Повышение эксплуатационных свойств рельсов в пути на основе разработки комбинированного технологического процесса шлифования с использованием высокоэнергетического воздействия

• Автор: Щелоков, Сергей Вячеславович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Глава 1. АНАЛИЗ ФОРМИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ * СВОЙСТВ РЕЛЬСА ПРИ ЕГО ОБРАБОТКЕ ШЛИФОВАНИЕМ

1.1. Динамика дефектообразования и износа рельсов при различных

условиях эксплуатации

1.2. Технология шлифования рельсов в пути как метод повышения их эксплуатационных свойств

1.3. Влияние шлифования на эксплуатационные свойства изделия

1.3.1. Формирование поверхностного слоя металла в процессе шлифования

1.3.2. Влияние шлифования на износостойкость поверхностного слоя

1.4. Анализ эффективности и области использования упрочняющих

технологий на основе высокоэнергетического

воздействия

Выводы по главе. Цели и задачи исследований

ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ШЛИФОВАНИИ НА СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ
2.1. Особенности теплового баланса при плоском торцовом
шлифовании
2.1.1. Схема теплообразования
2.1.2. Тепловые дефекты шлифуемой поверхности
2.2. Определение температуры в зоне шлифования
2.2.1. Анализ существующих методов измерения температуры
2.2.2. Описание принятых. метода и схемы измерения температуры
* 2.3. Влияние условий процесса шлифования на основные параметры
теплового процесса в поверхностном слое
2.3.1. Исследование режимов шлифования в лабораторных

условиях
2.3.2. Оценка результатов исследований
2.3.3. Влияние теплового процесса на физико-механические свойства поверхностного слоя головки рельса
2.4. Формирование математической модели расчета режимов
шлифования на основе управления термонапряженным состоянием
поверхностного слоя головки рельса
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ РЕСУРС РЕЛЬСА
3.1. Формирование свойств поверхностного слоя в процессе
высокочастотного индукционного нагрева после шлифования
3.2. Определение износостойкости изделия
3.2.1. Описание установки
3.2.2. Методика проведения испытаний и оценка результатов
3.2.3. Порядок проведения испытаний
3.3. Оценка результатов комбинированного воздействия
3.3.1. Металлографический анализ

3.3.2. Определение износостойкости рельса после комбинированной обработки
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Система автоматизированного проектирования технологического процесса шлифования рельсов в пути
4.2. Практические рекомендации по использованию комбинированного технологического процесса шлифования рельсов в пути с использованием высокоэнергетического нагрева
• 4.3. Эффективность применения комбинированного технологического
процесса шлифования рельсов в пути

Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Анализируя причины возникновения шлифовочных трещин в свете рассмотренных экспериментов можно отметить следующее. Поскольку природа образования трещин объясняется теми же причинами, что и коробление изделий, т.е. тепловыми и структурными изменениями, по-видимому, одни тепловые напряжения, хотя и могут создать большие усилия в шлифуемом слое, но сами по себе недостаточны для образования трещин. Последующие изменения структуры создают хрупкость поверхностного слоя, который под действием односторонне направленных напряжений вызывает появление сетки трещин с ориентированным направлением перпендикулярно ходу шлифовального круга и усилиям, стягивающим верхний слой.
Таким образом, изучение явлений напряженности поверхностного слоя шлифуемых изделий позволяет установить причины возникновения усилий.
Подводя итоги, отметим, что температура шлифуемого слоя и характер структурных изменений зависят от режимов шлифования, материала шлифуемой детали, его предшествующей термической обработки и характеристики шлифовального крута. Однако пока что не существует точных математических соотношений, определяющих взаимосвязь указанных параметров с температурой и напряжением, одинаково удовлетворяющих различным условиям механической обработки и эксплуатации изделий.
Ожоги при шлифовании
Абразивные зерна шлифовального круга, перемещаясь в обрабатываемом металле с большой скоростью, создают на поверхности контакта зону металла, нагретого до температуры критических точек аллотропических изменений Ас1 И АсЗ. Это происходит не только в зоне шлифования, где тепловые потоки от отдельных абразивных зерен, взаимно накладыва-ясь друг на друга, суммируются, но и при работе единичных зерен.