=Диплом= Колісні пари ВЛ80. Підвищення надійності в експлуатації (укр.)

[Admin]

Колісні пари ВЛ80. Підвищення надійності в експлуатації

Дипломный проект

на укр. языке

Скачать

Вступ

У сучасних умовах ринкових відносин народного господарства особливу гостроту набувають питання економії всіх видів ресурсів - матеріальних, енергетичних, трудових.
Багаторазово зростає значимість надійної роботи всіх технічних засобів і, зокрема, локомотивів, тому що їх відмови на шляху прямування, викликаючи затримки поїздів, порушення графіку руху, збій ритму перевізного конвеєра, призводять до значних втрат пропускної здатності, а в ряді випадків створюють загрозу безпеці руху поїздів.
Необхідний рівень надійності локомотивів в експлуатації забезпечується за рахунок системи технічного обслуговування і ремонту. Одними з найбільш відповідальних вузлів механічної частини локомотивів є колісні пари, величини ресурсів їх бандажів визначають періодичність обслуговування ТО-4, на якому виробляється обточування бандажів без викочування візків з-під локомотива з метою відновлення їх профілю, а також періодичність ремонтів ПР-3, КР-1 і КР-2,на яких проводиться заміна повністю зношених бандажів. На даний момент проблема зносу бандажів колісних пар локомотивів постала особливо гостро. і, як наслідок, в локомотивних депо зросли обсяги ремонтних робіт з утримання колісних пар рухомого складу.
Метою цієї роботи є створення умов, що дозволять здійснювати стеження і керування технічним станом колісних пар експлуатованого парку локомотивів, попереджати їх відмови і планувати заходи щодо відновлення їх працездатності. Це дозволить поліпшити використання ресурсу бандажів колісних пар і істотно скоротити витрати на їх технічне обслуговування та ремонт [1].


1 Теоретичні дослідження і постановка задачі проекту

Трибологія може сприяти розвитку транспорту, як жодна інша дисципліна. Області її застосування обширні: фактично немає жодного сполучення, де б не було потрібно застосування досягнень триботехники. Особливо застосування трибо логічних знань необхідно при розробці двигунів, гальмівних систем, гасителів ковання, ковзних контактів. Ми, однак, обмежимося лише однією областю застосування трибології - взаємо ¬ дією колеса з рейкою.
Нагадаємо, що трибосистеми, в тому числі і колісно-рейкова (КРТ), є агрегатною системою, що складається з трібоелементов (твердих тіл, об'єднаних трібоконтактом) і зовнішніх триботехнічних факторів. До елементів відносяться рейки і колеса. До зовнішніх тріботехнічного факторів належать мастило і фактори зовнішнього середовища. Діючі періодично гальмівні колодки можна розглядати і як трібоелементи, і як зовнішній фактор в залежності від досліджуваного процесу.
Основним триботехнічних критерієм є довговічність коліс і рейок, що оцінюється у пробігах пропущеному тоннажі. Реально на практиці доведено, що довговічність коліс вантажних вагонів з навантаженням 30 т / вісь може досягати 1 млн. км, рейок - 1 млрд.т брутто (з урахуванням 3-4 обточек і перешліфовок). Передбачається, що при реалізації всіх інноваційних рекомендацій можна збільшити термін служби коліс при навантаженні 35 т / вісь до 2,5-3 млн. км пробігу, рейок - до 1-1,5 млрд. т брутто. В даний час довговічність коліс і рейок лімітується бічним зносом і контактної втомою і становить відповідно в середньому 200-400 тис. км і 250 - 300 млн. т брутто.

1.1 Напруження і деформації в контакті колесо - рейка

КРТ - це система, в якій реалізується переважно тертя кочення. Найбільш близький її аналог - підшипник кочення. Фактично КРТ і є гігантським розгорнутим підшипником кочення. Умови оптимальної роботи підшипника кочення відомі: це форма елементів, максимально наближена до ідеальної форми тіл кочення,ідеальне прилягання контактних поверхонь (максимальна конформність профілів) та неперевищення максимальними дотичними напруженнями деякої межі - циклічного межі текучості (т.е. Т циклу навантаження, при якому деформація 0,1% накопичується за 105 циклів, див. розділ 14). Важливою вимогою є відсутність ударів і вібрацій, стабільність сил тертя і відносної швидкості (прослизання). Жодному з цих вимог сучасна КРТ не задовольняє (рис. 1.1).З причин:
1 вихідний контакт колеса і рейки далекий від конформного;
2 форма коліс і рейок неідеальна;
3 контактні напруги часом перевершують не тільки циклічну, але і статичну межу текучості (початковий тиск перевершує твердість металу), а прослизання може коливатися від 0 до 100%.
Катастрофічний знос і контактно-втомне ушкодження (КВУ) нерозривно пов'язані з пластичною деформацією поверхневого шару металу, і якщо ці процеси мають місце, то це свідчить про те, що перевищуюча межа текучості матеріалу, принаймні локальна,в окремі моменти часу.
Нове колесо і нова рейка мають двозонний контакт (рис 1.1). Зона на поверхні катання сприймає в основному вертикальні навантаження, зона на гребені і бічній поверхні рейки - в основному горизонтальні.При среднесетевой навантаженні на вісь 18 т і усередненому профілі коліс і рейок тиск на поверхні катання складає 600-800 Н / мм '[2]. Вважається, що напрямні зусилля на гребенях коліс без урахування ударної взаємодії досягають Y = 0,96 Р, де Р (навантаження на колесо) приблизно дорівнює 9 - 11 т (90 - 110 кН). Бічні сили в кривих радіусом 300 м підтверджують, що вони близькі до 100 кН / вісь.Отже, можна прийняти, що напрямні зусилля і тиску на бічних гранях рейок мають той же порядок, що й на колі катання, і при осьовому навантаженні 20 - 24т становлять 9 - 11 т.