Совершенствование технологии расточки отверстия ступицы колеса грузового вагона

D Yu Belan; K V Averkov; D S Makashin

doi:10.22213/2413-1172-2023-1-63-70

Authors

D. Y. Belan Omsk State Transport University
K. V. Averkov Omsk State Transport University
D. S. Makashin Omsk State Transport University

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2023-1-63-70

Keywords:

cutting modes, machine, tool, boring, roughness, force, fit

Abstract

The technological process of machining the wheel hub hole of a freight car is considered. Unreliable wheel and axle fit is one of the main reasons of rolling stock derailment. The reliability of the fit depends on several factors: interference, quality of the mating surfaces, the mechanical properties of the material. The roughness of the hole surface plays a very important role. In many ways, it determines the compressing force and fatigue strength, the roughness value should be within certain limits, which are strictly regulated by Russian National Standard GOST 4835-2013. The article describes in detail the requirements imposed in Russia and abroad to the amount of roughness of the mating surfaces provided by machining. The analysis of the chemical composition and mechanical properties of wheel steels of grades 1, 2, T and L. The article also discusses the technological process and equipment for boring holes in the wheel hub. The foreign experience of using boring technologies is analyzed. The arrangement of the cutting plates in the design of the boring head applied for boring the hub hole is considered. The application of round and prismatic carbide plates used in tools is also considered. The types of metal-cutting machines used are indicated. The main emphasis in the article is on ensuring the required roughness of Russian National Standard GOST 4835-2013 due to cutting modes that are optimal from the point of view of ensuring surface quality. Based on the production data and recommended in the reference literature on feed, speed and depth of cutting values, a full factorial experiment was carried out to determine the effect of each cutting mode on the roughness parameter. As a result of the analysis, diagrams of roughness changes were plotted and intervals of feed values, speed and cutting depth were established, ensuring minimal roughness of the machined surface. It was also found that the feed rate has the strongest effect on the surface roughness. The results obtained can be used when performing the operation of boring the hub hole at the enterprises of the railway industry.

Author Biographies

D. Y. Belan, Omsk State Transport University

PhD in Engineering, Associate Professor

K. V. Averkov, Omsk State Transport University

PhD in Engineering, Associate Professor

D. S. Makashin, Omsk State Transport University

PhD in Engineering

References

Вожжов А. А., Гречко В. А., Рябченко А. И. Обоснование объема исследовательской выборки в задачах прогнозирования параметров точности и качества изделия // Главный механик. 2020. № 6 (202). С. 18-22.

Оптимизация режимов резания при точении с применением граничного метода условной оптимизации / А. С. Данилова, Е. А. Леденева, И. И. Римская, К. В. Чуев // Образование. Наука. Производство: материалы XII Международного молодежного форума, Белгород, 01-20 октября 2020 г. Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова, 2020. С. 1221-1226.

Ракунов Ю. П., Абрамов В. В., Ракунов А. Ю. Номограммы выбора подач и скоростей резания исходя из требуемой шероховатости обработки и износа унифицированных резцов // Школа науки. 2019. № 11 (22). С. 7-12.

Стельмаков В. А. Алгоритмы оценки точности диаметрального размера и относительного расположения оси при различных методах и стратегиях обработки отверстий // Фундаментальные основы инновационного развития науки и образования / под общ. ред. Г. Ю. Гуляева. Пенза: Наука и Просвещение, 2018. С. 162-172.

Влияние вылета резца и глубины резания при токарной обработке на качество поверхностного слоя деталей машин / Д. Г. Алленов, К. Б. Дейнова, С. В. Соломатин, О. И. Лазаренко // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2020. Т. 21, № 2. С. 105-112.

Ракунов Ю. П., Абрамов В. В., Ракунов А. Ю. Роль скорости резания и радиуса округления режущего клина в эффективности тонкой механической обработки труднообрабатываемых материалов // Станкоинструмент. 2020. № 1-2. С. 66-79.

Полушкина Д. Ю. Анализ факторов влияющих на точность мехнической обработки на станках с ЧПУ в условиях ГПМ // Студенческая наука для развития информационного общества: сборник материалов VII Всероссийской научно-технической конференции, Ставрополь, 26-28 декабря 2017 г. Ставрополь: Северо-Кавказский федеральный университет, 2018. Т. 2. С. 243-249.

Воробьев А. А., Жуков Д. А., Соболев А. А. К вопросу о технологии повторного использования отработанного режущего инструмента для обработки колес железнодорожного подвижного состава // Новые материалы и технологии в машиностроении. 2018. № 28. С. 14-23.

Лебедев В. А., Белозеров М. А. Применение вибрационной стабилизирующей обработки для повышения качества деталей летательных аппаратов // Актуальные проблемы в машиностроении. 2020. Т. 7, № 3-4. С. 39-43.

Киселев Е. С., Благовский О. В. Управление формированием остаточных напряжений при изготовлении ответственных деталей: монография. Санкт-Петербург: Лань, 2020. 140 с.

Глазунов Д. В. Способы снижения износа колесных пар подвижного состава // Известия Уральского государственного горного университета. 2019. № 2 (54). С. 107-114.

Оценка прочности соединений элементов колесных пар с гарантированным натягом / И. Л. Чернин, А. В. Путято, М. С. Застольский, О. В. Путято // Исследования и инновации. Механика. 2017. № 9. С. 197-204.

Оптимизация производственной стратегии, условий механической обработки радиального рабочего колеса / Ф. И. Стратояннис [и др.] // Станки. 2019. Т. 8, № 1. С. 10-16.

Сюй Л., Чжай В. Анализ динамики железнодорожно-путевой связи: системные пространственные вариации по геометрии, физике и механике // Железнодорожная инженерия. 2020. Т. 28. С. 36-53.

Yu Qing Liu, Zai Gang Chen, Kai Yun Wang, Wan Ming Zhai (2022) Evolution of surface wear of bearings of traction motors in the vibration environment of a locomotive during operation. Science China Technological Sciences, 2022, 65, 920-931.

Контроль натяга бандажа на ободе колесного центра у сформированных колесных пар электровозов / А. П. Буйносов, К. А. Стаценко, Е. А. Гузенкова, А. П. Пахомов // Инновационный транспорт. 2018. № 1 (27). С. 59-62.

Сенько В. И., Чернин И. Л., Чернин Р. И. Совершенствование технологии формирования-расформирования колесных пар железнодорожных вагонов // Актуальные вопросы машиноведения. 2017. Т. 4. С. 84-87.

Синтез конструктивных решений на основе демпфирования в пределах внутренней кинематики грузовых вагонов / В. В. Тюньков, Н. П. Рычков, В. С. Бузунова, А. В. Ромашов // Информационные технологии и математическое моделирование в управлении сложными системами. 2021.№ 3 (11). С. 9-16. DOI: 10.26731/2658-3704.2021.3(11).9-16.

Шурэнцэцэг Б., Тюньков В. В. Увеличение ресурса колесных пар при деповском ремонте в ВЧД-2 Улан-Баторской железной дороги // Транспортная инфраструктура сибирского региона. 2018. Т. 2. С. 402-406.

Смольянинов А. В., Кармацкий В. Ф., Волков Д. В. О жизненном цикле колесной пары грузового вагона // Инновационный транспорт. 2022. № 2 (44). С. 35-41. DOI: 10.20291/2311-164X-2022-2-35-41.