Плазменное упрочнение колесных пар

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ПРИАЗОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Реферат

По дисциплине «Упрочняющие технологии»

На тему:

«Плазменное упрочнение колесных пар»

Студента группы И-19-МЗ

Шифр 163

Тищенко И.

Преподаватель

Мариуполь, 2021

Содержание

Введение

1. Принцип работы системи «колесо-рельс»........................................................4

2. Проблема процессов трения и износа колес, методы повышения износостойкости пары «колесо-рельс»........................................................................7

3. Плазменное поверхностное упрочнение..........................................................8

3.1. Структура и свойства термоупрочненного колеса......................................11

3.2. Особенности метода плазменного упрочнения...........................................12

Список використаних джерел.............................................................................16

[pic 1][pic 2][pic 3]

Введение

Плазменная поверхностная обработка является достаточно эффективным и производительным методом упрочнения стальных изделий с целью повышения их износостойкости. При этом нагрев под термическую обработку осуществляется высокоэнтальпийной плазменной струей, стелящейся вдоль нагреваемой поверхности при встречном относительном перемещении детали. Нагретая зона охлаждается сразу при выходе из плазмы, в основном, за счет отвода тепла в тело массивной стальной детали и конвективного теплоотвода с поверхности [1, 2].

Широкому применению плазмы для упрочнения способствует и то, что энергетические и тепловые параметры струи низкотемпературной плазмы сравнительно легко регулируются в широких пределах. Так, установлено, что плазмообразующий газ оказывает существенное влияние на энергетические характеристики плазменной дуги. Для повышения эффективности теплового процесса используют двухатомные газы, имеющие большее теплосодержание при низких температурах. Однако стойкость электродов при их использовании снижается в 3-5 раз по сравнению с аргоном.

Энергетические и тепловые параметры плазменной дуги можно регулировать не только за счет изменения состава и расхода газа, но и за счет изменения тока дуги, диаметра и длины плазмообразующего канала, расстояния между соплом и поверхностью упрочняемого изделия. Температура плазменной дуги возрастает с увеличением потенциала ионизации, величины тока плазменной дуги и с уменьшением диаметра сопла плазменной горелки.

Сжатая плазменная дуга может иметь различную длину. Внутри сопла она сжата, однако при выходе за его пределы начинает постепенно расширяться до размеров свободной дуги. На расстоянии 20-30 мм от нижнего среза сопла плазменный столб расширяется до свободных размеров. Поэтому расстояние между соплом и поверхностью обрабатываемого изделия обычно находится в пределах 10-20 мм [2]. 

1. Принцип работы системи «колесо-рельс»

Триботехническая система «колесо-рельс» основана на двух антагонистических принципах. Во фрикционном контакте первый определяет силу тяги локомотива по сцеплению с рельсом, а второй определяет износ колесных пар и рельсов. Оба принципа связаны между собой коэффициентом трения, с ростом которого коэффициент тяги возрастет, а износ в паре трения колесорельс увеличивается и наоборот [3].

С целью увеличения коэффициента тяги, в пару трения подается песок и, в тоже время, с целью уменьшения износа, в пару трения подается смазка. Песок является сильнейшим абразивом и значительно влияет на износ колеса и рельса. Кроме того, исследования показали, что после прохода первого колеса размол песка практически завершается, а поверхность песка увеличивается в 4-5 раз и становиться адсорбционно-активной средой, интенсивно поглощающей в своих порах смазку и влагу. В связи с этим, лубрикационные пленки на поверхности трения колесо-рельс после попадания на них песка выполняют разделительные свойства и не защищают ее от износа. Колесные пары являются основными элементами ходовой части и наиболее ответственными узлами подвижного состава. Железнодорожные колеса реализуют следующие функции [4-7]: