Способ изготовления несущих деталей грузовых вагонов

 

Изобретение относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к изготовлению литых несущих деталей грузовых вагонов. Способ включает отливку, очистку, исправление дефектов, термообработку, установку на опорные поверхности износостойких накладок и контроль качества. Износостойкие накладки устанавливают с осаживанием распределенной статической нагрузкой до плотного прилегания к опорным поверхностям. Затем определяют положение наружных поверхностей износостойких накладок относительно измеренных баз и производят упругопластическое деформирование детали поперечным изгибом по схеме эксплуатационного нагружения до заданной величины общей деформации в направлении нагружения, не вызывающей остаточного отклонения опорных поверхностей за пределами допуска на размерную точность и обеспечивающей появление в наиболее напряженных зонах остаточных напряжений, противоположных по знаку напряжениям от эксплуатационной нагрузки. Закрепляют накладки на стенках, сопряженных с опорными поверхностями, и после разгрузки детали судят по значениям максимальной статической нагрузки и остаточной деформации о ее несущей способности. Изобретение позволит повысить работоспособность литых несущих деталей как по износу опорных поверхностей, так и по сопротивлению усталости трещинообразных зон. 2 ил.

Изобретение относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к изготовлению литых несущих деталей грузовых вагонов.

Известен способ изготовления несущих деталей с опорными поверхностями по патенту 2116182 (БИ 21, 98 г.), при котором на опорной поверхности детали получают износостойкий слой путем осаживания при температуре ковки накладки из износостойкого железоуглеродистого сплава. Осадку производят равномерно распределенной статической нагрузкой до толщины, равной отклонению положения опорной поверхности от номинального размера в направлении приложения нагрузки и после охлаждения до температуры 350^oС производят приварку накладки по линии ее сопряжения с опорной поверхностью детали.

Недостатком этого способа является нерентабельность применения прессового оборудования для упрочнения отдельно взятой зоны. Кроме этого, при повреждении износостойкого слоя в эксплуатации восстановление опорной поверхности требует применения аналогичного оборудования, которым не оснащены вагоноремонтные предприятия.

Известен также способ упрочнения деталей по а.с. 1157087 (БИ 19, 1985 г. ), при котором литые несущие детали грузовых вагонов упрочняют в наиболее напряженных в эксплуатации зонах статическим нагруженнием до появления в этих зонах остаточных пластических деформаций 0,1-0,3%. Способ позволяет повысить живучесть и выносливость деталей, однако трудно реализуем в условиях массового производства из-за сложности определения величины локальных деформаций в местах концентрации напряжений.

Целью изобретения является повышение работоспособности литых несущих деталей как по износу опорных поверхностей, так и по сопротивлению усталости трещиноопасных зон.

Сущность разработанного способа заключается в том, что осуществляют отливку, очистку, исправление дефектов, термообработку, установку на опорные поверхности износостойких накладок и контроль качества. Износостойкие накладки устанавливают с осаживанием распределенной статической нагрузкой до плотного прилегания к опорным поверхностям. Затем определяют положение наружных поверхностей износостойких накладок относительно измерительных баз и производят упругопластическое деформирование детали поперечным изгибом по схеме эксплуатационного нагружения до заданной величины общей деформации в направлении нагружения, не вызывающей остаточного отклонения опорных поверхностей за пределами допуска на размерную точность и обеспечивающей появление в наиболее напряженных зонах остаточных напряжений, противоположных по знаку напряжениям от эксплуатационной нагрузки. Закрепляют накладки на стенках, сопряженных с опорными поверхностями, в прижатом состоянии. После разгрузки детали судят по значениям максимальной статической нагрузки и остаточной деформации о ее несущей способности.

Существенность отличительных признаков заключается в следующем. Несущие детали железнодорожного подвижного состава работают в условиях высокой циклической нагруженности и сухого трения с взаимодействующими деталями. Повреждаемость в эксплуатации этих деталей усталостными трещинами и износом обусловлена несовпадающими причинами и повысить долговечность всех зон одним методом невозможно.

Совмещение в одном технологическом процессе изготовления операций упрочнения трещиноопасных зон, повышения износостойкости опорных поверхностей и неразрушающего контроля деталей по статической прочности, обеспечиваемое разработанным техническим решением, позволяет не только продлить срок безотказной работы, но и снизить затраты при изготовлении и повысить ремонтопригодность при эксплуатации.

Пример конкретного выполнения.

У боковой рамы тележки грузового вагона (фиг.1) после отливки, очистки, исправления дефектов и термообработки определяют величину отклонения надбуксовых опорных поверхностей от измерительной базы, за которую принимается горизонтальная полка рессорного проема. Толщина износостойкой накладки, например из стали 30 ХГСА, определяется с учетом припуска на механическую обработку и остаточного прогиба после упругопластического деформирования, принимаемого равным 1/3 от величины допуска на отклонение надбуксовых опорных поверхностей от измерительной базы, что составляет 1,5 мм. Данная величина прогиба по экспериментальным данным получается при деформировании боковой рамы до общего прогиба в средней части рессорного проема 6,0 мм.

После механической обработки надбуксовых опорных поверхностей 1 боковую раму устанавливают горизонтально на станине пресса 2 при их верхнем положении (фиг.2). На надбуксовых опорных поверхностях размещают накладки 3, имеющие напуски для загиба к боковым стенкам надбуксового бруса детали. Затем производят осаживание накладок распределенной статической нагрузкой, прикладываемой давильником 4, при которой выбираются зазоры между сопряженными поверхностями накладок и надбуксовыми опорными поверхностями. Одновременно с этим осуществляется загиб напусков накладок и их прижатие к боковым стенкам. После этого определяют расстояние между надбуксовой опорной поверхностью и измерительной базой и производят упругопластическое деформирование поперечным изгибом до достижения заданного прогиба детали по вертикальной оси, при котором определяют величину максимальной статической нагрузки, характеризующей статическую прочность детали. Затем деталь разгружают и определяют величину остаточного прогиба. По значениям максимальной нагрузки при нормированном общем прогибе и величины остаточного прогиба после упругопластического деформирования судят о несущей способности детали.

Формула изобретения

Способ изготовления несущих деталей грузовых вагонов, включающий отливку, очистку, исправление дефектов, термообработку, установку на опорные поверхности износостойких накладок и контроль качества, отличающийся тем, что износостойкие накладки устанавливают с осаживанием распределенной статической нагрузкой до плотного прилегания к опорным поверхностям, затем определяют положение наружных поверхностей износостойких накладок относительно измерительных баз и производят упругопластическое деформирование детали поперечным изгибом по схеме эксплуатационного нагружения до заданной величины общей деформации в направлении нагружения, не вызывающей остаточного отклонения опорных поверхностей за пределами допуска на размерную точность и обеспечивающей появление в наиболее напряженных зонах остаточных напряжений, противоположных по знаку напряжениям от эксплуатационной нагрузки, закрепляют накладки на стенках, сопряженных с опорными поверхностями, и после разгрузки детали судят по значениям максимальной статической нагрузки и остаточной деформации о ее несущей способности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2