№65-12
Вплив теплофізичних процесів, що відбуваються в зоні рухомого контакту, намеханічні властивості поверхневого шару матеріалів
В.П. Франчук1, Д.В. Лаухін1, К.А. Зіборов1, Н.О. Ротт1, С.О. Федоряченко1
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2021, 65:118-129
https://doi.org/10.33271/crpnmu/65.118
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Визначення механічних властивостей поверхневого шару матеріалів і фізичних процесів, що відбуваються в зоні фрикційної взаємодії пари колесо-рейка.
Методика. На основі теоретичних досліджень параметрів руху транспортного засобу по рейковому шляху сформульована математична модель взаємодії колеса і рейки на елементарній площадці контакту при наявності нормального і тягового зусилля. Досліджено характер зміни фазового складу і неоднорідність структурного стану, які можуть призводити до зниження механічних властивостей пари колесо-рейка і зменшення загальної експлуатаційної надійності цих виробів. Досліджено структурний стан обода колеса після різних режимів термічної обробки. Запропоновано режим термічної обробки, що полягає в диференціальному охолодженні обода колеса на вертикальній гартують машині зі зміною інтенсивності тепловідведення, який дозволяє отримати однорідну структуру по перетину обода колеса, а також підвищити його механічні характеристики.
Висновки. При взаємодії тіл з рухомою точкою контакту необхідно враховувати фізико-механічні властивості поверхневих шарів, які відрізняються від властивостей матеріалу, що знаходиться на значній відстані від його поверхні. Ця різниця виникає в результаті хімічних і структурних перетворень, механічних і термічних впливів, зносу і контактної втоми матеріалів поверхні пари тертя колесо-рейка. Запропоновано режими термічної обробки, які забезпечують структурну однорідність і дозволяють підвищити механічні властивості обода колеса.
Практична значимість. Отримано залежність, що описує зміну середньої температури в зоні контакту пари колесо-рейка від швидкості руху рейкового транспортного засобу. Поточне значення модуля пружності матеріалу пари тертя визначається як функція часу контакту. Описано режими термічної обробки сталей, які дозволяють отримати хімічну однорідність по перерізу.
Ключові слова: поверхневий шар, температура, пара тертя, рухливий контакт, структурний стан, термічна обробка, механічні властивості.
Перелік посилань
1. Чичинадзе, А.В.(2001).Основы трибологии (трение, износ, смазка). Машиностроение.
2. Крагельский, И. В. (1968). Трение и износ. Машиностроение.
3. Франчук, В.П., & Зіборов, К.А. (2017).Взаємодія тіл з рухомою точкою контакту. НГУ.
4. Демкин, Н.Б. (1962).Фактическая площадь касания твердых поверхностей. Изд. АН СССР.
5. Беляев, Н. М. (1976).Сопротивление материалов. Наука.
6. Минов Д. К. (1965).Повышение тяговых свойств электровозов и тепловозов сэлектрической передачей.Транспорт.
7. Костюкевич, А.И. (2011).Экспериментальное исследование коэффициента трения при качении со скольжением.Вісник СНУ ім. В. Дал,4(158),14-19.
8. Бабаченко, О. І., Кононенко, Г. А., Рослик, О. В., Майстренко, К. М., & Подольський, Р. В. (2020).Розробка сталей для металопродукції залізничного призначення: монографія. Домінанта-принт.
