Влияния структуры чугунных тормозных колодок на долговечность бандажей колес локомотивов

РЕФЕРАТ 7
ВВЕДЕНИЕ 12
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 14
1.1.Требования к чугунным тормозным колодкам и колесам для локомотивов 14
1.1.1. Типы тормозных колодок подвижного состава 14
1.1.2. Толщина и вес тормозной колодки вагона 16
1.1.3. Требования, предъявляемые к чугунным тормозным колодка по ГОСТ 30249-97 17
1.2 Ознакомится с технологией изготовления цельнокатаных колес локомотивов 22
1.2.1. Технология изготовления и свойства цельнокатаных колес 22
1.2.2 Виды неисправностей цельнокатаных колес при эксплуатации 28
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 33
2.1. Макро и микроструктурные исследования 33
2.2. Метод измерения твердости 34
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 37
3.1. Исследование образцов тормозных колодок 37
3.2. Поперечная трещина на гребне бандажа 39
4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 45
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 46
4.1.1 Анализ конкурентных технических решений 46
4.1.2 SWOT-анализ метода темплатного синтеза 47
4.2 Планирование научно-исследовательских работ 51
4.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 51
4.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и разработка графика проведения 53
4.3. Бюджет научно-технического исследования 57
4.3.1 Расчет материальных затрат научно-технического исследования 58
4.3.2 Расчет амортизации специального оборудования 59
4.3.3 Основная и дополнительная заработная плата исполнителей темы 61
4.3.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 64
4.3.5 Накладные расходы 65
4.3.6 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 66
4.4. Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 68
4.5. Выводы по разделу 71
5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 75
5.1 Введение 75
5.2 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 76
5.3 Производственная безопасность 79
5.4 Анализ вредных факторов при изготовлении изделия 80
5.5 Анализ опасных факторов при изготовлении изделия 83
5.6 Экологическая за безопасность 85
5.6.1 Защита на селитебной зоны 85
5.6.2 Защита как атмосферы 85
5.6.3 Защита за гидросферы 86
5.6.4 Защита как литосферы 86
5.7 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 86
5.8. Выводы по разделу 90
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 92

Весь текст будет доступен после покупки

Чугунные тормозные колодки являются самыми надежными в эксплуатации, что подтверждается более чем 100-летней работой. Одним из традиционных способов изготовления многих деталей железнодорожного транспорта, в том числе чугунных тормозных колодок, является литье [1–8]. С увеличением скорости движения поездов предъявляются более высокие требования к качеству и характеристикам тормозных колодок, принимается больше мер по обеспечению безопасности железнодорожного транспорта [10,13,15]. В связи с этим возникла задача провести детальное сравнение показателей качества чугунных тормозных колодок и оценить их достоинства и недостатки.
В настоящее время проблема взаимодействия в системах «колесо-нога» актуальна и важна [16,17]. В условиях эксплуатации подвижного состава колеса грузовых вагонов должны иметь достаточную твердость и прочность, обеспечивающие работоспособность и максимальную износостойкость в процессе эксплуатации. Решение этой проблемы может быть достигнуто путем определения разумной геометрии контактного элемента, материала с заданными свойствами и режима торможения.
Цельнокатаные колеса являются одним из наиболее ответственных узлов грузовых локомотивов, и их повреждение представляет собой сложный процесс взаимодействия системы тормозных колодок-колесо-рельс. Одной из наиболее частых причин повреждения узлов железнодорожной техники является контактная усталость. При взаимодействии колеса с рельсом создается давление более 1000 МПа. Цельнокатаные колеса в процессе эксплуатации подвержены сильным повреждениям по термомеханическим причинам. Колесные пары для фургонов часто перетачивают из-за повреждения поверхности протектора (скольжения, сварки, вмятины) [18]. Образование дефектов зависит от следующих факторов: условий эксплуатации, химического состава, механических свойств, размеров колесной пары.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1.1. Типы тормозных колодок подвижного состава
Есть несколько их моделей, различающихся по материалу и форме исполнения (дизайну). Рассмотрим 3 вида, наиболее актуальные для России [3].
Гребневые. Они устанавливаются на локомотивах, движущихся по магистрали, и имеют ширину полотна 1520 мм. Они необходимы, когда буксирные устройства не могут быть соединены попарно [11]. Они имеют сформированную канавку, которая в дополнение к нормальной силе способствует возникновению боковых сил и предотвращает соскальзывание колеса с рельса.
Выпускаются в двух вариантах:
1) с жесткими вставками, модифицированные, М - особо стойкие к повышенным динамическим ударам, востребованы в системах горнодобывающих предприятий, транспорт которых эксплуатируется в условиях сильного износа;
2) с высокими зацепами - Позволяет исключить повреждение шин колес и появление термических трещин.
Композиционные тормозные колодки для локомотивов, пассажирских и грузовых вагонов со скоростью 120 км/ч и выше. Они созданы на основе асбестового каучука, в который добавлены соединения сажи и бария, вулканизированы и напрессованы на каркас из металла [14].
Их износостойкость в 3-5 раз выше, чем у других моделей, у них высокий коэффициент трения и они стабильны, а значит эффективны. Их недостатком является относительно плохая теплоотдача, что может привести к образованию опасных температурных режимов в местах контакта колес и повреждениям на поверхностях движущихся частей - трещинам, смещениям, сварке. В холодную погоду они также сильно промокают от дождя, снега, влаги, льда и нуждаются в просушке. Поэтому их не применяют, когда повязка может сползать, ослабевать при перегреве.
Важный момент, который следует учитывать при выборе композитных ковриков для фургонов: они могут весить от 2,7 до 4 кг в зависимости от размера и состава сырья. Как правило, чем они тоньше, тем они легче (что логично). Фрикционный материал не так прост, так как он должен быть прочным и твердым, обеспечивая при этом минимальный износ. Поэтому большой популярностью у производителей пользуются ТИИР-300, Фритекс-950 и 970/2 (безасбестовый). Конструкции из них можно эксплуатировать в диапазоне температур от -60 до +60 градусов Цельсия, при скоростях до 28-39 м/с, при осевых нагрузках 200-250 кН и удельном давлении до 20 МПа.
Чугунные. Это стандартная опция для поездов, движущихся со скоростью ниже 120 км/ч. К их достоинствам можно отнести отличную теплоотдачу и влагостойкость. Правда, они нестабильны: их коэффициент трения сильно падает при более быстрой езде. Для устранения этой проблемы используются регуляторы давления, которые вызывают повышенный износ и поэтому требуют частой замены, ремонта и регулировки.
Прочность и долговечность достигаются за счет увеличения содержания фосфора – его доля доведена до 1,5 %, в результате чего износостойкость повышается на 30 % [12]. Побочным эффектом является сильное искрение, поэтому данная модель не подходит для автомобилей с деревянными подвижными частями.
1.1.2. Толщина и вес тормозной колодки вагона
Наиболее популярные варианты мы перечислили в таблице 1.1
Таблица 1.1 - Толщина и вес тормозных колодок на коже автомобиля
Исполнение Т, мм Масса, кг
25610-Н 55 65 3,2 3,45
25130-03-Н 50 60 2,7 3
25610-03-Н 65 2,9
25610-05-Н 65 4

На выбор модели влияет не только конструкция, надежность или цена, но и сезонность. Например, летом больше подходят композитные модели, а зимой - из черного металла. Для конкретных случаев лучше всего приобрести гребенчатый тип[9].

1.1.3. Требования, предъявляемые к чугунным тормозным колодка по ГОСТ 30249-97
1) Требования к химическому составу.
Эксплуатационные показатели и безопасность тормозных колодок зависят от состава материала, из которого они изготовлены. Состав и свойства чугуна, используемого в тормозных колодках, общеизвестны.
Колодки изготавливают из чугуна марок, химический состав которых должен соответствовать нормам, указанным в таблице1.2.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Витязь П.А., Толстой А.В., Садоха М.А. Анализ состояния литейных производств Республики Беларусь // Литье и металлургия. 2019. № 3. С. 35–40.
2. Неижко И.Г., Найдек В.Л., Гаврилюк В.П. Тормозные колодки железнодорожного транспорта. Киев, 2019. 121с.
3. Минимальная допустимая толщина чугунных композиционных тормозных колодок на локомотиве, вагоне: какие есть требования для эксплуатации (promputsnab.ru)
4. Ямшинский М.М., Назаренко В.С., Кравченко К.О. Аналіз гальмівних колодок та шляхи оцінки їх перспективних конструкцій // Вісник східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. 2015. № 1(218). С. 204–209.
5. Тартаковский, Э.Д. Использование тормозных колодок новой конструкции на железных дорогах Украины / Э.Д. Тартаковский, Е.Н. Фалендыш, Е.Н. Шапран, Л.И. Залеский, А.Л. Сумцов // Збірник наукових праць УкрДАЗТ. 2014. Вип. 145. С. 100–103.
6. Мурадян Л.А., Шапошник В.Ю., Винстрот Бернд Уве, Муковоз С.П.  Испытания перспективных тормозных колодок на железных дорогах Украины // Реалії та перспективи. 2015. № 07–08. С. 20–22.
7. Мартинов І.Е., Негволода К.С. Аналіз чинників, що впливають на ефективність використання автоматичних гальм вантажних вагонів // Збірник наукових праць УкрДАЗТ. 2013. Вип. 139. С. 230–235.

Весь текст будет доступен после покупки