Повышение эксплуатационного ресурса цельнокатаных колес грузовых вагонов путем выбора рационального интервала их твердости

• Автор: Петракова, Анна Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 198 с. : ил.

Содержание
Введение.

1. Состояние вопроса.

1.1 Основные причины повреждения колесных пар

1.2 Технологические приемы и методы снижения интенсивности

изнашивания цельнокатаных колес

1.3 Колеса повышенной твердости. Результаты эксплуатации

1.4 Цель исследований, постановка задачи и пути ее решения

1.5 Выводы

2. Исследование влияния твердости на интенсивность

изнашивания цельнокатаного колеса

2.1 История моделирования системы колесорельс.
2.2 Теоретические основы подобия, п теорема
2.3 Метод анализа размерностей.
2.4 Использование метода анализа размерностей при моделировании сложных систем.
2.5 Экспериментальные исследования взаимодействия колеса повышенной твердости и рельса
2.6 Определение напряжений в зоне контакта взаимодействия имитатора колеса и рельса
2.7 Использование некомпозициониых планов второго порядка для математического описания интенсивности изнашивания
цельнокатаного колеса повышенной твердости.
2.8 Использование симплекс решетчатых планов для математического описания интенсивности изнашивания
цельнокатаного колеса повышенной твердости.
2.9 Исследование влияния твердости материча колеса на интенсивность изнашивания
2. Выводы
3. Анализ существующих методов контроля качества
3.1 Неразрушающие методы контроля качества
3.2 Разрушающие методы контроля качества.
3.3 Выбор и обоснование метода контроля качества цельнокатаных колес повышенной твердости в условиях ремонтных депо и ВКМ
3.4 Определение остаточного ресурса детали по значению твердости
3.5 Выводы
4. Организация входного контроля качества цельнокатаных колес повышенной твердости в условиях ремонтных депо и
4.1 Анализ существующих методов контроля твердости
4.1.1 Статические методы контроля твердости.
4.1.2 Динамические методы контроля твердости
4.1.3 Косвенные методы контроля твердости.
4.2 Выбор и обоснование метода контроля твердости и типа прибора
4.3 Методика проведения входного контроля качества
цельнокатаных колес повышенной твердости
4.4 Выводы
5. Определение экономической эффективности использования 4 входного контроля качества в условиях ремонтных депо и ВКМ.
5.1 Показатели оценки экономической эффективности.
5.2 Расчет дисконтированного экономического эффекта.
5.3 Расчет годового экономического эффекта от внедрения входного
контроля качества цельнокатаных колес повышенной твердости
5.4 Вы воды.
Заключение
Список использованной литературы


Описание работы рельса основано на теории С. П. Тимошенко, учитывающей деформации сдвига. При решении использовались интегральные преобразования Лапласа и Фурье. Переход от изображений к оригиналам в аналитической форме невозможен, все операции выполняются численным способом. На рис. Рф, вертикального перемещения у(0, изгибающего момента М(0 и ускорения а(г) в сечении рельса в месте удара. У0=1,9 м/с, ш^ЮООО кг, т=0 кг, рельс Р. Как видно из рис. АВ с рельсом (рис. Р, изгибающего момента М, а также увеличение ускорения в сечении рельса в месте удара и вертикального перемещения. Рисунок 1. Рисунок 1. Таким образом, дополнительное напряженное состояние, как в рельсах, так и в колесных парах существенно превышает штатное, которое имеет место при качении колес без дефектов. Ввиду этого при больших размерах дефектов колесных пар, например, при ползуне свыше 1 мм у колеса грузового вагона, налагается запрет на эксплуатацию подвижного состава с таким видом дефекта. Конструкция колесной пары, рамы тележки, кузова и характер связей между ними в решающей мере определяет характер динамических процессов в системе «экипаж-путь». Торможение и буксование, прохождение криволинейных участков приводят к взаимному перемещению трущихся участков, что при наличии абразива усиливает процесс разрушения, как колеса, так и рельса. Помимо трения качения и скольжения на участке контакта колеса и рельса наблюдается спин, активизирующий процессы схватывания контактирующих поверхностей /, /. Нагретый до высокой температуры при торможении колодками тонкий слой металла колеса мгновенно остывает при контакте с холодным рельсом, это вызывает циклические температурные деформации и способствует образованию трещин. В результате взаимодействия выше перечисленных и других факторов на поверхности катания и гребне колеса возникает более типов дефектов /, /. Изучение контактных явлений между колесом и рельсом, условий эксплуатации колесной пары /-/ показало, что образование дефектов и нарастание скорости изнашивания колес, ведущих к полной или частичной потере их работоспособности, зависит от многих факторов: эксплуатации, ремонта и, в том числе, от условий их изготовления. Иванов В. Износ первого рода вызывается касательной силой тяги, приложенной по окружности бандажа. В точке контакта бандажа с рельсом касательная сила тяги при наличии значительной вертикальной нагрузки приводит к упругим перемещениям частиц металла. Непрерывность этого явления вызывает износ бандажей. Износ второго рода представляется так же, как результат проскальзывания колеса по рельсу, но только на более значительную величину, превышающую упругие деформации частиц металла. Третий вид износа определяется нормальной нагрузкой, вызывающей смятие металла, течением его в сторону боковой грани с образованием наплывов. Такое объяснение причин износа подтверждается исследованиями Кислика В. А. //, а также рядом других исследователей /,/: износ колесной пары представляет собой явление, состоящее из двух одновременно протекающих процессов: смятия металла под воздействием давления между колесом и рельсом при качении, истирание поверхности от трения скольжения при проскальзывании колеса по рельсу. По соотношению площадей смятия и истирания, последняя составляет -% от общего износа. Выработка от смятия объясняется пластической деформацией и перемещением металла в направлении от средней линии катания к боковым сторонам. Сопровождающий пластическую деформацию наклеп вызывает образование микротрещин и отслоение металла. Оба процесса протекают одновременно, наслаиваясь друг на друга. Однако необходимо отметить, что при этом поверхность должна иметь такие механические характеристики, чтобы, с одной стороны, была обеспечена высокая износостойкость, с другой -достаточная сопротивляемость ударным и циклическим нагрузкам. Процесс изнашивания цельнокатаных колес является следствием нескольких факторов, действующих одновременно. Для решения этой проблемы необходим комплекс мер, обеспечивающих повышение ресурса колеса.