автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Высокофосфористый чугун для тормозных колодок скоростных локомотивов

На правах рукописи

МАРШЕВ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ

ВЫСОКОФОСФОРИСТЫЙ ЧУГУН ДЛЯ ТОРМОЗНЫХ колодок СКОРОСТНЫХ ЛОКОМОТИВОВ

Специальность 05.02.01 - Материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА-2006г.

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ МПС России)

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Асташкевич Борис Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Конюхов Александр Дмитриевич

кандидат технических наук Алисин Валерий Васильевич

Ведущее предприятие: Московский государственный

вечерний металлургический институт

Защита состоится « 20 » июня 2006 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 218,002.02 при Федеральном государственном унитарном предприятии Всероссийский научно-исследовательской институт железнодорожного транспорта по адресу: 129851, г. Москва, 3-я Мытищинская ул., д. 10, конференц-зал Опытного завода института.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «___»_2006 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н

Пенькова Г.И.

Д-ООбА SGOA

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность.

Повышение надежности тормозов для современного транспорта является актуальной проблемой, требующей решения ряда задач. В их число входит выбор технико-экономически оправданных фрикционных материалов.

При пробеге 12-18 тыс.км колодки изнашиваются до половины массы, таким образом, ежегодно безвозвратно теряются, превращаясь в пылеобразные продукты износа, десятки тысяч тонн чугуна. При этом в нашей стране ущерб составляет порядка 40 миллионов рублей в год. В связи с этим исследования, направленные на изыскание путей увеличения эксплуатационной стойкости чугунных тормозных колодок, имеют особую актуальность.

Чугун остается по-прежнему весьма перспективным материалом, благодаря достаточно высокой фрикционной теплостойкости, прочности, технологичности, относительно небольшому износу сопряженных с ними бандажей колесных пар, дешевизне материала, малой чувствительности к изменению погодных условий и т.д.

В настоящее время для локомотивов, главным образом, используются тормозные колодки из чугуна с содержанием фосфора 0,2-0,5%. Улучшение фрикционных свойств, повышение срока службы колодок, работающих в жестких условиях сухого трения и внешнесиловых параметров, достигается повышением содержания фосфора. Причем важной структурной составляющей является фосфидная эвтектика, от количества и формы которой во многом зависят износостойкость и фрикционные свойства чугунных тормозных колодок.

В эксплуатации возникают проблемы, связанные не только с

повышенным износом колодок, но и с повреждением сопряженных с ними

бандажей колесных пар. Часто это связано с некачественным изготовлением

колодок. Изменение сложившейся ситуации м^эувд.бдащ кДЯСТ$гнуто за счет

БИБЛИОТЕКА j С.Лет«р#урр О®

*

совершенствования свойств материала, технологии изготовления и конструкции тормозных колодок.

Цель работы.

Обоснование выбора фрикционного фосфористого чугуна тормозных колодок для скоростных локомотивов, обеспечивающего перспективные условия эксплуатации.

Для достижения данной цели были поставлены и решены следующие задачи:

• исследованы дефекты локомотивных тормозных колодок серийного производства, снижающие служебные свойства фрикционного узла.

• дана оценка влияния химических элементов на макро- и микроструктуру, теплофизические, трибологические и фрикционные свойства чугунных колодок.

• произведен выбор химического состава чугуна, обеспечивающий повышенные эксплуатационные свойства тормозных колодок.

• изучено влияние содержания фосфора в чугуне колодок на износ бандажа колесной пары.

• определено конструкционное оформление тормозной колодки, обеспечивающее благоприятное взаимодействие с бандажом колесной пары локомотива.

• проведены натурные испытания тормозных колодок на инерционном стенде и эксплуатационные испытания на электровозе ЭП200 для определения служебных характеристик.

• разработана технология и технические условия для производства опытно-промышленных партий локомотивных тормозных колодок из высокофосфористого комплексномодифицированного чугуна.

Методы исследования.

В работе приведены результаты лабораторных исследований и натурных испытаний на стендах и локомотивах.

Химический анализ образцов и натурных колодок осуществлялся методом эмиссионно-спектрального анализа на установке «БресЛгокЬ-З». Металлографические исследования металлической основы, поверхностных слоев фрикционного чугуна проводились на оптических и электронных микроскопах.

Сравнительная оценка трибологических характеристик фрикционных материалов колодок осуществлялась на машинах трения, имитирующих характер взаимодействия изнашивания элементов фрикционного узла.

Механические свойства опытных образцов и натурных деталей определялись по стандартным методикам (ГОСТ 27208 и ГОСТ 9012).

Дюрометрический анализ металлической основы и поверхностных слоев проводился на приборе микротвердости ПМТ-3 по ГОСТ 9450.

Натурные испытания триботехнических характеристик и тормозной эффективности осуществлялись на инерционном стенде ВНИИЖТа и при эксплуатационной проверке на локомотивах.

Научная новизна.

На основании комплекса металловедческих и трибологических исследований, натурных испытаний на стендах и в эксплуатации на локомотивах дано научное обоснование целесообразности применения высокофосфористого комплексномодифицированного чугуна для тормозных колодок, работающих на скоростных локомотивах при этом:

1. Проведены сравнительные трибологические исследования основных фрикционных материалов, применяемых для тягового подвижного состава.

2. Исследованы фрикционные свойства и износостойкость тормозных колодок из комплексномодифицированного высокофосфористого чугуна при повышенных скоростях начала торможения до 205 км/ч.

3. Впервые выработаны закономерности влияния фосфора в фрикционном чугуне на трибологические свойства сопряжения «тормозная колодка - стальной бандаж» колесной пары локомотива. Установлено, что с увеличением содержания фосфора в сером перлитном чугуне тормозных

колодок повышается их износостойкость и снижается износ сопряженных образцов стальных бандажей колесных пар.

4. Показано влияние фосфидной эвтектики на образование защитных вторичных структур, на стойкость к изнашиванию и фрикционные свойства фосфористого чугуна секционных тормозных колодок.

5. Изучена кинетика процесса самоорганизации и структурной приспосабливаемое™, протекающие в поверхностном слое высокофосфористых тормозных колодок, обеспечивающие создание защитных пленок трибосопряжения.

Практическая ценность работы.

Натурные испытания конструкционной прочности и фрикционной теплостойкости позволили обосновать выбор комплексномодифицированного высокофосфористого чугуна и конструкцию тормозной колодки для скоростных локомотивов.

Разработана и получила производственную проверку на Ярославском электровозоремонтном заводе технология изготовления тормозных колодок из высокофосфористого чугуна с повышенными эксплуатационными свойствами.

Натурные стендовые и эксплуатационные испытания выявили, что применение тормозных колодок из высокофосфористого чугуна повышает их срок службы в 2,5-3,0 раза.

Экономия материальных ресурсов от увеличения износостойкости колодок, снижения затрат, связанных с преждевременной заменой тормозных колодок по первому году внедрения, составит 8162,07 тыс. рублей в год.

Апробация работы.

Основные материалы диссертационной работы рассмотрены на НТС комплексного отделения «Транспортное металловедение» ФГУП ВНИИЖТ и на ежегодных аттестациях аспирантов.

Основное содержание работы было доложено на:

- научном семинаре «Проблемы транспортного металловедения», 2005 г.

- научных конференциях молодых ученых и аспирантов по современным проблемам железнодорожного транспорта в г. Щербинка 13.03.2003 г. и 22.04.2004 г.;

— научном российско-польском семинаре молодых ученых, который состоялся в г. Щербинка 17.05.2003 г.

Публикации.

Основные положения диссертации опубликованы в пяти печатных работах.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, технико-экономического обоснования, общих выводов. Изложена на 157 страницах машинописного текста, содержит 52 рисунка, 24 таблицы и список используемой литературы из 98 наименований, а также приложения.

Основное содержание работы.

В первой главе исследованы аспекты изнашивания, приведен анализ производственных и эксплуатационных дефектов, ограничивающих срок службы тормозных колодок, показаны пути повышения надежности.

Существенный вклад в развитие исследований свойств фрикционных материалов и решение практических задач тормозной проблемы внесли работы Б.М.Асташкевича, В.П.Девяткина, Т.ВЛарина, Л.А.Вуколова, В.Г.Иноземцева, А.В.Чичинадзе, Н.Н.Иныпакова, Э.Д.Брауна, И.В.Крагельского, А.Я.Тарасенко, В.Ф.Титаренко, Е.М.Шевцовой и др.

Кинетическая энергия, поглощаемая тормозом с действием четырех колодок на бандаж железнодорожной колесной пары с давлением 0,7-1,0 МПа при скорости скольжения 5-6 м/с, составляет 105-3-10в Нм. В ряде случаев узел трения может работать в более жестких условиях. При работе в таком скоростном и силовом режимах трибосопряжения - тормозных колодок с бандажами колесных пар происходит сильная пластическая деформация,

образование вторичных структур, адгезионное взаимодействие на участках действительного контакта, образование узлов схватывания на сопряженных поверхностях, их повреждение в виде рисок.

Если принимать во внимание специфические условия работы этой трущейся пары при сухом трении, особое значение приобретают уровень совместимости материала тормозной колодки и бандажа колесной пары и защитные свойства структур, образующихся при трении. Такие вторичные структуры образуются в результате самоорганизации элементов фрикционного узла.

Как показывают исследования Б.М.Асташкевича, фосфористые чугуны обладают лучшей приспосабливаемостью, совместимостью и стабильностью коэффициента трения, чем обычные серые чугуны, широко используемые в настоящее время. Благодаря наличию в структуре фосфидной эвтектики, количество которой возрастает по мере увеличения в чугуне содержания фосфора, повышается фрикционная теплостойкость трибосопряжения. При этом фосфидная эвтектика при трении оказывает положительное влияние, снижая интенсивность разрушения за счет уменьшения числа крупных узлов схватывания, и одновременно повышает коэффициент трения.

В результате интенсивной пластической деформации при высоких температурах нагрева при торможении фосфидная эвтектика модифицирует активные поверхностные слои, которые при рабочих режимах трения обладают хорошими разделяющими свойствами, сдвиговое сопротивление этих слоев по мере увеличения температуры (скорости) уменьшается сравнительно медленнее, чем у обычного серого чугуна с низким содержанием фосфора в своем составе.

Исследование поверхностных слоев колодок показывает, что глубина проникновения пластической деформации и толщина вторичных структур у колодок с содержанием фосфора 0,3-0,5% и 2,0-3,0% существенно отличаются.

Глубина пластической деформации достигает наибольшей величины у колодок с минимальным содержанием фосфора. При этом образуются

глубокие риски и происходит интенсивный износ рабочей поверхности колодок. Поверхностные слои фосфористых колодок отличаются меньшей глубиной деформации рабочих слоев и шероховатостью поверхности, что сопровождается меньшей повреждаемостью узла трения. Это указывает, в частности, на значительное влияние фосфора на протекание процессов в активных слоях тормозных колодок, сопряженных с ними бандажей колесных пар.

Фосфидная эвтектика раздробляется в данных слоях, образуя мелкодисперсные фракции в виде механических смесей с оксидами, карбидами железа и кремния.

У самой поверхности возникает эластичный, подвижный слой, легированный фосфором. Рассматривая процессы, протекающие в поверхностных слоях колодок, следует заметить, что под действием тепла трения и пластической деформации при высоких температурах и воздействии окислительной среды (воздуха) строение фосфидной эвтектики существенно меняется. По мере приближения к поверхности трения фосфидная эвтектика претерпевает превращения, образуя мелкодисперсные фосфиды (РезР), а затем фосфаты железа Рез(Р04)2 и БеРО^

Таким образом, механизм изнашивания поверхностей рассматриваемого фрикционного трибосопряжения может быть представлен моделью с преобладанием процесса схватывания. Этому процессу способствуют абразивное воздействие различного рода твердых частиц, термическая активация, температурные вспышки на активных центрах в момент выхода дислокаций. Изнашивание чугунной тормозной колодки происходит главным образом за счет микросхватывания. Об этом можно судить по глубине вовлечения в пластическую деформацию поверхностных слоев тормозных колодок.

Меньшую глубину распространения пластической деформации и строения поверхностных слоев имеют тормозные колодки из высокофосфористого чугуна. Одновременно с уменьшением глубины

распространения пластической деформации наблюдается снижение шероховатости поверхности трения и интенсивности изнашивания.

С помощью металлографического и рентгеноструктурного анализов показано, что на снятых с эксплуатации тормозных колодках из серого перлитного высокофосфористого чугуна слой ВС представляет металлическую матрицу а, у - твердых растворов железа, насыщенную мелкодисперсными включениями, главным образом, цементита, графита и оксидов. Такой слой разрыхлен у самой поверхности, что обеспечивает положительный градиент механических свойств по глубине, локализует разрушение фрикционных связей в сравнительно малых поверхностных объемах и минимизирует интенсивность изнашивания колодок и сопряженных с ним стальных бандажей. В то же время этот активный слой у фосфористых чугунов при высоких скоростях скольжения и температурах приобретает высокие фрикционные свойства, благодаря вязкой матрице, насыщенной мелкодисперсными твердыми включениями, сдерживающими развитие сдвиговых дислокационных процессов.

Тормозная система локомотивов должна обеспечивать точность остановки при малых скоростях начала торможения в любых погодных условиях. Между тем тормозные колодки обязаны удовлетворять конкретным техническим требованиям: фрикционный материал должен обеспечивать стабильный коэффициент трения и износостойкость; обладать хорошей прирабатываемостью и достаточной механической прочностью; важным фактором является теплофизические свойства материала для тормозных колодок, определяющие во многом его фрикционную теплостойкость.

Химической состав фрикционного чугуна оказывает весьма сложное влияние на его трибологические и теплофизические характеристики. Например, элементы 8!, N1, Т1, А1, увеличивающие графитизацию, повышают теплопроводность чугуна с пластинчатой формой графита. Элементы, образующие твердые растворы с железом Мп, Сг, V и в искажающие решетку, препятствуют движению свободных электронов, понижают теплопроводность.

Количественное содержание элементов должно быть оптимальным, исключающим отбеливание чугуна и гарантирующим твердость в диапазоне 212-285 НВ.

Рассмотрено также влияние фосфора на тегоюфизические и механические характеристики фрикционного чугуна тормозных колодок. Износостойкость, фрикционные и механические характеристики фосфористых чугунов могут быть существенно повышены при применении комплексного микролегирования и модифицирования, содержащих вШа, БЮа и др., позволяющих при соответствующем сочетании основных компонентов чугуна существенно повысить служебные характеристики тормозных колодок.

Основными причинами изъятия из эксплуатации тормозных колодок (табл. 1) является их износ (40%), включающий задиры поверхностей трения (7%). Преждевременное изъятие колодок происходит по потере в процессе эксплуатации их геометрических параметров; «сползанию» с поверхности катания бандажа (27%) и клиновидному износу (10%). Эти дефекты возникают в результате износа шарнирных сочленений, потери жесткости рычажной передачи и увеличении зазоров в ее сочленениях. Появление термических трещин (16%) и изломов (7%) колодок связано с низким качеством материала колодок, а также нарушениями в работе рычажной передачи.

Таблица 1

Дефекты то рмозных колодок, %

Нормальный износ Задир Сползание Износ на клин Термотрещины Излом

33 7 27 10 16 7

Характерными дефектами литья чугунных тормозных колодок, снижающими качество и надежность работы фрикционного узла, являются раковины, рыхлоты, низкая или высокая твердость чугуна, остатки формовочной земли, металлизированный пригар, термические трещины, облой, наросты, шишкообразные неровности, усадочные «ужимины» и залив отверстия ушка колодки. Наличие поверхностных дефектов может приводить к появлению термоусталостных трещин и другим тормозным порокам на

поверхностях катания бандажей. Важной задачей является повышение качества отливок тормозных колодок. Появление дефектов литья, микроструктуры чугуна тормозных колодок резко снижает их износостойкость, прочностные свойства и является причиной ненормального износа колодок и бандажей колесных пар локомотивов.

Во второй главе представлены методы изучения структуры, физико-механических и триботехнических свойств чугуна тормозных колодок, а также обоснована техника и методика обработки экспериментальных результатов исследований.

Были изучены серые чугуны с содержанием фосфора до 0,5%, высокофосфористые чугуны 1,5-5% фосфора, а также заготовки и натурные тормозные колодки из спеченных материалов и полимерных композиций.

Методы оценки механических характеристик включали испытания прочности и твердости. Определение химического состава проводилось в соответствии с ГОСТ 27809 на стенде «8ресй-о1аЬ-8».

Металлографический анализ проводился на макро- и микрошлифах, вырезанных из новых и взятых из эксплуатации тормозных колодок. Микростроение определялось на оптических и электронных микроскопах. Микротвердость оценивалась на приборе ПМТ-3. Продукты износа изучались дополнительно с помощью микроренгеноспектрального анализа.

Для исследования фазового состава и оценки структурного состояния металлических включений применялся дифрактометр ДРОН ЗМ.

Фрикционная теплостойкость материала тормозных колодок оценивалась на машинах И-47, И-58, позволяющих моделировать работу фрикционного узла. Теплофизические свойства исследовались на термокалориметре типа ТС-3000 (Япония).

Оценка триботехнических характеристик образцов материалов тормозных колодок осуществлялась на машинах трения СМТ-1, МТМ и МТШ, имитирующих механизм изнашивания и характер взаимодействия, наблюдаемых при взаимодействии «бандаж - тормозная колодка». Условия

испытаний на машинах трения позволили получить результаты, коррелирующие с данными эксплуатации.

Испытания на инерционном стенде ВНИИЖТ осуществляли на полногабаритных тормозных колодках в сопряжении с поверхностями трения колесных пар стандартных размеров. На стенде можно испытывать элементы 1 фрикционных пар при максимальной скорости до 250 км/ч и максимальной

нагрузке на ось до 245 кН. В итоге натурных испытаний сделана оценка износостойкости, фрикционной теплостойкости и тормозной эффективности

р

тормозных колодок.

В третьей главе приведены результаты исследований влияния качества материалов и технологических факторов на служебные свойства чугунных тормозных колодок.

Углерод и кремний являются основными химическими элементами, которые способствуют графитизации чугуна. Показано, что с повышением содержания кремния свыше 1,9% и углерода 3,0% снижаются механические характеристики чугуна, чему способствует образование грубых графитовых включений.

Кроме того, рассмотрено влияние различных добавок на строение и свойства чугуна. Отмечено, что целесообразно проводить модифицирование чугуна тормозных колодок силикобарием в комплексе с ферросилицием и ' силикокальцием. При этом повышается дисперсность металлической основы и

графита.

Определен также оптимальный химический состав высокофосфористого чугуна в сравнении с чугуном серийного производства. Натурными испытаниями показано, что конструкционная прочность тормозных колодок из высокофосфористого чугуна составляет 146 кН, что обеспечивает целостность фрикционной массы стальной спинки и объемного каркаса. Твердость исследованного чугуна по Бринеллю находится в пределах 217-262 НВ.

Микроструктура серого высокофосфористого чугуна до травления по ГОСТ 3443 имела слегка завихренный пластинчатый графит, близкий к ПГф2,

небольшой длины ПГд45-ПГд90. Распределение включений графита в металлической основе ПГрЗ, в количестве ПГ4. Матрица чугуна - перлитная Пт1, П96-П92, мелкопластинчатая. Дисперсность перлита находилась в пределах ПДО,5-ПД1,0. Выявлены значительные площади фосфидной эвтектики ФЭп25000, ФЭЗ-ФЭ5, имеющей равномерное распределение ФЭр1. Обнаружено присутствие отдельных включений структурно свободного ,

цементита.

Неудовлетворительно работавший чугун имел мелкопластинчатый завихренный, местами точечный графит ПГ4, ПГфЗ, ПГр4. После травления металлическая основа этого чугуна представляет ледебуритную эвтектику с наличием большого количества крупных включений структурно свободного цементита Ц25, Цп20000.

Микроструктура по сечению дефектных колодок изменялась в широких пределах, твердость на отдельных участках составляла 165-370 ПВ. Наличие дефектных структур в чугуне тормозных колодок приводит к возникновению эксплуатационных пороков на рабочих поверхностях бандажей в виде кольцевых выработок и задиров, особенно в период приработки фрикционного узла.

В главе представлены результаты лабораторных испытаний используемых материалов, характеризующие механические, трибологические и теплофизические свойства фрикционного высокофосфористого чугуна в )

сравнении с чу1уном серийного производства, спеченными металлокерамическими и полимерными композициями, применяемыми для изготовления тормозных колодок.

Комплексные металловедческие исследования показали преимущества теплофизических свойств фосфористых чугунов перед порошковыми спеченными материалами на железной и медной основах и полимерной композицией типа ТИИР303. Установлено, что теплопроводность высокофосфористого чугуна выше спеченных металлокерамических материалов в 1,2-1,5 раза и в 15-20 раз превосходит теплопроводность

полимерного композиционного материала ТИИРЗОЗ, при этом соответственно критическая температура работоспособности Т,р = 290°С, металлокерамики Ткр = 720°С и чугуна 780°С (табл. 2).

Таблица 2

Наименование материала Коэффициент теплопроводности ас Вт/(мК) Удельная теплоемкость с, кДж/кг°С Температура работоспособности Т °Г 1KD, ^

Серый чугун 62,8 0,15 800

Высокофосфористый чугун 54 0,15 780

Спеченный порошковый материал 47,3 0,21 720

Полимерная композиция на каучуковой основе 2,57 1,28 280

Установлено, что увеличение содержания фосфора в перлитном сером чугуне с 0,57 до 3% снижает износ образцов тормозных колодок в 2,5 раза и уменьшает износ работающих с ними образцов колес в 1,5-1,8 раз (рис.1).

о о а

т

S

30 25 20 15 10 5 0

J, мг/км

м ■

2

чз

0,4

0,2

v

э-

Ё 8

m

о «

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Содержание фосфора Р, %

Рис. 1. Влияние на износ и коэффициент трения содержания фосфора в чугуне образцов тормозных колодок, сопряженных с образцами из бандажной стали: 1 - Коэффициент трения; 2 - Износ чугунных образцов; 3 - Износ бандажных образцов.

Из анализа таблицы 3 видно, что спеченные порошковые материалы обладают достаточно высокой износостойкостью и близки по триботехническим свойствам к тормозным колодкам из серого высокофосфористого чугуна. Полимерная композиция в 1,5 раза более износостойка, чем спеченные материалы, хотя по теплофизическим характеристикам уступает чугуну и спеченным материалам.

Таблица 3

Фрикционный материал Износ, г Тормозной путь, м Коэффициент трения

МКЖ 0,017 43,6 0,329

МКМ 0,014 46,4 0,356

Серый чугун СЧ (р=0,5%) 0,206 52,1 0,221

Фосфористый чугун СЧФ (р=1,5%) 0,121 50,8 0,247

Высокофосфористый чугун СЧВФ (р=3%) 0,082 45,1 0,32

Полимерная типа ТИИР303 0,004 49,8 0,33

Из результатов исследований видно, что фосфористый комплексномодифицированный чугун обладает достаточно высокой износостойкостью и совместимостью со стальным контртелом бандажа колесной пары. Такой чугун может явиться структурной моделью создания новых спеченных материалов для фрикционного узла подвижного состава.

В четвертой главе содержатся результаты стендовых и эксплуатационных испытаний эффективности колодок из серого высокофосфористого чугуна с содержанием фосфора соответственно 0,38% и 3,36%.

Испытания показали, что контролируемые параметры износа тормозных колодок из высокофосфористого чугуна в 3 раза меньше, чем у чугуна колодок серийного производства. При этом тормозные пути сокращаются в среднем на 40%. Наибольшая эффективность применения высокофосфористых колодок отмечается при повышенных скоростях и нажатиях во время начала торможения. Это обстоятельство важно для перспективного тягового подвижного состава.

Коэффициент трения высокофосфористого чугуна был в 2-3 раза выше, чем у чугуна тормозных колодок серийного производства с содержанием фосфора до 0,38%. При испытаниях выявлены некоторые особенности служебных свойств колодок с высоким содержанием фосфора. Коэффициент трения колодок из высокофосфористого чугуна выше, чем у колодок с низким содержанием фосфора. Просматривается также тенденция, характерная для колодок с высоким содержанием фосфора при увеличении скорости начала торможения. Кроме того, отмечена большая стабильность коэффициента трения в сравнении с колодками серийного производства.

При испытаниях колодок из высокофосфористого чугуна отсутствовали признаки наволакивания металла на рабочие поверхности колодок и бандажей, а также, как показала эксплуатационная проверка, не наблюдались повреждения бандажей кольцевыми выработками и выщербинами тормозного происхождения

Высокофосфористыми тормозными колодками на Коломенском заводе было оборудовано два скоростных локомотива ЭП200. Практика применения показала, что они имеют высокие фрикционные свойства, срок их службы в 2,5-3,5 раза выше, чем у серийных колодок.

Представляют интерес результаты исследования поверхностей трения тормозных колодок, снятых с локомотивов после эксплуатационных испытаний. При воздействии тепла трения и окружающей среды (главным образом кислорода), фазовых превращений и диффузионных процессов существенно изменяется строение поверхностных слоев колодок в сравнении с исходным состоянием материала колодки.

Структура и свойства активных слоев колодок изменялась по толщине, у самой поверхности они были разрыхлены, обеспечивая положительный градиент механических свойств по глубине. Под слаботравящимся светлым слоем находятся вторичные структуры, представляющие металлическую матрицу а и у твердых растворов железа с мелкодисперсным включением, главным образом цементита графита и оксидов фосфора.

Проведено исследование продуктов износа, взятых от колодок с различным содержанием фосфора. Пробы продуктов износа отбирались при испытании колодок на инерционном стенде по различным режимам, отвечающим условиям эксплуатации тягового подвижного состава.

Нагрев и пластическая деформация поверхностных слоев тормозных колодок в процессе структурной приспосабливаемое™, самоорганизации при торможении способствуют образованию активных слоев, насыщенных оксидофосфатами, которые, с одной стороны, повышают износостойкость тормозных колодок, а с другой - способствуют повышению сдвигового сопротивления и подавлению искрения во время торможения.

Замечено, что уменьшается не только относительное количество продуктов износа высокофосфористых колодок, но изменяется и форма частиц износа по мере увеличения содержания фосфора. У чугунов с малым содержанием фосфора продукты износа имеют вид лепестков, а у высокофосфористых - компактных сфероидальных частиц, которые труднее подвержены возгоранию, чем частицы пластинчатой формы с развитой поверхностью.

В пятой главе представлен технико-экономический расчет и показано, что внедрение тормозных колодок из высокофосфористого модифицированного чугуна позволит существенно сократить расход материала, снизить потребление тормозных колодок вследствие увеличения износостойкости, повысить срок службы, а также фрикционные характеристики и безопасность движения (рис. 2).

Экономия материальных ресурсов в связи с увеличением износостойкости тормозных колодок, снижения затрат, связанных с преждевременной их заменой, по первому году внедрения на всю программу составит 8162,07 тыс. рублей в год.

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Содержание фосфора, %

Рис. 2. Влияние содержания фосфора на износ ], расход чугуна (2, коэффициент трения f и срок службы Т чугунных тормозных колодок

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Выполнен комплекс исследований, обосновывающий применение для скоростных локомотивов тормозных колодок повышенной надежности из высокофосфористого комплексномодифицированного чугуна.

2. Проведены исследования, включающие микрорентгеноспектральный, химический и металлографический анализы, оценку механических свойств, трибологических характеристик, производственное апробирование, стендовые и эксплуатационные испытания.

3. Выполнен анализ результатов обследования в локомотивных депо тормозных колодок из чугуна серийного производства с низким содержанием фосфора до 0,5%, применяемых в настоящее время на тяговом подвижном составе. Показано, что эти колодки на локомотивах не обеспечивают стабильность служебных свойств, а также необходимый

уровень безопасности движения, особенно при высоких скоростях начала торможения.

Установлено, что отбраковка колодок в эксплуатации производится по следующим дефектам: нормальный износ - 33%, задиры поверхностей трения - 7%, «сползание» с поверхности катания бандажа - 27% и клиновидный износ - 10%, термические трещины - 16% и изломы - 7%.

4. Проведены сравнительные трибологические исследования образцов тормозных колодок из фрикционного чугуна с различным содержанием фосфора, спеченных металлокерамических сплавов и полимерных материалов в паре со стальными образцами локомотивных бандажей.

5. В ходе лабораторных испытаний на машинах трения, имитирующих работу фрикционного узла, установлено, что увеличение содержания фосфора в перлитном сером чугуне с 0,27 до 3,5 % снижает износ образцов тормозных колодок в 3,0 раза.

6. Выявлены новые закономерности влияния содержания фосфора в чугуне тормозных колодок на изнашивание сопряженных с ними образцов стальных бандажей колесных пар локомотивов.

При повышении содержания фосфора в перлитном сером чугуне тормозных колодок с 0,27 до 3,5% снижается износ стальных бандажных образцов с содержанием углерода 0,57% в 1,5-1,8 раз.

7. Повышение содержания фосфора, наличие в структуре фрикционного чугуна тормозных колодок включений фосфидной эвтектики при взаимодействии с бандажом колесной пары способствуют протеканию процесса самоорганизации и структурной приспосабливаемости, оказывающих благоприятное влияние на фрикционные свойства поверхностных вторичных слоев, снижающих интенсивность изнашивания поверхностей за счет схватывания и обеспечивающих стабильный тормозной эффект.

8. Стендовые и эксплуатационные испытания показали, что износ тормозных колодок из высокофосфористого чугуна в 2,5-3,5 раза меньше, чем у

чугуна колодок серийного производства, коэффициент трения возрастает с 0,14 до 0,35, а тормозные пути сокращаются в среднем на 40%. Наибольшая эффективность применения высокофосфористых колодок отмечается при повышенных скоростях и нажатиях.

9. Испытания показали, что для обеспечения надежности тормозные колодки из чугуна с содержанием фосфора 3,5% должны иметь усовершенствованную конструкцию колодки, включающую в себя жесткую стальную спинку и объемный сетчатый каркас из малоуглеродистой тонколистовой стали, увеличивающие конструкционную прочность колодки.

10. Срок службы тормозных колодок из высокофосфористого чугуна по сравнению с колодками серийного производства из чугуна с содержанием фосфора до 0,5% увеличивается в 3 раза; сокращаются потери металла от износа колодок свыше 5 тыс.тонн в год. Экономия от увеличения износостойкости колодок, снижения затрат, связанных с преждевременной заменой тормозных колодок, по первому году внедрения, составит 8162,07 тыс. рублей в год.

11. Результаты проведенных исследований, конструкторские и технологические разработки внедрены на Ярославском электровозоремонтном заводе. Также организована отливка опытно-промышленных серий тормозных колодок из высокофосфористого комплексномодифицированного чугуна.

Материалы и разработки диссертанта используются в проектно-конструкторских и технологических бюро предприятий локомотивного хозяйства отрасли.

Содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Маршев В.И. Трибологические свойства тормозных колодок из высокофосфористого чугуна. Тр. ВНИИЖТ. Сборник статей молодых ученых и аспирантов. М.: Интекст, 2003. С. 136-141.

2. Маршев В.И. Изучение процесса изнашивания с оценкой трибологических свойств тормозных колодок из фосфористого чугуна при взаимодействии со стальным колесом. Тр. ВНИИЖТ. Сборник статей молодых ученых и аспирантов. М.: Интекст, 2004. С. 96-101.

3. Асташкевич Б.М., Иванов С.Г., Воронин И.Н., Фофанова А.В., Маршев В.И. Исследование эксплуатационных дефектов фрикционного сопряжения тормозной колодки с колесом вагона. Вестник ВНИИЖТ, 2004, №3, С. 35-39.

4. Асташкевич Б.М., Маршев В.И. Сравнительная оценка фрикционных свойств фосфористого чугуна и металлокерамических композиционных материалов тормозных колодок. Тр. ВНИИЖТ. Сборник статей молодых ученых и аспирантов. М.: Интекст, 2004. С. 122-128.

5. Асташкевич Б.М., Маршев В.И. Исследование структуры и свойств фосфористых чугунных локомотивных тормозных колодок. Тр. ВНИИЖТ. Сборник статей молодых ученых и аспирантов. М.: Интекст, 2006. С. 208-214.

Подписано к печати 03.05.2006 г. Формат бумаги 60x90. 1/16 Объем 1,4 пл. Заказ 64 Тираж 100 экз. Типография ВНИИЖТ, 3-я Мытищинская ул., д.

i \

i

aoQgft SGOA

p- 86 04

I» Введение

Глава I Состояние вопроса, цель и задачи исследования

1.1 Анализ условий работы и изнашивания деталей фрикционного узла «колодка - бандаж колесной пары»

1.2 Требования, предъявляемые к деталям фрикционного узла локомотива

1.3 Методы изготовления модифицирования чугуна тормозных колодок

1.4 Анализ качества секционных локомотивных тормозных колодок 40 Выводы

У Глава II Методики и техника исследований

2.1 Определение химического состава

2.2 Металлографический анализ

2.3 Методика исследований физико-механических свойств фрикционных материалов

2.4 Методика исследования трибологических свойств

2.5 Методика испытаний на инерционном стенде ВНИИЖТ

2.6 Методика обработки результатов исследований 72 '

Глава III Исследование влияния качества материала и технологических факторов на служебные свойства фрикционного узла

3.1 Исследование влияния химического состава, структуры материала на механические и триботехнические свойства сопряжения

3.1.1 Влияние химического состава

3.1.2 Влияние модифицирования на структурообразование в чугуне

3.2 Анализ качества чугуна тормозных колодок опытной партии 81 3.3. Триботехнические свойства 99 3.3.1. Испытания на изнашивание

3.3.2 Трибологические исследования

Выводы

Глава IV Оценка служебных свойств деталей фрикционного узла

4.1 Результаты стендовых и эксплуатационных испытаний

4.2 Исследование продуктов изнашивания

Выводы г

Глава V Технико-экономическая эффективность

5.1 Расчет срока и норм износа службы тормозных колодок

5.2 Расчет технико-экономической эффективности 144 Общие выводы 148 Список использованной литературы 151 Приложения

Увеличение объемов перевозок и скоростей движения поездов на железных дорогах требует проведения исследований и конструкторских разработок для совершенствования тормозных систем и фрикционных материалов.

Решение этой проблемы связано с износостойкостью элементов тормозного узла колодочного типа. При этом одной из важнейших и актуальных задач является получение необходимых тормозных путей для скоростного подвижного состава. Это напрямую зависит от фрикционной теплостойкости тормозной колодки в сопряжении с бандажом колесной пары. Основное внимание исследователей при этом привлекает конструкция и материал тормозной колодки, являющейся быстроизнашивающейся деталью.

Ежегодно около 90 тыс.тонн чугуна теряется безвозвратно в результате истирания колодок. Необходимо отметить, что они часто выходят из строя после работы в тормозном узле при пробеге 15.18тыс. км. В этой связи изыскание новых материалов для тормозных колодок, включающее оптимизацию химического состава, физико-механических и трибологических свойств и прогнозирование поведения в различных условиях эксплуатации, имеют важное значение.

В качестве фрикционных материалов для колодок преимущественно используется серый перлитный чугун, а также полимерные и металлокерамические спеченные композиции.

Одним из основных условий, предъявляемых к современным элементам тормозных узлов, является требования высокой фрикционной теплостойкости, т.е. способность сохранять в оптимальном диапазоне скоростей, температуры и нагрузок определенные значения коэффициента трения и минимальную величину износа трущейся пары.

Важным качеством является совместимость фрикционного материала с контртелом, в данном случае со стальным бандажом, исключающее его повреждение. Традиционным материалом для тормозных колодок на протяжении многих десятилетий является серый фрикционный чугун, зарекомендовавший себя как относительно надежный материал в условиях трения без смазки по стали. В последнее время появились колодки из более износостойких материалов - металлокерамики и полимеров, а также из различных их комбинаций с чугуном. Тем не менее чугун остается по-прежнему весьма перспективным материалом, обладающим рядом серьезных преимуществ: относительно низким износом и дешевизной материала, простотой в изготовления, независимостью тормозной эффективности от погодных условий и т.д. В связи с этим исследования, направленные на изыскание путей увеличения эксплуатационной стойкости чугунных тормозных колодок, являются актуальными.

В нашей стране возрастает интерес к тормозной проблеме в исследовательских институтах и на промышленных предприятиях, ведутся исследования, направленные на улучшение фрикционных показателей тормозных узлов подвижного состава. Разрабатываются новые конструкции элементов тормозных систем и эффективные технологические процессы производства.

Работа фрикционного узла в режиме сухого трения часто приводит к интенсивному износу и преждевременному выходу из строя пары трения в целом, кроме этого, снижается степень безопасности движения подвижного состава. Рядом исследований [11] было установлено, что повышение износостойкости может быть достигнуто за счет выбора материалов, совершенствования технологии изготовления колодок, оказывающих влияние на комплекс таких свойств деталей фрикционного узла, как прочность, износостойкость, тормозная эффективность, физические свойства и т.п.

Целью настоящего исследования является разработка и внедрение модифицированного высокофосфористого чугуна для секционных тормозных колодок с повышенными служебными свойствами для современных условий эксплуатации.

Исследованы технологические и эксплуатационные дефекты локомотивных тормозных колодок, снижающие служебные свойства фрикционного узла.

В нашей работе на основании проведенных исследований дополнена новыми сведениями модель трения и износа высокофосфористого чугуна в связи с наличием в его структуре фосфидной эвтектики легкоплавкого компонента, обеспечивающего благоприятное протекание процесса самоорганизации и приспосабливаемости в поверхностных слоях тормозной колодки и бандажа, исключающие адгезионное взаимодействие.

В диссертации также исследованы и получены зависимости влияния тормозных колодок из высокофосфористого чугуна на износ бандажа колесной пары локомотива. Выявлена также тенденция увеличения износостойкости колодок при росте нагружения и скоростей движения локомотива как основного критерия оценки работоспособности.

Помимо этого, выполнена работа по совершенствованию конструкции секционной тормозной локомотивной колодки вагонного типа из высокофосфористого чугуна, предусматривающая надежный вариант жесткой спинки и объемно сетчатой каркас.

Изучены эксплуатационные свойства секционных фосфористых колодок с применением комплексного модифицирования Б1Ва и Б1Са высокофосфористого чугуна. Изготовлена опытная партия колодок из этого чугуна, проведены стендовые испытания и эксплуатационная проверка на скоростном электровозе ЭП200 в сравнении с колодками серийного производства с низким содержанием фосфора. Показано, что применение колодок из высокофосфористого чугуна повышает износостойкость в 3-3,5 раза.

Установлено, что экономическая эффективность локомотивных тормозных колодок из серого высокофосфористого чугуна, изготовленных по разработанной технологии, составит экономию денежных средств за счет экономии материала, улучшения эксплуатационных характеристик до 8 млн.руб. в год.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Выполнен комплекс исследований, обосновывающий применение для скоростных локомотивов тормозных колодок повышенной надежности из высокофосфористого комплексномодифицированного чугуна.

2. Проведены исследования, включающие микрорентгеноспектральный, химический и металлографический анализы, оценку механических свойств, трибологических характеристик, производственное апробирование, стендовые и эксплуатационные испытания.

3. Выполнен анализ результатов обследования в локомотивных депо тормозных колодок из чугуна серийного производства с низким содержанием фосфора до 0,5%, применяемых в настоящее время на тяговом подвижном составе. Показано, что эти колодки на локомотивах не обеспечивают стабильность служебных свойств, а также необходимый уровень безопасности движения, особенно при высоких скоростях начала торможения.

Установлено, что отбраковка колодок в эксплуатации производится по следующим дефектам: нормальный износ - 33%, задиры поверхностей трения - 7%, «сползание» с поверхности катания бандажа - 27% и клиновидный износ - 10%, термические трещины - 16% и изломы - 7%.

4. Проведены сравнительные трибологические исследования образцов тормозных колодок из фрикционного чугуна с различным содержанием фосфора, спеченных металлокерамических сплавов и полимерных материалов в паре со стальными образцами локомотивных бандажей.

5. В ходе лабораторных испытаний на машинах трения, имитирующих работу фрикционного узла, установлено, что увеличение содержания фосфора в перлитном сером чугуне с 0,27 до 3,5 % снижает износ образцов тормозных колодок в 3,0 раза.

6. Выявлены новые закономерности влияния содержания фосфора в чугуне тормозных колодок на изнашивание сопряженных с ними образцов стальных бандажей колесных пар локомотивов.

При повышении содержания фосфора в перлитном сером чугуне тормозных колодок с 0,27 до 3,5% снижается износ стальных бандажных образцов с содержанием углерода 0,57% в 1,5-1,8 раз.

7. Повышение содержания фосфора, наличие в структуре фрикционного чугуна тормозных колодок включений фосфидной эвтектики при взаимодействии с бандажом колесной пары способствуют протеканию процесса самоорганизации и структурной приспосабливаемости, оказывающих благоприятное влияние на фрикционные свойства поверхностных вторичных слоев, снижающих интенсивность изнашивания поверхностей за счет схватывания и обеспечивающих стабильный тормозной эффект.

8. Стендовые и эксплуатационные испытания показали, что износ тормозных колодок из высокофосфористого чугуна в 2,5-3,5 раза меньше, чем у чугуна колодок серийного производства, коэффициент трения возрастает с 0,14 до 0,35, а тормозные пути сокращаются в среднем на 40%. Наибольшая эффективность применения высокофосфористых колодок отмечается при повышенных скоростях и нажатиях.

9. Испытания показали, что для обеспечения надежности тормозные колодки из чугуна с содержанием фосфора 3,5% должны иметь усовершенствованную конструкцию колодки, включающую в себя жесткую стальную спинку и объемный сетчатый каркас из малоуглеродистой тонколистовой стали, увеличивающие конструкционную прочность колодки.

10. Срок службы тормозных колодок из высокофосфористого чугуна по сравнению с колодками серийного производства из чугуна с содержанием фосфора до 0,5% увеличивается в 3 раза; сокращаются потери металла от износа колодок свыше 5 тыс.тонн в год. Экономия от увеличения износостойкости колодок, снижения затрат, связанных с преждевременной заменой тормозных колодок, по первому году внедрения, составит 8162,07 тыс. рублей в год.

11. Результаты проведенных исследований, конструкторские и технологические разработки внедрены на Ярославском электровозоремонтном заводе. Также организована отливка опытно-промышленных серий тормозных колодок из высокофосфористого комплексномодифицированного чугуна.

Материалы и разработки диссертанта используются в проектно-конструкторских и технологических бюро предприятий локомотивного хозяйства отрасли.

1. Авторское свидетельство СССР № 943315, кл. с 22 с 35/00, 1982.

2. Айбиндер С.Б. Холодная сварка металлов. Рига: Изд. АН Латв. ССР, 1957, 163 с.

3. Айбиндер С.Б., Клокова Э.Ф. Некоторые вопросы теории сцепления металлов при совместном пластическом деформировании. Рига: Изд. АН Латв. ССР, 1958, №12. 176 с.

4. Айбиндер С.Б., Клокова Э.Ф. О возникновении сцепления металлов при взаимном пластическом деформировании // ЖТФ, Вып. 13, т. 25, 1955. С. 2356-2364.

5. Акимов Г.В. Теория и методы исследования коррозии металлов. М.: Изд. АН СССР, 1945.

6. Алексеев Н.М. Закономерности пластического течения и разрушения металлов при заедании трущихся поверхностей: Автореф. дис.канд. тех. наук. М.: 1983,31 с.

7. Алексеев Н.М., Буше H.A., Карасик И.И. Исследование пленочного голодания при трении твердых тел. Проблемы трения и изнашивания. Киев: Техника, 1982, №21. С. 21-27.

8. Асташкевич Б.М. Комплексные методы упрочнения деталей цилиндро-поршневой группы тепловозных дизелей / Дис. на соискание ученой степени д-ра техн. наук. М.: 1987. 515 с.

9. Асташкевич Б.М. Повышение надежности железнодорожных тормозных колодок. Литейное производство, 1995, №6. С. 5-6.

10. Асташкевич Б.М., Чайковский K.P. Получение фрикционного модифицированного чугуна для тормозных колодок. Литейное производство. 1993, № 7. С. 8-9.

11. Асташкевич Б.М., Воронин И.Н. Перспективы использования металлокерамических материалов во фрикционных узлах подвижного состава. Вестник ВНИИЖТ, 2000, № 5. С. 31-37.

12. Асташкевич Б.М. Свойства и кинетика формирования вторичных структур на поверхностях трения фрикционных фосфористых чугунных тормозных железнодорожных колодок. Трение и износ 1998, №1. С. 75-85.

13. Асташкевич Б.М., Ларин Т.В., Воробьева Э.Л., Милявский Ю.И. Исследование свойств тормозных колодок из фосфористых чугунов. Литейное производство, 1983, №8.С. 7-9.

14. Асташкевич Б. М. Основные направления исследований по разработке новых марок чугуна и технологий производства тормозных колодок. Вестник машиностроения, 1966, № 3. С. 29-33.

15. Асташкевич Б.М., Чайковский K.P., Вуколов Л.А., Жаров В.А. Результаты испытания локомотивных тормозных колодок из модифицированного чугуна. Вестник ВНИИЖТ, 1991, № 7.С. 39-42.

16. Асташкевич Б.М. Повышение долговечности трущихся узлов транспортной техники методами комплексного упрочнения: М.: МИИТ, 1999. 160 с.

17. Асташкевич Б.М., Иванов С.Г. Воронин И.Н., Фофанова Маршев В.И. Исследование эксплуатационных дефектов фрикционного сопряжения тормозной колодки с колесом вагона. Вестник ВНИИЖТ, 2004, №3. С. 35-39.

18. Ахматов A.C. Молекулярная физика граничного трения. М.: Физ-матгиз, 1963. 472 с.

19. Бобро Ю.Г. Легированные чугуны. М.: Металлургия, 1976. 285 с.

20. Богданов А.Ф. и др. Восстановление профиля поверхности катания колесных пар: Учебное пособие / А.Ф. Богданов, И.А. Иванов, М. Ситаж. СПб.: ПГУПС, 2000. 128 с.

21. Бунин К.П. Данильченко М.Н. О метастабильности железоуглеродистых сплавов. Докл. АН. СССР 1950-72, №5. С. 889-890.

22. Буше H.A. Подшипниковые сплавы для подвижного состава. М.: Транспорт, 1967. 222 с.

23. Буше H.A. К вопросу о процессах, происходящих на поверхностях трения металлических материалов. О природе трения твердых тел. Минск: Наука и техника, 1971. С. 75-77.

24. Буше H.A., Копытько В.В. Совместимость трущихся поверхностей. М.: Наука, 1981. 126 с.

25. Буше H.A. Трение, износ и усталость в машинах. Транспортная техника. М.: Транспорт, 1987. 223 с.

26. Буше H.A., Овечкин A.B. Роль самоорганизации в процессе совместимости трибосистем. Сб. докладов. Международного конгресса «Механика и трибология транспортных систем-2003». Ростов-на-Дону, т. 1,2003. С. 169-172.

27. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М. Износостойкость сталей и сплавов. М.: Нефть и газ, 1994. 416 с.

28. Вуарен. А. Торможение со скорости 300 км/ч. Железные дороги мира. 1990, №6. С. 62-63.

29. Вуколов J1.A., Жаров В.А. Тормозные колодки из термообработанного чугуна для маневровых и вывозных локомотивов. Эксплуат. автотормозов на подвиж. составе ж.д. СССР. М.: 1987. С. 39-43.

30. Вуколов JI.A., Жаров В.А. Коэффициенты трения и износостойкость чугунных тормозных колодок с различным содержанием фосфора. Вестник ВНИИЖТ, № 6, 1982. С. 34-37.

31. Вуколов. JI.A. Выбор оптимальной методики испытания тормозных колодок на инерционном стенде. Труды ВНИИЖТ, вып. 604. В кн.: «Автотормоза скоростных и тяжеловесных поездов». М.: «Транспорт», 1979. С. 94-105.

32. Вуколов. JT. А. Характеристики колодочного тормоза при скорости до 250 км/ч. Труды ВНИИЖТ, вып. 604. В кн.: «Автотормоза скоростных и тяжеловесных поездов». М.: «Транспорт», 1979. С. 4-16.

33. Вуколов. JI.A. Повышение работоспособности тормозных колодок подвижного состава железных дорог / Дис. на соискание ученой степени д-ра техн. наук. М.: 1988.428 с.

34. Вуколов Л.А. Температурные режимы при торможении чугунными и композиционными колодками. Труды ВНИИЖТ, вып. 212. В кн. «Исследование автотормозной техники на железных дорогах СССР». М.: Трансжелдориздат, 1961. С. 45-63.

35. Высококачественные чугуны для отливок / Под ред. H.H. Александрова. М.: Машиностроение, 1982. 222 с.

36. Гиршович Н.Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. Л.: Машиностроение, 1966. 563 с.

37. Гиршович Н.Г. Справочник по чугунному литью. JL: Машиностроение 1978. 758 с.

38. Голего H.JI. Схватывание в машинах и методы его устранения. Киев.: Техника, 1965.231 с.

39. Голего H.J1. Схватывание металлов в высоком вакууме. Автоматическая сварка. Киев: Техника, 1965. 231 с.

40. ГОСТ 389-96. Бандажи из углеродистой стали для подвижного состава железных дорог широкой колеи и метрополитена Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1994. 6 с.

41. Гречин В.П. Износостойкие чугуны и сплавы. М.: Машгиз, 1961. 126 с.

42. Гуляев Б.Б. Теоретические основы литейного производства. Л.: Машиностроение, 1976. 214 с.

43. Ершов Г.С. Черняков В.А. Строение и свойства жидких и твердых металлов. М.: Металлургия, 1978. 248 с.

44. Зеленский Д.Т. Влияние химического состава чугуна на износостойкость тормозных колодок. Литейное производство. 1955, №2. С. 7-10.

45. Иноземцев В.Г. Тормоза железнодорожного подвижного состава. М.: Транспорт, 1979. 424 с.

46. Инструкция по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог. М.: 1994. 96 с.

47. Казаков Н.В. Диффузионная сварка в вакууме. М.: Машиностроение, 1968.331 с.

48. Калинин А.И. Применение фосфористого чугуна для тормозных колодок локомотивов. Коломна: ВНИТИ, 1960. 24с.

49. Кислик В.А. Износ паровозных деталей. М.: Трансжелдориздат, 1946. 332 с.

50. Конвисаров Д.В. Износ металлов. ГОНТИ 1938.

51. Костецкий Б.И. Трение, смазка и износ в машинах. Киев: Техника, 1970. 385 с.

52. Костецкий Б.И., Лозовский В.Н. Факторы, определяющие возникновение схватывания и окисления металлов при трении. ФХММ. 1968, т. 4, №5.

53. Костецкий Б.И., Носовский И.Г. Процесс схватывания металлов и критерии оценки его интенсивности. Проблемы трения и изнашивания. Киев: Техника, 1972, №2. С. 74-76.

54. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. 480 с.

55. Крагельский И.В., Алексеев Н.М., Фисун Л.Е. О природе заедания при граничном трении. Трение и износ. 1980, т.1, №2. С. 197-208.

56. Крагельский И.В., Любарский И.М. и др. Трение и износ в вакууме. М.: Машиностроение, 1973. 216 с.

57. Кульбовский И.К. Механизм влияния элементов на графитизацию и отбел чугуна. Литейное производство. 1993, № 7. С. 3-5.

58. Кульбовский И.К. Факторы, влияющие на форму включений графита в чугуне. Литейное производство. 1991, № 2. С. 8-9.

59. Ларин Т.В. Износ и пути продления срока службы бандажей железнодорожных колес. М.: Трансжелдориздат, 1958. 167 с.

60. Ларин Т.В. Взаимодействия композиционных тормозных колодок с колесами. Железнодорожный транспорт. 1960, № 6, С. 44-46.

61. Ларин Т.В., Асташкевич Б.М. Об улучшении состава чугуна и конструкции локомотивной тормозной колодки. Вестник ВНИИЖТ, 1989, №4, С. 31-35.

62. Ларин Т.В., Асташкевич Б.М., Милявский Ю.И., Жаров В.А. Новые тормозные колодки. Электрическая и тепловозная тяга. 1984, №8. С. 21-22.

63. Ларин Т.В., Девяткин В.П., Тарасенко А.Я., Вуколов Л.А. Чугун для вагонных тормозных колодок. Вестник ВНИИЖТ, 1959, №1. С. 30-35.

64. Ларин Т. В., Асташкевич Б. М., Транковская Г. Р. Влияние ванадия, меди, алюминия на износостойкость и фрикционные свойства фосфористого чугуна для тормозных колодок. Вестник ВНИИЖТ. 1986, № 8, С. 40-42.

65. Лашко Н.Ф., Авакян C.B. Металловедение сварки. М.: Матгиз, 1954. 272 с.

66. Марков Д.П. Контактная усталость колес и рельсов. Вестник ВНИИЖТ, № 6, 2001. С. 8-14.

67. Марковский Е.А., Дончук П.П. Процессы диффузии при схватывании металлов. Литые износостойкие материалы. Киев: ИПЛ АН УССР, 1972. С. 32-51.

68. Методика оценки технико-экономической эффективности внедрения ресурсосберегающих технологий и их влияния на сокращение эксплуатационных расходов. М.: МПС, 1998. 36 с.

69. Неижко И.Г. Графитизация и свойства чугуна. Киев, Наукова думка, 1989. 208 с.

70. Новые вагонные тормозные колодки. Железные дороги мира. 1994, № 6. С.67-66.

71. Основы трибологии (трение, износ, смазка). Э.Д. Браун, H.A. Буше, И.А. Буяновский и др. Под ред. A.B. Чичинадзе: Учебник для технических вузов. М.: Центр «Наука и техника», 1995. 778 с.

72. Попов В.М., Коган Б.Л. Термостойкость чугунов с различной формой графита. Литейное производство. 1991, № 2. С. 15-17.

73. Ребиндер П. Физический словарь. №3, 1937.

74. Саргентон. Д. Торможение. Железные дороги мира. 1986, № 2. С.34-37.

75. Тененбаум М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин. М: Машиностроение, 1966. 573 с.

76. Трение, изнашивание и смазка: Справочник. В 2-х кн. / Под ред. И.В. Крагельского и В.В. Алисина. М.: Машиностроение, 1979. 358 с.

77. Трение и износ фрикционных материалов / Сб. трудов под ред. A.B. Чичинадзе. М.: Наука, 1977. 257 с.

78. Троицкий Г.Н. Свойства чугуна. Металлургиздат. 1941. 290 с.

79. Чугун. Справочник / Под ред. А.Д. Шермана, A.A. Жукова. М.: Металлургия, 1991. 576 с.

80. Чугунов А.Г. Литье тормозных вагонных колодок в металлические формы с земляной облицовкой. Литейное производство. 1956, №2. С. 1-9.

81. У. Дж. Харрис, С.М. Захаров, Дж. Ландгрен и др. Обобщение передового опыта тяжеловесного движения: вопросы взаимодействия колеса и рельса. М. Интекст, 2002. 408 с.

82. Шмагер. 3. Ползуны и наплыва на колесных парах. Железные дороги мира. 1989. № 4. С.41-44.

83. Штефенеску Д.М. Влияние количества бария в модификаторе на структуру и свойство чугуна с пластинчатым графитом. Металлургия. 1972. т. 24. № 12. С. 819-822.

84. Шумихин В.Д. и др. Высококачественные чугуны для отливок. М.: Машиностроение, 1982. 222 с.

85. Этелис Л.С., Поляков Ю.Г., Булынтейн Р.И., Епур Т.И. Эффективность модификаторов серого чугуна. Литейное производство, 1988, №7. С. 6.

86. Н. Bauer. Reibwerkstoffe für Schienenfahrzeug Bremsen. ZEV + DET Glasers Annalen, 1999, № 11/12. S. 472-475.

87. Budic I., Ruda V. LijevanJe kocnih papuca za locomotive. Ljevarstvo. 1997, №1. S. 9-14.

88. Pähl Eberhard. Ursache der Rillenbildung in Rader klozgebremsemster Shinenfahrzeuge und deren Vermeidung. Z. Eisenbahnw. Und Verhrstechn. Glasers Annalen, 1975. № 6. S. 166-176.

89. Hans-Reinhard Ehlers. Stand der Entwicklung von Kunststoff Reibstoffen fur Schienenfahrzeuge. ZEV + DET Glas.Ann., 1975 № 1,2. S. 11-16, S. 56-60.

90. Hans-Reinhard Ehlers, Ekkehard Gärtner. Potenziale und Grenzen der Klotzbremse im Vergleich zur Scheibenbremse. ZEVrail Glasers Annalen, 2002, № 6/7. S. 290-300.

91. S. Horn. Kostenreduzierung durch Aluminiumbremsscheiben und innovative Beläge Eisenbahntechnische Rundschau, 1999, № 11. S. 741-744.

92. R. Müller: Veränderungen von Radlaufflächen im Betriebseinsatz und deren Auswirkungen auf das Fahrzeugverhalten (Teil 1). ZEV + DET Glasers Annalen, 122, 1998, № 11. S. 675-688.

93. V. Nagy, M. Danka. Brembetrieb eines Schienenfarzeugs bei Temteraturen unter 0°C. ZEV + DET Glasers Annalen, 1994, № 9. S. 411-414.

94. J. Raison. Revue Gonarale des Chemins de Fer, 1998, № 3, p. 9-15.

95. W. Schlosser, S. Aurich. Moderne Bremssysteme für Schienenfahrzeuge. ZEV + DET Glasers Annalen, 2001, № 8. S. 273-277.

96. Tsujimura Taro, Arai Hiroshi, Fujiwara Naoya. Development of high performance special cast iron brake shoes. Quart. Repts Railway Techn. Res. Inst. 1990, №4. S. 218-224.

97. Tsujimura Taro. Special cast iron brake. Quart. Repts Railway Techn. Res. Inst., 1989, №4. S. 220-226.

98. CarJ-Peter Zander. Klotzbremsen mit Sintermetallbelägen. ZEV+DET Glasers Annalen, 2001, № 4, S. 157-165.иложения

99. УТВКРЖДЛЮ» Л-лапиыи инженер Ярославского 5-1С|>грч?|и»1орсА|0|111Ю1 <» »анодаг. Ярославльнм^Щ. Пыцсва филиалау / \ 1/

100. V / ) Д О ! < 1'и с а «•« с ЦI с *жел с т п ие д о ии и1иг,, " '•'А и- |Г УхГ