автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Оптимизация элементов технологической системы при восстановлении профиля поверхности катания пар подвижного состава

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ ЛД СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

; . ,,. О На правах рукописи

ПОПОВ Алексей Юрьевич

УДК 629.4.027.118

ОПТИМИЗАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ ПРОФИЛЯ ПОВЕРХНОСТИ

КАТАНИЯ

КОЛЕСНЫХ ПАР ПОДВИЖНОГО СОСТАВА 05.02.08. - Технология машиностроения

А втореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1998г

Работа выполнена в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ)

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Д.Г.Евсеев Научный консультант: В.А. Фомину Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор А.С.Верещака кандидат технических наук, профессор В.ВЛСлепиков Ведущее предприятие: Московский локомотиворемонтный

завод (МЛРЗ)

Защита диссертации состоится "1? умМ 1998г. в /.?часов на заседании диссертационного совета К 114.05.11 при Московском государственном университете путей сообщения по адресу: 101475, ГСП, Москва, А-55, ул. Образцова, 15, корп. 2, ауд. 2406.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке университета Автореферат разослан "/¿" к 1998г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес университета.

Ученый секретарь диссертационного / совета кандидат технических наук, ■?

доцент / А.П. Корноухов

Лктуальность темы. В настоящее время повышение эффективно*-сти использования подвижного состава железнодорожного транспорта Российской Федерации основано на первоочередном внедрении ресурсосберегающих средств и технологий, направленных на максимальное снижение эксплуатационных расходов в процессе изготовления и ремонта.

Железнодорожная колесная пара является одним из наиболее сложных, металлоемких и ответственных элементов ходовой части подвижного состава. По данным Департаментов Локомотивного и Вагонного хозяйства МПС РФ за период 1987-1998г.г. на сети дорог наблюдается устойчивая тенденция увеличения количества ремонтных обточек колесных пар и ежегодный рост расходов на их ремонт.

Вопросам механической обработки профиля поверхности катания колесных пар посвящены многочисленные исследования проводимые Московским, Санкт-Петербургским, Ростовским, Омским и др. институтами железнодорожного гранспорта, ВНИИЖТ, МГТУ "Станкин" и др. В то же время, многие проблемы, возникающие при обработке колесных пар, остались нерешенными, кроме того, с изменением экономической ситуации в России, возникло множество новых. Практически не изучены вопросы взаимосвязи и взаимозависимости основных элементов технологической системы колесообработки, влияющие на точность и качество восстановления исходного контура профиля поверхности катания. Это затрудняет проведение работ по совершенствованию элементов технологической системы ремонта колесных пар в сложившихся экономических условиях. В связи с изложенным тема данной работы является актуальной.

Цель работы. Целью данной работы является повышение производительности и экономической эффективности формообразования и восстановления профиля поверхности катания колесных пар подвижного со-

става в различных производственных условиях, за счет оптимизации основных элементов технологической системы колесообработки.

Методы исследования. Теоретические исследования проводились на основе классических положений технологии машиностроения, теории резания, теории трения и изнашивания и др. Экспериментальные исследования выполнены в лабораторных и производственных условиях на основе статистического метода планирования эксперимента с применением современных средств измерения и регистрации параметров технологического процесса и характеристик обработанной детали. Обработка полученных данных проводилась методами математического аналнза с использованием ЭВМ.

Научная новизна работы:

- предложена классификационная причинно-следственная диаграмма взаимосвязей составляющих элементов в современной технологической системе механической обработки колесных пар;

- разработана классификация видов износов тангенциальных твердосплавных пластин для колесотокарной обработки;

- доказано, что механическая обработка профиля поверхности катания колесных пар ведется в нестационарных условиях при неустойчивом наростообразовании в процессе резания;

- теоретически обоснована и практически подтверждена гипотеза о наличии корреляционной связи между интенсивностью износа инструмента и определенным типом обрабатываемых колесных пар;

- обоснованы и реализованы пути повышения эффективности формообразования и восстановления профиля поверхности катания колесных пар на основе оптимизации параметров режущего инструмента для различных технологических \с.швнй.

Практичсскаи ценность. Разработан комплект нормативно* технической документации, предназначенной для выполнения исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также для сертификации и аттестации элементов технологической системы колесообработки.

Разработана программа для ЭВМ по расчету комплексного показателя технического уровня качества, что позволило определить наиболее эффективные форморазмеры твердосплавных пластин для колесотокар-ной обработки. Для различных производственных условий предприятий МПС РФ даны рекомендации по выбору наиболее рациональных марок-инструментальных твердого сплава, геометрии заточки режущей кромки, виду и методу нанесения поверхностных износостойких покрытий, геометрические формы передней поверхности пластин и др.

Для предприятий по ремонту подвижного состава Московской ж.д. определены основные критерии выбора поставщиков твердосплавного ииструменга и проведен расчег годового экономическою эффекта от внедрения прогрессивного режущего инструмента.

Реализация работы. Результаты проведенных исследований использованы Вагонным отделением ВНИИЖТа, ПКБ ЦТ МПС, на фирмах "Бапауй- МКТС", '"МЖа", "КеппатеЫ-НеПеГ, ГП ВНИИТС, "Киров-градский ЗТС", "Желдоринструмент" и др., а также на предприятиях локомотивного и вагонного хозяйств Московской железной дороги.

Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на 6 Международной научно-технической конференции посвященной 100-летию МИИТа (1996г.); на научно-технических конференциях "Механико-технологические и энергетические проблемы на ж.д. транспорте" {МИИТ: 1996,1997 и 1998гг.); на научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте» (1998г.); на рас-

ширенном заседании кафедры "Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава" МИИТа (1998г.)

По теме диссертационной работы опубликованы 4 печатных работы. Отдельные вопросы проведанных исследований подробно освещены в 4-х отчетах по научно-исследовательским работам.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов, библиографии и приложений. Общий объем работы составляет 164 страницы машинописного текста, 43 таблицы и 129 рисунков.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, кратко описана методика проведенных производственных исследований, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлен аналитический обзор состояния современной технологической системы колесообработки. Определена цель и поставлены задачи проводимых исследований.

На точность и качество обработки профиля поверхности катания колесных пар подвижного состава одновременно влияют более 90 различных факторов. В современных технологических системах колесообработки степень воздействия данных факторов определяется фактическим состояние шести базовых элементов технологической системы, а именно:

- исходными параметрами обрабатываемой колесной пары, т.е. систематически-случайными факторами, определяемыми особенностями конструкции, обрабатываемостью и техническим состоянием колес;

- существующим колесообрабатываюшим станочным оборудованием, т.е. систематическими факторами, вызванными особенностями конструкции, техническими возможностями и состоянием оборудования:

- качеством инструментального оснащения, т.е. систематическими факторами, обусловленными особенностями конструкции, режущими свойствами и качеством применяемого режущего инструмента;

- качеством технологического обеспечения, т.е. систематическими факторами, вызванными особенностями используемых техпроцессов;

- качеством труда, т.е. случайными факторами, связанными с деятельностью людей;

- фактическими внешними условиями, т.е. случайными факторами, обусловленными сторонними причинами, влияющими на стабильность технологического процесса.

На основе метода построения причинно-следственных диаграмм, проведено определение и оценка видов, величины и взаимосвязи различных факторов, влияющих на элементы существующей технологической системы, что позволило определить основные направления их оптимизации. Показано, в настоящее время, при ежегодном росте количества обтачиваемых колесных пар и ухудшении их обрабатываемости, восстановление профиля колес на предприятиях МПС РФ производится на физически и морально устаревшем станочном оборудовании при использовании неэффективного инструмента на нерациональных режимах резания.

В современных экономических условиях на железнодорожном транспорте России наиболее простым первоочередным шагом представляется проведение оптимизации используемого инструментального оснащения и технологического обеспечения, т.е. выбор рационального режущего инструмента и оптимальных условий его применения.

Во второй главе приведена классификация твердосплавного режущего инструмента для механической обработки колесных пар; определены рациональные форморазмеры твердосплавных пластин; разработана классификация видов износа пластин, исследована структура и основные

причины возникновения их отказов; исследованы основные кинематические и технологические закономерности процесса черновой и чистовой колесотокарной обработки, а также проведен анализ контактных явлений в процессе резания тангенциальными пластинами.

На базе методов функционально-стоимостного анализа (ФСА) построена функционально-структурная модель режущего инструмента, позволяющая определить ряд основных конструктивно-функциональных элементов твердосплавных пластин, что упрощает проведение сравнительной оценки эффективности использования твердосплавного инструмента различного форморазмера. Путем расчета комплексного интегрального показателя технического уровня качества установлено, что наиболее рациональным форморазмером пластин для колесотокарной обработки являются тангенциальные пластины ЬЫМХ 301940 и ЬЫМХ 191940.

На предприятиях МПС, обслуживающих различные типы подвижного сосгава, исследовано более 4,5тыс. режущих кромок тангенциальных пластин. Определены 10 характерных видов износов пластин и построена структура их отказов. Установлено, что 85-90% отказов пластин обусловлены технологическим критерием затупления, из них 70-80% - за счет изнашивания по рабочим поверхностям. Нанесение износостойких покрытий уменьшает интенсивность износа по вспомогательной задней поверхности в 1,5-2,3 раза, а в зоне стружколомающей канавки от 5 до 11 раз. При ухудшении обрабатываемости колесных пар доля отказов по причине пластической деформации режущих кромок пластин, увеличивается в 1,62,3 раза, при практически постоянном сохранении количества отказов в виде хрупкого разрушения (7-9% от всех отказов). Изучение механизма изнашивания пластин, на базе работ Т.Н.Лоладзе и А.Д.Макарова позволило выдвинуть гипотез) о наличии корреляционной связи между изме-

нением интенсивности износа инструмента и технологическими особенностями обработки колесных пар различных типов подвижного состава.

Проведенное теоретическое исследование кинематических закономерностей процесса черновой и чистовой колесотокарной обработки (табл.1), а также анализ контактных явлений в зоне резания, на основе работ М.Ф.Полетика, Г.И.Грановского, В.А.Остафьева, В.К. Старкова и др., показали, что механическая обработка профиля поверхности катания ведется в нестационарных условиях при неустойчивом наростообразовании в процессе резания, что делает практически невозможным прогнозирование стойкости инструмента. Теоретический расчет термонапряженного состояния на рабочих поверхностях режущего клина, на основе термомеханической теории процесса стружкообразования инструментом с полной и укороченной передней поверхностью, разработанной В.С.Кушнером и работ А.Н.Резникова и И.А. Иванова, показал, что в данных условиях касательные напряжения в плоскости сдвига достигают предела текучести кобальтовой фазы инструментального материала, это объясняет высокую интенсивность абразивно-адгезионного износа в условиях интенсивной пластической деформации.

Путем моделирования процесса колесотокарной обработки тангенциальными твердосплавными пластинами установлены границы области допустимых значений основных технологических параметров процесса резания, определяемые рядом комплексных ограничений, накладываемых различными элементами технологической системы.

Третья глава посвящена анализу существующих методов оптимизации условий механической обработки и средств диагностирования состояния режущего инструмента. Основываясь на работах С.В.Алехина, А.А.Барзова, В.Ф.Безъязычного. В.Ф.Боброва, А.Ф.Богданова, C.B. Васильева, A.C. Верещаки, Г.И. Грановского, Д.Г. Евсеева, Б.В.Захарова,

Таблица 1

Кинематические и технологические закономерности процесса черновой и чистовой колесотокарной обработки тангенциальными твердосплавными пластинами типа 301940

Нил колесотокарной обработки Обрабатываемый участок профиля поверхности катания

Обработка круга катания (ф > ф|) Обработка поверхности гребня (ф<<р,)

Черновая обработка (1 > 4 мм) yJ\+[(sin2<p + tgг'k)/cos<pY 41 « %<р

Чистовая обработка (1 < 4 мм) 0,25-ЬБ р агссоБ (1 -1/4)+агсБ! п (Э/8) ср

Расчетная величина гребешков шероховатости II ^ Нми = 4-(бш^ --^8-Б-(втр, -х хБт2^, +4-соэд -(8/2)-8т2р,))

""" 32 • (81 -12) • [агссоз{ 1 - Щ-+ агсят (Б/В)]2

11роизводительность обработки " N , V• [^(л• (И +1 + ДО)2 •В--у/(1 + 8/(л-(0+1 + Дг))]2)] 1

Условные обозначения: 1 - глубина резания, Б - рабочая подача, ф и ф1 - главный и вспомогательный углы в плане, X - угол наклона главной режушей кромки, а^ и Ьф - средняя толщина и ширина срезаемого слоя, Б - окончательный диаметр обработки, В - ширина обработки, А1 - приращение глубины резания в зависимости от геометрии профиля поверхности катания.

Н.П.Зобнина, Н.Н.Зорева, И.А.Иванова, М.И.Клушина, А.С.Кондратова, В.С.Кушнера, Т.Н.Лоладзе, А.Д.Макарова, М.М.Машнева, В.Н.Подураева, А.Н.Резникова, С.С.Силина, В.К.Старкова, О.В.Таратынова, С.Н.Филоненко, Г.Л.Хаета, Д.Л.Юдина и др., установлено, что изучение основных функциональных параметров процесса резания при проведении оптимизации в производственных условиях предприятий по ремонту подвижного состава, возможно не только при помощи обычных полнофакторных стойкостных испытаний, но также и при помощи средств активного контроля. Из-за высокой нестационарности процесса резания при колесообработке, для повышения информативности диагностируемых параметров, регистрация полезного сигнала из зоны резания должна осуществляться автоматически в постоянном и синхронном режимах за 2-3 оборота колеса, что делает их максимально инвариантным к внешним помехам, связанным с функционированием технологической системы.

В четвертой главе описаны основные методические положения лабораторных и производственных экспериментальных исследований.

В качестве образцов обрабатываемого материала были выбраны цилиндрические заготовки и колеса Выксунского металлургического комбината из одной плавки колесной стали марки 2 ГОСТ 10791-89. В экспериментах использовались твердосплавные пластины типа 1>1МХ 301940 из сплавов марки АТ15Б (фирмы "\Vidia") и 8Н (фирмы "8апс1у1к СогошапГ). Исследование химического состава, физико-механических свойств и металлографический анализ испытываемых пластин проводилось в аналитическом центре ГП ВНИИТС и ЦЗЛ фирмы "8ап<1уйс-МКТС".

Лабораторные экспериментальные исследования, с целью комплексного изучения силовых, электрических и акустико-эмиссионных па-

раметров процесса резания, проводились на базе аналитического центра ГП ВНИИТС при использовании специального автоматизированного стенда для диагностики процессов механической обработки.

Для проведения производственных исследований была разработана специальная мобильная универсальная экспериментальная установка, монтируемая на серийный колесотокарный станок фирмы "ЯаГатеГ модели иОА-112. Установка представляет собой специализированный комплекс, предусматривающий измерение, регистрацию и обработку следующих параметров процесса резания: силовых параметров (тангенциальной "Рг", осевой "Рх" и радиальной "Ру" составляющих силы резания); электрических явлений в зоне резания (ЭДС); эффективной мощности резания "N3" и акустико-эмиссионных параметров (амплитуды "А" сигналов АЭ). Конструкция правой двухкассетной резцовой державки (обозначение NN72-03), используемой для исследований, была специально доработана путем установки региегрирующих датчиков для измерения необходимых параметров, но в то же время всс гсометричсскис, присосдигаггсльныс, установочные размеры и углы державки в месте установки испытываемых твердосплавных пластин остались неизменными (главный угол в плане -85°; передний и задний углы - 6°).

При проведении испытаний, до и после обточки профиля поверхности катания колесных пар, производилось снятие профилограммы (профилографом-профилометром конструкции ВНИИЖТ), измерение геометрических параметров колеса (универсальным шаблоном модели УТ2) и шероховатости поверхности (переносным пьезоэлектрическим профилометром модели "ЗиПгогпс 10" фирмы "Тау(ог-НоЬ8оп" (Англия)), а также измерение твердости поверхностного слоя в плоскости круга катания вне термомеханических дефектов (переносным прибором модели "СОиОПР" фирмы "Ргоееч" (Швейцария), с \даркым )стрш'/сгвом типа

"D"). Износ пластин измерялся с помощью специального переносного устройства фирмы "Peak" (Япония), а также инструментального микроскопа с цифровой индикацией фирмы "Leitz" (Германия).

При проведении промышленных исследований использовались твердосплавные пластины формы LNMX 301940 из серийных сплавов следующих фирм: "Sandvik Coromant" (Швеция) марок SH,4015,4025; "Widia" (Германия) марок AT15S,TN200,TN250,IîK150; "Kennametai-Hertel" (США-Германия) марок К21ДС850, "Sandvik МКТС" (Россия-Швеция) марок ММ2, МК1, МК2, МК8, МК306, MAI, МАЗ, МТ1, MF3, СТ15, СТ25; ГП ВНИИТС (Россия) марок Т1, Т5, Т8К7,1Т7К9, ВТ1320, ВТ1322, ВТ2240, ВМ3156 и "Кировградского ЗТС" (Россия) марок МС221, ТТ6К8, ТТ7К9, ВП322.

В пятой главе описаны основные результаты экспфимснтов. В первом разделе, путем проведением широкомасштабных производственных экспериментов с твердосплавными пластинами типа LNMX 301940 из сплавов марок AT15S, ММ2 и Т1, подтверждено существование тесной корреляционной связи между изменением интенсивности износа (и стойкостью) инструмента и обрабатываемостью колесных пар различных типов подвижного состава. Определены три основные области обрабатываемости, необходимые при проведения комплексной оценки инструментального материала (см.табл.2).

Во втором разделе, при помощи разработанной аппаратуры и использовании математических методов планирования экспериментов, получены уравнения регрессии в виде логарифмических полиномов первого порядка, описывающих связь ситовых, электрических и акустикоэмнсси-онных параметров процесса резания с технологическими параметрами при обработке колесной стали. Установлено, что наибольшее влияние на параметры колесообработкп оказывает скорость резания (V). Увеличение

Группы обрабатываемости колесных пар подвижного отава МПС РФ

Таблица 2

Группы обрабаты- Тин обслуживаемого подвижного состава Подгруппа применения Требования к твердому Основные области

ваемости кол. пар твердого сплава (180) сплаву по ГОСТ 3882-74 обрабатываемости

0 колесные пары нового формирования

1 колесные пары после механической обработки Р15-Р20 И 3 1 п р 1 (легкие

2 высокоскоростной подвижной состав, пассажирские локомотивы н 0 с о ч н условия)

грузовые электровозы, моторвагонный подвгокной о г о

3 состав, пассажирские вагоны Р20-Р25 т 0 с т М (средние

4 грузовые тепловозы, метрополитен, вагоны- й к о ь условия)

цистерны, изотермические вагоны

5 маневровые локомотивы, крытые вагоны, платформы, хопперы, путевые машины Р30-Р35 с т ь . Н (тяжелые условия)

6 грузовые полувагоны

"V" приводит к пропорциональному увеличению ЭДС-резания (Е), акустической эмиссии (А), эффективной мощности резания (Ыэ), а также уменьшению шероховатости (Rz), коэффициента усадки стружки (Кус) и составляющих силы резания (Pz и Рх). В меньшей степени на изменение данных параметров оказывает влияние рабочая подача "S" и глубина резания "t". Увеличение "S" приводит к пропорциональному росту (Rz,N3,E,A,Pz,Py,Px) и уменьшению "Кус". Рост "t" приводит к увеличению (№,E,A,Pz,Py,Px и Кус).

В 3-5 разделах исследовалось влияние конструктивных особенностей тангенциальных пластин на их стойкость в различных производственных условиях предприятий МПС РФ. Установлено, что заточка режущих кромок пластин, в зависимости от марки сплава, должна обеспечивать ширину упрочняющей отрицательной фаски в приделах 0,5-0,7мм.. с углами наклона фаски: при резании в легких производственных условиях порядка 13-16°, при средних - 15-18°, а при обработке в тяжелых условиях - 22-27°. Оптимальный радиус скругления режущих кромок после отде-лочно-упрочняющей обработки непокрытых пластин или у пластин после нанесения износостойких покрытий, должен находится в пределах 0,050,08мм.

Определено, что при обточке колесных пар в легких и средних производственных условиях наибольшей эффективностью обладают пластины с поверхностными многослойно-композиционными покрытиями типа TiN-Ti(CN)-TiN и TiN-Ti(CN)-Al203, нанесенными по технологии химического осаждения покрытия из парогазовой фазы, т.е. методом химического осаждения (ХОП) или CVD (Chemical vapor deposition). При обработке колесных пар в тяжелых условиях наиболее эффективны покрытия типа Cr-TiN и Ti-TiN, нанесенные по технологии конденсации покрытия из пароплазменной фазы металлического компонента в вакууме

при бомбардировке ионными пучками (КИБ), основанной на методе физического осаждения покрытия (ФОП) - PVD (Phisical vapor deposition).

Выявлены три основных механизма стружкодробления при обработке профиля поверхности катания колесной пары в зависимости от геометрической формы передней поверхности твердосплавных пластин. Делается вывод, что наибольшую стабильность стружкодробления по всему профилю поверхности катания, при обработке в любых производственных условиях, обеспечивает передняя поверхность с замкнутой геометрией стружколомающих канавок по типу "Kennametal-Hertel".

В шестой главе определены основные направления по повышению эффективности использования твердосплавных пластин для механической обработки колесных пар. Приведены данные по практическому внедрению результатов исследований. Определена тсхнико-экономическая эффективность от использования прогрессивного инструмента.

По результатам проведенных исследований установлены пути повышения износостойкости и эффективности инструмента для обточки колесных пар, а также разработаны практические рекомендации охватывающие все этапы жизненного цикла твердосплавной пластины, т.е. от проектирования и изготовления, до эксплуатации и утилизации (рис. i).

Разработан комплект нормативно-технической документации, предназначенной для проведения исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также для целей сертификации и аттестации режущего инструмента для механической обработки колесных пар.

Анализ технико-экономической эффективности результатов исследований показал, что при внедрении во всех локомотивных и вагонных депо Московской ж.д., прогрессивного режущего инструмента, годовой экономический эффект составит порядка 670 тыс.$. что практически

в процессе конструирования

Разработка Ь до 290%

новых М до 220%

инстру-

ментальных Н до 200%

материалов

Оптимизация 13-39%

геометрических параметров М 39-54%

режущей кромки Н 58-75%

Инструмент с

механическим до 350%

креплением

Повышение

виброустойчивости и жесткости инструмента

150-200%

в процессе изготовления

Совершенствование технологии изготовления 30-60%

Нанесение однослойных износостойких покрытий 15-30%

Нанесение многослойных износостойких покрытий Ь до 450%

М до 650%

Н 140-200%

Упрочняющая обработка поверхности инструмента 1 10-15%

М 30-35%

Н 5-7%

в процессе эксплуатации

Правильный выбор поставщика инструмента 35-45%

Оптимизация режимов резания 35-40%

Нормирование расхода инструмента 40-60%

Централизованное восстановление инструмента 85-100%

соответствует годовым расходам на весь твердосплавный режущий инструмент для обточки колесных пар на Московской ж.д., а также дает прямую экономию около 2-х тонн твердого сплава и увеличивает на 75% долю возвращаемых на вторичную переработку изношенных пластин.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основе комплексных теоретических, экспериментальных и производственных исследований решена актуальная научная задача по оптимизации элементов технологической системы при восстановлении профиля поверхности катания колесных пар подвижного состава.

2. На базе методов функционально-стоимостного анализа (ФСА) построена функционально-структурная модель режущего инструмента. Установлено, что наиболее рациональным форморазмером твердосплавных (шастин для колесотокарной обработки являются тангенциальные пластины формы ЬЫМХ 301940 и ЬЫМХ 191940.

3. Проведено классифицирование видов износов тангенциальных пластин, построена и проанализирована структура их отказов. Установлено, что превачируют отказы по технологическому критерию затупления, из которых 70-80% за счет изнашивания по рабочим поверхностям. При ухудшении обрабатываемости колесных пар доля отказов по причин; пластической деформации режущих кромок увеличивается в 1.6-2.3 раза, при сохранении количества отказов в виде хрупкого разрушения (7-9% от всех отказов).

4. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что механическая обработка профиля поверхности катания мелется в нестационарных условиях при неустойчивом наростообразованип в процессе резания. Получено математическое описание кинематических законе-

мерностей черновой и чистовой колесотокарной обработки. Определена область допустимых значений технологических параметров. Разработаны математический алгоритм и программа расчета термонапряженного состояния на рабочих поверхностях инструмента.

5. Разработана мобильная универсальная экспериментальная установка и специальная резцовая державка для измерения силовых, электрических и акусгико-эмиссионных параметров процесса резания при колесотокарной обработке на станке "1^ате1" модели 1Л5А-112.

6. Получены уравнения регрессии в виде логарифмических полиномов первого порядка, описывающих связь силовых, электрических и акустнкоэмиссионных параметров процесса резания с технологическими параметрами при обработке колесной стали.

7. Установлена тесная корреляционная связь между изменением стойкости инструмента и технологическими особенностями обработки колесных пар различных типов. Определены три базовые области обработки колесных пар - в легких, средних и тяжелых производственных условиях. Доказано, что при обточке колесных пар в легких и средних производственных условиях наиболее эффективны пластины с многослойно-композиционными покрытиями нанесенными по методу СУО, а при обработке колесных пар в тяжелых условиях наиболее эффективны покрытия нанесенные методом РУБ. Определены наиболее рациональные углы заточки режущей кромки пластин для различных производственных условий. Показано, что наибольшую стабильность стружкодробления по всему профилю поверхности катания, обеспечивает форма передней поверхности пластин с замкнутой геометрией стружколомающих канавок.

8. Разработан комплект нормативно-технической документации из 9-ти единиц отраслевого назначения, предназначенный для проведения исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также для целен

сертификации и аттестации элементов технологической системы.

9. Отдельные результаты диссертационной работы использованы: -ВНИИЖТом, при проведении исследований по разработке специального инструмента для механической обработки колесных пар с повышенной твердостью поверхности катания по ТУ 0943-049-01124328-96;

- ПКБ ЦТ МПС, в работе по выбору рационального режущего инструмента для колесофрезерной обработки на станках типа КЖ-20;

- на фирме "Желдоринструмент", при разработке технологии восстановления изношенных твердосплавных пластин;

- на фирмах "5ап<1уйс СоготапГ, "БашЫк МКТС", "\Vidia", "Кеппатеш1-НеПе1", ГП ВНИИТС и "Кировградский ЗТС", в работах по совершенствованию инструментальных сплавов, геометрии заточки режущей кромки и формы передней поверхности инструмента для МПС РФ;

- на предприятиях по изготовлению и ремонту подвижного состава Московской ж.д. (Московский локомотиворемоктный завод (МЛРЗ); локомотивные депо "Бекасово-сортировочное" и "Москва-2", вагонные депо "Москва-3", "Лосиноостровская" и др.) в работах по выбору и рациональному использованию инструмента для обточки колесных пар.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Евсеев Д.Г., Захаров Б.В., Калмычков В.А., Попов А.Ю. Обработка колесных пар на станке КЖ-20Б твердосплавным инструментом новой марки. // Проблемы развития локомотивостроения. Сб. науч. тр. 6 Международной научно-технической конференции посвященной 100-летию Московского Государственного Университета путей сообщения (МИИТ) 28-31 октября 1996г./ МИ ИТ. - 1996. - С. 91-92.

2. Захаров Б.В., Эйдук О Н . Костин A.B.. Попов А.Ю. и др. Новый сплав для обработки колссных гшр. И Железнодорожный транспорт. -

1997. -N4.-С. 59 = 60:ил.

3. Самойлов B.C., Беляев МП,, Попов А.Ю. Современный режущий инструмент для тяжелого и транспортного машиностроения. // Тяжелое машиностроение. - 1997. - N10. - С. 46 - 48: ил.

4. Евсеев Д.Г., Попов А.Ю. Прогрессивный инструмент для обточки колесных пар. // Автоматизация и современные технологии. - 199S. -

Оптимизация элементов технологической системы при восстановлении профиля поверхности катания колесных пар подвижного состава 05.02.08. - Технология машиностроения

N9.

Попов Алексей Юрьевич

Типография МИИТа, 101475, Москва, А-55, ул. Образцова. 15.

МПГЧ/ПРГЧЛЛМ

Hjywi ' " ;" ¿

ГПНУПАРСТР.ЕННЫЙ УНИР-ЕРСИТЕТ

nVTITM

I Itf J. U/Z I

! ЙП

пппсшгшла гмьшгп

UUULIllllji lïUi \lUFiïU /

Ца п nsoísv гмгь.- nnuru

1 If J- i ! k/u,UUA SJ У n.U¡ I. ï ! r J

Пг»П(-\13 Л nQtfí-<QT> lAnuQOIÍM

iiwibWO rw ¡^auon lupubum

nnTUMU^Aiiua -а пк-шштпи Tirvursnoniuirrifnü гигпгмы

итпишипцш! asîbimijJlÂWU Х1.|ШУ,ЧУ|. Sä iUUKiWIi UUU X Ul'IU

(1DU ВПГГТАИПВ пкииц ПОПОИЛ GF nnBÍTDYUnrTU ¡fATAHUQ

US (I UUUU inUUUlflLill»n lit UViKIJI IIUULll lUiWU ¿ ri uninililil

WnnurU^IY HAD ППППШШПГГк ГПГТАПА

ïl/VdijUIUHIi uni Uw^yflJiUiWI. У uyy inun

ПЯ ПО riQ

WW.

Tovun nnpya uaimjunrninnDuiiS

iVAiiujiui n<n ИСШШ luw i ¡juui inn

\/t joi_ji~vt*T СФаптлл ии питоФ^

У lUil v_- J, iri f\CAS I^n^Ci i QA

Uauuukiii

1 ltA^ TI Ш1Г1

пиитшппнФО пи- —

yj пиии,цп i lu

nr-m-Tirm iPOVUMMQPt/yV UCSl/Lí-¡tjun, 1 UlJ iljftlin-iUVnriA 1 ["V,

пппАогтпп ПГргчзао TT P

I IJ/U'^ljUUUp UC'J'JWU ¡u,. I ,

l-Icawt jutii/ упигипиф^иф _

11 ay иПьлУ! i^/ y j iu i ш i i

l/'-зиШЛПаф ITiQVUUiiDrb'IÍW иг О ■ Г Г/'

ПСА1 ^«¡ЦСА 1 ¿ >-.,- Л il g I S if, il ¡ LU » rVj

ппиоиф ffw-млли

л

Л .

UnptíD5 — Л QQOP

snuwnüü

- О -

р.пттродаАишг

г<ггп и 1 р.

DD.tr тпгимгг а

I'!-/................................................... ^

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ ..... 9

1.1. Общие закономерности построения современных технологических систем для механической обработки профиля поверхности катания колесных пар подвижного состава .............................................. 9

1.1.1. Построение диаграммы причинно-следственных связей элементов технологической системы колесообработки . 9

1.1.2. Общая характеристика эксплуатационной надежности железнодорожных колесных пар подвижного состава МПС

РФ на современном этапе.................................13

1.2. Анализ составляющих элементов технологической системы для формообразования и восстановления профиля поверхности катания колесных пар .................. 21

1.2.1. Исходные параметры обрабатываемых колесных пар .... 21

1.2.2. Колесообрабатывающее станочное оборудование, его технологические возможности и техщрд^ре состояние 35

1.2.3. Инструментальное оснащение процесса* механической обработки профиля поверхности катания ............. 46

1.2.4. Классификация методов механической обработки профиля поверхности катания колесных пар ............... 56

1.2.5. Исследование режимов резания при механической обработке профиля поверхности катания колесных пар .... 60

1.3. Цели и задачи исследования ........................ 63

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ПРОФИЛЯ ПОВЕРХНОСТИ КАТАНИЯ КОЛЕСНЫХ ПАР................................ 66

2.1. Сравнительный анализ основных критериев оценки эффективности использования твердосплавного режущего

инструмента. Определение наиболее рациональных форм твердосплавных пластин............................ 66

2.2. Исследование структуры и основных видов отказов тангенциальных твердосплавных пластин при колесото-карной обработке .................................. 77

2.2.1. Анализ внешней картины износа тангенциальных твердосплавных пластин для обточки колесных пар ....... 77

2.2.2. Анализ структуры отказов тангенциальных твердосплавных пластин в производственных условиях предприятий по ремонту подвижного состава ................ 78

2.2.3. Общие закономерности механизма изнашивания твердосплавных пластин для обточки колесных пар ....... 87

2. 3. Исследование основных кинематических закономерностей процесса колесотокарной обработки твердосплавными пластинами тангенциальной формы .............. 96

2.4. Теоретическое определение термонапряженного состояния в зоне резания при колесотокарной обработке профиля поверхности катания. Анализ контактных явлений в процессе резания тангенциальными твердосплавными пластинами................................ ИЗ

2.5. Определение области предельно допустимых значений вариации режимов резания под действием основных технологических факторов при моделировании процесса колесообработки ................................... 129

2. 6, Выводы по главе 2 ................................. 143

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РЕЗАНИЯ И СОСТОЯНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, С ЦЕЛЬЮ ИХ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ПРИ ОБТОЧКЕ КОЛЕСНЫХ ПАР ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ..................... 145

3.1, Анализ существующего метода контроля состояния режущего инструмента при обточке колесных пар ....... 145

3.2, Методы и средства определения оптимальных условий механической обработки и параметров режущего инс-

тру мента....................................................................................149

3. 2.1. Общие положения ,.,.,,,...................................149

3.2.2. Классические методы оптимизации параметров процесса резания и режущего инструмента ........................................153

3.2.3. Методы активного контроля процесса резания ................160

3.3. Выводы по главе 3 ..................................................................176

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

И ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ПЛАСТИН ДЛЯ пптпишл immrnuwY пad ua vnmrr<nTntf aduuy mhuuAY 17Q

иици^нп i ILiVs ILtldi I iril i if\ I LUW 4 ^ni I wtnuiia/i .... ^ [ и

4.1. Общие задачи экспериментальных исследований и промышленных испытаний............................... 178

4.2. Образцы для проведения экспериментальных исследований ............................................... 179

4.3. Режущий инструмент для проведения экспериментальных лабораторных и производственных исследований ...... 183

4.4. Станочное оборудование и контрольно-измерительная аппаратура........................................ 186

4.5. Методика проведения экспериментальных исследований

и промышленных испытаний .......................... 201

4.6. Выводы по главе 4................................. 207

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ И КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ПЛАСТИН НА СТОЙ-КООТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ОБРАБОТКЕ КОЛЕСНЫХ ПАР РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА .............................................. 208

5.1. Определение корреляционной зависимости стойкости режущего инструмента при колесотокарной обработке и обрабатываемости колесных пар.................... 208

5.2. Экспериментальное исследование и моделирование тер-мо-силовых и акустикоэмиссионных параметров токарной обработки колесной стали ...................... 216

5.3. Исследование влияния геометрии заточки режущих кро-

tiW-vLí" WDDnnnpn nODUnfi ПП9Г"Р1Ши U5 П •VDTÄWrir' fp U r^DWI/itlDT-lpi

syiun: i uvj^^vv! и iCXui íví-í i ы luv i ru lu ¡¡Ci V ¡ u.'inuw ä u i-iwai/ün^i. u

mur'fm/iiaij'rcl ппм nfiirnuo-c u-nnoruiiv norv 9Q1

ru IV Í frj у IViVl L i CA SLiJrs WiVTrW t\UJ 1ШЛ 1 1CAJ_'.....,,.,,.... Í--VA

tí И MrrnDnnDîuua onuauuB nnoorwunpiruuv 1лъипгчг\Г~"rnüyiiv i. ÏIVJVJ ig^uLHiiiriin irini iríH ции^лииЬшил rlüuuwviUíiMiií

rir\isr\i.i<T4iTji LIO r"vniitsr\i~<'T4¿i.ra ncsnauQmnu гчадагптюпп !<-иПФт;_

1 kjU;jDi i S-lí l i ;.!_>. V i UÍLUU'J ,'. I iUÍV l ItbpCAiíiV i JJJLÍi ¡-'U5j! ЦЫ и niIViJ.')

UQUifa nnu iiQvauiíHQPtínít niftnofinrrtfa i/nnonuuv ггзгч 9Q7

mwi i 1 и iiyri BÍ'-'ЛСИ iínuwn,uíl UU^UUU1№ nuil l'v'whuia l 1CAJJ ....

R К Mrr1 naTinDauuD в ni'ouuo ппгшОФПии попопиой nr-n^anvurtr^Tii,,-v. v. riwtfiv^wuui inv LiJ mm um l wuiviu ¿ рпп i i'.-p'-^i ¡wís ¡luDuj-'ai ¡и1,';!-!

noís mjuuuv фцрпппгппзоииу п п^ЛФни uo ■3>í:IS(í>0bfT4^0ijrír"Tii.

|JCA!_V irt 1У1П I - l'.1 KAUS ii-ЧЛ 1 l'J 1ÇAV 1 ITU 1 1 1CA úljl'^vn i ПШ 1UW1D

rttinííWI/nnnnfí пригдо nnu UTO V^IJIÍI IQl^lj'-l-Vîï nAno FÍf-yfT'E/'a nnf-lííiííng

v i y y «irvv^jjv u-j ici iriíi iipsri mv/icu in ~¡v vrvjiri uujjtiyu i.au- i ijj'-j^ri-j iñ

r-írtt5QrvvLjr-i^iT4í t/íi'r'suua i/nnorui-iv non OA 7

HUD^ftlIUViri nuiuiirin ULNRíUIUIft 1 ICAy .........................'S I

к ft dt.ît5<-> ttui nn pnadq к

V. V. иишииш i IV i ¿1CAW V......................................í-vVV

РПА D A ft nDAtfTMUGT'í/Aa DE?A JTMQ Al IMCJ DtPQVnkT АТПО ГЮПРГШГЦЦЫУ

Itíini-'fl V. Ill Л.1Л X F 1 "iWlirWl I unílf |ипц."1<1 I UUi 1/ Ш i П J. VU ill VL'UHÜIII 1Ш1

МИЛТТРТТПП.ЛиМТЛ 9R7

f IWií IV^V Uni 1? Iii 1...................................... í-v-V í

ft 4 пгипоиий udrinsd nüulío nnduiiiduha 1r>(fi(ílcltjprtiiíourvr"pij ыг1 —

V. W VI 1V1_>I lUiV ! 1CAÍ IfJSÁUHÍ 1V1 ШЛ ISWUsÄUiUlinin Uljljion 1 ril-H IUV i ri riv

nnnuinoouiia TCOnnrvmn,3E5L'"v n n5r"P!íu n na HOv^uî^uart/nû

пилииииьшгш 1 ¡J¿J¡ Wi lj SÖL'! ЦДЛ i IJ H.AV i ru 1 ,¡4'J iíl isn.-.».t«iri ¡W'-'P.üh

rtrtrY'äsfinnL/'i.j [/nnarujuv гг-згч 7

иириУ'ЛПП ПА.Ч IVVÍ ¡UlA 1 ICAp...................................I

ft 9 dó о n о гцлгрг/'о linnt so гптл пиог/ fcou ti по nnridqnduuo nnni<io_

V. , I aULftiUU 1 П,и i ÍVJJIVICA i nui ¡Uíl uaiJUi P,--! W ¡ ¡¡puuw^wüílíl llJJUflu

Р.ПППТКРННЫХ ИППЫТЯНИЙ trpnnnnn пяр.ньлу ппяптнн ну

ionnnrnnaouuv пп5Г>Фни mv

¡'-■IJ^U'v! W 1ÜLÜ Ш1А 1 Ы ICAV i ГЦ ПЛ

■ЗФ'гаГФ'Зиии r!DnrpTJ(íiWL/,<3i -,x Duoimüuua u^ nDhSí-iij'T'íjí.iv

CAI И/'ЛЫЦПП, UV¡J i 4-1^Г11Л,САЦГ1Г1 ri 1_>1 )J VI lirií! ПСА ]_' ViViWi 1 J. 1 Ш1Л

г>1)рппг>ия|рияу мпп рф

1 'F1 ......

цирпп I /1ЛЛ ITH ¡V 1 « ............................... i-.Ufu

ft Q DaniiOT CiWiJ nCiQliSi-ir4-i WnuniilJUOriU'nnn ^rKííiQIVTlCS (-".in Î5LJCI—r\Q_

v, o. i awivi ujn,ri,£4CAvD;i'_'i. V jnynuB!ínwsjíiui Li v^jy vn, i ca vi ui iv^yv

uun

ппоит.Ф'аггпв мгтпопппоиий 9ftQ

j»'Vfjj J Ш i CA 1 VD srivv-j I^UUUI 1Г1У1 ...................... i-^VV

ft A DunnnLj nn ГПЯЙР fi P7Q

^ • " vyiVWji^iJi IIW - - V V.......................................i--- . V

ППШМЕ4 D kl ПО, Як! 97/

yuájiííu vi/iw^i^i............................................... ÍV( i

ГТТМГТШ" MnnnnkQVîTMn.M ГПЛТПГ D Л Т У Dkl 977

V11F1W1V lí iVi IW-J LjinVI'i ¿1JÍ1J.V1 rv i ■„' 1 i,'l............................. £-■»■ í Í

nDMnnwtrui/ia

111 ï Ы IVJrtw! iriiil

Политика стабильной работы железнодорожного транспорта Российской Федерации ориентирована на обеспечение перевозок с максимальным сокращением эксплуатационных расходов за счет увеличения эффективности использования подвижного состава. Во исполнении базовой программой повышения эффективности работы железнодорожного транспорта Российской Федерации в 1998г., принятой на основе решения расширенного заседания Коллегии МПС России от 16-17 декабря 1997г. м26 и согласно указанию Министра путей сообщения ы33у от 9 февраля 1998г., предусмотрено первоочередное внедрение ресурсосберегающих средств и технологий при ремонте подвижного состава.

Железнодорожная колесная пара является одним из наиболее сложных и ответственных элементов ходовой части подвижного состава. По данным Фирмы "Кеташ^аЬНегЧеР (США) еженедельно в мире (без учета России) обрабатывается около 70 тыс. колесных пар [1]. Исследования, проведенные фирмой "БагкШк 0оготап1*! (Швеция), показали, что общие расходы при обточке профиля поверхности катания одной колесной пары, с завышенными глубинами резания, составляют около 70$ США на каждый лишний миллиметр снятого слоя металла [23.

По данным Департамента Вагонного хозяйства МПС РФ за период 1996-1997г.г. на сети дорог наблюдается рост расходов на восстановление профиля поверхности катания колесных пар. Например, только за четыре последних месяца 1996г. они составили 557,8 млрд. неденоминированных рублей, что на 15% превышает расходы за аналогичный период 1995г. За это же время переработано в стружку около 15, Отыс. тонн металла колес. Ежегодно увеличивается количество ремонтных обточек колесных пар. Например, в 1996г. в России на ремонтных предприятиях МПС бы/га обточено около 1,749тыс. вагонных колесных пар, а в 1997г. уже более 1.784 тыс. колесных пар.

Вопросам формообразования и восстановления профиля поверхности катания колесных пар посвящены многочисленные исследования, проводимые Московским, Санкт-Петербургским, Ростовским, Омским и

_ 7 _

<

др. институтов железнодорожного транспорта. Они нашли свое отражение в трудах Н. П. Зобнина, Д. Л. Юдина, Д. Г. Евсеева, Б. В. Захарова, А. А. Шишкина, 0. В. Алехина, И. А. Иванова, А. Ф. Богданова и др. Но несмотря на это, многие проблемы, возникающие при обработке колесных пар, остались нерешенными, кроме того, с изменением экономической ситуации в России, возникло множество новых нерешенных задач.

Основной целью данной диссертационной работы являлось выявление новых возможностей повышения производительности и экономической эффективности механической обработки профиля поверхности катания колесных пар подвижного состава.

Начиная с 1994г. и по настоящее время, кафедрой "Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава" Московского Государственного Университета путей сообщения (МИИТ), совместно с Всероссийским научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ), проводятся производственные исследования процесса обработки профиля поверхности катания колесных пар. Исследования технологии колесообработки были проведены:

- в более 20 локомотивных и вагонных депо Московской ж.д.;

- в более 30 депо других дорог Российской Федерации;

- на 5 заводах по изготовлению и ремонту железнодорожного подвижного состава;

- на 10 предприятиях Московского метрополитена.

В процессе проводимых производственных исследований было освидетельствовано около 140 колесообрабатыващих станков различных типов и моделей. Основной целью исследований являлись анализ и объективная оценка фактического состояния технологической системы существующего производственного процесса механической обработки колесных пар в реальных заводских и деповских условиях, а также определение преимущественных направлений оптимизации её параметров и повышения производительности процесса обточки профиля поверхности катания колесных пар подвижного состава. Зто является одним из важнейших путей сокращения времени простоя подвижного состава при нахождении его в ремонте по причине неисправностей колесных пар.

В основу экспериментальных и производственных исследований

был положен принцип взаимозависимости основных элементов тег гической системы, влияющих на качество формообразования или восстановления исходного контура профиля колеса, а именно:

- исходных параметров обрабатываемой колесной пары: конструктивные особенности, обрабатываемость материала резанием и состоя ние изнашиваемой поверхности профиля до механической обработки;

- используемого колесообрабатывающего станочного оборудования: его технологические возможности и техническое состояние;

- применяемого инструментального оснащения: тип инструмента, конструктивные особенности и режущие свойства;

- технологическое обеспечение и режимы механической обработки профиля поверхности катания колес.

Статистические данные, полученные по каждому из перечисленных элементов технологической системы, послужили основой для построения генеральной совокупности выборочных данных. Трудности, обычно возникающие при проведения достоверной оценки генеральной совокупности с большим объемом выборочных данных, были решены статистическими методами оценки выборочных данных, путем построения гистограмм распределения частот, диаграмм Парето, круговых диаграмм и др. Используемые статистические методы позволили систематизировать множество данных и провести объективный анализ каждого из исследуемых элементов и отдельных параметров их составляющих. В общем виде гистограммы и диаграммы явились графическим представлением интервального статистического ряда практического распределения исследуемых параметров, т. е. являются графической оценкой плотности вероятности - эмпирической плотностью вероятности.

Такой подход к оценке исследуемых технологических систем ко-лесообработки позволил разработать конкретные рекомендации для предприятий по ремонту подвижного состава по повышению эффективности восстановления профиля поверхности катания колесных пар с учетом современных экономических условий России.

Диссертационная работа состоит из шести глав, введения, заключения, библиогарфии и приложений. Общий объем работы составляет 164 машинописных станицы, 43 таблиц, 129 рисунков.

- я -

ГЛАВА 1 ПО^ТПЯНИР ВПП0ГкПА III?пц и ■здплии иггпсппвлииа

1 ппиг1 . ииишсипу ииЦ1 уип, и^лИ п ипДп ш »иильДииаиги!

1.1. Общие закономерности построения современных технологических систем для механической обработки профиля поверхности катания колесных пар подвижного состава

1.1.1. Построение диаграммы причинно-следственных связей элементов технологической системы колесообработки

Качество и эффективность технологического процесса Формообразования или восстановления профиля поверхности катания колесных пар подвижного состава, определяются воздействием на существующую технологическую систему механической обработки целого ряда систематических и случайных внутренних и внешних Факторов. Отсутствие на сегодняшний день единой классификации данных факторов и параметров затрудняют анализ, сопоставление и выбор наиболее эффективных и экономически выгодных способов механической обработки профиля поверхности катания колесных пар.

В основе предлагаемой классификации положен широко известный в мировой практике метод из японского промышленного стандарта Л8 - метод построения причинно-следственных диаграмм взаимосвязи различных Факторов. Данный метод был предложен в 1953г. профессором Токийского университета Каору Исикава [3,4,5]. Основной целью построения причинно-следственных диаграмм является определение и оценка видов, величины и взаимосвязи различных факторов и параметров технологической системы механической обработки. Диаграмма позволяет показать соотношение между конечным результатом (следствием) и Факторами, влияющими на него (причиной).

Построение диаграммы причинно-следственных связей составляющих элементов технологической системы позволяет выявить и проанализировать отдельные элементы системы, которые необходимо будет более подробно изучить, усовершенствовать или модернизировать.

Построение причинно-следственной диаграммы начинается с определения основных причин (факторов) 1-го порядка (рис.1.1) - факто-

гчслче (-'ТВи

труда

Качество режущего инструмента

Исходные параметры обрабатываемой колесной пары

<о I

Рис.1.1, Причинно-следственная диаграмма взаимосвязи сотавляюгцих факторов технологической системы восстановления (формообразования) профиля поверхности катания колесных пар подвижного состава

ров, определяющих конечный результат технологического процесса механической обработки. Данные факторы не несут непосредственной информации о Функциональных и�