ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

В начальный период эксплуатации на поверхностях катания железнодорожных колес и рельсов, вследствие больших контактных нагрузок, появляется дефектный слой с микротрещинами, который приводит к их интенсивному износу, изменению поперечного профиля и увеличению площадки контакта. Этот дефектный слой с микротрещинами приводит к увеличению износа и под действием динамики к созданию продольной волнистости, которая вызывает дополнительные колебания и дальнейшую интенсификацию износа. Исходя из этого одной из важнейших задач, направленных на повышение долговечности рельсов и снижение динамических колебаний, является своевременное снятие дефектного слоя с сохранением сформировавшегося поперечного профиля и удаление продольной волнистости. С этой целью должен проводиться текущий ремонт колес и рельсов.

Для достижения равномерного и минимального износа профиля колеса необходимо обеспечить исходное, закономерно изменяющееся, оптимальное качество поверхностного слоя вдоль образующей поверхности трения. Это осуществляется за счет теоретического установления взаимосвязи между режимами отделочно-упрочняющей обработки и состояния поверхностного слоя профиля колеса. Такая взаимосвязь выражается через закон изменения коэффициента упрочнения от величины перемещения вдоль образующей поверхности трения профиля колеса. Этот закон изменения можно обеспечить упрочнением с изменяющимися режимами обработки. В качестве отделочно-упрочняющей обработки рекомендуется метод электромеханического упрочнения. К изменяющимся режимам обработки относится сила тока, от которой в свою очередь зависит коэффициент упрочнения. Следует, что изменение силы тока в автоматическом режиме во время электромеханической обработки при изготовлении и ремонте позволяет обеспечить равномерный и минимальный износ профиля колеса в процессе эксплуатации за счет создания закономерно изменяющейся твердости вдоль образующей колеса, исходя из функционального назначения каждого участка рабочей поверхности катания.

Возможность удаления поврежденного поверхностного слоя с поверхности катания головки рельса, с сохранением естественно сформировавшегося в процессе приработки профиля, предоставляют упругие технологии. Одной из наиболее перспективных технологий для рельсообработки является иглофрезерование. Иглофреза представляет собой инструмент, имеющий множество режущих кромок - податливых микрорезцов (иголок). Каждый микрорезец снимает тончайшую стружку с обрабатываемой поверхности. Совокупная глубина обработки, зависящая от параметров процесса, позволяет полностью удалить дефектный слой толщиной 0,2-0,3 мм. Благодаря малому поперечному сечению, иголки обладают большой податливостью и позволяют удалять слой металла равномерной толщины с фасонной поверхности. Это дает возможность удалять деформированный слой с поверхности катания рельса с сохранением естественно сформировавшегося поперечного профиля. Использование иглофрез позволяет уменьшить число рабочих головок для обработки рельса за счет увеличения поверхности контакта одного инструмента с поверхностью рельса. Изменение параметров иглофрезерования таких как: схема обработки, натяг, режимы резания, позволяет использовать иглофрезы как для удаления деформированного слоя, так и для снижения шероховатости обработанной поверхности. Иглофрезы обладают большей стойкостью, чем инструменты, применяемые в настоящее время для обработки поверхности катания головки рельса. При обработке иглофрезами не создается огранки профиля обработанной поверхности. Режущие элементы не чувствительны к ударам, возникающим при обработке стыков рельсов. Иглофрезерование позволяет работать с большими скоростями резания и подачами, что дает возможность повысить скорость рельсообработки и, соответственно, производительность рельсообрабатывающих комплексов.

Для устранения продольных волнообразных неровностей на поверхности катания железнодорожных рельсов предлагается применение шлифовальных брусков, важной особенностью обработки которыми является интенсивное удаление микронеровностей, вследствие их поверхностного контакта с обрабатываемой деталью, В отличие от существующих методов обработки рельсов, предлагаемый метод имеет свои характерные особенности. Кинематика такова, что шлифовальный брусок, прижимаясь к рельсу, совершает главное движение резания, образуемое как результат совместного действия поступательного движения вдоль продольной оси рельса, совместно с движением поезда и поперечного осциллирующего движения, по направлению перпендикулярного первому.

Осцилляцией бруска достигается сложное движение каждого абразивного зерна по обрабатываемой поверхности, приводящее к микрорезанию металла разными гранями зерна. При изменении направления движения происходит очистка поверхности бруска от стружки, то есть движение осцилляции позволяет повысить эффективность обработки, а также созданием условий для самозатачивания инструмента - увеличить его стойкость. Предлагаемый метод имеет возможность работать с более высокими скоростями движения рельсошлифовального комплекса (РШК), так как имеется большой запас по увеличению скорости резания (до 20…30 м/с). Это дает возможность повысить скорость рельсообработки и соответственно производительность РШК до 30 км/ч.