Введение к работе
Актуальность научного исследования. Известно, что основным видом отказов яелезнодорохной техники (более. 85%) является прея-девременный износ трущихся поверхностей. Восстановление работоспособности деталей требует меньших затрат по сравнению с изготовлением новых. При компенсации износа масса металла, наносимого на деталь, обычно равна 2-6 массы ремонтируемой детали, а стоимость ремонта составляет, как правило, 10-30 стоимости новой детали. Б настоящее время проблема восстановления деталей стоит особенно остро вследствие предельного износа подвиаиого состава в целом. Учитывая больной объем ремонтных работ, требуемых для поддержания келезнодороікннх транспортных средств в исправном состоянии, актуально позышать экономичность сосстановления и увеличивать срок слухбы деталей технологическими методами.
Современный подход к проектированию технологии ремонта Требует рассмотрения не только каядой отдельно взятой операции, но и всех этапов процесса восстановления во взаимосвязи. Только в этом случае мокно гарантировать оптимальность выбранных реяимов технологических операций. Решение поставленной задачи затрудняется тем, что физические и химические явления, происходящие в деталях на отдельных этапах восстановления, слокны; математические соотношения, описывающие их, трудно поддаются анализу. Воздействие концентрированного источника энергии при нанесении материала существенно изменяет параметры зоны термического влияния. Форми-"" руемые показатели, такие как геометрия поверхности, химический состав слоя, механические свойства, наследуются на всех последующих операциях восстановления, определяют затраты при механической и термической обработке, а такие работоспособность восстановленного изделия.
Существующие методики выбора технологии ремонта.,ответственных деталей подвійного состава, выполненных из качественных сталей, подвергающихся высоким удельным нагрузкам, требуют значительных затрат малинного времени при расчетах на ЭВН, индивидуального подхода при проектировании, дополнительных трудоемких експериментов. Это уолояняет использование комплексной математической модели технологического процесса . ремонта о .учетом
взаимовлияния операций и технологической наследственности в процедурах оптимизации.
Вышеизложенное свидетельствует об актуальности совершенствования методики проектирования технологии восстановления и прогнозирования свойств деталей подвижного состава для обоснованного выбора структури и параметров процесса ремонта.
Над проблемой разработки технологии ремонта деталей подвиа-ного состава работают десятки организаций, среди них ВНИИКІ, ИЭС им.Е.О.Патона, ЫИИТ, ПГУІ1С, ОмГАПС и др. Научными коллективами под руководством В.Д.Кузьмича, В.В.Стрекопитова, В.А.Четвергова и других ученых проведены исследовании по оптимизации структури ремонтного цикла, рациональному размещению ремонтных предприятий, по оценке ремонтопригодности проектируемого подвижного состава. Разработке вопросов, связанных с упрочнением и восстановлением деталей подвижного состава, посвящены исследования С.Н.Киселева, И.А.Иванова, И.Д.Кулагина, Н.Н.Воронина, В.Е.Шлялина, В.Н.Лозинского, В.В.Ыеликова и др. Развитию системного подхода к анализу тех-ологического процесса изготовления и ремонта деталей способствовали научные труды. Н.И.Ящерицина, А.А.Шаталина, Н.Г.Васильева и др. Значительный вклад в решение проблем, связанных с анализом тепловых процессов в технологических системах, внесли Н.Н.Рыкалин, В.И.Махненко и др. Исследованию формировании геометрических и химических параметров наплавленного металла посвящены работы А.И.Акулова, Н.Н.Прохорова, В.А.Судника, Б.М.Березовского, А.А.Буки и др.
Цель работы - повышение э44ективьости восстановления деталей подвижного состава путем совершенствования методики проектирования технологического процесса.
Для достижения поставленной цели решались задачи по разработке:
1) методики выбора параметром технологических операций с
учетом взаимовлияния отдельных втапов ремонта;
-
математических моделей и алгоритма расчета тепловых полей при восстановлении деталей подвижного состава;
-
математических моделей и алгоритма расчета геометрических и химических показателей наращенного слоя.
Научнум новизну диссертационной работы характеризуют следующие основные результаты, виносимые на эациту:
методика проектирования технологии восстановления изнаии-ваемых деталей подвижного состава с учетом взаимовлияния технологических операций; '
методика определения тепловых полей и термических циклов, учитывающая характерные особенности многопроходного восстановления, отличающаяся сравнительной точностью и простотой реализации на ЭВН; алгоритм определения возникающих погреиностей;
алгоритм определения формируемых геометрических параметров и химического состава сдоя при восстановлении.
Ппактичр^коо янямяннр ряДптм состоит в том, что на основе разработанные методик созданы алгоритмы, позволяющие сократить объем необходимых теоретических и експериментальних исследований при проектировании новых и совершенствовании имеяцихоя технологий, ремонта изнавиваемых деталей.
Получено положительное решение по заявке на изобретение установки для автоматической наплавки.
Результаты работы применяются при проектировании технологических процессов восстановления деталей в депо Западно-Сибирской железной дороги.
Разработанные программы для 36ІІ используются в учебном процессе лри подготовке инженеров-механиков.
АпрпДя^ия работа. Основные результаты работы были представленії на Всероссийском, семинаре "Сварка в маииноотроении" -(Москва,* 1995 г.), на 2-й межвузовской научно-методической^ конференций "Компьютеризация учебного процесса - путь активизации учебно-познавательной деятельности студентов" (Омск, 1995 г.), на 2-й международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта" (Москва, 1996 г.), на 9-й международной научно-технической конференции "Проблемы механики железнодорожного транспорта" (Днепропетровск, 1996 г.)
Публикации^ Основное содержание диссертационной работы опубликовано в десяти печатных работах и двух отчетах по НИР.
Птрукпуря и поЧеи диссертации, диооертация состоит из введения, пяти рлав, заключения с выводами, списка использованной литературы (130 наименований) и приложения. Изложена на 138 страницах текста, содержит <9 рисунков и одну таблицу.
