ДИПЛОМ-Громова Н.И. (Повышение износостойкости стальной втулки шпинтона методом сульфоционирования)

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Подвижной состав железных дорог»

    К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

__________В.М. Макиенко

«____»________20___г.

ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ СТАЛЬНОЙ ВТУЛКИ ШПИНТОНА МЕТОДОМ СУЛЬФОЦИАНИРОВАНИЯ

Пояснительная записка к дипломному проекту

ДП 23.05.03.В.155.00-ПЗ

Студент гр.155 Н.И. Громова

Консультант по безопасности

жизнедеятельности

Старший преподаватель А.А. Балюк

Консультант по экономике

к.э.н., профессор В.А. Подоба

Руководитель

к.т.н., доцент Е.М. Баранов

Нормоконтроль

Старший преподаватель Я.В. Жатченко

Хабаровск - 2016

Аннотация

Основной целью дипломного проекта является повышение износостойкости втулки шпинтона химико-термическим методом под названием сульфоцианирование. Произведен анализ видов износов деталей подвижного состава. Рассмотрены методы упрочнения металлов. Произведен расчет экономической эффективности применения данного метода, рассчитан срок окупаемости. Описаны мероприятия по технике безопасности при основных операциях технологического процесса повышения износостойкости.

Annotation

The main aim of the diploma project is to improve the wear resistance of the sleeve shpintona chemical-thermal method called sulfotsianirovanie. The analysis of types of wear and tear of the rolling stock. The methods of hardening metals. The calculation of the cost-effectiveness of this method, calculated the payback period. Described the event on safety in the basic operations of the technological process of repair durability improvement wear resistance.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время все больше внимания уделяется вопросам связанным с износом деталей подвижного состава. С каждым годом процент изнашивания увеличивается, это отрицательно сказывается на безопасности движения. Важным остается вопрос о высокой стоимости новых запасных деталей, что приводит к снижению полной готовности подвижного состава. В связи с этими проблемами все чаще делается акцент на повышении износостойкости, а не на полной замене изнашиваемых деталей. Это сокращает себестоимость и расход материалов. Внедряются разработки по поиску новых материалов. Которые при механизированных способах повышения износостойкости, формируют покрытия, способные выдерживать вибрации и динамические нагрузки, противостоящие многократному износу.

В данном дипломном проекте решаются задачи повышения количества работоспособных деталей, путем использования новых технологий. Проводится небольшой обзор различных методов упрочнения металлов. Рассматривается технология эффективного метода сульфоцианирования, для повышения износостойкости стальной втулки шпинтона. Он увеличивает эксплуатационные сроки, за счет образования тонкого сульфидированного слоя.

1 АНАЛИЗ ИЗНОСА ДЕТАЛИ ВАГОНОВ

1. Анализ дефектов вагонов

Работа вагонов протекает в условиях изменения температуры и влажности окружающего воздуха, его запыленности; непрерывных ударов и вибраций больших статических и динамических нагрузок. По мере увеличения пробега, каждый из этих факторов дает о себе знать.

Детали вагонов постепенно изнашиваются, в результате чего изменяются их геометрические размеры и форма, характер посадки сопряженных деталей и качество их поверхностей. Это все понижает производительность, грузоподъемность, рабочие и транспортные скорости.

Поскольку надежность вагонов связана с безопасностью людей, требования к ней остаются предельно высокими. В связи с этим возникает проблема восстановления работоспособности узлов.

Проведенный анализ неисправностей подвижного состава показал, что из всех видов дефектов доля, приходящаяся на износы, составляет 42,8 процентов, на трещины – 34,5 процента, на излом элементов – 18 процентов, прочие – 4,7 процента. На рисунке 1.1 представлен данный анализ неисправностей подвижного состава.

Рисунок 1.1 – Анализ неисправностей подвижного состава

Таким образом, большинство деталей приходят в негодность в результате износа.

При анализе причин изнашивания деталей выявлены основные три вида износа. Классификация видов износа схематически представлены на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Схема классификации видов износа

Подробный анализ выявил, что механический износ можно разделить на две группы:

- абразивный износ: характерен для открытых узлов механизмов, работающих в среде, загрязненной пылью, грязью и песком. Твердые частички при взаимодействии с деталями внедряются в поверхность, срезая стружку и разрушая механизм.

- усталостное изнашивание: характерно для закрытых передач при многократных контактных напряжениях, меняющихся по пульсирующему циклу, которые создают на рабочей поверхности микроскопические трещины, приводящие к разрушению металла.

При высоких скоростях движения и значительных удельных давлениях в условиях ограниченной смазки, обнаруживается молекулярно – механический износ. Такие условия приводят к схватыванию при плотном контакте микровыступов с повышением температуры, в результате металл сваривается и расплавляется, что приводит к задирам и преждевременному разрушению.

Последний вид износа коррозионно-механический. Он образуется при недостаточной смазке узлов механизмов и является результатом взаимодействия металла с кислородом воздуха, который проникает в деформированный металл и при сильном сжатии подвергается нагреву. В таких условиях окисление металла происходит весьма интенсивно, образовавшаяся на поверхности трения хрупкая оксидная плёнка разрушается, обнажая новые слои металла. Износ механизмов всегда является комплексным, и состоит из нескольких видов.