Введение к работе
Актуальность работы
Шлифование рельсов - современный технологический процесс
восстановления их служебных свойств в пути. Данный вид обработки рельсов применяется для удаления дефектов на поверхности катания рельсов и формирования требуемой геометрии профиля.
Параметры используемого для шлифования рельсов абразивного инструмента оптимизированы исходя из повышения производительности технологического процесса. Большой вклад в изучение данного вопроса сделан учеными: Е.Н. Масловым, Б.Г. Лурье, Л.Н. Филимоновым, Д.Г. Евсеевым, Н.М. Султан- Заде, С.Н. Корчаком, В.А. Аксеновым, Д.В. Исаковым, П.П. Переверзевым, А.В. Королевым, Л.В. Худобиным, A. Griffith и др. Для оценки работы шлифовальных кругов используют паспорта, включающие эксплуатационные показатели, определяющие только производительность механической обработки и расход абразивного материала.
Эффективность технологического процесса шлифования рельсов в пути должна определяться не только производительностью, но и эксплуатационными свойствами поверхности головки рельсов после механической обработки. Долговечность рельсов в значительной степени зависит от качества поверхности после шлифования. Основными параметрами качества поверхности, которыми можно управлять в процессе механической обработки 'шлифованием, тем самым, изменяя уровень эксплуатационных свойств рельсов, являются шероховатость поверхности, микротвердость поверхностного слоя и величина остаточных напряжений в поверхностном слое головки рельса.
В свою очередь, параметры используемого- для шлифования рельсов абразивного инструмента влияют на показатели качества обрабатываемой поверхности. Таким образом, для выбора оптимальных параметров абразивного инструмента необходима комплексная оценка его работы с учетом эксплуатационных свойств поверхности катания рельсов после шлифования. Поэтому вопрос установления степени влияния параметров абразивного
4 инструмента на эксплуатационные свойства рельсов после шлифования является весьма актуальным.
Цель и задачи исследования
Целью данной работы является совершенствование технологического процесса шлифования рельсов в пути за счет оптимизации параметров абразивного инструмента и режимов резания для обеспечения повышенных эксплуатационных свойств поверхности катания рельса.
Для достижения поставленной цели в работе необходимо было решить следующие задачи:
-
Определить взаимосвязь показателей эксплуатационных свойств шлифовального круга с его параметрами и режимами резания;
-
Установить влияние параметров абразивного инструмента и режимов его работы на закономерности формирования поверхностного слоя;
-
Определить влияние параметров абразивного инструмента и режимов резания на эксплуатационные свойства поверхности катания рельсов после шлифования;
-
Разработать методику расчета параметров технологического процесса шлифования рельсов в пути на основе обеспечения оптимального сочетания производительности обработки, затрат на абразивный- инструмент и эксплуатационной стойкости рельсов после шлифования;
-
Разработать практические рекомендации для проектирования технологического процесса шлифования рельсов в пути, обеспечивающих повышенную эффективность обработки.
Научная новизна работы
-
Определена взаимосвязь стойкости инструмента, коэффициента шлифования и величины снимаемого припуска с параметрами абразивных кругов и режимами резания применительно к обработке рельсов в пути.
-
Количественно определена зависимость показателей качества поверхностного слоя головки рельса после шлифования от параметров абразивного инструмента и режимов его работы.
-
Установлено влияние параметров абразивного инструмента и режимов резания на износостойкость и усталостную прочность поверхности катания рельсов после шлифования.
-
Предложен критерий для оценки эффективности процесса шлифования рельсов в пути, связывающий долговечность рельсов после обработки с режимами резания и параметрами абразивного круга.
Практическая ценность
Разработаны практические рекомендации для проектирования технологического процесса шлифования рельсов в пути на основе обеспечения оптимального сочетания производительности обработки, затрат на абразивный инструмент и долговечности рельсов после шлифования .
Внедрение предложенных рекомендаций позволит повысить
эффективность технологического процесса шлифования рельсов в пути на 20% и получить экономический эффект 3,2 млн.руб/год для одного рельсошлифовального поезда.
Основные положення, выносимые на защиту
-
Результаты экспериментальных исследований взаимосвязи показателей эксплуатационных свойств шлифовального круга, используемого для обработки поверхности катания рельсов в пути, с его параметрами и режимами резания.
-
Установленные количественные зависимости показателей качества поверхности катания рельсов после шлифования от характеристик абразивного инструмента и режимов его работы.
-
Результаты экспериментальных исследований влияния параметров абразивного инструмента и режимов резания на усталостную прочность и износостойкость рельсов после шлифования.
-
Методика и алгоритм расчета режимов шлифования рельсов в пути на основе обеспечения оптимального сочетания производительности технологического процесса, затрат на абразивный инструмент и долговечности рельсов после обработки.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: студенческой конференции СГУПСа «Дни науки-2004» (г. Новосибирск, 2004 г.); региональной научно-практической конференции «Новейшие достижения науки и техники на железнодорожном транспорте» (г. Челябинск, 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.); XV международной научно-технической конференции «Проблемы развития рельсового транспорта» (г. Луганск, 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» (2004-2006 гг.).
Публикации
Основные результаты диссертационной работы изложены в сборниках научных трудов, материалах и тезисах научно-практических конференций. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных результатов и общих выводов по работе, списка использованной литературы, включающего 115 наименований, и приложения. Общий объем работы составляет 126 страниц машинописного текста. Диссертация содержит 45 иллюстраций, 9 таблиц.
