Возможности повышения долговечности рельсов за счет рациональных режимов и условий шлифования их в пути

• Автор: Дмитриева, Ольга Викторовна
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 139 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ВЛИЯНИЕ ШЛИФОВАНИЯ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

РЕЛЬСОВ

1.1. Причины и механизм образования поперечных трещин

усталости в головке рельсов

1.2. Влияние макронапряжений в поверхностном слое на

зарождение и распространение трещин усталости

1.2.1. Классификация остаточных напряжений

1.2.2. Остаточные напряжения в железнодорожных рельсах послеобъемнойзакалки

1.2.3. Влияние пластической деформации на величину
остаточных напряжений
1.2.4. Остаточные напряжения в металлических материалах
при шлифовании
ВЫВОДЫ
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Материал исследования
2.2. Исследование структуры материла
2.3. Определение микротвердости
2.4. Оценка напряжений I рода рентгеноструктурным
анализом
3. ИЗМЕНЕНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛА ГОЛОВКИ РЕЛЬСА
В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
3.1. Влияние времени эксплуатации на зарождение и развитие
трещин усталости в головке рельсов
3.2. Изменение микротвердости поверхностного слоя головки
рельсов в зависимости от длительности эксплуатации
3.3. Влияние технологического процесса шлифования на
уровень микротвердости в поверхностном слое головки рельса

3.4. Структурные изменения в металле головки рельсов в
зависимости от времени и условий эксплуатации
ВЫВОДЫ
4. ВЛИЯНИЕ ШЛИФОВАНИЯ РЕЛЬСОВ НА ОСТАТОЧНЫЕ
НАПРЯЖЕНИЯ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ ГОЛОВКИ
РЕЛЬСОВ
4.1. Математическая модель определения остаточных напряжений в поверхностном слое головки рельсов
4.2. Оценка остаточных напряжений, формирующихся при шлифовании рельсов в пути
4.3. Оптимизация режимов и условий шлифования, обеспечивающих повышенную долговечность
рельсов
ВЫВОДЫ
5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Модельное представление морфологии поверхности головки рельса при различных условиях эксплуатации
5.2. Разработка технологического процесса шлифования рельсов, обеспечивающего повышенный уровень долговечности рельсов
5.3. Оценка экономической эффективности предложенных решений
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО
РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Железнодорожный транспорт Российской Федерации имеет исключительно важное значение в жизнеобеспечении многоотраслевой экономики и реализации социально значимых услуг по перевозке пассажиров. На его долю приходится более 75 % грузооборота и 40 % пассажирооборота, выполняемых транспортом общего пользования.
Основная задача, стоящая перед железнодорожным транспортом, заключается в полном и своевременном удовлетворении постоянно возрастающих потребностей народного хозяйства и населения в перевозках, повышение эффективности и качества работы транспортной системы. Решение этой задачи связано с повышением грузонапряженности, нагрузок от колесных пар на рельсы, скорости движения и массы поездов, что требует значительного увеличения мощности и надежности железнодорожного пути. От состояния железнодорожного пути зависит непрерывность и безопасность движения поездов, объемы перевозок, а также эффективность использования подвижного состава.
В современных условиях подавляющее большинство полных, а также около 20% частичных отказов пути, происходит из-за накопления в процессе эксплуатации повреждений рельсов. Отказ рельса является отказом пути в целом, в то время как при отказе какого-либо элемента рельсового основания, например, шпалы или подкладки, происходит перераспределение нагрузки на соединительные элементы. Поэтому эксплуатационной стойкости рельсов придается большое значение в хозяйстве железнодорожного транспорта.
Проблема восстановления пути и продления срока службы рельсов в настоящее время решается совершенствованием старых и разработкой новых технологических процессов восстановления служебных свойств рельсов.
В настоящее время в зарубежной и отечественной практике ремонта и технического обслуживания для восстановления служебных свойств рельсов

О Применение для испытаний образцов, изготовленных непосредственно
из рельсов, позволило получить достоверные данные о реально протекающих процессах в поверхностном слое их головки.
2.2. Исследование структуры материала
Металлографический анализ проводили методом оптической микроскопии на микроскопе МИМ-8 при рабочих увеличениях 100 - 300 О крат. Исследовалась дефекты и структура металла головок рельсов с
различной эксплуатационной наработкой и после технологических воздействий.
. Для исследования механическим способом подготавливались шлифы темплетов головок рельсов. Микроструктуру образцов выявляли химическим травлением в 4 %-ном растворе азотной кислоты в спирте.
2.3. Определение микротвердости
ф Для определения микротвердости подготавливались шлифы темплетов
головок рельсов. Измерения проводились в соответствие с ГОСТ 9450-76 на приборе ПМТ-3 при увеличении х487 в трех направлениях: по вертикальной оси головки рельса, на рабочей боковой грани в зоне скругления головки и в зоне скругления нерабочей грани головки рельса. Схема измерений приведена на рис. 2.2.
Для определения микротвердости использовалась нагрузка на индентор 200 г, время выдержки под нагрузкой составляло 10 сек.