Повышение эксплуатационной стойкости рельсов бесстыкового пути за счет оптимизации технологических процессов комбинированной обработки

• Автор: Бугров, Александр Валерьевич
• Шифр специальности: 05.02.08, 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 117 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЭКСПЛУТАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ

1.1. Требования к рельсам бесстыкового пути

1.2. Способы сварки рельсов и их техникоэкономическая эффективность

1.3. Дефекты в зоне сварного шва на участках бесстыкого

1.4. Цель работы и задачи исследования

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ НА КОНСТРУКТИВНУЮ ПРОЧНОСТЬ СВАРНОГО ШВА.

2.1. Структурная схема изготовления бесстыковых плетей в стационарных условиях.

2.2. Влияние методов оплавления контактностыковой сварке

на физикомеханические свойства сварного шва
2.3. Влияние дифференцированной термической обработки
на структуру и свойства сварного шва
2.3.1. Результаты металлографического исследования
2.3.2. Механические свойства
2.4. Термопластическое упрочнение сварных стыков
Выводы по главе.
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ
СВОЙСТВА СВАРНОГО ШВА
3.1. Исследование влияние режимов шлифования на шероховатость поверхности сварного шва
3.2. Определение оптимальных режимов шлифования рельсошлифовального станка на основе получения прогнозируемых параметров качества поверхности сварного
3.2.1. Алгоритм расчета и назначения параметров технологического процесса шлифования сварных швов
3.2.2. Методика расчета оптимальных режимов шлифования сварного шва.
3.3. Оценка влияния способа комбинированной обработки на
характеристики усталостного разрушения.
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Разработка рекомендаций по назначению комбинированной обработки, обеспечивающий повышенный уровень эксплуатационных свойств сварных швов
4.2. Оценка экономической эффективности предложенных
решений
Выводы по главе.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Выгруженные в пути рельсовые плети перед укладкой, в процессе укладки или после укладки свариваются в плети длиной до перегона и даже более. При этом стрелочные переводы свариваются с примыкающими к ним концами рельсовых плетей. На железных дорогах России до недавнего времени длины эксплуатируемых плетей в основном соответствовали их длинам, полученным в рельсосварочиых предприятиях (0—0 м). Средняя длина плетей но железным дорогам России составила 5 м. На полигоне бесстыкового пути эксплуатируется около тыс. При увеличении средней длины плетей до м, что почти соответствует средней длине блок-участка, можно ликвидировать около — тыс. В случае доведения средней длины плети до м (примерно длина перегона) можно ликвидировать еще — тыс. На дорогах СССР к созданию плетей большой длины приступили в г. На первом этапе удлинение производилось, преимущественно, за счет сварки уже уложенных плетей в плети длиной до блок-участка (от до м) и более. В настоящее время работы по увеличению длин плетей ведутся почти на всех дорогах России. Прогрессивным направлением усиления верхнего строения пути является замена болтовых стыков сварными. Применение сварки наряду с увеличением мощности рельсов и термическим их упрочнением, повышением чистоты стали и качества металла улучшает работу пути и снижает затраты на его содержание []. В России и других странах на наземных железных дорогах, метрополитенах, в городском и промышленном транспорте при укладке новых и ремонте старогодных рельсов и содержании пути широко применяют сварку для увеличения их длины и перехода от звеньевого пути к бесстыковому. Особенно большое распространение получает укладка в путь бесстыковых плетей из термически упрочненных рельсов [,,. В мировой практике сварку рельсов осуществляют различными способами, в том числе электрокоитактной стыковой сваркой оплавлением, дуговой ванной сваркой плавящимся электродом, термитным, индукционно-прессовым и газопрессовым способами [,,,,,,,,,,2]. Газопрессовая сварка рельсов производится путем нагрева концов рельсов газовым пламенем и осадки их при помощи сдавливания. При нагреве металл торцов рельсов доводится до пластического состояния. Нагрев ведется контурными многопламенными горелками. Горючими газами для них служат ацетилен, пропанбутан, природный газ и др. Во избежание пережога металла и для обеспечения необходимой зоны разогрева горелка в процессе сварки должна колебаться в обе стороны стыка Удельное осевое давление осадки составляет при газопрессовой сварке 1,5 кге/мм2, т. Контактная же сварка не требует такой подготовки поверхностей. Дуговая ванная сварка выполняется электродами УОНИ-/А, имеющими временное сопротивление при растяжении наплавленного металла не ниже кгс/мм2. В связи с повышением углерода и прочностных характеристик стали в рельсах в последнее время заводом рекомендованы электроды У ОНИ /у,обеспечивающие временное сопротивление не менее кгс/мм2. Обычно сварка выполняется электродами диаметром 5 мм при силе тока около 0с. Между свариваемыми концами устанавливают зазор - мм в зависимости от типа рельса. Практически зазор примерно равен 1,5 диаметра электрода с обмазкой. В процессе сварки происходит постепенное заполнение зазора расплавленным металлом. Он образуется в общей для обоих рельсовых концов ванне и удерживается специальными формами. В верхней части ванны расплавленный металл остается в жидком состоянии. Дуговой ванный способ сварки рельсов используют в небольшом объеме (примерно 5 %) на станционных железнодорожных, трамвайных путях, а также путях промышленного транспорта. При сварке промежуточным литьем не требуется сжатия (прессования) стыка. Подлежащие сварке концы рельсов так же, как и при дуговом ванном способе, устанавливаются с зазором - мм. Для сварки применяется термит, расфасованный определенными порциями для каждого типа рельсов. Литой металл выпускается в разъемные формы, установленные на свариваемом стыке. Сварка осуществляется вследствие оплавления концов рельсов и заполнения зазора термитным металлом.