|
Элементы режима резания |
Черновая обработка |
Чистовая обработка |
|
Скорость резания V. м/с |
30-65 |
30-65 |
|
Подача врезания круга S, мм/об, колеса |
0,02-0,06 |
0,005-0,01 |
|
Скорость вращения колеса Уд, м/мнн |
12-18 |
6-10 |
Примечание. Используемые диаметры шлифовальных кругов 400...950 мм.
Преимуществами процесса шлифования (помимо высокой точности и качества обработанной поверхности) являются возможность восстановления геометрии обода колес с термомеханическими повреждениями, с твердостью поверхности 350...500 НВ и выше, а главное - возможность сохранения металла обода колеса, чего не происходит при точении "под корку". Можно повысить и производительность шлифования колес, используя возможности современных шлифовальных кругов для скоростного и высокопроизводительного шлифования.
Если шлифовальный круг представить как фрезу, работающую по генераторной схеме (см. п. "Фрезерование"), то совмещение в одном сечении проекций режущих кромок отдельных выступающих зерен дает истинный про4)иль неровностей круга. При прочих одинаковых условиях при использовании скоростного резания каждое абразивное зерно, находящееся на рабочей поверхности круга, за единицу времени срежет меньшее количество металла. Силы резания, действующие на каждое зерно, также уменьшаются. Поэтому появляется возможность догрузить абразив-ss
ные зерна круга, работающего с большой скоростью. Эту догрузку обеспечивают обычно увеличением подачи, скорости вращения детали или глубины шлифования, что увеличивает производительность процесса.
Скорость резания (скорость вращения круга) можно увеличить с 30...50 м/с до 80... 120 м/с и более, подачу врезания - с 0,5... 1,5 мм/мин до 8...16 мм/мин. Выполненные исследовательские работы [7], [16], [17] и др. по высокопроизводительному профильному врезному шлифованию (ВПВШ) колесной стали позволили рекомендовать следующие режимы:
скорость резания v = 80 м/с, подача врезания s = 10 мм/мин, скорость вращения колеса Уд = 200 м/мин.
2.3.2. Термическая обработка
Улучшить физико-механические свойства поверхностного слоя металла обода колес с целью снижения их износа можно путем использования индукционной термообработки ТВЧ, электродуговых методов (наплавки, наплавки-напыления), плазменной модификации и др. С этой же целью могут быть использованы и такие методы механической обработки, как создание регулярного рельефа и наклеп, а также методы электрохимической, электроискровой обработки и легирования, лазерной поверхностной обработки, химической, газоплазменной обработки и др. По некоторым из этих направлений ведутся предварительные проработки.
Из всех вышеупомянутых способов сейчас наибольшее применение находит термообработка ТВЧ: в электродепо "Дачное" метрополитена, ВЧД-5, на Октябрьском электровагоноремонтном заводе (ОЭВРЗ) (Санкт-Петербург), на Ташкентском локомотиворемонтном заводе и др. Другие способы поверхностного упрочнения ободьев колесных пар на железнодорожном транспорте широкого применения не нашли, и пока в этих направлениях проводятся только исследования для отработки режимов и создания опытных установок.
В настоящее время лишь для термообработки колес ТВЧ разработаны режимы, обеспечивающие формирование в них оптимального уровня остаточных напряжений, что является основным условием сохранения требуемого предела выносливости, а, следовательно, надежности колеса в целом.
Основными параметрами упрочненного поверхностного слоя, кроме остаточных напряжений, являются его глубина и форма, твердость и характер ее изменения по глубине, структура упрочненного металла, наклеп и др. Вместе с тем изменение износостойкости одного из элементов системы колесо-рельс влияет на износ другого. Успешное решение этой проблемы возможно только при условии рационального повышения износостойкости каждого элемента этой пары с учетом величины проскальзывания.
Из классической теории износостойкости и надежности пар сухого трения [18], [19], [20] известно, что их долговечность в значительной степени зависит от работы, которая должна быть затрачена на разрушение элементарного объема или массы деталей пар трения. Чем больше эта работа, тем долговечнее и надежнее пары трения в данных условиях эксплуатации.
Основные пути повышения работы разрушения следующие:
1. Повышение твердости металла деталей пар трения, т.е. создание метастабильных структур в их металле.
2. Повышение теплопрочности метастабильных структур металла деталей пар трения, особенно в жестких условиях эксплуатации, например при резком тепловом воздействии композиционной колодки при остановке поезда после интенсивного торможения.
3. Уменьшение величины зерна или увеличение дисперсности квази-эвтектоида в деталях пар трения, за счет чего уменьшаются среднестатистические размеры плоскостей элементарных сдвигов при разрушении металла, усиливается барьерный эффект границ зерен и межфазовых границ.
4. Уменьшение вероятности образования "мостиков схватывания" и задира с интенсивным грубым разрушением деталей пары трения.
5. Создание так называемых "естественных смазок" в одной из деталей пары трения, например, графита, сернистых соединений или дисульфида молибдена, но это сопровождается заметным уменьшением коэффициента трения.
Повышение надежности и долговечности колесной пары должно предусматриваться как на этапе ее производства, так и при эксплуатации или при проведении ремонта.
В настоящее время сформулированы основные требования к сквозной технологии производства металла и колес [21]:
1. Отсутствие металлургических дефектов при выплавке стали и изготовлении колес.
2. Обеспечение высоких значений прочности в цельнокатаных колесах. Увеличение прочности за счет значительного повышения содержания углерода не дает желаемого результата, т.к. при этом снижается пластичность стали и повышается чувствительность к концентраторам напряжений. Эффективным способом повышения прочностных характеристик является упрочняющая термообработка с получением однородной мелкодисперсной структуры с пластинчатой формой цементита.
3. Наличие в колесной стали небольшого процента содержания углерода, что обеспечит повышенное сопротивление образованию на поверхности катания колес дефектов термического характера.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.