Научная статья на тему 'ОСОБЕННОСТИ ИЗНОСА ИНСТРУМЕНТА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ ШЛИФОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ РЕЛЬСОВ'

ОСОБЕННОСТИ ИЗНОСА ИНСТРУМЕНТА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ ШЛИФОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ РЕЛЬСОВ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
2
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
железнодорожный путь / шлифование рельсов / абразивный круг / износ абразивных зерен / процесс разрушения шлифовального круга / износ круга / Railway track / grinding of rails / abrasive wheel / the process of destruction of the grinding wheel / wear of the circle

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Максимов Илья Сергеевич, Галанский Сергей Анатольевич, Рахчеев Валерий Геннадьевич

В статье представлены технологические особенности шлифования рельсов железнодорожного пути мобильными шлифовальными станками. Результаты исследования рабочей поверхности шлифовального круга 14АF36P6B, получены при торцевом шлифовании, дифференцированно термоупрочнённых рельсов ДТ350 стали Э76ХФ. Существенной новизной рассматриваемых технологических особенностей является то, что анализируются усилия и силы резания при шлифовании фасонного профиля головки железнодорожных рельсов. Определено влияние угла е на величину износа абразивных зерен нормального электрокорунда. На основе анализа механизма износа шлифовальных кругов на бакелитовой связке, обобщены теоретические и экспериментальные данные по износу шлифовального круга с учетом явлений скалывания абразивных зерен и разрушения бакелитовой связки.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Максимов Илья Сергеевич, Галанский Сергей Анатольевич, Рахчеев Валерий Геннадьевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DETERMINATION OF ABRASIVE WHEEL WEAR DURING GRINDING OF RAILWAY TRACK RAILS

The article presents the technological features of grinding railway rails with mobile grinding machines. The results of the study of the working surface of the grinding wheel 14AF36P6B, obtained by face grinding, differentially heat-strengthened rails DT350 steel E76HF. The essential novelty of the technological features under consideration is that the cutting forces and forces are analyzed when grinding the shaped profile of the head of railway rails. The influence of the angle e on the amount of wear of abrasive grains of normal electrocorundum has been determined. Based on the analysis of the wear mechanism of grinding wheels on a bakelite bundle, theoretical and experimental data on the wear of a grinding wheel are summarized, taking into account the phenomena of chipping of abrasive grains and destruction of a bakelite bundle.

Текст научной работы на тему «ОСОБЕННОСТИ ИЗНОСА ИНСТРУМЕНТА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ ШЛИФОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ РЕЛЬСОВ»

Машуров Александр Эдуардович, студент, mashurov_ss@mail. ru, Россия, Москва, Российский государственный университет имени А.Н. Косыгина,

Журавлева Ольга Сергеевна, канд. техн. наук, доцент, zhuravleva-os@rsuk. ru, Россия, Москва, Российский государственный университет имени А.Н. Косыгина

ANALYSIS OF PROPERTIES AND APPLICATION POSSIBILITIES OF MODERN INNOVATIVE MATERIALS P.A. Korolev, E.N. Khozina, A.E. Mashurov, O.S. Zhuravleva

The article systematizes the material on the latest Russian and foreign developments in the field ofmaterials science and research of innovative materials. The history of research development is shown, the main advantages and disadvantages are reflected, and the properties and application possibilities of three types of innovative materials are evaluated: aerogels, metamaterials and graphene.

Key words: innovative materials, graphene, metamaterials, aerogel, unique properties of materials.

Korolev Pavel Alexandrovich, candidate of technical sciences, docent, korolev-pa@rguk. ru, Russia, Moscow, Kosygin State University of Russia,

Khozina Elena Nikolaevna, candidate of technical sciences, docent, khozina-en@rguk. ru, Russia, Moscow, Kosygin State University of Russia,

Mashurov Alexandr Eduardovich, student, mashurov_ss@mail. ru, Russia, Moscow, The Kosygin State University

of Russia,

Zhuravleva Olga Sergeevna, candidate of technical sciences, docent, zhuravleva-os@rguk. ru, Russia, Moscow, The Kosygin State University of Russia

УДК 62-932.2

Б01: 10.24412/2071-6168-2024-7-453-454

ОСОБЕННОСТИ ИЗНОСА ИНСТРУМЕНТА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ ШЛИФОВАНИЯ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ РЕЛЬСОВ

И.С. Максимов, С.А. Галанский, В.Г. Рахчеев

В статье представлены технологические особенности шлифования рельсов железнодорожного пути мобильными шлифовальными станками. Результаты исследования рабочей поверхности шлифовального круга 14АF36P6B, получены при торцевом шлифовании, дифференцированно термоупрочнённых рельсов ДТ350 стали Э76ХФ. Существенной новизной рассматриваемых технологических особенностей является то, что анализируются усилия и силы резания при шлифовании фасонного профиля головки железнодорожных рельсов. Определено влияние угла е на величину износа абразивных зерен нормального электрокорунда. На основе анализа механизма износа шлифовальных кругов на бакелитовой связке, обобщены теоретические и экспериментальные данные по износу шлифовального круга с учетом явлений скалывания абразивных зерен и разрушения бакелитовой связки.

Ключевые слова: железнодорожный путь, шлифование рельсов, абразивный круг, износ абразивных зерен, процесс разрушения шлифовального круга, износ круга.

Качество применяемых рельсов во многом определяет надёжность и долговечность железнодорожного пути. Одной из главных составляющих качества рельсов является состояние его поверхности катания (геометрические, прочностные).

Основной технологической операцией, при которой формируется высокие эксплуатационные характеристики рельсов, является шлифование. Шлифование при текущем содержании в пути производится рельсошлифоваль-ным поездами (РШП-48) и станками (СЧРА, СШГР, МС-3, ШС-2152, МПШ) [1, 2].

Эффективность проведения процесса шлифования зависит от применяемых шлифовальных кругов и схем шлифования, одна из которых показана на рисунке 1. Требования к процессу шлифования заключается в том, чтобы абразивные круги имели наименьший износ и обеспечивали наибольшую производительность процесса шлифования. При шлифовании рельсов используются различные по характеристикам абразивные круги, которые в процессе обработки располагаются под различными углами к обрабатываемой поверхности катания головки рельсов.

При неоптимальном расположении абразивного круга относительно обрабатываемой поверхности не обеспечивается его равномерный износ. Это приводит к неравномерному удалению слоя металла с головки рельсов и искажению её профиля. [3, 4, 5, 6].

Исследования технологических особенностей механизма износа инструмента при шлифовании рельсов показали, что процесс разрушения зёрен и связки абразивного круга носит сложный характер.

Новизной рассматриваемых технологических особенностей является то, что анализируются усилия и силы резания при шлифовании фасонного профиля головки железнодорожных рельсов [7]. Данный профиль состоит из сопряжений трех радиусов и поэтому изменяется схема шлифования, приводящая к изменению усилий и сил микрорезания.

Во-первых, усилия Pi и P2 функционально связанные с составляющими силами микрорезания Ру и Pz, в каждой точке взаимодействующих поверхностей круга и головки рельсов различны. Их перераспределение по фасонному профилю головки рельса в зависимости от угла s (рис. 1), происходит в соответствии с выражениями:

Р1 = Ру cos £ = D Pz cos £ , (1)

Р2 = Jpz2 +(Ру sin £)2 = Pz V1 + D2 sin2£ , (2)

p I

где D - отношение тангенциальной силы резания к силе вертикальной подачи круга D = у/р , Pz - сила вертикальной подачи круга, Ру - тангенциальная сила микрорезания, s - угол между направлениями сил Pi и Py.

Pz = А

L

Рис. 1. Схема иишфоеания рельсов: 1 - рельс; 2 - шлифовальный круг; I ткр - линейная скорость вращения круга;

Vn - скорость подачи круга вдоль рельса; Px - сила продольной подачи круга; Pz - сила вертикальной подачи круга; Py - тангенциальная сила микрорезания; Pi и P2 -функционально связанные с составляющими силами микрорезания Ру и Pz; s - угол между силой Pi и Py; у - начало координат

В силу этого усилия Pi и P2 в точке контакта при 8=0 равны Py и Pz соответственно. По мере увеличения угла Е значение составляющей Pi уменьшается и также контакт при 8 = п/2 становится равным нулю, а составляющая Pz увеличивается и при 8 = ж/2 достигает максимального значения, определяющего формулой:

Р2 = P.^T+D2, (3)

Во-вторых, составляющей Pz силы микрорезания, которая зависит от угла наклона абразивных кругов к обрабатываемой поверхности головки рельсов к технологическим факторам процесса шлифования, в каждой точки контакта также различна:

К * Ьф(1-К)/2 * 1ф1-К * [Дкр + 1р](1 К)/2 * [lf~K * \^2pdz - а\ + (az - а2) * tg г], (4)

где А=Ру Аф, Ру- условное напряжение резания для толщины слоя в точке у (рис.1); Ау- толщина слоя удаленного металла в точке у; Vi - скорость продольной подачи станка, м/мин; Vsp - скорость круга, м/мин; К - показатель степени (К=0,33); - фактическая глубина резаний абразивных зерен; 1ф - фактическое среднее расстояние между абразивными зёрнами; Rsp - радиус круга; Гр - радиус профиля головки рельса в точке контакта; S - поперечная подача круга; В -высота круга; р - радиус вершины зерна; аz - толщина снимаемого слоя абразивным зерном; аz' - максимальная глубина проникновения зерна при заданном радиусе вершины зерна р.

Работоспособность круга характеризуется толщиной слоя, смещенного одним абразивным зерном. Эта важнейшая характеристика переменна при шлифовании рельсов, так как дорожка качения головки рельсов является сопряжением трех радиусов. При этом в различных точках контакта длина дуги взаимодействующих поверхностей круга и рельса будет иметь различные значения [8, 9].

В общем случае средняя толщина слоя, снимаемого одним абразивным зерном, определяется по формуле:

аср аср*/ф

azcp = -f = (5)

где аср - средняя толщина слоя, снимаемого всеми абразивными зернами, действующими в пределах дуги контакта, z - число зерен, действующих в пределах дуги контакта, L - длина дуги контакта, 1ф - фактическое среднее расстояние между зернами.

Материалы и методы: При шлифовании термообработанных рельсов с высокой твердостью применяют и абразивные круги зернистостью 80, 100 и 125 мкм. При этом, угол при вершине конуса зерна а изменяется от 30° до 60° и более [10, 11, 12]. В работе были приняты значения углов 30°, 45° и 60°, что соответствует коэффициенту формы зерен Кф=3,73, Кф=2,42 и Кф=1,73. Для создания лабораторного образца круга применялась классификация зерен (нормальный электрокорунд зернистостью 125) на сепараторе по коэффициенту зерен в соответствии с указанными значениями [13, 14].

Затем зерна наклеивались под действием электростатического поля в ориентированном состоянии относительно радиальной оси круга на подготовленный слой эпоксидной смолы нанесенной на поверхность шлифовального круга [15]. Также с ориентированными зернами изготавливался шлифовальный круг для ручного станка СЧРА на нормальном электрокорунде 14AF36P6B Б3.

На операциях шлифования использовались рельсы типа Р65 объемнозакаленные категории ДТ 350 марки рельсовой стали Э76ХФ. При помощи штангенциркуля модели ШЦ-20-200х0,02 и микрометра МК-100х0,01 производили фиксацию геометрических размеров шлифовальных кругов (измерение наружного, внутреннего диаметров, высоты круга). Измерения параметров шероховатости поверхности катания железнодорожного рельса происходило с использованием профилометра ИШП-210. Портативный металлографический микроскоп Альтами МЕТ П и специализированное программное обеспечение Altami Studio, для обработки изображений использовалось для проведения анализа поверхности шлифовального круга и отработанного шлама.

Значения угла г в работе были приняты в соответствии с данными табл. 1.

Таблица 1

Значения режимных параметров Укр и Р: соответствующих углу £

8° 0 15 30 45 60 90

Укр, м/с 50 45 40 35 30 25

Рг, Н 0 20 40 60 80 100

Результаты: Расчеты износа абразивных кругов, выполненные на ЭВМ для разных значений £ и а, позволила установить, насколько произошел износ рабочей поверхности круга от скалывания зёрен и разрушения связки. Для угла а=60° были проведены экспериментальные исследования. График зависимости показан на рисунке 2.

Результаты расчёта износа абразивного круга вызванного разрушением зёрен, при различных значениях углов £ представлены в табл. 2.

Таблица 2

Результатыг расчета износа абразивного круга от скалыыания зерен (мкм) _

0 15 30 45 60 90

30 8,28 12,77 17,38 20,64 22,86 24,63

45 5,56 7,48 9,79 11,50 12,68 13,61

60 4,16 4,95 6,38 7,52 8,33 9,02

Анализ полученных результатов табл. 2 показывает, что с увеличением величины угла £ от 0° до 90° износ круга при фиксированных значениях угла а возрастает. При а = 30° он увеличивается в 2,97 раза; при а = 45°- в 2,44 раза; при а = 60° - в 2,16 раза. Отклонение формы профиля головки рельса при а = 30° равна 16,35мкм, при а = 45°-8,05мкм и при а = 60° - 4,86 мкм.

Увеличение угла от 30° до 60° снижает отклонение формы профиля головки рельсов в 3,36 раза. График зависимости износа (скалывания) абразивного зерна от величины угла 8 представлен на рисунке 2.

Угол е, град

Рис. 2. Зависимость износа (скалывания) абразивного зерна от величины угла е. 1 - угол при вершине конуса зерна а=30° (Кф=3,73), 2 - угол а =45°(Кф=2,42), 3 - угол а =60°(Кф=1,73), 4 - угол а =60° (экспериментальные исследования)

Интенсивность износа рельсов с увеличением угла а снижается при всех значениях £. При £ =0 износ зерна снижается в 1,9 раза, при £ = 15° - в 2,5 раза, в остальных случаях (£ = 30°, 45°, 60° и 90°) - в 2,7 раза.

На характер интенсивность разрушения зёрен влияет цикличность нагружения, которая при шлифовании велика. Так при скорости круга 35 м/с его диаметре 300 мм число циклов разрушения Ы=731/с, то есть, за одну минуту обработки зерно нагружается в 2200 раз. В реальных условиях число нагружений значительно меньше, поскольку далеко не все зерна контактируют с обрабатываемой поверхностью рельса.

С каждым последующим циклом нагружений угол а при вершине в связи со скалыванием зерна возрастает. Следовательно, интенсивность износа зерна уменьшается, о чем свидетельствуют расчеты, приведенные в табл. 2.

Результаты расчета износа абразивного круга от разрушения связки приведены в табл. 3.

Таблица 3

Результатыг расчета износа абразивного круга от разрушения связки (мкм) ^_

0 15 30 45 60 90

30 85,53 74,00 55,26 41,60 33,19 26,36

45 62,86 54,02 39,66 29.25 22,89 17,97

60 43,75 36,77 26,70 18,71 14,17 10,93

График зависимости износа связки круга от величины угла 8 представлен на рисунке 3.

Обсуждения: Численные значения из этой таблицы 3 являются теми предельными значениями, при достижении которых наступает процесс разрушения связки и выпадения зерен. Так, если исходную высоту поступающей над связкой части зерна до шлифования обозначить через И, а предельную высоту выступающего зерна, при которой наступает разрушение связки, через Ь0, то износ круга ДЬе, вызванный разрушением связки, определяется по формуле:

ДЬс = Ь - Ь0, (6)

Чем меньше значение Ьо, тем больше износ ДЬе круга.

Данные табл. 3 свидетельствуют о том, что зерна на рабочей поверхности с большим углом £ выпадают из связки с меньшей выступающей частью. Поскольку данный анализ не учитывает прочности адгезионной связки на границе зерна связка и истирания последней, то разрушение связки, приводящие к выпадению зерна, зависит от ее прочности и происходит, главным образом, под действием тангенциальной составляющей силы резания.

При перераспределении составляющих сил резания при шлифовании фасонной поверхности рельса с увеличением угла £ тангенциальной соответствующей сила Р2 растет и при £ = достигает своего максимального значения, определяемого по формуле (3).

Отклонение формы круга от разрушения связки следующее: при а = 45° - 44,89 мкм и при а = 60° - 32,32 мкм. Увеличение угла а при величине конуса в 2 раза снижает формы рабочей поверхности круга в 1,82 раза.

Суммарный износ инструмента, вызванный разрушением связки и раскалыванием зерен, и его роль в формировании рабочего профиля круга при шлифовании рельсов определяем следующим образом. При фиксированных значениях £ и Рг наибольшую выступающую над связкой зёрен до шлифования обозначаем через Ь, а критическую, при достижении которой зёрна начинают выпадать из связки, через Ь0. В диапазоне высот от Ь до Ь0 зёрна полностью выпадают из связки, практически не подвергаясь износу от их раскалывания.

Угал' град -»-1 —Ш—2 —*—3 —4

Рис 3. Зависимость износа связки от величины угла е. 1 - угол при вершине конуса зерна а=30", 2 - угол а =45", 3 - угол а =60°, 4 - угол а =60° (экспериментальные исследования)

График зависимости суммарного износа шлифовального круга от величины угла 8 представлен на рис. 4.

Угол е, град

Рис. 4. Зависимость суммарного износа шлифовального круга от величины угла е. 1 -угол при вершине конуса зерна а=30°, 2 - угол а =45°, 3 - угол а =60°, 4 - угол а =60° (экспериментальные исследования)

Тогда износ круга, вызванный разрушением связки, определяется по формуле (6), а связанные с ним отклонения формы профиля круга в диапазоне исследуемых высот Ь0тт и Ь0тах будут равны:

Дс = (й - Ь0шт) - (й - Ь0тах) = ДЬ0тах - ДЬ0тт, (7)

Зерна с высотой, выступающей над связкой меньше Ь0, подвергается износу от их собственного разрушения, численное значение которого находится по формуле:

Дз = дЬзтах - ДЬзтт, (8)

Тогда суммарный износ ДЬкр, вызванный разрушением связки и зерен, будет равен:

Дйкр = Дйс + Лйз, (9)

а соответствующее отклонение формы рабочего профиля круга ДЬкр определяется по формуле:

Дкр = Дс + Дз = Ь0тах + ДЬзтах - (Ь0тт + ДЬзтт), (10)

Из анализа графика можно сделать вывод о наиболее эффективном значении 8 в пределах 60... 90° при шлифовании рельсов.

Заключение: В результате исследований процесса износа шлифовального круга на бакелитовой связке с абразивным материалом из нормального электрокорунда на операциях шлифования железнодорожных рельсов выявлено влияние угла положения круга 8 на характер разрушения его составных частей. Определено влияние угла 8 на величину износа абразивных зерен нормального электрокорунда.

С увеличением угла 8 повышается износ абразивных зерен, при этом с увеличением угла при вершине конуса зерна а величина износа уменьшается. Так же определено влияние угла 8 на величину износа бакелитовой связки

круга. Выявлено, что при увеличении угла s износ связки уменьшается. По результатам анализа величин суммарного износа шлифовального круга следует, что наиболее оптимальным значением угла s является диапазон в пределах от 60° до 90° и угла а равном 60°. При этом обеспечивается равномерный и минимальный износ шлифовального круга.

Таким образом, зная технологические особенности износа абразивных кругов представляется возможным управлять процессом шлифования рельсов железнодорожного пути с высотой эффективностью и точностью.

Список литературы

1. Альбрехт В.Г. и др. Профильная обработка рельсов шлифовальными поездами с активными рабочими органами. М.: МПС РФ. 1999. 93с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Абдурашитов А.Ю., Крысанов Л.Г., Каменский В.Б. и др. Профильное шлифование рельсов. М.: Транспорт. 2001. 79 с.

3. Ваксер Д.Б. Пути повышения производительности при шлифовании. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 448 с.

4. Рахчеев В.Г., Максимов И.С., Галанский С.А., Мустафин А.Г. Теоретические особенности формирования поверхности катания головок рельсов при шлифовании // Ученые записки КнАГТУ. 2021. № 5 (53). С. 65-70.

5. Галанский С.А., Максимов И.С., Рахчеев В.Г. К методике разработки абразивного инструмента для шлифования рельсов в пути // Наука и образование транспорту. 2020. № 2. С. 105-107.

6. Шумячер В.М., Крюков С.А., Орлов И.Ю. Повышение надежности и эффективности рельсошлифоваль-ных инструментов на бакелитовой связке. Теория шлифования. Физико-химические основы / Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Волгоградский государственный технический университет, Волжский политехнический институт (филиал). Волгоград, 2021.

7. ГОСТ Р 51685-2013 Рельсы железнодорожные. Общие технические условия. М.: Росстандарт. 2014.

89 с.

8. Анализ механизма износа абразивных кругов при шлифовании рельсов / В.Г. Рахчеев, И.С. Максимов, С.А. Галанский, А.Г. Мустафин // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2022. № 1(57). С. 68-75.

9. Максимов И.С. Объектно-ориентированное проектирование процесса шлифования рельсов в пути с использованием композиционных абразивных инструментов / И.С. Максимов, С.А. Галанский, А.Г. Мустафин // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2022. № 3(59). С. 99-109.

10. Rakhcheev V.G., Maksimov I.S., Galanskiy S.A., Mustafin A.G., Zolkin A.L. On the issue of wearing mechanism of abrasive wheels during rails grinding. Journal of Physics: Conference Series. III International Conference on Metro-logical Support of Innovative Technologies (ICMSIT-III-2022). Krasnoyarsk, 2022. С. 22002.

11. Rakhcheev V.G., Galanskiy S.A., Maksimov I.S., Tarasov A.V., Zolkin A.L. Study of grinding rails with concentric wheels. AIP Conference Proceedings. II International scientific and practical symposium // Materials science and technology (MST-II-2022). Dushanbe, 2023. С. 20009.

12. Maksimov I.S., Galanskiy S.A., Zolkin A.L., Bogdanov M.R., Matvievskaya T.B. On the issue of designing and creation of a composite grinding wheels of increased productivity for rails treatment. Journal of Physics: Conference Series. 2024. Т. 2697. № 1. С. 012047.

13. Коротков А.Н. Повышение эксплуатационных возможностей шлифовальных инструментов: монография / ГУ КузГТУ. Кемерово, 2005. 232 с.

14. Люкшин В.С. Повышение работоспособности шлифовальных лент путем использования зерен с контролируемой формой и ориентацией: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Кемерово, 2007. 25 с.

15. Патент на изобретение №2369474. Способ изготовления шлифовальных инструментов с ориентированными зернами / Коротков В.А. №2008105086; заявл. 11.02.08; опубл. 10.10.09. Бюл. №28.

Максимов Илья Сергеевич, старший преподаватель, ilya-maksimov89. [email protected], Россия, Самара, Самарский государственный университет путей сообщения,

Галанский Сергей Анатольевич, канд. техн. наук, доцент, galanskiy.s@mail. ru, Россия, Самара, Самарский государственный университет путей сообщения,

Рахчеев Валерий Геннадьевич д-р техн. наук, профессор, [email protected], Россия, Самара, Самарский государственный университет путей сообщения

DETERMINATION OF ABRASIVE WHEEL WEAR DURING GRINDING OF RAILWAY TRACK RAILS

I.S. Maksimov., S.A. Galanskiy., V.G. Rakcheev

The article presents the technological features of grinding railway rails with mobile grinding machines. The results of the study of the working surface of the grinding wheel 14AF36P6B, obtained by face grinding, differentially heat-strengthened rails DT350 steel E76HF. The essential novelty of the technological features under consideration is that the cutting forces and forces are analyzed when grinding the shaped profile of the head of railway rails. The influence of the angle e on the amount of wear of abrasive grains of normal electrocorundum has been determined. Based on the analysis of the wear mechanism of grinding wheels on a bakelite bundle, theoretical and experimental data on the wear of a grinding wheel are summarized, taking into account the phenomena of chipping of abrasive grains and destruction of a bakelite bundle.

Key words: Railway track, grinding of rails, abrasive wheel, the process of destruction of the grinding wheel, wear of the circle.

Maksimov Ilya Sergeevich, senior lecturer, [email protected], Russia, Samara, Samara State Transport University,

Galanskiy Sergey Anatolevich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Samara, Samara State Transport University,

Rakcheev Valery Gennadyevich, doctor of technical sciences, professor, vrahcheev@mail. ru Russia, Samara, Samara State Transport University

УДК 621.77.08

Б01: 10.24412/2071-6168-2024-7-458-459

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА V-ОБРАЗНОЙ ГИБКИ ПРУТКОВЫХ

ОБРАЗЦОВ ИЗ СТАЛИ 09Г2С

А.И. Олехвер, В.В. Марушев, В.В. Марушев, Е.Ю. Ремшев, З.Н. Расулов

В статье рассматривается распространенная в машиностроении операция гибка пруткового проката, с целью определения рекомендаций по расчету основных технологических параметров, таких как сила и угол пружине-ния. Спроектирована и изготвлена оснастка для проведения экспериментального исследования. Проведен анализ методом множественной регрессии, в ходе которой получены зависимости для определения силы и угла пружинения для гибки пруткового проката из стали 09Г2С диаметром 8 мм.

Ключевые слова: гибка, прутковый прокат, сила, угол пружинения, множественная регрессия, корреляционный анализ.

Гибка массово используется для изготовления продукции как гражданского, так и специального назначения. Как известно, при гибке изделий из пруткового и листового проката металл испытывает упругую разгрузку. При этом, нет никаких рекомендаций по расчету силы и угла пружинения при гибке пруткового проката, это приводит к трудностям при внедрении процесса на предприятиях.

Спроектированные штампы для гибки прутков на предприятии не всегда приводят к требуемым результатам, необходима дополнительная доработка, что неминуемо увеличивает стоимость и снижает производительность производства.

Экспериментальное исследование. Исследуемыми образцами выбраны прутки из стали 09Г2С диаметром

8 мм.

В ходе анализа расчетных методик силовых параметров и углов пружинений [1, с.211], [2, с.130], [3, с.34], [4, с.72], варьируемыми параметрами приняты радиус пуансона йп и матрицы йм, а также расстояние между опорными точками матрицы Л. Угол гиба неизменно равен 90 градусам.

3Б-модель матрицы, пуансона, крепежного элемента (шпильки), а также заготовки изображены на рис. 1.

В таблице 1 представлены варьируемые размеры матрицы и пуансона.

Изготовление комплектов инструмента (рис. 3) производила металлообрабатывающая компания ООО «Ну-макс». Эксперимент проводился на испытательной машине Shimadzu AG-X-1, изображение машины представлена на рис. 2.

Анализ сил и углов пружинения по результатам эксперимента. График с усилиями на всех операциях гибки представлен на рис. 4. Максимальные силы, полученные по результатам эксперимента представлены в табл. 2.

В таблице 3 обозначены значения углов, полученных после снятия нагрузки с изделия.

Рис. 1. 3Б-модель экспериментального штампа для гибки: 1 - заготовка; 2 - матрица; 3 - пуансон; 4 - крепежный элемент

458

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.