3、落成检验
落成检验是指在部件或机车组装后进行的全面检查和验收,是对整个检修过程的
最后检查,因此落成验收非常关键,它直接关系检修质量的好坏。 二、检验的基本内容
1、 几何尺寸的测量,如长度、磨损量等
2、 表面质量检查,如腐蚀、裂纹、剥落、烧蚀等 3、 隐蔽缺陷隐患检查,如电路板的焊接点虚焊等 4、 材料的性能测量,如绝缘材料的绝缘强度
5、 元件的性能测试,如电阻、电容、电子元件的基本性能等
6、 部件的综合性能试验,如各个电器的动作试验,整车高低压试验等。 三、常用的检验方法 1、感觉检验
感觉检验是指不依靠仪器,仅凭检验人员的感觉和经验来鉴别零件的技术状态,是最用的初步检验方法。具体有以下三种手段:
⑴视觉检查 用眼睛或者放大镜观察零件表面的破损、明显裂纹、严重变形、变色、剥离拉伤、擦伤、橡胶件老化等等情况,以判断技术状态,也称外观检查。
⑵听觉检查 根据零部件在工作时或者用检点锤轻轻敲击时发出的声音来判断零部件技术状态。通常用于检查螺栓联接、各个风机转动情况、车上部件安装牢固情况等等。
⑶触觉检查 用手与被检查的零部件接触,感知其温度(检查范围不高于80℃,以免烫伤)来检查零部件的发热状况,如检测轴承发热情况;还可以用手晃动配合部件,来检查轴承保持架游隙或其它配合间隙。 2、仪器及量具检测
仪器和各种量具能够比较准确地测量出被测零部件的相关技术数据,从而能够比较准确地得出零部件的真实技术状态,为检修提供科学的依据。目前在电力机车检修过程中主要的检测方式有以下几种:
⑴几何精度测量 测量零部件的长度、深度、直径、配合间隙等等。所用工具基本上有:直尺、游标卡尺、百分表、千分尺、卡钳、塞尺、平台等,如果要测量某些成型零部件的表面(轮箍踏面、齿轮表面等)时,一般采用专用样板和塞尺配合检查。
⑵弹簧的弹力和扭矩测量 对机车上的各种重要弹簧可以用弹簧检测仪检测弹簧的扭矩和弹力。
⑶动、静平衡试验 对转速较低的转动部件应该做静平衡试验,对转速较高的部件应该做静、动平衡两项试验。
⑷电气仪表检测 测量电阻、电容、电流、电压、频率等等,一般采用的工具有万用表、兆欧表、钳型电流表、电容表等,还可以用专用示波器测量二极管、三极管以及场效应管等各种元器件的特性数值。
⑸专用测试设备检测 主要是利用专用测试台对功能部件进行性能综合测试,如电气综合试验台用来检测各个电气的整体工作性能是否正常。
⑹软件检测 随着目前机车上微机控制部分越来越多,在机车检修过程中,应该对微机控制部分用软件进行检测以判定这些微机软、硬件工作是否正常。 3、物理探测
在电力机车检修过程中应用物理探测主是检查机械零件是否存在微小裂纹或内部隐蔽缺陷,例如车体、转向架、轮对、制动走行部等,采用的方法主要有:磁力探
伤、着色探伤、超声波探伤等等。
⑴磁力探伤
磁力探伤是目前机车检修过程中应用最为广泛的钢(铁)质材料零件表面和近表面缺陷的检测方法,也称磁粉探伤或者电磁探伤。它的基本原理是利用铁磁材料被磁化后如果材料组织均匀一致,则各处磁力线分布均匀,当材料中出现杂质、气泡、或者裂纹、缺陷时,磁力线的均匀性受到破坏,就会形成漏磁通,从而在缺陷两端形成磁极,吸引铁粉聚集,聚集的铁粉比较形象将缺陷的特点显现出来。这种方法的优点是操作简单直观、设备成本低廉,缺点则是只能探测铁(钴、镍等)质零件,容易产生剩磁、只能检测表面和近表面。
⑵着色探伤
着色探伤一般用于探测非磁性材料的零件表面缺陷。作为磁力探伤的补充,它主要是利用渗透剂的渗透作用,将渗透剂渗透到零件的缺陷中,然后用显象剂将其显示出来,以确定裂纹、缺陷的所在。
⑶超声波探伤
超声波探伤主要用于对零件内部隐蔽的缺陷进行探测,其原理就是利用超声波(频率为2.5×105~2×107Hz)的直线传播原理。超声波由于波长短,沿直线传播是能量不能绕过突然中断的缺陷处所,此时超声波遇到缺陷就会从缺陷处以直线路径反射回来,这时,只要利用接收到的信号与发射的信号进行对比,就可以判断缺陷的位置了。
第五节 零部件修复工艺
在电力机车的检修过程中,有大量的机车零部件被更换下来,这些零件分为可以修复和不可修复两个部分,而对于修复费用低于造价的零件且修复后的技术状态能够满足使用的要求,则一定要采取办法尽可能进行修复,以节约检修成本。电力机车零部件的修复工艺主要有:机械加工法、焊修法、粘接法等等。 一、机械加工法
机械加工是指对金属或者非金属的工件进行物理形状改变的过程,也就是通过使用机床切除工件表面的部分材料,使工件的几何尺寸达到要求。通常机械加工的多数使用车床,另外也使用铣床、刨床、磨床、钻床、镗床等等。
电力机车检修过程中使用机械加工法主要用于修复有轴孔配合的零部件,如车轴、牵引电机换向器等等。用机械加工法修复零部件时,零部件工艺基准面的技术状况、修复时的加工条件与制造时是否一致,在很大程度上影响修复质量,因此必须根据原设计要求进行修复。
机械加工法的最大优点是使结构复杂或者价值较高、尺寸较大的零部件的使用寿命大大延长,并且可以保证较高的修理质量,能有效地降低检修成本,提高劳动生产率,是目前对于电力机车机械零部件最主要的修理方法,但是它的缺点也比较明显,主要是增加了零部件各个尺寸等级的备品数量,使互换性复杂化。 二、焊修法
将金属焊接技术用于电力机车的修理时,称为焊修。电力机车常用的焊修法有两种:钎焊和熔焊。按照加热方式又可以分为电焊和气焊。 1、钎焊
钎焊是利用熔点比基体金属低的焊料和基体金属一起加热,焊料熔化后,渗入并
且填满连接处的间隙,并借以形成连接作用的合金。焊剂又称熔剂或焊药,它是一种
非金属团或液体物质,其作用是保护连接处的金属免受氧、氮、氢等气体元素的侵入,增加焊料流动性,并改善焊缝金属的化学成分和机械性能。
根据钎焊焊料熔点高低,将钎焊分为软钎焊和硬钎焊两种。 ⑴软钎焊
使用熔点低于325℃焊料进行的钎焊,成为软钎焊。锡焊是目前使用最为广泛的软钎焊,广泛地应用于机车电子元件连线、印刷电路板等的焊接,锡焊使用的加热工具主要是电烙铁,使用的焊料主要是由锡、铅合金制成,有锡焊丝或者锡焊棒、锡焊锭等等,其中最常用的锡焊丝按照直径大小从0.5mm~2.0mm分为多种规格,使用时根据焊件尺寸及焊接工作面尺寸大小选用,焊料也根据其中所含的锡、铅比例及工艺不同分为多种牌号,可按照下表规格(表3-1)选用。
锡铅焊料性能及用途 表3-1 熔 点抗拉强特性与用途 牌 号 (℃) 度(Mpa) HISnPb10 HISnPb39 220 183 42.14 46.06 37 32 57 抗腐蚀性好,用于焊接钢材、铜材 用于焊接电子元件 流动性很好,用于焊接电子元件导线、镀锌版等 流动性较好,用于焊接电缆、铝骨护套等 用于焊接黄铜等不受冲击载荷的零件 HISnPb58-2 235 HISnPb68-2 256 HISnPb90-6 265 ⑵硬钎焊 使用熔点高于500℃的焊料进行的钎焊,称为硬钎焊。硬钎焊主要有:用铜锡或者铜铅合金作焊料的铜焊,用银铜合金作焊料的银焊等,焊剂多用硼砂,加热方式多为氧气—乙炔火焰,属于气焊的一种。硬钎焊焊料的抗拉强度比软钎焊的焊料高,抗拉强度最高可以达到500Mpa。目前在电力机车检修过程中,主变压器及牵引电机各个绕组烧断时,可以采用硬钎焊进行修复。 2、熔焊
熔焊是将两个待连接的金属零件局部加热至熔点后,利用分子内聚力使两个金属零件连接成一个整体的一种加工方法。由于已经加热超过熔点,金属内部的金相结构已经发生改变,因此熔焊技术比钎焊复杂得多,它主要用与钢材之间的连接,钢的含碳量越低,其可焊性就越好。而铸铁和其它有色金属的可焊性较差,但是随着焊接技术的不断发展,特别是有色金属焊条的不断进步,现在铸铁和有色金属的焊接已经大量使用。现将常用材料的焊接特点简介如下:
⑴钢制零件的焊接
钢制零件的焊接方式既可以用气焊,也可以用电弧焊,其中气焊时加热引起的局部变形和内应力较大,如果现场条件允许一般采用电弧焊。
对于含碳量较低的零件,焊接过程比较简单,在室温下焊接即可达到理想的效果,不需要采取特别的附加措施。
焊修含碳量较高的中碳钢、高碳钢、合金钢等制成的零件是比较困难的,主要是因为这些种类的零件一般在机加工前或机加工中都已经进行了调质(淬火+回火)或淬火等热处理,在焊修加热过程中必然容易破坏原有的热处理效果,影响零件的各种性能;另外,钢材中的含碳量和合金成分会加大钢材的淬火倾向,即临界冷却速度降低,在室温下会发生无扩散的马氏体转变,从而产生很大的残余内应力和裂缝,严重降低焊缝强度。
要解决上述问题,必须采取如下工艺措施:选择合适的电焊条作为焊料;彻底清
除零件表面的油污等杂物、磨去原来热处理留下的表面渗碳层;对于硬度大于HRC60的淬火零件,还要在局部进行800~900℃预热,使其脱碳,以利于焊接;对零件整体进行预热后再焊或者焊后采取一定的保温措施,降低焊缝的冷却速度;采取直流电焊机,用小电流短电弧焊接法,缩短电弧持续时间,焊后立即锤击焊缝以消除焊接内应力;焊后进行低温回火处理等等。
⑵铸铁零件的焊修
铸铁材料的可焊性也较差,焊修时易出现白口铁组织、气孔、裂纹等。
铸铁焊修分为热焊和冷焊两种,由于热焊的劳动条件差、生产率低、设备复杂,其应用受到很大限制。而冷焊比较简便、经济、劳动条件好,是现在主要采用的铸铁焊接方法。
铸铁零件冷焊时采用专用的有色金属焊条,主要奥氏体铁铜焊条、铁铜焊条、镍铜焊条、镍铁焊条等。铸铁焊条的焊剂为白垩焊剂或其他有稳弧作用的焊剂。
铸铁焊修在焊接前必须清洗焊接表面,焊缝处开坡口,裂纹端钻裂孔,零件形状复杂时应该预热零件。焊接时要采用直流焊机。
⑶有色金属的焊修
有色金属焊修主要有铝制零件焊修和铜质零件焊修,这两种零件焊修都比较困难,因为铝、铜及合金都有熔点低、易氧化、导热性强、膨胀系数大等特点,因此焊修时必须注意掌握温度、正确选择焊料、焊剂以及焊前清洗操作,焊修时可以选择气焊或者碳极电弧焊、氩弧焊等。随着机车检修互换性加大以及机加工能力的不断加强,现在对于有色金属的焊修正在逐步减少。 三、粘结法
粘结法就是利用粘合剂把零部件粘在一起形成永久性联接的修复方法。它的优点是:可以联接很薄的零件,也可以联接厚度相差很大的零件;应力集中现象比焊接、铆接轻得多;还可以满足不同要求以及特殊性能;修复工艺简单,操作简便,成本低廉。其缺点是:容易老化、耐热性差、粘结层抗剥离、抗冲击能力差。
随着粘合剂研制的不断进步和生产的不断发展,粘结作为一种修理的手段,在电力机车的检修中越来越得到广泛的应用。 1、粘合剂的分类
粘合剂按照化学成份可以分为有机型和无机型两类。按照化学性质又可以分为以下几种:
⑴热固性粘合剂
这类粘合剂主要有环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、聚胺脂等等,这种粘合剂在加热后,树脂发生聚合和固化作用。具有耐热、耐水、耐腐蚀、粘结强度高等优点,但缺点是耐冲击性和韧性较差。 ⑵热塑性粘合剂
这类粘合剂主要有聚醋酸乙烯脂、聚苯乙烯、聚乙烯醇缩醛等等,这种粘合剂的特性是加热后软化、粘结,待冷却后具有一定强度,再加热时又软化。它的优点是耐冲击性能较好,使用方便,可以反复使用;缺点是耐热性较差。 ⑶合成橡胶粘合剂
这类粘合剂主要有丁苯胶、丁晴胶、氯丁胶、聚丁二烯胶等等,将橡胶溶解在不同的有机溶剂中即可配置成橡胶粘合剂。优点是:柔韧性好、初始粘性好、能粘结多种材料;缺点是耐低温和耐高温性能差,承载能力不强。 ⑷混合型粘合剂
这类粘合剂是将上述几类粘合剂相互混合,达到取长补短、提高性能的目的。主
要有酚醛—聚酰胺、还氧—丁晴等等。 ⑸其他粘合剂
除上述粘合剂以外还有如硅酸盐粘合剂的无机粘合剂、如牛皮胶的天然粘合剂、如导电胶、导磁胶、光敏胶的特殊用途粘合剂。但这类粘合剂在电力机车的修理过程中使用较少。
2、常用粘合剂简介
合成粘合剂都是由粘料、固化剂、增韧剂、填料、稀释剂组成。其中前两种成分是必要成分,其余成分的取舍随用途而定。 ⑴环氧树脂粘合剂
粘料为环氧树脂,固化剂为乙二胺,再根据使用要求加入填料(铁粉),增韧剂等配制而成。
环氧树脂粘合剂适用于粘合金属和非金属材料,如钢、铜、铝、玻璃、陶瓷、橡胶、木材、塑料,但对聚乙烯和有机硅树脂的粘结能力较差。 ⑵甲醇粘合剂
粘料为甲醇,固化剂为过氧化物,苯甲硫基,填料为氧化锌、铝粉。粘结钢材的接缝强度极限可以达到9.8Mpa,但耐热性差。可以用于钢、硬铝、胶木、玻璃、陶瓷的互相粘结,不太适宜铜及其合金的粘结。 ⑶有机玻璃粘合剂
将有机玻璃碎屑溶解在二氯乙烷有机溶剂中调制成溶液,用它粘结有机玻璃时,其粘结强度接近有机玻璃本身。 ⑷快干胶
常用的主要有501、502胶,它们的粘度低、流动性好、使用方便、室温下固化速度快、适用于金属、非金属的粘结。但它们有毒,适合在低温环境下保存。另外,它们接缝干燥快、脆性大、抗冲击性能差。 ⑸导电胶
导电胶以环氧树脂为粘料,加入适量固化剂(乙二胺:乙醇胺=1:1),再加入一定量的还原剂(银料、金粉、石墨)配置而成,其牌号有303、701、711和J—17,其电阻率约为3×10-4Ωm。
导电胶的固化条件是:在粘结处施以适当压力,加温70~80℃下烘干1小时,然后升温到120℃,在烘1.5~2小时即可固化。 ⑹点焊胶
点焊胶的主要成分是环氧树脂,有425点焊胶、TF—3点焊胶、203点焊胶,主要用于粘结电子元件,印刷电路板的制造和修补,电子线路中的导电材料。它的连接强度高,密封性好,应力分布均匀。 3、粘结工艺 ⑴表面处理
表面处理的目的是使被粘结零件表面洁净或者按照要求起毛,以利于粘合剂的浸润。表面处理的好坏对于粘结质量起着至关重要的作用,处理步骤如下:
①用丙酮、酒精、甲苯等溶液对粘缝处用毛笔或刷子擦洗,以彻底去除油污,保持粘结表面清洁;
②用锉刀、砂布、砂轮等对粘缝表面打磨; ③用喷枪对粘缝处做喷砂处理;
④对于钢铁零件,可以在10%硅酸钠溶液或者10%稀盐酸溶液中,加温至60℃浸泡10分钟处理;
⑤最后用清水冲洗并吹干待粘。 ⑵粘合剂的配制
粘合剂的配制,应该用干净的量杯和玻璃或者陶瓷搅拌棒,按照粘合剂产品使用说明书和工艺进行配制,将各种试剂充分搅拌均匀,以利于各种组份充分反应和填料完全浸胶。配胶的计量和混合方法与粘合剂种类有关,有的要求比例精确,有的无严格规定。⑶涂胶与晾置
将处理好后的被粘零件,涂敷一层厚度约为0.05~0.20mm的均匀粘合剂,这一过程成为涂胶。将涂胶后的制件在空气中或者特定环境中放置一定的时间,以利于粘胶的干燥,成为晾置。
涂胶使用的工具根据零件的不同而不同:刷子或毛笔主要用于粘度较小且形状复杂的粘结件;刮板主要用于粘度较大或者平面较大的粘结件;罩式涂胶法可以用于大批量的粘结件。
各种粘合剂的晾置时间要求不同,一般可以根据使用说明书上的要求进行适当晾置,晾置的时间不得短于粘合剂规定的时间。总的来说不含溶剂的粘合剂晾置时间较短,含有溶剂的粘合剂晾置时间较长。 ⑷固化
固化就是将已经涂胶好的粘结件置于一定条件下(如压力、温度、时间等),是胶层充分粘附、凝固而达到一定强度的过程。
固化中加压的目的主要是使粘胶接面紧密接触,排除胶层均匀度和致密度;保持粘结件之间准确的相对位置不发生变化。
不同类型的粘合剂固化的温度和时间各不相同。固化要掌握好温度,如温度过高,则会使胶层脆裂,如温度过低,则会使胶层固化过慢甚至不固化,大大降低机械强度,无法达到预期的粘结效果。
本章小结
本章介绍了SS7E型电力机车的总体布置、电力机车的分解、清洗、检验及修复工艺。通过学习应了解SS7E型电力机车的总体布置,掌握电力机车分解的方法及分解时的注意事项;掌握几种电力机车常用的清洗方法;掌握电力机车的检验知识及常用方法的选择使用;掌握电力机车的修复工艺。
练习题
1、什么是电力机车的分解? 2、电力机车的分解应注意哪些/
3、电力机车的清洗方法选择就满足哪些原则? 4、试述电力机车的清洗有哪几种方法。
5、按照目前的修理模式,电力机车在检修过程中一般采用哪几种检验方式? 6、电力机车常用的检验方法有哪几种? 7、电力机车的修复工艺有哪几种?
8、试举例说明几种锡铅焊料性能及用途。