Совершенствование технологии ремонта надрессорной балки и боковых рам тележки грузового вагона

• Автор: Муравьев, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 197 с. : ил.

Введение.
1 Аналитический обзор состояния вопроса в области эксплуатации и ремонта литых деталей тележки грузового вагона. Определение цели и постановка задач исследования
1.1 Условия эксплуатации, основные причины возникновения износа и повреждений узлов тележки грузового вагона модели 0

1.2 Анализ интенсивного изнашивания деталей тележки грузового вагона модели 0

1.2.1 Износ и другие повреждения рабочих поверхностей надрессорной балки и боковой рамы.

1.2.2 Усталостные повреждения деталей тележки

1.2.3 Оценка скорости изнашивания рабочих поверхностей трения деталей по межремонтному пробегу тележки.
1.3 Анализ существующих технологических процессов восстановления изношенных деталей подвижного состава и основные направления их совершенствования

1.3.1 Сварочнонаплавочные способы восстановления

1.3.2 Методы безнаплавочногоремонта деталей тележки

1.3.3 Механическая обработка восстановленных наплавкой рабочих поверхностей трения деталей тележки
1.4 Направления обеспечения регламентированного пробега тележки по допустимому износу поверхностей трения деталей при проведении ремонтов.
1.5 Определение цели и постановка задач исследований
2 Физикоматематическое моделирование контактного взаимодействия рабочих поверхностей деталей подвижного состава.
2.1 Исследование процесса контактного взаимодействия поверхностей
2.2 Математическая модель колебаний грузового вагона с учетом конструктивных параметров деталей и узлов, входящих в его состав
2.2.1 Расчетная схема и дифференциальные уравнения движения 4осного грузового вагона по прямым и криволинейным участкам пути
2.2.2 Определение продольных и поперечных реакций связей элементов тележки и момента сил трения в подпятниковом узле надрессорной балки.
2.2.3 Определение взаимных угловых и линейных перемещений сопряженных между содой элементов в телеэске 4осного грузового вагона .
2.2.4 Силы и моменты сил в связях между надрессорной балкой и боковыми рамами тележки грузового вагона. .
2.2.5 Определение реакций связей боковых рам с колесными парами .
2.3 Моделирование процесса контактного взаимодействия деталей
2.3.1 Определение основных геометрических параметров контакта
2.3 .2 Определение характера контакта макро и микронеровностей поверхностей трениядеталей телеэгски
2.4 Построение.математической модели усталостного разрушения рабочих поверхностей трения надрессорной балки и боковых рам
3 Анализ эксплуатационной роли показателей качества рабочих поверхностей трения деталей тележки грузового вагона модели 0 .
3.1 Направления и задачи исследования скорости изнашивания, и износостойкости литых деталей тележки. . .
3.2 Выбор доминирующих факторов математической модели эксплуатационного показателя ресурса деталей тележки
Исследование влияния показателей качества рабочих поверхностей трения деталей тележки нахкорость изнашивания в эксплуатации
3.3.1 Планирование эксперимента по оценке связи показателей качества поверхностей деталей с эксплуатационным показателем ресурса
3.3.2 Обработка экспериментальных данных исследования.
3.3.3 Определение рациональных значений показателей качества рабочих поверхностей, обеспечивающих межремонтный ресурс деталей тележки. .
4 Технологическое обеспечение заданного ресурса литых деталей тележки грузового вагона модели 0 при ремонте.
4.1 Определение основных направлений технологического обеспечения размерных и геометрических показателей качества.рабочих поверхностей
4.2 Конструирование про1рессивиогст сборного фрезерного инструмента
для механической обработки рабочих поверхностей деталей тележки
4.3 Планирование эксперимента по определению оптимальных режимов механической обработки деталей тележки на специальном оборудовании.
4.3.1 Определение значимых факторов, влияющих на. возникновение размерных погрешностей при механической обработке
4.3.2 Обработка экспериментальных данных исследования
4.4 Планирование эксперимента по определению оптимальных геометрических параметров режущей части специального сборного фрезерного инструмента для механической обработки деталей тележки
4.4.1 Определение значимых факторов, влияющих на образование мокро и микронеровностей рабочих поверхностей при механической обработке надрессорной балки и боковых рам специальным инструментом.
4.4.2 Обработка экспериментальных данных исследования.
5 Оценка техникоэкономического эффекта внедрения результатов исследования.
5.1 Определение экономической целесообразности применения разработанного комплекта инструментов для механической обработки деталей тележки. Расчет экономического эффекта для ремонтного производства
5.2 Определение абсолютного экономического эффекта повышения ресурса литых деталей тележки грузового вагона между деповскими ремонтами
Основные результаты и выводы
Библиографический список
Приложение А Акты производственных испытаний и внедрения комплекта сборных фрезерных инструментов для обработки подпятникового места
надрессорной балки
Приложение Б Акты производственных испытаний и внедрения сборного фрезерного инструмента для обработки буксового проема боковой рамы.
Приложение В Использованные патенты на полезные модели
Введение


Явление схватывания приводит к образованию наростов узлов схватывания, задиров, заеданию, изнашиванию и катастрофическому повреждению поверхностей надрессорной балки и боковой рамы. Износ является типичным дефектом не только для узлов грузовых вагонов, но и для узлов других железнодорожных экипажей. Картина изнашиваемых поверхностей подвижного состава представлена в таблице 1. Из таблицы 1. Чаще всего на корпусных деталях изнашиваются наружные цилиндрические , плоские , фасонные 6, внутренние цилиндрические 3 и торцевые поверхности 3. По объему проведения сварочнонаплавочных работ и последующей механической обработки при восстановлении изношенных поверхностей детали тележки распределяются аналогично таблице 1. Таблица 1. Диски 0, 0, 0, 0, . ТЭ вторая к электровозу ВЛ третья к четырехосному грузовому вагону четвертая к пассажирскому вагону. Крепежные детали и поверхности под них в данной работе не учитывались. Приняты обозначения типов поверхностей ЦВ цилиндрическая внутренняя ЦН цилиндрическая наружная ПЛ плоская ГР торцевая КН коническая наружная КВ коническая внутренняя ШЛ шлицевая РЗ резьбовая ФС фасонная. В ремонтном производстве значение износа является одним из основных критериев применимости того или иного способа восстановления, поскольку по его значению устанавливаются припуск на обработку, количество проходов при механической обработке, качество последующей механической обработки наплавленных поверхностей. Различают износ рабочих поверхностей деталей тележки при трении без смазки, граничной смазке и при наличии абразива. При эксплуатации в надрессорной балке возникают следующие виды износа и механических повреждений таблица 1. Перечень разновидностей износа и повреждений, возникающих на рабочих поверхностях боковой рамы рисунок 1. На рисунках 16 представлены гистограммы распределения износа рабочих поверхностей надрессорной балки при поступлении в деповской ремонт. Одним из наиболее изнашиваемых узлов надрессорной балки является подпятниковый узел. Гистограммы составлены по значениям износа поверхностей надрессорной балки в вагонном депо ВЧД2 ОмскОортировочный. Размер выборки составил надрессорных балок вагонов. На рисунке 1. Анализ износа цилиндрических поверхностей подпятиикового узла. Наиболее интенсивно изнашиваются цилиндрические поверхности наружного и внутреннего буртов в направлении продольной оси вагона. Максимальный износ наружного бурта его образующей достигает мм на диаметр в направлении оси вагона. Износ в поперечном направлении достигает значений, не превышающих 6 мм. Интенсивность износа бурта вдоль вагона в ,5 раза больше, чем поперек его. Около надрессорных балок имеют износ образующей наружного бурта выше предельно допустимого значения, установленного нормативными правилами ремонта деталей тележки . Максимальный износ шкворневой горловины ее образующей подпятника достигает мм на диаметр в направлении оси вагона. Износ образующей горловины в поперечном направлении не превышает 1 мм. Около балок имеют износ образующей шкворневой горловины выше предельно допустимого значения в 5мм. В этих случаях балка отправляется в ремонт. Торцевая опорная поверхность подпятника изнашивается, также неравт номерно. Износ опорной поверхности составляет от 1 до 6 мм. При этом до надрессорных балок с глубиной подпятника мм и до с глубиной мм имеют износ торцевой поверхности подпятника свыше допустимого в 3 мм. Таблица 1. Отколы отверстия кронштейна мертвой точки крепления рычажной передачи тормоза Экстремальные условия вождения. Таблица 1. При пластическом деформировании цилиндрических поверхностей надрессорной балки под действием ударнотяговых нагрузок в процессе эксплуатации образуются наплывы металла на горизонтальные торцевые поверхности за счет выдавливания металла с цилиндрической поверхности. При пластическом деформировании наклонных поверхностей возможно выдавливание металла с образованием наплывов по краям углублений под фрикционные клинья. От ударного воздействия на поверхностях деталей тележки образуется наклеп упрочненные области металла повышенной твердости и хрупкости.