Повышение качества восстановления методом наплавки деталей железнодорожного подвижного состава

• Автор: Панасенко, Ольга Федоровна
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 181 с. : ил

Введение.
1. Задачи исследования, классификация деталей подвижного состава и выбор технологии восстановления
1.1. Постановка задачи исследования. Классификация деталей подвижного состава, подлежащих ремонту

1.2. Способы восстановления деталей подвижного состава.

1.3. Анализ существующих способов легирования наплавленного

металла.

1.4. Разработка рекомендаций по выбору легирующих компонентов

при ремонте подвижного состава.

2. Оптимизация геометрии наплавленного слоя

2.1. Постановка задачи.

2.2. Наплавка поверхностей и определение припуска на механическую обработку

2.2.1. Особенности плавления и кристаллизации наплавляемого металла.
1.2.2. Определение припуска на механическую обработку
1.3. Восстановление криволинейных поверхностей более сложной
I. Разработка новых сварочнонаплавочных материалов для обес
печения требуемых характеристик восстанавливаемых криволинейных поверхностей
. 1. Оценка составов наплавочных материалов , рекомендуемых к
применению в ремонтном производстве подвижного состава.
.2. Разработка и математическое моделирование химического состава пасты
Минимизация затрат на наплавочные материалы
Совершенствование оборудования для использования современных технологических процессов восстановления изношенных деталей
Влияние производственного цикла восстановления на качество
наплавляемой поверхности.
Устройство для наплавки криволинейной поверхности
Устройства, обеспечивающие качество наплавляемого слоя.
Определение экономической эффективности использования оптимальной технологии восстановления криволинейных поверхностей деталей подвижного состава
Показатели оценки экономической эффективности
Определение капитальных вложений.
Определение эксплуатационных расходов
Расчет экономического эффекта
Основные результаты и выводы.
Библиографический список.
Документ о подтверждении внедрения.
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Задача повышения эффективности работы железнодорожного транспорта не может быть решена без совершенствования технологии ремонтного производства. Восстановление работоспособности деталей требует меньших затрат по сравнению с изготовлением новых.
Одной из актуальных задач настоящего времени является устранение предельного износа деталей подвижного состава. Учитывая большой объем ремонтных работ, требуемых для поддержания железнодорожных транспортных средств в исправном состоянии, необходимо повышать экономичность восстановления и увеличивать срок службы деталей технологическими методами.
Современный подход к проектированию технологии ремонта требует рассмотрения не только каждой отдельно взятой операции, но и всех этапов процесса восстановления во взаимосвязи. Только при таком подходе к решению этой задачи возможно гарантировать оптимальность выбранных режимов технологических операций. Решение этой задачи затруднено тем, что физические и химические явления, происходящие в восстанавливаемых деталях на определенных этапах восстановления, достаточно сложны а математические выражения, которые описывают происходящие явления, чаще всего трудно поддаются анализу. Это усложняет применение комплексной математическом модели технологического процесса ремонта с учетом взаимовлияния операций и технологической наследственности в процедурах оптимизации.
В условиях деповского ремонта при восстановлении изношенных деталей наиболее часто применяются сварочнонаплавочные работы. Это обусловлено сравнительной простотой и универсальностью оборудования, широкими возможностями достижения требуемых эксплуатационных свойств. При уст
ранении износа детали, масса наносимого металла обычно составляет 3 5, а стоимость ремонта яе превышает стоимости новой детали. Таким образом восстановление изношенных деталей в том числе и транспортной техники может обеспечить экономию используемых материалов, энергетических и трудовых ресурсов, а также охрану окружающей среды.
Между тем существующие методики определения режимов восстановления наиболее ответственных деталей подвижного состава, подвергающихся высоким удельным нагрузкам, требуют значительных затрат времени, индивидуального подхода к проектированию технологического процесса вое становления.
Наплавляемый слой металла на рабочей поверхности по износостойкости и твердости должен быть не ниже основного металла восстанавливаемой детали и соответствовать требованиям технических условий эксплуатации. Это особенно касается деталей, которые работают в условиях граничного трения. Для достижения требуемого качества необходимо применять различные материалы, технологические приемы, режимы и специализированное оборудование. При этом необходимо учитывать не только габаритные размеры и качество восстанавливаемой поверхности, но и ее геометрические формы.
Актуальность


Эксплуатационные дефекты, повреждения н неисправности могут возникать вследствие длительного использования детали, продолжительного воздействия нагрузок, резких перепадов температур и влияния окружающей среды рис. Технологические дефекты и неисправности возникают изза нарушения условий технологических процессов ремонта подвижного состава. Г.НГ V1V,, . V . Iiiiii . Лv. Л . V 1 i i1 . Дефекты конструкторского характера возникают в процессе проекти рования узлов, элементов и деталей подвижного состава рис. Задача четкого разделения ремонтных характеристик по таким группам является сложной, г к. ГГри современных условиях эксплуатации и многократно повторяющихся ремонтах к наиболее часто встречающимся дефектам подвижного со става следует отнести нарушения форм, геометрических размеров, сплошности металла, а также износ. Статистика показывает, что одной из явных причин отказов подвижного состава является износ конструкторскотехнологического и эксплуатационнотехнологического характеров. Следует отметить, что в последнее время особый интерес у исследователей вызывает износ криволинейных и фасонных поверхностей деталей подвижного состава. I IVI xii 4. ИЧ. ЭКСнуТНлиИ. НО. Ч.Ч . Г Vп. Интенсивность изнашивания зависит от свойств материалов, качества и условий эксплуатации поверхностей. Износ можно разделить на соответствующие группы в зависимости от видов изнашивания. К доминирующим видам износа следует отнести механическое, абразивное, усталосгное и изнашивание при заедании. Причинами возникновения могут быть пластическое деформирование, воздействие потоков жидкости различной интенсивности, потоков газов различной концентрации, частиц абразива разной величины, действие химических элементов и электрических разрядов. Одной из самых явных и наиболее часто встречающихся причин возникновения износа является трение. При освидетельствовании и ремонте подвижного состава износ встречается у всех видов поверхностей плоских, цилиндрических, криволинейных, фасонных . Количество таких деталей у тепловозов, вагонов и электровозов различно. Распределение длин и диаметров деталей с изношенными криволинейными поверхностями тепловозов, электровозов и вагонов представлены на рис. При разработке типовой технологии восстановления деталей подвижного состава следует помнить, что криволинейной называется поверхность, которую можно описать определенной функцией. I
йг
. Рис. Рис. I . Ншыш ii iiv. ИВ . ДИ , умЖ . Гг . V у . Л . Т Г П. Т л 1Т. ГТ. Т . Г.Г7 . Рас. Для получения оптимальной технологии восстановления криволинейных поверхностей необходимо классифицировать восстанавливаемые детали. В машиностроении наиболее известной классификацией деталей является разработка проф. А. П. Соколовского, который предложил идею типизации технологических процессов, базирующихся на их систематизации 1. В качестве классификационных признаков в этой работе были приняты форма детали, ее размер, точность обработки, материал. За основу классификации принят принцип объединения определенной конструкции, характеризующейся общностью технологических задач, возникающих при их изготовлении. Метод групповой технологии обработки металлов, разработанный и научно обоснованный проф. С. IX. Митрофановым, также основывается на классификации деталей 2,3. В этой работе отмечено, что в классификации А. П. Соколовского не отражены размеры деталей и поэтому некоторые из них, отнесенные к одному классу, имеют различные технологические про цессы механической обработки и наоборот, детали различных классов имеют сходные процессы обработки. В качестве классификационных признаков Ф. С. Домен чу к 4 принимает конструктивные признаки деталей, их размеры и общность технологического процесса изготовления. Причем, последний фактор является доминирующим при разработке классификации. Для деталей всех предполагаемых классов можно создать типовые технологические процессы, которые будут основой конкретной оптимальной технологии для каждого из классов. Классификация деталей позволяет группировать их по общим признакам с тем, чтобы произвести типизацию технологии восстановления.