автореферат диссертации по транспорту, 05.22.06, диссертация на тему:Повышение долговечности рабочих органов подбивочных машин, работающих в абразивной среде при вибрации

ь

! I

Г*

ЗСЕСОСЗШ-Й НАТЧНС-ИССДЕЦОБ/ЛЕЛЬСгаЙ ИНСТИТУТ 1ЕЛЕЗКОДОРОШГОГО ТРАНСПОРТА

На -правах рукописи Ш 525.144.5:521.89

ДЗРЕЕЗ етОРЬ СЕРГЕЕВИЧ

ШШЗЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ПОДЕИВОЧШХ 1,1АПШ, РАБОТАШК В АБРАЗИВНОЙ ~С?Ш ПРИ ВИБРАЦИИ

(на примере мазшны ВПР-120Э)

05.22.06 - ЗелезнодорэгшнЗ путь 05.02.04 - Тренге и износ в малинах

Автореферат диссертация яа сэ;гска;л1э ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1993

ч

Работа выполнена в РоетоЕСКОм-ш-Дсну ордена Тр/довсго ясного Знамени институте инженеров железнодорожного транс-ста.

лняе руководители*. - доктор технических наук, профессор

Шаповалов Бладимир Владимирович

- кандидат технических наук, доцент Бураков Андрей Андреевич

;циальные оппоненты - Заслуженный деятель

науки и техники РС2СР,

доктор технических наук, профессор

Каракулеа Александр Васильевич

- кандидат технических наук, доцент Солдатов Александр Александрович

¿дущее предприятие:

Управление Северо-Кавказской

ордена Ленина железной дороги (СКж.д.)

^ащита состоится "Ор МОЛ* 199 / года в/У ""часов на заседании Специализированного совета Д.114.01.03 при Всесоюзном научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта: 129232, г. Москва, пр. Русанова, 2

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке, Всесоюзного

сс/мий/Иссс/

научно-исследовательекого института овеяеанодорошюго транспорта. Автореферат разослан " /¿Р" 199/ г.

Ученый секретарь Специализированного сов$

*" | Общая характеристика работы

I

Актуальность работы. Одним из ваянеГяпкх направлений развития народного хозяпстза страны является повышение эффективности раоота эзлезнодорокяогс транспорта, на долю которого приходится более общего объема грузовых и пассалкрских перевозок з СССР.

Значительное место в решении этой задачи отводится повышению надежности и долговечности мадшн и механизмов, пригоняемых в путевом хозяйстве страна для ремонта к текущего содержания г. д. пути. К их числу относится целый ряд подбивочных машин, сдузйшцих для унлотнения щебеночного балласта. Широкое применение этих машин обуславливается их универсальностью, высоки:.! качеством и производительностью.

Специфичность работы этих машин состоит в том, что в процессе выполнения технологических операций их рабочие органы контактируют со щебеночным балластом и подвергаются интенсивному абразивному изнашиванию. Это вызызает необходимость периодического восстановления рабочих органов, что связано с дополнительными затратами и является причиной частых незапланированных простоев машин.

Интенсивный износ рабочих органов подбивочных машин пр1-водит к уменьшении геометрических параметров и площади их активного воздействия на балласт, что ведет к снияению качества уплотнения и производительности машин в процессе эксплуатации.

Недостаточная изученность процессов трения изнашивания рабочих органов подбивочных малин, а такяе методов повышения их долговечности сдергивает применение наиболее опти;,;алышх по конструкции и износостойкости работах органов подбивочных малин з путевом хозяйства железных дорог.

Особую актуальность приобретает изучение процесса контактирования рабочих органов подбивочных -машин с абразивной материала!,и и разработка конструктивных и технологических методов повышения их износостойкости и срока слунбы. Этим вопросам и посвящена данная работа.

Цель работы. На основе изучения закономерностей изнашивания рабочих органов выправочно-подбивочно-рихтовочных мшгин

разработать эффективные конструктивные и технологические методы повышения их износостойкости и долговечности.

Задачи исследования. Исследовать в эксплуатационных условиях режимы и услозия работы, закономерности и механизм изнашивания рабочих органов.

Разработать методики и экспериментальное оборудование для комплексного изучения процессов, протекающих при изнашивании рабочих органов.

Оценить влияние конструктивных и технологических факторов на долговечность рабочих органов.

Научная новизна работы. - С использованием системного анализа разработана структурная схема проведения исследований, направленных на повышение долговечности рабочих органоз.

Разработана и опробирована методика физического модели розания процесса изнашивания рабочих органов и создана установка (A.c. )£ 1546892), реализующая эту методику/

Получены функциональные зависимости интенсивности износа раоочих органов от ряда основных факторов, характеризующих решшы эксплуатации.

Разработаны теоретические основы системы адаптации возмущакщего вибрационного воздействия в зависимости от условий работы:

Исследован процесс шкроприработки и определены функциональные зависимости,характеризующие его влияние на износ рабочих органов.

Практическая ценность. На основании проведенных исследований разработана новая конструкция рабочих органов подбивоч-ных машин (A.c.'16 1557233), позволяющая повысить их долговечность в 1,4-1,6 раза, а также сократить время на их замену при ремонте.

Установлено, что эффективным технологическим методом повышения долговечности рабочих органов является электродуго зая наплавка порошковыми проволоками твердых сшивов. Разработаны устройства для восстановления и упрочнения рабочих органов подбивочных машин.

Реа Л21"8ш1я работы. 'Новая формз. рабочих органов выпрз— зочно—пэдбивочно—рлхтэвочннх машин согласована в Главком

управлении пути МПС СССР и в Центральном конструкторском бюро ПУТЫЛАШ и принята к внедрению на Кировском машиностроительном заводе им. I Мая. Годовой экономический эффект от внедрения составит более 753 тис. рублей.

Новая (fop/a рабочих органов подбивочных машин внедрена на Глазсвской дистанции пути Горьковсксй железной дороги, на Батайсксй и Ростовской дистанциях пути Северо-Кавказской железной дороги. Годовой экономический эМчзкт от внедрения составил 13,2 тыс.руб.

Разработанные рекомендации по восстановлении и упрочнений подбоек знедренн на Батггпской и Ростовской дистанциях пути Северо-Кавказской -.слезно:: дороги. Годовой эконогл1ческий эффект составил 40,5 тис. ууб.

Апробация сзбэтн. Основные результат« исследовании бшш долэ.-сш на следующих научно-технических; конференциях: научно-техническая конференция молэднх ученых к специалистов РИИЖТа (Ростов-на-Дону, I9B5 г.); межвузовская научно-.методпчоская конферонш!я "Пут;: совершенствования сэя&ей учебного процесса, науки п производства".Ростов-на-Дэиу, 1987 г.; 11-я всесоюзная научно-техническая конференция "Теория и практика нанесения покрытии", Севастополь, 1988 г.; выездная сессия кеяведом-ственного научного совета по трибологии при АН СССР, ГК ИТ СССР и Союзе НЛО СССР "Позшоше износостойкости траяспэртяш: и сельскохозяйственных :.;ашя", Ростов-на-Дону, 1983 г.;47-я научно-методическая к научно-исследовательская конференция .ЧЛДИ, Москва, 1989 г.; научно-технические конференции профессорско-преподавательского состава РДЕГГа (Ростов-на-Дону, 1988, 1989 гг.)

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано, 8 работ, получено 2 авторских свидетельства. Список указанных работ приведен з конпэ автореферата.

Объем габоти. Диссертатшя состоит из введения, пяти глав, обоих зызодоз и списка иеггользозаяшх источников, вклячащего 135 работ отечественных и зарубежных авторов, изложена на 191 страницах, илластрирована 53 рнсунна:.я, содержит 15 таблиц и прнлонения на 29 страницах.

Содержание работа .

В петой главе проведены обоснования выбора объекта исследования и анализ теоретических н экспериментальных исследований механизма абразивного изнашивания. Разработана структурная схема проведения исследований.

Анализ эксплуатации по.цбивочных машин, применяемых в путевом хозяйстве железных дорог, показал, что рабочие органы (подбойки) являются одним из слабых узлов мапегн, лкгличхрувщкх их надежность и качество уплотнения балласта. В процессе выполнения технологических операштй подбойки подвергаются интенсивному абразивному изнашиванию, что связано с дополнительными заграташ! на восстанозление подбоек и снижением производительности и сезонной выработки машин по причине простоя.

Обзор работ, посвященных исследованию механизма абразивного изнашивания советских и зарубежных ученых И.В. Крагехь-ского, -М.М. Тененбаума, И.М. Хрущова, Ы.А. Бабичева, Ю.А. Евдокимова, A.A. Буракова, Ф.П. Боудена, Д. Тейбора и др. показал, что процессы абразивного изнашивания при динамических нагрузках и вибрации, характерные для условий работы подбивочных машин, изучены: недостаточно, и исследования их закономерностей представляют теоретический и практический интерес.

Исследуемая система "под0ойка-балласт"предопределила необходимость системного подхода при решении проблемы повышения ее долговечности. С этой целью была разработана логическая схема проведения исследований, позволяющая правильно сшорлу-лирозать задачи, определить оптимальные методу; и средства проведения исследований, провести их целенаправленной получить максимальнпй эффект.

В связи с вышеизложенным и на основании разработанной схо;,а проведения исследований бшш поставлены следующие основ-кне задачи:

- провести эксплуатационные исследования и сбор данных по работоспособности рабочих органов, установить режимы и ус-ловля работы, выявить особенности и механизм изнашивания;

- установить судествсиные фактору и степень их влияния на износостойкость и долговечность рабочих органов подбивочных мапнн;

- разработать методику моделирования и экспериментальную установку из ее основе для проведения исследований по определению влияния различных эксплуатационных, конструктивных и технологических (-.акторов на долговечность рабочих органов;

- провести комплексное исследования влияния осношшх параметров системы "подбойка-балласт" на износ и установить взаимосвязи меэду ними;

- исследовать конструктивные методы повышения долговечности на основе теоретических положений методики оптимизации разработать перспективную конструкцию рабочих органов;

- исследовать технологические методы повышения долговечности а разработать перспективную технологию восстановления и упрочнения рабочих органов.

Во второй глазе проведен анализ рехимов и условии эксплуатации рабочих органов, представлены исследования характера и механизма изнашивания подбоек.

'.'•шина ВПР-1203 имеет 32 подбойки и является кзшиной цикличного действия, никл работы которой состоит из следукхцих операций:-заглублопис лэдбоек в балласт; -обкатае балласта; -разжим подбоек; -подъем подбоек из балласта; -переезд машины.

Далее цикл повторяется.

В процессе уплотнения балласта подбойки совершают слоязюс движение, характеризующееся различными скоростям и направлениями. При этом подбойки совершают вынузденние колебания с частотой П = 35 Гц и амплитудой на концах А = 5 г.сл. В процессе работы происходит изменение нагрузки, действующей на подбойку з зависимости от операции цикла.

Г,'.аксиальные значения действующих усилий отмечаются при заглублении подбоек з балласт и з конце фазы уплотнения. По данным различных исследован;::": установлено, что усилия, действующие на одну подбойку,имеют средние зяеченля от 8,2 до 11,1 кН.

Результаты проведенных испытаний и анализ изношенных поверхностей подбоек поззолили составить представление об основных закономерностях и элементах механизма изнашивания.

Рабочие поверхности лопатки подбойки изнашиваются неодинаково. Наиболее интенсивному изнашиванию подвергается нияняя кроша лопатки. Менее интенсивно изнашиваются боковые поверхности лопатки. В результате износа изменяются первоначальные геометрические параметры, причем этот процесс протекает более интенсивно в начальный период работы. -

В общем случае абразивное изнашивание протекает в области упругой и пластической деформаций металла и при шкрореза-шш. Критерии перехода от упругих деформаций к пластическим и от пластических к микрорезанию определены в работах И.З. Кра-гельского. Анализ этих зависимостей показал, что наиболее вероятным процессом при абразивном изнашивании работах органов является пластическое деформирование и передеформирование металла.

В результате направленного действия вибрации, максимальных удельных давлений и в зависимости от степени закрепленности абразивных частиц на нижней поверхности подбойки создаются благоприятные условия для проявления эффекта микрорезания поверхности трения при одновременном пластическом деформировании металла.

Разрушение поверхности происходит в результате вытеснения металла" абразивными частицами, его передеформирования и последукщагоУдаления с поверхности трения.

Установлено, что основным видом изнашивания рабочих органов является абразивный в результате пластического деформирования, передеформирования и микрорезания поверхностных слоев. Кроме того установлено, что износ рабочей поверхности протекает неравномерно и подбойки в процессе изнашивания изменяют свою первоначальную форму.

Третья глава посвящена разработке физической модели системы "подбойка-балласт". Для реализации этой задачи были ре-пенц следующие вопросы:

I. Определены основные факторы, влияющие на процесс трения и изнашивания рабочих органов в абразивной среде. Для вы-

явления степени влияния каждого из факторов на исследуемый процесс был проведен опрос таких специалистов, как М.М. Тенен-баум, D.A. Евдокимов, Д.!,:. Беленький, З.Д. Браун, Г.М. Сорокин, Б.М. Коган и др. После обработки полученных данных была построена диаграмма рангов рассматриваемых факторов. Проведенный анализ результатов исследования показал, что ochobhíímji факторами, оказшзащпми влияние на процесс изнашивания рабочих органов, является

где р - удельная нагрузка;

тзердость материала и абразива; \/ - скорость скольжения; рл- плотность массы абразива; Sr¡>- путь трения; Qn- ударная вязкость материала; ¿д - радиус закругления абразива; Д - амплитуда колебании; Л - частота колебании; c¡a - диаметр абразива; Г - время трения; f - коэффициент трзния. ■

2. Основываясь на кетоде прикладной физики - анолкзе размерностей, определены основные критериальные соотнопония, приближенно описывающие процесс трения и изнашивания рабочих органов в абразивной среде.

. И* а с/л . h r . „ „

Одноименные величинн // / > ?' f

являются симплексами и согласно ^г -теоремы параметрическиш критериями.

где a¡í - геометрические размеры подбойки; h - глубина внедрения абразива; К<р - коэффициент форг.;ы;_ К<р- коэффициент среды.

Из остальных физических параметров после решения системы уравнении получен ряд критериев подобия,характеризующих процесс изнашивания в услозиях абразивной срздн при зибрашш. На основании второй георемьг подобия зависимость ме.зду пере;"ок-

кили шкио представить в виде

ИвтрКУНВ _ ГНС г. ЙА_.о_ .}сф Кср;-Ф-;

ЫГХ-" 41 Р-ЩГ' 5 ' ' ?А ' л?>пс'Р '

$Т0. И . М 7 (2)

•' рл ' ЛГ

Зге. И

3. При моделировании кинематических и динамических параметров системы за основу принято уравнение Лагранка второго рода для механической системы при наличии силы сопротивления

где £ - функция Лагранжа; Ф - диссипативная Функция Реллея; Ос - задаваемая вынуждающая сила; р - обобщенная координата После преобразования выражения получен ряд критериев:

критерий, характеризующий подобие

сил инерции - ~ро ' (4)

критерии, характеризующие вязкость . , „

КяС-гК. . АХ С Г /с -I

и жесткость уплотняемого материала- ——>—-—; ю;

Г"

критерий, характеризующий связь между

частотой и периодом колебаний - Г)Т ', (б)

критерий, характеризующий связь между силой тяжести и возмущающей силой -• —у-— , (7)

г°

где тпр - приведенная масса; £; 61 - плечи приложения силы;

К- коэффициент вязкости уплотняемого материала; К ж - коэффициент жесткости уплотняемого материала.

Таким образом, суммируя (2), (4), (5), (6), (7) получаем критериальное уравнение, характеризующее процесс взаимодействия рабочих органов с абразивной средой при вибрации, на основании которого получены формулы пересчета основных масштабных к о эфтишхе нтов.

4. Для проведения исследований на моделях по разработанной методике разработана и изготовлена установка для испытания образюз материалов на изнашивание в абразивной среде Сл.с. 1542192).

5. Проведена проверка основных критериальных соотношений. Получена зависимость интенсивности изнашивания для модельных и натурных испытаний в виде эмпирической формулы

Относительная погрешность при этом составила

5. Провалены металлографические исследования поверхностей грснпя исследуемых материалов,на основании которых сделан вычод о том, что процессы, происходящие при изпашвашш рабочих органов,подобии при испытаниях на "модели" и "натуре". Совпадение количественной и качественно:-! сторон процесса трения и изнашивания рабочих органов подбпвочннх ма::;ин дает основание считать разработанную методику моделирования приемлемо!!.

3 четвертой главе представлены результаты исследований, проведенные с использованием метода планирования многофакторного эксперемента. В качестве параметра оптимизации, характеризующего долговечность рабочих органов, принят весовой износ. К регулируемым факторам отнесены:

- удельная нагрузка р;

- амплитуда колебаний А;

- частота колебаний п.

По результата»,I проведения эксперемента получено уравнение регрессии, геометрические модели которого прсдставлснц на рис. I. Анализ полученных данных дает прецставлешге о влиянии нсследусмых факторов на процесс изнашивания рабочих органов.

Проведены исследования влияния частоты колебаний на процесс контактирования рабочего органа с абразивной массой. Испытания-проводились при различных значениях частоты колебаний в интервале, соответствующем реапьншл условиям эксплуатации (25-45 Гц.).

Представленные на рис. 2 результаты показывают, что при изменении частоты зибрапли з процессе контактирования средние значения усилий изменяют свод величину, имеют мппгмум и мак-си:,-^.! и зависят от типа абразивной масск.

Анализ изменения значений усилий сопротивления показывает, что какому виду уплотняемой массы, имеющей свои физико-механические свойства,соответствует различные гне-чения частот

Pix,)

да/

«ад

им) im Р(Х,)-

1ms

O.SH) 1.0(0} t,5(*l) А(Ъ)—-

Рис. I. Геометрические модели уравнения регрессии

Рис. 2. Зависимость сын сопротивления передвижению рабочего органа от частоты вибрации для типов балласта:

1 - чистый, сухой, разрыхленний;

2 - чистый,мокрый,разрыхленный;

3 - грязный, сухой, уплотненный;

4 - грязный, мокрый, уплотненный.

колебаний, при которых реализуются минимальные коэффициента трения, и, как следствие, наименьшие сопротивления. На основании результатов исследований предложена схема автоматического регулирования параметров колебаний с целью реализации минимальных сопротивлений в зависимости от условий эксплуатации .

Проведены исследования конструкт1шных методов повышения долговечности рабочих органов. Известно, что изнашивание является многостадийным процессом и изглспеши износа во времени обычно выражается кривой, состоящей из нескольких участков. Начальный период, как правило, характеризуется нелинейным изменением во времени. Этот период келательно сокращать, так как он характеризуется худшими условиями эксплуатации (повышенным износом, большими затратами мощности на прираоот-ку и др.).

Для рабочих органов процесс приработки характеризуется изменением формы, геометрии, которая оказывает существенное влияние на технологические параметры машины. Анализ зависимости (рис. 3) показывает, что в начальный период работы (О -Zn) износ подбоек происходит с наибольшей интенсивность» и изменение площади рабочей поверхности Sn зависит от темпа износа и характеризуется для к&вдого момента времени эпюрой изнашивания. После точки О' процесс, изнашивания стабилизируется, характеристика имеет более плавный характер и соответствует нормальным условиям контактирования.

По данным исследований A.C. Прониковаизнос является функцией угла е< и уравнение износа с учетом приработки запишется в виде:

(Jap- С/о + IQci-Zn. (8)

Для подбойки, имеющей первоначальную форму, соответствующую окончанию периода макроприработки, процесс приработки исключен и зависимость имеет линейный характер, а уравнение износа имеет еле,дующий вид:

(9)

Анализируя уравнения (8) и (9) и приравняв их правые части, получим

¿/£п=1/п-(Го. (10)

Рис. 3. Характер изменения процесса изнашивания с учетом приработки (I) и без процесса приработки (2)

и\

I

'Ряс. 4. Игпзнеше ресурса рабогн з ггшкслглзсти от характера изнашивания подбоек. 1,2 - см. рис. 3. 7? - ресурс работы с приработков; Тх - ресурс работа бэз приработки; ДТ- дополнитедыйс'Л ресурс работ::.

Очевидно, что за одно и то же время трения Тп износ подбойки, имеющей форлу, соответствующую форме приработанной поверхности, меньше износа подбойки традиционной фор;.ш на величину (/о. При одинаковой величине предельно допустимого износа 1/д , разные форды подбойки обеспечивают различный ресурс работы (рис. 4).

Из графика очевидно, что

Тг=Тч+&Т, где (II)

77/ Тг - ресурс работы подбойки до величины предельно-допустимого износа с учетом приработки и без приработки;

ДТ - дополнительный ресурс работы за счет сокращения периода приработки.

При этом (12)

Ъ = Ш»р-ио)с§<* . (13)

После преобразования получим

7г (14)

Из (II) с учетом (12)и (14) получим

А Т = Оо С^оС,

тогда 7г= ТИ-¿/ос/^сс

Таким образом, зная закон изменения процесса изнашва-ния, можно определить дополнительный ресурс работы за счет сокращения периода приработки.

Основываясь на исследованиях формирования равновесной геометрии, рабочих органов и комплексной методике с использованием методов планирогания эксперимента, разработана конструкция рабочих органов с оптимальными геометрическими параметрами , а также устройство позволяющее сокращать время при их замене (А.с. № 1557233) (рис. 5,6).

Проведены исследования технологических методов повышения долговечности рабочих органов. Дан анализ применяемых способов восстановления рабочих органов на предприятиях, эксплуатирующих подбивочные машины. Прозедено обоснование выбора технологии восстановления и упрочнения рабочих органов электродуговым способом порошковыми проволоками твердого

Рис. 5. Лопатка подбойки с оптимизированными геометрическими параметрами

Рис. 3. Лопатка подбойки со сменной вставкой: I - основание; 2 - сменная вставка; 3 - шарнир; 4 - фиксатор; 5 - палз-певнй толкатель; 5 - прукина.

сплава, которые являются наиболее универсальны:,-л по сравнению с электродами, порошковыми лентами и проволоками сплошного сечения. Характерной особенностью порошковых проволок является высокая стойкость наплавленного металла против образования пор при повторной наплавке на поверхность деталей. Это особенно важно в условиях восстановления изношенной поверхности до 1520 мм и более, что не дает возможности использовать при восстановлении рабочих органов плазменное напыление, индукционную наплавку и др. прогрессивные методы. Порошковые проволок:: на основе хрома и никеля дают высокую .твердость наплавленного слоя и являются наиболее износостойкими материалами в условиях абразивного изнашивания.

Для проведения исследований бил принят ряд наплазочных материалов. Испытания проведены на разработанной лабораторной установке. Проведены металлографические исследования. В результате анализа комплекса испытаний и сравнения технико-око»омических показателей (табл. I) определены оптимальные материалы для восстановления и упрочнения рабочих органов; к ним относятся порошковые проволоки ПП-АН-125 и ПП-АН-170.

Таблица I Технико-экономические показатели

Материал : Относительная:Стоимосгь I кг-износостой- :наплавленного кость £ :металла С;,руб. ¡Производи1 :кость нап. :П , шт/с;

Электрод Т-590 2,06 1,59 5,3

Электрод ЦНИИН-4 1,0 4,19 5,3

Электрод НР-70 0,60 1,21 5,3

Порошковая проволока ПП-АН-Юб 1,28 1,64 14,5

Порошковая проволока ПП-АН-125 2,51 1,55 14,5

Порошковая проволока ПП-АН-170 2,31 2,43 14,5

Разработаны и изготовлены устройства для восстановления и упрочнения подбоек, обеспечивающие заданные геометрические параметры рабочих органов и охлаждение зоны наплавки для повышения качества наплавляемого металла.

Пятая глава посвящена результатам эксплуатационных испытаний и, содержит описание практической реализации результа-_ тов исследований.

Приведена методика и результаты испытаний рабочих органов подбивочных машин. Эксплуатационные испытания проводились в два этапа. Вначале испытывалась новая конструкция рабочих органов с оптимальными геометрическими параметрами, затем- разработанная технология восстановления подбоек.

Испытания проводились на машине ВПР-1200, при этом опытные и стандартные подбойки одновременно устанавливались ка каждом подбивочном блоке машины.

Результаты испытаний подбоек с различной конфигурацией показали, что у прямоугольных подбоек было изношено около 50 /г контура упрочняющего покрытия и изнашиванию начал подвергаться основной металл подбойки. Площадь изношенной поверхности составила 1832 мы^. У подбоек с оптимизированной Формой лопатки сплошность упрочняющего контура не была нарушена, а площадь изношенной поверхности составила 610 мм .

В среднем по результатам испытаний интенсивность изнашивания подбоек с оптимизированным профилем была в 1,4-1,6 раза меньпе, чем у подбоек со стандартной формой лопатки.

Результаты испытаний разработанной технологии восстановления показали, что наибольшую износостойкость имели подбойки, упрочненные порошковой проволокой ПП-АН-125. Интенсивность изнашивания составила 0,82 г/см^км. По сравнению с наплавкой электродами ЦНИИН-4, у которых интенсивность изнашивания составила 2,04 г/см^кы, износостойкость опытных подбоек была выше стандартных в среднем в 2,1 раза.

Результаты исследований внедрены на дистанциях пути Горьковской и Северо-Кавказской железных дорогах. Экономический эФФект от внедрения новой Формы рабочих органов и технологии восстановления и упрочнения подбоек машины ВПР-1200 составил 53,7 тыс,руб. Новая скорма рабочих органов принята к внедрению на Кировском машиностроительном заводе им.1 Мая. Ожидаемый экономический эффект по Министерству Путей Сообщения составит более 750 тыс.руб.

Заключение и основные выводы

На основании теоретических и экспериментальных исследований процесса изнашивания рабочих органов подбивочных машин разработаны эффективные конструктивные и технологические методы повышения их износостойкости ( на примере машны ШР-1200)

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. В результате анализа эксплуатации машин ШР-1200 устансвленно, что подбойки являются наиболее слабым узлом, лимитирующим работу всей машины . Изучение процесса их изнашивания с целью повышения долговечности представляет теоретический и практический интерес.

2. Исследования характера и механизма изнашивания рабочих органов показали, что износ рабочей поверхности подбойки протекает неравномерно, особенно в начальный период рабсты . Основной вид изнашивания - абразивный, в результате пластического деформирования, передеформирования, а также микрорезания поверхностных слоев материала.

3.На основе законов физического подобия определены основные критериальные зависимости и разработана методика моделирования процесса изнашивания рабочих органов. Для ее реализации разработана оригинальная конструкция установки (A.c. i- 1546892) для проведения исследований.

4. На основе методов планирования эксперимента установлень зависимости влияния ряда факторов на процесс изнашивания и контактирования с балластом рабочих органов подбивочных машин.

5. Выявлено влияния процесса макроприработки рабочих органов на их износ и на основании исследований и методов оптимизации разработана конструкция рабочих органов (A.c. № 1557233), позволяющая повысить их долговечность в 1,4-1,6 раза, а также сократить время на их замену при ремонте.

6. В результате проведенных исследований определены эффективные технологические методы псвышэния долговечности рабочих органов, позволяюцие повысить их износсстойкость в среднем

в 2,1 раза по сравнению с традиционными методами восстановления и в 2,5-3 раза повысить производительность наплавки подбоек.

7. Результаты исследований и разработанные рекомендации внедрены на Горьковской и Северо-Кавказской железных дорогах, экономический эффект от внедрения составил 53,7 тыс.руб. Приняты к внедрению на Кировском машиностроительном заводе им. I Мая. Ожидаемый экономический эффект по ШС составит более 750 тыс.руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Применение системного анализа при исследовании долговечности рабочих органов путевых машин. O.A. Евдокимов,

В.А.. Новыйдарсков, H.A. Щербина, И.С. Дзреев /Указатель ВИНИТИ. Депонированные научные работы, 1988. N° II- С.125

2. Ускоренные испытания на трение и износ. Монография. Ю.А. Евдокимов, Е.А. Ковалев, H.A. Щербина, И.С. Дзреев /Указатель ВИНИТИ. Депонированные научные работы, 1988. № 6. - 120 с.

3. Дзреев U.C. Вывод критериального уравнения,приближенно описывающего процесс изнашивания рабочих органов машины ШР-1200 //Надежность строительных маиин и оборудования предприятий промышленности строительных материалов.-Ростов н/Д: Изв. Рост, строит, ин-та, 1988.- С. 46-51.

4. Евдокимов D.A., Дзреев И.С. Восстановление рабочих органов путевых и строительных машин.- Ростов н/Д, 1988,2 с.- (ИЛ/ЦКТИ: № 88ИЗ)

5. Восстановление подбоек. Ю.А. Евдокимов, A.A. Бураков, И.Е. Семиэоров, И.С. Дзреев //Путь и путевое хозяйство. 1989. îi I.- С. 26-27.

6. Дзреев И.С. Определение существенных факторов, влияющих на процесс изнашивания рабочих органов псдбиЕочных машин. //Надежность, динамика, диагностика и оптимизация строи, тельных и путевых машин.- Ростов н/Д: Изв. Рост, ин-та

инж. ж.-д. тр., 1989. С. 26-28.

7. Улучшенное очертание лопатки. D.A. Евдокимов, В.В. Шапо-

валов, И.С. Дзреев, A.B. Шаркунов //Путь и путевое хозяйство. 1989. № II - С. 25.

8. Евдокимов D.A., Шаповалов В.В., Дзреев И.С. Новая форма рабочих органов пшолеподбивочных машин. Ростов н/Д,

1989.- 2 с. (ИЛ/ЦНТИ: № 273-69).

9. A.c. 1546892 СССР, ШИ G 01N 3/56. Устройство для испытания образцов материалов на изнашивание в абразивной массе. D.A. Евдокимов, D.A. Вуяих, Й.С. Дзреев, А.К.Шеь-ченко (СССР) //Открытия. Изобретения. - 1990. - Р 8 -

С. 212.

10. A.c. 1557233 СССР, МШ Е 01 В 27/16. Подбойка шпалопод-бивочной машины. Ю.А. Евдокимов, A.A. Бураков, В.В. Шаповалов, И.С. Дзреев (СССР) //Открытия. Изобретения. -

1990.- № 14 - С.148.

Подписано к печати 31.10.90г.

Формат бумаги 60 х 90 I/I6. Объем 1,3 п.л.

Заказ 572. Тираж 120 экз.

Типография ВНИЖГ, 3-я Мытищинская, 10.