Обоснование и разработка научно-методических основ высокопроизводительной технологии шлифования рельсов в условиях железнодорожного пути

• Автор: Ильиных, Андрей Степанович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 331 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ШЛИФОВАНИЯ РЕЛЬСОВ В УСЛОВИЯХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ
1.1. Анализ существующего способа шлифования рельсов
1.1.1. Шлифование как метод продления срока службы рельсов.
1.1.2. Отечественный и зарубежный опыт шлифования рельсов
1.1.3. Технические характеристики и оборудование современных рельсошлифовальных поездов
1.1.4. Особенности процесса шлифования рельсов
1.2. Основные направления совершенствования технологии шлифования рельсов в пути
1.3. Повышение производительности операции шлифования рельсов
1.4. Повышение точности профилирования головки рельса
1.5. Формирование требуемого уровня качества поверхности
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ РЕЛЬСОВ В УСЛОВИЯХ ДЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ
2.1. Методологические основы анализа процесса шлифования рельсов
2.2. Кинематика микрорезания при шлифовании рельсов торцом круга
2.3. Силовая модель микрорезания при абразивной обработке
2.4. Аналитическое определение сил резания при шлифовании рельсов
2.5. Определение глубины резания шлифовальным кругом
2.6. Взаимосвязь сил резания с параметрами рабочего оборудования
2.7. Обобщенная математическая модель процесса шлифования рельсов торцом круга
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

3. ФОРМООБРАЗОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНОГО ПРОФИЛЯ ГОЛОВКИ
РЕЛЬСА ПРИ ПЛОСКОМ ШЛИФОВАНИИ ТОРЦОМ КРУГА
ЗЛ. Типовые ремонтные профили рельсов
3.1.1. Классификация ремонтных профилей
ЗЛ .2. Геометрия ремонтных профилей
3.2. Фактический профиль рельса
3.3. Расчет ширины дорожки шлифования
3.4. Модель формообразования поперечного профиля головки рельса
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
4. ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ И УСЛОВИЙ ШЛИФОВАНИЯ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА РЕЛЬСОВ
4.1. Формирование параметров качества поверхности при шлифовании рельсов
4.1.1. Формирование шероховатости
4.1.2. Поверхностная твердость рельсов и её изменения при шлифовании
4.1.3. Влияние шлифования на остаточные напряжения в поверхностном слое головки рельса
4.1.4. Теплофизический анализ процесса шлифования рельсов
4.2. Влияние параметров качества поверхности на эксплуатационную стойкость рельсов
4.2.1. Методика проведения исследований
4.2.2. Контактно-усталостная прочность рельсов после шлифования
4.2.3. Влияние параметров качества поверхности на кинетику зарождения и распространения усталостных трещин
4.2.4. Износостойкость обработанной поверхности рельсов
4.3. Оценка взаимосвязи режимов и условий шлифования с эксплуатационными свойствами рельсов
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

5. РАЗРАБОТКА ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ШЛИФОВАНИЯ РЕЛЬСОВ В УСЛОВИЯХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО

5 Л. Теоретико-экспериментальные основы к разработке нового
технологического процесса шлифования рельсов
5.2. Направления разработки новой технологии
5.3. Разработка абразивных кругов для высокоскоростного шлифования
5.3.1. Разработка рецептуры и лабораторные испытания образцов для шлифовальных кругов
5.3.2. Исследование влияния способов формования на физикомеханические свойства кругов
5.3.3. Изготовление шлифовальных кругов
5.4. Лабораторные исследования технологии высокопроизводительного шлифования рельсов
5.4.1. Общая методика исследований
5.4.2. Определение оптимального угла атаки
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
6. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОГО ШЛИФОВАНИЯ РЕЛЬСОВ В УСЛОВИЯХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ
6.1. Автоматизированная система проектирования технологического процесса шлифования рельсов
6.1.1. Концепция системы проектирования технологии шлифования рельсов
6.1.2. Алгоритм расчета режимов шлифования
6.1.3. Разработка программного обеспечения
6.2. Разработка опытного образца рабочего оборудования рельсошлифовального поезда для реализации технологии высокопроизводительного шлифования рельсов
6.2.1. Модернизация шлифовальных электродвигателей
6.2.2. Изготовление частотного преобразователя

• связанные с применением технологии скоростного шлифования параметры процесса и установочные характеристики не могут быть реализованы на стандартном шлифовальном оборудовании;
• новые разработки в области шлифовальных кругов лишь с недавнего времени обеспечивают широкий диапазон применения высоких скоростей резания;
• большие скорости резания предъявляют высокие требования к таким элементам привода, как шпиндели и электродвигатели, но удовлетворить эти требования пока что удалось лишь частично;
В полном объеме использовать преимущества скоростного шлифования можно лишь в том случае, если с самого начала учитывать все особенности этой технологии и необходимое для нее оборудование целенаправленно ориентировать на требования рассматриваемого метода.
1.4 Повышение точности профилирования головки рельса
Профильное шлифование рельсов является самостоятельной технологической операцией, которая может использоваться - при обработке новых рельсов после их укладки, при удалении волнообразного износа, при текущей профилактике дефектности рельсов, а также при комплексном оздоровлении железнодорожного пути. В каждом из указанных выше случаев перед началом проектирования ремонтного профиля инженер должен иметь следующие материалы:
• геометрические очертания поперечника головки (в том числе значения вертикального и бокового износа);
• данные о волнообразном износе (его форма, глубина волн и др.);
• размеры наработки тоннажа;
• эксплуатационные условия участков пути, где планируется использование рельсов после их профильной шлифовки (в том числе данные о максимальных скоростях движения поездов).