Возможные отказы и повреждения деталей вертикальной передачи

1.2. Возможные отказы и повреждения деталей вертикальной передачи

Наиболее характерные отказы и повреждения деталей вертикальной передачи, встречающиеся в процессе эксплуатации, можно разделить на три группы: возникающие вследствие появления повышенных крутильных колебаний у верхнего коленчатого вала дизеля; вызванные снижением качества заводского и деповского ремонтов тепловозов; являющиеся ^следствием конструктивной недоработки узлов передачи.

Изломы валов. Усталостное разрушение торсионного вала с изломом под углом примерно 45° к образующей (рис. 3, а) возникает из-за появления значительных крутцльных колебаний у верхнего коленчатого вала и возникновения в связи с этим больших динамических нагрузок. Увеличение крутильных колебаний вызывается нарушением равномерной нагрузки дизеля по цилиндрам из-за выхода из строя части топливной аппаратуры. Подробно об уста-лостном разрушении торсионного вала см. на с. 15. Указанное разрушение торсионного вала, как правило, не сопровождается одновременным повреждением других .деталей вертикальной передачи (возможны лишь повреждения других деталей в процессе излома торсионного вала).

Наблюдаются также случаи разрушения со ступенчатым изломом, вызываемым весьма большими динамическими нагрузками. Такие изломы торсионного вала и других валов вертикальной передачи являются следствием гидравлического удара при скоплении масла в полости камеры сжатия между поршнями или заклинивания в узлах вертикальной передачи. Обычно такому разрушению торсионного вала предшествуют повреждения других деталей вертикальной передачи, могущие вызвать заедание деталей, или заклинивание из-за попадания в зазоры предметов излома (осколков) .

Часто такие изломы наблюдаются при провороте распорной втулки и износе ее торцоиых поверхностей, в результате чего опорно-упорный узел расстраипастся и теряет свои функции фиксации положения вала и шестерни от осевых^ радиальных перемещений относительно корпуса передачи. Вал при этом приобретает радиальное биение в опорно-унорном узле.

Нормальные условия работы роликового подшипника и зубчатой передачи нарушаются.

Изломы, верхнего вили. встречающиеся в процессе эксплуатации, вызываются теми же причинами, что и изломы торсионного вала. Этот излом располагается, как правило, у основания конической части (р»с. 3, б). Динамические нагрузки, вызванные появле-нием крутильных колебаний   верхнего   коленчатого   вала, 8

распространяются по всем валам вертикальной передачи. Поэтому излом появляется на том участке цепи верхний вал—торсионный вал, где прочность наименьшая. Наличие рыхлот, плен, внутренних пороков, а также концентраторов напряжений способствует образованию трещин в этих местах.

Излом нижнего вала возникает чаще всего у большого основания малой конической шестерни — между ней и внутренним кольцом роликового подшипника (рис. 3, в). Излом обычно наступает при заклинивании верхней части нижнего вала в радиально-упорном подшипнике вследствие его расстройства из-за износа распорной втулки. Крутильные колебания верхнего 'коленчатого вала практически не вызывают напряжений в теле нижнего вала вертикальной передачи. Сам нижний вал передачи на скручивание не работает—ои в этом случае служит узлом, определяющим правильное положение нижней конической шестерни. Это видно из кинематических схем, приведенных на рис. 4. В кручении нижний'вал передачи участвует лишь в случае заедания его верхней части в <i

опорно-упорном узле, в роликовом подшипнике или в случае пере' коса его в корпусе передачи.

Ослабление или обрыв шпилек крепления корпусов и повреждение корпусов. Эти неисправности могут произойти вследствие нека.чественной установки вертикальной передачи и ее крепления в блоке дизеля, а также из-за выхода из строя радиально-упорных подшипников и износа распорной втулки по торцам. Неправильное зацепление в зубьях конической пары шестерен, вызванное неудовлетворительной регулировкой при монтаже или расстройством опорно-упорного узла (вследствие отвора-чивания гайки крепления колец подшипников и износа распорной втулки), приводит к возникновению значительных динамических нагрузок, которые вызывают повреждения шпилек крепления и самих корпусов.

Ослабление посадки конусной  ступицы на верхнем валу. Эта неисправность обусловлена недостаточным осевым натягом ступицы на валу. Наличие забоин на конусных поверхностях вала и ступицы не позволяет осуществить надежную сборку этого узла. Забоины, не устраненные при ремонте, не позволяют осуществить нормальную посадку ступицы на валу при сборке. В процессе же эксплуатации забоины деформируются, вызывая ослабление ступицы на валу. Аналогичные неисправности наблюдаются и у конусной муфты вертикальной передачи с эластичной муфтой.

Ослабление и о т верт ы-вание болтов крепления восьмигранных гаек то р-сионного вала. Крутильные колебания верхнего коленчатого вала, вызывающие знакопеременные нагрузки в деталях, при наличии зазоров в шлицевых соединениях приводят к ослаблению болтов крепления верхней гайки торсионного вала к шлицевой втул-ке, а также нижней гайки торсионного вала к нижнему валу вертикальной передачи. Знакопеременные нагрузки возрастают при работе дизеля на 5-й и 6-й позициях контроллера машиниста (во время перекладки вала из-за наличия зазоров). При работе дизеля с неравномерной нагрузкой по цилиндрам (подробно см. с. 15) знакопеременные нагрузки в деталях вертикальной передачи резко возрастают. Этому способствует неудовлетворительное крепление болтов и некачественное их стопорение при ремонте в депо и на тепловозоремонтных заводах. Указанный дефект в верхней части торсионного вала трудно обнаружить без разборки передачи из-за конструктивной недоработки этого узла. Это в свою очередь приводят к выпуску тепловозов из ремонтов (TO-3, ТР-1 и ТР-2) с невыявленными и неустраненными дефектами, которые, как правило, вызывают впоследствии падение шлицевой втулки, разъединение частей вертикальной передачи и остановку дизеля. Такие же последствия наблюдаются и при отсоединении торсионного ва-ла от нижнего вала вертикальной передачи. С введением новой конструкции крепления шлицевой втулки к восьмигранной гайке верхней головки торсионного вала (подробно см. с. 23) полностью исчезли случаи разъединения частей вертикальной передачи из-за падения шлицевой втулки.