Оптимизация жизненного цикла системы "колесо-рельс"
Цель: Рассмотреть вопрос обеспечения надежности элементов подвижного состава путем анализа соотношения твердости системы «колесо-рельс». Показать влияние твердости металла колеса и рельса на их износ. Предложить колесную пару повышенной твердости. Методы: Использованы методы системного, структурно-функционального и сравнительного анализов. Результаты: Указана возможность увеличения твердости колесной пары за счет использования стали марки 4. При этом отмечено увеличение жизненного цикла предлагаемой колесной пары на 150 %. Проведено сравнение срока службы рельсов повышенной твердости с нормативным. Произведены расчеты годовых затрат на ремонт колесных пар и замену рельсов, определена экономия денежных средств. Отмечено, что кроме применения стали марки 4, согласно ГОСТ 398-2010, повысить твердость колесной пары можно за счет либо использования заэвтектоидных сталей с мелкодисперсным цементитом, обладающих большей пластичностью и упрочняемостью благодаря высокому содержанию аустенита в структуре и имеющих более равномерное распределение твердости по сечению, либо создания наплавки высокой твердости из вышеперечисленных сталей на поверхности катания колесной пары. Практическая значимость: Применяя колесные пары повышенной твердости, а именно изготовленные из стали марки 4 в соответствии с ГОСТ 398-2010 можно продлить жизненный цикл колесной пары до 15,25 лет и достичь ежегодной экономии денежных средств в размере 6,11 млрд руб. Отрицательными сторонами данного решения являются уменьшение срока службы рельсов и увеличение числа окон, выделенных для проведения их замены, что негативно скажется на участковой скорости. Однако снижение износа гребней колесных пар приведет к уменьшению количества задержек поездов по причине отцепки от состава поезда технически неисправных вагонов, что повысит участковую скорость, которая и определяет качество эксплуатационной работы