Разработка научных основ и внедрение современной технологии производства железнодорожных колес с высокими эксплуатационными характеристиками

• Автор: Кушнарев, Алексей Владиславович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 403 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ, ПОСТАНОВКА НАУЧНОЙ ПРОБЛЕМЫ И ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ МОДЕРНИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОЛЕС (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
1.1. Классификация, условия эксплуатации и безопасность применения железнодорожных колес
1.2. Анализ технологических схем производства колес
1.3. Методы исследования процессов штамповки и прокатки колес
1.4. Научная проблематика и эффективные пути модернизации технологии производства железнодорожных колес. Цели и задачи диссертационной
работы
ГЛАВА 2. РАЗВИТИЕ МКЭ - МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ШТАМПОВКИ И ПРОКАТКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОЛЕС
2.1. О вариационном методе решения краевой задачи механики обработки металлов давлением
2.2. Общее положение метода конечных элементов
2.3. Тепловая задача обработки металлов давлением
2.4. Моделирование деформируемой среды
2.5. Алгоритм решения краевой задачи обработки металлов давлением в конечно-элементной постановке
2.6. Разработка метода оценки точности железнодорожных колес на основе конечно-элементного моделирования
2.7. Основы графоаналитического метода оценки точности железнодорожных колес
2.8. Исследование дисбаланса и оценка точности черновых колес
Выводы по главе

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ ПРИ

3.7. Теоретические исследования формоизменения заготовки и силовых параметров штамповки при изготовлении железнодорожного колеса
диаметром 1250 мм для локомотивов
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНО-СКОРОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ, ЭВОЛЮЦИИ ЗЕРЕННОЙ СТРУКТУРЫ И ФАЗОВОГО СОСТАВА КОЛЕСНОЙ СТАЛИ ПРИ ОБРАБОТКЕ ЗАГОТОВОК НА ПРЕСОПРОКАТНОЙ ЛИНИИ
4.1. Основные механизмы упрочнения стали для железнодорожных колес
4.2. Феноменологические основы исследования эволюции зерновой структуры и фазового состава стали при обработке металлов давлением
4.3. Исследование температурных полей в заготовке при предварительной
и окончательной штамповке
4.4. Исследование макро- и микроструктуры поковок в промышленных условиях
ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ШТАМПОВКЕ
3.1. Статистическое исследование факторов, определяющих геометрию
очага деформации при штамповке
3.2. Анализ формоизменения заготовок при штамповке по способу «БМБ-ЕНМиСО»
3.3. Рациональное соотношение обжатий при штамповке и прокатке
колес
3.4. Разработка и исследование нового способа предварительной
штамповки заготовок
3.5. Разработка способа предварительной штамповки и исследование совмещенного процесса осадки, разгонки и калибровки
3.6. Альтернативные способы предварительной штамповки и их исследование

Выводы по главе
ГЛАВА 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И
ИНСТРУМЕНТА НА НОВОЙ ПРЕССОПРОКАТНОЙ ЛИНИИ
5 Л. Расчет объема или массы непрерывнолитой заготовки
5.2. Расчет оптимальных припусков под механическую обработку колес. Обоснование режимов полнопрофильной обточки колес на линии
5.3. Сравнительный анализ теоретических и фактических припусков под механическую обработку
5.4. Проектирование штамповой оснастки пресса К5
5.5. Проектирование калибровки валков колесопрокатного стана
5.6. Проектирование штамповой оснастки пресса R9
5.7. Проектирование штамповой оснастки пресса R5
Выводы по главе
ГЛАВА 6. МОДЕРНИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОЛЕС НА ОАО «ЕВРАЗ-НТМК»
6.1. Новая технология производства колесной стали
6.2. Повышение качества непрерывно литого слитка из колесной стали
6.3. Совершенствование технологии и оборудования для нагрева заготовок
6.4. Повышение стойкости инструмента деформации
6.5. Научное обоснование и внедрение новой технологии и оборудования
для термообработки колес
6.6. Освоение финишной обработки колес
6.7. Разработка современных способов контроля технологии и качества железнодорожных колес
6.8. Расширение сортамента и результаты внедрения новой технологии и
оборудования по производству железнодорожных колес
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

После прокатки разгрузочное устройство, аналогичное загрузочному, захватывает колесо и передает на тележку, транспортирующую его к выгибному прессу. Выгибной пресс усилием 20 МН гидравлический, имеет мультипликатор. На этом же прессе, происходит клеймение колес. После выгибки и клеймения колесо с помощью крюка, подвешенного к подвижной траверсе пресса, перекладывается на тумбу (второй стол на подвижной плите пресса), откуда поворотным краном передается на небольшой стеллаж и далее уже электромостовым краном транспортируется на склад, где собранные в стопы колеса медленно охлаждаются на воздухе. Производительность всей установки фирмы «Bonatrans» составляет около 80 колес в час. Однако точностные характеристики колес, поступающих с прессопрокатной линии, довольно низкие. Эксцентриситет ступицы доходит до 10 мм, а припуски на ее обработку - до 20 мм. При этом колеса, как правило, приходится последовательно обрабатывать по всем элементам.
2. Sumitomo Metal Industries & Nippon Steel (Япония)
Прессопрокатная линия имеет в своем составе гидравлический пресс двойного действия с подвижными столами, на котором производится предварительная и окончательная штамповки, колесопрокатный стан вертикального типа и калибровочно-выгибной пресс (рис. 1.10).
Отличительной особенностью технологии является применение сферодвижной штамповки (рис. 1.11а и 1.116) в операциях калибровки. Особенностью сферодвижной штамповки является вращение нижнего штампа и колебательное движение верхнего штампа за счет того, что ось его отклонена на угол Р относительно оси нижнего штампа. Преимуществами технологии является повышение точности размеров чернового колеса, а так же снижение силовых параметров процесса. Этот процесс был опробован на отдельно стоящем прессе, но в прессопрокатной лини не был освоен.