Разработка метода оценки ресурса пятникового узла вагона по критерию износа

• Автор: Воронин, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ПЯТНИКОВОГО УЗЛА И
ВЫЯВЛЕНИЕ ПРИЧИН ЕГО ОТКАЗА
1.1. Назначение пятникового узла и анализ существующих конструктивных вариантов
1.2. Анализ методов оценки износостойкости пар трения
1.3. Анализ отказов пятникового узла и сопоставление их с другими видами отказов
1.4. Анализ эксплуатационной нагруженности пятниковых
узлов
1.5. Основные результаты главы
2. РАЗРАБОТКА ОСНОВНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ РАСЧЕТНОГО
МЕТОДА ОЦЕНКИ РЕСУРСА ПЯТНИКОВОГО УЗЛА
2.1. Соотношения для расчета износа и ресурса трибосопряжения по критерию предельного износа
2.2. Разработка методики расчета изнашивания опорных поверхностей пятникового узла
2.3. Разработка методики расчета изнашивания цилиндрических поверхностей пятникового узла
2.4. Основные результаты и выводы по главе
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ И РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ
ОЦЕНКИ РЕСУРСА ПЯТНИКОВОГО УЗЛА
3.1. Решение интегральных уравнений применительно к
расчету изнашивания опорных поверхностей пятникового узла
3.2. Решение интегральных уравнений применительно к расчету изнашивания цилиндрических поверхностей пятникового узла
3.3. Разработка алгоритма вычисления контактного давления и износа плоских поверхностей пятникового узла
3.4. Основные результаты и выводы по главе
4. ЧИСЛЕННЫЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗНОСОВ ПЯТНИКОВОГО УЗЛА
4.1. Проверка достоверности результатов, получаемых по разработанному методу
4.2. Результаты натурного обследования износов пятникового
узла
4.3. Исследование влияния эксплуатационных параметров на износ в пятниковом узле
4.4. Исследование влияния материала и типа вагона на износ в пятниковом узле
4.5. Основные результаты и выводы по главе
5. РАЗРАБОТКА ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ
РЕСУРСА ПЯТНИКОВОГО УЗЛА
5.1. Классы износостойкости
5.2. Оценка триботехнических качеств материалов пятникового узла по “Классам износостойкости”
5.3. Влияние твердости приповерхностных слоев и специальных вставок на износостойкость материалов
5.4. Основные результаты и выводы по главе
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Работоспособность машины, как механической системы, определяется прочностью и износостойкостью ее составных частей.
Проблемы прочности конструкции, включая поиск оптимальной конструкции, технологию выбора материалов и расчетнотеоретическую идеологию оценки ее ресурса, в настоящее время, хорошо развиты.
Создание сложных машиностроительных конструкций, к которым относятся и конструкции железнодорожной техники, связаны с необходимостью использования в них узлов трения. К большинству этих конструкций предъявляются высокие требования по прочности, надежности и работоспособности. В связи с этим, для разносторонней и наиболее полной оценки прочности, надежности и работоспособности этих конструкций обычно необходимы исчерпывающие сведения об износостойкости материалов, входящих в пару трения, нагрузках, действующих на рассматриваемый узел, наличии смазки и т.п.
Проведенный анализ показал, что машины примерно на 80 % выходят из строя в результате износа их деталей [ 1 ]. Расчетные методы оценки ресурса трибосопряжений, начиная с обоснования общетеоретических подходов к становлению этого научного направления, получили развитие лишь со второй половины XX века и в настоящее время находятся в стадии развития.
Определяя основные направления развития трибологии на XXI век, ведущие ученые выделяют, как одну из главных задач, завершение становления и развитие общих концептуальных положений расчета ресурса машин по критерию износа [2].

ность узла характеризуется непостоянством во времени, определяемым, главным образом, колебаниями вагона:
-дополнительные поступательные вдоль оси пути - подергивание;
- поступательные поперек пути - боковой относ;
- поступательные в вертикальной плоскости - подпрыгивание;
- повороты относительно продольной главной центральной оси вагона - боковая качка;
-повороты относительно поперечной главной центральной оси, перпендикулярной плоскости симметрии рельсовой колеи - продольная качка или галопирование;
-повороты относительно главной центральной оси, перпендикулярной плоскости пути - виляние.
С увеличением скоростей движения, повышением грузоподъемности конструкции и увеличением интенсивности их использования возрастают нагрузки на опорные узлы вагонов. Установлено, что при движении вагонов, как но кривым, так и по прямым участкам пути систематически происходит перевалка кузова на подпятниках тележек, в результате действия которой в пятниковом узле возникают напряжения, превышающие напряжения от симметричной нагрузки (брутто) в несколько раз. Колебания перевалки кузова сопровождаются периодическими отрывами крайних зон опорной поверхности пятников от подпятников. Перевалка кузова вызывает постоянное перемещение по опорной поверхности равнодействующей вертикальной нагрузки на тележку и приводит к перераспределению напряжений в опорных элементах.
Следствием этого является также повышенный износ опорной и цилиндрической поверхностей, особенно значительный у пятниковых узлов 8-осных полувагонов и цистерн. По данным экспериментального