Восстановление профиля катания и повышения ресурса колесных пар подвижного состава

• Автор: Власов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 124 с.

СОДЕРЖАНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
1.1. Краткий обзор и анализ исследований в области взаимодействия и
износа пары трения колесо-рельс
1.2 Постановка задачи и метод её решения
2. КИНЕМАТИКА КОЛЕСНОЙ ПАРЫ
2.1 Кинематика колесной пары вагона при свободном качении на прямолинейных участках пути
2.2 Кинематика колесной пары при качении на участках пути с неровностями рельсовых нитей в плане
2.3 Анализ исследований кинематики колесной пары
3. КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГРЕБНЕЙ И ПРОФИЛЕЙ КАТАНИЯ КОЛЕСНЫХ ПАР ВАГОНОВ
3.1 Варианты исполнения профилей катания колес вагонов
3.2 Устойчивость колесных пар со смещенным профилем катания против провала внутрь рельсовой колеи и прохождении стрелочных переводов
3.3 Анализ профилей катания
4. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ГРЕБНЕЙ КОЛЕСНЫХ ПАР ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ
ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ НАПЛАВКОЙ
4.1 Оборудование наплавочного участка
4.2 Технология наплавки гребней колесных пар грузовых вагонов
4.3 Контроль качества наплавленных гребней колесных пар
5. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ НАГРЕВ ПОВЕРХНОСТИ КАТАНИЯ КОЛЕС ДЛЯ НАПЛАВКИ ГРЕБНЕЙ И ОТЖИГУ ПЕРЕД МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ
5.1 Технические требования по эксплуатации высокочастотного генератора
5.2 Механическая обработка колесных пар по кругу катания
5.3 Техника безопасности
6. СТАТИСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ИЗНОСУ ГРЕБНЕЙ КОЛЕСНЫХ ПАР ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ КОЛЕИ 1520 ММ
7. ПРИБЛИЖЕННАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНСТРУКЦИОННОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО СПОСОБА УВЕЛИЧЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ
КОЛЕСНЫХ ПАР
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Актуальность темы. Среди комплекса проблем на железнодорожном транспорте одной из наиболее важных является интенсивный износ гребней колес подвижного состава и головок рельсов. Вследствие колебаний вагонов и наличия зазоров в буксовых проемах колесные пары получают изначальные перекосы, которые увеличиваются в процессе эксплуатации, что приводит к длительным взаимодействиям гребней колес с рельсами. Особенно сильно это явление износа проявляется при прохождении кривых участков пути.
Уральской государственной академией путей сообщения, уральским отделением ВНИИЖТ совместно со службой вагонного хозяйства Свердловской ж.д. накоплены материалы по исследованию износа гребней колес в опытных составах УрГАГГС - УВЗ. В опытных составах с 1978 года эксплуатировались вагоны серийной постройки ГПО “Уралвагонзавод” на роликовых подшипниках. Средняя интенсивность изнашивания на 100 тыс. км в 1988-90 гг. составляла 2.25 мм, а 1993-95 гг. 7.3 мм, то есть увеличилась более чем в 3 раза. Интенсивность изнашивания гребней в опытном составе полувагонов, курсирующем по участку с горным профилем , в 1992-94 гг была выше (около 10 мм), а в опытном составе цистерн - еще выше ( порядка 25мм).
Тяжелое положение сложилось с обеспечением безопасности движения поездов и пропускной способностью железных дорог. Требуются колоссальные затраты при деповском, капитальном и текущем ремонтах подвижного состава. Увеличилась потребность в ремонте колесных пар со сменой элементов. Срок службы колес уменьшился в 3-4 раза. Увеличился простой вагонов при всех видах ремонта.
Актуальность рассматриваемой проблемы обусловлена необходимостью повышения межремонтного периода работы подвижного состава, сокращением эксплуатационных расходов и увеличением технического ресурса колесных пар. Для реализации поставленной задачи необходимо разработать способ восстановления профилей катания железнодорожных колесных пар и

обод железнодорожного колеса с целью уменьшения износа гребней колес и головок рельсов.
Цель работы. Разработка уточненной методики расчета кинематики колесной пары, позволяющей определить причины износа гребней колес и рельсов и выработка рекомендаций по повышению работоспособности системы колесо- рельс.
у В ходе работы были решены следующие задачи:
- разработаны технические указания по высокочастотному нагреву поверхности катания колес для наплавки гребней и отжигу перед механической обработкой в условиях вагонного депо;
- разработан конструктивно-технологический способ увеличения срока службы колесных пар грузовых вагонов;
- проведены статистические исследования по износу гребней колесных пар грузовых вагонов колеи 1520 мм.
Научная новизна.
1. Предложена уточненная методика расчета углов перекоса <рх , (ру. в вертикальной и горизонтальной плоскостях с учетом начальных условий положения колесной пары в колее.
2. Получены зависимости для определения г, <ру. срх с учетом горизонтальных неровностей пути при тех же начальных условиях.
3. Произведена опенка влияния разных направлений уклонов на кинематику колесной пары.
Практическая ценность. Разработанный в диссертации конструктивно-технологический способ восстановления профилей катания железнодорожных колесных пар и обод железнодорожного колеса позволяет:
1. Уменьшить интенсивность изнашивания гребней колесных пар и головок рельсов за счет улучшения условий качения колеса.
2. -: величить технический ресурс и долговечность колес.
Последние два случая нежелательны, поскольку они приводят к износам гребней и рельсов, а также к износам поверхностей катания колес и головок рельсов в зонах меридионального контакта.
Как показали исследования продолжительность бокового контакта велика и может значительно превосходить длину волны извилистого движения колесной пары.
2. 3. Анализ кинематики колесной пары
Движение по прямолинейному участку пути
Поперечное движение Z при неограниченных боковых зазорах гребня с головками рельсов зависит от разницы номинальных радиусов качения по кругу катания (>01 — ?02)’ наличия и разности уклонов на поверхностях катания колес (щ — щ), начатьных отклонений колесной пары от среднего положения (Zo, (рохАРау) (2.36).
При начатьном боковом отклонении на величину Z = Z0=Д/, и
отсутствия перекоса (р(П. — 0 и разницей радиусов качения Дг0 = 0, как
следует из (2.17) колесная пара будет совершать извилистое движение по законам:
Z = Z0 соэ Лі,
(2.62)
Наибольшая амплитуда боковых колебаний колесной пары равна боковому зазору гребня с рельсом Zo = Д, (рис. 2.1,6; рис. 2,3,а), а угол поворота