Аналіз впливу матеріалу гальмівних колодок на утворення дефектів на поверхні кочення коліс залізничного транспорту

Автор(и)

  • К.А. Сіренко Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна) https://orcid.org/0000-0003-2613-8094
  • В.Л. Мазур Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна) https://orcid.org/0000-0001-8970-5389

DOI:

https://doi.org/10.15407/steelcast2024.02.008

Ключові слова:

колеса залізничного транспорту, знос, дефекти поверхні коліс, гальмівні колодки, чавун, композиційна гумосуміш, безпека

Анотація

Проаналізовано результати досліджень і виробничого досвіду у сфері виявлення причин та механізмів утворення дефектів на поверхні кочення коліс залізничного рухомого складу. Представлено різні погляди на механізм впливу матеріалу гальмівних колодок на виникнення поверхневих дефектів коліс, що обумовлені їх фрикційною взаємодією з колодками із чавуну або із композиційного матеріалу у вигляді композиційної гумосуміші. Однозначно показано, що гальмівні колодки із композиційної гумосуміші більшою мірою і частіше пошкоджують поверхню кочення коліс. Це призводить до необхідності обточування колісних пар, скорочує тривалість їх експлуатації. Основною причиною виникнення дефектів на робочій поверхні коліс є теплові навантаження на зону тертя колодки з колесом під час гальмування потягів. Температура в цій зоні періодично змінюється і може досягати 900 °C при тому, що температура самозаймання гумосуміші, з якої виготовляють фрикційний елемент композиційних колодок, складає 350—500 °C. Неприпустимо висока температура в осередку тертя композиційної колодки з поверхнею колеса, яка виникає в процесі гальмування поїзда, обумовлена відносно низькою теплопровідністю композиційної гумосуміші порівняно з теплопровідністю чавуну. Оснащення фрикційного елемента композиційних колодок вставками із чавуну не рятує ситуацію щодо низької теплопровідності таких колодок в цілому і схильності їх до пошкодження поверхні кочення коліс рухомих засобів. Запропоновано рекомендації у напрямі підвищення техніко-економічних показників діяльності залізничного транспорту за рахунок покращення якості гальмівних колодок рухомих засобів.

Посилання

Neizhko, I.G. (1992). Heat treatment of cast iron. Kyiv: Naukova dumka, 208 p. [in Russian].

Neizhko, I.G., Naydek, V.L., Gavrilyuk, V.P. (2009). Railway brake pads. Kyiv: NAS of Ukraine, PTIMA NAS of Ukraine, 121 p. [in Russian].

Sirenko, К.A., Mazur, V.L. (2024). Analysis of quality indicators for brake pads made of cast iron and multicomponent composite materials. Metal and Casting of Ukraine, 32(1(336), 40-49 https://doi.org/10.15407/steelcast2024.01.005 [in Ukrainian].

Mazur, V.L., Naidek, V.L., Popov, Ye.S. (2021). Comparison of cast-iron and composite brake pads with cast-iron inserts for rolling stock of railways. Metal and Casting of Ukraine, 29(2(325), 80-89, https://doi.org/10.15407/steelcast2021.02.080 [in Ukrainian].

Popov, E.S., Shinsky, O.I. (2021). Performance quality analysis of brake iron and composite pads for railway rolling composition. Foundry production and metallurgy, 1, 27-37. https://doi.org/10.21122/1683-6065-2021-1-27-37 [in Russian].

Mazur, V.L., Sirenko, K.A. (2022). Economic and environmental aspects of the use of cast iron or composite brake pads for railway transport. Casting processes, 3(149), 54-62. https://doi.org/10.15407/plit2022.03.054 [in Ukrainian].

Mazur, V.L., Sirenko, К.A. (2023). Technical and economic assessment of the efficiency of cast iron products. Casting processes, 1(155), 72-80. https://doi.org/10.15407/plit2024.01.072 [in Ukrainian].

Lovska, A., Ravlyuk, V. (2022). Identification of the causes of surface defects of wheels of cars equipped with composite pads. Transport Systems and Technologies, 40, 102-120. https://doi.org/10.32703/2617-9040-2022-40-9

[in Ukrainian].

Ravlyuk, V.G., Ravlyuk, M.G. (2018). Environmental damage caused by the use of composite brake pads in railway cars. Problems of energy and resource saving in an industrial region. Science and Practice: abstracts of the IV All-Ukrainian Scientific and Practical Conference (Mariupol, 15-17 May, 2018). Mariupol: SHEI “PSTU”, рр. 112-113 [in Ukrainian].

Lovska, A., Ravlyuk, V., Rybin, A. (2022). Analysis of the causes of damage to bogie wheels of freight wagons equipped with composite brake shoes. Innovative technologies for the development of mechanical engineering and the effective functioning of transport systems: materials of the III International Scientific and Technical Internet Conference (Rivne, 19-20 October 2022). Rivne: NUWHP, рр. 208-209 [in Ukrainian].

Yamshynskyi, M.M., Nazarenko, V.S., Kravchenko, K.O. (2015). Analysis of brake pads and ways to evaluate their promising designs. Bulletin of the Volodymyr Dahl East Ukrainian National University, 1(218), 204-209 [in Ukrainian].

Berent, V.Ya., Berent, V.V. (2017). The feasibility of metal-ceramic brake pads. Assembly in mechanical engineering, instrumentation, 18(8), 355-360 [in Russian].

Shakina, A.V., Fadeev, V.S., Shtanov, O.V. (2024). Wagon brake pads of increased wear resistance. Technics of railways, 4(28), 68-71 [in Russian].

Muradyan, L.A., Shaposhnik, V.Yu., Vinokurova, S.V. (2015). Ways of development, tendencies and prospects for further improvement of the brake pad of railway rolling stock. Wagon fleet, 5-6(98-99), 32-34 [in Russian].

Muradyan, L.A., Shaposhnik, V.Yu., Winstron Bernd Uwe, S.P. Mukovoz, S.P. (2015).Tests of perspective brake pads on Ukrainian railways. Realii ta perspektivi. Zaliznye vidavnitsvo “Rukhomiy krep”, no. 7-8, pp. 20-22 [in Russian].

Muradian, L.A., Shaposhnik, V.Yu., Shikunov, O.A. (2021). Brake equipment malfunctions and defects of freight car wheelsets. Bulletin of railway transport certification, 3, 5-16 [in Ukrainian].

Klimov, A.A., Domnin, S.V., Struchkov, A.V., Bondarik, V.B. (2017). Study of the influence of structure and hardness of brake pads for locomotive wheel tyres wear. Modern technologies. System analysis. Modeling, 1(53), 215-218 [in Russian].

Sirenko, К.A., Mazur, V.L. (2024). Assessment of thermal conductivity of grey cast iron castings with lamellar graphite. Casting processes, 2(156), 56-64. https://doi.org/10.15407/plit2024.02.056 [in Ukrainian].

Girshovich, N.G. (Ed.). (1978). Handbook of iron casting. L.: Mashinostroenie, 758 p. [in Russian].

Shumikhin, V.S., Kutuzov, V.P., Khramchenkov, A.I., Dibrov, I.A., Aleksandrov, N.N., Bobro, Yu.G., Puzyr'kov-Uvarov, O.V., Blozhko, N.K. (1982). High-quality cast irons for castings. Moscow: Mashinostroenie, 222 p. [in Russian].

Novokshchenova, S.M., Vinograd, M.I. (Eds.). (1984). Defects of steel. Reference edition. Moscow: Metallurgiya, 199 р. [in Russian].

Mazur, V.L., Dobronravov, A.I., Chernov, P.P. (1986). Prevention of defects in rolled steel. Kyiv: Tekhnika, 141 р. [in Russian].

Sirenko, K.A. (2022). Coefficients of friction between railway wheels and brake pads made of cast iron and composite material: a comparative analysis. Metal and Casting of Ukraine, 30(1(328), 91-101. https://doi.org/10.15407/steelcast2022.01.091 [in Ukrainian].

Mazur, V.L., Sirenko, K.A. (2023). Friction mechanisms of brake pads made of cast iron and composite material on the surface of railway wheels. The Scientific Technical journal “Metal Science and Treatment of Metals”, 29(1(105), 18-33. https://doi.org/10.15407/mom2023.01.018 [in Ukrainian].

Grishchenko, M.A. (2008). Study of the causes of metal scrapes on the rolling surface of railway wheels. Bulletin of the Dnipropetrovs'k National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, 23, 178-182 [in Ukrainian].

Vakulenko, I.O. (2008). Dependence of structural transformations on the rolling surface of railway wheels on the type of brake system. Visnyk of the Dnipropetrovs'k National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, 24, 192-194 [in Ukrainian].

Grishchenko, M.A. (2009). Causes of defects on the rolling surface of railway wheels. Bulletin of Dnipropetrovs'k National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, 27, 223-225 [in Ukrainian].

Shafran, L.M., Mazur, V.L., Bolshoy, D.V., Pykhtieieva, O.G., Tretyakova, O.V., Potapov, Ye.A., Tretyakov, А.M., Mikhalkova, S.G. (2022). Toxicological-hygienic and ecological aspects of safety of rolling stock braking systems of railway transport. Part 1. Migration of toxicants into the environment. Actual problems of transport medicine, 1(67), 7-18. Shafran, L.M., Mazur, V.L., Bolshoy, D.V., Pykhtieieva, O.G., Tretyakova, O.V., Potapov, Ye.A., Tretyakov, O.M., Pykhtieiev, D.M. (2022). Toxicological-hygienic and ecological aspects of safety of rolling stock braking systems of railway transport. Part 2. Pollution by heavy metals and asbestos. Actual Problems of Transport Medicine, 2(68), 15-26 [in Ukrainian].

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-07-28