Введение к работе
Актуальность работы.
При ремонте рельсов в стационарных условиях механическая обработка является конечной операцией, оказывающей значительное влияние на формирование основных параметров, характеризующих качество поверхности.
В настоящее время используемые на сети отечественных железных дорог технологические процессы механической обработки головки рельса при ремонте недостаточно эффективны. Применяя различные режимы механической обработки, не учитывают физико-механические свойства материала и геометрические характеристики профиля старогодных рельсов, что приводит к недостаточно качественному формированию ремонтного профиля. Кроме того, с вводом в эксплуатацию рельсофрезерных станков и проведения работ по репрофи-лированию объемнозакаленных старогодных рельсов возникают проблемы, связанные с низкой эксплуатационной стойкостью инструмента и, соответственно, их повышенным расходом.
В связи с этим, вопрос технологии и организации комплексного ремонта старогодных рельсов, с целью повышения их эксплуатационной стойкости и снижения затрат на инструмент, при ремонте в стационарных условиях является актуальным и приобретает важное значение.
Цель и задачи исследования:
Целью данной работы является повышение эффективности технологического процесса ремонта старогодных рельсов путем оптимизации режимов комбинированной обработки в стационарных условиях.
В работе были поставлены следующие задачи:
-
Выявить основные направления повышения качества восстановления служебных свойств рельсов в стационарных условиях.
-
Установить кинетику повреждаемости старогодных рельсов различных групп годности.
-
Предложить систему оценки годности рельсов в зависимости от физико-механических и геометрических характеристик старогодных рельсов.
-
Оценить влияние характеристик физико-механического состояния головки рельса на режимы механической обработки.
-
Предложить технологический процесс комбинированной обработки старогодных рельсов различных групп годности.
-
Оценить эксплуатационные свойства старогодных рельсов после комбинированной обработки.
Методы исследования.
Теоретические исследования проводились на базе основных положений технологии машиностроения, теории резания металлов, материаловедения и статистической обработки данных. Экспериментальные исследования выполнены в лабораторных и производственных условиях с применением современных средств измерения, регистрации параметров технологического процесса, характеристик исходной и обработанной поверхности рельса.
Достоверность научных результатов.
Достоверность научных положений подтверждена необходимым объемом экспериментальных исследований; применением современной аппаратуры и методов обработки результатов.
Научная новизна работы:
-
Предложена классификация и разработаны критерии оценки старогодных железнодорожных рельсов.
-
Установлено влияние количественных значений параметров режимов нагрева головки рельса ТВЧ на обрабатываемость старогодных рельсов при репрофилировании для повышения производительности и качества ремонта в стационарных условиях.
-
Разработана математическая модель оптимизации режимов комбинированной обработки, позволяющая повысить эффективность технологического процесса ремонта рельсов в стационарных условиях.
Практическая ценность:
-
Разработан и реализован новый технологический процесс комбинированной обработки старогодных рельсов в стационарных условиях.
-
Определенны режимы высокочастотного нагрева головки рельсов предшествующие репрофилированию.
-
Установлены режимы механической обработки старогодных рельсов обеспечивающие повышение эффективности технологического процесса ремонта рельсов в стационарных условиях.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Результаты экспериментально-теоретических исследований динамики изменения физико-механических и геометрических параметров рельсов в процессе эксплуатации.
-
Система классификации групп годности старогодных рельсов.
-
Результаты исследования влияния режимов высокоэнергетического воздействия ТВЧ на физико-механические свойства поверхности головки старогодных рельсов.
-
Результаты исследования влияния комбинированной механической обработки с высокоэнергетическим воздействием ТВЧ на показатели обрабатываемости головки рельса.
-
Алгоритм и программа определения температуры в зоне индукционного нагрева головки рельса.
-
Практические рекомендации по реализации нового комбинированного технологического процесса обработки старогодных рельсов в стационарных условиях.
Реализация работы в промышленности.
Полученные результаты работы переданы Западно-Сибирской железной дороге, г. Новосибирск, для использования в рельсоремонтных предприятиях.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: студенческой конференции СГУПСа «Дни науки-2004» (г. Новосибирск, 2004 г.); научно-технической конференции «Наука и молодежь XXI века» (г. Новосибирск, 2004 г.); Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука, технологии инновации» (г. Новосибирск, 2004 г.); студенческой конференции СГУПСа «Дни науки-2005» (г. Новосибирск, 2005 г.); Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы и технологии» (г. Москва, 2004 г.); научно-технической конференции «Наука и молодежь XXI века» (г. Новосибирск, 2005 г.); седьмой Российской научно-практической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (г. Оренбург, 2005 г.); 44-й Всероссийской научно-практической конференции ученых транспортных вузов, инженерных работников и представителей академической науки «Современные технологии - железнодорожному транспорту и промышленности» (г. Хабаровск, 2006 г.); объединенных научных семинарах кафедры «Технология транспортного машиностроения и эксплуатация машин» и НИЛ «Технология транспортного машиностроения и ремонт подвижного состава» (2003-2006 гг.).
Публикации.
Основные результаты диссертационной работы изложены в сборниках научных трудов, материалах и тезисах научно-практических конференций. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ (в том числе 1 статья в рецензируемом ВАК научном издании).
Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных результатов и общих выводов по работе, приложения. Работа содержит 122 страницы машинописного текста, включая 30 рисунков, 19 таблиц, списка использованных источников, включающего 150 наименований.
