способ восстановления опорных поверхностей несущих деталей грузовых вагонов

Формула изобретения

Способ восстановления опорных поверхностей несущих деталей грузовых вагонов, включающий размещение на опорной поверхности детали накладки из износостойкой стали, нагретой до температуры ковки, и осаживание ее равномерно распределенной статической нагрузкой до толщины, равной отклонению положения опорной поверхности от номинального размера в направлении приложения нагрузки, охлаждение накладки ниже температуры A_r1 с выдержкой при максимальной нагрузке, разгрузку детали и приварку накладки к детали, отличающийся тем, что нагретую до температуры ковки накладку размещают с напуском за контур опорной поверхности и осуществляют при температуре выше A_r1 одновременно с осаживанием загиб выступающих краев накладки к боковым стенкам детали, примыкающим к опорной поверхности, при этом величину напусков накладки принимают с учетом удаления сварных швов к ненагруженным при эксплуатации зонам равной не менее 1/2 толщины стенки, расположенной у опорной поверхности, после чего разгружают деталь и проводят приварку к ней кромок накладки по линии сопряжения со стенками детали.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к изготовлению и ремонту несущих деталей грузовых вагонов.

Оно может быть использовано в вагоностроении при изготовлении несущих деталей с опорными поверхностями.

Известен способ изготовления несущих деталей с опорными поверхностями (RU 95122201 A1, B 23 K 28/00, 27.11.97 г.), при котором получение на опорной поверхности износостойкого слоя достигается осаживанием на ней при температуре ковки накладки из износостойкого железоуглеродистого сплава равномерно распределенной статической нагрузкой, а после охлаждения накладки до температуры 350-550^oC осуществляют разгрузку детали и приварку накладки по линии ее сопряжения с опорной поверхностью.

Недостатком этого способа является то, что приварка накладки производится по линии сопряжения с опорной поверхностью, являющейся концентратором напряжений, поэтому он ограниченно применим к зонам деталей, испытывающим значительные эксплуатационные нагрузки (например, буксовый проем боковой рамы).

Задачей изобретения является повышение качества восстановления и долговечности опорных поверхностей несущих деталей грузовых вагонов.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что на изношенной опорной поверхности несущей детали размещают накладку, нагретую до температуры ковки, с напуском за контур опорной поверхности и осуществляют при температуре выше A_r1 одновременно с осаживанием загиб выступающих краев накладки к боковым стенкам детали, примыкающим к опорной поверхности, при этом величину напусков накладки принимают с учетом удаления сварных швов к ненагруженным при эксплуатации зонам, равной не менее 1/2 толщины стенки, расположенной у опорной поверхности, а приварку кромок накладки осуществляют по линии их сопряжения со стенками детали.

Отличительными признаками заявляемого технического решения являются:

- наличие напусков накладки за контур опорной поверхности;

- загиб выступающих краев накладки к боковым стенкам детали, примыкающим к опорной поверхности;

- удаление сварных швов от опорной поверхности к ненагруженным при эксплуатации зонам, равное не менее 1/2 толщины стенки, расположенной у опорной поверхности.

Существенность отличительных признаков обуславливается следующим.

Наличие напусков накладки позволяет вынести сварные швы в менее нагруженные зоны детали. При этом величина напусков принимается с учетом толщины накладки и условия вписывания в габаритные размеры узла трения без создания препятствий для взаимного перемещения с сопряженной деталью.

Минимальный размер напуска за края опорной поверхности принимается равным 1/2 толщины ее стенки, т.к. в тонкостенных несущих деталях грузовых вагонов, работающих преимущественно в условиях поперечного изгиба, имеет место высокий градиент уменьшения напряжений в направлении от опорной поверхности к нейтральной линии, которая часто проходит по середине стенки, расположенной у этой поверхности или вблизи от нее.

При загибе кромок накладки на боковые стенки, сопряженные с опорной поверхностью, сварной шов не воспринимает существенных нагрузок и служит преимущественно для фиксации накладки.

Пример конкретного применения

У боковой рамы 1 тележки грузового вагона на горизонтальной опорной поверхности 2 в буксовом проеме 3 размещают износостойкую накладку 4 из стали 30ХГСА толщиной 6 мм (фиг. 1). Накладка имеет напуски 5, выходящие за боковые стенки 6 детали на 1/2 толщины надбуксовой горизонтальной стенки 7, что составляет по 10 мм в каждую сторону детали (фиг. 2). Накладка укладывается в нагретом до температуры ковки состоянии (~950^oC) симметрично опорной поверхности и к ней прикладывается равномерно распределенная статическая нагрузка. Величина нагрузки определяется исходя из условного предела текучести стали 30ХГСА при температуре ковки, равного _t = 37 MПa, и составляет для площади опорной поверхности 0,038 м² P = 1400 кН (140 тс).

Нагружающее устройство конструктивно выполняется таким образом, чтобы одновременно с осаживанием накладки на опорной поверхности осуществлялся загиб кромок и их прижатие к боковым стенкам 6 детали.

В результате ускоренного охлаждения накладки металлическими стенками детали и давильника пресса происходит термомеханическое упрочнение стали 30ХГСА с получением твердости 320-400НВ, обеспечивающей требуемую износостойкость.

После разгрузки детали производится приварка кромок накладки к боковым стенкам детали, имеющей температуру в этих зонах 250-300^oC, при этом сварные швы с катетом 6 мм расположены параллельно опорной плоскости на расстоянии от нее, равном 10 мм. Благодаря нагреву опорной поверхности до 250-300^oC за счет отвода тепла от накладки обеспечивается требуемое качество ее приварки к детали.

При поступлении боковой рамы с износостойкими накладками в следующий ремонт замена изношенной накладки производится путем срубания пневмозубилом сварных швов и установки по приведенной технологии новой накладки.

По аналогичной технологии могут восстанавливаться изношенные опорные поверхности деталей фрикционного гасителя колебаний тележки, наклонные плоскости надрессорной балки, опоры скользунов и др. деталей.