Обработка бандажей составом "НИОД". Опыт Свердловской дороги.
Самосмазывающие материалы прочно вошли в современную технику. Их широко применяет в узлах трения в машиностроении и приборостроении. Это новый класс материалов для узлов трения, обладающий способностью создавать на поверхности контртела ориентированные пленки, имеющие малую прочность на срез а поверхностном слов и выдерживающие большое число циклов без разрушения. 8 процесса трения пленка непрерывно создается и поддерживается, а возникающие деформации локализуются в тонком поверхностном слое.
Разработка и применение твердых смазочных и самосмазывающихся конструкционных материалов в узлах трения потребовали новых нетрадиционных конструкторских и материаловедческих решений. К недостаткам смазывающих материалов (особенно полимерных) следует отнести, помимо низкой теплопроводности, малую несущую способность, а также потерю эластичности и прочности вследствие утраты пластификатора. Их применение позволило в ряде случаев отказаться от жидких и пластичных смазочных материалов, что существенно расширило температурный диапазон использования материалов в узлах трения.
Одним из больших преимуществ самосмазывающихся материалов является их малая скорость газовыделения. Температурный режим работы этих материалов в зависимости от служебного назначения колеблется в пределах 200 — 1100°С.
В результате исследований закономерностей возникновения и накопления местных остаточных деформаций при контактном нагружении установлено, что уже при напряжении порядка 3 ГПа даже у закаленных на высокую твердость
(НRС 60 — 62) бандажей или рельсов появляются нарушения исходной их формы. Значения деформации растут пропорционально четвертой степени расчетного напряжения и при первом нагружении составляют 50 — 85 % такого уровня, которого она достигает при весьма большом (порядка 106) числе нагружения.
Депо Свердловск-Пассажирский Свердловской дороги по своей инициативе приобрело оборудование для нанесения на гребни бандажей колесных пар электровозов ЧС2 и ЧС7 самосмазывающего состава НИОД. Сейчас оснащено по 7 электровозов обеих серий.
После обработки составом НИОД достигают следующего:
- обеспечивается высокая адгезия покрытия к подложке за счет хорошей очистки и высокой энергии конденсирующихся частиц (способствующей необходимой активации поверхностного слоя.)
- не требуется повышение температуры подложки до высоких значений, благодаря чему сохраняются структура и свойства основного материала и исключаются коробление деталей и потеря ими геометрической формы;
- обеспечивается возможность нанесения очень тонких равномерных по толщине покрытий на окончательно обработанные поверхности деталей без ухудшения геометрического качества поверхности;
- в процессе осаждения осуществляется «залечивание» поверхностных дефектов (микротрещин, зон предразрушения и т.д.), неизбежно образующихся при процессах механической обработки;
- имеется возможность варьирования состава и свойств покрытий в широчайших пределах;
- при ничтожном расходе материалов обеспечивается весьма существенное повышение износостойкости и надежности трущихся сопряжений колеса — рельса.
Чтобы определить интенсивность изнашивания бандажей колесных пар электровозов, обработанных и необработанных составом НИОД в депо Свердловск-Пассажирский, на кафедре «Электрическая тяга» УрГАПСа провели сравнительный анализ изнашивания бандажей колесных пар пассажирских электровозов ЧС2 и ЧС7. Контролируемыми параметрами, характеризующими изнашивание бандажей колесных пар электровозов, являлись прокат, толщина гребня бандажей. Их изменения рассматривали в зависимости от пробега, который отсчитывали от момента полного восстановления (обточки) профиля бандажей.
Известно, что на изнашивание бандажей колесных пар влияет большое число случайных факторов: химический состав материала и физические свойства бандажа, качество его изготовления, прочностные характеристики, климатические и метеорологические условия эксплуатации.
Кроме того, сказываются нагрузочные режимы и частота их повторяемости (число пусков и остановок, режимы пуска и торможения, продолжительность движения с максимальной нагрузкой и т.д.), температурные условия эксплуатации, степень влажности атмосферы и ее запыленность, насыщенность поверхности трения абразивными частицами, зависящими от интенсивности пескоподачи, состояние пути и зависящие от него динамические нагрузки, а также многие другие факторы.
