Дипломный проект (1222694)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Локомотивы»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

__________А.К. Пляскин

«____»________20___г.

МОДЕРНИЗАЦИЯ ДЕТАЛЕЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТИТАНОСОДЕРЖАЩЕГО

МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

Пояснительная записка к дипломному проекту

ДП 23.05.03.25.К11-ПСД(С)Л-658.ПЗ

Хабаровск – 2017

Введение

Модернизация подвижного состава производится с целью продления срока служба и увеличения эксплуатационных показателей тягового подвижного состава, грузовых и пассажирских вагонов, улучшения их потребительских свойств и технико-экономических параметров.

Т.к. обеспечение безопасности перевозочного процесса является ключевым условием для эффективной эксплуатации подвижного состава на железных дорогах РФ, перед производителями и операторами подвижного состава стоит ряд задач по повышению межремонтного пробега, динамических качеств, а также ремонтопригодности грузовых вагонов. Для достижения данных целей, ПС, в том числе, и находящиеся в эксплуатации долгое время могут быть модернизированы.

В рамках модернизации подвижного состава могут быть решены такие задачи, как увеличение срока службы основных деталей и узлов, увеличены межремонтные сроки службы трущихся деталей и узлов подшипников, сокращена частота поступления вагонов в текущий отцепочный ремонт, повышена прочность и коррозийная стойкость листового проката и профилей.

В целях снижения динамического горизонтального и вертикального воздействия на путевую структуру, могут также быть улучшены характеристики пружинного комплекта тележек и фрикционного узла гашения вертикальных и горизонтальных колебаний.

Для тягового подвижного состава, важно проводить модернизацию в наиболее уязвимых, подверженных вредным факторам в процессе эксплуатации деталей, насосов, муфт м т.д.

Таким образом целью данного дипломного проекта является исследование возможности модернизации деталей подвижного состава с использованием титаносодержащего минерального сырья. К задачам дипломного проекта относятся:

- теоретический анализ использования титаносодержащих концентратов, и применение их в машиностроительной промышленности;

- физика процессов протекающих при проведении электрошлакового переплава, и сварочно-наплавочных работ;

- разработка опытных образцов шихты с титаносодержащим минеральным сырьем, и проведение электрошлакового переплава;

- использование разработанных образцов шихты при сварочно–наплавочных работах;

- анализ полученных данных в ходе экспериментального исследования.

Также в работе приведен экономический эффект от внедрения нового экспериментального флюса, и электродов с обмазкой. Работа проводилась в лабораториях института ДВО РАН, ИТиГ, ТОГУ, и в лаборатории кафедры «Локомотивы».

1 ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ВОСТАНОВЛЕНИЯ И МОДЕРНИЗАЦИИ ДЕТАЛЕЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Обеспечение безопасности перевозочного процесса является ключевым условием для эффективной эксплуатации подвижного состава на железных дорогах РФ, то и модернизации тягового подвижного состава производится, для увеличения срока службы деталей и узлов ПС, увеличение межремонтных сроков службы тягового подвижного состава, сокращена частота поступления секций локомотивов в текущий отцепочный и неплановый ремонт.

Для снижения динамического горизонтального и вертикального воздействия на путь и детали тягового подвижного состава, ведутся разработки в модернизации и улучшении характеристик пружинного комплекта тележек и фрикционного узла гашения вертикальных и горизонтальных колебаний.

И зачастую наиболее важно производить модернизацию именно уязвимых, нагруженных деталей, подверженных более частому износу и корродированною, входящих в состав узлов и агрегатов, отвечающих за систему охлаждения, топливную и масляную системы, систему газораспределения, автоматику и т.д.

Большая часть локомотивного парка разрабатывалась еще в прошлом веке, а узлы и детали производились на тот период из материалов доступных, и менее качественных. То на сегодня, развивается тенденция замены отдельных элементов к примеру, новыми сплавами, и композитными материалами. Корпуса автомобилей и самолетов делаю из ткани пропитанной специальным раствором, подшипники способны работать без смазки, и выполнены из фторопластового соединения, детали двигателей выполняются из более прочных и износостойких сплавов, а для фрикционных поверхностей предлагаются различные керамические, и иные покрытия, и многое др.

1.1 Применение титана в авиации, кораблестроении, военной технике

1.1.1 Применение титана в авиации

Авиационная промышленность была первым потребителем титана. Создание летательных аппаратов со скоростями близкими к скорости звука и превосходящими ее, определило ряд технических и экономических требований к конструкционным материалам, идущим на изготовление корпуса самолета и его обшивки, а также двигателей, которые невозможно было удовлетворить без применения материалов на основе титана [1].

Малый удельный вес и высокая прочность (особенно при повышенных температурах) титана и его сплавов делают их весьма ценными авиационными материалами. В области самолетостроения и производства авиационных двигателей титан все больше вытесняет алюминий и нержавеющую сталь. С повышением температуры алюминий быстро утрачивает свою прочность. С другой стороны, титан обладает явным преимуществом в отношении прочности при температуре до 430 °С, а повышенные температуры такого порядка возникают при больших скоростях благодаря аэродинамическому нагреванию. Преимущество замены стали титаном в авиации заключается в снижении веса без потери прочности. Общее снижение веса с повышением показателей при повышенных температурах позволяет увеличить полезную нагрузку, дальность действия и маневренность самолетов. Этим объясняются усилия, направленные на расширение применения титана в самолетостроении при производстве двигателей, постройке фюзеляжей, изготовлении обшивки и даже крепежных деталей.
При постройке реактивных двигателей титан применяется преимущественно для изготовления лопаток компрессора, дисков турбины и многих других штампованных деталей. Здесь титан вытесняет нержавеющую и термически обрабатываемую легированную стали [1].

Экономия в весе двигателя в один килограмм позволяет сберегать до 10 кг в общем весе самолета благодаря облегчению фюзеляжа. В дальнейшем намечено применять листовой титан для изготовления кожухов камер сгорания двигателя.
В конструкции самолета титан находит широкое применение для деталей фюзеляжа, работающих при повышенных температурах. Листовой титан применяется для изготовления всевозможных кожухов, защитных оболочек кабелей и направляющих для снарядов. Из листов легированного титана изготовляются различные элементы жесткости, шпангоуты фюзеляжа, нервюры и т. д.
Кожухи, закрылки, защитные оболочки для кабелей и направляющие для снарядов изготовляются из нелегированного титана. Легированный титан применяется для изготовления каркаса фюзеляжа, шпангоутов, трубопроводов и противопожарных перегородок.

Вращающиеся детали роторов авиадвигателей испытывают в полете колоссальную нагрузку. Им приходится работать в условиях высоких температур и динамических воздействий. От их надежности зависят безопасность самолета и жизни людей, что находятся на борту воздушного судна. Следовательно, титан, используемый в этих ответственных узлах, должен быть не просто прочным, а суперпрочным.

Титан получает все большее применение при постройке самолетов F-86 и F-100. В будущем из титана будут делать створки шасси, трубопроводы гидросистем, выхлопные патрубки и сопла, лонжероны, закрылки, откидные стойки и т.д.

Титан можно применять для изготовления броневых плит, лопастей пропеллера и снарядных ящиков. В настоящее время титан применяется в конструкции самолетов военной авиации Дуглас Х-3 для обшивки, Рипаблик F-84F,1Кертисс-Райт1J-651и1Боинг1В-52.
Применяется титан и при постройке гражданских самолетов DC-7. Фирма «Дуглас» заменой алюминиевых сплавов и нержавеющей стали титаном при изготовлении мотогондолы и противопожарных перегородок уже добилась экономии в весе конструкции самолета около 90 кг. В настоящее время вес титановых деталей в этом самолете составляет 2 %, причем эту цифру предусматривается довести до 20 % общего веса самолета [1].

Растет потребление титана в гражданском самолетостроении. И понятно почему: титан сочетает в себе основные параметры эффективности самолета – веса, надежности, стоимости обслуживания и прибыли от эксплуатации. Это главные критерии для авиаперевозчиков.

В настоящее время разработчики авиатехники перестраивают всю материаловедческую концепцию строительства самолетов, активно привлекая и используя композиционные материалы на основе углеволокна и титановые сплавы. Первые заменяют алюминий и сталь, вторые коррозийноустойчивы и исключительно прочны.

Причин перехода на композиционные материалы несколько. Во-первых, наметился быстрый рост пассажирских и грузовых перевозок, объем которых, по прогнозам специализированной аналитической группы Airline Monitor, в период с 2008 по 2026 год увеличится втрое, что потребует в два раза увеличить парк магистральных авиалайнеров. Во-вторых, в условиях высоких цен на топливо cамолетостроительным компаниям приходится разрабатывать и готовить серийный выпуск экономичных моделей авиалайнеров.

Поскольку с композитами «уживается» только титан, спрос гражданского самолетостроения на титановые полуфабрикаты возрастет к 2015 году примерно в два раза.

В «самолете мечты» Boeing 787 – лидере нового поколения самолетов – половина применяемого титана – ВСМПО-АВИСМЫ. В самолете использован новый высокопрочный титановый сплав VST 5553, созданный профессионалами ВСМПО. Из него изготавливают десятки наименований штамповок, в производстве которых ВСМПО нет равных. А первый заказ на продукцию российской корпорации ВСМПО-АВИСМА Boeing разместил в 1997 году.

Самая большая штамповка балки шасси самолета А380 весом 3,5 тонны изготовлена из титана ВСМПО-АВИСМА. Таких крупногабаритных изделий больше никто делать не может. Изготавливают штамповки на модернизированном кузнечном оборудовании, самом мощном в мире.

В заказах такого гранда авиации, как Boeing, доля российского титана составляет 30–40 %, в европейской компании Airbus – 55–60 %, бразильской Embraer – 90 %, в канадской Goodrich – крупнейшего в мире производителя шасси – 90 % [1].

1. Применение титана в кораблестроении

Коррозионная стойкость титана и его сплавов делает их весьма ценным материалом на море. Военно-морское министерство США обстоятельно исследует коррозионную стойкость титана против воздействия дымовых газов, пара, масла и морской воды. Почти такое же значение в военно-морском деле имеет и высокое значение удельной прочности титана.
Малый удельный вес металла в сочетании с коррозионной стойкостью повышает маневренность и дальность действия кораблей, а также снижает расходы по уходу за материальной частью и ее ремонту.
Применение титана в военно-морском деле включает изготовление выхлопных глушителей для дизельных двигателей подводных лодок, дисков измерительных приборов, тонкостенных труб для конденсаторов и теплообменников. По мнению специалистов, титан, как никакой другой металл, способен увеличить срок службы выхлопных глушителей на подводных лодках. Применительно к дискам измерительных приборов, работающих в условиях соприкосновения с соленой водой, бензином или маслом, титан обеспечит лучшую стойкость. Исследуется возможность применения титана для изготовления труб теплообменников, которые должны обладать коррозионной стойкостью в морской воде, омывающей трубы снаружи, и одновременно противостоять воздействию выхлопного конденсата, протекающего внутри них.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР