Введение к работе
Актуальность проблемы.
Январь 2012 года. Три крушения грузовых поездов по причине излома боковин тележек грузовых вагонов.
Заложниками бракованных боковых тележек стали Московская, Красноярская, Южно-Уральская железные дороги. Эти тележки были изготовлены ОАО «НІЖ», «Уралвагонзавод», ОАО «Кременчугский завод стального литья».
Конец января этого же года дополнился еще двумя сходами: 26 января на Северной железной дороге из-за излома боковины сошел с рельсов грузовой состав с цистернами (изготовитель г. Мариуполь, ЗАО «Азовэлектростапь»), 31 января на Дальневосточной железной дороге из-за излома боковины сошел с рельсов и загорелся грузовой состав с нефтепродуктами.
Только за I квартал 2012 года заявлено 13 изломов боковин, а за три квартала - 25 изломов боковин.
Картина весьма угрожающая, если при этом учесть, что в подавляющем большинстве случаев дефектные боковины удается выявлять на пунктах технического осмотра грузовых вагонов.
В 2008 году на пунктах технического осмотра выявлено 3,7 тыс. бракованных тележек, в 2009 году 6,1 тыс. бракованных тележек, в 2010 году 7,9 тыс. бракованных тележек, 2011 году 12,4 тыс. бракованных тележек.
Брак с крупным вагонным литьем приобретает массовый характер.
В ОАО «Российские железные дороги» принимаются меры противодействия, порой и беспрецедентные. Так в 2012 году исключено из процесса перевозок 30 тыс. предположительно дефектных вагонов.
В ОАО «РЖД» разработан ряд диагностических комплексов на основе вихретокового, ультразвукового и акустоэмиссионного методов
контроля. Эти предложения приносят свои положительные результаты. Но характер существующей проблемы, ее экономическая уязвимость, а самое главное обеспечение безопасности перевозок, и в первую очередь пассажиров, требуют поиска новых решений.
Исходя из этого исследование по поиску путей повышения качества крупного вагонного литья, в первую очередь для тележек грузовых вагонов является весьма и весьма актуальным.
Цели и задачи исследования.
Целью данной работы являются исследования, направленные на разработку методологии повышения долговечности крупного вагонного литья.
В связи с этим:
-
Проведен анализ прочности как отдельных деталей, так и грузовой тележки.
-
Определены структура и характер нагрузок на тележку грузового вагона.
3. Просчитаны и минимизированы нагрузки применительно к
боковой раме тележки.
4. Разработан алгоритм расчета литых деталей тележки вагона.
5. Исследованы и регламентированы по степени износа места
сопряжения подвижных элементов тележки.
6. Оптимизированы допуска и зазоры в конструктивном исполнении
тележки для достижения ее долговечности.
Научная новизна диссертации.
Научную новизну диссертации составляют:
1. Алгоритм расчета литых деталей грузовых вагонов методом
математического моделирования.
2. Оптимизация нагрузки тележки в режиме их сочетаний.
3. Оценка проектного срока службы по критерию усталостной
прочности при многоцикловом нагружении.
4. Конечноэлементная модель определения напряженно-
деформированного состояния в тележке грузового вагона.
5. Комплексное влияние допусков и зазоров на долговечность
грузовой тележки.
6. Структура и характер нагрузок на тележку грузового вагона.
Практическая значимость работы.
Выполненная разработка используется при конструировании новых типов грузовых вагонов и при модернизации грузовой тележки 18-100 и ее аналогов.
Структура и объем работы.
