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 ГОСТ30249-9717
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
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.
Целью выпускной квалификационной работы подробный анализ требований стандартов, технических условий и других критериев и норм к качеству чугунных тормозных колодок. Определить причины износа и разрушения колесных шин и разработать практические рекомендации для своевременного прогнозирования ситуации и снижения риска возникновения непредвиденных ситуаций.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
1) Изучить виды и причины повреждение колесной пары локомотивов;
2) Исследовать структуру и свойства тормозной колодки;
3) Исследовать структуру и свойства колеса (бандажа);
4) Установить причину разрушения бандажа локомотива.
Проведен аналитический обзор видов и причин разрушений колесной пары бандаж - тормозная колодка. Проблема их повреждаемости остается актуальной и по сей день.
Анализ структурного состояния и твердости фрагментов тормозных колодок показал, что излом образца тормозной колодки не соответствует чугуну марки «М» по ГОСТ 30249-97. Структура соответствует доэвтектическому белому чугуну и твердость ее завышена в три раза. Это свиидетельствует о несоответствие технологии изготовления колодки по ГОСТ 30249-97.
Основной причиной повреждения гребня бандажей локомотивов является фрикционное взаимодействие колеса с тормозной колодкой. В результате такого взаимодействия происходит преобразование кинетической энергии движения локомотива в тепловую энергию, причем большая часть теплоты уходит в колесо. На поверхности гребня бандажа происходит зарождение трещин в результате образования хрупкой мартенситной структуры. Развитие трещин до критического размера происходит под действием многократных циклов торможения тормозной колодки. При достижении максимальной концентрации напряжений в устье трещины происходит долом бандажа по всему сечению.
Различие в структуре и твердости исследуемых тормозных колодок, несомненно, влияет на эксплуатационные свойства всех элементов системы «тормозная колодка - колесо - рельс» и требует дальнейшего детального исследования.
