Коротко про сайт

RefList.Su - це найбільша колекція рефератів. На сайті RefList.su Ви знайдете безліч цікавих робіт і статей: реферати, дипломні, курсові роботи, шпаргалки, контрольні та лабораторні роботи, топіки з англійської мови. На нашому порталі, Ви можете додавати свої матеріали, читати реферати користувачів, використовувати пошук по сайту. Також в RefList.su можна почитати викладу, доповіді, квитки, твори. Колекція рефератів доступна для всіх безкоштовно і без відправки смс, і реєстрації.

Реклама

Товари

Реферат на тему Дослідження триботехнических своств пари тертя "колесо-рельс" після плазмового зміцнення скачати

Розділ: Промисловість, виробництвоТип роботи: стаття
Страница 1 из 2 | Следующая страница

Балановский А.Є. ,ИрГТУ (ИРКУТСК)

Дослідження триботехнических властивостей гребенів

колісних пар рухомого складу після

плазмового зміцнення

Наприкінці 80-х років років вітчизняних залізницях загострилася проблема зносу коліс рухомого складу і рейок, непотерявшая своєї актуальності і сьогодні [1,2]. На ВСЖД, починаючи з 1989 р., проводилися роботи з зниження зносу коліс рухомого складу з різних заходів, як-от рельсосмазывание і гребнесмазывание, плазменное зміцнення, оптимізація технології обточки колісних пар, профільна механічна обробка голівки рейки. Впровадження Донецькій залізниці відновлення всього комплексу заходів дозволило знизити знос у парі тертя «колесо-рельс-тормозная колодка» в 3-6 раз. Проте запитання про причини підвищеного зносу коліс і рейок залишається питанням відкритим.

У цьому роботі наводяться результати досліджень триботехнических властивостей гребенів колісних пар рухомого складу після плазмового зміцнення та його зміни у процесі експлуатації.

Теоретичні передумови

Триботехническая система «колесо-рельс» полягає в двох антагоністичних принципах. У фрикционном контакті перший визначає силу тяги локомотива по сцеплению з рейкою, а другий визначає знос колісних пар і рейок. Обидва принципу пов'язані між собою коефіцієнтом тертя, зі зростанням якого коефіцієнт тяги зросте, а знос у парі тертя колесо-рельс зростає й навпаки. З метою збільшення коефіцієнта тяги, в пару тертя подається пісок, і, в водночас, з метою зменшення зносу, в пару тертя подається мастило. Пісок є дуже сильним абразивом і впливає знос колеса і рейки. З іншого боку, дослідження [3] показали, що розмова після проходу першого колеса розмел піску практично завершується, а поверхню піску збільшується в 4-5 разів, і ставати адсорбционно-активной середовищем, інтенсивно поглинає у порах мастило і вологу. У зв'язку з цим, лубрикационные плівки лежить на поверхні тертя колесо-рельс після введення ними піску виконують розділювальні властивості і захищають його від зносу.

Колесные пари основні елементами ходовий частини й найбільш відповідальними вузлами рухомого складу. Залізничні колеса реалізують такі функції [4-7]:

- забезпечення переміщення екіпажу щодо рейок, що пов'язані з сприйняттям конструкцією колеса значних статичних і змінних навантажень;

- забезпечення качения колеса з подовжнім і поперечним проскальзыванием щодо поверхні рейки за умов контактних тисків, переважаючих межа плинності колісної стали;

- виконання поверхнею катання ролі «гальмівного барабана», сприймає нагрівання і охолодження дуже швидко, і навіть високі напруги зсуву й стиску за значного розігріві металу обода колеса.

Качение колеса по рейку з проскальзыванием (від 0 до 100 %) викликає у основному процеси руйнації: об'ємну пластичну деформацію (зняття) і абразивний знос. Объемная пластична деформація нерівномірна за глибиною від поверхні катання, сягає найбільших величин безпосередньо в поверхні, і зменшується у міру віддалення від нього. Відповідно до [5], тиск у контакті «колесо-рельс» за умов експлуатації змінюється від 1,7 s (s - межа плинності колісної і рейкової стали) до 3s і більше. Результатом пластичної деформації є протягом металу із зони підстави гребеня на поверхню катання і вершину гребеня, рис. 1.

                                          

               Рис. 1 Результат пластичної деформації у парі тертя «колесо-рельс»

У результаті пластичної деформації починають протікати процеси истирания, які включають у собі: микросрез, схоплювання, освіту усталостных тріщин тощо. Зменшення впливу пластичної деформації до процесів истирания за умов експлуатації можливо з допомогою регулювання властивостей мікроструктури колісної і рейкової стали, що можна здійснити з допомогою термічної обробки стали. Отже, ми виходимо на найважливішу механічну характеристику колісних і рейкових сталей, відповідальну як за прочностные властивості, а й триботехнические – співвідношення значень твердості у системі «колесо-рельс».

Відповідно до роботам І.В. Крагельского [8], передачі крутящего моменту і забезпечення зчеплення колеса з рейкою, необхідно впровадження колеса в опорну поверхню рейки. У цьому, задля забезпечення перебігу нормального зносу у системі «колесо-рельс» з проскальзыванием до 10 %, співвідношення твердостей має становити принаймні 1,2 : 1, тобто. при твердості колеса на 20 % перевищує твердість рейки. Проте якщо з переходом наприкінці 1950-х років на объемно-закаленные рейки, співвідношення у парі «колесо-рельс» було порушено і нині 1 : 1,4, що зумовлює погіршення зчеплення, збільшує проскальзывание і інтенсивний знос колісних пар.

У працях [4,7] з урахуванням аналізу світового досвіду і експериментальних робіт зроблено висновок: збільшення твердості колеса на 1 НВ в експлуатаційному інтервалі твердостей побільшує їхні зносостійкість на 1-2 %. З іншого боку, збільшення твердості коліс від 250 до 600 НВ мало впливає знос і контактну довговічність рейки, а контактно–усталостная довговічність коліс зростає пропорційно квадрату збільшення їх твердості.

Діяльність [9] показано, що поверхневий пласт в трибосистеме «колесо-рельс» за умов експлуатації, особливо гребені і бічні поверхні рейки, упрочняется. Причому, глибина фрикційного шару сягає 0,01-0,03 мм, а прирощення твердості лежить на поверхні - від 220 до 1200 HV0,1 (нижній індекс – навантаження индентор, кгс). На думку авторів [9], механізм зміцнення фрикційного шару складніший, ніж просто його наклеп чи гарт з фазовыми перетвореннями, хоча високі контактні навантаження до 1000-1500 МПа і високих температур до 1000°С перебувають у малих обсягах фактичного контакту «колесо-рельс». Але вони перебувають у протягом тисячних часток секунди. Тому правильніше не про нагріванні чи наклепе поверхневого шару, йдеться про його високої энергонасыщенности. Під час такої щільності енергії метал у шарі зсуву тече аморфно, як рідке скло. Цей механізм деформування, на думку [9], можна з'ясувати, як бездифузионный недислакационный високоенергетичний аморфний зрушення. Після виходу із зони тертя метал у смузі ковзання миттєво охолоджується, зберігаючи у своїй аморфну структуру металевого скла з твердістю 800 HV і більше.

Отже, з стислого аналізу видно, що коли підвищення износотойкости пари тертя «колесо-рельс» - складний багатофакторний процес, вимагає комплексного підходу. У той самий час, перших вражень і природним кроком до вирішення цієї проблеми є усунення сформованого співвідношення твердостей.

Сьогодні є кілька способів підвищення твердості гребенів колісних пар, які класифікуються за способом нагріву і охолодження:

- об'ємна гарт в печах;

- гарт ТВЧ;

- гарт лазерним, електронним променями;

- гарт плазмової дугою (струменем);

- электроконтактная гарт;

- кислородно-ацитиленовая гарт;

- лазерна наплавлення;

- плазменное напилювання.

На ВСЖД 1994 р. розпочато роботи з розробки та впровадження плазмового поверхового зміцнення гребенів коленых пар, як найбільш простого і дешевого способу, проти іншими, що дозволяє обробляти як викочені колісні пари, і, найголовніше, виробляти загартування безпосередньо під електровозом чи вагоном (без викочування колісних пар) [1-3]. Протягом восьми років на ВСЖД відкриті 12 ділянок плазмового зміцнення гребенів колісних пар і опрацьовано більш як 35 500 колісних пар. Протягом цих років проводили дослідження триботехнических властивостей зміцнених колісних пар на фіксованому ділянці ВСЖД, саме на гірському ділянці Иркутск-Слюдянка. Вибір ділянки щодо дослідження не була випадковий - це найбільш складний ділянку ВСЖД з погляду інтенсивності зносу пари «колесо-рельс».

Протяжність ділянки 121 км, 92 % ділянки складається з кривих, на горизонтальний шлях припадати всього 9 км. Відомо, що найбільше знос у парі «колесо-рельс» відбувається за вписування экипажной частини вчених у криві рейкового шляху з радіусом менш 500 м. На ділянці Иркутск-Слюдянка криві радіусом 300 метрів і менш становлять 32 %, криві радіусом 300-350 м – 36 %, радіусом 350-450 м – 14 % і майже 10 % - криві радіусом 500-650 м.

З впровадження плазмового зміцнення на ВСЖД

Перші колісні пари кількості 4 прим. були упрочнены в 1993 р. в вагонному депо Иркутск-Сортировочный. Проте з причини відсутності свого приписного парку вагонів випробування не проводилися. У 1994 р. в локомотивному депо Слюдянка організували посаду плазмового зміцнення викочених колісних пар електровозів, де пройшли зміцнення 10 колісних пар. У зв'язку з несправністю устаткування ці колісні пари були подкачены під електровоз, і тому дільницю із зміцнення довелося створювати безпосередньо під електровозом. У тому 1995 р. перший електровоз ВЛ 10Т-759 посів лінію з цілком упрочненными колісними парами, глибина упрочненного шару становила 1,5 мм експлуатувався дільниці Иркутск–Слюдянка протягом 60-ти днів. Протягом кожних 48 годин експлуатації електровоза проводилися виміру зносу гребенів колісних пар. Знос зміцнених колісних пар був у 2,5 – 3,4 рази менше проти неупрочненными, які у експеримент у той час. Отримавши перші результати, керівництвом ВСЖД було вирішено продовжити випробування. Протягом 1995 р. на гірському ділянці Иркутск–Слюдянка пройшли випробування 420 зміцнених колісних пар електровозів, які показали, що:

- знос (мм) зміцнених колісних пар, залежно від місця розташування у візку, в 2-4 рази менше проти не упрочненными колісними парами;

- пробіг (км) зміцнених колісних пар між обточками зріс у 2,5 –4,5 разу.

У 1996 – 1999 рр. роботи з впровадження технології плазмового зміцнення гребенів колісних пар на електровози і вагонах було продовжено, що дозволило нагромадити статистичний матеріал за механізмом зносу гребенів.

Методика дослідження

На ВСЖД электровозы–толкачи експлуатуються на фіксованих ділянках дороги. З іншого боку, дорога має власний приписний парк пасажирських вагонів, що експлуатуються і приходять на ремонт в депо приписки. У зв'язку з цим, кількісні виміру лінійного зносу гребенів колісних пар робити через певний проміжок часу експлуатації, який легко перетворюється на кілометри пробігу. Отже, можна побудувати експериментальну криву зношування зміцнених і неупрочненных колісних пар.

Так, для электровозов–толкачей дільниці Иркутск–Слюдянка було визначено часовий відрізок експлуатації 72 години (т.к. за інструкцією він заходить на заправку і технічний огляд). Протягом 72 годин товкач встигає зробити 3–4 рейсу, що дорівнює 380-500 км пробігу. Пассажирские колісні пари підкочувалися під поїзда місцевого прямування, такі як: Иркутск–Усть-Илимск (2914 км.), Иркутск–Тайшет (1340 км.), Иркутск–Наушки (1424 км). Знос ними вимірювався після кожного рейсу.

Для визначення зносу гребенів колісних пар використовувалися залізничні шаблони, і навіть спеціально спроектований 6-титочечный шаблон фірми Плазмопротек. Цей шаблон дозволяє вимірювати знос гребеня колісної пари шести точках від вершини до выкружки з допомогою індикаторного нутромера годинникового типу з ціною розподілу 0,01 мм точністю виміру 0,009 мм. Використання даного вимірювального шаблону дає змогу провадити експериментальні дослідження з динаміці зносу гребеня у процесі експлуатації (мал.2).

                                                

                               Рис. 2 Принцип виміру зносу гребеня з допомогою 6-точечного шаблону

 З іншого боку, для побудови кривих зносу гребеня у поступовій динаміці використаний «метод зліпків», який копіював гребінь через певний проміжок часу і потім будувалися профилограммы гребеня.

                             

Рис.3 Визначення схеми зміцнення гребенів колісних пар електровозів дільниці Иркутск-Слюдянка в 1995 року.:

А). зношений гребінь ; Б). прийнята зона зміцнення гребеня

Для виміру макротвердости гребенів колісних пар у процесі експлуатації використовувався твердомер ТЭМП-2, а визначення микротвердости за глибиною упрочненного і неупрочненного шару на зразках використовувався ПМТ-3.

Дослідження з освіті тріщин, відколів, выщербин на зміцнених і неупрочненных поверхнях визначалися з допомогою візуального огляду з 10-кратным збільшенням, і навіть кольорової металургії та ультразвукової дефектоскопией через певні інтервали часу.

З з підвищення достовірності результатів на колесі зазначалося 3 точки з точки 2000, у яких щоразу проводилися виміру. Дослідження проводили на колісних парах, обточених профілем ГОСТ 11018 – 87 і ДМЕТИ.

З іншого боку, досліджувалося різні режими плазмового зміцнення:

- плазменное зміцнення як струменя;

- плазменное зміцнення як дуги;

- плазменное зміцнення зі скануванням дуги;

- плазменное термоциклирование;

- плазменное зміцнення двома доріжками;

- плазменное легування.

Поверхня гребеня, підлягаючий зміцнення, визначалася з урахуванням статистичних даних із зносу гребенів колісних пар, эксплуатирующихся дільниці Иркутск–Слюдянка. Усього дітей було проаналізоване 88 колісних пар. У результаті було визначено зона зміцнення гребеня, рис.3.

Для інших ділянок дороги, де спостерігається гострий накат наплив на смугу катання, зона зміцнення було скориговано: захоплювала вершини гребеня і шпальти катання.

Результати дослідження

У 1995р. ділянку дороги Иркутск–Слюдянка був єдиним ділянкою постійного струму, де експлуатувалися электровозы–толкачи ВЛ 10 т. У 1996 р. із переходом перемінний струм з'явилися нові типи електровозів – штовхачів ВЛ 80 т, ВЛ 80 з, ВЛ 80 р, що використовують рекуперативное гальмування, а навантаження вісь вони більше, порівняно з ВЛ 10 т. Проте сильних відмінностей у механізмі зношування гребенів колісних пар немає, що показано нижче. Тому надалі не потрібно враховувати вплив чинника «типу техніки» на цю проблему зносу гребенів колісних пар. З іншого боку, в 1995 – 1996 рр. Донецькій залізниці максимальна товщина гребенів колісних пар під час випуску електровозів на лінію приймалася 32-33 мм, а вибракування проводилися за товщині гребеня 25,5–26,5 мм. Надалі цей норматив було переглянуто.

На рис.4(а) представлені дані про зносу неупрочненных гребенів колісних пар для різного діапазону толщин бандажа. Після вибраковки поверхню гребенів при візуальному огляді покрита численними поглибленнями рваною форми діаметром 0,1–2,5 мм. Очевидно процес зношування неупрочненных колісних пар протікає так: на майданчику фактичного контакту гребеня бандажа з голівкою рейки відбувається пластична деформація м'якого металу бандажа, що супроводжується «разрыхлением» окремими місцях структури металу з наступним відділенням невеликих блоків (выкрашивание). Додаткове вплив ударно–абразивного зношування викликає розбудовні процеси микрорезания і розтріскування поверхневого шару, контактирующего з голівкою рейки. Поверхня гребеня бандажа покривається численними рваними ямками, що під дією пластичної деформації руйнуються. Цей механізм зношування простежується протягом усього періоду експлуатації до гранично допустимою товщини гребеня.

         А).

     1 – діапазон толщин бандажа

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Поділіться рефератом Дослідження триботехнических своств пари тертя "колесо-рельс" після плазмового зміцнення

html-посилання на реферат
BB-cсылка на скачать реферат
Пряме посилання на завантажити реферат

Роботи схожі на Дослідження триботехнических своств пари тертя "колесо-рельс" після плазмового зміцнення

Організація ділянки про ремонт колісних пар пасажирських вагонів
Тип роботи: реферат
МШС Росії
ГУП «Жовтнева залізниця»
Санкт-Петербурзький
електромеханічний технікум
залізничного транспорту.
Курсовой проект на задану тему: Організація ділянки про ремонт колісних пар пасажирських
Завантажити
Організація роботи колісного ділянки із застосуванням очищення колісних пар
Тип роботи: дипломна робота

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАПРОВАДЖЕННЯ

Розділ 1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТИНА

1.1 Призначення вагонного депо на ремонт вантажних вагонів

1.2 Встановлення режиму роботи депо й визначення фондів робочого дня

1.3 Вибір методу ремонту ваг

Завантажити
Комплексний дипломний проект: Проект ділянки із виробництва технологічних пристосувань для електромеханічного поновлення і зміцнення поверхневого шару деталей машин. Винтовые поверхні
Тип роботи: дипломна робота
Дубл.
Взам. Подл. Разраб.
Завантажити
Комплексний дипломний проект: Проект ділянки із виробництва технологічних пристосувань для електромеханічного поновлення і зміцнення поверхневого шару деталей машин. Пласкі поверхні.
Тип роботи: дипломна робота
Дубл.
Взам. Подл. 1 2 Разраб.
Куцак Пров Білоус
Завантажити
Забезпечення житловими приміщеннями громадян, вдома яких підлягають зносу у зв'язку з вилученням земельних ділянок
Тип роботи: реферат
Запровадження Подальший розвиток житлового будівництва - одна з пріоритетних напрямів федеральної соціальної полі-тики. Але з будівництвом нерозривно поєднана дуже важливу проблему - проблема реновації (відновлення) існуючого фонду, ліквідації стЗавантажити
Прыжковые вправи на м'якої опорі як один із засобів зниження ударної навантаження на стопу і спільного зміцнення організму
Тип роботи: реферат
Е.Б. Брянчина, Російська державна академія фізичної культури
Стопа виконує три найважливіші функції - опорну, ресорну і локомоторную. Порушення сводчатости стопи веде до низки несприятливих змін - у опорно-руховому апараті [1]. Нагрузки, п
Завантажити