Способ термического упрочнения железнодорожных колес

 

Изобретение относится к металлургии и совершенствует способ термической обработки железнодорожных колес. Цель изобретения - обеспечение равномерной твердости по периметру обода. Спрсйб предусматривает установку колеса, йагретого до температур аустенизации, в закалочную машину, центрирование колеса в одной плоскости с неподвижными спрейерными устройствами и подачу охлаждающей жидкости на элементы обода по достижении колесом постоянной скорости вращения. Использование способа позволяет увеличить срок службы колес. 1 ил., 1 табл.

союз советских социмистических

РЕСПУБЛИК (я)ю С 21 0 9/34

ГОСУДАРСТВЕННЬЯ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4684152/02

{22) 26.04.89 (46) 23.02.92. Бюл. % 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт вагоностроения (72) l0.М.Парышев, А.M.Âèõîoâà. M.Ñ.Âàëåтов, С.M.Àðø и Г.А.Блажнов (53) 621.785.08(088,8) (56) Сталь, 1968. N 9, с. 827-828.

{54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОЛЕС (57) Изобретение относится к металлургии и. совершенствует способ термической обраИзобретение относится к металлургии и направлено на совершенствование методов термической обработки цельнокатаных железнодорожных колес.

Известны способы термического упрочнения железнодорожных колес, при котарых колесо центрируют в горизонтальном или вертикальном положении относительно неподвижных спрейерных устройств и охлаждают элементы его обода при вращении.

К недостаткам таких способов относится повышенная неравномерность свойств металла обода по его периметру, Известные способы термического упрочнения железнодорожных колес, предусматривающие упрочнение обода колеса при его вращении как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях, не обеспечивают повышенного срока службы колес.

Наиболее близким к предлагаемому является способ. термического упрочнения железнодорожных колес на горизонтальных машинах, при котором производят нагрев колеса до температуры аустенизации, уста. новку в машину в горизонтальном положе„„!5Ц „, 1713952 А1 ботки железнодорожных колес. Цель изобретения — обеспечение равномерной твердости по периметру обода. Способ предусматривает установку колеса, йагретого до температур аустенизации, в закалочную машину, центрирование колеса в одной плоскости с неподвижными спрейерными устройствами и подачу охлаждающей жидкости нэ элементы обода по достижении колесом постоянной скорости вращения.

Использование способа позволяет увеличить срок службы колес. 1 ил., 1 табл. нии, его центрирование и вращение относительно неподвижных спрейерных устройств, установленных в двух диаметрально противоположных к ободу местах, и охлаждение элементов обода колеса. В процессе установки колеса в маши е его центрирование ведут по наружной поверхности ступи- а цы, а охлаждение обода ведут 4 одновременно с началом вращения колеса.

Обработка колес по данному способу ведет к повышенной неравномерности свойств металла обода по периметру вследствие низкой точности центрирования коле- О са относительно спрейерных устройств. Ю

Объясняется это тем, что наружный диаметр . ступицы колесе колеблется от 2бб до 310 мм для различных типоразмеров колес (например, вагонных ф 950 мм и тепловозных ф 1058 мм), а в пределах одного типоразмера, например для колесФ950 мм, от 260 до 275 мм {черновая ступица), что и определяет точность положения обода относительно спрейеров после установки колеса в машину. Несоосность обода колеса и спрейеров достигает 20 мм, что приводит к

1713952 повышенному охлаждению тех участков обода, которые наиболее приближены к спрейерному устройству. С другой стороны, выход нв постоянную скорость вращения колеса происходит только после 5-8 ега оборотов и охлаждение обода одновременно с началом вращения колеса усугубляет неравномерность охлаждения обода по периметру, Неравномерность охлаждения по периметру обода приводит к неравномерности прочности и твердости металла обода, также к неравномерности остаточных напряжений и, как следствие, к отрицательному проявлению их влияния на образование флокенав в металле.

Неравномерность механических свойств металла обода колеса в эксплуатации приводит к неравномерности его износа и преждевременному выходу из эксплуатации. Часть обода с более низкими свойствами в эксплуатации изнашивается быстрее, колесо получается овальным, Так

2 при неравномерности свойств 10 кгс/мм авальность после 100 тыс. км пробега достигает 1 мм.

Таким образом, недостатком известного способа термического упрочнения железнодорожных колес является неравномерность свойств металла обода па его периметру, которая ведет к снижению срока службы колеса в эксплуатации, Цель изобретения — обеспечение равномерной твердости по периметру обода колеса.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе термического упрочнения железнодорожных колес, включающем центрирование колеса в одной плоскости с неподвижными спрейерными устройствами вращение колеса и охлаждение элементов обода. колесо центрируют по отверстию в ступице, а охлаждение элементов обода осуществляют после достижения колесом постоянной скорости вращения.

Выбор нового элемента центрирования —,отверстия в ступице, продиктован тем, чта для различных колес ана отличается не более чем на 10 мм, а в одном профиле до 4 мм (190-4) мм. Фиксирование колеса после центрирования обеспечивает устойчивое положение его на ппаншайбе машины и исключает смещение с оси планшайбы в процессе закалки.

На чертеже показано колесо с центрированием па отверстию в ступице., Для обеспечения равномерного упрачнения металла обода 1 по ега периметру колесо в закалачной машине центрируют относительно спрейеров 2 по отверстию в ступице 3 на штыре 4 конической формы с одновременным фиксированием ега по оси машины, что достигается использованием диаметра штыря 4, равного максимально возможному отверстию в ступице, При цен5 трировании колеса с относительно малым отверстием в ступице оно центрируется на конической части штыря 4 и вместе с ним, сжимая пружину 5, опускается до соприкосновения с опорой 6. Зтим обеспечивается

10 точная центровка колеса на машине, погрешность не превышает 2 мм. Усилие пружины 5 должно быть меньше массы закаливаемых колес, чтобы ступица своим торцом обязательно соприкоснулась с опо15 рой 6. Наличие контакта по торцу ступицы с опорой 6 и дополнительно со штырем 4 обеспечивает надежное его фиксирование в процессе вращения колеса, Подачу жидкости в спрейерные устройства 2 осуществля20 ют после достижения колесом постоянной скорости вращения.

Способ термического упрочнения железнодорожных колес осуществляют следующим образом.

25 При производстве железнодорожных колес Р 950 мм с садер>канием углерода

0,65 Д массой 390 кг в процессе термической обработки нагретые до 850 С колеса подают манипуляторами на закапочную ма30 шину, где укладывают отверстием в ступице диаметром 269 мм на конический шток диаметром у основания 275 мм. После разжима лап манипулятора колесо вместе с коническим штоком, сжимая пружину усилием 285

35 кг, опускается до соприкосновения торца ступицы с опорой колеса, После центрирования и фиксирования по аси закалочной машины колесо вращают со скоростью до 10 . оборотов в 1 с. Па прошествии 8 оборотов

40 колеса с момента включения привода вращения, когда установится постоянная ско- рость вращения, включают охлаждающую воду и падают ее на поверхность катания обода. Давление охлаждающей воды в сис45 теме 3,5 атм, количество сопл в спрейерном устройстве 30 шт., диаметр отверстия в соплах 9 мм, Через 140 с (расход воды составил 2,9. мз) охлаждающую воду отключают, выключают привод, колесо манипулятором

50 передают на отпуск.

Результаты закалки колес по предлагаемому и известному способам приведены в таблице, Как видно из таблицы, среднее отклоне55 ние (разнасть) замеренных твердостей по предлагаемому способу примерно в 2 раза меньше, чем по известному. Таким образом, использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известным повышение равномерности свойств метал1T 13952 ла обода по периметру и, как следствие, увеличение срока службы колеса, Составитель И. Барков

Техред М.Моргентал Корректор 0, Кравцова

Редактор Н. Яцола

Заказ 662 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Формула изобретения

Способ термического упрочнения железнодорожных колес, включающий центрирование колеса, нагретого до температур аустенитизации, в одной плоскости с неподвижными спрейерными устройствами, его вращение и охлаждение элементов обода колеса, отличающийся тем, что, с целью обеспечения равномерной твердости по пе5 риметру обода, колесо центрируют по отверстию в ступице, а охлаждение элементов обода осуществляют после достижения колесом постоянной скорости вращения.