Введение к работе
Актуальность работы. Ходовые колеса мостовых кранов относятся к числу наименее долговечных элементов. Если металлоконструкции кранов могут эксплуатироваться в течение 20-50 лет. то срок службы ходовых колес в результате изнашивания в отдельных случаях может быть менее полугода, а средний срок службы составляет несколько лет. Расходы, связанные с заменой колес, в большинстве случаев являются определявшими при ремонте мостовых кранов. Многочисленность парка этих машин и малый средний срок службы их ходовых колес приводят к весьма значительному расходу высококачественного металла, идущего на замену колес. В связи с этим проблема повьшения долговечности ходовых колес является актуальной.
На общем Фоне действующих Факторов (конструктивные особенности кранов, точность их изготовления, условия эксплуатации, состояние рельсового пути и др.) долговечность колес в решающей степени определяется Физико-механическими свойствами пары колесо - рельс. Лля увеличения долговечности ходовых колес предполагается использование других материалов взамен традиционных (оптимизация химического состава). Ірактцка подтверждает необходимость расширения номенклатуры эекомендуемьк марок сталей. Второй путь предполагает повыше ме долговечности ходовых колес за счет- оптимизации физико-механических свойств традиционных марок сталей. Этого мож-ю достичь, например, режимами применяемой термической обработки или в результате использования новых упрочняющих тех-
И в первом, и во втором случаях необходимо иметь харак-
теристику механических свойств материалов колес, достаточно надежно коррелированную с износостойкостью. Практически все известные работы, направленные на повышение износостойкости колес, в качестве такой характеристики принимают единичную характеристику механических свойств материалов - твердость.
Использование только одной характеристики в целом ряде случаев не позволяетнадежно оценивать износ и долговечность колес. Более перспективной является оценка износостойкости по комплексу свойств материалов.
На решение этих вопросов_проблемы долговечности ходовых колес и направлены выполненные в работе исследования.
Цель работы. Повышение долговечности ходовых колес мостовых кранов на.основе оптимизации свойств материалов колес.
В соотвегствш с поставленной целью в работе решены следующие задачи:
выполнены аналитические исследования процесса изнашивания ходовых колес и дана качественная оценка влияния действующих Факторов на их-изнашивание:
проведены экспериментальные исследования влияния механических характеристик материалов колес на :«х износостойкость и предложен комплексный параметр деформационно-прочностных свойств, характеризующий износостойкость материалов;
исследовано влияние предлагаемого параштра на износостойкость материалов колес:
предложена и обоснована целесообразность применения стали 35ХМЛ для изготовления ходовух колес;
на*базе полученного критерия разработаны рекомендации по прогнозированию износостойкости и оптимизации механичес-
ких свойств материалов колес. Научная новизна:
предложена уточненная многофакторная математическая модель изнашивания крановых колес;
установлена обобщенная корреляционная зависимость между интенсивностью изнашивания С1) исследованных материалов колес и комплексным парамеуром деформационно-прочностных свойств CHK^jg 5gBD этих материалов, выраженная уравнением второго порядка;
установлено, что для зависимости 1 = / ^НК.^ 5в) характерно наличие одного экстремума, соответствушего минимуму интенсивности изнашивания материалов колес, что позволяет применить параметр СНК^,* 6в} для оптимизации механических свойств материалов ходовых колес;
уточнен механизм изнашивания крановых ходовых колёс. В частности, на поверхностях катания колесных образцов из стали 55СЛ по ГОСТ 977-88 при твердости ниже 310 НВ установлено волнообразование. При этом суммарная интенсивность изнашивания пары колесо - рельс резко возрастает.
Практическая ценность. На основе выявленной корреляционной связи интенсивности изнашивания с комплексным параметром деформационно-прочностных свойств разработаны рекомендации по прогнозированию износостойкости материалов крановых ходовых колес, которые позволяют на стадии проектирования выбрать материал Спо критерию износостойкости) без проведения трудоемких износных испытаний.
Разработанный критериальный параметр использован в качестве параметра оптимизации механических свойств материалов
колес. Оптимизацию можно осуществить как за счет корректировки режимов используемой упрочнявшей технологии, так и в результате применения новых упрочняющих технологий, обеспечивающих получение значений комплексного параметра в пределах от 13500 до 24000.
Предложены мероприятия по совершенствованию технологии изготовления крановых ходовых колес, позволившие повысить их качество.
Показана целесообразность применения стали 35XMJ! для изготовления ходовых колес, что позволяет рекомендовать ее для включения в государственный стандарт на крановые колеса.
Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены на Украинско-Венгерском СП по машиностроению "Титан-Эвиг" (бывшем Харьковском машиностроительном заводе подъемно-транспортного оборудования).
Годовой экономический эффект для Украинско-Венгерского СП "Титан-Эвиг" при переходе к изготовлению колес из стали 35ХМЛ взамен 55СЛ составляет 1734388 рублей Срасчет выполнен в ценах 1992 г.Э.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены и обсуждены на Всесоюзной научно-технической -конференции "Износостойкость машин" Сг.Брянск. 1991 г.). на 54. 55. 56 и 57 научно-технических конференциях Харьковского государственного автомобильно-дорожного технического университета в 1990-1993 г.г.. на научно-технической конференции "Проблема качества в условиях рынка" Сг. Херсон. 1993 г. D.
Публикации. По результатам теоретических и эксперимен-
тальньк исследований опубликовано 4 работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, перечня ссылок и 7 приложений; содержит 149 страниц машинописного текста. 32 рисунка, 1 тас(лицу. Перечень ссылок содержит 151 наименование.
