Повышение работоспособности цельнокатаных колес подвижного состава железных дорог тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, доктор наук Кононов Дмитрий Павлович

• Кононов Дмитрий Павлович
• доктор наук
• 2019

Оглавление диссертации доктор наук Кононов Дмитрий Павлович

Введение

1 Современное состояние проблемы. Цель и задачи исследования

1.1 Условия эксплуатации железнодорожного подвижного состава и статистические данные по повреждаемости цельнокатаных колёс

1.2 Механизм образования усталостных трещин в железнодорожных колесах

1.3 Аналитический обзор факторов, вызывающих усталостные разрушения железнодорожных колёс

1.4 Анализ основных направлений работ по повышению работоспособности цельнокатаных железнодорожных колёс при увеличении осевой нагрузки

1.4.1 Коэффициент запаса усталостной прочности цельнокатаных колёс

1.4.2 Конструкционные методы повышения работоспособности железнодорожных колёс

1.4.3 Технологические методы повышения работоспособности железнодорожных

колёс

Выводы по главе 1. Цель и задачи исследования

2 Исследование факторов, влияющих на работоспособность железнодорожных колёс

2.1 Влияние коррозии на прочность железнодорожных колёс

2.1.1 Коррозионные повреждения в изношенных вагонных колесах

2.1.2 Влияние структурного состояния колесной стали на развитие коррозии

2.1.3 Влияние ванадия в колёсной стали и термической обработкина механизм и скорость коррозии

2.1.4 Влияние неметаллических включений на образование коррозионных повреждений в железнодорожном колесе

2.1.5 Влияние неметаллических включений на механические свойства колесной стали в активных средах

2.2 Определение напряжённо-деформированного состояния колеса под действием

механических нагрузок на колёсной паре

2.3 Определение напряжённо-деформированного состояния в железнодорожном колесе под действием термических нагрузок

2.4 Оценка уровня остаточных напряжений в цельнокатаных колёсах

2.5 Определение монтажных напряжений, действующих в колёсной паре

Выводы по главе

3 Математическое моделирование фрактально-кинетических процессов

усталостного разрушения железнодорожных колес

3.1 Геометрические фракталы и фрактальная размерность при изломах цельнокатаных вагонных колес

3.1.1 Фрактал и фрактальная размерность

3.1.2 Мультифрактальные характеристики

3.2 Фрактографические методы фрактального анализа изломов железнодорожных колес

3.2.1 Метод островов среза

3.2.2 Фурье-анализ профилей

3.2.3 Метод вертикальных сечений

3.2.4 Метод преобразования подобия

3.2.5 Метод R/S-анализа

3.3 Методика фрактальной параметризации рельефа излома колес железнодорожного подвижного состава

3.4 Использование фрактальных характеристик для анализа развития разрушения железнодорожных колес

3.4.1 Связь между показателями трещиностойкости колесной стали и фрактальной

размерностью

3.4.2 Определение зависимости фрактальной размерности от механических

характеристик колёсной стали

Выводы по главе

4 Повышение работоспособности железнодорожных колёс с помощью обточки поверхности диска

4.1 Предпосылки к разработке методики расчётного определения параметров качества поверхностного слоя в зависимости от механической обработки

4.2 Расчёт остаточных напряжений в обработанной поверхности элементов цельнокатаных колёс

4.3 Расчёт высоты неровностей обработанной поверхности с учётом термомеханических явлений процесса резания

4.4 Определение глубины и степени наклёпа обработанной поверхности

4.5 Влияние параметров качества обработанной поверхности диска на предел выносливости железнодорожных колёс

Выводы по главе

5 Повышение работоспособности железнодорожных колёс с помощью локальной

термообработки

5.1 Метод повышения долговечности цельнокатаных колес

5.2 Параметры процесса термообработки колёсной стали

5.2.1 Определение характеристик процесса нагрева колёсной стали с помощью

токов высокой частоты

5.2.2 Исследование влияния лазерной обработки на структуру и свойства стали, идущей на изготовление цельнокатаных колес

5.2.3 Газопламенная термическая обработка железнодорожных колёс

5.3 Моделирование локальной термообработки цельнокатаных колёс

5.3.1 Физическое моделирование

5.3.2 Математическое моделирование

5.3.2.1 Определение модуля упругости при растяжении в колёсной стали

5.3.2.2 Определение модуля упругости и коэффициента Пуассона с помощью ультразвука

5.3.2.3 Результаты расчётов напряжённо-деформированного состояния вагонных колёс, подвергнутых локальной термообработке

5.4 Экспериментальные исследования по влиянию локального упрочнения железнодорожных колес на их работоспособность

5.5 Оценка остаточных напряжений после локальной термообработки

Выводы по главе

6 Технико-экономическая оценка результатов исследования

6.1 Методика и результаты технической оценки результатов исследования

6.2 Определение экономической эффективности предлагаемых мероприятий ... 214 Выводы по главе

Заключение

Список литературы

Приложение А. Акты внедрения

Приложение Б. Напряжения в цельнокатаных колесах

Приложение В. Эпюры остаточных напряжений в цельнокатаных колесах

Приложение Г. Диаграммы испытаний на трещиностойкость

Приложение Д. Операционные карты технологического процесса механической

обработки цельнокатаных колёс

Приложение Е. Диаграммы испытаний на сжатие

Приложение Ж. Напряжения в цельнокатаных колесах после локальной

термообработки

Приложение И. Протоколы испытаний

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение работоспособности цельнокатаных колес подвижного состава железных дорог»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Технический и технологический прогресс на железнодорожном транспорте напрямую связан с ростом скоростей, увеличением осевых нагрузок, внедрением новых типов верхнего строения пути, применением новых композиционных материалов. При этом происходит очень сильные изменения в условиях эксплуатации подвижного состава и, прежде всего, его ходовых частей. При этом показатели надёжности должны обеспечивать, в первую очередь, безопасность движения на железных дорогах.

Эффективность работы железнодорожного подвижного состава в значительной степени зависит от надёжной и безотказной работы колёс, являющихся одним из основных его элементов.

В настоящее время наиболее важными являются задачи по увеличению усталостной прочности железнодорожных колёс. Внимание к данной проблеме вызвано тем, что при работе колеса могут появиться усталостные трещины, а также полный излом колёс с небольшой толщиной обода. Эти случаи, хотя и носят единичный характер, несут серьёзную угрозу безопасности движения. В связи с этим необходимо разрабатывать способы, котрые позволяют увеличить работоспособность железнодорожных колёс как в процессе производства, так и при эксплуатации.

Таким образом, задачи, стоящие перед железнодорожной отраслью, в той или иной степени связаны с увеличением долговечности железнодорожных колёс при изготовлении и ремонте, а также с увеличением их усталостной прочности.

Степень разработанности. Теоретическая и методологическая основа диссертации базируется на работах таких ученых как: Алехин С.В., М.А. Батлер, С.А. Беженаров, В.Ф. Безъязычный, А.А. Битюцкий, А.Ф. Богданов, В.М. Богданов, Ю.П. Бороненко, А.П. Буйносов, В.Е. Гальперин, П. Готье, В.И. Грек, С.И. Губенко, С.М. Захаров, И.А. Иванов, В.С. Иванова, В.Г. Иноземцев, И.Г. Киселев, С.Н. Киселев, В.С. Коссов, С.В. Кротов, М.Ю. Куликов, И.В. Кудрявцев, Н.Н. Кудрявцев, Т.В. Ларин, Е.П. Литовченко, Г. Лонг, И.А. Майба, М.М. Машнев,

В.М. Меланин, В.С. Наговицын, А.Н. Неклюдов, Э.Н. Никольская, А.М. Орлова, Г.Г. Осгут, И.Л. Пашолок, П. Равенс, А.А. Рауба, А.Н. Савоськин, Е.В. Сердобин-цев, А.В. Саврухин, С.С. Силин, М. Ситаж, Д.Х. Стоун, А.С. Сунгуров, А.С. Та-рапанов, И.Г. Узлов, С.В. Урушев, Ш.С. Файзибаев, Г.А. Филиппов, В.Н. Цюрен-ко, А.А. Шанявский, В.В. Шаповалов, Л.М. Школьник, Е.А. Шур, В.Ф. Яковлев и др.

Объект исследования - колесная пара подвижного состава железных дорог.

Предмет исследования - работоспособность колес подвижного состава железных дорог.

Целью исследования является повышение ресурса железнодорожных колёс за счёт увеличения их усталостной прочности технологическими методами.

Задачи исследования. В соответствии с указанной целью в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Анализ данных по работе колесных пар вагонов в реальных условиях эксплуатации на железных дорогах РФ в филиалах ОАО «РЖД».

2. Исследование факторов, влияющих на работоспособность железнодорожных колёс.

3. Исследование влияния неметаллических включений на развитие коррозии в цельнокатаных железнодорожных колёсах, а также на их работоспособность.

4. Моделирование напряжённо-деформированного состояния эксплуатирующихся вагонных колёс при различных осевых нагрузках, толщине диска и обода, а так же в процессе торможения.

5. Создание математической модели процессов усталостного разрушения железнодорожных колёс для определения их долговечности.

6. Разработка метода повышения работоспособности колёс грузовых вагонов при изготовлении с помощью обточки диска и определение режимов его механической обработки.

7. Разработка метода повышения работоспособности железнодорожных колёс при ремонте с помощью локальной термообработки по диску.

8. Технико-экономическая оценка предложений по повышению работоспособности цельнокатаных колёс железнодорожного подвижного состава.

Научная новизна. В ходе работы были получены следующие результаты:

1. Определены показатели, устанавливающие влияние неметаллических включений на развитие коррозии в цельнокатаных железнодорожных колёсах, а также на их работоспособность.

2. Произведена новая оценка напряжённого состояния эксплуатирующихся железнодорожных колёс, учитывающая действующие и перспективные осевые нагрузки, монтажные и остаточные напряжения, а также термические нагрузки, возникающие при торможении.

3. Разработана научно-обоснованная расчётно-экспериментальная методика анализа изломов колёсной стали, позволяющая определить эксплуатационную надёжность цельнокатаных железнодорожных колёс.

4. Предложен и исследован новый метод повышения работоспособности железнодорожных колёс, заключающийся в обточке поверхности диска для достижения наилучших показателей качества поверхностного слоя и установлены требования к их величине, а также режимы механической обработки.

5. Разработан новый метод повышения работоспособности вагонных колёс, заключающийся в локальном упрочнении поверхности диска, а также предложены режимы его термической обработки.

Теоретическая значимость:

1. Предложена методика анализа изломов колёсной стали, позволяющая определить механические характеристики железнодорожных колёс.

2. Применительно к проблематике диссертации результативно использованы методы математического моделирования и компьютерных технологий для оценки напряжённо-деформированного состояния цельнокатаных вагонных колёс.

3. Изложены факторы, определяющие работоспособность железнодорожных колёс.

4. Раскрыты проблемы несоответствия существующих представлений о величине модуля упругости стали при различной твёрдости.

5. Изучены факторы, влияющие на протекание процесса коррозии в колёсной стали.

6. Проведена модернизация математической модели оценки напряжённо-деформированного состояния цельнокатаных колёс после локальной термообработки.

Практическая значимость:

1. Разработаны и предложены к внедрению способы повышения работоспособности железнодорожных колёс с тонким ободом как при производстве, так и при эксплуатации.

2. Определены перспективы практического использования способов повышения работоспособности железнодорожных колёс, а также методики анализа изломов колёсной стали, позволяющей определить её механические характеристики.

3. Создана система практических рекомендаций по величинам параметров качества дисков цельнокатаных колёс, а также режимам их обработки.

4. Представлены предложения по дальнейшему совершенствованию технологических процессов производства и ремонта цельнокатаных колёс, обеспечивающие повышение их работоспособности.

Методология и методы исследований. Теоретической базой проведения исследований послужили положения ряда разделов фундаментальных наук: физики твёрдого тела, металловедения, прикладной математики и др. Использовались: метод конечных элементов, металлографический анализ, фактографический анализ, метод R/S-анализа фрактальной размерности, прочностные испытания, программные комплексы ANSYS, SolidWorks, Abacus. Экспериментальные исследования проводились как в лабораторных, так и в производственных условиях.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Влияние неметаллических включений на развитие коррозии в цельнокатаных железнодорожных колёсах, а также на их работоспособность

2. Влияние факторов, снижающих работоспособность железнодорожных колёс.

3. Новая методика анализа изломов колёсной стали, позволяющая определить эксплуатационную надёжность цельнокатаных железнодорожных колёс.

4. Повышение работоспособности железнодорожных колёс за счёт увеличения их усталостной прочности с помощью обточки поверхности диска.

5. Повышение работоспособности железнодорожных колёс за счёт увеличения их усталостной прочности с помощью локальной термообработки.

Достоверность и обоснованность научных результатов подтверждена проверкой согласованности результатов теоретических и экспериментальных исследований и обеспечивается корректностью исходных математических положений, а также обоснованностью принятых допущений. Реализация.

Результаты работы используются в ООО «Экспертный Центр вагоностроения» при исследовании факторов, вызывающих усталостные разрушения в вагонных колёсах при постановке их на производство, для повышения долговечности цельнокатаных колёс за счёт создания в поверхностном слое диска благоприятных показателей качества, а так же при проведении экспертиз, связанных с обследованием элементов конструкции тележки вагона для определения их текущего технического состояния и анализа причин схода вагонов грузового поезда при разрушении элементов конструкции тележки вагона, в том числе колёсных пар.

Также результаты диссертационной работы используются в испытательной лаборатории «Механическая лаборатория имени профессора Н.А.Белелюбского» ФГБОУ ВО ПГУПС при проведении испытаний деталей на трещиностойкость и при проведении экспертиз, связанных с обследованием мест изломов деталей машин, в том числе железнодорожных колёс.

Результаты работы включены в дисциплину Б1.В.ДВ.3.1 «Методы контроля качества металлопродукции» по направлению подготовки 23.04.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы», магистерская программа «Ремонт и эксплуатация наземных транспортно-технологических комплексов и систем» (Приложение А).

Апробация. Положения и результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях и симпозиумах: Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Транспорт: проблемы, идеи, перспективы» (2001, 2002, 2003, 2005 г., Санкт-Петербург, ПГУПС); конференция аспирантов и молодых учёных механического факультета ПГУПС (апрель и октябрь 2002 г.); интернет-конференция «Новые материалы и технологии в машиностроении» (Брянск, 2002 г.); «VIII Sci. Conf. «Telematics, Logistics and Transport Safety» (Катовице, Польша, 2008);«V International Scientific Conference for Middle and Eastern European Countries» (Катовице, Польша, 2002); «The international scientific conference of Riga Technical University» (Рига, 2002, 2004, 2007 г.); Conference of young scientists of Lithuania "Lithuania without science - Lithuania without future" (Вильнюс, Литва, 2004, 2005, 2007 г.); II Международная научная конференция "Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении". (Москва, ИМАШ РАН, 2012); научно-техническая конференция «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты» (С.-Петербург, 2003, 2005, 2007, 2009, 2011, 2015, 2016, 2018 г.); научно-техническая конференция «Прогрессивные технологии, применяемые при ремонте подвижного состава РЖД» (2016, 2017 г., Санкт-Петербург, ПГУПС).

Личный вклад. Все результаты, изложенные в диссертационной работе, получены автором самостоятельно, а именно:

- определены зависимости, устанавливающие влияние неметаллических включений на развитие коррозии в цельнокатаных железнодорожных колёсах, а также на их работоспособность;

- произведена оценка напряжённого состояния эксплуатирующихся железнодорожных колёс, учитывающая существующие и перспективные осевые нагрузки,

остаточные и монтажные напряжения, а также термические нагрузки, возникающие при торможении;

- разработана научно-обоснованная расчётно-экспериментальная методика анализа изломов колёсной стали, позволяющая определить эксплуатационную надёжность цельнокатаных железнодорожных колёс;

- предложен и исследован новый метод повышения работоспособности железнодорожных колёс, заключающийся в обточке поверхности диска для достижения наилучших показателей качества поверхностного слоя и установлены требования к их величине, а также режимы механической обработки;

- разработан новый метод повышения работоспособности вагонных колёс, заключающийся в локальном упрочнении поверхности диска, а также предложены режимы его термической обработки.

Публикации. По материалам и результатам диссертационной работы опубликовано 64 печатных работы, из них 13 в изданиях из перечня рецензируемых научных журналов для опубликования основных научных результатов диссертаций, рекомендованных ВАК РФ (3 в единоличном авторстве), 2 в изданиях, индексируемых в международных цитатно-аналитических базах данных Web of Science и Scopus, 2 монографии, одна из них в единоличном авторстве, получено 2 патента на изобретение.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из 16 разделов, включая введение, 6 глав, заключение, список литературы и приложения. Объём работы составляет 250 страниц (без приложений), в том числе 89 рисунков, 26 таблиц, 8 приложений. Список цитированной литературы содержит 257 источников.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1.1 Условия эксплуатации железнодорожного подвижного состава и статистические данные по повреждаемости цельнокатаных колёс

Колёсная пара, от которой напрямую зависит безопасность движения железнодорожного транспорта, должна надёжно работать в сложных эксплуатационных условиях. Самыми нагруженными элементами железнодорожного транспорта являются железнодорожные колёса, так как на них действуют высокие статические и динамические нагрузки, а также высокие температуры, возникающие при торможении.

Условия работы железнодорожных колёс из-за роста грузооборота, увеличения скоростей движения подвижного состава очень сильно ужесточаются [1, 2, 3, 4, 5]. Согласно нормативным документам, наибольшая допускаемая нагрузка на колёса для грузовых вагонов составляет 25 тс. Согласно Транспортной стратегии Российской Федерации на период до 2030 года устанавливаются требования по повышению скоростей, безопасности и развитию железнодорожных перевозок (тяжеловесное движение) [1]. Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации [1] до 2030 года предусматривает разработку специализированных вагонов для маршрутных поездов с осевыми нагрузками до 30 тс, увеличение наработки грузового вагона на отказ на 30...40%, а также увеличение осевых нагрузок локомотивов до 27.30 тс [2].

Очень сильное влияние на условия работы колёсных пар оказывает увеличение скорости движения поездов. В данный момент, установлены следующие допустимые скорости движения поездов: грузовые - до 140 км/ч, пассажирские - до 200 км/ч (для железнодорожных линий первого класса) [3]. Повышение скорости движения приводит к увеличению динамических нагрузок на колесо и появлению высокочастотных колебаний на участках со значительной жёсткостью пути.

Увеличение осевых нагрузок и скорости движения повышает силовое взаимодействие между подвижным составом и железнодорожным путём, что приво-

дит к увеличению напряжений в рельсах и колёсах [4, 5, 6, 7, 8]. В результате применения термоупрочнённых рельсов, щебёночного балласта, железобетонных шпал, повышения плотности шпальной решётки значительно увеличивается жёсткость пути [9, 10]. Это, а также неравномерный прокат, ползуны, выщербины, неровности пути сильно повышают динамические силы воздействия колёс с рельсами [7].

В последние годы произошло значительное увеличение суммарных пробегов колёсных пар [11]. У нового скоростного подвижного состава годовые пробеги возросли с 150 000...200 000 км до 500 000 км, а требуемые сроки работы до 30 лет. В то же время, в России встала задача замены существующего парка на подвижной состав нового поколения. В результате всего срока службы колёсные пары испытывают 109...1010 циклов нагружения, а это значит, что усталостную прочность нужно оценивать в другой области, а именно, из необходимо перейти от многоцикловой усталости в гигацикловую область [11, 12], имеющую другие закономерности.

В данном классе задач не подтверждается предположение о бесконечной долговечности при действующих напряжениях ниже предела выносливости, рас-

7 8

считанного на базе 10 .10 циклов. При этом меняется и место расположения очагов зарождения трещин [13]. Отмечаются случаи [11, 14] излома деталей в различных изделиях, в том числе и на железнодорожном транспорте при сравнительно низких, но продолжительно действующих нагрузках. Обнаружено, что у деталей, сломавшихся до 10 циклов нагружения, очаги зарождения трещин располагаются около поверхности у какого-либо концентратора напряжений (дефек-

п

та поверхности или изменения геометрии), а у изделий, сломавшихся после 10 циклов - внутри тела детали [11, 15], около дефектов микроструктуры или хрупких неметаллических включений.

Поэтому для увеличения безопасности движения, работоспособности железнодорожных колёс требуются новые нормативные документы по технологии их изготовления, обработки и упрочнения с учётом «Стратегии развития железнодорожного транспорта.». В качестве примера можно привести США, где при осе-

вой нагрузке 29 тс для магистральных грузовых вагонов за период с 1975 по 2006 произошло более 500 аварий по причине разрушения диска (таблица 1.1) с полученным убытком более 70 млн. долларов [16, 17, 18, 19].

Таблица 1.1 - Данные по изломам колёс

Всего Тип аварии Материальный ущерб, долл. США Количество пострадавших

Причина кол-во % столкновение сход другие итого % погибло ранено

Излом диска 529 11,9 - 511 18 73 095 354 19,2 0 47

Излом диска (лок.) 16 0,4 - 4 2 464 296 0,1 0 1

Материальный ущерб по наиболее часто встречающимся дефектам представлен в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Материальный ущерб от дефектов

Тип дефекта колёсной пары Средняя стоимость убытка, долл.

Подрез гребня 113 641,75

Откол обода 176 941,57

Трещина в диске 138 176,47

Износ гребня 19 191,88

Ослабление посадки колеса 120 118,74

Ползун 76 858,23

Наволакивание 64 292,81

Износ поверхности катания 100 085,95

Термическая трещина 143 894,60

Из анализа таблиц 1.1 и 1.2 видно, что, хотя число разрушений диска за 30 лет не такое уж и большое, то в денежном выражении последствия появления трещин ставят его на третье место. Это показывают актуальность действий, направленных на повышение надёжности и долговечности колёс.

Цельнокатаные колеса в СССР начали производиться в 1936 г. И с этого момента каждый год в процессе эксплуатации в них начали образовываться трещины. Исследования показывают, что причинами образования усталостных трещин

в колёсах являются повышенные осевые нагрузки, низкая толщина обода, и наличие дефектов на поверхности катания (сколы, ползуны, слипания, шероховатость поверхности катания). Чаще всего трещины возникают в холодное время года. При этом динамические напряжения в переходных областях диска являются максимальными. Данные по выявленным трещинам в колёсных парах грузовых вагонов на сегодняшний день приведены в таблицах 1.3 и 1.4. Видно, что присутствует связь со временем года (рисунок 1.1).

Учёные ВНИИЖТа (С.М. Захаров, Н.Н. Кудрявцев, Е.П. Литовченко, А.С. Сунгуров, Л.М. Школьник, Е.А. Шур и др.) [20-32], МИИТа (С.Н. Киселев, А.Н. Неклюдов, А.В. Саврухин и др.) [33-52], ПГУПСа (И.А. Иванов, А.Ф. Богданов и др.) [53, 54], УрГУПСа (И.А. Майба, В.В. Шаповалов, и др.) [55-62], РГУПСа (А.П. Буйносов и др.), проводившие многолетние исследования [63-72], а также данные по статистике показали, что трещины и изломы усталостного характера возникают во всех элементах колеса - ободе, диске, ступице, но наибольшее их количество и самые тяжёлые последствия возникают из-за разрушения диска. Результаты исследований изломов колёс, проведённых ВНИИЖТом, показали, что более половины колёс разрушаются в месте перехода диска в обод (рисунок 1.2), примерно 15% - это отколы части обода, при этом усталостные трещины начали развиваться также в местах перехода диск в обод.

Тип повреждений в колёсах зависит от срока их службы. Так, для колёс, работавших менее 8 лет, около 30 % составляет разрушение диска, а колёса возрастом от 9 до 16 лет - 37%. Колёса с изломами в зависимости от срока службы можно разделить так: от 1 до 5 лет - 36%, от 6 до 10 лет - 30%, от 11 до 16 лет - 34% [73].

Вместе с увеличением повреждений колёс, которые напрямую угрожают безопасности движения поездов, повысилось число колёсных пар, у которых присутствуют термомеханические повреждения поверхности катания (навары, ползуны, неравномерный прокат, выщербины). Устранение данных повреждений вызывает дополнительные эксплуатационные расходы [74] (рисунок 1.3).

Таблица 1.3 - Выявленные трещины в колёсных парах

Год изготовления Заводы Предприятия,формирующие колесные пары Прочие (нечитаемые, сточеные клейма) Всего

изготовители колес Клеймо предприятия

8 18 20 5 29 39 22 27 186 1175

нечит., сточен год 3 1 5 14 23

1972 1 1

1973 2 1 2 5

1974 1 1 1 1 4

1975 1 1 2

1976 1 3 1 5

1977 4 1 5

1978 1 3 1 5

1979 3 6 1 1 11

1980 5 2 7

1981 1 3 4 2 1 11

1982 7 2 1 10

1983 6 2 5 1 14

1984 5 6 4 2 17

1985 2 9 5 1 17

1986 2 4 2 2 10

1987 3 5 3 2 13

1988 1 9 2 1 13

1989 7 8 7 1 2 25

1990 6 8 5 1 20

1991 1 5 4 3 1 1 4 19

1992 3 4 3 10

1993 1 4 1 6

1994 3 1 1 5

1995 1 2 3 1 7

1996 2 2 4 1 9

1997 1 2 3

1998 1 1 2

1999 1 1

2000 2 1 1 4

2001 1 1

2002 2 2 1 2 2 9

2003 2 4 5 5 1 1 18

2004 2 4 1 3 2 1 13

2005 2 4 2 1 3 12

2006 1 1 2 2 6

2007 1 1 2 1 5

2008 3 2 2 7

2009 1 1 1 3

2010 2 2

2011 1 2 1 4

2012 1 1 2 1 5

2013 1 1 2

Итого 7 10 3 84 118 78 2 11 12 46 371

Таблица 1.4 - Выявленные трещины в колёсных парах по железным дорогам РФ

Дороги Всего выявлено колесных гмр с 'рещинами *и которыа поступили с других дорог РФ И СНГ Дороги проведения последнего ТО

ОКТ клг (ИСК ГОР СЕВ СКВ ювс ПРВ КБШ СВР ЮУР ЗСБ КРС ВСБ ЗАБ две яждк БЕЛ ЛИТ ЛАТ эте УЗ КАЗ АЗР Прочие

Октябрьская 43 3 40 2 1

Калининградская 0 0 0

Московская 2 0 2

Горьковская 1 1 0 1

Северная 7 3 2 4 1

Сев-Кавказская 5 0 5

Юго-Восточная 1 0 1

Приволжская 2 1 1 1

Куйбышевская 8 6 1 1 2 4

Свердловская 15 3 3 12

Южно-Уральская 17 12 1 3 5 6 2

Зап-Сибирская 217 34 3 1 183 30

Красноярская 5 3 1 2 2

Восг-Сибирская 13 4 1 9 3

Забайкальская 9 1 1 8

Дальневосточная 26 1 1 25

Всего: 371 72 42 0 5 5 4 5 2 2 5 16 10 190 33 12 12 25 0 0 0 0 0 0 3 0 0

% 100.04 19.4% 11,34 0,0* 1,3* 1.3% 1.14 1,34 0,54 0,54 1,34 4,34 2,74 51.24 8.94 3,24 3,24 6,74 0.04 0.04 0,04 0,04 0,04 0,04 0.84 0,04 0.04

Количество пропущенных колесных пар с трещинами, отправленных на другие дороги 72 2 0 3 5 0 0 1 1 3 4 5 7 31 3 4 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0

% 1004 3* 0% 4% 74 04 04 14 14 44 64 74 104 434 44 64 0,04 0,04 0.04 0,04 0,04 0,04 04 44 0.04 0,04

Рисунок 1.1 - Распределение выявленных трещин и дефектов в колёсных парах тележек грузовых вагонов по месяцам 2013-2014 г.

Рисунок 1.2 - Излом вагонного колеса

Очень важным является то обстоятельство, что данные дефекты поверхности катания, как показали исследования [75], могут стать причиной изломов колёс.

•Тонкий гребень «*""Ползун "^"Выщербины обода колеса, раковины ^^"Остроконечный накат Неравномерный прокат

Рисунок 1.3 - Динамика отцепок вагонов РФ по наиболее массовым видам неисправностей колёсных пар

1.2 Механизм образования усталостных трещин в железнодорожных колесах

Цельнокатаное колесо, является элементом конструкции, испытывающим в процессе эксплуатации сложный комплекс динамических нагрузок, которые изменяются по периодичности, уровню и длительности приложения [23, 39].

Для решения задачи по повышению надёжности, работоспособности железнодорожных колёс необходимо определить причину происхождения повреждений. Обработка результатов статистических данных по разрушившимся колёсам очень актуальна, так как типовые поломки дают возможность непосредственно сделать вывод о том, по какой причине возникают изломы и разработать способы увеличения их безотказности и долговечности.

Трещины усталостного характера у железнодорожных колёс, изготовленных по ГОСТ 10791-2011, в основном появляются на поверхности диска, которая механически не обрабатывается, в приободной части внтури колеса на расстоянии 40.70 мм от обода.

Существуют две стадии возникновения и развития усталостных трещин. Ещё до возникновения трещины в месте концентратора напряжений происходит накопление усталостных повреждений, что приводит к необратимым изменениям в структуре металла. При этом меняется дислокационная структура стали. Усталостная трещина образуется следующим способом: сначала возникает микротекучесть, затем - циклическая текучесть, циклическое упрочнения и возникновение усталостных микротрещин [76, 77]. Усталостные повреждения начинаются с образования и движения дислокаций, появления вакансий, смещения зёрен и сдвигах внутри них, разрыхления кристаллической решётки и др. Кроме этого, на поверхности возникает экструзия и интрузия, происходит адсорбция, окисление, пластическая деформация, в результате чего измененяется микрогеометрия. Усталостная трещина возникает в том случае, если в локальном объёме материала появляется критическая плотность дислокаций.

Во второй стадии усталости происходит рост усталостной трещины, который заканчивается изломом колеса. Процесс роста трещины состоит из трёх этапов [78-81]:

1) длина и скорость увеличения трещины малы, на поверхности отсутствует бороздчатость, трещина развивается вдоль плоскостей скольжения;

2) рост трещины перпендикулярно к внешним нагрузкам (установившийся рост);

3) катастрофический рост усталостной трещины, который завершается доло-мом колеса.

Формирование морфологии рельефа излома в процессе разрушения колеса осуществляется в направлении развития усталостной трещины и зависит от реакции металла на все варианты условий его нагружения.

Кинетику распространения усталостной трещины можно определить по таким показателям поверхности излома, как усталостные бороздки. Также по параметрам поверхности излома можно определить диапазон воздействия нагрузок на материал.

Во время роста усталостной трещины происходит непрерывный обмен энергией с окружающей средой, а также накопление и рассеивание энергии металлом. Материал с растущей усталостной трещиной является открытой системой, так как трещина появляется из-за внешнего воздействия.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Кононов Дмитрий Павлович, 2019 год

// \

i N

i' ____ \

Ii \ = '

ь а

i: P

/ ff if \

t i

/ f s

\

\

/

ив! [i» о;:г очю (vei

г^-с o>=( o SHC 0=1: i (но

i: jo moo

I I""i

P'^cijüi rn f-JCJJ-xiifj FI л L^jí Fi^oU^o nit

MalMiiJnuibv M Arid Mj: >1'ickn±?»

С IÍJL"ltl

Sp«iïKr T'ÇÎ

M

LÍ4 : i ■?

PS Pj

ilUo M--.IC-: ^^■vsrata Нл ' J.3

е5БП-a

U IÍ ji^I y ^iiid'i :■ ■■ -i í-(nassat « м-.-, ■11.7BE '

Гни Jj TS. к M

F -i 3 i J lyi i rH=E II

n^K rWjL-rq 4.D0

Kq Б2.ЧМР- rv"î

E.IIS MP-am"?

-i Щ-Ч -Je.

■-i ,102 - ...

■-a irtO - tk-

Vä =п'и - >« ...

■-a a' Cï ■■ ;<.■■■

Vil ai ЦБ -j

■-'i Л (7 - Hk-

■-a :iKJ ■■ J'.--

'.'átítng - im ...

■■a ID - Iii -

ï -л 11 Ы

■Jé Ji 12 - I, ...

-a :iM3 ■■ tk-

DJ Olli - Dk-

■■'a at 15 - tk --

ча лм-;

■- a M 1" - Is -

Vdü CIC - Is ..

г. с ....

íü

VTftrVjn lili -¡-k Hltïl

V - Z3JH3 Ш

Рисунок Г.2 - Зависимость P от v образца №2

\ Fracture Toughness Analysis: TIC ZT 290216 Spec03.FRF I ,[n)®

File Graph Zoom Analysis Print Utilities

Fracture Toughness: [CrlVortshop 96lE399FT96lTestedlTIC_ZT_290216_Spec03.V01 - 1]

47 500H i i l l l l l l i i i

45.12542.750-

-

38,000-

-

28,50026,125-

18,000-

9,5007,125-

0.0 00 0.065 0,130 0,195 0,260 0,325 0,390 0,455 0,520 0,585 0,650 0,715 0,780 0,845 0,910 0,975 1,040 1,105 1,170 1,235 1.3 00

Precrack op Precrack mc Fracture op Fracture mc Reference Material number Material Mat. thickness Customer Specimen Type ao (average) Line fit r? Line fit r? Line fit r? P5 Pq

Pmax

Principal type Ratio F'rridX/'F'q Kq

Loading rate Val crt 01 Val crt 02 Val crt 03 Val crt 04 Val crt 05 Val crt 0G Val crt 07 Val crt 08 Val crt 09 Vol crt 10 Val crt 11 Val crt 12 Val crt 13 Val crt 14 Val crt 15 Val crt 16 Val crt 17 Valid KIC KIC

Actual Rp0.2 > Strength ratio Rsx

Administrator HA250-2 Administrator HA250-2

65GFL

30

Customer e Straight notch 29.850 mm 0,004299 0,004298 0,999750 39,899 kN 40,008 kN 44,280 kN TYPE II 1,11

52,4 M Pa m"? 5,41 M Pa m"?

ok -ok -ok -ok -ok -ok -ok -ok -fail -foil -fail -fail -ok -ok -ok -ok -fail -fail -

478 0,001

Click stall point for line.

X = 0.771 mm Y = 8,636 kN

PncyHOK r.3 - 3aBHCHMOCTt P ot v o6pa3^ №3

[Fracture Toughness Analysis: TIC ZJ~ 290216 Spec04.FRF

File Graph Zoom Analysis Print Utilities

E0B

Fracture Toughness: [C:lVorkshop 96lE399FT96lTestedlTIC_ZT_290216_Spec04.V01 - 1]

40,00038.000-

-

32,00030,000-

-

22,000-

8,0006,000-

2,000-

o.o 00 0.065 0,130 0,185 0,260 0,325 0,380 0,455 0,520 0,585 0,650 0,715 0,780 0,845 0,810 0,875 1,040 1,105 1,170 1,235 1.3 00

Extension [mm]

Precrack op Administrator

Precrack mc HA250-2

Fracture op Administrator

Fracture mc HA250-2

Reference

Material number

Material 65GFL

Mat. thickness 30

Customer Customer e

Specimen Type Straight notch

ao (average) 30,080 mm

Line fit r? 0,027745

Line fit r? 0,101230

Line fit r? 0,888802

P5 36,707 kN

Pq 36,707 kN

Pmax 38,741 kN

Principal type TYPE I

Ratio Pmax/Pq 1,08

Kq 48,8 M Pa m"?

Loading rate 5,78 M Pa m"?

Val crt 01 ... ok...

Val crt 02 ... ok...

Val crt 03 ... ok...

Val crt 04 ... ok...

Val crt 05 ... ok...

Val crt 06 ... ok...

Val crt 07 ... ok...

Val crt 08 ... ok...

Val crt 08 ... ok...

Val crt 10 - fail -

Val crt 11 ... ¡a]...

Val crt 12 ... (a¡|...

Val crt 13 ... ok ...

Val crt 14 ... ok ...

Val crt 15 ... ok ...

Val crt 16 ... ok ...

Val crt 17 ... (ail...

Valid KIC ... (ail...

KIC

Actual RpO 2 > 447

Strength ratio F! 0,001

Line fit r? 0,888885

Click start point for line.

X = 0,431 mm Y = 35,835 kN

PHcyHQK r.4 - 3aBHCHMOCTB P ot v oôp&^a №4

Fracture Toughness Analysis: TIC_ZT_290216_Spec05.FRF

U

File Graph Zoom Analysis Print Utilities

EBB

-Odd(kN) Fracture Toughness: [C:lVorkshop 96lE399FT96lTestedlTIC_ZT_290216_Spec05.V01 - 1] Precrack op Precrack mc Fracture op Fracture mc Reference Material number Material Mat. thickness Customer Specimen Type ao (average) Line fit r? P5 Pq Pmax Principal type Ratio Pmax/Pq Kq Loading rate Val crt 01 Val crt 02 Val crt 03 Val crt 04 Val crt 05 Val crt 06 Val crt 07 Val crt 08 Val crt 08 Val crt 10 Val crt 11 Val crt 12 Val crt 13 Val crt 14 Val crt 15 Val crt 16 Val crt 17 Valid KIC KIC Actual Rp0.2 > Strength ratio Rsx Administrator HA250-2 Administrator HA250-2 65GFL 30 Customer e Straight notch 28,487 mm 0,888847 42,588 kN 42,588 kN 45,128 kN TYPE I 1,06 52,3 M Pa m"? 5,76 M Pa m"? h ... ok... ... ok... ... ok... ... ok... ... ok... ... ok... ... ok... ... ok... ... ok... ... ¡a]... ... (ail... ... (ail... ... ok... ... ok... - ok -... ok... ... (ail... ... (ail... 480 0,001

-

42,500-

37,50035,00032,50030,000-

-

20,000-

12,500-

2,500-

0.0 00 0.065 0,130 0,195 0,260 0,325 0,390 0,455 0,520 0,565 0,650 0,715 0,780 0,845 0,910 0,975 1,040 1,105 1,170 1,235 1.3 Extension frnm 00

Click start point for line. X = 0,726 mm Y = 35.207 kN

PncyHOK r.5 - 3aBHCHMOCTt P ot v o6pa3^ №5

Рисунок Г.б - Зависимость Р от v образца №6

ПРИЛОЖЕНИЕ Д. ОПЕРАЦИОННЫЕ КАРТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЦЕЛЬНОКАТАНЫХ КОЛЁС

Изм Лист № докуй Подпись Дата

Дубл- ГОСТ 3.1405-86 Форма 1

Взам.

Подп.

та 2 1

Разраб. Кононов Д. П. ПГУПС мк/кта

Согл.

Т. контр

Н. контр. КОЛЁСА ЦЕЛЬНОКАТАНЫЕ ГОСТ 10791-2011 0

Утв.

Цех | Уч. | РМ | Опер

Код, наименование операции

Обозначение доку мента

Код,наименование оборудования

СМ | Проф.

УТ КР

ЕН

К шт.

к/м

Наименование детали, сб. единицы, материала

ОПП ЕВ ЕН

КИ

H. расх.

Частота вращения, об/мин

Подача, мм/об

Глубина, мм

А01 Б02

п г 001

Механическая обработка Карусельный станок КС 1541

НОТ №024

I I I г

Установить колесо на станке наружной стороной вверх

003

-1-1-1-1-

Точить боковую поверхность ступицы в направлении от центра

-1-1-1-

от 160 до 120

04

~г

Р05

0,75

-1-1-1-1-

Точить боковую поверхность диска От ступицы до 0407 мм

006

-1-

от 30 до 20

Р07

1,5

-1-1-1---

Точить боковую поверхность диска от 0407 мм до 0 708 мм

008

I I I I

от 75 до 45

I I I I

Точить боковую поверхность диска от 0 708 мм до 0810 мм

Р09

0,75

010

т-1-1-

от 45 до 35

~Г

Р11

0,75

-1-1-1-1-

Точить боковую поверхность обода от 0810 мм до поверхности катания

012

I I I

от 35 до 30

I I I

Точить поверхность катания и гребень колеса

Р13

014

2,25

Р15

20,9

1,42

Дубл.

Взам.

Подп.

ГОСТ 3.1405-86 Форма la

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

ТП

мк/ктп

А Цех Уч. I РМ I Опер I Код, наименование операции Обозначение документа

Б Код, наименование оборудования СМ Проф. Р УТ KP EH К шт.

К/М Наименование детали, сб. единицы, материала Обозначение, код ОПП ЕВ EH КИ Н. расх.

Р Частота вращения, об/мин Подача, мм/об Глубина, мм Шероховатость, мкм

01 9 i i i Снять колесо со станка i III 1

02 10 Iii Установить колесо на станке внутренней стороной вверх i

003 i i i i i i i i [ i [ i 11 Точить боковую поверхность ступицы в направлении от центра

Р04 i i i от 160 до 120 0,75 i 1

005 12 Iii . Точить боковую поверхность диска от ступицы до 0400 мм i

Р06 1 i 1 от 58 до 38 1,5 i 1

007 13 ill Точить боковую поверхность диска от 0 400 мм до 0697 мм i

Р08 i 1 „ i от 76 до 44 0,75 i ]

009 14 i [ i [ Точить боковую поверхность диска от 0 697 мм до 0810 мм i

Р10 i i 1 от 44 до 38 0,75 i 1

Oil 15 ill Точить боковую поверхность обода от 0810 мм до вершины гребня i

Р12 i i i 20,9 1,42 i 2

013 16 Iii I 1 1 1 1 1 Контролировать величину остаточных напряжений в поверхностном слое диска прибором неразрушающего контроля

014 17 ill 1 Контролировать величину шероховатости поверхности по участкам i

PI5 i i i i i i i i i i Rz 10, Rz20

016 lili i i i i i i i [ Снять колесо со станка

ПРИЛОЖЕНИЕ Е. ДИАГРАММЫ ИСПЫТАНИЙ НА СЖАТИЕ

Удлинение(мм)

Удлинение(мм)

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕЛЬНОКАТАНЫХ КОЛЕСАХ ПОСЛЕ ЛОКАЛЬНОЙ ТЕРМООБРАБОТКИ

Рисунок Ж.1 - Распределение напряжений в колесе с плоскоконическим диском с толщиной обода 22 мм под статической нагрузкой 30 т на ось с локально-упрочнёнными зонами в виде прямых радиальных спиц

(внутренняя сторона)

Рисунок Ж.2 - Распределение напряжений в колесе с плоскоконическим диском с толщиной обода 22 мм под статической нагрузкой 30 т на ось с локально-упрочнёнными зонами в виде прямых радиальных спиц

(наружная сторона)

Рисунок Ж.3 - Распределение напряжений в колесе с плоскоконическим диском с толщиной обода 22 мм под статической нагрузкой 30 т на ось с локально-упрочнёнными зонами в виде радиальных Б-образных радиальных спиц (внутренняя сторона)

Рисунок Ж.4 - Распределение напряжений в колесе с плоскоконическим диском с толщиной обода 22 мм под статической нагрузкой 30 т на ось с локально-упрочнёнными зонами в виде радиальных Б-образных радиальных спиц (наружная сторона)

Рисунок Ж.5 - Распределение напряжений в колесе с плоскоконическим диском с толщиной обода 22 мм под статической нагрузкой 30 т на ось с локально-упрочнёнными зонами в местах перехода диска в обод и ступицу

(внутренняя сторона)

\

уоп М15в5 (Ы/тл2) 2.009е+ 008 1.841е + 008 . 1.674е + 008 . 1.507е + 008 1.339е + 008 1-008 1-008 8.373е + 007 . 6.699е + 007 . 5.025е+007 3.352е+ 007 I 1.678е+ 007 Н. 4.494е + 004

1.172е+С ■(}!. 1.005е+С

Рисунок Ж.6 - Распределение напряжений в колесе с плоскоконическим диском с толщиной обода 22 мм под статической нагрузкой 30 т на ось с локально-упрочнёнными зонами в местах перехода диска в обод и ступицу

(наружная сторона)

ПРИЛОЖЕНИЕ И ПРОТОКОЛЫ ИСПЫТАНИЙ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ «Механическая лаборатория им. проф. H.A. Белелюбского»

Адрес: 190031, г. Санкт-Петербург, Московский нр., 9 Тел./факс [phone]; Тел. [phone]; e-mail [e-mail]

Аттестат ФБУ «ТЕСТ - Санкт-Петербург» № SP01.01.406.045 до " 27 " мая 2019 г.

от "18" сентября 2017 г.

Объект измерения колесо цельнокатаное по ГОСТ 10791-2011 после обточки диска Наименование нормативного документа ГОСТ 25.507-85 «Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы испытаний на усталость при эксплуатационных режимах нагружения. Общие требования»; ССФЖТ ТМ 151-2003 «Колеса цельнокатаные. Определение предела выносливости диска» Условия проведения испытаний:

1. Температура воздуха 22 °С

2. Влажность 60 %

3. Атмосферное давление 750 мм рт. ст.

Средства измерений используемые при испытаниях:

1 .Испытательная машина 11ДМ-200 зав. №248/63/13. св-во о калибровке №18-16522 до 04.06.2018 г

наименование, тип, номер, данные о поверке

Результаты испытаний представлены в Приложении на_1_листе.

ИЛ «Механическая лаборатория им. проф. Н.А. Белелюбского» Приложение к протоколу № 12557 от 18.09.2017 Лист 1

Из 2

Испытания цельнокатаных колёс после обточки диска:

Испытания на усталость проводят с нагружениями в форме управляемых по программе однородных блоков. Каждый блок состоит из определенного количества ступеней (рис. 1).

Елок

Рисунок 1 - Многоступенчатая блок-программа нагружения колеса при испытании циклической нагрузкой

Режимы нагружения и количество циклов в ступени приведены в табл. 1.

Таблица 1 - Режимы нагружения

Ступень блока Нагрузка, кН Количество циклов в ступени

1 375 900 000

2 425 70 000

3 475 22 000

4 525 5 000

5 575 2 100

6 625 700

7 675 150

8 725 40

9 775 8

10 825 2

Критерий отказа - наличие в колесе усталостной трещины длиной около 100 мм.

ИЛ «Механическая лаборатория им. проф. Н А Бслслюбского» Приложение к протоколу № 12557 от 18 09.2017 Лист 2

Из 2

Заключение: Колесо №1: количество циклов до разрушения 1,7 ♦ 106

Колесо №2: количество циклов до разрушения 1,5- 106

Колесо №3: количество циклов до разрушения 1,65 • 10'

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ «Механическая лаборатория им. проф. H.A. Белелюбского»

Адрес: 190031, г. Санкт-Петербург, Московский пр., 9 Тел./факс [phone]; Тел. [phone]; e-mail lab.bclfa vandcx.ru

Аттестат ФБУ «ТЕСТ - Санкт-Петербург» XsSPO 1.01.406.045 до " 27 " мая 2019 г.

A.B. Бенин

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИИ № 12594

от "06" ноября 2017 г.

Объект измерения колесо цельнокатаное но ГОСТ 10791-2011 после термообработки диска Наименование нормативного документа ГОСТ 25.507-85 «Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы испытаний на усталость при эксплуатационных режимах нагружения. Общие требования»; ССФЖТ ТМ 151-2003 «Колеса цельнокатаные. Определение предела выносливости диска» Условия проведения испытаний:

1. Температура воздуха 22 °С

2. Влажность 60 %

3. Атмосферное давление 750 мм рт. ст. Средства измерений используемые при испытаниях:

1.Испытательная машина 1ЩМ-200 зав. №248/63/13. св-во о калибровке №18-16522 до 04.06.2018 г

наименование. тин, номер, данные о поверке

Результаты испытаний представлены в Приложении на_1 листе.

Руководитель группы механический испытаний__ / Мунгин A.A. /

Насшяишй протокол касается только обоажбв. подвергнутых испытанию

ИЛ «Механическая лаборатория им. проф. Н.А. Белелюбского» Приложение к протоколу № 12594 от 06.11.2017 Лист 1

Из 2

Испытания цельнокатаных колёс после локальной термообработки:

Испытания на усталость проводят с нагружениями в форме управляемых по программе однородных блоков. Каждый блок состоит из определенного количества ступеней (рис. 1).

Елок

Рисунок 1 - Многоступенчатая блок-программа нагружения колеса при испытании циклической нагрузкой

Режимы нагружения и количество циклов в ступени приведены в табл. 1.

Таблица 1 - Режимы нагружения

Ступень блока Нагрузка, кН Количество циклов в ступени

1 375 900 000

2 425 70 000

3 475 22 000

4 525 5 000

5 575 2 100

6 625 700

7 675 150

8 725 40

9 775 8

10 825 2