Повышение эффективности технологического процесса восстановления служебных свойств старогодных рельсов комбинированной обработкой

• Автор: Пучнин, Роман Вячеславович
• Шифр специальности: 05.02.08, 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАРОГОДНЫХ РЕЛЬСОВ В СТАЦИОНАРНЫХ УСЛОВИЯХ

1.1. Методы и технология ремонта железнодорожных рельсов

1.2. Классификация ремонтного фонда рельсов по пригодности их к

восстановлению механической обработкой.

1.3. Требования к старогодным термоупрочненным рельсам,

подлежащим строганию и фрезерованию

1.4. Сферы применения старогодных рельсов

1.5. Цель и задачи исследования

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАКАЛЕННЫХ РЕЛЬСОВ ПОДВЕРГАЮЩИХСЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКЕ.
2.1. Оценка влияния условий эксплуатации на изменение геометрии
поперечного профиля рельса.
2.2. Изменения физикомеханических характеристик металла
головки закаленных рельсов в зависимости от условий работы.
2.3. Определение количества и глубины залегания дефектов в
головке рельса.
2.4. Разработка системы классификации групп пригодности
старогодных рельсов.
2.5. Определение силы резания различных по наработке тоннажа
рельсов при фрезеровании.
Выводы по главе.
3. КОМБИНИРОВАННАЯ ОБРАБОТКА СТАРОГОДНЫХ РЕЛЬСОВ
3.1. Выбор и обоснование структуры комбинированного технологического процесса механической обработки рельсов
3.2. Влияние режимов разупрочнения на физикомеханические свойства старогодных рельсов.
3.3. Определения температуры в зоне индукционного нагрева рельсовой стали
3.3.1. Алгоритм решения задачи определения квазистационарного температурного поля в поперечном сечении головки рельса.
3.3.2. Влияние параметров термических циклов ВЭН ТВЧ на распределение температуры по сечению головки рельса
3.3.3. Исследование влияния режимов высокочастотного индукционного нагрева на величину глубины разупрочнения
3.4. Влияние комбинированной обработки на износостойкость
головки рельса
3.5. Улучшение обрабатываемости головки старогодных рельсов
после нормализации
3.6. Технологический процесс комбинированной обработки старогодных рельсов в стационарных условиях
Выводы по главе
4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ФРЕЗЕРОВАНИЯ РЕЛЬСОВ
4.1. Практические рекомендации по использованию комбинированного технологического фрезерования рельсов в стационарных условиях с использованием
высокоэнергетического нагрева
4.2. Экономическая эффективность применения разработанного технологического процесса
Выводы по главе
Основные результаты и общие выводы по работе.
Список литературы


Такое своеобразие работы тяжелых рельсов в пути, у которых рельсовая сталь в подошве и шейке остается практически не поврежденной, а у напряженно работающей головки повреждения располагаются в поверхностном слое, открывает широкие возможности для применения механической обработки головки непосредственно в пути и при многократном последующем использовании на менее загруженных направлениях с предварительным строганием головки при ремонте на РСП. Изучение отечественного и зарубежного опыта [5, , , , , , 2, 4, 5, 0] показало, что механическая обработка возможна тремя основными методами: строганием, фрезерованием и шлифованием. В зарубежной практике [1, 2, 3, 5, 6, 7, 0] удаление неровностей и мик-роповрежденного поверхностного слоя рельсов и стационарных условиях в большинстве случаев производится на строгальных станках повышенной мощности, что оправдывает их высокую первоначальную стоимость. Основываясь на опыте предыдущих лет можно сделать вывод, что при механической обработке старогодных «сырых» рельсов, одним из наиболее востребованным способом ремонта рельсов было профильное строгание головки [,,,1,7,4]. При такой механической обработке старогодных рельсов появляется возможность не только удалить различные волнообразные неровности на поверхности катания, но и сформировать поперечный профиль, при котором обеспечиваются наиболее благоприятные условия контактного нагружения. Прежде всего, необходимо разгрузить боковое рабочее закругление головки, под которым как раз и сосредоточиваются внутренние продольные трещины (ВПТ) [,, ,]. Для полного удаления трещин толщина снимаемого слоя металла должна была бы достигать 5 мм и более [, , , , 6, 0]. Тогда практически не остается запаса на дальнейшую работу рельсов в пути после ремонта. Таким образом, при профильном строгании удалить в головке ВПТ полностью нельзя. Следовательно, отремонтированные рельсы с трещинами будут укладывать в путь. Отсюда главная задача профильного строгания - не удаление ВПТ, а улучшение контактирования колес с рельсами, чтобы свести к минимуму интенсивность развития трещин. Головку рельсов обрабатывают комплектом инструмента из пластин твердого сплава марки ТТ7К. Пластины расположены по элементам контура рабочей поверхности головки. Возможные положения резцов при обработке головки рельсов. При периодической заточке режущей кромки резца ее конфигурацию сохраняют. Заточку алмазным инструментом рекомендуется производить на универсальном станке модели ЗЕ2, оснащенном плоскими прямыми кругами с зернистостью АС4 -АС6. Рисунок 1. В начале обработки за один пробный проход суппорта с касанием режущей кромкой центрального резца по всей длине рельса отмечаются участки поверхности катания с наибольшей высотой и волнообразностью. Зафиксированный уровень - базовый для отсчета требуемой величины подачи инструмента в режимах черновой и чистовой обработки головки. Полностью снимают поверхностные повреждения головки за 2-4 прохода суппорта станка при скорости резания 8- м/мин и подачи 0,5-0,6 мм/ход. Наплывы на головке целесообразно предварительно удалять на кромкострогальном станке, если он есть на заготовительном участке технологической линии. При чистовой, отделочной обработке формируют ремонтный проектный профиль головки и удаляют поверхностные неровности. Скорость строгания - - м/мин в зависимости от твердости металла рельса при подаче 0,5 мм/ход. Геометрические размеры и очертания поперечного профиля головки в результате механической обработки должны соответствовать одному из типовых ремонтных профилей [, , 7]. Размеры симметричного типового базового ремонтного профиля головки рельсов, предназначенных для укладки на участках пути общего пользования, такие: в средней части очертания по радиусу 0! J мм, затем по радиусу ! Размеры и типовые ремонтные асимметричные профили головки получают при одновременной обработке двух рельсов для одного звена и контролируют тоже шаблонами. Рельсы обрабатывают по каждому из типовых ремонтных асимметричных профилей для прямых и кривых по отдельным заказам департамента пути применительно к конкретным участкам. После профильной механической обработки рельсы, освобожденные от закрепления, остаются прямыми. Допускается равномерная кривизна в горизонтальной и вертикальной плоскости со стрелой прогиба не более 1/0 на базовой длине м.