Повышение производительности технологического процесса восстановления служебных свойств рельсов шлифованием за счет оптимизации выбора ремонтных профилей

• Автор: Юркова, Елена Олеговна
• Шифр специальности: 05.02.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 150 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. Основные направления повышения производительности
технологических процессов шлифования рельсов в пути
1.1. Существующие методы разработки технологических процессов шлифования рельсов
1.1.1. Выбор вариантов практической реализации
технологических процессов шлифования рельсов в пути .
1.1.2. Методика выбора ремонтных профилей при
проектировании технологического процесса шлифования рельсов
1.2. Направления повышения производительности технологических процессов восстановления служебных свойств рельсов в пути шлифованием
ВЫВОДЫ
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
2. Исследование факторов для проектирования ремонтных профилей
при различных условиях эксплуатации рельсов
2.1. Оценка влияния условий эксплуатации на изменение геометрии поперечного профиля рельса
2.1.1. Влияния факторов износа на изменение геометрии поперечного профиля рельса
2.1.2. Динамика изменения геометрии головки рельса в процессе эксплуатации
2.2. Влияние радиуса рабочего скругления головки рельса на эксплуатационные свойства рельсов
ВЫВОДЫ
3. Разработка технологического процесса шлифования рельсов в пути на
основе выбора оптимального ремонтного профиля рельса

3.1. Определение режимов и условий обработки для формирования требуемого ремонтного профиля
3.2. Формирование баз данных для проектирования технологического процесса шлифования рельсов в пути
3.3. Технология проектирования ремонтных профилей
3.3.1. Классификация ремонтных профилей
3.3.2. Методика проектирования ремонтных профилей
3.3.3. Обобщенная математическая модель расчета параметров ремонтных профилей
3.3.4. Алгоритм формирования ремонтных профилей
3.4. Автоматизированная система проектирования технологического процесса шлифования рельсов в пути
3.5. Обобщенная блок-схема технологического процесса шлифования рельсов в пути
3.6. Автоматизация выбора оптимальных технологических параметров процесса шлифования рельсов в пути
ВЫВОДЫ
4. Практическое использование полученных результатов при проектировании технологических процессов шлифования рельсов в пути на основе оптимизации выбора ремонтных профилей
4.1. Сравнительная оценка эффективности применения предлагаемого технологического процесса восстановления служебных свойств рельсов
4.2. Экономическая эффективность применения разработанного технологического процесса
ВЫВОДЫ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
С целью восстановления служебных свойств рельсов в мировой практике их ремонта и технического обслуживания, начиная с середины 60-х годов, используется шлифование рельсов в пути. Комплексными исследованиями эффективности данной механической обработки доказана возможность восстанавливать служебные свойства рельсов до 75 - 95 % от свойств новых и дополнительно пропускать по ним 100 - 150 млн. т брутто. Это достигается благодаря удалению поверхностного слоя металла, поврежденного микро- и макротрещинами, волнообразными неровностями. Кроме того, улучшается прямолинейность поверхности катания. После такой шлифовки отдаляется начало возникновения и снижается интенсивность развития контактноусталостных дефектов и волнообразного износа, уменьшаются динамические силы от колес, вибрация и расстройство всех элементов пути.
Сеть железных дорог России с 80-х годов оснащается рельсошлифовальными поездами (РШП) швейцарской фирмы «Спено» или совместного производства с данной фирмой, выполняющими большой объем работ. Только на Западно-Сибирской железной дороге ежегодно осуществляется шлифование рельсов на участках пути протяженностью около 2000 км.
Р1спользуемые на сети отечественных железных дорог технологические процессы шлифования рельсов имеют ряд существенных недостатков. Во-первых, независимо от условий эксплуатации рельсов при обработке задается только один ремонтный профиль, в то время как геометрия поперечного профиля головки рельса обусловливается в значительной степени эксплуатационными условиями. Это требует оптимизации проектирования ремонтных профилей для различных участков пути. Во-вторых, при наличии длинных волн на поверхности головки рельса при обработке имеет место эффект копирования неровностей, поэтому не обеспечивается качественное

рельса в точке, расположенной несколько впереди на расстоянии, называемом предварением касания, и на некотором расстоянии от поверхности касания, именуемом глубиной касания. Чем больше величина глубины касания, тем ниже расположена точка контакта, тем неблагоприятнее данное взаимодействие с точки зрения бокового износа и подреза гребней колес.
При действии на рельс вертикальной и горизонтальной нагрузок происходит его разуклонка под влиянием крутящего момента, который тем больше, чем меньше подуклонка рельса. По результатам расчетов величина крутящего момента при подуклонке 1/60 в 4,5 раза больше, чем при 1/20. При этом контакт колеса и рельса будет находиться на нижней части боковой грани рельса и гребня колеса.
Следовательно, чем меньше подуклонка рельсов, чем чаще контакт колес и рельсов осуществляется по боковой грани рельса, тем интенсивнее развивается боковой износ и подрез гребней. Для уменьшения данного явления [28] предлагалось в кривых укладывать рельсы с подуклонкой 1/12.
Скольжение колес при движении по кривым участкам пути
При движении колес имеют место два вида скольжения: неизбежное круговое скольжение гребня колеса по боковой рабочей грани рельса и продольное скольжение колеса по рельсу, обусловленное различием между разностью длин наружной и внутренней рельсовой нити в кривой и между разностью развернутых длин кругов катания колес, следующих по наружной и внутренней рельсовой нити кривой [28, 126].
Глубина касания колес и рельсов.
Данный фактор является производным от подуклонки рельсов и формы изношенных поверхностей бандажей колес и головок рельсов. Влияние этого фактора особенно сильно при динамическом взаимодействии колеса и рельса, когда имеет место динамическая разуклонка рельсов при проходе колес подвижного состава [28, 126].