Исследование и разработка технологии изготовления отливки тормозной колодки для железнодорожного транспорта из износостойкого графитизированного чугуна с повышенной эксплуатационной стойкостью
Диссертация
Требования, предъявляемые к железнодорожным тормозным колодкам, весьма обширны. Традиционным материалом для этих деталей на протяжении многих десятилетий является серый фосфористый чугун, зарекомендовавший себя как относительно надежный трибоэлемент в условиях трения без смазки по стали. В последнее время появились колодки из более износостойких материалов — металлокерамики и полимеров, а также… Читать ещё >
Содержание
- 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ТОРМОЗНЫХ КОЛОДОК
- 1. 1. Влияние технологии изготовления железнодорожных тормозных колодок на их эксплуатационную стойкость в условиях фрикционного износа
- 1. 2. Структура и свойства фрикционного чугуна
- 1. 3. Влияние химического состава на структуру и свойства серого чугуна
- 1. 4. Постановка задач исследования
- 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФРИКЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ ЧУГУНА С ПЛАСТИНЧАТЫМ ГРАФИТОМ
- 2. 1. Физическая модель износа серого чугуна
- 2. 2. Исследование особенностей износа серого чугуна в связи с его микроструктурой
- 2. 3. Тормозная эффективность железнодорожных тормозных колодок из серого чугуна с разным содержанием фосфора
- 2. 4. Определение причин структурных изменений в трущемся слое железнодорожных тормозных колодок из серого чугуна
- 2. 5. Анализ полученных результатов
- 3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА НА СВОЙСТВА СЕРОГО ЧУГУНА
- 3. 1. Методика математического планирования эксперимента
- 3. 2. Методика постановки экспериментальной части
- 4. РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ПАРАМЕТРОВ МИКРОСТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ФРИКЦИОННОГО СЕРОГО ЧУГУНА ОТ ЕГО ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА
- 4. 1. Общие результаты планирования эксперимента
- 4. 2. Микроструктура отливок из серого чугуна
- 4. 3. Механические свойства отливок из серого чугуна
- 4. 4. Износостойкость и тормозная эффективность образцов из серого чугуна
- 4. 5. Отбел отливок из серого чугуна
- 5. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНОГО ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ФРИКЦИОННОГО ЧУГУНА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ТОРМОЗНЫХ КОЛОДОК. С ВЫСОКИМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ
- 5. 1. Разработка алгебраического метода оптимизации состава серого чугуна
- 5. 2. Разработка графического метода оптимизации состава серого чугуна
- 5. 3. Выбор рационального содержания элементов в сером чугуне железнодорожных тормозных колодок, обеспечивающих их высокую эксплуатационную стойкость
- 6. ИССЛЕДОВАНИЕ, РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ТОРМОЗНЫХ КОЛОДОК ИЗ СЕРОГО ЧУГУНА С ВЫСОКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ СТОЙКОСТЬЮ
- 6. 1. Разработка оптимальной технологии получения железнодорожной тормозной колодки в песчано-глинистой форме
- 6. 2. Исследование и разработка технологии изготовления железно дорожных тормозных колодок литьем в металлическую форму
- 6. 3. Внедрение оптимальной технологии изготовления железнодорожных тормозных колодок и расчет ее технико-экономической эффективности
Список литературы
- Гиршович Н.Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках— Л.: Машиностроение, 1966.- 563 с.
- Виноградов В.Н., Сорокин Г. М. Износостойкость сталей и сплавов.-М.: Нефть и газ, 1994 416 с.
- Гречин В.П. Износостойкие чугуны и сплавы.- М.: Машгиз, 1961.126с.
- Бобро Ю.Г. Легированные чугуны.- М.: Металлургия, 1976. 288 с.
- Крагельский И.В., Чичинадзе A.B., Любарский И. М. и др. Исследование структуры фрикционных материалов при трении М.: Наука, 1972.- 132 с.
- Левинтов Б.Л., Ларин Т. В., Асташкевич Б. М., Башаева Л. А. Поведение фосфидной эвтектики чугуна при рабочей температуре тормозных колодок // Литейное производство. -1986.-№ 3.-С. 7−8.
- Асташкевич В.М. Повышение надежности железнодорожных тормозных колодок//Литейное производство. 1995.- № 6.- С. 5−6.
- Медь в черных металлах / Под ред. И. Ле Мэя М.: Металлургия, 1988. -311 с.
- Николаев В.Г. О влиянии графитовых включений на износостойкость чугунных подшипников скольжения // Литейное производство. 1980. -№ 11.-С. 9−10.
- Асташкевич Б.М., Чайковский K.P. Получение фрикционного модифицированного чугуна для тормозных колодок // Литейное производство. -1993.-№ 7.-С. 8−9.
- Тененбаум М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин. -М.: Машиностроение, 1966. 573 с.
- Чугун. Справочник / Под ред. А. Д. Шермана, A.A. Жукова. М.: Металлургия, 1991. — 576 с.
- Асташкевич Б.М. Свойства и кинетика формирования вторичных структур на поверхностях трения фрикционных фосфористых чугунных тормозных железнодорожных колодок // Трение и износ. 1998. — Т. 19. — N1. -С.75−85.
- Смирнов А.И., Доценко П. В., Челпаков Б. В., Бровкина Е. П., Гришук Н. С. Влияние толщины стенки отливки на структуру сурьмянистых чугунов. -Литейное производство. 1967. — № 8. — С.38 — 39.
- Tsujimura Taro, Arai Hiroshi, Fujiwara Naoya. Development of high performance special cast iron brake shoes // Quart. Repts Railway Techn. Res. Inst. -1990. № 4.-S. 218−224.
- Калинин А.И. Применение фосфористого чугуна для тормозных колодок локомотивов- Коломна: ВНИТИ, I960−24с.
- Жуков A.A., Половинчук В. П., Чуркин В. П. и др. Влияние меди на теплопроводность, износостойкость и обрабатываемость резанием серого чугуна // Металловед, и терм, обраб. мет. 1989. — № 5. — С. 25 — 27.
- ГОСТ 3443 87. Отливки из чугуна с различной формой графита. Методы определения структуры. — М.: Изд-во стандартов, 1990. — 7 с.
- Васильев В.А., Асанов В. И., Иванов Ю. Б., Набутовский Л. Ш., Прудников А. Н. Фрактографический анализ поверхностей трения чугунных отливок // Литейное производство. -1981.-№ 12.-С.5−7.
- Асташкевич Б.М., Ларин Т. В., Воробьева Э. Л., Милявский Ю. И. Исследование свойств тормозных колодок из фосфористых чугунов // Литейное производство. 1983. — № 8. — С. 7 — 9.
- Гринберг Б.М., Штурмаков А. И., Шерман А. Д. О влиянии скорости охлаждения на строение фосфидной эвтектики в сером чугуне // Литейное производство. 1981. -№ 3. — С.5.
- Ларин Т.В., Асташкевич Б. М., Транковская Г. Р. Влияние легирующих добавок на структуру и фрикционные свойства чугуна // Литейное производство. 1985. — № 9. — С. 8 — 9.
- Этелис Л.С., Поляков Ю. Г., Булыптейн Р. И., Епур Т. И. Эффективность модификаторов серого чугуна // Литейное производство. 1988. — № 7. -С. 4 — 5.
- Кульбовский И.К., Добровольский И. И., Давыдов С. В. Влияние включений графита на износостойкость синтетического чугуна // Литейное производство. 1979. — № 6. — С. 5 — 6.
- Клочнев Н.И. Литейные свойства чугуна. М.: Машиностроение, 1968.-132 с.
- Сильман Г. И., Тейх В. А., Сосновская Г. С. Медь в отливках из чугуна с пластинчатым и шаровидным графитом // Литейное производство. 1975. -№ 10.-С. 8−9.
- Справочник по чугунному литью / Под ред. Н. Г. Гиршовича. Л.: Машиностроение, 1978. — 760 с.
- Масленков С.Б., Тейх В. А., Сильман Г. И., Томас В. К. Распределение V, Мо, Си и W в чугуне // Литейное производство. 1969. — № 8. -. 25 — 27.
- Зеленский Д.Т. Влияние химического состава чугуна на износостойкость тормозных колодок // Литейное производство. 1955. — № 2. — С. 7 — 10.
- Чугунов А.Г. Литье тормозных вагонных колодок в металлические формы с земляной облицовкой // Литейное производство. 1956. — № 2. — С. 1 -3.
- ГОСТ 28 186 89. Колодки тормозные для моторвагонного подвижного состава. Технические условия. — М.: Изд-во стандартов, 1991. — 6 с.
- Прохоренко Л.Г. Чугуны для тормозных колодок // Соверш. технол. получ. лит. матер.: Тез. докл. Киев, 1986. — С. 87−90.
- Масахидэ Т., Тосио О. Чугун для тормозных колодок // Такаоко коге к.к.-1987.-С. 7−8.
- Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968.480с.
- Шитов Е.И. Исследование влияния примесей и микролегирующих добавок на процесс структурообразования и износостойкость синтетических высокоуглеродистых сплавов железа: Автореф. дис.. канд. техн. наук. Минск: БПИ, 1981.-25 с.
- Чуркин B.C., Половинчук В. П. Влияние меди на структурообразова-ние и свойства чугуна // Структура и свойства чугуна. Киев, 1989. — С. 28 -34.
- Жуков A.A., Половинчук В. П., Савицкий В. В. Медистый чугун для деталей, работающих при термоциклических нагрузках // Прогрес. технол. процессы в литейн. производстве. Омск, 1989. — С. 61 — 63.
- Pandey S.K., Yadava R.K., Rajan T.V. Effect of tin on the properties of grey cast iron // Trans. Indian Inst. Met. 1987. — № 5. — S. 451 — 455.
- Левинтов Б.Л., Башаева Л. А., Ларин Т. В. и др. Исследование фазового состава поверхностных слоев трения износостойких чугунов // Трение и износ. 1987.-№ 5.-С. 944−948.
- Janowak J.F., Gundlach R.B. Fundiciones grises aleadas- Fundicion, 1987, № 33 mayo-jun. S. 19 — 28.
- Кочевых C.B., Дерябин A.A. Повышение фрикционной стойкости тормозных колодок из высокофосфористого чугуна. Свердловск: Урал. НИИ чер.мет., 1987. — 10 с.
- Корниенко Г. Л., Раздобарин И. Г. Влияние легирования сурьмой и бором на структуру модифицированного чугуна // Совершенствование технологий получения металлических материалов: Тез. докл. Киев, 1986. — С. 32 -35.
- Соболевский С.И. Исследование поведения графитовых включений серых и половинчатых чугунов при трении и изнашивании. Новокузнецк: Вост. фил. ин-та чер. металлургии, 1987. — 9 с.
- Rukadikar Mohan С., Reddy G.P. Influence of chemical composition and microstructure on thermal conductivity of alloyed pearlitic flake graphite cast irons. -J.Mater.Sci., 1986, № 12, 4403 4410.
- Неижко И.Г. Структурные изменения в трущемся слое частично гра-фитизированного чугуна // Термодинамика процессов формирования структуры лит. сплавов: Тез. докл. Киев, 1986. — С.55 — 61.
- Kress Erwin, Motz Jurgen M. Beeinflussung der Gefugeausbildung von Gu? eisen mit Lamellengraphit in geringen Wanddicken durch Mikrolegieren. // Giesserei. 1985. — № 5. — С. 115 — 122.
- Слюсарев В.Ю., Козютенко С. И., Гордейчук O.H. и др. Влияние меди на структуру и свойства серого чугуна. Донецк: Донец, политехи, ин-т, 1986−6с.
- Mulheims Klaus. Einflu? von sperenelementen auf Gefuge und Eigenschaften von Gu? eisen mit Lamellengraphit //Thyssen Techn. Ber. 1984. — № 2. -S.95 — 102.
- Budic I., Ruda V. Lijevanje kocnih papuca za lokomotive // Ljevarstvo. -1997. -№ 1.-S. 9−14.
- Ларин T.B., Асташкевич Б. М., Милявский Ю. И., Жаров В. А. Новые тормозные колодки // Электрическая и тепловозная тяга. 1984. — № 8. — С. 21 -22.
- Вуколов Л.А., Жаров В. А. Тормозные колодки из термообработанного чугуна для маневровых и вывозных локомотивов // Эксплуат. автотормозов на подвиж. составе ж.д. СССР. М., 1987. — С. 39 — 43.
- Гольдштейн Я.Е., Мизин В. Т. Инокулирование железоуглеродистых сплавов. М.: Металлургия, 1993. — 416 с.
- Высококачественные чугуны для отливок / Под ред. H.H. Александрова. -М.: Машиностроение, 1982. 222 с.
- Козлов Ю.С. Материаловедение. М.: Агар, 1999. — 181 с.
- Буше H.A. Трение, износ и усталость в машинах. Транспортная техника. М.: Транспорт, 1987. — 223 с.
- Крагельский И.В., Виноградова И. Э. Коэффициенты трения. М.: Машгиз, 1962. — 220 с.
- Власов В.М. Работоспособность упрочненных трущихся поверхностей. М.: Машиностроение, 1987. — 304 с.
- Дроздов Ю.Н., Арчегов В. Г., Смирнов В. И. Противозадирная стойкость трущихся тел. М.: Наука, 1981. — 139 с.
- Джанахмедов А.Х. Термическое разрушение фрикционных пар тормозов, работающих в повторно-кратковременном режиме // Трение и износ. -1996. Т. 17. — № 4. — С. 470 — 474.
- Половинчук В.П. Износостойкий стабильно половинчатый чугун, используемый при термоциклировании // Литейное производство. 1992. — № 1. -С. 15−16.
- Попов В.М., Коган Б. Л. Термостойкость чугунов с различной формой графита // Литейное производство. 1991. — № 2. — С. 15−17.
- Кульбовский И.К., Поддубный А. Н., Добровольский И. И., Афонин Д. Г., Артеменко Т. В., Игнатенко Ю. В. Исследование износостойкости различных видов чугунов // Износостойкость машин: Сб. трудов 2-ой между нар. на-уч.-техн. конф. Брянск, 1996. — С. 25 — 26.
- Поддубный А.Н., Кульбовский И. К., Афонин Д. Г. Износостойкость различных типов чугунов и бронз // Литейное производство. 1997. — № 5. — С. 43.
- Каубрак Е.В., Чуркин B.C. Особенности влияния меди на структуро-образование в чугуне // Литейное производство. 1993. — № 7. — С. 9 — 11.
- Сильман Г. И. Чугуны. Брянск: Изд-во БГИТА, 1997. — 55 с.
- Rukadikar М.С., Reddy G.P. Thermal expansion behavior alloyed pearlitic flake graphite cast irons // Trans. ASME: J.-Eng. Mater, and Tehnol. 1986. — № 4.- S.358−354.
- Цепелев B.C., Тягунов Г. В., Баум Б. А. и др. О влиянии подготовки расплава на эффективность модифицирования чугуна // Высокотемпературные расплавы. 1995. — № 1. — С. 98 — 107.
- Zhang Wen Liang. Zhongguo zhuzao zhuangbei yu jishu // China Foundry Mach, and Technol. 1998. — № 4. — S. 20 — 21.
- Иноземцев В.Г. Тормоза железнодорожного подвижного состава. -М.: Транспорт, 1979. 424 с.
- Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971. — 272 с.
- Кульбовский И.К. Методология научных исследований: Курс лекций.- Брянск: БИТМ, 1995. 68 с.
- Дрейпер Н., Смит Т. Прикладной регрессионный анализ. М.: Статистика, 1973. — 392с.
- Линчевский Б.В. Техника металлургического эксперимента: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд. — М.: Металлургия, 1992. — 240 с.
- Адлер Ю.П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование экспериментов при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1971. — 283 с.
- Горский В.Г., Адлер Ю. П. Планирование промышленных экспериментов. М.: Металлургия, 1974. — 264 с.
- Новик Ф.С. Математические методы планирования экспериментов в металловедении. М.: МИСИС, 1976. — 129 с.
- ГОСТ 9012–59. Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Бринеллю. -М.: Изд-во стандартов, 1961. 15 с.
- ГОСТ 24 648–81. Чугун серый с пластинчатым графитом. Метод отливки проб и отбор образцов для механических испытаний. М.: Изд-во стандартов, 1983. — 6 с.
- ГОСТ 398–81. Бандажи из углеродистой стали для подвижного состава железных дорог широкой колеи и метрополитена. Технические условия. -М.: Изд-во стандартов, 1982. 8 с.
- Зиновьев Ю.А., Колпаков A.A., Селихов В. А. Повышение эффективности модифицирования серого чугуна // IV съезд литейщиков России: Тез. докл. М.: Радуница, 1999. — С. 75 — 77.
- ГОСТ 30 249–97. Колодки тормозные чугунные для локомотивов. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1999. — 6 с.
- Кульбовский И.К. Разработка теоретических основ и оптимальной технологии получения отливок из экономно легированного и модифицированного синтетического чугуна с заданной структурой: Дисс.. докт. техн. наук. Брянск: БИТМ, 1989. — 414 с.
- Мантуров О.В. Курс высшей математики. М.: Высшая школа, 1991. — 448 с.
- Шклепник Я.И. Технологические основы литейного производства. -М.: МИСиС, 1977.- 135 с.
- Илларионов И.Е., Васин Ю. П. Формовочные материалы и смеси: Монография. Чебоксары: изд-во Чувашского ун-та, 1992. — 223 с.
- Филиппов С.И. Теория металлургических процессов. М.: Металлургия, 1967.-280 с.
- Лахтин Ю.М., Леонтьева В. П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990. — 528 с.
- Буше H.A., Васильев Н. Г., Захаров С. М. Новое в транспортном материаловедении // Железнодорожный транспорт. 1998. — № 4. — С. 73 — 75.
- Пути совершенствования дисковых тормозов // Железные дороги мира. 1998. -№ 2. -С. 21 -24.
- Вуколов Л.А., Жаров В. А. Сравнительные фрикционные характеристики металлокерамических и полимерных композиционных тормозных колодок // Вестник ВНИИЖТ. 1999. — № 4. — С. 19 — 24.
- Новые чугунные тормозные колодки // Железные дороги мира. 1999. -№ 5.-С. 19−20.
- Reznicek R., Cizek D. Novy material oblozeni kotoucove brzdy // Sbornik prednasek. Soucasne problemy v kolejovich vozidlech. XIII mezinarodni konference, 16−18 zari 1997. Ceska Trebova, Ceskarepublika, 1997. — S. 215. .223.
- Афонин Д.Г. Исследование влияния химического состава на твердость чугуна // 54-я научн. конф. проф.-препод. сост.: Тез. докл. Брянск, 1998. — С. 46 — 47.
- Формовочные материалы и технология литейной формы. Справочник / Под ред. С. С. Жуковского. М.: Машиностроение, 1993. — 432 с.
- Коснарев A.C., Поль В. Б., Попов В. Ю. и др. Локомотивные тормозные колодки повышенного качества // Литейное производство. 1999. -№ 11.-С. 32−33.
- Кульбовский И.К., Добровольский И. И., Афонин Д. Г. Исследование зависимости износостойкости чугуна и стали от их структуры // Науч. конф. профессорско-преподавательского состава: Тез. докл. Брянск: БГТУ, 1996. -С. 33−34.
- Бунин К.П., Малиночка Я. Н., Таран Ю. Н. Основы металлографии чугуна. М.: Металлургия, 1969. — 414 с.
- Пивоварский Е. Высококачественный чугун. Т.1, 2. М.: Металлургия, 1965. — 1250 с.
- Уманский Я.С., Скаков Ю. А. Физика металлов. Атомное строение металлов и сплавов. М.: Атомиздат, 1978. — 352 с.
- Семенов А.П. Схватывание металлов. -М.: Машгиз, 1958. 280 с.
- Литье в кокиль / Под ред. А. И. Вейника. М.: Машиностроение, 1980.-415 с.
- Руденко А.Б., Серебро B.C. Литье в облицованный кокиль. М.: Машиностроение, 1987. — 184 с.
- Солнцев Л.А., Шифрин В. Д., Наджафов A.C. Практика литья в кокиль чугунных деталей. Харьков: Изд-во «Основа» при ХГУ, 1990. — 112 с.
- Экономическая эффективность машин: Критерии и методы оценки. -Брянск: БИТМ, 1991. 208 с.
- Афонин Д.Г. Повышение работоспособности железнодорожных тормозных колодок // 55-я научн. конф. проф.-преп. сост.: Тез. докл. Брянск 1999.-С. 44−45.
- Кульбовский И.К., Игнатенко Ю. В., Жарков В. Я. и др. Стендовые и эксплуатационные испытания железнодорожных тормозных колодок производства ОАО «Сантехлит». Брянск: HI 111 Булат, 1994.- 6 с.