автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Повышение эффективности восстановления колесных пар подвижного состава

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

На правах рукописи

РГБ ОД

1 5 ДЕН 2003

РЫБИК Вадим Александрович

УДК 629.9.65.015.13

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОЛЕСНЫХ ПАР ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Специальность 05.22.07 — «Подвижной состав железных дорог и тяга поездов»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ОМСК 2000

'' ' Работа выполнена па кафедре «Технология транспортного машиностроения и ремонт подвижного состава» Омского государственного университета путей сообщения. 11 • ' •

Научный руководитель:

заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор И. И. ГАЛИЕВ.

Научный консультант:

кандидат технических наук, доцент .. ,. . ;

A. А. РАУБА.

. Официальные оппоненты:

доктор . технических наук, профессор

B. В. ЛУКИН;

кандидат технических наук, доцент В. А. ГАВРИЛОВ.

Ведущее предприятие:

Западно-Сибирская железная дорога.

Защита состоится 27 шопя 2000 года в 9 час. на заседании диссертационного совета Д И4.06.01 при Омском государственном университете путей сообщения по адресу: 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35, актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан 26 мая 2000 года.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью, в двух экземплярах просим направлять в адрес диссертационного совета Д 114.06.01 при Омском государственном университете путей сообщения.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки

Российской Федерации В. К. ОКИШЕВ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Эксплуатационная долговечность и надежность солесной пары в целом в большинстве случаев определяется состоянием поверхности катания колеса, от которого напрямую зависит безопасность движения подвижного состава.

Интенсивность износа по профилю обода колесных пар за последнее 5ремя существенно возросла. К основным причинам можно отнести: сужение солеи; переход на рельсы тяжелого типа (Р65); увеличение твердости рельсов в 1,5 раза по сравнению с твердостью колес; снижение требований по величине перекоса пути в 2,5 раза и по максимально допустимым просадкам рельсовых яитей в 3 раза. Как следствие - в локомотивных и вагонных депо резко возрос-по количество обточек колесных пар при ремонте.

Исследованиям износа колесных пар и способов повышения долговечности бандажей посвящены работы отечественных ученых: С. М. Андриевского, С. В. Алехина, А. Т. Головатого, А. В. Горского, К. И. Домбровского, В. Н. Иванова, И. П. Исаева, В. А. Кислика, С. М. Куценко, А. П. Костюка, Т. В. Ларина, М. М. Машнева, Н. Ф. Медведева, В. И. Наумова и др.

Анализ данных ремонтных депо и заводов показывает, что объем работ по механической обработке колес не уменьшился. Основными причинами роста частости обточек колесных пар являются:

наличие термомеханических повреждений на поверхности обода, ползунов, выщербин, наваров и др., что снижает производительность обработки и вызывает отказ режущего инструмента по излому и сколам твердосплавных пластин;

увеличение количества колесных пар с изношенными гребнями. Это привело к росту припуска на обработку при восстановлении профиля обода, На каждые 1 мм бокового износа гребня требуется снять металл по толщине обода на глубину около 1,75 мм, а при увеличении угла наклона гребня к основанию с 60 до70°-на2,75 мм;

внедрение различных методов упрочнения поверхности обода, а в перспективе -повышение твердости обода с 260 до 400 НВ. Соответственно трудоемкость обработки таких колес возрастет в 2-3 раза, а расход твердого сплава -в 1,5-2 раза.

Срок службы колесной пары при прочих равных условиях во многом зависит от формы профиля поверхности катания. Поэтому периодическое восстановление профиля катания колесной пары, устранение дефектов обусловлены не только экономическими требованиями, но и требованиями безопасности грузопассажирских перевозок. Восстановление колесных пар производится с применением инструмента, оснащенного твердым сплавом. За последние два года стоимость твердого сплава возросла в три раза и имеет тенденцию к дальнейшему росту. Цена пластины круглой формы ИРЦХ по прейскуранту фирмы "БапсМк СоготапГ находится, в зависимости от ее исполнения, на уровне 256-

363 шведских крон, что составляет около 35-55 американских долларов за пла стану, что значительно выше стоимости пластин, выпускаемых в России. Е связи с сокращением объемов выпуска пластин в России перспектива их при обретения по мировым ценам становится весьма реальной. Это приведет к существенному росту себестоимости механической обработки колесных пар. По этому поиск путей повышения ресурса режущего инструмента для обработш колес является актуальной научно-технической проблемой.

Цель работы. Снижение затрат на механическую обработку колесных па]: за счет увеличения стойкости и многократного восстановления ресурса твердосплавных пластин режущих инструментов.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи 1) исследование закономерностей повреждаемости пластин в эксплуатации; 2' математическое моделирование процесса обточки колесной пары; 3) выбор метода восстановления изношенных твердосплавных пластин, обеспечивающего повышение их ресурса; 4) определение оптимальных параметров заточки пластин, разработка технологического процесса переточки твердосплавных пластин, исследование возможности упрочнения твердосплавных пластин в условиях депо; 5) оценка экономической эффективности предлагаемых технических решений.

Методы исследования. Для решения указанных задач использовались математическое моделирование технологических процессов обточки колесных пар подвижного состава на основе метода планирования эксперимента; компьютерное моделирование динамических процессов в системе «станок - колесо -инструмент».

Проведено построение и выполнен анализ двухмерных сечений поверхностей откликов, что позволяет определять период стойкости пластин в зависимости от их геометрических параметров.

Научная новизна диссертационной работы, выносимой на защиту, заключается в следующем: 1) в выборе рациональных режимов обработки колесных пар с дефектами поверхности катания; 2) моделировании оптимальной геометрии режущей части и формы передней поверхности лезвия твердосплавных пластин; 3) разработке технологии многократного восстановления ресурса работоспособности твердосплавных пластин.

Практическое значение работы состоит в том, что на основе выполненных исследований разработаны рекомендации по рациональной эксплуатации сменных режущих пластин сборного твердосплавного инструмента для обточки колесных пар при деповском ремонте. Использование этих рекомендаций е омских ремонтных депо позволило сократить расход дорогостоящего твердогс сплава на обточку колес в 1,5-2 раза.

Определены оптимальная геометрия и форма передней поверхности лезвия сменных твердосплавных пластин для обработки колес с эксплуатационными дефектами профиля обода. Это обеспечило повышение стойкости пс сравнению с новыми пластинами в 2,5-3,0 раза.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на торой международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 1997 г.), на научно-практической конференции, госвященной 160-летию отечественных железных дорог, "Энергосбережение 1а предприятиях Западно-Сибирской железной дороги" (Омск, 1997 г.), на -ретьей межвузовской научно-методической конференции "Актуальные про-шемы и перспективы развития железнодорожного транспорта" (Москва, 1998 •.), на межвузовской научно-технической конференции, посвященной 160-гетию отечественных железных дорог и 100-летию железнодорожного образо-¡ания в Сибири, "Железнодорожный транспорт Сибири: проблемы и перспективы" (Омск, 1998 г.), на региональной научно-технической конференции, похищенной разработке программ развития железных дорог Сибирского регио-ш, "Транссиб- 99" (Новосибирск, 1999 г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опублико-зано в 12 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти -лав, заключения с выводами, списка использованной литературы (153 наиме-ювания) и приложений. Текст диссертации изложен на 166 страницах, содержит 55 рисунков и 18 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава первая содержит анализ изнашивания поверхности обода колесных тар. Рассмотрены основные причины повреждений поверхности катания колес з эксплуатации. Подробно освещен механизм образования и развития отдельных дефектов поверхности обода.

Снижение интенсивности износа профиля катания колеса достигается не только изменением химического состава и термической обработкой, но и в процессе обточки за счет оптимизации геометрии и состояния поверхностного :лоя (шероховатость, степень наклепа, твердость, точность размеров).

Технологическое обеспечение повышения ресурса колеса достигается изменением конструктивных параметров (совершенствование профиля поверхности катания колеса и рельса, изменение конструкции тележки); эксплуатационными мерами (применение гребне- и рельсосмазывателей, содержание пути в исправном состоянии, своевременная замена колесных пар и др.); технологическими средствами (путем выбора способов и технологических параметров изготовления и упрочнения, обеспечивающих требуемые механические свойства поверхности катания); разработкой методических рекомендаций по режимам обработки, использованием высокопроизводительного режущего инструмента.

Технология ремонта и восстановления рабочих поверхностей деталей подвижного состава должна обеспечивать надежную работу колесной пары при эксплуатации (отсутствие нежелательных структур на поверхности катания, на гребне и в толщине металла обода); упрочненную поверхность с механически-

ми характеристиками, с высокой износостойкостью, с достаточной сопротив ляемостью ударным и циклическим нагрузкам; оптимальное соотношение ме жду подрезом и прокатом при эксплуатации колесных пар.

При существующей технологии обтачивания срок службы колесной парь сокращается, так как при обработке в среднем с каждого колеса снимают I стружку слой полезного металла из-за наличия на поверхности катания твер дых (400-700 НВ) трудно обрабатываемых дефектов термомеханического про исхождения (ползунов, наваров и др.). Кроме того, имеют место уменьшенш производительности обработки и повышение расхода инструмента вследствш роста случаев термомеханических повреждений обода, а также из-за повыше' ния прочностных характеристик материала колеса.

Основным затратным звеном механической обработки профиля обод; является инструмент. Состояние инструмента оказывает прямое воздействие ш состояние поверхности катания колесной пары после обточки.

Задачи конструкторско-технологического обеспечения процесса восста новления профиля катания колесных пар подвижного состава можно решит[ следующими способами:

выбором метода обработки максимальной производительности при ми нимальных затратах;

повышением надежности и долговечности инструмента;

модернизацией колесотокарных станков. Другим важным направлением совершенствования технологии обточю колесных пар является улучшение обрабатываемости резанием. В некоторы> колесных цехах применяются следующие пути улучшения обрабатываемости: изменение структуры металла термической обработкой (индукционньн отжиг);

резание металла в нагретом состоянии (плазменно-механическая обра

ботка).

Высокая стоимость оборудования и сложность реализации ограничивают повсеместное использование этих методов, поэтому проблема повышенной расхода твердого сплава на обточку колес с дефектами поверхности катанш очень актуальна.

Вторая глава посвящена оценке эффективности использования твердосплавного инструмента на ремонтных предприятиях МПС при существующе! технологии механической обработки колесных пар.

Эффективность использования твердого сплава в депо определяется установленной стойкостью и ресурсом пластин. Опыт обточки поверхности ката ния колесных пар показал, что надежность режущей части инструмента опре деляется способностью рабочих поверхностей лезвия сопротивляться изнаши ванию, а режущей кромки — затуплению и выкрашиванию при заданных режимах точения.

За критерий затупления выбрана линейная величина износа по задней по-

зерхности лезвия. Этот критерий обеспечивает простоту измерения площади взноса и не требует больших затрат времени на изучение процессов изнашивания инструмента.

При работе на колесогокарных станках смена режущего инструмента происходит обычно из-за невозможности осуществить процесс резания вследствие предельного затупления лезвия. Это приводит к значительному увеличению сил резания, вибраций, тепловыделения и, как следствие, к увеличению лероховатости, нарушению требований к точности профиля катания колесной пары.

Рациональное использование твердого сплава предполагает замену инст-зумента по экономическим соображениям, т.е. при достижении износа оптимальной величины, которая соответствует заданным производительности и качеству обработки, максимальному ресурсу инструмента.

Выявлена стойкая причинно-следственная связь между условиями экс--щуатации колесной пары, возникающими дефектами эксплуатации обода и стойкостью инструмента. Составлена карта обрабатываемости колесной стали, которая позволяет оценить влияние большинства факторов на стойкость и ресурс инструмента в процессе обточки колесной пары.

Перспективным и доступным для ремонтных депо методом снижения расхода твердого сплава, не требующим больших материальных и трудовых за-грат, является восстановление режущих способностей твердосплавных пластин }а счет их многократной переточки. Кроме того, при переточке появляется возможность обеспечить оптимальную для конкретных условий производства геометрию лезвия инструмента, что дополнительно увеличивает ресурс пластин.

Результаты обследования 3000 изношенных пластин после обточки хо-песных пар в четырех депо Омского отделения Западно-Сибирской железной пороги показали, что при величине стачивания по передней поверхности 0,7 -0,9 мм можно восстановить до 80 % всех использованных пластин. Ограничение по износу рабочих поверхностей твердосплавных пластин около 0,9 мм обусловлено значительным ростом затрат на переточку (повышенный расход алмазного инструмента).

Третья глава посвящена определению возможности восстановления режущей способности неперетачиваемых твердосплавных пластин алмазной заточкой и доводкой.

Механическая обработка поверхности катания колесных пар резанием представляет собой комплекс взаимосвязанных процессов: стружкообразова-ния, трения, износа режущего инструмента, теплообразования, а также динамического воздействия на резец дефектов, находящихся на обрабатываемой поверхности катания колесной пары. Наличие на колесной паре дефектов эксплуатации определяет особенности процесса ее механической обработки. Зарождение и развитие трещин в твердом сплаве, образование сколов в процессе эксплуатации приводят к повышенному износу или разрушению пластин.

Анализ динамической системы «резец - колесо» в момент прохождение резца по дефекту показал, что вследствие относительных колебаний, вызван ных дефектом при резании и смещении режущего инструмента относителык колеса по нормали к обрабатываемой поверхности, происходит изменение глу бины резания. При этом соответственно изменяются толщина среза, скорост] скольжения стружки по передней поверхности, коэффициент усадки стружи (изменение твердости металла колеса), передний у и задний а углы резания Исследованиями установлено, что в случае изменения толщины среза происхо дит, с некоторым запаздыванием, изменение силы резания, которая может быт; представлена в виде экспоненциального закона с постоянной времени струж кообразования:

Р«)=Реа^\ О

где Р — сила резания на бездефектном участке поверхности катания; (- ¡о - продолжительность резания по времени; а - коэффициент, учитывающий условия резания.

После встречи с дефектом, имеющим твердость до 700 НВ, в три раз; выше твердости основного металла, режущий инструмент испытывает удар ка; при входе в дефектную зону, так и при выходе из нее. При этом резец нагружа ется не мгновенно, а в течение некоторого интервала времени, а сила резани; достигает установившегося значения за малый промежуток времени.

Исходя из вышесказанного было рассмотрено поведение систем1 «резец - колесо» при точении, учитывающее нелинейную зависимость силы ре зания от скорости и предположение, что колебательная система имеет две сте пени свободы по координате х и вращение ср (рис. 1).

Рис. 1. Схема динамического взаимодействия колеса и резца: со - углова скорость вращения колесной пары; (3 - коэффициент демпфирования; с - кс эффициент жесткости; т - масса; Р - удельная сила резания; Р, - касательна сила резания; Р„ - нормальная сила резания

8

Математическая модель обточки колесной пары представляет собой не-яинейную систему дифференциальных уравнений «жесткого» типа:

—=Мвр(1)-Р(фша; тх + + сх = Р^соэ а;

, аТ

(2)

где Мвр - момент вращения; 7?, -индуктивность, сопротивление якоря электродвигателя; /3- угловая скорость вращения колесной пары; /?- коэффициент демпфирования; с - коэффициент жесткости; т - масса.

Численное интегрирование таких уравнений представляет определенные математические трудности, связанные с шагом интегрирования, который должен быть в 5-10 раз меньше минимальной постоянной системы «станок - колесная пара - резец».

Для преодоления указанных сложностей необходимо предварительно математически преобразовать систему уравнений (2). Второе уравнение этой системы не связано с двумя другими:

У—СЛФо1-Р(0зша; а1

ат

+ Яя/ + СеФ0П = С/

ДВ'

Введем безразмерные переменные:

I ~ ^тах г>

Т = Т,1; ¿Т =

(3)

(4)

тогда система уравнений (3) перепишется в виде:

Л1п

¿со

Р$\па

сыф01т„т. Л

Смитах

Ы . СеФ„ Птах

У,

/г г*

Мл

мг

Принимая, что

(5)

С Ф /

-первая механическая постоянная времени;

т 1

к ~вт0Рая электРическая постоянная времени;

, .Рзта а =-;

е _ СеФ0Отах _

ш

= 1;

Лпах

шах к

ЕслиТ2«Т1,то, принимая Т. = Ть найдем

С ¿со

Ж

Т2 Л .

—— + 1 + есо = 1. Г, Л

Следовательно, система (5) представится так:

С Тус1а) _ ^ Т. ¿1 '

I Т. ¿1

(6)

Согласно терминологии академика Тихонова А. Н. такая форма представления называется нормализованной. Принимая Т. - Ть выделяем из всегс спектра решения «медленную» составляющую:

г

Л . и— + 1 + есо = \,

Ж

Т

где /и = —((1 — малый параметр.

Согласно условиям теоремы Тихонова А. Н. можно принять равным нулю малый параметр, т.е. р. = 0:

йсо . ,

И \ (7)

г + ею = 1,

откуда 1 = 1 — ео, ^- = 1 ~еа~с1, следовательно, имеем дифференциальное сЬ

<

уравнение для «медленной» переменной.

Возвращаясь к размерным (исходным) переменным, получим вместо системы (2):

J~= Мъ. -Р(/)в¡п а;

яТ

тх + Рх + сх - Р(1)со$ а; ЯяГ + С,Ф0С1=и№,

здесь

/ =

Мвр = СЫФ01; К

После несложных преобразований получим:

м„р = СМФ0 да ке 0 ,

где Се, См - электрическая и механическая постоянная электродвигателя. Система уравнений (8) примет вид:

(8)

(9)

(10)

<гг я

С'Ф<£-Р(г)5т2аДк;

(П)

тх + рх + сх = Р(1) соэ а.

Система (11) значительно проще исходной (2), так как не содержит «быстрых» составляющих и может быть проинтегрирована с большим шагом, т. е. затраты «машинного» времени резко снижаются.

После решения данной системы уравнений численным способом при помощи ЭВМ были получены зависимости перемещения х колесной пары от времени (рис. 2).

г*

О 0,0{ 0,02 £>03 С О, О5

Рис. 2. Изменение координаты х в зависимости от времени

Полученные аналитические зависимости и результаты экспериментов были использованы при расчете прочностных характеристик пластины формы ЯР УХ ЗОЮ МО имеющей следующими геометрическими параметрами а = 8°, р = 82°, у = 0°. Выполненный расчет хрупкой прочности режущей части инструмента при точении обода колесной пары, имеющего дефекты, позволил дать рекомендации по точению таких колес. Расчет хрупкой прочности режущей части пластин производился для резцов формы КРиХ ЗОЮ МО, предназначенных для обточки колесных пар по допустимым напряжениям и допустимой прочности, которым соответствуют допустимые толщина среза и допустимая с точки зрения прочности форма режущей части. Расчет напряжений в контактной зоне производился по распределенной силовой нагрузке.

По результатам вычислений была построена зависимость максимальных напряжений в режущем клине пластины формы РГШХ ЗОЮ МО от твердости металла поверхности катания колесной пары при наличии дефектов эксплуатации (рис. 31

200 ZOO 400 500 -ю'МПь 700

ИВ —

Рис. 3. Зависимость внутренних напряжений инструмента от твердости поверхности катания колеса

Проведенные расчеты и исследования позволяют сделать следующие выводы.

1, В момент ударного воздействия на резец (врезание в дефект, выход и: дефектной зоны) возрастающие силы резания стремятся отжать резец от коле са. Однако отжатия не происходиг вследствие жесткости копировального уст ройства. Энергию удара поглощает твердосплавный резец, обладающий высо кой твердостью, но вместе с тем и высокой хрупкостью.

2. При точении колесных пар с дефектами на поверхности катания (нали чие твердых участков, ползунов, выщербин) для уменьшения напряжений раз рушения в теле твердосплавной пластины формы PRUX ЗОЮ МО, и сохране ния ее работоспособности (хрупкое разрушение) необходимо уменьшить пода чу инструмента до 1 мм/об. Возникающие при этом напряжения не превышаю'

предела прочности материала пластины.

3. Точение колесной пары с дефектами на поверхности катания, твердость которых доходит до 400 НВ, возможно при обычных режимах обработки.

Проведены экспериментальные исследования зависимости периода стойкости твердосплавных пластин от различных возмущающих внешних воздействий процесса обточки колесных пар и получена аналитическая зависимость стойкости инструмента от основных параметров процесса обточки колесных пар на основе метода планирования эксперимента.

Определены коэффициенты уравнения регрессии и дана оценка их значимости. Для проведения эксперимента выбран центральный композиционный план второго порядка. По данным опытов получена математическая модель, характеризующая зависимость периода стойкости пластин от исследуемых факторов процесса. Эта модель представлена полиномом вида:

п к

о2)

«=1 7=1

Уравнение регрессии можно использовать для поиска оптимальных условий ведения процесса, а также как интерполяционную формулу для предсказания значений у в области эксперимента. Полученные зависимости позволяют определить значения геометрических параметров, необходимые для достижения требуемого периода стойкости пластин.

В результате стойкостных испытаний при обточке колесных пар было обращено внимание на механизм износа передней поверхности инструмента. После обточки пяти-восьми колес за отрицательной фаской вырабатывается лунка глубиной 0,03-0,06 мм. На поверхности фаски сохраняются риски от шлифовального круга, что свидетельствует об отсутствии изнашивания. По мере углубления лунки начинается истирание рисок на отрицательной фаске. Вид износа поверхностей лезвия абразивный с очень низкой шероховатостью Яа = 0,32 мкм, что свидетельствует о высокой степени интенсивности процесса изнашивания. Из этого вытекает необходимость проведения мероприятий по увеличению износостойкости рабочих поверхностей инструмента при обточке колесных пар.

Для повышения износостойкости рабочих поверхностей применяются различные способы (термомеханическая обработка, насыщение поверхностей лезвия ионами различных металлов, нанесение износостойких покрытий, введение в зону резания смазочно-охлаждающих жидкостей и т.п.). Традиционно идет борьба за сохранение исходной формы изнашивающейся части инструмента, хотя эта форма не всегда оказывается рациональной с точки зрения естественных процессов, минимизирующих износ.

Принято, что устойчивой бывает лишь та форма изнашивающейся поверхности контакта, которая соответствует минимуму энергетических затрат при установившемся процессе изнашивания. Были произведены расчеты, позволяющие определить форму передней поверхности твердосплавной пласти-

ны, которая соответствует минимуму энергетических затрат при движении в кинематической паре «стружка - инструмент».

Образование устойчивой формы естественного износа приводит не только к уменьшению скорости или интенсивности изнашивания, но и к снижению энергетических затрат на трение при обработке металлов резанием. Сила резания, действующая на резец (рис. 4), определялась из выражения:

Р = дсозу + Адьту + /{Л,

(13)

где Р - сила резания; £2 - приведенная нормальная сила, приложенная к передней поверхности резца; ~ приведенная сила трения; Я - приведенная сила, приложенная к задней поверхности резца; Л/; - приведенная сила трения; //- коэффициент трения.

!

Рис. 4. Схема сил, действующих на резец

Таким образом, задача нахождения устойчивой формы естественного износа сводится к отысканию экстремума определенного интеграла:

—> тш

(14

В результате расчетов с помощью техники вариационного исчисления, были получены следующие уравнения кривой линии в параметрическом виде:

(15)

И')2)2 ^(у'У! М2? (1+(у')г)

Построенная линия обеспечивает минимум энергетических затрат в кинематической паре «стружка - инструмент» (рис. 5).

Пластины, при профилировании передней поверхности которых, во время заточки использовали данную форму передней поверхности, показали устойчивое стружкодробление при обточке колесных пар в локомотивном депо Омск и позволили отказаться от накладного стуржколома.

мм

2

1

У(р)

1 2 3 4 5 ни 6 х ( р 1 -

Рис. 5. Форма передней поверхности, обеспечивающая минимум энергетических затрат при движении в кинематической паре «стружка - инструмент»

По данным промышленного эксперимента была определена оптимальная величина износа пластин при обточке колесных пар с точки зрения суммарной стойкости инструмента. Износ по задней поверхности не должен превышать 0,19 мм, это позволяет многократно использовать инструмент.

Четвертая глава диссертационной работы содержит описание технологических процессов заточки твердосплавных пластин, используемых для обточки колесных пар формы ЯРЦХ ЗОЮ МО и пластин формы ШЖХ 121200. Произведен анализ эксплуатационных характеристик алмазного инструмента. Сформулированы основные требования к нему. Обоснованы режимы по заточке пластин.

Технологический процесс заточки пластан формы ЯРЦХ ЗОЮ МО складывается из следующих этапов: сортировка пластин по величине сколов; шлифовка пластины на глубину 0,5-0,7 мм; шлифовка пластины по передней поверхности; заточка задней поверхности; заточка отрицательной фаски; сортировка и упаковка пластин.

Технологический процесс заточки пластин формы ИСЫХ 121200 состоит из следующих операций: сортировка пластин по величине сколов; шлифовка пластины на глубину до 1 мм; заточка передней поверхности; заточка отрицательной фаски; сортировка пластин, упаковка.

Представленные технологические процессы разработаны на базе технологического оборудования, имеющегося в каждом депо. Это позволяет организовать участки по восстановлению режущих свойств твердого сплава в рамках большинства депо. Разработанные приспособления и оснастка позволяют добиться надлежащего качества восстановленных инструментов.

Технологические процессы заточки пластин позволяют включать операции по упрочению твердого сплава в условиях депо без дополнительных затрат на разработку нового технологического процесса.

Произведен анализ различных методов и схем упрочнения инструмента применительно к условиям деповского ремонтного производства. Для повышения стойкостных характеристик твердосплавного инструмента в условиях депо был выбран метод термомеханической обработки пластин. Данный метод позволяет при незначительных затратах произвести упрочнение инструмента, предназначенного для обточки колесных пар при восстановлении его режущих способностей. Повышение прочностных характеристик и, как следствие, увеличение периода стойкости основано на свойствах кобальта, содержащегося в твердом сплаве, к деформационному упрочнению. Разработана конструкция, позволяющая произвести термомеханическое упрочнение твердого сплава.

Пятая глава посвящена определению экономической эффективности использования методики восстановления твердосплавных пластин, предназначенных для обточки колесных пар.

В работе произведен расчет сравнительной экономической эффективности использования технологии восстановления ресурса пластин на примере вагонного депо Московка Западно-Сибирской железной дороги с использованием методических рекомендаций МИИТа и ВНИИЖТа.

Исходной информацией для определения периодичности эксплуатационных расходов по базовой методике явилось потребное количество пластин в год для депо Московка, учитывалась возможность трехкратного восстановления ресурса отработавших пластин. Время на восстановление режущей способности одной пластины принято 0,2 часа, стоимость переточки одной пластины составляет в среднем 40 р.

В результате проведенных расчетов основные экономические показатели трехлетнего срока эксплуатации переточенных пластин в пределах целого предприятия составляют:

чистый дисконтированный доход - 1603800 р.;

срок окупаемости инвестиций — 0,48 года.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Решена задача повышения эффективности восстановления колесных пар подвижного состава за счет снижения затрат на режущий инструмент. Эффективность использования дорогостоящего твердого сплава увеличивается е 2,0-2,5 раза при использовании разработанной технологии восстановления режущих свойств изношенного инструмента.

2. Решена задача выбора оптимальной геометрии передней поверхности твердосплавной пластины для обточки колесных пар, требуемая форма канавки эллиптической конфигурации описана уравнениями регрессии.

3. Разработана математическая модель процесса обточки колесной пары позволяющая дать рекомендации по режимам обточки колесных пар, имеющих на поверхности катания дефекты эксплуатационного происхождения. Снижение подачи инструмента до 1 мм/об позволяет сохранять работоспособное^

инструмента при обточке колесных пар, имеющих дефекты твердостью более WO HB.

4. На основе метода планирования эксперимента исследованы закономерности влияния различного сочетания геометрических параметров восста--ювленных твердосплавных пластин на период стойкости. Стойкость восста-ювленных пластин с углами заточки у = 0°, а = 0°, У/ = - 20°, f = 0,3 мм состав-иет около 31 мин., что превосходит стойкость новых пластин.

5. Дана оценка напряженного состояния в теле пластины в момент встре-ш резца с дефектом, находящимся на поверхности катания. Установлено, что )астягивающие напряжения, приводящие к разрушению твердого сплава, кон-{ептрируются у вершины пластины.

6. Выполненная оценка экономической эффективности на примере ваттного депо Московка Западно-Сибирской железной дороги показала, при ис-юльзовании предложенной технологии восстановления ресурса пластин эко-юмический эффект от трехлетнего срока эксплуатации составил 1603800 р.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Попов А.Ю., Рауба A.A., Рыбик В.А Технология переточки твер-юсплашшх пластин для обточки железнодорожных колес // ЦНТИ, Росин-[юрмресурс.: Информационный листок,'№ 25. Омск, 1997.

2. Попов А.Ю., Рауба A.A., Рыбик В.А Технологические методы :нижения расхода твердых сплавов при обточке колесных пар // Материалы ;ауч.-практ. кайф. "Электроснабжение на предприятиях Западно-Сибирской келезной дороги"/ Омская гос. акад. путей сообщения. Омск, 1997.

3 Попов А.Ю., Рауба A.A., Рыбик В.А Повышение эффективности юсстановления профиля поверхности обода колесных пар обточкой // Мате->иалы науч.-техн. конф. «Проблемы железнодорожного транспорта и транс-юртиого строительства Сибири» / Сибирский гос. ун-т путей сообщения. Но-юсибирск, 1997.

4. Одиноков A.C., Васильев Н.Г., Рауба A.A., Попов А.Ю., Ры-5ик В.А. Инструмент для обточки колесных пар // Железнодорожный транс-юрт: № 7. 1997.

5. Васильев Н.Г., Попов А.Ю., Рауба A.A., Рыбик В.А. Исследова-ше напряженного состояния в зоне резания при обточке поверхности катания :олесных пар // Исследование процессов взаимодействия объектов железнодо-южного транспорта с окружающей средой.: Сб. науч. статей / Омский гос. ун-т 1утеЙ сообщения. Омск, 1997.

6. Васильев Н.Г., Попов А.Ю., Рауба A.A., Рыбик В.А. Влияние ■еометрии и формы заточки лезвия круглых твердосплавных пластин на их из-юс и стойкость при обточке колесных пар II Исследование процессов взаимодействия объектов железнодорожного транспорта с окружающей средой: Сб. [ауч. статей / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 1997.

7. Васильев Н.Г., Попов А.Ю., Рауба A.A., Рыбик В.А. Повыше ние ресурса инструмента для обточки колесных пар //Материалы второй меж дунар. науч.-техн. конф. «Динамика систем, механизмов и машин». Омск, 1997 Кн. 2.

8. Васильев Н.Г., Попо в А.Ю., Рауба A.A., Рыбик В.А. Повышена ресурса твердосплавных пластин резцов колесотокарных станков // Тезис докл. третьей межвуз. науч.-метод, конф. "Актуальные проблемы и перспекп вы развития железнодорожного транспорта" / Российский гос. открытый тех] ун-т путей сообщения. М.,1998.4.1.

9. Рыбик В.А. Определение погрешности копирования при обточке к< лесных пар переточенными твердосплавными пластинами // Совершенствов; ние технологических процессов ремонта подвижного состава: Межвуз. тема сб. науч. тр. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 1998.

10. Ражковский A.A., Рауба A.A., Рыбик В.А. Обеспечение точност профиля поверхности катания при обточке железнодорожных колес // Матери: лы межвуз. науч.-техн. конф. "Железнодорожный транспорт Сибири: проблем и перспективы"./ Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 1998.

11. Рыбик В.А. Переточка и оптимальный износ чашечных пластин Д1 обточки колесных пар // Совершенствование устройств подвижного состав электрификации, автоматики и связи железнодорожного транспорта: Сб. нау статей аспирантов и студентов университета / Омский гос. ун-т путей сообщ ния. Омск, 1998.

12. Попов А.Ю., Рауба A.A., Рыбик В.А. Обеспечение вторично) ресурса работоспособности твердосплавных пластин металлорежущих инсгр. ментов для обточки колесных пар // Тезисы докл. науч.-практ. конф. "Трансси 99" / Сибирский гос. ун-т путей сообщения. Новосибирск, 1999.

Ввдение.

1. Состояние вопроса.

1.1 Основные причины повреждений поверхности катания и 8 гребней колесных пар.

1.2 Перспективные методы восстановления колесной пары и исправления эксплуатационных дефектов.

1.3. Критерии качества твердосплавных пластин используемых при обточке колесных пар.

1.4. Цель исследований, постановка задачи и пути ее решения.

1.5. Выводы.

2. Оценка эффективности использования твердосплавого инструмента на ремонтных предприятиях МПС при существующей технологии механической обработке колесных пар.

2.1. Выбор показателей и критериев оценки использования твердого сплава в условиях ремонтного депо.

2.2. Влияние условий эксплуатации колесных пар и технологических факторов на стойкость твердосплавных пластин.

2.2.1. Взаимосвязь износа инструмента с физическими характеристиками процесса обточки колесных пар.

2.3 Влияние качества твердосплавных пластин на период их стойкости

2.4 Выбор путей повышения эффективности использования твердосплавного инструмента, используемого для обточки колесных пар.

2.4.1. Усовершенствование инструментальных материалов.

2.4.2. Улучшение качества рабочих поверхностей инструмента.

2.4.3. Усовершенствование конструкции и оптимизация геометрических параметров режущей части пластины.

2.5. Выводы.

3. Исследование возможности восстановления режущей способности неперетачиваемых твердосплавных пластин алмазной заточкой и доводкой.

3.1 .Теоретический расчет процесса резания поверхности катания колесной пары.

3.1.1 Схема стружкообразования при точении резцом формы КРИХ ЗОЮ МО.

3.1.2 Расчет хрупкой прочности режущей части инструмента.

3.2. Выбор формы и геометрических параметров твердосплавных пластин.

3.2.1. Форма передней поверхности в установившихся условиях резания.

3.3 Экспериментальные исследование стойкостных характеристик пластин формы М>11Х ЗОЮ МО.

3.3.1. Выбор факторов.

3.3.2. Обработка экспериментальных данных.

3.4 Влияние переточки пластин на качество и точность обработки поверхности катания и гребней колесных пар.

3.5 Определение оптимальной величины износа твердосплавных пластин.

3.6 Выводы.

4. Технологический процесс алмазной заточки и доводки твердосплавных пластин.

4.1 Обоснование выбора характеристик алмазного инструмента.

Темпы износа колесных пар подвижного состава за последнее время существенно возросли /14,15,21-24,59,80,103/. К причинам, обусловившим интенсивность этого износа, можно отнести: сужение колеи; переход на рельсы тяжелого типа; объемную закалку рельсов, увеличившую их твердость в 1,5 раза по сравнению с твердостью колеса; снижение требований по величине перекоса пути в 2,5 раза и максимально допустимым просадкам рельсовых нитей в 3 раза. Этим конструктивным изменениям, происходившим в путевом хозяйстве на протяжении нескольких лет, не предшествовало, как правило, тщательное исследование их влияния на процесс износа колесных пар подвижного состава, а влияние оказалось очень существенным /59,128/.

В настоящее время в зарубежных государствах с развитым железнодорожным транспортом ресурс бандажей локомотивов составляет более миллиона километров пробега. На железных дорогах России в последнем десятилетии ресурс бандажей лишь немного превышает 300 тыс. км /24,80/.

В 90-х годах обточка колес вагонов производилась, в основном, не по предельному прокату, как раньше, а из-за предельного износа гребней. В процессе такой обточки при равномерном износе на каждый миллиметр бокового износа гребня требуется снять металл по толщине обода на глубину около 1,75 мм. При увеличении угла наклона гребня к основанию, например с 60 до 70°, требуется снять металл по толщине обода на глубину 2,75 мм.

Анализ данных ремонтных депо и заводов показывает, что объем работ по механической обработке колес не уменьшился, основные причины роста частоты обточек колесных пар следующие:

- увеличилось количество колесных пар с изношенными гребнями, что приводит к увеличению припуска на обработку при восстановлении профиля катания;

- большинство колесных пар, поступающих на обработку, имеют термомеханические повреждения поверхности катания, ползуны, выщербины, навары и др., что снижает производительность обработки и вызывает отказ режущего инструмента по излому и сколам твердосплавных пластин;

- внедрение различных методов упрочнения поверхности катания колес, а в перспективе - повышение твердости обода с 260 до 400 НВ и соответственно трудоемкость обработки таких колес возрастет в 2 - 3 раза, увеличивается расход твердого сплава - в 1,5-2 раза.

Для обточки поверхности катания обода колес используются резцы, оснащенные неперетачиваемыми твердосплавными пластинами. Производительность колесотокарного станка не более 16-20 колес в смену. За последние два года стоимость твердого сплава возросла в три раза и имеет тенденцию к дальнейшему росту. Цена пластины круглой формы ИРЦХ по прейскуранту фирмы "8апсМк СоготаШ;" /114/ находится, в зависимости от ее исполнения, на уровне 256 - 363 шведских крон, что составляет около 35 -55 американских долларов за пластину, что значительно выше стоимости пластин, выпускаемых в Росси. В связи с сокращением объемов выпуска пластин в России перспектива их приобретения по мировым ценам становится весьма реальной. Несомненно, что это приведет к существенному росту себестоимости механической обработки колесных пар. Поэтому поиск путей повышения ресурса режущего инструмента для обработки колес является весьма актуальной задачей.

Многолетний производственный опыт показал, что использовать в условиях депо оптимальные режимы резания, обеспечивающие рациональный расход твердосплавного инструмента при достаточно высокой производительности и удовлетворительном стружкодроблении практически невозможно. Условия резания как на одном колесе, так и от колеса к колесу часто меняются в зависимости от степени упрочнения и степени поврежденности их поверхности катания.

Применение индукционного отжига для снятия термомеханического упрочнения перед обточкой эффективно только для колесных мастерских с достаточно большим объемом обточки колес (не менее 10000 в год). После обточки требуется индукционное упрочнение обода.

Повышение производительности и существенное снижение расхода режущего инструмента обеспечивает применение плазменно-механической обточки колес, но попытка внедрения этого метода в двух депо ст. Омск выявила ряд организационных и технических проблем. Высокий уровень шума, вредные выделения, излучения, трудности управления процессом резания, неудовлетворительное стружко дробление, повышенная психическая нагрузка на токаря. Несмотря на указанные недостатки и высокую энергоемкость этот метод является наиболее перспективным, так как дает возможность совместить обточку с разупрочнением срезаемого слоя и позволяет производить плазменное упрочнение поверхности катания.

Стойкость твердосплавных пластин для резцов колесотокарных станков может быть повышена за счет нанесения на их рабочие поверхности износостойких покрытий. Опыт эксплуатации этих пластин не выявил существенных преимуществ перед пластинами без покрытий. На контактных поверхностях лезвия покрытие исчезает после обработки 2-3-х колес.

Анализ известных методов повышения ресурса режущего инструмента показал, что наиболее доступным для ремонтных депо методом снижения расхода твердого сплава является восстановление режущей способности пластин за счет их многократной переточки. При переточке пластин представляется возможным обеспечить оптимальную (для конкретных условий точения) геометрию лезвия, что дополнительно увеличивают ресурс режущего инструмента.

Попытки переточки пластин в депо на заточном станке шлифовальным кругом из карбида кремния зеленого не обеспечивают полного восстановления их режущей способности вследствие нарушения геометрии и появления на режущей кромке большого количества мелких сколов. Повторное использование этих пластин невозможно в следствие низкого качестве обработки.

Более высокое качество заточки обеспечивается на универсальном заточном станке алмазным кругом. Но как показал непродолжительный опыт инструментального отделения вагонного депо ст. Московка Зап. Сиб. ж.-д. без отработанной технологии такая заточка экономически не целесообразна, так как характеризуется большим расходом алмазных кругов, низкой производительностью и нестабильным качеством.

1 .СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Решена задача повышения эффективности восстановления колесных пар подвижного состава за счет снижения затрат на режущий инструмент. Эффективность использования дорогостоящего твердого сплава увеличивается в 2,0-2,5 раза при использовании разработанной технологии восстановления режущих свойств изношенного инструмента.

2. Решена задача выбора оптимальной геометрии передней поверхности твердосплавной пластины для обточки колесных пар, требуемая форма канавки эллиптической конфигурации описана уравнениями регрессии.

3. Разработана математическая модель процесса обточки колесной пары, позволяющая дать рекомендации по режимам обточки колесных пар, имеющих на поверхности катания дефекты эксплуатационного происхождения. Снижение подачи инструмента до 1 мм/об позволяет сохранять работоспособность инструмента при обточке колесных пар, имеющих дефекты твердостью более 400 НВ.

4. На основе метода планирования эксперимента исследованы закономерности влияния различного сочетания геометрических параметров восстановленных твердосплавных пластин на период стойкости. Стойкость восстановленных пластин с углами заточки у = 0°, а = 0°, у/ = - 20°, Г = 0,3 мм составляет около 31 мин., что превосходит стойкость новых пластин.

5. Дана оценка напряженного состояния в теле пластины в момент встречи резца с дефектом, находящимся на поверхности катания. Установлено, что растягивающие напряжения, приводящие к разрушению твердого сплава, концентрируются у вершины пластины.

6. Выполненная оценка экономической эффективности на примере вагонного депо Московка Западно-Сибирской железной дороги показала, при использовании предложенной технологии восстановления ресурса пластин экономический эффект от трехлетнего срока эксплуатации составил 1603800 р.

1. Алехин C.B. Определение эксплуатационной надежности подвижного состава и выбор методов ее повышения. Д., Машгиз, 1967.84с.

2. Алехин C.B., Богданов А.Ф., Иванов И.А. Оптимизация режимов резания при точении поверхностей катания колесных пар // Сб. науч. тр. ЛИИЖТ. 1976.Вып 395 С.54-64.

3. Алехин C.B., Иванов И.А. Перспективы совершенствования методов формообразования профиля катания колесных пар // Сб. науч. тр. ЛИИЖТ. 1971.Вып 329 С.3-11.

4. Алехин C.B., Иванов И.А. Систематизация и анализ методов формообразования профиля катания колесных пар // Сб. науч. тр. ЛИИЖТ. 1976.Вып 395 С.41-52.

5. Алехин C.B., Продан Н.С. Надежность механической части подвижного состава. М.: Транспорт, 1969. 176с.

6. Андриевский С.М. Коэффициент сцепления паровозов при движении по кривым участкам железнодорожного пути: Диссертация.канд. Тех. Наук. Москва, МИИТ, 1950. 130с.

7. Бабенко Д.Н., Иванов В,Н, Как бороться с износом паровозных бандажей // Сб. науч. Тр. ВНИИЖТа. Вып.89 1938г. С.28-33

8. Барщенков В.Н. Улучшение использования ресурса колесных пар группового тягового привода локомотива: Автореф. дис. к.т.н. Ленинград, ЛИИЖТ, 1991.21с.

9. Бернули И. Избранные сочинения по механике./ Под ред. В.П. Егорошина М.-Л.: Гостехиздат, 1937. 296с.

10. Ю.Бетанели А.И. Прочность и надежность режущего инструмента, изд-во

11. Сабчота Сакартвело» Тбилиси, 1973, 305 с. П.Блидченко И.Ф., Савченко В.В. Исследование работы бандажей вэксплуатации. М.: Машгиз, 1933. 128с. 12.Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М,: Машиностроение, 1975. 345с.

12. З.Богданов А.Ф., Чурсин В.Г. Эксплуатация и ремонт колесных пар вагонов. М.: Транспорт, 1985. 270 с.

13. Богданов В.М., Евдокимов Ю.А., Щербаков A.B., Майба И. А. Пути снижения износа железнодорожной техники // Железнодорожный транспорт. 1995, № 12. С.23-25.

14. Богданов И.А., Иванов И.А. Высокопроизводительный ремонт колесных пар // Железнодорожный транспорт. 1975. №1. С. 52-55

15. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Наука, 1984.312с.

16. Борбатенко П. А. Регулировка копировального механизма и графоаналитический метод наладки копиров колесотокарных станков. М.: Трансжелдориздат, 1962. 30с.

17. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М., 1960. 610с.

18. БСЭ Изд. 3, Т12 -М., 1973г. С. 416

19. Будюкин A.M. Некоторые результаты производственных испытаний механической обработки закаленных колес // Сб. науч. тр. ЛИИЖТ. 1985. Конструкторско технологическое обеспечение надежности подвижного состава,С.72-76

20. Буйносов А.П. Влияние твердости колеса и рельса на их износ // Локомотив. 1995. №3. С.31-32

21. Буйносов А.П. Износ бандажей и рельсов: причины и возможности сокращения // Железнодорожный транспорт. №10. 1994. С.39-41

22. Васильев Н.Г. Оптимизация технологии восстановления деталей подвижного состава: Автореферат дисс . докт. техн. наук // ОмГАПС. — Омск, 1995. 40с.

23. Виноградов Ю.Н. Методика определения сроков ремонта деталей электровозов и анализ их износов // Сб. науч. тр. ВНИИЖТ. 1963. Вып. 266. С.4-36.

24. Виноградов Ю.Н., Левшицкий В.М. Совершенствование периодичности ремонта грузовых электровозов // Сб. науч. тр. ВНИИЖТ. 1983. Вып. 671. С.3-16

25. Воробьев A.A., Горский A.B., Кониченко В.Ю. Анализ и прогнозирование состояния колесных пар. // Локомотив. 1996, №9. С.21-23.

26. Выбор стали для цельнокатаных колес / Ларин Т.В., Наумов И.В., Девяткин В.П., Кривошеев В.Н. // Техника железных дорог. 1952. №1. С. 8-10

27. Глубинное шлифование кругами из сверх твердых материалов / И.П. Захаренко, Ю.Я. Савченко, В.И. Лавриненко. -М.: Машиностроение, 1988 -56 с.

28. Голутвина Т.К. Испытания вагонных колес с бандажами различного профиля //Вестник ЦНИИ МПС. 1962. № 2. С.16-1931 .Горанскиий Г.К. Расчет режимов резания при помощи ЭВМ. Минск: Госиздат БССР, 1963. 192с.

29. Горский A.B. Определение закона распределения срока службы бандажей колесных пар электроподвижного состава // Сб. науч. тр. МИИТ. 1972. Вып. 470. С.58-70

30. Горский A.B., Головатый А.Т. Исследование процесса износа бандажей колесных пар электродвижущего состава // Сб. науч. тр. МИИТ. 1974. Вып. 470. С.52-58

31. Грановский Г.И. Кинематика резания. М.: Машгиз, 1948. 100с.

32. Грановский Г.И. Металлорежущий инструмент. М.: Машиностроение, 1952. 278с.

33. Грановский Г.И. Метод исследования характера износа быстрорежущих сталей // Вестник машиностроения. 1971. №3. С.70-72

34. Дунаев П.Ф. Размерные цепи. М.: Машгиз, 1957. 288 с

35. Дэниел К. Применение статистики в промышленном эксперименте. М.: Мир, 1979. 292 с.

36. Евдокимов В.Д. Реверсивность трения и качество машин. Киев: техшка 1977. 147с.

37. Жилин В.А. Субатомный механизм износа режущего инструмента: -Ростов-на-Дону: изд. Ростовского университета, 1973. 165с.

38. Иалыгин Б.В. Магнитное упрочнение инструмента и деталей машин. М.: Машиностроение, 1989. - 112с.

39. Иванов В.Н. Бабенко Д.Н. Как бороться с износом бандажей паровозов. М.: Машгиз, 1939. 47с.

40. Иванов И.А. К вопросу оптимизации обработки цельнокатанных колес путем стабилизации температуры резания // Сб. науч. тр. ЛИИЖТ. 1979.Совершенствование технологического процесса ремонта и формирования колесных пар подвижного состава,С.97-102

41. З.Иванов И. А. Перспективы использования шлифования при восстановлении профиля катания колесных пар // Сб. науч. тр. ЛИИЖТ. 1976.Вып 395 С.65-71.

42. Иванов И.А. Совершенствование процесса восстановления профиля поверхности катания железнодорожных колес // Сб. науч. тр. ЛИИЖТ. 1985. Конструкторско технологическое обеспечение надежности подвижного состава,С.22-26

43. Иванов И.А. Технико-экономическая оценка использования ресурса железнодорожных колес // Конструкторско технологическое обеспечение надежности подвижного состава: Сб.науч.тр. СПГУПС, 1994. С.30-33

44. Иванов И.А. Технологическое обеспечение ресурса колес рельсовых экипажей // Сб. науч. тр. ЛИИЖТ. 1987. Обеспечение эффективности и работоспособности подвижного состава,С.178-183

45. Иванов И.А., Крылов В.И Оценка теплонапряженного состояния режущего инструмента при обработке колес вагонов // Сб. науч. тр. ЛИИЖТ. 1985. Конструкторско технологическое обеспечение надежности подвижного состава,С. 18-22

46. Износ рельсов и колес подвижного состава // Железнодорожный транспорт. №7. 1997. С.31-35

47. Инструкция по формированию, ремонту и содержанию колесных пар тягового подвижного состава железных дорог колеи 1520 мм. ЦТ329. М.: Транспорт, 1995. 70 с.

48. Инструмент для обточки колесных пар Одиноков A.C., Попов А.Ю., Васильев Н.Г., Рауба A.A., Рыбик В.А. // Железнодорожный транспорт. 1997.№ 7. С.38-40/

49. Исаев А.И. Процесс образования поверхностного слоя при обработке металлов резанием. М.: Машгиз, 1950.357с.

50. Исаев А.И., Зорев H.H., Артамонов А .Я. Получистовое точение с большими подачами. М., Машгиз, 1954, 74 с.

51. Исаев А.И., Михаленок Е.И. Скоростное точение крупных деталей широкими резцами. М, Машгиз, 1954, 89 с.

52. Исаев И.П., Горский A.B. Методика анализа процесса изнашиваемости деталей электроподвижного состава для определения сроков их ремонта и контроль качества // Электрическая и тепловозная тяга 1976. №11. С.3-10

53. Кабенин Н.Г. Увеличение срока службы бандажей электровозов // Железнодорожный транспорт. 1976. № 5. С.5-9

54. Кидин И.Н. Термическая обработка стали при индукционном нагреве. М.: Металлургиздат, 1950. 316с.

55. Кидин И.Н. Физические основы электро термической обработки металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1969.365с.

56. Киселев С.Н., Иноземцев В.Г. Оценка ресурса цельнокатаного колеса при малоцикловом нагружении с учетом режимов торможения вагона // Вестник ВНИИЖТа. 1995. №4. С.40-43

57. Кислик A.B. Износ углеродистой бандажной стали // Сб. науч. тр. НИИЖТа. Вып. 64 1938. С. 14-22

58. Кислик В.А. Износ углеродистой бандажной стали. М.: Трансжелдориздат. 1938.141с.

59. Кислик, Девяткин. Исследование образования раковин при работе цельнокатаных колес // Трение и износ в машинах: Сб. АН СССР. М. 1953г.

60. Классификация неисправностей вагонных колес подвижного состава и их элементов. М.: Транспорт. 1978.

61. Конструкторско технологическое обеспечение надежности подвижного состава // Сб. науч. тр. ЛИИЖТ. Л., 1985.

62. Костецкий Б.И. Сопротивление изнашиванию деталей машин. М.: Машгиз, 1959.478с.

63. Крагельский И.В. Михин Н.М. Узлы трения машин: справочник. М.: Машиностроение, 1984. 280 с.

64. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиносторение 1968.480с.

65. Краев A.C. Влияние условий работы на интенсивность и механизм износа бандажей. Волгоград, 1964.

66. Кудрявцев H.H., Литовченко Е.П. Исследование динамических напряжений в дисках цельнокатаных колес пассажирских вагонов // Сб. науч. тр. ВНИИЖТа, 1981. Вып. 610. С.23-44

67. Куклин Л.Г., Сагалов В.И., Серебровский В.Б., Шагалов С.П. Повышение прочности и износостойкости твердосплавного инструмента./ изд-во Машгиз, Урало- Сибирское отделение Машгиза. Свердловск, 1960, 184 с.

68. Курасов Д.А. Повышение долговечности бандажей колесных пар подвижного состава. М.: 1981. 160с.

69. Ламм М.М. Гидродинамическая теория резания металлов и практика ее применения. Харьков, изд. университета им. Горького. 1956. 243 с.

70. Ларин М.Н. Об оптимальной твердости элементов пары трения колесо рельс //Вестник ВНИИЖТ 1965. № 3. С. 6-12

71. Ларин М.Н. Оптимальные геометрические параметры режущей части инструментов. М.: Оборонгиз, 1953. 146с

72. Ларин Т.В Цельнокатаные железнодорожные колеса // Сб. науч. тр. ВНИИЖТа. 1956. Вып. 124. С.10-16

73. Ларин Т.В. Износ и пути продления срока службы бандажей железнодорожных колес // Сб. науч. тр. ВНИИЖТа. -М.: Трансжелдориздат, 1956. Вып. 124. 187с.

74. Ларин Т.В. Исследование механического износа, усталостного выкрашивания, образования выщербин // Сб. науч. тр. ВНИИЖТа. 1977. Вып. 581. С. 51-68

75. Ларин Т.В. Повышение износостойкости паровозных деталей. М. Труды ВНИИЖТа, 1955. Вып. 103 С.25-29

76. Ларин Т.В. Проблема повышения срока службы бандажей и цельнокатаных колес подвижного состава железных дорог: Дис.докт. техн. наук / МИИТ. М., 1956. 436с.

77. Ларин Т.В., Порышев Ю.М., Узлов И.Г. Пути дальнейшего повышения качества цельнокатаных колес // Железнодорожный транспорт. № 2. 1973. С.56-59

78. Лоладзе Т.Н. Износ режущего инструмента. М.: Машгиз, 1958. 355с.

79. Любимов В.Г. Резание аустенитной марганцовистой стали в нагретом состоянии. Львов 1958, 88с.

80. Макаров А. Д. Износ и стойкость режущих инструментов. М.: Машиностроение, 1966. 267с.

81. Малыгин Б.В. Магнитное упрочнение инструмента и деталей машин. -М.: Машиностроение, 1989. 112 с.

82. Мартынов H.H., Кривошеев В.H. Повышение срока службы цельнокатаных колес вагонов // Железнодорожный транспорт. №4. 1973. С. 46-48

83. Математическая статистика: Учебник/ В.М. Иванова, В.Н. Калинина, J1.A. Нешумова, И.О. Решетникова; Под ред. A.M. Длина, «Высш. школа», 1975. 398с.

84. Машнев М.М., Богданов А.Ф. Экономичный способ обточки колесных пар //Жлезнодорожный транспрорт. № 10. 1980. С.48-51

85. Медведев Н.Ф. Срок службы бандажей продлить можно // Электрическая и тепловозная тяга 1989. №2. С.38-39

86. Методичекие рекомендации по определению экономической эффективности мероприятий научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте / ВНИИЖТ МПС. М., 1991. 239 с.

87. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиций на железнодорожном транспорте / МИИТ, ВНИИЖТ М., Благотворительный фонд развития гуманитарных и технических знаний "Слово", 1997. 52 с.

88. Нехаев В.А. Оптимизация режимов ведения поезда с учетом критериев безопасности движения (методы и алгоритмы) // Дисерт. -д-ра техн. наук. Омск 2000. 353 с.

89. Никифоров Б.Д. Причины и способы предупреждения износа гребней колесных пар // Железнодорожный транспорт. 1995. № 10. С. 7-10.

90. Николаев P.C. Причины поломок деталей подвижного состава и рельсов. М.: Трансжилдориздат, 1954. 196с.

91. О сверх износе колес и рельсов // Железнодорожный транспорт. 1997. №8. С.51-54

92. Одинг И. А. Допускаемые напряжения в машиностроении и циклическа прочность металлов. М.: Машгиз,. 1962. 259с.

93. Оптимизация технологии глубинного шлифования / С.С. Силин,Б.Н. Леонов, В.А. Хрульков: М.: Машиностроение, 1989 -120 с.

94. Пашалок И. Л. Харитонов В.Б. О возможном повышении износостойкости железнодорожных колес Вестник ВНИИЖТа ;№ 1 С. 32-36

95. Повышение прочности и износостойкости твердосплавного режущего инструмента/ Куклин Л.Г, Сагалов В.И., Серебровский В.Б., Шабашов С.П.//М.: 1968.141с.

96. Полетика М.Ф. Контактные нагрузки и на режущей поверхности инструмента. М.: Машиностроение, 1969. 150с.

97. Полещенко К.Н., Орлов П.В., Машков Ю.К. и др. Трибостимулированные структурные превращения в приповерхностных слоях модифицированных твердых сплавов// Трение и износ, 1998, Т. 19, № 4.-С. 480-486.

98. Попов А.Ю., Рауба А. А., Рыбик В.А. Повышение ресурса инструмента для обточки колесных пар// Динамика систем, механизмов и машин: Тез. второй междунар. науч.-техн.конф. / Омский гос. техн. ун-т., Омск, 1997. Кн.2. С. 140.

99. Попов С. А. Заточка и доводка режущего инструмента. М.: Высш.шк., 1986.223с.

100. Прейскурант № 1 4066:006 - RUS. фирмы «Sandvik Coromant», 1999

101. Причины вывода колес из эксплуатации и пути повышения их служебных свойств./ Т.В. Ларин, И.Г. Узлов, Ю.М. Парон и др. // Вестн. ВНИИЖТа. 1975. №6. С.30-33

102. Просвирин В.И. Влияние внешних давлений на фазовые превращения в стали и чугуне. М.: Машгиз, 1948. 157с.

103. Развитие науки о резании металлов./ Под ред. H.H. Зорева, Г.И. Грановского, М.Н. Ларина, Т.Н. Лоладзе, И.П. Третьякова М.: Машиностроение, 1967.416с.

104. Расчеты на прочность в машиностроении./ Под ред. С.Д. Пономарева, в 3-х томах, Т 1, М.: Машгиз, 1956, 884 с.

105. Резницкий Л.М. Механическая обработка закаленных сталей. М Л., Машгиз, 1958, 399 с.

106. Рейхард В.А., Лебедев A.A. Диагностика состояния и обеспечение качества работы поверхности рельсов // Вестник ВНИИЖТа. 1996. №3. С.36-39

107. Розенберг A.M., Еремин А.Н. Элементы теории процесса резания металлов. М. Свердловск, Машгиз, 1956,319с.

108. Савицкий К.В. Исследование пластической деформации и свойств внешних слоев в металлических тел при различных условиях трения. // Диссертация. докт. Тех. Наук

109. Савицкий К.В. О закономерности пластического деформирования при трении металлов: Доклад на 3 Всесоюзной конференции по трению и износу в машинах. М.: Изд-во АНСССР, 1957.

110. Свойства элементов: Справ, изд. \ Под ред. М.Е. Дрица. М. : Металлургия, 1985, 627 с.

111. Семенов А.П. Трение и агдезионное взаимодействие тугоплавких материалов при высоких температурах. М.: Наука, 1972.160с.

112. Ситаж Марек Повышение работоспособности колес железнодорожных экипажей конструкционными, технологическими и эксплуатационными методами. Автореферат дисс . докт. техн. наук // СПГУПС. Санкт-Петербург, 1995. 48 с.

113. Совершенствование обработки колесных пар // Железнодорожный транспорт. №9. 1997. С. 19-21

114. Спиридонов A.A., Васильев Н.Г. Планирование эксперимента при исследовании и оптимизации технологических процессов. Уральский политехи, ин-т. Свердловск, 1975. 140 с.

115. Справочник инструментальщика/ И.А. Одинарцев, Г.В. Филипов, А.Н. Шевченко и др. ; Под общ. ред. И.А. Одинарцева. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. - 846 с.

116. Стрелец A.A., Фирсов В.А. Размерные расчеты в задачах оптимизации конструкторско технологических решений. - М.: Машиностроение, 1998.-120 с.

117. Талантов Н.В Физические основы процесса резания и износа инструмента. Волгоград, 1988.126с.

118. Талантов Н.В. Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения инструмента. М.: Машиностроение, 1992. 240с.

119. Теоретические основы планирования экспериментальных исследований / Под ред. Г.К. Круга. М., изд. МЭИ, 1973. 122 с.

120. Технология производства и повышения долговечности деталей подвижного состава//Межвуз.сб. ЛИИЖТ. 1974. Вып. 39. С.48-57

121. Тихонов А.Н. Системы дифференциальных уравнений содержащих параметры при производных // Известия АН СССР / Матем. сб., 1952 Т. 31 (73). № 3 С.575-586

122. Топеха П.К. Основные виды износа металлов. М.: Машгиз, 1952. 120с.

123. Трибология. Исследования и приложения: Опыт США и СНГ / Под ред. В.А. Боено. М.: Машиностроение, 1993. 452с.

124. Узлов И.Г. Пути повышения эксплуатационной стойкости железнодорожных колес // Металлургия и горнорудная промышленность. 1985. №2. С. 28-29

125. Узлов И.Г., Мирошнеченко Н.Г. Научные основы и технологические решения проблемы повышения качества колес. Киев, 1985. 17с.

126. Узунян М.Д., Краснощек Ю.С. Высокопроизводительное шлифование безвольфрамовых твердых сплавов. М.: Машиностроение, 1988 - 80 с.

127. Фельдштейн Е.Э. Методы определения обрабатываемости металлов. М., Машгиз, 1946, 143с.

128. Фельдштейн Е.Э. Основы рациональной эксплуатации инструментов. В помощь мастеру механического цеха. М., Машгиз, 1947, 119с.

129. Цикунов А.Е. Исследование дефектов ободов железнодорожных колес: Сб. науч. тр. БелЖИТ. 1979. Вып. 608. С.20-24

130. Чкалов Л.А., Иванов М.И., Шарадзе О.Х., Байкалов С.П. Лазерное упрочнение колес и рельсов Железнодорожный транспорт № 2 1998, с. 31-37

131. Школьник Л.М., Сунгуров A.C. Прогнозирование предела выносливости и циклической несущей способности цельнокатаных колес вагонов // Вестник ВНИИЖТа. 1986. №2. С.35-39

132. Шульц В.В. Форма естественного износа деталей машин и инструментов. Л.: Машиностроение, 1990. 205с.

133. Эйлер. Метод нахождения кривых линий обладающих свойствами максимума либо минимума или решение изопериметрической задачи взятой в самом широком смысле. М.-Л.: Гостехиздат, 1934. 600с.

134. Этин А.О. Кинематический анализ методов обработки металлов резанием. М.: Машиностроение, 1964. 323с.

135. В локомотивных депо Омска успешно прошли испытания переточенные пластины сборных фрез для станков КЖ-20 типа RNGX 1212МО.

136. Завершены производственные испытания пластин призматической формы LMNX 301940 и BNMX 191940.Стойкость переточенных пластин и стружколомание обеспечено на уровне новых.

137. Зам. начальника Западно-Сибирской дороги по локомотивному и вагонному хозяйствамг.О vie к

138. УТВЕРЖДАЮ ^сенер локомотивного депо ст. Омск1. Г.В. Прохорихин10 1999 1.результатах производственных испытаний перс юченных круглых твердосплавных плис inn RPI IX 27! О МО. RPGX 271300 соорь„.\ ре. ¿. iv,> л. ;>• килесошклрных сIанкон.

139. Основание: выполнение НИР № 144 ИНСТРУМЕН Т ДЛЯ ОБТОЧКИ КОЛЕСНЫХ ПАР ЛОКОМОТИВОВ (37.01.64)" по закачу Департамента технической полигики МПС РФ.

140. Технологическая инструкция на 1-й переход: "Сортировать пластины согласно эскизу Г1.

141. Сколы глубиной до 0,5 мм допускаются на всей кромке.

142. Сколы свыше 1мм (Ь) допускаются в секторе до 30°.

143. Пластины разных заводов сортировать по группам.

144. Пластины с крупными сколами и трещинами отбраковывать.

145. Технологическая инструкция на 2-й переход "Шлифовать пластину на глубину 0,5-0,7мм".

146. Пластину 1 установить в оправку 3 и зажать болтом 2.

147. Оправку 3 установить в специальное приспособление и подвести к кругу 4 до касания (эскиз 3.)

148. Ззаточить пластину согласно эскиза 2.

149. Эскиз 2. Пжр=3150 об/мин. Пд — 60 об/мин. Б = 0,02 мм/об. дет. (2саж= 10 Л/МИН.1. Эскиз 3.

150. Технологическая инструкция на 3-й переход "Шлифовать по передней поверхности с у = 0ОГТ.

151. Пластину 1 установить в оправку 3 и зажать винтом 2.

152. Оправку 3 установить в специальное приспособлениеи включив приспособление прижать шшстиу 1 к кругу 4 согласно эскиза 4 с силой Р= 2-811.

153. Равномерность фаски по длине режущей кромки контролировать визуально по эталонной пластине.

154. Сколы на кромке не допускаются.тьр- 3150 об/мин. Пш = 60 об/мин.1. Эскиз 5.1. Эскиз 4.

155. Технологическая инструкция на 4-й переход "Заточить задюю поверхность".

156. Пластину 1 установить на упорку 3 и прижимая к упорке 5 и кругу 4 медленно поворачивать вокруг оси с постоянным усилием Р= 1Н.

157. Упорку 3 установить под углом а-а-(055-1°).

158. Фаска на задней поверхности должна быть в пределах 2-5мм (Ь), и равномерная по длине грани (рис.7).

159. Сколы и остатки износа п задней грани не допускаются.

160. Технологическая инструкция па 5-й переход "Заточить отрицательную фаску".

161. Пластину 1 установить в оправку 3 и зажать винтом 2.

162. Оправку 3 вставить и зафиксировать в специальном приспособлении. Установить частоту вращения 900 об/мин.

163. Прижимая алмазный круг к пластине под углом «30° заточить отрицательную фаску £

164. Контроль осуществлять на микроскопе МИМ с увеличением 20х. Трещины и сколы на кромке не допускаются.1. Пшг=900 об/мин. Р-2-3 Н.0Ä1 N30,6 130,4 230,2 330 41. Рис.21. Материал Т14К8

165. N 1-3 для колесотокарных станков N4 для фрез * Размер для справок.