RU2100159C1

RU2100159C1 - Step bearing reconditioning method

Info

Publication number: RU2100159C1
Application number: RU96112314A
Authority: RU
Inventors: Николай Васильевич Павлов; Анатолий Егорович Евдокимов; Иван Дмитриевич Козубенко; Виктор Михайлович Кирьяков
Original assignee: Николай Васильевич Павлов; Анатолий Егорович Евдокимов; Иван Дмитриевич Козубенко; Виктор Михайлович Кирьяков
Priority date: 1996-06-24
Filing date: 1996-06-24
Publication date: 1997-12-27

Abstract

FIELD: railway transport; reconditioning by surfacing of step bearing units of large-size parts of above spring and coupling beams of freight cars without subsequent mechanical machining. SUBSTANCE: prior to surfacing, worn out part of step bearing wall surface is removed to form chamfer. Cylindrical template-crystallizer in installed coaxially with step bearing so that clearance between chamfered wall of step bearing and outer side of crystallizer should form vee for subsequent surfacing, with width of opening equal to 0.3-0.7 of its depth. Surfacing is carried out through entire depth of vee with subsequent removal of template-crystallizer. EFFECT: enlarged operating capabilities. 6 dwg

Description

Изобретение относится к технологии восстановления деталей наплавки и может быть использовано на железнодорожном транспорте для восстановления подпятниковых узлов крупногабаритных деталей типа надрессорных балок, соединительных балок железнодорожных грузовых вагонов без последующей механической обработки. The invention relates to a technology for the restoration of surfacing parts and can be used in railway transport for the restoration of thrust bearing assemblies of large-sized parts such as pressure beams, connecting beams of railway freight cars without subsequent mechanical processing.

Нередко в производстве при ремонтных работах возникает необходимость восстановления деталей с неравномерным износом поверхности вертикальных стенок. Неравномерный износ имеет место по всей поверхности и значительно отличается по величине. Often in production during repair work there is a need to restore parts with uneven wear on the surface of vertical walls. Uneven wear occurs over the entire surface and is significantly different in magnitude.

Известен способ восстановления детали при котором осуществляют наплавку неравномерно изношенной поверхности без последующей механической обработки с использованием формирующего устройства большой теплопроводности (см. SU, авт. св. N 1776511, кл. B 23 K 9/04, 1992.) [1] Однако данный способ не применим для восстановления подпятников. A known method of restoring a part in which an unevenly worn surface is surfaced without subsequent machining using a forming device with high thermal conductivity (see SU, ed. St. N 1776511, class B 23 K 9/04, 1992.) [1] However, this The method is not applicable for the restoration of thrust bearings.

Наиболее близким является способ восстановления подпятников наплавкой, описанный в Технических условиях и технологических процессах на производство сварочных работ при ремонте вагонов, М. Трансжелдориздат, 1949, с.72 [2]
Задачей изобретения является улучшение динамики кристаллизации наплавленного металла в условиях последующего воздействия на деталь повышенных знакопеременных термоциклических и эпициклических нагрузок.The closest is the method of restoring thrust bearings by surfacing, described in the Technical conditions and technological processes for the production of welding work in the repair of wagons, M. Transzheldorizdat, 1949, p. 72 [2]
The objective of the invention is to improve the dynamics of crystallization of the deposited metal under conditions of subsequent exposure to the part of increased alternating thermocyclic and epicyclic loads.

Сущность изобретения заключается в том, что перед наплавкой осуществляют удаление изношенной части поверхности стенки с образованием скоса, устанавливают соосно подпятнику формирующее устройство в виде шаблона-кристаллизатора цилиндрической формы таким образом, что зазор между скошенной стенкой подпятника и внешней стороной кристаллизатора образует разделку под последующую наплавку с шириной раскрытия 0,3 0,7 ее глубины, при этом высоту шаблона-кристаллизатора выбирают равной высоте вертикальной стенки подпятника, а наплавку производят на всю глубину разделки с последующим удалением шаблона-кристаллизатора. The essence of the invention lies in the fact that before surfacing, the worn-out part of the wall surface is removed with the formation of a bevel, a forming device in the form of a mold-mold of cylindrical shape is installed coaxially to the thrust in such a way that the gap between the beveled wall of the thrust bearing and the outside of the mold forms a groove for subsequent surfacing with the opening width of 0.3 0.7 of its depth, while the height of the mold mold is chosen equal to the height of the vertical wall of the thrust bearing, and surfacing is performed chickens to the full depth of cutting, followed by removal of the mold mold.

Сравнение предложенного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна", так как оно не известно из уровня техники. Comparison of the proposed technical solution with the prototype made it possible to establish compliance with its criterion of "novelty", since it is not known from the prior art.

Предложенный способ является промышленно применимым существующими техническими средствами и соответствует критерию "изобретательский уровень", так как явным образом не следует из уровня техники, при этом из последнего не выявлено каких-либо преобразований, характеризуемых отличительными от прототипа существенными признаками, на достижение указанного технического результата. The proposed method is industrially applicable by existing technical means and meets the criterion of "inventive step", since it does not explicitly follow from the prior art, while the latter does not reveal any transformations characterized by significant features distinguishing from the prototype to achieve the specified technical result.

Таким образом, предложенный способ восстановления соответствует установленным условиям патентоспособности изобретения. Thus, the proposed recovery method meets the established conditions of patentability of the invention.

Других известных технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено. The other known technical solutions for a similar purpose with similar significant features by the applicant was not found.

На фиг. 1 представлена схема разделки восстанавливаемой цилиндрической поверхности подпятника надрессорной балки грузового вагона, на фиг.2 разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 узел I на фиг.2 (увеличено), на фиг.4 - водоохлаждаемый составной шаблон-кристаллизатор, на фиг.5 водоохлаждаемый целиковый шаблон-кристаллизатор, на фиг. 6 монолитный шаблон-кристаллизатор без охлаждения. In FIG. 1 is a cutting diagram of a restored cylindrical thrust bearing of a nadressor beam of a freight car, in FIG. 2 a section A-A in FIG. 1, in FIG. 3, the assembly I in FIG. 2 (enlarged), in FIG. , in FIG. 5, a water-cooled rear crystallizer mold, in FIG. 6 monolithic mold-mold without cooling.

Предложенный способ восстановления детали осуществляют следующим образом. The proposed method for restoring parts is as follows.

Перед наплавкой для обеспечения свободного доступа электродной проволоки к наплавляемой цилиндрической поверхности подпятника в сужающихся зонах (фиг. 1) необходимо выполнить разметку участков шириной 12 14 мм по сегменту выработки, подлежащих удалению изношенной части посредством воздушно-дуговой разделки резаком ВДР-400 (напряжение 44 48 В, сила тока 300 450 А) с последующей зачисткой обработанной поверхности наждачным камнем, на верхней плоскости внешнего бурта подпятника таким образом, чтобы образовались сектора равномерного радиуса, превышающего чертежный радиус тарели подпятника на величину, обеспечивающую возможность качественной наплавки, а также по всему периметру вертикальной стенки подпятника, аналогичным образом делают скос по его изношенной рабочей поверхности. Before surfacing, to ensure free access of the electrode wire to the surfaced cylindrical surface of the thrust bearing in tapering zones (Fig. 1), it is necessary to mark the sections with a width of 12 14 mm along the working segment to be removed by the air-arc cutting with the VDR-400 torch (voltage 44 48 B, current strength 300 450 A) with subsequent cleaning of the treated surface with an emery stone, on the upper plane of the outer shoulder of the thrust bearing so that sectors of uniform radius are formed, exceeding Collapsing drawing radius tareli thrust bearing by an amount enabling a high-quality welding, as well as around the perimeter of vertical wall thrust likewise make bevel on its worn working surface.

По размеру подлежащего восстановлению подпятника 1 тарельчатой формы предварительно изготавливают шаблон-кристаллизатор 2 цилиндрической или кольцевой формы из материала большой теплопроводности, например меди, и устанавливают его соосно подпятнику 1. При такой установке высоту внешней стороны формирующего шаблона-кристаллизатора H в месте разделки выбирают равной высоте H1 восстанавливаемой поверхности вертикальной стенки подпятника, а ширину зазора δ в корне разделки выбирают в зависимости от применяемого технологического процесса наплавки. Технологическим считается такой минимальный зазор d, при котором обеспечивается требуемое качество заполнения разделки. Практически максимальная величина зазора определяется наибольшей величиной износа поверхности детали, а минимальная получением требуемого качества наплавки и необходимостью исключения приварки шаблона-кристаллизатора. Как правило, величина этого зазора составляет 4 12 мм. На участках восстанавливаемой поверхности с небольшим износом технологический зазор d получают путем частичного удаления металла детали. According to the size of the plate-shaped thrust bearing 1 to be restored, a cylindrical or ring-shaped mold 2 is preliminarily made of a material of high thermal conductivity, for example, copper, and it is mounted coaxially to the thrust bearing 1. With this setting, the height of the outer side of the mold-forming mold H at the cutting point is chosen equal to the height H1 of the restored surface of the vertical wall of the thrust bearing, and the gap width δ at the root of the groove is selected depending on the applied process and surfacing. Technological is considered such a minimum clearance d, which ensures the required quality of filling the grooves. Almost the maximum gap value is determined by the largest amount of wear on the surface of the part, and the minimum by obtaining the required quality of surfacing and the need to exclude welding of the mold mold. Typically, this gap is 4-12 mm. In areas of the restored surface with little wear, the technological gap d is obtained by partially removing the metal of the part.

Экспериментально установлено, что требуемое качество восстанавливаемой поверхности достигается при определенной ширине B раскрытия разделки в зависимости от ее глубины. Установлено, что с увеличением высоты восстанавливаемой поверхности ширина раскрытия разделки должна увеличиваться и составлять 0,3 0,7 ее глубины. При ширине B раскрытия разделки меньше 0,3 ее глубины ухудшается качество наплавки, особенно в корне разделки, затрудняется удаление шлака и происходит его затекание между шаблоном-кристаллизатором и восстанавливаемой стенкой, которое ухудшает качество поверхности наплавки, в отдельных местах возможны случаи приварки шаблона-кристаллизатора, что приводит к дополнительным трудозатратам по его съему и ремонту. При ширине B раскрытия разделки больше 0,7 ее глубины увеличивается объем необоснованно наплавляемого металла, что снижает производительность ремонтно-восстановительных работ. It has been experimentally established that the required quality of the restored surface is achieved at a certain width B of the opening of the groove, depending on its depth. It was found that with increasing height of the surface being restored, the opening width of the groove should increase and amount to 0.3 0.7 of its depth. When the width B of the opening of the groove is less than 0.3 of its depth, the surfacing quality deteriorates, especially at the root of the groove, slag is difficult to remove and it flows between the mold and the wall being restored, which worsens the surface quality of the surfacing, in some places there may be cases of welding of the mold , which leads to additional labor costs for its removal and repair. When the width B of the disclosure of the groove is greater than 0.7 of its depth, the volume of unreasonably deposited metal increases, which reduces the productivity of repair and restoration work.

Технологический зазор в корне разделки выбирают равным величине износа рабочей поверхности подпятника. The technological gap at the root of the groove is chosen equal to the amount of wear of the working surface of the thrust bearing.

Восстановление изношенной поверхности подпятника осуществляют путем последовательной заплавки сварочной проволокой Св-08Г2С или Св-08Г2СТЮР вышеуказанной разделки на высоту восстанавливаемой поверхности подпятника (фиг. 3), т.е. на всю глубину разделки в зависимости от диаметра проволоки при силе тока 90 300 А и напряжении 20 30 В. После заполнения разделки извлекают шаблон-кристаллизатор, который для улучшения снятия после наплавки выполняют водоохлаждаемым и разъемным из двух полуколец с приваренной в центре соединительной планкой по верхнему базовому торцу (фиг.4). В зависимости от диаметра восстанавливаемого посадочного места подпятника надрессорной балки различных грузовых вагонов шаблон-кристаллизатор может быть выполнен водоохлаждаемым целиковым (фиг.5) либо монолитным без охлаждения (фиг.6). Restoring the worn out surface of the thrust bearing is carried out by sequentially welding with the Sv-08G2S or Sv-08G2STYUR welding wire of the above cutting to the height of the restored thaw surface (Fig. 3), i.e. to the entire depth of cutting, depending on the diameter of the wire with a current strength of 90 300 A and a voltage of 20 30 V. After filling the cutting, a mold-mold is removed, which is made to improve removal after surfacing with a water-cooled and detachable of two half rings with a connecting strip welded in the center on the top base end (figure 4). Depending on the diameter of the restored seat of the thrust bearing of the nadressornoj beam of various freight cars, the mold can be made water-cooled whole (figure 5) or monolithic without cooling (figure 6).

Выполненная по описываемому способу наплавка за счет применения шаблона-кристаллизатора имеет сравнительно ровную поверхность и требуемые параметры. Последующая механическая обработка не требуется. The deposition performed by the described method due to the use of a mold-mold has a relatively smooth surface and the required parameters. Subsequent machining is not required.

Восстановление деталей по данному способу не требует сравнительно больших затрат на подготовку, а также изготовления сложной оснастки и других работ, способ применим для широкого круга деталей. The restoration of parts by this method does not require relatively large preparation costs, as well as the manufacture of complex equipment and other works, the method is applicable to a wide range of parts.

Сравнительные испытания показали, что производительность восстановления по данному способу в 2 4 раза выше известного способа. При этом значительно улучшается и качество наплавки, при различных параметрах наплавляемых поверхностей на вертикальных стенках наплавленных деталей отсутствуют какие- либо дефекты. По качеству наплавки, как показали проведенные испытания, предлагаемый способ существенно превосходит все известные. Comparative tests showed that the recovery performance of this method is 2 to 4 times higher than the known method. At the same time, the surfacing quality is also significantly improved; for various parameters of the deposited surfaces, there are no defects on the vertical walls of the deposited parts. The quality of the surfacing, as shown by tests, the proposed method significantly exceeds all known.

Предлагаемый способ прошел всестороннюю производственную проверку при восстановлении цилиндрических поверхностей подпятниковых узлов вагонных деталей различных габаритов. Испытания показали, что данный способ технологичен, дает стабильно требуемое качество наплаки, а по производительности и технологическим трудозатратам имеет существенные преимущества по сравнению с известными способами. Восстановленная по такому способу изношенная рабочая поверхность не требует механической обработки. Его применение в производстве позволит расширить возможность восстановления узлов и деталей, работающих в условиях действия повышенных термоциклических и эпициклических нагрузок при разгоне и торможении грузовых вагонов, а также повысить их износостойкость по сравнению с новыми деталями за счет применения специальных сварочных материалов и повышения качества наплавки. The proposed method has passed a comprehensive production test during restoration of the cylindrical surfaces of the thrust bearing assemblies of car parts of various sizes. Tests have shown that this method is technologically advanced, provides the stably required quality of surfacing, and has significant advantages in terms of productivity and technological labor compared to known methods. A worn work surface restored by this method does not require machining. Its use in production will expand the possibility of restoring units and parts operating under the conditions of increased thermal cyclic and epicyclic loads during acceleration and braking of freight cars, as well as increase their wear resistance compared to new parts through the use of special welding materials and improve the quality of surfacing.

Claims

The method of restoring the thrust bearing of the nadressor beams of railway freight cars, in which the electric arc surfacing of an unevenly worn surface is carried out, characterized in that before wiring, the worn part of the wall surface is removed to form a bevel, a forming device in the form of a cylindrical mold-shaped mold is installed coaxially to the thrust in such a way that the gap between the beveled wall of the thrust bearing and the outer side of the mold mold forms a groove for the subsequent surfacing with an opening width equal to 0.3 - 0.7 of its depth, while the height of the mold mold is chosen equal to the height of the vertical wall of the thrust bearing, and surfacing is performed to the entire depth of cutting, followed by removal of the mold mold.