автореферат диссертации по транспорту, 05.22.06, диссертация на тему:Усовершенствование технологии изготовления и конструкций стрелочных переводов современного производства в Украине

>у&

- ц о'

ол Київський інститут залізничного транспорту

Харківської державної академії залізничного транспорту

!Т опїї

ТАРАНЕНКО Сергій Дмитрович

УДК 625.151

УДОСКОНАЛННЯ ТЕХНОЛОГІЙ ВИГОТОВЛЕННЯ І КОНСТРУКЦІЙ СТРІЛОЧНИХ ПЕРЕВОДІВ СУЧАСНОГО ВИРОБНИЦТВА В УКРАЇНІ

05.22.06 Залізнична колія

і

V

. Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Київ 2000

Дисертація с рукопис. .

Робота виконана на. Дніпропетровському стрілочному заводі та на кафедрі “Кол колійне господарство” Дніпропетровського державного університету залізничного трансі Міністерства транспорту України.

Науковий керівник

- доктор технічних наук, професор Даніленко Едуард Іванович, Київський іне залізничного транспорту, завідувач кафедри “Реконструкція та експлуатація залізниць і спору.

Офіційні опоненти:

- доктор технічних наук, старший науковий співробітник Глюзберг Борис Ейних Всеросійський науково - дослідний інститут залізничного транспорту, заві; стрілочної лабораторії;

- кандидат технічних наук, доцент Шехватов Олександр Олександрович, Харкіі державна академія залізничного транспорту, завідувач кафедри “Колія та ш господарство”.

Провідна організація - Східноукраїнський державний університет, м. Луганськ

Захист відбудеться “/£ “ X 2000 р. о /3 годині на засіданні спеціалізованої в1 ради К 26.820.01 в Київському інституті залізничного транспорту за адресою: 03049, м. Київ, Лукашевича, 19.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Київського інституту залізнич транспорту за адресою: 03049, м. Київ, вул.. Лукашевича, 19.

Автореферат розісланий “Т “ \Х 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої

ради

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Вступ. Роль залізниць в забезпеченні господарчої та економічної діяльності держави є вичайно важливою та по суті головнішою серед інших видів транспорту, так як залізниці іпечують реалізацію практично % грузообігу та біля 40 ,% пасажирообіїу від усіх спортних перевозок держави.

Стрілочні переводи є особливими та найбільш відповідальними конструкціями, які начені для з’єднання та розгалуження залізничних колій. Вони забезпечують перевід рухомих [ів з однієї колії на другу, розгалуження поїздів по окремих коліях, подачу поїздів та окремих иць рухомого складу на спеціальні колії та в спеціальні споруди для їх технічного утовування. Від технічного стану стрілочних переводів практично залежить весь перевізний ес на залізничному транспорті.

Кількість стрілочних переводів, які необхідні для укладки в залізничні колії в розвинутих :ах досягає 2 - 2,5 шт. на 1 км розгорнутої довжини колії, на Україні цей показник складає гг/км.

Розвиток залізничного транспорту, інтеграція залізниць України в єдину транспортну ничну мережу Європи, пов’язані з цим задачі підвищення швидкостей руху поїздів та ізної спроможності доріг - все це потребує удосконалення та модернізації конструкцій ничної колії та стрілочних переводів вітчизняного виробництва та покращення якості їх ги. Удосконалення та модернізація конструкцій стрілочиих переводів та підвищення їх ;ності та якості роботи в колії забезпечуються, в першу чергу, за рахунок раціонального тая задач двох рівней: 1 - правильної постановки та рішення науково-технічних і рукторських задач, які направлені на удосконалення конструкцій стрілочних переводів; 2 -;оналення технологій та якості виготовлення конструкцій стрілочних переводів, їх деталей та

а. ’

Дисертація присвячена дослідженням і рішенням питань по пункту 2.

Актуальність теми. Забезпечення надійної та тривалої роботи стрілочних переводів в колії иво досягнути тільки в результаті рішення комплексу питань: удосконалення конструкцій та іетрів, удосконалення матеріалів, із яких виготовлені деталі та вузли стрілочних переводів, :оналення технології їх виготовлення, удосконалення систем ведення стрілочного дарства, удосконалення розрахункових методик у галузі прогнозування надійності та 'ВІЧНОСТІ роботи конструкцій.

З урахуванням того, що до теперішнього часу найменш вивченими залишаються питання .оналення матеріалів, технологій виготовлення і конструкцій деталей та вузлів стрілочних одів, а також необхідності удосконалення розрахункових методик у галузі прогнозування

надійності та довговічності роботи стрілочних переводів, тема даної дисертації, яка присвяч! першу чергу, рішенню саме цих питань, є актуальною і має важливе значення для залізни1 транспорту.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робот; безпосередній зв’язок з планом науково-технічної еконструкції колійного господа Укрзалізниці та планами науково-дослідних робіт ДІІТу, так як входить у розділ гал) програми Головного управління колійного господарства Укрзалізниці по удосконал стрілочних переводів залізниць України, виконавцями цієї програми в тому числі є ДІІТ та /■ “Дніпропетровський стрілочний завод”. (Галузева програма ЦП Укрзалізниці затверджу 1997 р. на період 1997 - 2001 рр.).

Мета і задачі дослідження. У дисертації вирішена наукова задача: обірунтуваяі розробка конкретних рішень щодо удосконалення технологій виготовлення стрілочних переві їх деталей та вузлів, покращення якості матеріалів, із яких вони виготовляються з м підвищення надійності експлуатації цих конструкцій та збільшення строків їх служби при ро£ залізничній колії.

Серед основних задач дослідження було визначено:

1. Виконати системний аналіз сучасних технологій виготовлення деталей та в стрілочних переводів, з метою розробки пропозицій щодо удосконалення якості продукт створення ефективних технологій виробництва;

2. Виконати наукове обгрунтування та розробити теоретичні основи для удосконал існуючих технологій виготовлення стрілочних переводів з метою покращення міцносни зносостійких властивостей поверхні кочення литих хрестовин та сердечників;

3. Виконати оцінки впливу якості матеріалу хрестовин - високомарганцовистої ста експлуатаційні властивості стрілочних переводів та розробити пропозиції щодо удосконал якості хрестовин за рахунок впровадження нових технологій.

4. Розробити та науково обгрунтувати найбільш ефективні методи зміцнення пов< кочення литих сердечників і хрестовин з метою підвищення їх міцносних та зносості властивостей.

5. Проаналізувати існуючі методи прогнозування строків служби стрілочних переводІЕ роботі в колії та удосконалити ці методи, з метою покращення системи ведення стрілоч господарства в різних умовах експлуатації.

Наукову новизну одержаних результатів складають:

1. Системний аналіз існуючих технологій виготовлення деталей та вузлів суча стрілочних переводів українського виробництва з метою визначення необхідних шляхі удосконалення.

2. Наукове обґруптувашя га розробка науково-технічного забезпечення удосконалення ологій виготовлення стрілочних переводів та їх деталей і вузлів, у тому числі: визначення [ву структурних характеристик і механічних властивостей марганцевистої сталі на службові гавості хрестовин при роботі в залізничній колії; удосконалення режимів термообробки литих ечників та хрестовин із сталі ИОПЗЛ з метою отримання більш якісної структури і зегійкої поверхні кочення.

3. Наукове обгрунтування та розробка теоретичних основ технології

грогідроімпульсной обробки (ЕПО) литих сердечників та хрестовин з метою поліпшення осних та зносостійких характеристик поверхні кочення.

4. Удосконалення розрахункової методики прогнозування строків служби хрестовин та ок по зносостійкості, яка дозволяє на основі методів прогнозування поліпшити систему гня стрілочного господарства.

Обгрунтованість і достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій обумовлена що усі висновки і нові розроблені рішення обгрунтовані теоретичними розрахунками та ерджені експериментально, або отримали впровадження на підприємствах і залізницях.

Наукове значення роботи полягає в тому, що отримані в дисертаційній роботі нові наукові кення є базою для розвитку наукових основ удосконалення усіх технологій виготовлення іей та вузлів стрілочних переводів та дозволяють збільшити строки служби стрілочних юдів при роботі в колії.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що:

1. Всі виконані дослідження зроблено безпосередньо в умовах діючого заводського зняцтва по виготовленню стрілочних переводів та стосовно до існуючих технологій давления деталей та вузлів стрілочних переводів.

2. Конкретні рішення щодо удосконалення технології виготовлення цілого ряду деталей та в стрілочних переводів отримали впровадження на підприємстві Дніпропетровський очних завод та принесли в результаті вагомий економічний ефект. У тому числі отримали іадження: виготовлення литих сердечників у піщаних формах з використанням шльпиків; контроль якості металу відлівок сердечників та хрестовин з урахуванням ггеристик мікро- і макроструктури сталі; виготовлення стрілочних башмаків з приварною зчною подушкою (замість клепаної); виготовлення контррейки нової конструкції по іипу незалежної знімальної “шини” па самостійних упорах.

3. Розроблені основи нової технології зміцнення поверхні кочення литих сердечників бом ЕГІО, виконані розрахунки параметрів застосування цієї технології, виготовлені опитні чники з зміцненою поверхнею та підвищено ефект нової технології.

4. Виконані розрахунки прогнозних нормативних строків служби хрестовин і стрілок, u експлуатуються на Придніпровській залізниці при різній умовах. Результати знайіш використання в службі колії при плануванні ремонтних робіт на залізниці.

Особистий внесок здобувана. При розробці теми дисертації автором особисто розробле питання удосконалення існуючих технологій виготовлення сучасних стрілочних переводів і основі вивчення та системного аналізу існуючих технологій, розробки основних параметрів впровадженій технології електрогідроімлульсного зміцнення поверхні кочення литих сердечник) також автором удосконалені методи прогнозування строків служби стрілок та хрестові стрілочних, переводів. Інші дослідження автором виконані в узгодженні та під керуванням свої наукового керівника.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертаї доповідалися і отримали схвалення: на науково-технічних нарадах Головного управліш колійного господарства Укрзалізниці по питанням вдосконалення конструкцій і технолог виготовлення стрілочних переводів (Київ, червень 1999 p., січень 2000 р., Дкіпропетровсь квітень 2000 p., Керч, жовтень, 1999 p.); на міжхафедральному семінарі кафедр факульте' "Будівництво доріг, колія та колійне господарство” Дніпропетровського державного технічної університету залізничного транспорту (Дніпропетровськ, червень 2000 p., 29.06); і кафедральному науковому семінарі кафедри “Реконструкція та експлуатація залізниць і спору; Київського інституту залізничного транспорту (Київ, червень 2000 p.); на кафедральноі науковому семінарі кафедри “Транспортні технології” Східноукраїнського державної університету (Луганськ, 2000 p.).

Публікації. Основний зміст дисертації опублікований в б друкованих роботах. Серед них наукових статей у наукових фахових виданях та наукових збірниках праць вузів і тези доповіді f всеукраїнській науковій конференції. _

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, шести розділів, загальні! висновків, списку використаних джерел та 3 додатків. Повний обсяг роботи складає ^.^стор., них^^^стор. врахованого і надрукованого тексту, <РУр ис. на 63 стор. 19 табл. на sf £стор., додатки н^У стор., список використаних джерел з 105 найменувань на 8 стор.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі розкрита сутність і стан наукової проблеми удосконалення технологі виготовлення стрілочних переводів з метою підвищення надійності їх експлуатації в рельсові колії, обгрунтована актуальність проблеми для галузі залізничної колії, сформульовані цілі і зада1 досліджень, відображені наукова новизна і практична цінність роботи, наведені відомості пр апробацію і основні публікації результатів досліджень.

У першому розділі наведено аналіз значущості стрілочних переводів як ключових конструкцій залізничної колії, з використанням яких здійснюються процеси руху поїздів та перевозок вантажів і пасажирів. Узагальнені існуючі на вітчизняних залізницях вимоги щодо конструкцій стрілочних переводів і надається їх критичний аналіз. Найбільш важливі проблеми в сфері удосконалення стрілочних переводів, які треба розробляти для підвищення надійності їх гксплуатації та збільшення строків їх служби при роботі в колії, сформульовані в слідую чому вигляді:

1. Удосконалення конструкції стрілочних переводів в цілому та їх деталей і вузлів з метою ¡абезпечення надійності та безпеки їх роботи в різних умовах експлуатації (в т.ч. при високих лведкостях руху, високих навантаженнях та ін.);

2. Удосконалення геометричних параметрів стрілочних переводів, стрілок і хрестовин;

3. Удосконалення матеріалів, із яких виготовлені деталі і вузли стрілочних переводів, з летою забезпечення найбільшої довговічності при експлуатації як окремих деталей, так і стрілочних переводів в цілому;

4. Удосконалення технологій виготовлення деталей і вузлів стрілочних переводів, з метою абезпечення якості продукції і найбільших строків їх служби та створення найбільш економічних ■ехнологій виробництва;

5. Удосконалення системи ведення стрілочного господарства при експлуатації в колії, іклкучно: вибір раціональних сфер використання конструкцій в залежності від експлуатаційних мов, правильну технологію поточного утримання в колії стрілочних переводів, правильну истему ремонтів переводів та своєчасну перекладку їх з інтенсивно працюючих в менш [апружені колії та ін.;

6. Удосконалення теоретичних розрахункових методик у галузі міцносних розрахунків грілочних переводів, прогнозних розрахунків надійності, довговічності, економічної фективності, з метою можливості проектування найбільш раціональних конструкцій, рогнозування їх міцних га деформаційних властивостей, прогнозування строків служби та ін.

У зв’язку з тим, що найменш вивченими проблемами до теперішнього часу є проблеми, які ронумеровані пунктами 3,4, 5 у дисертації сформульовані мета і задачі дослідження.

У другому розділі розглянуті питання вибору та обгрунтування раціональних параметрів і онструкцій стрілочних переводів для забезпечення найкращих умов взаємодії колії і рухомого кладу та збільшення довговічності роботи конструкцій. При цьому проаналізовані вибір і бґрунтування конструкцій основних деталей ті вузлів стрілок і хрестовин, дані обгрунтування і озрахунки ширини колії і розмірів жолобів на протязі стрілки і хрестовин по прямій та боковій оліям, виконані дослідження еволюції повздовжнього профілю жорстких хрестовин приблизно на

протязі 50 років виготовлення стрілочних переводів вітчизняного виробництва, проаналізовано створення нерівностей на поверхні кочення хрестовин з рейок Р65 і Р50 різноманітних марок.

При вирішенні питань розділу 2 і зв’язаних з ними питань взаємодії колії і рухомого складу в межах стрілочних переводів використовувались результати досліджень найбільш відомих вчених та спеціалістів з галузі стрілочних переводів, професорів: Амеліна С.Б., Яковлева В.Ф., Смірнова М.П., Глюзберга Б.Е., Желніна Г.Г., Даніленка Е.І., Путрі H.H., Фрішмана М.А., кандидатів технічних наук: Абросімова В.І., Іващенка С.І., Говорухи В.В., Ліповського P.C., Орловського A.M., Теіпеля О.М., Смикова Е.К., Симона A.A., Трофимова A.M., Фролова Л.М. та інших інженерів і спеціалістів. Крім цього, в дисертації також використані дослідження відомих вчених в галузі взаємодії колії і рухомого складу (в прикладу к стрілочним переводам) професорів: Веріго М.Ф., КогалаО.Я., Андреева Г.Е., Волошка Ю.Д., Данілова В.М., Дановича В.Д., ЕршховаО.П., Шахунянца Г.М., кандидатів технічних наук Бромберга Е.М., Гніломедова В.В., Крисанова Л.Г., Семенова І.І., Татуревича А.П. та інших.

В дисертації дано обґрунтування визначенню раціональних розмірів по ширині колії в межах стрілочних переводів, прийнятих на українських залізницях. При цьому розміри ширини колії і розміри желобів у межах хрестовини прийняті із умов безпечного проходу колісних пар по хрестовинам при забезпеченні найкращих умов проти бокового підрізу гребній коліс. Ці розміри розраховані із умов виконання наступних співвідношень (рис. 1):

(i)

Ещ» ZTaix +ß+h^x-A >\4Пмм (2)

(3)

*ктР < О _ V max — max min (4)

tye > S - F —t*"4' *min — ‘■'min max *max (5)

iKn?>S ■ -F -tyc *mm — "mm mas max (6)

У результаті в нових стрілочних переводах затізниць України прийняті наступні раціональні розміри по ширині колії та желобам у зоні хрестовин S=1520*j мм; - 44*’ мм; *)' - мм.

Нормативні розміри по ширині колії в перевідних кривих нових стрілочних переводів прийняті з урахуванням пропозицій ДПТу із умов норматьного примусового вписування рухомою складу: для переводів марок 1/11 та 1/9 Sv =1530^ мм, для переводів марки l/б =1535^ мм.

У третьому розділі виконано системний аналіз існуючих технологій виготовлення деталей ■а вузлів стрілочних переводів українського виробництва з метою визначення необхідних шляхів х удосконалення. При цьому проаналізовано організація виготовлення сучасних стрілочних іереводів на заводах України та номенклатура стрілочної продукції, яка випускається. Розроблена іринципова схема технологічного процесу виготовлення стрілок і хрестовин на Ініпропетровському стрілочному заводі.

Проаналізовані особливості технологій виготовлення гостряків стрілочних переводів та шконано обґрунтування необхідності отримання якісної структури на поверхні кочення гостряків, і акою структурою, як показали дослідження, признана структура сорбита - троостита. В (исертації створено наукове обгрунтування і наведені суттєві докази необхідності саме такої :труктури. Така структура створюється на Дніпропетровському стрілочному заводі при ермообробці поверхні кочення струмами високої частоти, відповідні технічні параметри цієї ехнології наведені в дисертації.

Також проаналізовані особливості технологій виготовлення литих сердечників і хрестовин марганцевистої сталі. Створено наукове обгрунтування порядку головних технологічних іперацій їх тривалості і періодичності, особливостям їх виконування.

Особливу увагу при виробництві сердечників і хрестовин з марганцовистої сталі треба 'діляти термообробці цих виробів, вибору і обгрунтуванню найбільш вірних режимів її ведення і цвидкості нагріву деталей. Все це необхідно для створення найбільш міцної та зносостійкої юверхні кочення хрестовин, яка потрібна їм при роботі в залізничній колії.

В габл. 1 наведені основні показники механічних властивостей металу литих сердечників із талі 110Г13Л до термообробки і після ії здійснення.

Механічні властивості високомарганцевої сталі марки 110Г13Л до термічної обробки (чисельник) та після (знаменник)

ст„, МН/м2 0Г, МН/м2 5, % V, % кси, мДж/м" нв

400 - 500 300 - 450 0,5-5,0 - ОД-0,3 200 - 230

620-1000 300-600 20-50 25-45 2,0-3,0 170-230

В заключенні розділу 3 зроблені висновки про необхідність удосконалення техноло зміцнення поверхні кочення литих сердечників і хрестовин з метою підвищення міцності зносостійкості цих виробів при роботі в залізничній колії.

В четвертому розділі розроблені нові конкретні науково-технічні рішення що, удосконалення технологій виготовлення деталей і вузлів стрілочних переводів. Цей розділ м безпосередній зв’язок з попереднім розділом, оскільки нові рішення розроблені на базі системно і критичного аналізу існуючих технологій.

Виходячи із головної наукової задачі, яка була сформульована автором, були поставле задачі при розробці нових рішень щодо удосконалення технологій: отримати більш якіс властивості матеріалів, із яких виробляються деталі стрілочних переводів, з рештою в результв поліпшити міцносні та зносостійкі властивості головних несучих деталей, якими є гостряки хрестовини стрілочних переводів.

Основну увагу автор приділив питанням удосконалення технологій виготовлення лип сердечників і хрестовин стрілочних переводів, які мають найменші строки служби при роботі колії під поїздами.

Перед усім автором виконано дослідження впливу структурних характеристик на механіч властивості марганцевистої сталі, із якої виготовляються сердечники і хрестовини, і вслід за ти впливу механічних властивостей металу на службові та експлуатаційні характеристики хрестови при їх роботі в колії під поїздами. При цьому виконані оригінальні дослідження зв’язі структурних та механічних властивостей марганцевистої сталі хрестовин і сердечник виробництва б різних заводів - виготовників. В результаті отримано, що такі характеристик структури металу як неметалічні включення та пори безпосередньо впливають іга міцність пластичність сталі, яка характеризується межею міцності св, межею пластичності сто,2 т відносним подовженням 5 і звуженням іу. При збільшенні об’ємної долі пор і включень, а тако: при збільшенні розмірів зерен металу характеристики с„ сод, 3, у помітно зменшуються з величииами (див. рис. 2). Тому на основі цих досліджень запропоновано для заводів -

зиготовпиків стрілочної продукції при контролі якості металу литих хрестовин і сердечників зрати до уваги структурні характеристики металу окремо механічних властивостей.

Ч'; %

Лі образца

лл р, ^„ образцы Гагарина х-.к ударная вяікоеть ^ ^ рп микромеїан. образцы

’ис. 2. Механічні властивості і структурні характеристики зразків № 11,12,13, 14, 15 із сталі Г13Л та зразків № 1,2, 3 із сталі 130Г14ХМФАЛ.

Аналіз досліджень впливу механічних властивостей металу сердечників і хрестовин на лужбові та експлуатаційні характеристики хрестовин при їх роботі в залізничній колії під

юїздами дали можливість автору зробити висновки відносно потрібного рівня властивостей сталі 'естовин і сердечників. В дисертації продемонстровані залежності при роботі в колії ксплуатаційних характеристик хрестовин з литими сердечниками від механічних властивостей

г„ стод, При цьому експлуатаційною характеристикою прийнято загальний тоннаж Т, як::й

допускається по хрестовинам до їх винятку з колії. ■

10 .

При роботі по даному розділу автором використані результаті досліджень відомих вчені та спеціалістів в галузі роботи марганцовистої сталі хрестовин і технологій їх виробництва, а сам докторів технічних наук Гасіка М.І., Воробьова Г.М., Шура Е.А., Михачьова М.С., Пряхіна Е. кандидатів технічних наук Аптекаря Н.М., Беловодського В.Б., Каца Р.З., Красікова К.І. та ін.

Наступним етапом досліджень було виконано аналіз впливу зміцнення поверхні хребтові; різноманітними способами на службові характеристики цих виробів. При цьому бу; проаналізовано використання різних способів термообробки, які застосовуються при виробницт литих сердечників і хрестовин на вітчизняних заводах та за кордоном. Зроблено висновок, що метою підвищення міцносних та зносостійких властивостей хрестовин при експлуатації є вагомо підстава щодо збільшення швидкості нагріву відлівок сердечників і хрестовин в початковий періс термообробки (до температури 700°) та збільшення загального терміну циклу їх термообробк: замість прийнятого на вітчизняних заводах. 11 годин для сердечників типу Р50 і 13 годин д; хрестовин типу Р50, та 15 годин для сердечників і хрестовин типу Р65. Тобто треба прийняти і уваги значно більші терміни циклу термообробки саме таких виробів на закордонних заводах.

Серед різних способів зміцнення поверхні кочення литих хрестовин і сердечників автори рекомендовано як найбільш раціональний метод електрогідроімпульсної обробки поверх] кочення (ЕГІО). . -

Вперше в вітчизняній практиці виготовлення хрестовин з зміцненою поверхнею кочення, дисертації розроблені теоретичні основи технології електрогідроімпульсної обробки лити сердечників, та виконані розрахунки основних параметрів застосування технології ЕГІО х обробки найбільш зношеної поверхні кочення сердечників і хрестовин. '

Необхідна кількість електричних розрядів n на електроді для зміцнення одиничної поверхі

S визначається за формулою:

(^

S(l+r) ч

0,25л--dl V П

(7)

Сумарна кількість електричних розрядів N при обробці поверхні, яка зміцнюєтьс: довжиною / при ширині площадки, яка дорівнює діаметру, отпечатка каналу розряду на поверхі с1Ср, яка оброблюється, можна визначити по формулі:

к=я.і=±-Ь+г№

ч> \ ф J

(8)

Розрахункова формула для визначення тривалості зміцнення поверхні кочення сердечник отримана у вигляді:

д.

Чї

\2

-Ґ+к

(9)

Ефективність використання технології, яка зміцнюється, визначається відношенням твердості метала, який зміцнюється, до міцності початкового:

нв

(10)

У формулах (7,8, 9) прийняті наступні обозначення:

Э - площина одиничної поверхні, яка обробляється; ¿ср - середньостатистичний діаметр отпечатка каналу розряду на поверхні, яка зміцнюється; Оср - середньостатистичний діаметр кола, яке створюється отпечатками каналів розрядів; І - довжина поверхні, яка зміцнюється; і - кількісті переміщень блоку електродів в повздовжньому напрямку при обробці довжини 1; { - частоте розрядів на електроді (с').

Рис. З.

З використанням технології ЕГІО на Дніпропетровському стрілочному заводі виготовлені опитні сердечники хрестовин тяпу Р65 з зміцненою поверхнею кочення у кількості 4 штук. Результати використання ЕГІО виявились в зміцненні поверхні в 1,4 рази, що наглядно

представлено на рис. 3. Опитні сердечники пройшли випробування на експериментальному кольці ВНІІЗТ (Росія) та показали збільшення строків служби в 1,3 -1,4 рази, про що відмічається в акті випробувань, що прикладений у дисертації.

П’ятий розділ присвячений дослідженням особливостей взаємодії колії і рухомого складу під час руху по стрілочним переводам. У тому числі розглянуті питання дії коліс на елементи стрілки і хрестовипи при русі по прямій колії і на бокову колію як в пошерстному, так і в противошерстному напрямку. В розділі викладена методика розрахунку діючих на елементи стрілочних переводів вертикальних і горизонтальних сил, а також методика розрахунку допустимих швидкостей руху поїздів при русі по прямому напрямку та на бокову колію. Розрахунками продемонстровано, що допустимі швидкості руху поїздів по боковій колії стрілочних переводів (в перевідній кривій) повинні бути менш ніж в кривих ділянках звичайної колії, в зв’язку з відсутністю підвищення зовнішньої рейки. При цьому швидкості руху за умовами комфортабельності повинні бути менш приблизно в 1,53 рази, за умовами рухомого складу перекидання приблизно в 1,47 разів, а за умовами всповзання гребеню колеса на зовнішню рейку в 1,7 разів.

При розгляді розрахункових методик можливості всповзання гребеню колеса на рейку під час руху по стрілочним переводам автором запропоновані деякі удосконалення загальної розрахункової методики д.т.и. професора М.Ф. Веріго та часткового рішення к.т.н. Г.І. Іващенко. Ним сформульована залежність швидкості від радіусу кривої V = А-ЛІ, при цьому визначені значення коефіцієнту А в залежності від співвідношення вертикальних сил, що є діючими на зовнішню та внутрішню рейки Рі ІР2. Графік визначеної залежності наведений в дисертації.

В шостому розділі розглянуті питання зносостійкості стрілок і хрестовин при роботі в залізничній колі. При цьому проаналізовані дослідження в галузі розрахункових методик прогнозування зносу стрілок та хрестовин та системи раціонального ведення стрілочного господарства

Прийняв за основу розрахункову методику д.т.н. професора Даніленка Е.І. по прогнозуванню величин вертикального зносу поверхні кочення хрестовин в залежності від загального комплексу експлуатаційних умов, автор зробив удосконалення методики і сформульовав нову формулу, яка дозволяє прогнозувати нормативні строки служби хрестовин по зносу (Тн мли. тонн брутто пропущеного тоннажу) в залежності від нормативної величини зносу 1і„ (рис. 4).

1/2

(П)

В формулі (11) прийнято:

h„ - нормативна величина вергикаїьного зносу хрестовин, яка прийнята для конструкцій, які розглядуються; а і в - коефіцієнти відомого рівняння кривої зносу хрестовин h=a4f+ЬТ (12)

які розраховуються за методикою професора Е.І. Даніленка, розробленою ним в докторській дисертації, стосовно розрахунків величини зносу хрестовин h в залежності від комплексу експлуатаційних умов.

h, мм

Рис. 4.

Із застосуванням нової формули автором виконані розрахунки прогнозних нормативних строків служби хрестовин і стрілок стрілочних переводів, що експлуатуються на Придніпровській залізниці при різних експлуатаційних умовах. Розрахунки виконувались з використанням ПЕОМ за спеціально розробленою програмою із використанням моделювання кривих зносу хрестовин.

Далі за допомогою використання результатів досліджень БелДУТ і ВНІІЗТ щодо раціонального планування ремонтів і заміни стрілочних переводів і поступової їх перекладці з більш діяльних колій в менш діяльні, автором запропонована система раціональної зміни і ремонтів стрілочних переводів з урахуванням нормативних строків служби, що отримані за розрахунковою методикою автора.

Результати виконаних розрахунків знайшли використання в службі колії Придніпровської залізниці при плануванні ремонтних колійних робіт на залізниці.

висновки

У дисертації наведено теоретичне обгрунтування і нове вирішенім важливої для галузі колійного господарства наукової задачі: удосконалення технологій виготовлення стрілочних переводів і їх деталей та вузлів, покращення якості матеріалів, із яких вони виготовляються, з метою підвищення надійності експлуатації цих конструкцій та збільшення строків їх служби при роботі в залізничній колії.

В результаті виконаних досліджень в роботі вирішені наступні питання:

1. Проаналізовано загатьний став проблеми виготовлення і експлуатації стрілочних переводів в умовах залізниці-. України і позначено найбільш важливі задачі в області удосконалення стрілочних переводів.

2. Зроблено системний аналіз існуючих технологій виготовлення деталей та вузлів сучасних стрілочних переводів українського виробництва з метою розробки шляхів їх удосконалення.

3. Розроблено конкретні пропозиції з удосконалення технології виготовлення деталей та вузлів стрілочних переводів, в тому числі: по виготовленню остряків, стрілочних підкладин, безкореневих стрілок, незалежних контррельсів, литих сердечників та хрестовин і таке інше.

4. Виконано спеціальні дослідження з впливу мікроструктури та механічних властивостей високомарганцовистої сталі литих сердечників і хрестовин на їх службові властивості під час роботи в залізничній колії. На основі цих досліджень запропоновано для заводів - виробників стрілочної продукції при контролі якості метату литих сердечників і хрестовин брати до уваги структурні характеристики металу крім його механічних властивостей.

5. Розроблено теоретичяі основи використання нової технології зміцнення поверхні кочення литих сердечників та хрестовин методом електрогідроімпульсної обробки (ЕГІО). Виконано розрахунки основних параметрів використання технології ЕПО та розроблено схему дослідної установки для умов ДСЗ. Виготовлено дослідні сердечники з зміцненою поверхнею кочення і проведено їх випробування на експериментальному колі ВНІІЗТ. Випробування продемонстрували збільшення строку служби дослідних хрестовин у порівнянні з типовими.

6. Виконані дослідження зносостійкості хрестовин в залежності від комплексу експлуатаційних умов і розроблено нову методику прогнозування нормативних строків служби хрестовин у різних умовах експлуатації в залежності від величини нормативного зносу.

Виконано розрахунки нормативних строків служби стрілочних переводів па Дніпропетровській залізниці при різних експлуатаційних умовах. Результати виконаних розрахунків знайшли використання в службі колії Придніпровської залізниці при плануванні ремонтно - колійних робіт.

7. Більшість нових пропозицій автора, які розроблені в дисертації, отримали схвалення

f

компетентних технічних рад і застосовані при виробництві стрілочної продукції на Дніпропетровському стрілочному заводі та на залізницях.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Данштенко Э.И., Тараненко С.Д. «Определение работоспособности элементов стрелочных переводов и пересечений путей по износу на основе анализа условий эксплуатации / Межвузовский сборник научных трудов, ДИИТ, Днепропетровск, 1997. -с. 141 - 145.

2. Курган Н.Б., Э.И. Даниленко, С.Д. Тараненко. Проблемы в области пути в связи с внедрением скоростного движения на железных дорогах Украины / Межвузовский сборник научных трудов, ДИИТ, Днепропетровск, 1997. - с. 146 - 155.

3. Тараненко С.Д., Даниленко Т.П., Даниленко Э.И. Влияние структурных характеристик на механические свойства марганцовистой стали железнодорожных крестовин производства различных изготовителей / Збірник наукових праць Київського інституту залізничного транспорту. т.1, вип. 2, Київ, 1998. - с. 117- 127.

4. Солодовник А.Р., Соценко A.B., Тараненко С.Д., Гасик М.И. Современная технологи выплавки и внепечной дефосфорации стали Г1ЗЛ для отливок ж.д. крестовин / Ж. Металлургия и горнорудная промышленность, № 1, 1998. с.33-34.

5. Тараненко С.Д., Сысоев В.Г., Соценко A.B. Влияние электрогндроимпульсной обработки на структуру и свойства высокомарганцовистой стали / Ж. Металл и литье в Украине, № 1-2. 1998, с.57-59.

6 Солодовник А.Р., Каблуков В.А., Соценко A.B., Тараненко С.Д., Гасик М.И. Современная технологій выплавки и внепечного рафинирования стали Гадфилда для отливок железнодорожных крестовин в условиях ОАО ДСЗ / Материалы научно-технической конференции «Электросталь 97», Днепропетровск, 1997. с. 42-25.

АНОТАЦІЯ

Тараненко С.Д. Удосконачення технологій виготовлення і конструкцій стрілочних переводів сучасного виробництва на Україні. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю

05.22.06 - залізнична колія. - Київський інститут залізничного транспорту. Київ, 2000.

Дисертація присвячена питанням удосконалення технологій виготовлення стрілочних переводів і їх деталей та вузлів з метою підвищення надійності експлуатації цих конструкцій та збільшення строків їх служби при роботі в колії. У роботі виконано аналіз існуючих технологи; виготовлення сучасних стрілочних переводів та розроблені конкретні рішення ЩОД'.

удосконалення існуючих і створення нових ефективних, технологій. Виконані дослідження впливу структурних характеристик та механічних властивостей марганцовястої сталі хрестовин і сердечників на експлуатаційні характеристики хрестовин при їх' роботі в залізничній колії. Розроблено теоретичне обгрунтування та основи нової технології зміцнення поверхні кочення хрестовин із застосуванням електрогідроімпульсної обробки, виконані розрахунки основних параметрів технології ЕГІО.

Розроблено удосконалення розрахункової методики прогнозування строків служби хрестовин і стрілок по зносостійкості.

THE SAMMARY

Taranenko S.D. Improvement the technologies and constructions of switches and frogs production in the Ukraine. Manuscript.

Thesis on a scientific degree award of Candidate of Technic Sciences on the speciality 05.22.06 -railway track - Kiev Railway Transport Institute, Kiev, 2000.

The dissertation contains theoretical and practical results of investigations of technologies and constructions of switches and frogs production in the Ukraine. The researches of metal qualities its structural characteristics and researches influence of these characteristics on exploitation properties of the frogs and switches in railway track are developed in the dissertation. The methods of cast frogs thermotreatment and methods of rolling surface firmtreatment are investigated too and the influence of these methods on exploitation properties in railway track are established.

Besides problems of forecasting on manganic frogs rolling surface wear by calculating are considered by the author and new methods of wear calculating is developed.

Key words: switch, frog, production, technology, construction, manganic steel, improvement, exploitation.

АННОТАЦИЯ

Тараненко С.Д. Совершенствование технологий изготовления и конструкций стрелочных переводов современного производства на Украине. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности

05.22.06 - Железнодорожный путь. - Киевский институт железнодорожного транспорта, Киев, 2000.

Диссертация посвящена вопросам совершенствования технологий изготовления стрелочных переводов и их детатей и узлов и улучшения качества материалов, из которых они

изготовляются с целью повышения надежности эксплуатации этих конструкций и повышения ¡г. сроков службы при работе в железнодорожном Пу1И.

В работе выполнены: сформулированы наиболее важные проблемы в обласп

совершенствования конструкций и технологий изготовления стрелочных переводов; проведи системный анализ существующих технологий изготовления стрелочных переводов украиископ производства и определены рациональные направлена* совершенствования этих технологий научно обоснованы и разработаны конкретные решения по совершенствованию технологи! изготовления деталей и узлов стрелочных переводов; выполнены исследования по взаимосвяз! структурных характеристик и механических свойств марганцовистой стали крестовин I исследована зависимость сроков службы крестовин по износу от уровня исходных свойсп металла, определены критерии требуемого уровня свойств; исследовано влияние различны? способов упрочнения поверхности катания крестовин на работоспособность этих конструкций ] пути под поездами; научно обоснованы основы технологии электрогидроимпульсной обработм литых сердечников и крестовин из марганцовистой стали для упрочнения поверхности катания выполнены расчеты основных параметров применения технологии ЭГИО, изготовлены опытные экземпляры литых сердечников с упрочненной поверхностью и выполнены их эксплуатационньк испытания; разработаны предложения по совершенствованию методики расчета г прогнозирования сроков службы стрелок и крестовин для различных эксплуатационных условий выполнены расчеты нормативных сроков службы стрелочных переводов, работающих е различных условиях на Приднепровской железной дороге.

Разработанные в диссертации научные положения, выводы и рекомендации базируются не теоретических расчетах и экспериментальной проверке, выполненной непосредственно пги внедрении новых технологичных процессов, в условиях изготовления стрелочных переводов И£ Днепропетровском стрелочном заводе.

Ключевые слова: стрелочный перевод, стрелка, крестовина, технология, изготовление, совершенствование, эксплуатация, сроки службы.