Исследование влияния вибраций на структуру и свойства термоупрочненных рельсов
ВВЕДЕНИЕ
Железнодорожные пути России – это одна из самых больших транспортных сетей в мире, которая является ключевой частью евразийской железнодорожной системы и связана с системами железных дорог в Европе и Восточной Азии. Данная система обладает высоким пассажиропотоком и грузооборотом. Государственная стратегия развития железнодорожного транспорта в России до 2030 года направлена на увеличение пропускной способности, расширение железнодорожной сети, реконструкцию и строительство искусственных сооружений, развитие скоростного и высокоскоростного движения, увеличение грузооборота и скоростного режима. Однако, такое развитие системы может привести к увеличению грузонапряженности и скоростей на рельсовом полотне. В работе проводится анализ статистики грузонапряженности и выхода из строя рельсов на Восточном полигоне, особенно на западно-сибирской железнодорожной магистрали, где имеется больше данных из-за сложных условий эксплуатации. Объектом исследования выбран железнодорожный рельс со сварным швом типа Р65 категории ДТ350.
ВВЕДЕНИЕ. 6
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР. 7
Состояние ЖД транспорта России. 7
1.1 Статистика аварий на железной дороге. 7
1.2 Причины возникновения высокочастотных вибраций в системе колесо-рельс 12
1.3 Конструктивные особенности элементов стрелочных переводов. 19
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.. 32
2.1 Химический анализ. 34
2.2 Методика испытаний на растяжение. 36
2.3 Образцы для испытаний на циклическую долговечность. 37
2.4 Методика проведения металлографии. 40
2.5 Методика проведения измерения микротвердости. 42
2.6 Проведение неразрушающего контроля. 43
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. 45
3.1 Результаты испытаний на растяжение стали 12Х18Н10Т. 46
3.2 Результаты испытаний на циклическую долговечность. 46
Результаты высокочастотных испытаний. 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 60
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ГОСТ Р 57181-2016. Сварка рельсов термитная. Технические условия. Введ. 2017-01-01. - М.: Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии, 2016. - 25 с.
ГОСТ Р 51685-2013. Рельсы железнодорожные. Технические условия. Введ. 2014-01-01. - М.: Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии, 2013. - 51 с.
ГОСТ 22536.1-88 "Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения общего углерода и графита".
ГОСТ 22536.5-87 "Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Метод определения массы скрытых дефектов (антирагирование)".
ГОСТ 22536.7-88 "Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения массы неметаллических включений".
ГОСТ 22536.12-77 "Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения содержания фосфора".
ГОСТ 7565-81. Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для химического состава. М.: Изд-во стандартов, 1982. – 9 с.
ГОСТ Р ИСО 14284-2009. Сталь и чугун. Отбор и подготовка образцов для определения химического состава. М.: Стандартинформ, 2010. – 20 с.
ГОСТ 28033-89 "Сталь. Метод рентгенофлюоресцентного анализа".
ГОСТ Р 54153-2010 "Сталь. Метод атомно-эмиссионного спектрального анализа".
ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. Введ: 01.01.1985. М.: Стандартинформ, 2008. 24 с.
ГОСТ 9454-78. Металлы. Методы испытаний на ударный изгиб. М.: Издательство стандартов, 1985. 23 с.
ГОСТ 9012-59. Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю d = 10мм. М.: Издательство стандартов, 1963. 15 с.
ГОСТ 8233-56. Эталоны микроструктуры. М.: Издательство стандартов, 1959. 23 с.
ГОСТ 25.502-79. Методы механических испытаний металлов. М.: Издательство стандартов, 1979. 44 с.
ГОСТ 17745-72. Стали и сплавы. Метод определения газов. М.: Издательство стандартов, 1979. 10 с.
ГОСТ 18895-97. Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа. М.: Стандартинформ, 2006. 23 с.
Крестовина состоит из остряка. Рассматриваем остряк так он является объектом исследования.Остряк стрелочного перевода — рельс, один конец которого специально обработан (заострён) и прилегает к рамному рельсу стрелки; обеспечивает перекатывание и происходит перекрытие одного пути и открывание другого. Остряки соединяют между собой соединительными тягами, число которых зависит от длины остряков. Тяги подразделяют на стрелочные, переводные и соединительные. Стрелочные тяги связывают остряки, обеспечивая им правильное взаимное расположение. Переводные тяги предназначены для перевода остряков из одного положения в другое. Один из двух остряков стрелки всегда прижат к соответствующему рамному рельсу, а второй в это время отведен от другого рамного рельса. Расстояние между отведенным остряком и рамным рельсом, называемое шагом остряка, должно быть достаточным, чтобы гребни колес проходящего по стрелке подвижного состава не задевали остряк. [54]. Перевод остряков из одного положения в другое осуществляется с помощью специальных устройств, включаемых в электрическую или механическую централизацию стрелок, или ручными переводными механизмами.Остряки обычно изготавливают из высокоуглеродистой стали, с легированными вставками или без них. Часто бывает эффективно остряки подвергать дополнительной термической обработке. Остряк имеет полный профиль в корне и плавно уменьшается по ширине подошвы почти на всей своей длине, а со стороны рамного рельса примерно на 1 /2 длины остряка уменьшается его головка. [55] Для соединения частей стрелочного перевода используют алюмотермитную сварку ГОСТ Р 57181-2016. [1]