Содержание к диссертации
Введение 5
1 Аналитический обзор состояния вопроса в области эксплуатации и ре
монта литых деталей тележки грузового вагона. Определение цели и по
становка задач исследования 7
Условия эксплуатации, основные причины возникновения износа и повреждений узлов тележки грузового вагона модели 18-100 7
Анализ интенсивного изнашивания деталей тележки грузового вагона модели 18-100 12
Износ и другие повреждения рабочих поверхностей надрессорной балки и боковой рамы 12
Усталостные повреждения деталей тележки 20
Оценка скорости изнашивания рабочих поверхностей трения деталей по межремонтному пробегу тележки 22
1.3 Анализ существующих технологических процессов восстановления из
ношенных деталей подвижного состава и основные направления их совер
шенствования 25
Сварочно-наплавочные способы восстановления 25
Методы безнаплавочного ремонта деталей тележки зо
1.3.3 Механическая обработка восстановленных наплавкой рабочих
поверхностей трения деталей тележки 31
Направления обеспечения регламентированного пробега тележки по допустимому износу поверхностей трения деталей при проведении ремонте 33
Определение цели и постановка задач исследований 37
2 Физико-математическое моделирование контактного взаимодействия
рабочих поверхностей деталей подвижного состава 39
Исследование процесса контактного взаимодействия поверхностей.... 39
Математическая модель колебаний грузового вагона с учетом конструктивных параметров деталей и узлов, входящих в его состав 40
Расчетная схема и дифференциальные уравнения движения 4-осного грузового вагона по прямым и криволинейным участкам пути.... 40
Определение продольных и поперечных реакций связей элементов тележки и момента сил трения в подпятниковом узле надрессорной балки 49
>
2.2.3- Определение взаимных угловых и линейных перемещений сопряжет ых между собой элементов в тележке 4-осного грузового ваго-: ,
на 56
.2.2.4 Силы и моменты сил в связях между надрессорной балкой и боко
выми рамами тележки грузового вагона... 58
2.2.5 Определение реакций связей боковых рам с колесными парами 59
2.3 Моделирование процесса контактного взаимодействия деталей.. ; 64Г
2.3:1 Определение основных геометрических параметров контакта— 54.
2.3.2: Определение характера контакта макро- и микронеровностей по
верхностей трения-деталей тележки.... ; 70
2А Построение математической модели усталостного разрушения рабочих поверхностей трения надрессорной балки и боковых рам......... —....... 72
3 Анализ'эксплуатационной роли показателей качества рабочих поверхно
стей трения деталей тележки грузового вагона модели 18-100:.... —..... з;
3:Г Направления?и; задачи исследования' скорости изнашивания; и износо
стойкости литых деталей тележки 83
3;2 Выбор доминирующих факторов* математической'модели эксплуата
ционного показателяресурсадеталейтележки:. ... g4
3;3; Исследование влияния? показателей? качествам рабочих поверхностей^ трения^деталей тележки на<скорость изнашивания в эксплуатации'^............ gy'
У.Ъ.\ Планирование эксперимента по оценке связи показателей качест-.
ва поверхностей деталей с эксплуатационным показателем ресурса:.... g7
Обработка экспериментальных данных исследования: 91
Определение рациональных значений показателей качества рабочих поверхностей, обеспечивающих межремонтный ресурс деталей тележки . 95
4 Технологическое обеспечение заданного ресурса литых деталей тележки
грузового вагона модели 18-100 при ремонте Ю4
Определение основных направлений технологического обеспечения; размерных и геометрических показателей качества.рабочих поверхностей Ю4
Конструирование: прогрессивного- сборного фрезерного инструмента
для механической обработки,рабочих поверхностей деталей тележки jq5
4.3 Планирование, эксперимента по определению оптимальных режимов;
механической обработки деталей тележки на специальном оборудовании... ^14-
4.3 Л Определение значимых факторов, влияющих на возникновение
размерных погрешностей при механической обработке. г і б
4.3.2 Обработка экспериментальных данных исследования ц%
4.4 Планирование эксперимента по определению оптимальных геометри
ческих параметров режущей части специального сборного фрезерного ин
струмента для механической обработки деталей тележки 127
4.4.1 Определение значимых факторов, влияющих на образование мак
ро- и микронеровностей рабочих поверхностей при механической обра
ботке надрессорной балки и боковых рам специальным инструментом. 127
4.4.2 Обработка экспериментальных данных исследования і зо
5 Оценка технико-экономического эффекта внедрения результатов иссле
дования 145
Определение экономической целесообразности применения разработанного комплекта инструментов для механической обработки деталей тележки. Расчет экономического эффекта для ремонтного производства 145
Определение абсолютного экономического эффекта повышения ресурса литых деталей тележки грузового вагона между деповскими ремонтами 157
Основные результаты и выводы 153
Библиографический список 165
Приложение А Акты производственных испытаний и внедрения комплекта сборных фрезерных инструментов для обработки подпятникового места
надрессорной балки 177
Приложение Б Акты производственных испытаний и внедрения сборного
фрезерного инструмента для обработки буксового проема боковой-рамы... 134
Приложение В Использованные патенты на полезные модели igg
Введение к работе
Эффективность и конкурентоспособность подвижного состава зависят от уровня эксплуатационных затрат на содержание вагонов и локомотивов.
Улучшение эксплуатационных показателей деталей подвижного состава зависит от их технического состояния. Повышение качества ремонта деталей подвижного состава, а, следовательно, увеличение ресурса, надежности и долговечности узлов требуют совершенствования методов технического обслуживания и ремонта. Особое место в системе ремонта занимают капитальный и деповской ремонты, на долю которых приходятся значительные средства. Одними из наиболее ответственных и часто изнашивающихся деталей подвижного состава являются литые детали тележки, к которым относятся: надрессорная балка и боковая рама тележки. При восстановлении перечисленных деталей в 92-96% случаев подвергаются ремонту рабочие поверхности трения.
Тяжелые условия эксплуатации, повышенные динамические и ударно-тяговые нагрузки, контакт рабочих поверхностей трения с абразивом, продуктами износа и частицами перевозимых грузов, а также подверженность коррозии металлических поверхностей приводят к интенсивному изнашиванию деталей тележки. При поступлении тележки в деповской ремонт после 120 тыс. км-регламентированного межремонтного пробега рабочие поверхности деталей имеют износ, превышающий в 30-40% случаев предельно допустимые значения на 25-35%. Таким образом, по опубликованным данным в среднем по сети дорог более 11 % вагонов после планового деповского ремонта не обеспечивают гарантированного пробега. Около 16 % отцепок вагонов в текущий ремонт связаны с отказами деталей тележки по причине сверхнормативного износа рабочих поверхностей трения. Установлено, что для рассматриваемого узла экипажной части грузового вагона и его деталей, имеющих длительный срок службы, износостойкость, долговечность и ресурс сопрягаемых поверхностей определяют межремонтный срок службы всего грузового вагона.
Более 83,6% изношенных деталей грузовых вагонов на ремонтных предприятиях восстанавливают наплавкой с последующей механической обработкой с целью их повторного использования. Механическая обработка наплавленных поверхностей определяет соответствие размерной точности деталей и геометрических параметров неровностей рабочих поверхностей трения заданным значениям по технологии ремонта.
Отклонения геометрических параметров деталей тележки по технологии ремонта варьируются в широких диапазонах, достигая значений, при которых ресурс деталей в эксплуатации между деповскими ремонтами снижается на 27-33%, в результате чего тележка не проходит нормативный пробег 120 тыс. км. Это обусловлено различными факторами: нерациональные значения допусков отклонений геометрических параметров деталей при ремонте, изношенность элементов оборудования и приспособлений, недостаточная жесткость системы СПИД, неточность изготовления и размерный износ инструмента, неоптимальные режимы механической обработки. Низкое качество восстановления является причиной интенсивного изнашивания тяжелонагруженных деталей тележки грузового вагона, а следовательно, приводит к снижению эффективности и безопасности подвижного состава по причине выхода из строя деталей экипажной части и увеличения затрат на проведение внеплановых ремонтов тележки.
Поскольку геометрические параметры поверхности оказывают существенное влияние на износостойкость и определяют ресурс деталей подвижного состава, повышение качества восстановления при механической обработке является актуальной задачей, особенно для ремонтных предприятий? Кроме-того, улучшение качества сопрягаемых поверхностей деталей приводит при неизменном числе ремонтов к сокращению затрат на содержание вагонов в работоспособном состоянии. Эта задача подкрепляется- «Программой ресурсосбережения на железнодорожном транспорте на 1999-2005 гг.» ОАО «РЖД» с перспективой до 2015 г., планами НИОКР Федерального агентства железнодорожного транспорта РФ, хоздоговорными работами ОмГУПС с ремонтными предприятиями Западно-Сибирской железной дороги на 2004-2007 гг., а также отражена в основных аспектах развития ОАО «РЖД» до 2030 года. Одним из приоритетных направлений деятельности этих программ является снижение экономических потерь, связанных с износом деталей и узлов экипажной части, а также совершенствование существующих и внедрение современных ресурсосберегающих технологий ремонта деталей подвижного состава для повышения их ресурса.
