Повышение сроков службы восстановленных деталей ходовой части подвижного состава тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат технических наук Зиновьев, Владимир Евгеньевич

• Зиновьев, Владимир Евгеньевич
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Зиновьев, Владимир Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Краткие сведения о деталях ходовой части подвижного состава, анализ условий работы, определение вида и характера их износа.

1.2. Экспериментальные исследования величин износа деталей ходовой части электровозов и их статистическая обработка.

1.3. Факторы, определяющие срок службы восстановленных деталей ходовой части подвижного состава и возможности его повышения.

1.4. Анализ существующих способов нанесения износостойких слоев на поверхность детали.

1.5. Современное представление о физической природе и механизме упрочнения металла при поверхностном пластическом деформировании.

1.6. Анализ существующих способов упрочнения поверхностного слоя детали.

Цель и задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ НА ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ХОДОВОЙ ЧАСТИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ПРИ ИХ НАПЛАВКЕ.

2.1. Теоретический расчет температурных полей, возникающих в зоне пластической деформации детали, при ее наплавке.

2.2. Экспериментальные исследования температурных полей, возникающих при наплавке цилиндрических деталей, в зоне пластической деформации.

2.3. Анализ теоретических и экспериментальных исследований температурных полей наплавленного металла.

Выводы.

3. РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ РЕМОНТА ДЕТАЛЕЙ ХОДОВОЙ

ЧАСТИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА.

3.1. Наплавочное оборудование, теоретический расчет режимов наплавки.

3.2. Упрочняющее оборудование. Теоретический расчет режимов обработки наплавленного металла накатными роликами.

3.3. Разработка группы легирующих флюсов для восстановления деталей ходовой части подвижного состава.

3.4. Рекомендации к последующей механической обработке наплавленных и упрочненных деталей.

3.5. Разработка технологического процесса восстановления деталей ходовой части подвижного состава.

Выводы.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНЕСЕННОГО СЛОЯ МЕТАЛЛА ВОССТАНОВЛЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ ХОДОВОЙ ЧАСТИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА.

4.1. Физико-механические свойства нанесенного слоя металла деталей, отремонтированных существующим способом.

4.2. Шероховатость и геометрия поверхности восстановленных деталей.

4.3. Исследование поверхностной твердости, микротвердости и прочности сцепления наплавленного металла с основным у восстановленных деталей.

4.4. Исследование остаточных напряжений в наплавленном металле цилиндрических деталей.

4.5. Металлографическое исследование наплавленного металла.

4.6. Методика и результаты исследования износостойкости наплавленного и упрочненного слоя металла.

Выводы.

5. РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ПРИ РЕМОНТЕ ДЕТАЛЕЙ ХОДОВОЙ ЧАСТИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА.

5.1. Разработка оптимальных режимов наплавки и упрочняющей обработки горячего металлопокрытия цилиндрических деталей.

5.2. Управление качеством поверхности восстанавливаемых деталей ходовой части подвижного состава.

5.3. Технико-экономическое обоснование целесообразности применения упрочняющей обработки горячего металлопокрытия при ремонте деталей ходовой части подвижного состава.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение сроков службы восстановленных деталей ходовой части подвижного состава»

Важнейшей задачей современного железнодорожного транспорта является повышение экономической эффективности и безопасности движения поездов. Решение этих вопросов прямо зависит от создания и освоения высокоэффективных процессов производства, повышения качества изделий, снижения себестоимости, увеличения производительности и улучшения условий труда. Первостепенное значение приобретает продление срока службы деталей, так как ежегодные расходы на ремонт достигают огромных размеров. Особое внимание при этом уделяется вопросам ресурсосбережения. На коллегии МПС РФ (23 декабря 1998 г., №26) была утверждена программа ресурсосбережения на 1999 г., где отдельным разделом рассматривается вопрос по восстановлению изношенных деталей наплавкой. В указании МПС РФ №373у от 03.12.98 г. предлагается наиболее эффективные разработки включить в инвестиционную и научную части Программы «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте».

Опыт работы ремонтных предприятий показывает, что наибольшее число отказов (до 80%) обусловлено процессами изнашивания или комплексными причинами, где изнашивание играет доминирующую роль [1]. Большинство поступивших в ремонт деталей выбраковываются вследствие износа рабочих поверхностей, составляющего не более 1% исходной массы детали [2]. Установлено, что свыше 60% деталей при ремонте может быть с успехом восстановлено, поскольку большинство деталей имеют значительно более высокий ресурс долговечности по прочности, чем по износостойкости

3].

Наблюдения, проведенные на ряде ремонтных предприятий, показали, что одной из главных задач железнодорожного транспорта является повышение сроков службы и эксплутационной надежности деталей ходовой части подвижного состава. Поставленную задачу можно решить только за счет применения оптимальных технологий ремонта, внедрения средств автоматизации и механизации в производственный процесс. В настоящий момент, на ремонтных предприятиях для восстановления изношенных деталей ходовой части подвижного состава широкое распространение получили способы механизированной наплавки механизированной наплавки легированными проволоками и флюсами (более 50 %). Но значительным препятствием для их массового использования является: наличие пор, шлаковых включений, газовых пузырьков в нанесенном металлопокрытии; неоднородность структуры и химического состава нанесенного слоя металла; неравномерность поверхностной твердости по длине детали и микротвердости наплавленного слоя металла по его глубине. Вследствие выше перечисленных причин восстановленные детали имеют низкую износостойкость и эксплутационную надежность. Так, например, срок службы деталей рессорного подвешивания составляет 1/2 пробега электровозов [4]. Гасители колебаний служат 1 год вместо 6 по норме [5]. Вопрос совершенствования технологии ремонта и изыскание способов повышения надежности и долговечности восстановленных деталей стоит особенно остро в связи с падением производства запасных частей и предельного износа самих технических средств.

Сочетание электродуговой наплавки под слоем легирующего флюса с последующим пластическим деформированием наплавленного слоя металла при минимальных затратах позволяет: использовать остаточный ресурс долговечности детали по прочности; улучшить структуру металлопокрытия; повысить усталостную прочность и износостойкость восстановленных деталей [6, 7]. Это в свою очередь положительно отразится на сроках службы восстановленных деталей. Кроме того, применение поверхностного пластического деформирования наплавленного металла позволит уменьшить припуск на черновую обработку детали, а легирование нанесенного слоя металла исключит необходимость в закалке восстановленных деталей токами высокой частоты. Простота этого способа восстановления делает его доступным практически для всех ремонтных заводов железнодорожного транспорта. Недостаточное внедрение его в ремонтную практику, в значительной степени, объясняется малой изученностью процесса и отсутствием оптимальных способов и технологических режимов восстановления, применительно к деталям подвижного состава.

В связи с выше изложенным, в работе поставлена задача найти эффективный и экономичный способ повышения сроков службы восстановленных деталей ходовой части подвижного состава.

Диссертация состоит из оглавления, введения, пяти глав, списка литературы, включающего 135 наименований и приложений. Работа содержит 188 листов машинописного текста, 14 таблиц, 83 рисунка, 9 приложений.

Работа выполнена на кафедре «Эксплуатация и ремонт путевых и строительных машин» Ростовского-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени государственного университета путей сообщения.

Заключение диссертации по теме «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация», Зиновьев, Владимир Евгеньевич

Результаты исследования В.Е.Зиновьева рекомендуются техническим советом для внедрения на заводе.

Секретарь инженер завода

А.П.Захаров