Какие дефектные рельсы подлежат ремонту наплавкой

Какие дефектные рельсы подлежат ремонту наплавкой

Выкрашивание металла на поверхности катания из-за повышенного динамического воздействия в болтовых стыках.

в стыке 13.1

ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ И РАЗВИТИЯ

В процессе эксплуатации из-за повышенного динамического воздействия колес в болтовых стыках в результате протекания процессов ударной контактной усталости у торца рельса образуются выкрашивания рельсового металла. Ускорению проявления дефекта способствует искривленность рельсовых концов, растянутые зазоры, а также некачественная механическая обработка торцов. Образованию выкрашивания может предшествовать сплыв металла, с образованием выколов металла при слепых зазорах.

Внешний осмотр, контроль линейных размеров измерительными приборами (линейка, штангенциркуль с глубиномером, универсальный шаблон измерон модели 00316 и др.), ультразвуковая дефектоскопи я.

При ультразвуковом дефектоскопировании необходимо убедиться в отсутствии под выкрашиванием поперечной трещины.

УКАЗАНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

Для скоростей движения 140 км/ч и менее рельсы, имеющие выкрашивания металла на поверхности катания на концах глубиной более 2,0 мм при длине (вдоль рельса) более 25 мм, а также глубиной более 6,0 мм при длине до 25 мм относят к дефектным (ДР).

Провести наплавку конца рельса по типовому технологическому процессу или замену рельса в плановом порядке.

До устранения дефекта наплавкой головки или при невозможности выполнения этой операции до плановой замены дефектного рельса в зависимости от глубины дефекта h при длине дефекта более 25 мм скорость движения поездов не должна превышать:

100 км/ч при 2,0 h ≤ 4,0 мм,

70 км/ч при 4,0 h ≤ 6,0 мм,

40 км/ч при 6,0 h ≤ 8,0 мм и замена в первоочередном порядке,

25 км/ч при 8,0 h .

При глубине дефекта более 6,0 мм и длине более 25,0 мм дефектные рельсы заменяют (ЗПП) или восстанавливают в первоочередном порядке.

Длину дефекта (вдоль рельса) определяют по его наибольшему протяжению от торца рельса. Измерения размеров дефекта выполняют линейкой и штангенциркулем с глубиномером или универсальным шаблоном измерон модели 00316 и др.

При образовании выкрашиваний и выколов металла, препятствующих надежному дефектоскопированию головки и шейки рельса, рельс также может быть отнесен к дефектным из-за его контроленепригодности (дефект 19).

Наблюдения за развитием дефекта производят при очередных проверках рельсов.

При возникновении дефекта в эксплуатационных условиях, отвечающих гарантийным обязательствам, предъявить рекламацию металлургическому комбинату-изготовителю рельсов.

Пробоксовка в виде местного износа и выкрашивания металла в местах термомеханических повреждений головки рельса из-за боксования, юза колес подвижного состава или нарушения режимов шлифования рельсошлифовальными поездами.

вне стыка 14.2

ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ И РАЗВИТИЯ

Ненормативное воздействие колес подвижного состава при боксовании и юзе вызывает образование на обеих рельсовых нитях местных участков термомеханических повреждений с образованием хрупких поверхностных слоев с измененной микроструктурой металла рельсов. Эти повреждения проявляются в виде местного износа ( седловин) на поверхности головки, трещин и выкрашиваний. То же происходит с рельсами при нарушении режимов их шлифовки рельсошлифовальными поездами.

Наибольшую опасность представляет возможное образование в местах термомеханических повреждений поперечной усталостной трещины (дефект 24. 1-2 ).

Внешний осмотр, контроль линейных размеров измерительными приборами (линейка, штангенциркуль с глубиномером, универсальный шаблон измерон модели 00316 и др.), ультразвуковая дефектоскоп ия в пределах ± 300 мм от дефекта.

При ультразвуковом дефектоскопировании необходимо убедиться в отсутствии под дефектом поперечной трещины.

УКАЗАНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

Для скоростей движения 140 км/ч и менее рельсы с пробоксовками глубиной более 1,0 мм считаются дефектными (ДР) и подлежат ремонту наплавкой для ликвидации отдельных пробоксовок или шлифовке рельсошлифовальными поездами при массовых поражениях рельсов этим типом повреждений.

До устранения дефекта наплавкой, шлифовкой, фрезерованием или плановой замены в зависимости от глубины пробоксовки и наличия и глубины выкрашиваний в месте пробоксовки скорость движения поездов по таким рельсам не должна превышать указанную ниже:

пробоксовки h , мм

выкрашивания h ₁ , мм

Скорость поездов, км/ч

не более

1,0 h ≤ 2,0

более 2,0

25 и ЗПП

2,0 h ≤ 3,0

40 и ЗПП

более 2,0

25 и ЗПП

3,0 h ≤ 4,0

40 и ЗПП

25 и ЗПП

более 2,0

25 и ЗПП

более 4,0

25 и ЗПП

25 и ЗПП

более 2,0

25 и ЗПП

Глубину пробоксовки измеряют по наибольшему значению по оси головки рельса от ее рабочей поверхности (жесткой металлической линейкой и штангенциркулем с глубиномером, или универсальным шаблоном измерон модели 00316 и др.), глубину выкрашивания измеряют в месте его наибольшего развития, а длину — по протяжению данного дефекта (вдоль рельса).

При неполном устранении дефекта рельс переводят в тот типоразмер дефекта, которому соответствует оставшаяся не устраненной глубина дефектного места.

При полной ликвидации дефекта рельс исключают из ДР, с соответствующей отметкой в форме ПУ-2А.

Особую опасность представляет образование в местах пробоксовок при наличии и даже при отсутствии седловин термомеханических повреждений в виде хрупких структур, содержащих мартенсит. Эти структурные изменения металла в местах пробоксовок могут приводить к образованию поперечных

трещин. То же самое может происходить в местах на головке рельсов, где было допущено нарушение режимов шлифования рельсов и возникли прижоги (на поверхности катания и/или на рабочей выкружке).

До планового устранения дефекта или, при невозможности устранения дефекта, до плановой замены рельса необходимо более частое (по утверждённому начальником дистанции пути графику) наблюдение и дефектоскопирование рельсов.

Рельсы с поперечными трещинами от пробоксовок, от выкрашиваний в местах пробоксовок считают остродефектными (ОДР) и заменяют без промедления.

После устранения дефекта наплавкой за этим местом устанавливают наблюдение при очередных проверках состояния рельсов.

При периодическом возникновении пробоксовок на одних и тех же местах принимают меры по улучшению условий реализации тяги локомотивами.

На дефектные рельсы предъявляют рекламации локомотивному депо или структурному подразделению, к которому приписан рельсошлифовальный поезд.

Источник

Восстановление изношенного рельса наплавкой

Выбор и обоснование материалов, способов их заготовки и упрочнения применительно к рельсам железнодорожных путей. Способы наплавки и наплавляемые материалы. Выбор оборудования с учетом целесообразности применения. Технологический процесс восстановления.

Рубрика	Транспорт
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	17.10.2014

ПЗ: с. 6 рисунков, 9 таблиц, 10 источников

Объект исследования — рельсы железнодорожные широкой колеи.

Цель работы — восстановить изношенный рельс, выбрав способ наплавки и наплавляемый материал. В данной работе приведен анализ способов наплавки, выбран способ наплавки, наплавляемый материал и оборудование для наплавки с учетом целесообразности применения данного способа наплавки и оборудования.

РЕЛЬС, ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА, НАПЛАВКА, ОБОРУДОВАНИЕ, ИЗНОС, ЭЛЕКТРОД, ТВЕРДОСТЬ

1. Анализ условий эксплуатации детали

1.1 Геометрические и конструкционные характеристики

Особенности конструкции детали

1.2 Эксплуатационные характеристики детали

1.3 Определения видов изнашивания и определения основного

1.5 Предварительный выбор материала детали

2. Технологический процесс восстановления

3. Ультразвуковой контроль рельсов, восстановленных наплавкой

В настоящее время проблема повышения работоспособности рельсов, несмотря на достигнутые положительные результаты в обеспечении качества рельсовой стали, стоит как никогда остро не только в России, но и за рубежом. В современных условиях эксплуатации железных дорог при движении тяжелого транспорта нагрузки от оси могут достигать 35 т, а скорости передвижения скоростных поездов до 250 км/ч. Анализ выхода из строя рельсов при службе в пути показывает его высокий уровень по дефектам контактно-усталостного происхождения, смятию, износу, термомеханическим повреждениям.

Эксплуатационная стойкость железнодорожных рельсов во многом определяется состоянием структуры и механических свойств рельсовой стали. В процессе эксплуатации в поверхностных слоях головки рельса возникают значительные деформации и температуры, влекущие за собой изменения структуры и свойств металла, снижающие контактную прочность и износостойкость рельсов.

В связи с этим ведущая роль отводится исследованиям новых, более совершенных и прогрессивных сталей и способов восстановления изношенных рельсов, а также придания им более высоких эксплуатационных свойств.

1. Анализ условий эксплуатации детали

При движении вагона его узлы и агрегаты подвергаются воздействию динамических сил, а именно сил взаимодействия между вагонами и верхним строением пути и др…

Которые меняются как по времени, так и по направлению и имеют ударный и вероятный характер. Практика показывает, что одной из основных технических причин колебаний вагона и прогибов связанной с ним в единую механическую систему рельсового пути, есть неровности рельсы, которые являются следствием переменной жесткости по длине верхнего строения пути и неравномерного по длине накопления в нем остаточных деформаций. Решение каждой задачи исследований и практического применения науки о взаимодействии подвижного состава и пути осуществляет существенное влияние на развитие электрического транспорта, на безопасность движения вагонов, на величины допустимых скоростей движения, а также и на пропускную и провозную возможность железных дорог, на экономику содержание подвижного состава и пути, условия габаритной проходимости подвижного состава и др.

Нормы срока службы рельсов, определяющие периодичность их замены, является функцией работы рельсового пути под подвижным составом, типа и мощности рельсов, характеристик верхнего строения пути, условий ее эксплуатации. Наиболее слабой частью рельсового пути является изолированные стыковые неровности, относящихся к рельсовым стыкам. При этом деформационные балластного слоя под рельсовыми опорами (параметры упругой и остаточной осадки) регламентируют в конечном итоге технический ресурс, продолжительность его эксплуатации. Больше осаждения балластного слоя происходит в местах стыковых неровностей под шпалами принимающей рельсы. Это связано с тем, что в этих местах рейка обычно испытывает больше динамическая нагрузка ударного типа.

V_х — скорость в зоне стыка (доударна скорость) m₁-сводная масса колеса с тележкой; V₁ = V_х-доударна скорость; V₂-писляударна; h-высота стыковой неровности; m₂ — сводная масса колеса; с, h — коэффициенты жесткости и демпфирования подвески вагона; q₁, q₂ — обобщенные координат вертикального движения масс m₁, m₂, Д — ребро контакта принимающего рельса с колесом; б_о, в, h₁, L₁, A — угловые и линейные координаты механической схемы; Д — ширина стыка; Т_с1, Т_с2, — траектории центра масс колеса вагона.

Рисунок 1.1 — Механическая схема взаимодействия в зоне стыковой неровности

Также принимается, что при ударе колеса о ребро принимающей рельсы не происходит его отрыв, а также его скольжение относительно рейки. Базовым и существенным отличным является рассмотрение вагона в зоне стыковой неровности как многомерной дискретно — континуальной системы на двадцати трех упругих опорах. Исследования посвящены прогибам принимающей рельсы пути под первой шпалой, как следствие ударной и динамического взаимодействия вагона с принимающей рейкой в месте стыка с учетом следующих эксплуатационных и конструктивных параметров состава, движущегося (рис.1.1)[9].

При прохождении рельсовым транспортным средством стыковой неровности пути имеют место четыре фазы движения вагона через изолированную пластиковую неравенство, то есть четыре фазы последовательного по времени переезда колесной парой зоны стыка.

Основным несовершенством рельсового пути является величина перепадов по высоте в стыках между рельсами, которая в условиях горного производства достигает 10…30 мм [1], а иногда доходит и до 50 мм. Колесо при наезде на стык может подбрасывать как вверх, так и вниз на указанную величину, причем реальное сочетание перепадов является случайной величиной, закон распределения которой зависит от качества укладки рельсов, а также особенностей и срока их эксплуатации. Этот закон распределения предстоит специально определять, если в этом возникнет необходимость.

Учет податливости стыка может быть реализован через введение обобщенного коэффициента поглощения. Максимальные перемещения центра масс подрессоренной части вагонетки имеют величины соизмеримые со значениями превышения одного рельса над другим (до 30…50 мм), зависят от величины статической осадки амортизатора и слабо зависят от коэффициента поглощения, в соответствии с расчетами [2]. На чрезмерно высоком стыке наблюдается отрыв колес от рельса, что негативным образом сказывается на сроке службы колес и безопасности движения состава. Реальный рельсовый путь имеет не только стыки с повышением уровня следующего рельса над предыдущим, но и с его понижением. Учет движения через достаточно большое количество таких участков будет иметь отличия от картины наезда на одиночный стык с повышением уровня. Для начала следует определиться с разницей в прохождении стыков, соответственно, с повышением уровня (рис. 1, а) или с понижением (рис. 1,б).

Рисунок 1.2 Стыки рельсового пути

Рассмотрим случай понижающего стыка (рис. 1.3). Опорный амортизатора вагонетки будет работать в условиях кинематического возбуждения. Колесо вагонетки 1 радиусом R катится по рельсу 2 и на стыке с рельсом 3 наезжает на угловую точку О, высота стыка равняется h. При этом ось колеса перемещается по дуге из точки А в точку В. Для определения параметров кинематического возбуждения колебаний системы колесо-вагонетка нас будут интересовать прежде всего изменение с течением времени координат произвольной точки N, обозначенные как x и r(t). Допущения следующие: колесо и рельсы являются абсолютно жесткими (податливость рельсов будет входить составной частью в коэффициент жесткости амортизатора); горизонтальная скорость колеса х является постоянной как при движении по рельсам, так и при прохождении стыка по дуге АВ; проскальзывание колеса по рельсу отсутствует; амортизатор имеет близкие к линейным характеристикам сопротивления.

Рисунок 1.3 Кинематическая схема для понижающего стыка

1.2 Геометрические и конструкционные характеристики. Особенности конструкции детали

Рельсы для железнодорожного транспорта изготавливаются из углеродистой стали. Наиболее распространены в России и странах СНГ рельсы следующих типов: Р50, Р65, Р75. Цифра в обозначении примерно соответствует весу одного погонного метра рельса в килограммах. Длина стандартного железнодорожного рельса, производимого рельсопрокатными заводами в России, составляет 12,5 и 25 метров.

Источник