RU156056U1

RU156056U1 - TRUCK WAGON SLIDER CAP

Info

Publication number: RU156056U1
Application number: RU2015123010/11U
Authority: RU
Inventors: Александр Валерьевич Габец; Денис Александрович Габец
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Алтайский сталелитейный завод"
Priority date: 2015-06-16
Filing date: 2015-06-16
Publication date: 2015-10-27

Abstract

Колпак скользуна тележки грузового вагона в виде литого корпуса, имеющего во взаимно перпендикулярных плоскостях П-образное сечение и состоящего из верхней стенки, поперечных и продольных бортов, отличающегося тем, что описанный колпак выполнен из чугуна, содержащего углерод, кремний, марганец, хром, никель, кальций, алюминий, железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит серу, фосфор, медь, молибден, цирконий и барий при следующем соотношении компонентов, мас. %:The cap of the side of the freight car truck in the form of a cast body having a U-shaped cross section in mutually perpendicular planes and consisting of an upper wall, transverse and longitudinal sides, characterized in that the described cap is made of cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel , calcium, aluminum, iron, characterized in that it additionally contains sulfur, phosphorus, copper, molybdenum, zirconium and barium in the following ratio of components, wt. %:

Description

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и предназначена для модернизации зазорных скользунов тележек грузовых вагонов.The utility model relates to the field of railway transport and is intended for the modernization of the clearance gap of the wagon trolleys.

Основной функцией скользунов является поддерживание кузова при действии боковых сил. Колпак скользуна является промежуточной деталью между надрессорной балкой и верхней опорой кузова вагона. В настоящее время в результате проводимой модернизации тележек грузовых вагонов находят применение скользуны постоянного контакта. Однако самой массовой тележкой, эксплуатируемой на железных дорогах по настоящее время, является модель 18-100 с зазорными скользунами. Вплоть до 2004 г. данная тележка была фактически единственной серийно выпускаемой, используемой в составе четырех - и восьмиосных грузовых вагонов. Скользун указанной тележки устанавливается на приливах надрессорной балки и состоит из плоского колпака, регулировочных подкладок под колпак и болта с гайкой для закрепления колпака на приливе надрессорной балки (Шадур Л.А. и др., М. Транспорт, 1980, стр. 439). Такая конструкция по сравнению с применяемой ранее (коробки отливались заодно с надрессорной балкой, а вкладыши скользуна укладывались в них, что в эксплуатации приводило к накоплению продуктов износа и недопустимое уменьшение зазоров между скользунами тележки и кузова вагона) обеспечивает самоудаление продуктов износа и постоянство отрегулированных зазоров между скользунами. В результате проведенной модернизации тележки модели 18-100 по проекту M1698 с целью повышения межремонтных пробегов тележек грузовых вагонов, которая заключалась в защите основных пар трения тележки от износов в эксплуатации, скользун был оборудован износостойким колпаком (РД 32 ЦВ 072-2005 «Руководящий документ ремонт тележек грузовых вагонов модели 18-100 с установкой износостойких элементов в узлах трения» ПКБ Филиал ОАО “РЖД” 12 октября 2005 г.). Тележка 18-100, прошедшая данную модернизацию, имеет обозначение 18-100М. Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является литой колпак скользуна тележки грузового вагона модели 18-100М (чертеж M1698.01.100 СБ). Данный колпак выпускается двух модификаций - литой или штампосварной.The main function of the sidekeepers is to maintain the body under the action of lateral forces. The side cover is an intermediate part between the nadressornoj beam and the upper support of the car body. Currently, as a result of the ongoing modernization of freight wagon trolleys, use is made of the constant contact side-bearings. However, the most widespread trolley operated on the railways to date is the 18-100 model with clearances. Until 2004, this trolley was actually the only mass-produced one used in four- and eight-axle freight cars. The slider of the indicated trolley is mounted on the tides of the nadressornoj beam and consists of a flat cap, adjusting linings under the hood and a bolt with a nut to fix the cap on the tide of the nadressornoj beam (L. Shadur and others, M. Transport, 1980, p. 439). This design, compared to the one used earlier (the boxes were molded at the same time with the nadressornoj beam, and the side bearing liners fit into them, which led to the accumulation of wear products in operation and an unacceptable decrease in the gaps between the trolley and carriage side bearings) ensures the self-removal of wear products and the constancy of the adjusted gaps between sidekicks. As a result of the modernization of the model 18-100 trolley under the project M1698 in order to increase the overhaul mileage of freight car trolleys, which was to protect the main friction pairs of the trolley from wear in operation, the slider was equipped with a wear-resistant cap (RD 32 CV 072-2005 “Guidance document repair trucks of model 18-100 freight cars with the installation of wear-resistant elements in friction units ”PKB Branch of JSC Russian Railways on October 12, 2005). The cart 18-100, which has passed this modernization, has the designation 18-100M. The closest technical solution to the proposed utility model is a cast cap of the side of the trolley of a freight wagon of model 18-100M (drawing M1698.01.100 SB). This cap is available in two versions - cast or stamped.

Недостатком данного колпака является интенсивный износ поверхности колпака в процессе эксплуатации, в результате чего увеличивается зазор между колпаком и кузовом вагона и это приводит к ухудшению динамических характеристик вагона и необходимости замены плоского колпака и регулировочных подкладок. Выполнение данной операции требует отцепки грузового вагона от состава с дальнейшим подъемом кузова на домкратах. В результате значительно увеличиваются простои вагона и эксплуатационные расходы.The disadvantage of this cap is the intensive wear of the cap surface during operation, which increases the gap between the cap and the car body and this leads to a deterioration in the dynamic characteristics of the car and the need to replace the flat cap and adjusting pads. Performing this operation requires uncoupling of the freight car from the train with further lifting of the body on the jacks. As a result, car downtime and operating costs increase significantly.

Известно изготовление колпаков скользуна либо из сталей, либо из чугунов. При отливке колпаков из сталей достигается не очень высокий выход годного продукта, примерно до 60%. При отливке чугунных колпаков традиционно используется чугун ВЧ-120, который имеет выход годного продукта примерно до 85%, однако является недостаточно прочным.It is known to make caps of either side of steel or cast iron. When casting caps from steel, a not very high yield of product is achieved, up to about 60%. When cast iron caps are cast, VCh-120 cast iron is traditionally used, which has a yield of up to about 85%, but is not strong enough.

Известно также изготовление колпаков скользуна с закаленной накладкой, но в таком случае подобный колпак имеет поверхность с высоким коэффициентом трения и быстро приводит к износу детали, находящиеся с ним в соприкосновении, а именно - опору вагона или скользуна кузова (вагона).It is also known to manufacture hood caps with a hardened cover, but in this case, such a cap has a surface with a high coefficient of friction and quickly leads to wear of the parts that are in contact with it, namely, the support of the car or side of the car (car).

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является получение чугунного колпака скользуна, имеющего одновременно высокую прочность и при этом низкую фрикционность, то есть имеющего больший срок эксплуатации, но не приводящего к сильному износу опоры вагона.The problem to which the claimed technical solution is directed is to obtain a cast iron cap of the side bearing having both high strength and low friction, that is, having a longer service life, but not leading to severe wear of the carriage support.

Данная задача решается за счет того, что колпак скользуна тележки грузового вагона, содержащий литой корпус, который имеет во взаимно перпендикулярных плоскостях П-образное сечение и состоит из верхней стенки, поперечных и продольных бортов. Литой корпус колпака выполнен из чугуна марки ЧМН-35М.This problem is solved due to the fact that the cap of the side of the freight car truck contains a cast body, which has a U-shaped cross section in mutually perpendicular planes and consists of an upper wall, transverse and longitudinal sides. The cast cap body is made of cast iron of the ChMN-35M brand.

Для целей настоящей заявки по чугуном марки ЧМН-35М понимается чугун со следующими характеристиками: чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, кальций, алюминий, железо, сера, фосфор, медь, молибден, цирконий и барий при следующем соотношении компонентов, мас. %: углерод - 2,4-2,9, кремний - 1,2-1,5, марганец - 0,7-1,1, сера - 0,05-0,1, фосфор - 0,05-0,1, хром - 0,05-0,3, никель - 0,5-0,8, медь - 0,05-0,3, молибден - 0,6-0,9, цирконий - 0,0005-0,1, барий - 0,0005-0,1, кальций - 0,0005-0,1, алюминий - 0,0005-0,1, железо и примеси - остальное.For the purposes of this application, ChMN-35M grade cast iron is understood to be cast iron with the following characteristics: cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, calcium, aluminum, iron, sulfur, phosphorus, copper, molybdenum, zirconium and barium in the following ratio of components wt. %: carbon - 2.4-2.9, silicon - 1.2-1.5, manganese - 0.7-1.1, sulfur - 0.05-0.1, phosphorus - 0.05-0, 1, chromium - 0.05-0.3, nickel - 0.5-0.8, copper - 0.05-0.3, molybdenum - 0.6-0.9, zirconium - 0.0005-0, 1, barium - 0.0005-0.1, calcium - 0.0005-0.1, aluminum - 0.0005-0.1, iron and impurities - the rest.

Снижение содержания углерода в чугуне позволяет уменьшить количество твердой карбидной фазы типа (Cr, Fe)7C3.Reducing the carbon content in cast iron can reduce the amount of solid carbide phase type (Cr, Fe) 7C3.

Введение углерода в количестве менее 2,4% не обеспечивает получение в структуре чугуна структурно-свободного углерода в виде графита шаровидной формы, что резко снижает прочностные характеристики чугуна. Увеличение содержания углерода свыше 2,9% способствует выделению повышенного количества твердой карбидной фазы, что также значительно понизит прочностные характеристики чугуна.The introduction of carbon in an amount of less than 2.4% does not provide structurally free carbon in the form of spherical graphite in the structure of cast iron, which sharply reduces the strength characteristics of cast iron. An increase in carbon content in excess of 2.9% contributes to the release of an increased amount of solid carbide phase, which will also significantly reduce the strength characteristics of cast iron.

Сера в пределах 0,05-0,1 мас. % способствует увеличению прочности и упругости чугуна.Sulfur in the range of 0.05-0.1 wt. % helps to increase the strength and elasticity of cast iron.

Фосфор в пределах 0,05-0,1 мас. % увеличивает сопротивление износу вследствие образования износостойкой фосфидной эвтектики.Phosphorus in the range of 0.05-0.1 wt. % increases wear resistance due to the formation of wear-resistant phosphide eutectic.

Хром менее 0,05% не влияет сколько-нибудь заметно на свойства чугуна, а более 0,3% вводить нецелесообразно, так как в структуре чугуна начинают выделятся карбиды хрома, растет их количество и увеличиваются размеры включений, что отрицательно сказывается на обрабатываемости и пластичности чугуна.Chromium less than 0.05% does not affect the properties of cast iron noticeably, and introducing more than 0.3% is impractical, since chromium carbides begin to precipitate in the structure of cast iron, their number grows and the size of inclusions increases, which negatively affects machinability and ductility cast iron.

Никель в пределах 0,5-0,8 мас. % легирует металлическую матрицу сплава, что повышает его прочностные свойства. При этом никель повышает окалиностойкость сплава. Присадка никеля более 0,8 мас. % увеличивает графитизирующие свойства, что снижает его окалиностойкость, а при содержании менее 0,5 мас. % не оказывает существенного влияния на свойства чугуна.Nickel in the range of 0.5-0.8 wt. % alloys the metal matrix of the alloy, which increases its strength properties. At the same time, nickel increases the scale resistance of the alloy. Nickel additive of more than 0.8 wt. % increases the graphitizing properties, which reduces its scale resistance, and when the content is less than 0.5 wt. % does not significantly affect the properties of cast iron.

Медь в пределах 0,05-0,3 мас. % способствует аустенизации и повышает жидкотекучесть чугуна, выравнивает твердость чугуна и одновременно немного ее повышает.Copper in the range of 0.05-0.3 wt. % promotes austenization and increases the fluidity of cast iron, evens out the hardness of cast iron and at the same time slightly increases it.

Дополнительное введение молибдена в количестве 0,6-0,9 мас. % способствует измельчению и микролегированию металлической основы, упрочняет ее, повышает плотность, твердость, термическую стойкость, удароустойчивость чугуна, что обеспечивает как повышение износостойкости в условиях сухого трения, так и стабильности поверхностной твердости и предела выносливости при консольном изгибе.The additional introduction of molybdenum in an amount of 0.6-0.9 wt. % contributes to the grinding and microalloying of the metal base, strengthens it, increases the density, hardness, thermal resistance, impact resistance of cast iron, which provides both increased wear resistance in dry friction and the stability of surface hardness and endurance in cantilever bending.

Барий, цирконий в заявленных пределах совместно с кальцием способствуют получению сплава с благоприятными мелкими глобулярными включениями, равномерно распределенными по объему сплава, что в свою очередь повышает механические свойства и ударную вязкость материала. Кроме того, данные раскислители обеспечивают, вследствие значительного снижения содержания кислорода в сплаве стали, гарантированное образование нитридов алюминия, измельчающих зерно сплава стали и повышающих механические свойства и ударную вязкость.Barium, zirconium within the stated limits together with calcium contribute to the production of an alloy with favorable small globular inclusions uniformly distributed over the volume of the alloy, which in turn increases the mechanical properties and impact strength of the material. In addition, these deoxidants provide, due to a significant decrease in the oxygen content in the steel alloy, the guaranteed formation of aluminum nitrides, grinding grain of the steel alloy and increasing mechanical properties and toughness.

Большое значение в процессе структорообразования чугуна и формирования требуемого уровня механических свойств отливок имеет суммарное содержание графитизирующих элементов углерода и кремния, серы и фосфора, соотношение содержания марганца и серы.Of great importance in the process of structural formation of cast iron and the formation of the required level of mechanical properties of castings is the total content of graphitizing elements of carbon and silicon, sulfur and phosphorus, the ratio of the content of manganese and sulfur.

Исследования показали, что наилучшие результаты обеспечивает соблюдение суммарного содержания углерода и кремния менее 5,0% [(C+Si)≤5,0%]. Превышение данной величины приводит к существенному снижению степени эвтектичности чугуна и способствует подавлению механизма графитизирующего модифицирования.Studies have shown that the best results are achieved if the total carbon and silicon content is less than 5.0% [(C + Si) ≤5.0%]. Exceeding this value leads to a significant decrease in the degree of eutectic of cast iron and helps to suppress the mechanism of graphitizing modification.

Суммарное содержание остаточных примесей серы и фосфора менее 0,3% [(S+P)≤0,3%] не ухудшает литейные свойства чугуна, уменьшает образование газовых раковин, снижает склонность металла к зональной и дендритной ликвации. При превышении данного значения снижается деформационная способность металла и механические свойства, включая предел прочности при растяжении.The total content of sulfur and phosphorus residual impurities of less than 0.3% [(S + P) ≤0.3%] does not impair the casting properties of cast iron, reduces the formation of gas shells, and reduces the tendency of metal to zonal and dendritic segregation. When this value is exceeded, the deformation ability of the metal and mechanical properties, including the tensile strength, are reduced.

Соблюдение соотношения содержания марганца к сере более 6,5 (Mn/S>6,5%) повышает качество литого металла, его технологичность. При этом избыточная часть серы в чугуне связывается в сульфид марганца и выводится в шлак.Compliance with a ratio of manganese to sulfur content of more than 6.5 (Mn / S> 6.5%) increases the quality of cast metal and its manufacturability. In this case, an excess of sulfur in pig iron is bound to manganese sulfide and discharged to slag.

Колпак, выполненный (отлитый) из описанного чугуна имеет, по сравнению с изделиями из известных чугунов и сталей, более высокий уровень физико-механических, технологических и служебных характеристик металла отливки, что обеспечивается комплексным легированием материала, сбалансированным химическим и фазовым составом, нормированным соотношением вводимых микролегирующих и модифицирующих добавок.The cap made (cast) from the described cast iron has, in comparison with products from known cast irons and steels, a higher level of physicomechanical, technological and service characteristics of the casting metal, which is ensured by complex alloying of the material, balanced chemical and phase composition, normalized input ratio microalloying and modifying additives.

Проведенные исследования показывают, что колпак из описанного чугуна имеет твердость не менее 250 НВ.Studies show that the cap of the described cast iron has a hardness of at least 250 HB.

Технический результат описанного изделия (устройства) состоит в том, что чугунный колпак скользуна имеет высокую прочность и при этом низкую фрикционность, то есть способен к длительному несению нагрузок и при этом снижает износ скользуна вагона или иной опоры вагона по сравнению с чугуном ВЧ-120.The technical result of the described product (device) is that the cast-iron cap of the side bearing has high strength and at the same time low friction, that is, is capable of long-term bearing loads and at the same time reduces wear of the side of the car or other support of the car compared to cast iron VCh-120.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, на котором (Фиг. 1) показан вид устройства сбоку.The essence of the claimed utility model is illustrated by the drawing, on which (Fig. 1) shows a side view of the device.

На Фиг. 1 изображен колпак скользуна сбоку, при этом видно, что колпак содержит литой корпус 1, имеющий во взаимно перпендикулярных плоскостях П-образное сечение, и верхнюю стенку 2. Корпус имеет поперечные борта 3 и продольные борта 4.In FIG. 1 shows the side-side cap, it can be seen that the cap contains a molded body 1 having a U-shaped cross section in mutually perpendicular planes, and an upper wall 2. The body has transverse sides 3 and longitudinal sides 4.

Колпак скользуна работает следующим образом. При прохождении вагоном криволинейного участка пути кузов наклоняется, зазор между скользунами тележки и скользунами кузова с одной стороны выбирается, затем вагон опирается на скользун и между упомянутыми скользунами (тележки и кузова) возникают силы трения. Эти силы трения создают момент в горизонтальной плоскости, препятствующий отклонению кузова от равновесного положения и уменьшению амплитуд извилистого движения вагона.The cap of a skladna works as follows. When the carriage passes a curved section of the path, the body tilts, the gap between the side of the trolley and the side of the body is selected on one side, then the car rests on a slider and friction forces arise between the side bearings (trolley and body). These frictional forces create a moment in the horizontal plane, which prevents the body from deviating from its equilibrium position and reducing the amplitudes of the meandering movement of the car.

Claims

The cap of the side of the freight car truck in the form of a cast body having a U-shaped cross section in mutually perpendicular planes and consisting of an upper wall, transverse and longitudinal sides, characterized in that the described cap is made of cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel , calcium, aluminum, iron, characterized in that it additionally contains sulfur, phosphorus, copper, molybdenum, zirconium and barium in the following ratio of components, wt. %:

carbon 2.4-2.9 silicon 1.2-1.5 manganese 0.7-1.1 sulfur 0.05-0.1 phosphorus 0.05-0.1 chromium 0.05-0.3 nickel 0.5-0.8 copper 0.05-0.3 molybdenum 0.6-0.9 zirconium 0.0005-0.1 barium 0.0005-0.1 calcium 0.0005-0.1 aluminum 0.0005-0.1 iron and impurities rest.