автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Повышение качества восстановления методом наплавки деталей железнодорожного подвижного состава

Введение.

1. Задачи исследования, классификация деталей подвижного состава и выбор технологии восстановления.

1.1. Постановка задачи исследования. Классификация деталей подвижного состава, подлежащих ремонту.

1.2. Способы восстановления деталей подвижного состава.

1.3. Анализ существующих способов легирования наплавленного 29 металла.

1.4. Разработка рекомендаций по выбору легирующих компонентов при ремонте подвижного состава.

2. Оптимизация геометрии наплавленного слоя.

2.1. Постановка задачи.

2.2. Наплавка поверхностей и определение припуска на механическую обработку.

2.2.1. Особенности плавления и кристаллизации наплавляемого металла.

1.2.2. Определение припуска на механическую обработку.

1.3. Восстановление криволинейных поверхностей более сложной формы.

I. Разработка новых сварочно-наплавочных материалов для обеспечения требуемых характеристик восстанавливаемых криволинейных поверхностей. 1. Оценка составов наплавочных материалов , рекомендуемых к применению в ремонтном производстве подвижного состава.

2. Разработка и математическое моделирование химического состава пасты.

3.3. Минимизация затрат на наплавочные материалы.

4. Совершенствование оборудования для использования современных технологических процессов восстановления изношенных деталей.

4.1. Влияние производственного цикла восстановления на качество наплавляемой поверхности.

4.2. Устройство для наплавки криволинейной поверхности.

4.3. Устройства, обеспечивающие качество наплавляемого слоя.

5. Определение экономической эффективности использования оптимальной технологии восстановления криволинейных поверхностей деталей подвижного состава.

5.1. Показатели оценки экономической эффективности.

5.2. Определение капитальных вложений.

5.3. Определение эксплуатационных расходов.

5.4. Расчет экономического эффекта.

Задача повышения эффективности работы железнодорожного транспорта не может быть решена без совершенствования технологии ремонтного производства. Восстановление работоспособности деталей требует меньших затрат по сравнению с изготовлением новых.

Одной из актуальных задач настоящего времени является устранение предельного износа деталей подвижного состава. Учитывая большой объем ремонтных работ, требуемых для поддержания железнодорожных транспортных средств в исправном состоянии, необходимо повышать экономичность восстановления и увеличивать срок службы деталей технологическими методами.

Современный подход к проектированию технологии ремонта требует рассмотрения не только каждой отдельно взятой операции, но и всех этапов процесса восстановления во взаимосвязи. Только при таком подходе к решению этой задачи возможно гарантировать оптимальность выбранных режимов технологических операций. Решение этой задачи затруднено тем, что физические и химические явления, происходящие в восстанавливаемых деталях на определенных этапах восстановления, достаточно сложны; а математические выражения, которые описывают происходящие явления, чаще всего трудно поддаются анализу. Это усложняет применение комплексной математической модели технологического процесса ремонта с учетом взаимовлияния операций и технологической наследственности в процедурах оптимизации.

В условиях деповского ремонта при восстановлении изношенных деталей наиболее часто применяются сварочно-наллавочные работы. Это обусловлено сравнительной простотой и универсальностью оборудования, широкими возможностями достижения требуемых эксплуатационных свойств. При устранении износа детали, масса наносимого металла обычно составляет 3 -5%, а стоимость ремонта не превышает 10 - 30% стоимости новой детали. Таким образом восстановление изношенных деталей в том числе и транспортной техники может обеспечить экономию используемых материалов, энергетических и трудовых ресурсов, а также охрану окружающей среды.

Между тем существующие методики определения режимов восстановления наиболее ответственных деталей подвижного состава, подвергающихся высоким удельным нагрузкам, требуют значительных затрат времени, индивидуального подхода к проектированию технологического процесса восстановления.

Наплавляемый слой металла на рабочей поверхности по износостойкости и твердости должен быть не ниже основного металла восстанавливаемой детали и соответствовать требованиям технических условий эксплуатации. Это особенно касается деталей, которые работают в условиях граничного трения. Для достижения требуемого качества необходимо применять различные материалы, технологические приемы, режимы и специализированное оборудование. При этом необходимо учитывать не только габаритные размеры и качество восстанавливаемой поверхности, но и ее геометрические формы.

Актуальность проблемы обуславливается не только вышеизложенным, но и особенностью условий деповского ремонта. Восстанавливаемые детали могут быть не только крупногабаритными, металлоемкими, у которых величина износа не значительна, но и небольшими деталями с такой же величиной износа. При этом номенклатура ремонтируемых деталей высокая, а программа их ремонта достаточно мала. Следует отметить также, что способы восстановления деталей в различных депо отличается друг от друга и технологиями восстановления, и применяемым оборудованием, и режимами. Особенно это относится к криволинейным восстанавливаемым поверхностям, которые имеют повышенную твердость и износостойкость, малую величину износа и изготав5 ливаются из легированных сталей. При восстановлении таких деталей применяются легированные порошковые проволоки или легированные флюсы. Таким образом актуальным и целесообразным является совершенствование технологии восстановления геометрических и качественных характеристик изношенных деталей подвижного состава.

Над проблемой разработки технологии ремонта деталей подвижного состава работают различные организации. В их числе ВНИИЖТ, ПГУПС, ОмГУПС и др. Научными коллективами под руководством проф. В. Д. Кузьмича, В. В. Стрекопытова, В. А. Четвергова и других ученых проведены исследования по оптимизации структуры ремонтного цикла, по оценке ремонтопригодности проектируемого подвижного состава. Решению задач, связанных с восстановлением деталей транспортной техники, посвящены исследования проф. С. Н. Киселева, И. А. Иванова, В. Б. Шляпина, В. В. Ме« ликова, В. Н. Лозинского, Н. Н. Воронина и др. Развитию системного подхода к анализу технологического процесса изготовления и ремонта деталей были посвящены научные изыскания П. И. Ящерицина, А. А. Матшшна, Н, Г. Васильева. Научные труды А. И. Акулова, Н. Н. Прохорова, В. А. Судника, Б, М, Березовского, А. А. Буки способствовали развитию исследований формирования геометрических и химических параметров наплавленного металла.

Целью работы является повышение эффективности восстановления деталей подвижного состава путем совершенствования проектирования технологического процесса.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Обоснование наиболее эффективные пути повышения износостойкости деталей подвижного состава с криволинейными поверхностями.

2. Разработка комплекс мероприятий, позволяющих снизить затраты на ремонт деталей подвижного состава с изношенными криволинейными поверхностями.

3. Создание новых наплавочных материалов, обеспечивающих требуемые качественные характеристики наплавленного слоя.

4. Решение вопросов, связанных с созданием новых конструкций надежного оборудования для ремонтных предприятий МПС, позволяющего повышать качество восстановления изношенных деталей с криволинейными поверхностями. i, ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ, КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕТАЛЕЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА И ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ