Реферат Установка для наплавки гребней колёс
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
1.1 Назначение узла
Колесная пара (Рис.1.) – одна из ответственных частей вагона. Она направляет движение вагона по железнодорожному пути и воспринимает все нагрузки, передающиеся от вагона на путь и обратно. Безопасность движения поездов во многом зависит от конструкции, материала, технологии изготовления и ремонта, а также от качества осмотра колесных пар. Конструкция колесных пар оказывает влияние на плавность хода, сопротивление движению и величину сил при взаимодействии вагона и пути. Типы, основные размеры и технические условия на изготовление определяются государственными стандартами, а содержание и ремонт – «Правилами технической эксплуатации железных дорог» (ПТЭ) и «Инструкцией по осмотру, освидетельствованию, ремонту и формированию вагонных колесных пар» (ЦВ 3429).
Для безопасного движения вагона по рельсовому пути на ось 1 прочно закрепляется колесо 2 (Рис.1.) с соблюдением строго определенных размеров. Расстояние между внутренними гранями колёс L составляет: для новых колёсных пар, предназначенных для вагонов, обращающихся со скоростью до 120 км/ч – (1440 ± 3), свыше 120, но не более 160 км/ч (1440 +3-1). Во избежание неравномерной передачи нагрузки на колеса и рельсы разность размеров от торца оси до внутренней грани обода l допускается для колёсной пары не более 3 мм. Колеса, укрепленные на одной оси, не должны иметь разность по диаметру D более 1 мм, что предотвращает односторонний износ гребней и не допускает повышение сопротивления движения. С целью снижении инерционных усилий, колёсные пары скоростных вагонов подвергаются динамической балансировке: для скоростей 140 … 160 км/ч допускается дисбаланс не более 6 Н*м; для скоростей 160 … 200 км/ч – не более 3 Н*м.
На железных дорогах РФ используются различные по конструкции колес – цельнокатаные и бандажные, по способу изготовления катаные и литые, по диаметру круга катания – 957 мм. Стандартный профиль колеса имеет гребень, коническую поверхность и фаску. Гребень колеса направляет движение и предохраняет колесную пару от схода с рельсов.
Рис. 1. Колесная пара
1.2 Описание конструкции
Рис. 2. Стальное цельнокатаное колесо
1.3 Описание взаимодействия деталей колёсной пары под действием эксплуатационных и других нагрузок
Вертикальная статическая нагрузка груженного вагона подсчитывается по формуле
где
λ – средняя величина коэффициента использования грузоподъемности вагона, для пассажирского вагона λ = 1.
Вертикальная динамическая нагрузка, возникающая при колебаниях обрессоренных масс, вычисляется по формуле
где
где λв – величина, зависящая от осности тележки (приведена в таблице).
| | |
| | |
Рис. 3. Схема загруженности колесной пары вагона
а - вертикальные статические и динамические силы; б - вертикальные силы от горизонтальных нагрузок; в - горизонтальные нагрузки от центробежной силы и ветровой нагрузки; г - вертикальные нагрузки от сил инерции необрессоренных масс
При проведении расчета учитывается наиболее неблагоприятное состояние несимметричного вида колебаний. Динамическую нагрузку считают приложенной к центру одной шейки, а на другой ее принимают равной нулю.
В соответствии с ГОСТ 10791-2004 цельнокатаные колеса изготавливаются из сталей трёх марок: 1 – для пассажирских вагонов локомотивной тяги, пассажирских локомотивов, путевых машин, не моторных вагонов электро- и дизель-поездов; 2 и 3 – для грузовых вагонов маневровых и грузовых локомотивов.
Колёса должны быть изготовлены из спокойной стали, полученной мартеновским, кислородно-конвертерным или электросталеплавильным способом. Сталь должна быть подвергнута внепечной обработке инертным газом.
Сталь может подвергаться вакуумированию.
Таблица 1 Химический состав стали колёс
| Марка стали | Массовая доля элементов, % | |||||
| Углерод | Марганец | Кремний | Ванадий | Сера | Фосфор | |
| Не более | ||||||
| 1 | 0,44…0,52 | 0,80…1,20 | 0,40…0,65 | 0,08…0,15 | 0,030 | 0,035 |
| 2 | 0,55…0,65 | 0,50…0,90 | 0,22…0,45 | Не более 0,10 | 0,030 | 0,035 |
| 3 | 0,58…0,67 | 0,50…0,90 | 0,22…0,45 | 0,08…0,15 | 0,020 | 0,030 |
Примечания:
1. В стали допускается отклонение от массовой доли углерода ± 0,02 %.
2. Массовая доля никеля, хрома и меди не должна быть более 0,30 % каждого элемента. Молибдена – более 0,08 %.
3.При использовании непрерывно-литой заготовки массовая доля серы не должна превышать 0,020 %.
4. В готовых колёсах: предельные отклонения по массовой доле углерода, марганца, кремния, серы и фосфора от указанных в таблице – в
соответствии с ГОСТ 380, по массовой доле ванадия – не более ± 0,02 %.
Ударная вязкость стали дисков колёс при температуре 200 С должна быть не менее: для стали марки 1 – 0,3 МДж/м2; для стали марки 2 – 0,2 МДж/м2; для стали марки 3 – 0,16 МДж/м2.
Механические свойства стали ободов вагонных колес имеют следующие значения:
Таблица 2 Механические свойства колёс
| Марка стали | Временное сопротивление σВ, Н/мм2 | Относительное удлинение δ,% | Относительное сужение ψ, % | Твердость на глубине 30 мм, НВ |
| Не менее | ||||
| 1 | 880…1080 | 12 | 21 | 248 |
| 2 | 910…1110 | 8 | 14 | 255 |
| 3 | 980…1130 | 8 | 14 | 285 |
Разница значений твердости ободьев на глубине (30 ± 1) мм по периметру колёс не должна превышать 20НВ.
1.5 Силовые факторы, действующие на колесную пару,
Во время движения колесная пара нагружается пространственной системой сил, изменяющихся по величине во времени При качении колес по рельсам они испытывают сложные виды нагружения: контактные и ударные нагрузки, трение от соприкосновения с рельсами и тормозными колодками. Соприкасаясь с рельсом малой поверхностью, колесо передает ему значительные статические и динамические нагрузки. В результате этого в зонах соприкосновения колес с рельсами возникают большие контактные напряжения. В процессе торможения между колесами и колодками создаются большие силы трения, вызывающие нагрев обода, что способствует образованию в нем ряда дефектов. Эксплуатационное нагружение колесной пары характеризуется периодическим резким скачком амплитудных напряжений в ее элементах при прохождении стыков, крестовин и неровностях на рельсах, а также от воздействия неровностей на поверхности катания колес.
Подрез гребня возникает при трении гребня о вертикальную поверхность головки рельса и является преждевременным износом вследствие ненормальной работы колесных пар.
