Россия
Россия
Цель: Повышение стойкости режущего инструмента при восстановлении профиля поверхности катания железнодорожных колес за счет управления вибрациями системы «станок — инструмент — деталь». Методы: Исследовались вибрации, возникающие в процессе обточки поверхности катания вагонных колес при различных режимах резания. Для этого строилась матрица планирования эксперимента методом Бокса — Уилсона, в соответствии с которым изменяются все факторы по очереди (глубина резания, скорость резания, подача). По результатам каждой серии эксперимента выбирается математическая модель и оцениваются численные значения коэффициентов этого уравнения. В соответствии с принятыми в теории резания степенными зависимостями для проведенных экспериментов постулировалась математическая модель в виде логарифмического полинома ряда первой степени. Проводилась математическая обработка результатов измерений с помощью фрактальной размерности. Фрактальная размерность определялась методом нормированного размаха. Результаты: Установлено соответствие между стойкостью режущего инструмента и интенсивностью его колебаний при обточке железнодорожных колес. Получена математическая зависимость фрактальной размерности от режимов резания, позволяющая регулировать скорость резания или подачу в процессе восстановления поверхности катания колеса при наличии дефектов. Оптимальные режимы резания, позволяющие достичь заданного качества поверхности катания колеса за минимальное время, дают наибольшее значение фрактальной размерности. Наличие таких дефектов поверхности катания колеса, как ползуны, навары, выщербины, приводит к уменьшению фрактальной размерности. Практическая значимость: Определение фрактальной размерности в процессе обточки колесных пар дает возможность автоматически регулировать режимы резания для обеспечения заданного качества поверхности катания колеса и требуемой стойкости режущего инструмента.
Поверхность катания, стойкость, дефекты, режимы резания, колесо
1. Горячева И. Г. О пределах системы «колесо - рельс» в условиях тяжеловесного движения (трибологический аспект) / И. Г. Горячева, С. М. Захаров // Вакуумно-левитационные транспортные системы: научная основа, технологии и перспективы для железнодорожного транспорта. Коллективная монография членов и научных партнеров Объединенного ученого совета ОАО «РЖД». - М.: ООО «РАС», 2017. - С. 27-42.
2. Захаров С. М. Особенности механизмов и причин возникновения контактно-усталостных повреждений колес железнодорожного подвижного состава / С. М. Захаров // Трение и смазка в машинах и механизмах. - М.: Инновационное машиностроение, 2007. - № 3. - С. 40-45.
3. Воробьев А. А. Разработка мероприятий по повышению ресурса железнодорожных колес с выщербинами / А. А. Воробьев, О. А. Конограй, Э. Ю. Чистяков // Мехатроника, автоматизация и управление на транспорте: материалы V Всероссийской научно-практической конференции. - Самара: СамГУПС, 2023. - С. 168-171.
4. Валинский О. С. Повышение работоспособности колесных пар подвижного состава / О. С. Валинский, А. А. Воробьев, С. И. Губенко и др. - Казань: Бук, 2022. - 324 с.
5. Воробьев А. А. Ресурс и ремонтопригодность колесных пар подвижного состава железных дорог / А. А. Воробьев, С. И. Губенко, И. А. Иванов и др. - М.: ИНФРА-М, 2011. - 264 с.
6. Диллон Дж. Сингх. Вопросы исследования динамического качества режущего инструмента: автореф. дисс. ... канд. техн. наук / Дж. Сингх. Диллон. - М., 1973. - 27 с.
7. Определение динамического качества расточных и проходных резцов и методы усовершенствования их конструкции / Отчет по НИР № 271, УДН, 1974. - 150 с.
8. Системный анализ основных параметров процесса резания и разработка системы показателей, характеризующих статическое и динамическое качество системы СПИД при назначении режимов резания / Отчет, № регистр. 78009181. - М.: УДН, 1979. - 115 с.
9. Шустиков А. Д. Анализ качества сборных проходных резцов / А. Д. Шустиков. - М.: НИИМаш, 1981. - 62 с.
10. Жарков И. Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом / И. Г. Жарков. - Л.: Машиностроение, 1986. - 174 с.
11. Международный междисциплинарный симпозиум ФиПС-01: Фракталы и прикладная синергетика // II Труды докладов конференции. - М.: Московский государственный областной университет, 2005. - 345 с.
12. Giona M. Multifractal analysis of chaotic power spectra / M. Giona, P. Piccirilli, V. Cimagalli // J. Phys. A. - 1991. - Vol. 24. - Iss. 1. - Pp. 367-373.
