Бандажи тягового подвижного состава повышенной эксплуатационной стойкости

• Автор: Брюнчуков, Григорий Иванович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ЛОКОМОТИВНЫХ БАНДАЖЕЙ В ЭКСПЛУАТАЦИИ.

1.1. Основные виды повреждений локомотивных бандажей в эксплуатации

и их эволюция

1.2. Экспериментальные данные о повреждаемости бандажей из различных марок сталей в эксплуатации.

1.3. Влияние остаточных напряжений на повреждаемость локомотивных бандажей

2. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ СОСТАВА И СТРУКТУРЫ НА СВОЙСТВА БАНДАЖНОЙ СТАЛИ.

2.1. Механические свойства стали

2.2. Износостойкость

2.3. Контактноусталостная выносливость.

2.4. Термическая стойкость
2.5. Циклическая трещиностойкость и сопротивление хрупкому разрушению
3. РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛОКОМОТИВНЫХ БАНДАЖЕЙ
3.1. Основные этапы развития бандажного производства
3.2. Развитие технических требований к бандажной стали
3.3. Требования к бандажной стали по ГОСТ 8
3.4. Требования к бандажной стали по 1БО 1.
3.5. Особенности и недостатки современного технологического процесса производства бандажей.
4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ ВЫБОРА ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И РЕЖИМА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БАНДАЖЕЙ ПОВЫШЕННОЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ.
1. Влияние содержания углерода и легирующих элементов на структурные
превращения в углеродистых сталях.
4.2. Особенности производства бандажной стали на ОАО НТМК.
4.3. Прокаливаемость бандажной стали
5. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА БАНДАЖИ ПОВЫШЕННОЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ.
5.1. Выбор химического состава и механических свойств бандажной стали
5.2. Выбор режима термической обработки и изготовление опытных бандажей
6. МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИСПЫТАНИЙ ЛОКОМОТИВНЫХ БАНДАЖЕЙ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
И В ЭКСПЛУАТАЦИИ
6.1. Лабораторные исследования
6.2. Стендовые испытания.
6.3. Полигонные испытания локомотивных бандажей
7. РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
И ПОЛИГОННЫХ ИСПЫТАНИЙ опытных локомотивных БАНДАЖЕЙ ПОВЫШЕННОЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ.
7.1. Механические свойства, макро и микроструктура стали
7.2. Износостойкость, контактноусталостная выносливость и вязкость разрушения.
7.3. Распределение остаточных напряжений.
7.4. Полигонные испытания опытной партии локомотивных бандажей.
8. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА.
ВЫВОДЫ.
ПРИЛОЖЕНИЯ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Изменение общего количества обточек бандажей (в том числе по причине предельного износа гребня по толщине) за период - гг. Фактический средний срок службы электровозных и тепловозных бандажей в настоящее время составляет 0 и 0 тыс. В настоящее время срок службы на уровне нормативного имеют только бандажи пассажирских электровозов, эксплуатируемых на равнинных участках сети железных дорог. Кроме того, в эксплуатации наблюдается большое количество случаев разрушений локомотивных бандажей в результате возникновения и развития усталостных трещин в гребне и по знакам маркировки с последующим поперечным изломом всего бандажа (рис. Таблица 1. Вид локомотива Средний ремонт (СР), тыс. Реальный срок службы бандажей, тыс. Рис. В течение года произошло около разрушений бандажей, причем большинство из них (около %) - по гребню. Эти случаи крайне опасны и резко снижают безопасность движения железнодорожного транспорта. Фактический пробег до разрушения таких бандажей, как правило, не превышает 0 тыс. Практика эксплуатации локомотивов показывает, что своевременно отследить возникновение усталостной трещины в бандаже и предотвратить аварийную ситуацию практически невозможно. Рис. В связи с этим задача повышения эксплутационной стойкости локомотивных бандажей, а в первую очередь их износостойкости и контактноусталостной выносливости является весьма актуальной. Снижение числа разрушений бандажей вследствие возникновения трещин в гребне или полное их исключение позволит значительно повысить безопасность движения и средний срок службы бандажей. Поскольку основной причиной снижения срока службы локомотивных бандажей являются износные и контактно-усталостные повреждения, при разработке новых марок бандажной стали следует ориентироваться в первую очередь на повышение уровня механических свойств локомотивных бандажей, что благоприятно скажется на их служебных характеристиках, таких как износостойкость, контактно-усталостная выносливость и сопротивление усталостному разрушению. Анализ работ, ранее проведенных во ВНИИЖТе, показал, что повышение прочности и твердости бандажей оказывает положительное влияние на их износостойкость и стойкость к образованию выщербин контактно-усталостного происхождения [6, 7, 8,9]. Сравнительные эксплуатационные испытания электровозных бандажей были проведены на электровозах серии ВЛ и ВЛМ на Южно-Уральской, Северной и Закавказской железных дорогах в - гг [7]. Испытаниям подвергались как стандартные бандажи из различных марок стали, так и опытные с различным содержанием углерода и различными видами термической обработки. Обобщенные результаты испытаний представлены в табл. К первой группе отнесены бандажи из стали марки I по ГОСТ 8-, ко второй - бандажи из стали марки IV по ГОСТ 8- и опытные с содержанием углерода до 0, %, в третью группу вошли опытные бандажи с содержанием углерода выше 0, %. Таблица 1. Сравнительные испытания паровозных бандажей были проведены в - гг. М, оборудованных стандартными бандажах из стали марки IV по ГОСТ 8- с содержанием углерода в диапазоне 0,-0, % и опытными из среднеуглеродистой стали с примерно одинаковой прочностью (сталь опытных бандажей соответствовала марке II по ГОСТ 8-). Обобщенные результаты испытаний приведены на рис. СО и СО рядового производства с содержанием углерода 0,-0, % и прочностью 0-4 МПа и опытных высокоуглеродистых с содержанием углерода 0,-0, % и прочностью - МПа [7]. Было установлено, что средняя интенсивность износа практически одинакова для обеих групп бандажей и составляет 0,-0, мм/4 км. Рис. На основании проведенных исследований была дана рекомендация о снижении содержания углерода в бандажной и колесной стали, поскольку на сталях с высоким содержанием углерода образование частиц «белого слоя» происходит интенсивнее, чем на малоуглеродистых сталях. Эти выводы были приняты в качестве теоретического обоснования внедрения малоуглеродистых сталей для изготовления бандажей и положены в основу нового стандарта на бандажи ГОСТ 8-. Наблюдение за износом гребней электровозных бандажей было выполнено на Северо-Кавказской и Закавказской железных дорогах в -гг.