状态须良好。仪 表须符合要求。2)初洗煮洗或喷淋清洗。对轴承附件(前盖、后挡、轴端螺栓)采取煮洗或喷淋清洗方式进行初 洗。煮洗或喷淋
19、清洗液温度须达70C以上,碱浓度须N3%,煮洗时间20min 以上,煮洗后用高压清水将其冲洗干净。3)清洗检测 检查、测量。油封、密封罩清洗。在专用前盖、后挡涂漆架上进行配件表面涂清漆防腐。4)轴承附件检查 轴承前盖不得有裂纹、变形、磕碰伤及其它影响使用的缺陷。在专用平台上检查后挡的翘曲变形量不得超过0.3mm,后挡与防尘板配 合面上允许存在总面积不超过40mm2,深度不超过1.0mm的擦伤、凹痕及深度 不超过1.5mm的纵向划痕存在,但应将棱角、毛刺清楚后方可使用。后挡有通气栓孔者,必须堵塞牢固。轴端螺栓不得有滑扣、弯曲、拉长、裂纹,锈蚀、毛刺应清除,有磨损 时必须用螺纹环规检查。螺栓端面应
20、有明显的35#钢标记、制造年标记和制造厂记。5)前盖、后挡须使用深度游标尺逐个测量配合面沟槽尺寸。6)对老式前盖和后挡护缘内径面未经机械加工的采用样板检测,凡不符合 样板规定的,应对护缘内径根部按部批图纸要求进行补充机械加工后再使用。7)用清洗机清洗油封、密封罩。喷淋机液位须高过滤装置顶面20-30mm,洗涤液温度须达80-90C o 清洗液应使用具有防腐性强的液体洗涤剂。清洗液变质时应及时更换。(5)轴承前盖、后挡涂刷清油保养轴承前盖、后挡涂刷清油的保养。1)涂刷清油须在前盖、后挡初洗、检测、加工、通气栓堵焊、清洗后进行。2)必须使用清漆涂刷轴承前盖和后挡,涂刷时必须均匀周全。第10页共29
21、页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)353130B紧凑型轴承检修工艺设计3)涂刷清漆范围为前盖和后挡的外表面。4)涂刷清漆的前盖和后挡在专用支架上自然干燥后,才能送入轴承组装间。(6)轴承外圈探伤材料:320目红磁粉、Alal5/50型试片、煤油、变压器油、胶带纸等。1)开工前的准备工作 按设备操作规程的要求对所配工装进行外观检查,状态须良好。工作环境。i探伤工作间环境温度应控制在10-30C,相对湿度应小于80%oii探伤工作间应清洁明亮,其白光照度不得低于500Lx,观察磁痕显示时的 白光照度不得低于1500Lxoiii探伤机所用电源必须与大型动力机械电源分开。准备好工具、量具及各种
22、记录本。i工具齐全:塑料桶或盆。ii量具:磁强计、梨形沉淀管、白光照度计、Alal5/50型试片。iii记录本:磁粉探伤机(器)日常性能校验记录(辆货统-424)、滚动轴承 零件磁粉探伤记录簿(车统-53B)、车辆滚动轴承零件磁粉探伤发现裂纹记录簿(车统-52B)O 磁悬液状态检查。i轴承湿法探伤用磁粉应使用集团公司指定单位检查合格的产品,探伤用磁 粉粒度须小于320目。ii磁悬液须用49%的煤油,48%的变压器油,3%的磁粉,充分混合搅拌均 匀而成。iii检查磁悬液外观状态,不得发臭、变色,全部磁悬更换最长周期不得超 过6个月,夏季应适当缩短更换周期。iv开工前检查前次完工后从喷嘴处用梨形沉
23、淀管取样沉淀的磁悬液浓度,达到1.2-2.4mV100ml之间者为合格。浓度达不到要求时,应加适量的磁粉并按 规定配比进行补充,经充分搅拌后再取样,静止沉淀30分钟,须达到规定要求。设备各部技术状态。各技术状态须良好,定检不过期。探伤人员必须持证上岗。i探伤人员应有独立操作资格证,并有一年及以上的工作经验。ii探伤人员须经铁道部磁探资格等级学习班培训并取得II级以上探伤资格 证.iii有按集团公司统一标准刻制的专用印章。第11页共29页湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)353130B紧凑型轴承检修工艺设计2)探伤机日常性能校验 准备。接通电源,开机试验。检查各仪表指示值符合规定要求:粘贴
24、试片。i将Alal5/50型试片分别贴在轴承外圈内、外径面上,试片须平整,无破 损、无折皱、无锈蚀,表面干净。ii将试片带沟槽面与实物表面密贴,+”沟槽须与被探工件轴线平行或垂 直,并用透明胶纸将试片按“#”字粘贴平整、牢固,胶带纸不得遮盖试片沟槽 部位。磁痕检验。i充分喷液,通电磁化。iiAlal5/50型试片各沟槽处均显示清晰为合格。剩磁检查。轴承零件退磁后,使用磁强计在外圈的端面棱角处测量。其剩磁不得超过 240A/M(3GS)。3)探伤作业.探伤规定i进行一般检修的各型货车滚动轴承,须对外圈施行磁粉探伤检查。ii各型货车滚动轴承按规定进行抽检时,须对外圈施行磁粉探伤检查。外观检查,基本
25、金属表面须保持干燥,并逐套抄写外圈编号。i轴承外圈除锈后,须露出基本金属表面并保持干燥,内外径面的表面上不 得残留漆皮、油、污垢。ii应及时将外圈编号抄写在车统-53B上,抄一套探一套。轴承外圈探伤i磁悬液应充分搅拌,喷液须缓流均匀、全面覆盖轴承外圈的内滚道和外径 面。ii每个零件通电磁化2-3次,在磁化过程中须继续向轴承零件上喷液,并观 察内滚道和外径面上有无缺陷磁痕显示。iii轴承外圈退磁后,须逐个测量剩磁,不得超过3GS。iv及时填写探伤记录,应探一套填写一套 质量标准i轴承外圈各部不得有裂纹碰痕,凡发现轴承外圈有裂纹,须就地报废。ii经探伤确认有裂纹碰痕,除在车统-53B应及时记录探伤
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