Инновационная разработка аспиранта ИрГТУ

Аспирант кафедры машиностроительных технологий и материалов ИрГТУ Максим Фёдоров (научный руководитель - профессор Семен Зайдес) разработал установку по упрочнению бандажей колесных пар локомотивов. Работы проводились на базе Сибирского отделения филиала Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. Перспективную научно-исследовательскую работу поддержал главный инженер Забайкальской железной дороги Александр Большаков.

По информации М. Федорова, при разработке данной установки за основу был взят универсальный обточной станок без выкатки колесных пар. Установка ультразвуковой поверхностной обработки бандажей колесных пар локомотивов (УПО-1) состоит из технологического комплекса (ультразвуковой генератор и инструмент); механизма перемещения инструмента (блок управления, электродвигатель и поворотное устройство) и блока автономной системы охлаждения.

Принцип упрочнения заключается в том, что ультразвуковой генератор преобразует электрическую энергию тока промышленной частоты в ток высокой частоты. Он подается на ультразвуковой инструмент, который представляет собой колебательную систему. В процессе упрочняющей обработки поверхностный слой детали пластически деформируется.

Универсальность установки позволяет применять ее на разных моделях обточных станков без выкатки колесных пар локомотивов, при этом не требуется отдельного рабочего места и дополнительных коммуникаций (подвод охлаждающей жидкости).

Благодаря разработанному механизму перемещения инструмента, можно производить упрочнять колеса с любым профилем без дополнительной настройки оборудования.

Процесс обработки проводится в автоматическом режиме и контролируется визуально. Технологический процесс не требует обслуживающего персонала высокой квалификации, обработку производит токарь-бандажник.

<Для определения эффективности применения ультразвукового упрочнения бандажей колесных пар локомотивов проведены эксплуатационные испытании на кольцевых маршрутах Забайкальской железной дорог. В ходе испытаний были рассмотрены две упрочняющие технологии: магнитоплазменная обработка и ультразвуковое поверхностно пластическое деформирование бандажей колесных пар локомотива.

После магнитоплазменного упрочнения эффект эксплуатационной долговечности не выявлен. При использовании технологии наблюдается уменьшение удельного износа гребней колесных пар локомотива на начальной стадии эксплуатации. Затем после истирания закалочного слоя до основного металла происходит скачкообразное изменение параметров твердости и шероховатости, с увеличением износа.

Анализ показал, что в результате ультразвуковой обработки образуется пластический деформированный слой с предварительным запасом твердости за счет «технологического наклепа>. Получение регулярного микрорельефа приводит к уменьшению удельного износа на начальных этапах эксплуатации и монотонному снижению в дальнейшем с увеличением твердости», - пояснил М. Федоров.

Таким образом, экпериментальные исследования и эксплуатационные испытания выявили, что ультразвуковое поверхностно пластическое деформирование является эффективной технологией и позволяет увеличить межремонтный пробег по обтачиванию рабочих профилей колесных пар локомотивов. Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения ультразвуковой установки на весь парк локомотиворемонтного депо ТЧР-Чита-1 составит – 12,5 млн. рублей.

По словам М. Федорова, в настоящее время опытный образец установки прошел приемосдаточные испытания, в ходе которых конструкторской документации была присвоена литера «О1». Технологическая инструкция утверждена и подписана главным инженером Центральной дирекции по ремонту тягового подвижного состава. Установка введена в эксплуатацию в локомотиворемонтном депо Раздольное на станции Могоча.

М. Федоров также рекомендует использовать ультразвуковой комплекс при обработке любых тел вращения на производстве в самых разных отраслях промышленности.

По информации автора проекта, Забайкальская железная дорога готова приобрести еще пять ультразвуковых установок. Октябрьская и Горьковская железные дороги в ближайшее время также намерены заказать по одной «пилотной» установке.

Ранее сообщалось, что М. Федоров успешно выступил на конференции «Молодежь. Проекты. Идеи», которую организовал Иркутский авиационный завод – филиал Корпорации «Иркут». В секции «Подготовка производства» аспирант ИрГТУ со своим проектом занял третье место.

Ссылка на оригинал статьи