RU2106949C1 - Railway wheel recovering method and apparatus - Google Patents

Railway wheel recovering method and apparatus Download PDF

Info

Publication number
RU2106949C1
RU2106949C1 RU95111211A RU95111211A RU2106949C1 RU 2106949 C1 RU2106949 C1 RU 2106949C1 RU 95111211 A RU95111211 A RU 95111211A RU 95111211 A RU95111211 A RU 95111211A RU 2106949 C1 RU2106949 C1 RU 2106949C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wheel
surfacing
angle
axes
arc
Prior art date
Application number
RU95111211A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95111211A (en
Inventor
Виктор Васильевич Глазов
Александр Николаевич Дьяков
Юрий Евгеньевич Алексеев
Дмитрий Евгеньевич Шихин
Original Assignee
Виктор Васильевич Глазов
Александр Николаевич Дьяков
Юрий Евгеньевич Алексеев
Дмитрий Евгеньевич Шихин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Васильевич Глазов, Александр Николаевич Дьяков, Юрий Евгеньевич Алексеев, Дмитрий Евгеньевич Шихин filed Critical Виктор Васильевич Глазов
Priority to RU95111211A priority Critical patent/RU2106949C1/en
Publication of RU95111211A publication Critical patent/RU95111211A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2106949C1 publication Critical patent/RU2106949C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

FIELD: repair and recovery of railway wheels. SUBSTANCE: method involves arranging wheel in position close to vertical; positioning two wire electrodes in upper part of wheel relative to base adjacent to ridge base in intersecting planes; positioning first electrode at an angle of 15-20 deg and second electrode at an angle of 20-35 deg to wheel end surface; orienting first electrode in radial plane spaced from wheel vertical plane of symmetry by distance of 50-60 mm and orienting second electrode in plane positioned at an angle of 10-15 deg and extending through upper part of ridge base; providing arc burning during fusing process in separate baths and remelting by second arc of metal fused by first arc. Wheel is preliminarily heated. Fused layer is formed by flat annular rolls. Apparatus has column with horizontal strip carrying flux feeding mechanism, wire feeding mechanism and inclined support. Mechanism for adjusting position of fusing burners mounted on support has combination of axles connected in U-shaped and T-shaped pattern. Axles are connected by cable clamps allowing fusing heads to be arranged at predetermined angles in intersecting planes and burners to be oriented in ridge fusing zone. EFFECT: increased efficiency, simplified method and improved quality of recovered wheels. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области ремонта и восстановления железнодорожного транспорта, а именно к области восстановления цельнокатаных и бандажированных колес путем наплавки гребней. The invention relates to the field of repair and restoration of railway transport, and in particular to the field of restoration of solid-rolled and bandaged wheels by surfacing ridges.

Описываемые способ и устройство для его осуществления могут найти применение в железнодорожных мастерских по ремонту подвижного состава. The described method and device for its implementation can find application in railway workshops for the repair of rolling stock.

Известен способ восстановления железнодорожных колес, расположенных в горизонтальной плоскости, путем электродуговой наплавки под флюсом их гребней [1]. Способ предусматривает предварительный нагрев бандажа до Т=350oC газовыми горелками. Наплавку осуществляют одним проволочным электродом. Валики металла наплавляют от основания к вершине гребня. В процессе наплавки осуществляют постоянный контроль температуры в зоне гребня и дополнительный подогрев газовыми горелками.A known method of restoring railway wheels located in the horizontal plane by electric arc surfacing under the flux of their ridges [1]. The method involves pre-heating the bandage to T = 350 o C gas burners. Surfacing is carried out with a single wire electrode. Rollers of metal surfaced from the base to the top of the ridge. In the process of surfacing, constant temperature control in the ridge zone and additional heating by gas burners are carried out.

Известен способ электродуговой наплавки под флюсом гребней колесных пар [2] . Предварительный подогрев до температуры 50-60oC осуществляют газовой горелкой, керосинорезом или индуктором, наплавку производят от корня гребня к вершине 8-12 валиками.A known method of electric arc surfacing under the flux of the crests of the wheelsets [2]. Preheating to a temperature of 50-60 o C is carried out by a gas burner, kerosene cutter or inductor, surfacing is carried out from the root of the ridge to the top with 8-12 rollers.

Ввиду того что железнодорожные колеса изготавливают из высокоуглеродистой стали, в процессе наплавки под флюсом имеется опасность возникновения трещин в наплавленном слое вследствие выделения углерода из основного металла. Общеизвестно, что наиболее эффективным способом борьбы с трещинообразованием является снижение доли основного металла в материале наплавленного слоя за счет уменьшения глубины проплавления наплавляемой поверхности. Due to the fact that the railway wheels are made of high-carbon steel, there is a risk of cracks in the deposited layer during surfacing under the flux due to the release of carbon from the base metal. It is well known that the most effective way to combat crack formation is to reduce the proportion of the base metal in the material of the deposited layer by reducing the penetration depth of the deposited surface.

Многоэлектродная наплавка позволяет рассредоточить вводимую тепловую мощность на большей площади наплавляемой поверхности и тем самым уменьшить глубину проплавления основного металла. Указанный прием применен в технологии [3] трехэлектродной наплавки под флюсом гребней железнодорожных колес без предварительного подогрева. Колесную пару устанавливают наклонно под углом оси 20-30o к вертикали, фронт электродов перпендикулярен направлению наплавки. Технология предусматривает попеременное (импульсное) горение дуги на электродах.Multielectrode surfacing allows to disperse the input heat power over a larger area of the deposited surface and thereby reduce the penetration depth of the base metal. The specified technique was applied in the technology [3] of three-electrode surfacing under the flux of railway wheel flanges without preheating. The wheelset is set obliquely at an angle of the axis of 20-30 o to the vertical, the front of the electrodes is perpendicular to the direction of surfacing. The technology provides for alternate (pulsed) arc burning on the electrodes.

Наиболее близким к описываемому способу является способ восстановления железнодорожных колес с помощью двухдугового автомата А-482 [4], принятый за прототип. Перед наплавкой колесную пару устанавливают в специальном приямке в вертикальном положении вверх наплавляемым колесом. Наплавку гребней под флюсом осуществляют двумя проволочными электродами. При этом электроды подводят к вершине гребня. Устанавливают их параллельно друг другу и под углом 20-30o к вертикали. В процессе наплавки поддерживают расстояние между электродами, обеспечивающее горение двух дуг в раздельные ванны, а энергетические параметры поддерживают обеспечивающими переплавление второй, более мощной дугой металла, наплавленного первым электродом. Поворачивая колесо, последовательно формируют кольцевые наплавочные валики, перемещая электроды от вершины гребня к основанию. Способ нашел применение в ряде железнодорожных депо, так как используемые в нем приемы позволяют снизить глубину проплавления основного металла и тем самым уменьшить переход углерода из основного металла в наплавляемый металл.Closest to the described method is a method of restoring railway wheels using a double-arc machine A-482 [4], adopted as a prototype. Before surfacing, the wheelset is installed in a special pit in a vertical position upward by the surfaced wheel. Surfacing of the ridges under the flux is carried out by two wire electrodes. In this case, the electrodes are brought to the top of the ridge. Install them parallel to each other and at an angle of 20-30 o to the vertical. During the surfacing process, the distance between the electrodes is maintained, which ensures the burning of two arcs into separate baths, and the energy parameters are supported by the remelting of a second, more powerful arc of the metal deposited by the first electrode. By turning the wheel, annular surfacing rolls are successively formed, moving the electrodes from the top of the ridge to the base. The method has found application in a number of railway depots, since the techniques used in it allow to reduce the penetration depth of the base metal and thereby reduce the transition of carbon from the base metal to the weld metal.

Однако при учете того, что в колесах, используемых на железнодорожном транспорте России и за рубежом, угол наклона поверхности гребня к торцевой поверхности колеса составляет 30o, то электроды направлены к ней перпендикулярно. Такое расположение приводит к тому, что давление дуги на поверхность сварочной ванны максимально, что создает благоприятные условия для повышения проплавления основного металла. Отсутствие предварительного подогрева приводит к образованию закалочных структур и трещин, развивающихся в процессе эксплуатации колеса. Контакт жидкого металла сварочной ванны с основным металлом идет по всей ширине ванны, что приводит к увеличению количества углерода в наплавляемом слое, а следовательно, ухудшает его эксплуатационные характеристики.However, taking into account the fact that in the wheels used in railway transport in Russia and abroad, the angle of inclination of the surface of the ridge to the end surface of the wheel is 30 o , then the electrodes are directed to it perpendicularly. This arrangement leads to the fact that the arc pressure on the surface of the weld pool is maximum, which creates favorable conditions for increasing penetration of the base metal. The lack of preheating leads to the formation of quenching structures and cracks that develop during the operation of the wheel. The contact of the molten metal of the weld pool with the base metal occurs over the entire width of the bath, which leads to an increase in the amount of carbon in the deposited layer, and therefore affects its performance.

Кроме того, способ достаточно трудоемок, так как, во-первых, требует выкатки колес, а во-вторых, при значительном износе гребня необходимо осуществление наплавки в 2 слоя по 3-4 валика и обязательное выполнение дополнительного отжигающего валика. In addition, the method is quite time-consuming, because, firstly, it requires rolling the wheels, and secondly, with significant wear on the ridge, surfacing in 2 layers of 3-4 rollers is necessary and the additional annealing roller is required.

Известны установки для восстановления железнодорожных колес методом многоэлектродной наплавки под флюсом. Так, устройство [5] для наплавки реборд бандажей вагонных колес при вертикальном расположении оси колесной пары содержит четыре сварочные головки, установленные равномерно по окружности бандажа. Крепление сварочных головок осуществляется на параллелях балок разводной фермы, установленных на станине. В процессе наплавки валика сварочные головки остаются неподвижными. Их радиальное перемещение для наложения ряда кольцевых наплавочных валиков осуществляется с помощью винтов. Вращение колесной пары осуществляется с помощью привода, установленного на фундаментной плите на дне ямы. Known installation for the restoration of railway wheels by the method of multielectrode surfacing submerged arc. So, the device [5] for surfacing the flanges of bandages of wagon wheels with a vertical arrangement of the axis of the wheelset contains four welding heads mounted uniformly around the circumference of the band. The welding heads are mounted on the parallels of the beams of the adjustable truss installed on the bed. During the welding process, the welding heads remain stationary. Their radial movement to overlay a number of annular surfacing rolls is carried out using screws. The rotation of the wheelset is carried out using a drive mounted on a foundation plate at the bottom of the pit.

Устройством, выбранным в качестве прототипа, является двухдуговой автомат А-482, реализующий способ-прототип [4], который осуществляет наплавку при вертикальном расположении осей колесной пары. Автомат устанавливается на верхнем колесе. Две параллельно установленные наплавочные головки неподвижно закреплены под углом 20-30o к вертикали на механизме перемещения (сварочном тракторе). Автомат содержит механизм подачи проволоки и механизм подачи флюса. Радиальное перемещение наплавочных головок осуществляется с помощью регулировочных винтов.The device selected as a prototype is an A-482 twin-arc machine that implements the prototype method [4], which performs surfacing with a vertical arrangement of the axles of the wheelset. The machine is mounted on the upper wheel. Two parallel mounted surfacing heads are fixedly fixed at an angle of 20-30 o to the vertical on the movement mechanism (welding tractor). The machine includes a wire feeder and a flux feeder. Radial movement of the surfacing heads is carried out with the help of adjusting screws.

Прототип устройства не позволяет осуществлять наплавку без выкатки колес, его конструкция не позволяет оптимизировать настроечные перемещения наплавочных электродов относительно наплавляемой поверхности, т.е. автомат не обладает достаточной производительностью и не обеспечивает необходимое качество наплавки. The prototype of the device does not allow surfacing without rolling out the wheels; its design does not allow optimizing the tuning movements of the surfacing electrodes relative to the deposited surface, i.e. the machine does not have sufficient performance and does not provide the necessary quality of surfacing.

В основу изобретения поставлена задача создания способа восстановления железнодорожного колеса и устройства для осуществления способа, которые позволили бы качественно осуществить наплавку в один слой независимо от величины износа колеса и без образования закалочных структур. При этом должна предусматриваться возможность осуществления наплавки без выкатки колес и обеспечиваться высокая производительность наплавки (число проходов не должно превышать 5). The basis of the invention is the task of creating a method of restoring a railway wheel and a device for implementing the method, which would allow high-quality surfacing in one layer regardless of the amount of wear of the wheel and without the formation of quenching structures. In this case, the possibility of surfacing without rolling out the wheels should be provided, and high surfacing performance should be ensured (the number of passes should not exceed 5).

Поставленная задача решается тем, что в способе восстановления железнодорожного колеса, включающем электродуговую наплавку под флюсом гребня двумя проволочными электродами с обеспечением горения двух дуг в раздельные ванны и переплавлением второй дугой металла, наплавляемого первой дугой, при котором, поворачивая колесо вокруг оси вращения, последовательно формируют кольцевые наплавочные валики. Согласно изобретению, предварительно осуществляют подогрев колеса до температуры 200-300oC, устанавливают колесо под углом 60-90o к горизонту, наклоняя в сторону внутреннего торца, электроды размещают над верхней частью колеса в зоне основания гребня, при этом первый электрод устанавливают под углом 15-20o к торцевой поверхности колеса в радиальной плоскости, отстоящей от вертикальной плоскости симметрии колеса на расстоянии 50-60 мм, а второй электрод устанавливают в верхней - по диаметру колеса - части основания гребня под углом 10-15o к вертикальной плоскости симметрии колеса и под углом 20-35o к торцевой поверхности колеса; кольцевые наплавочные валики накладывают последовательно от основания к вершине гребня, сохраняя взаимную пространственную ориентацию электродов.The problem is solved in that in a method for reconstructing a railway wheel, including electric arc surfacing under the flux of a ridge with two wire electrodes to ensure the burning of two arcs into separate baths and remelting a second arc of metal deposited by the first arc, in which, turning the wheel around the axis of rotation, sequentially form ring surfacing rolls. According to the invention, the wheels are preheated to a temperature of 200-300 o C, the wheel is installed at an angle of 60-90 o to the horizontal, tilted towards the inner end, the electrodes are placed above the upper part of the wheel in the area of the ridge base, while the first electrode is installed at an angle 15-20 o to the end surface of the wheel in a radial plane spaced from the vertical plane of symmetry of the wheel at a distance of 50-60 mm, and the second electrode is installed in the upper part — according to the diameter of the wheel — of the base of the ridge at an angle of 10-15 o to the vertical a clear plane of symmetry of the wheel and at an angle of 20-35 o to the end surface of the wheel; ring surfacing rolls are sequentially applied from the base to the top of the ridge, while maintaining the mutual spatial orientation of the electrodes.

Наилучший результат достигается при осуществлении предварительного подогрева колеса пропусканием электрического тока через флюсоудерживающее устройство, установленное в непосредственной близости к поверхности катания колеса и концентрически ее охватывающее. The best result is achieved when the wheel is preheated by passing electric current through a flux-retaining device installed in close proximity to the wheel rolling surface and concentrically enveloping it.

Поставленная задача решается также тем, что устройство для реализации способа, включающее механизм регулировки положения наплавочных горелок с проволочными электродами, механизм подачи проволоки, механизм подачи флюса, флюсоудерживающее устройство, согласно изобретению, дополнительно содержит стойку с горизонтальной полкой с размещенными на ней механизмом подачи проволоки, механизмом подачи флюса и суппортом с обеспечением возможности его поворота вокруг горизонтальной оси до положения, параллельного наплавляемой поверхности. На суппорте установлен механизм регулировки положения наплавочных горелок с обеспечением возможности его вертикального перемещения, при этом механизм регулировки положения наплавочных горелок обеспечивает возможность независимой установки каждой наплавочной горелки в пересекающихся плоскостях. The problem is also solved by the fact that the device for implementing the method, including a mechanism for adjusting the position of surfacing burners with wire electrodes, a wire feeder, a flux feeder, a flux-holding device, according to the invention, further comprises a rack with a horizontal shelf with a wire feeder placed on it, the flux supply mechanism and the caliper with the possibility of its rotation around the horizontal axis to a position parallel to the surfaced surface. A mechanism for adjusting the position of the surfacing burners is installed on the support with the possibility of its vertical movement, while the mechanism for adjusting the position of the surfacing burners provides the possibility of independent installation of each surfacing burner in intersecting planes.

Наибольшее упрощение конструкции достигается при выполнении механизма регулировки положения наплавочных горелок в виде комбинации Т- и П-образных соединений пяти осей, при этом на свободных концах осей П-образного соединения установлены наплавочные горелки с обеспечением возможности их поворота в пересекающихся плоскостях, а его середина соединена с основанием Т-образного соединения, расположенного в перпендикулярной плоскости, при этом оси соединены между собой клеммными зажимами с обеспечением возможности изменения длины плеч осей и их поворота вокруг оси симметрии. The greatest simplification of the design is achieved when the mechanism for adjusting the position of the surfacing burners is implemented in the form of a combination of T- and U-shaped joints of five axes, while at the free ends of the axes of the U-shaped joint there are surfaced torches with the possibility of their rotation in intersecting planes, and its middle is connected with the base of the T-shaped connection located in a perpendicular plane, while the axes are interconnected by terminal clamps with the possibility of changing the length of the shoulders th and rotation about the axis of symmetry.

На фиг. 1 представлено расположение наплавочных горелок в процессе реализации способа; на фиг. 2 - общая схема устройства; на фиг. 3 - кинематическая схема механизма регулировки положения наплавочных горелок. In FIG. 1 shows the location of the cladding torches during the implementation of the method; in FIG. 2 is a general diagram of a device; in FIG. 3 - kinematic diagram of the mechanism for adjusting the position of the welding torches.

Реализация способа поясняется на фиг. 1, где 1 - первая наплавочная горелка, 2 - вторая наплавочная горелка, 3 - флюсоудерживающее устройство, 4 - колесо. Для облегчения восприятия поверхность колеса условно разбита на зоны: А - поверхность катания, В - основание гребня, С - поверхность гребня, D - торцевая поверхность колеса; расстояние между электродами обозначено E, углы ориентации горелок - α′,β′ и α″,β″.
Устройство состоит (фиг. 2) из стойки 6, на которой при помощи горизонтальной полки 5 установлен наклонный суппорт 7. Узел крепления суппорта 7 позволяет устанавливать его с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси 8 до положения, параллельного поверхности гребня (в верхней части колеса). На суппорте 7 закреплен шток 9, на котором установлен механизм 10 регулировки положения наплавочных горелок 1 и 2. На горизонтальной полке 6 расположены механизм подачи проволоки 11 и механизм подачи флюса 12.
The implementation of the method is illustrated in FIG. 1, where 1 is the first surfacing torch, 2 is the second surfacing torch, 3 is a flux-holding device, 4 is a wheel. To facilitate perception, the surface of the wheel is conditionally divided into zones: A - surface of rolling, B - base of the ridge, C - surface of the ridge, D - end surface of the wheel; the distance between the electrodes is indicated by E, the orientation angles of the burners are α ′, β ′ and α ″, β ″.
The device consists (Fig. 2) of a rack 6, on which an inclined support 7 is mounted using a horizontal shelf 5. The support assembly 7 allows it to be rotated about a horizontal axis 8 to a position parallel to the flange surface (at the top of the wheel). A rod 9 is fixed on the support 7, on which a mechanism 10 for adjusting the position of the surfacing burners 1 and 2 is mounted. On the horizontal shelf 6, there are a wire feed mechanism 11 and a flux supply mechanism 12.

Наклон колесной пары может, в частности, осуществляться с помощью подъемного устройства 13 (например, домкрата) или за счет наклонной установки опор 14 вращения колес, соединенных с приводом (на фиг. 2 не показан). The inclination of the wheelset can, in particular, be carried out using a lifting device 13 (for example, a jack) or due to the inclined installation of bearings 14 of the rotation of the wheels connected to the drive (not shown in Fig. 2).

Кинематическая схема узла регулировки, представленная на фиг. 3, дает более подробное представление об устройстве, реализующем способ. Конструкция позволяет устанавливать горелки 1 и 2 в верхней части колеса 4 в зоне основания гребня, а также ориентировать каждую наплавочную горелку в отдельности под своими углами к наплавляемой поверхности (углы α′,β′ и α″,β″ соответственно). The kinematic diagram of the adjustment unit shown in FIG. 3 provides a more detailed view of a device implementing the method. The design allows you to install the burner 1 and 2 in the upper part of the wheel 4 in the area of the base of the ridge, as well as orient each welding torch individually at its own angles to the surfaced surface (angles α ′, β ′ and α ″, β ″, respectively).

На свободных концах осей 15 и 16 П-образного соединения осей 15, 16 и 17 неподвижно закреплены наплавочные горелки 1 и 2. Оси 15 и 16 предназначены для удаления и приближения наплавочных горелок к наплавляемой поверхности гребня, а также для установки горелок под углом к вертикальной плоскости симметрии колеса (угол наклона α″ второй наплавочной горелки и угол наклона α′ радиальной плоскости, в которой ориентирована первая наплавочная горелка, по отношению к вертикальной плоскости симметрии колеса). Регулировка указанного угла осуществляется в пределах ± 25o. Оси 15 и 16 с помощью клеммных зажимов 18 и 19 установлены на оси 17. Перемещением клеммных зажимов 18 и 19 вдоль оси 17 устанавливают расстояние E между электродами наплавочных горелок, а поворотом зажимов вокруг оси 17 осуществляется фиксация углов β′ и β″. Устройство обеспечивает регулировку углов β′ и β″ в пределах ± 30o. П-образное соединение осей 15, 16, 17 соединено с осью 20 с обеспечением возможности ее поворота вокруг оси симметрии на угол ± 25o.At the free ends of the axes 15 and 16 of the U-shaped connection of the axes 15, 16 and 17, the welding torches 1 and 2 are fixedly fixed. The axes 15 and 16 are designed to remove and approach the welding torches to the weld surface of the ridge, as well as to install the torches at an angle to the vertical the plane of symmetry of the wheel (the angle of inclination α ″ of the second surfacing torch and the angle of inclination α ′ of the radial plane in which the first surfacing torch is oriented with respect to the vertical plane of symmetry of the wheel). The specified angle is adjusted within ± 25 o . The axes 15 and 16 are installed on the axis 17 using the terminal clamps 18 and 19. By moving the terminal clamps 18 and 19 along the axis 17, the distance E between the electrodes of the welding torches is set, and the angles β ′ and β ″ are fixed by turning the clamps around the axis 17. The device provides adjustment of angles β ′ and β ″ within ± 30 o . U-shaped connection of the axes 15, 16, 17 is connected to the axis 20 with the possibility of its rotation around the axis of symmetry by an angle of ± 25 o .

Ось 20 посредством клеммного зажима 21 установлена на оси 22 (Т-образное соединение в перпендикулярной плоскости), соединенной через клеммный зажим 23 со штоком 9 суппорта 7. Перемещение клеммного зажима 21 вдоль оси 22 и оси 20 обеспечивает возможность регулировки длины дуги. The axis 20 through the terminal 21 is mounted on the axis 22 (T-shaped connection in a perpendicular plane) connected through the terminal 23 to the caliper rod 9. Moving the terminal 21 along the axis 22 and axis 20 allows the arc length to be adjusted.

Флюсоудерживающее устройство 3 выполняют из ленты из электропроводного материала с высоким сопротивлением. При этом лента имеет продольные загибы по краям для удерживания флюса и концентрически охватывает поверхность катания колеса в непосредственной близости от нее. Fluorescent device 3 is made of a tape of electrically conductive material with high resistance. In this case, the tape has longitudinal bends at the edges to hold the flux and concentrically covers the rolling surface of the wheel in the immediate vicinity of it.

Способ реализуется в процессе работы устройства следующим образом. The method is implemented during operation of the device as follows.

Колесную пару устанавливают в положение, близкое к горизонтальному, что соответствует наклону внутренней торцевой поверхности 1 колеса 4 к горизонту на угол θ = 85o. В зависимости от степени износа колеса (определяется углом γ) поворачивают суппорт 7 вокруг оси 8 до положения, параллельного поверхности гребня (угол наклона суппорта 7 к горизонту равен θ-γ). Затем перемещением клеммного зажима 21 вдоль вертикальной оси 22 и вдоль горизонтальной оси 20 выставляется длина дуги. Перемещением клеммных зажимов 18 и 19 вдоль оси 17 устанавливают расстояние E = 50 мм между электродами наплавочных горелок. Их ориентация на основании гребня (зона B на фиг. 1) в верхней части колеса осуществляется поворотом осей 15 и 16 вокруг осей их симметрии, что соответствует установке наплавочных горелок 1 и 2 на угол к вертикальной плоскости симметрии α″ = 20o и α′ = 4o соответственно. Поворотом клеммных зажимов 18 и 19 вокруг оси 17 выставляют β′ = 20o и β″ = 30o (углы наклона электродов к торцевой поверхности колеса). При этом устанавливают наплавочные горелки таким образом, что первый электрод находится на 1,5-6 мм ближе, чем второй, к поверхности гребня. Это позволяет регулировать ширину наплавляемого слоя, то есть увеличивать производительность. Поворотом оси 20 вокруг ее оси симметрии окончательно корректируют оптимальное расположение пары электродов в верхней части колеса в зоне основания гребня, так как это конкретное местонахождение определяется заданной скоростью наплавки и током дуги.The wheelset is installed in a position close to horizontal, which corresponds to the inclination of the inner end surface 1 of the wheel 4 to the horizon by an angle θ = 85 o . Depending on the degree of wear of the wheel (determined by the angle γ), the caliper 7 is rotated around axis 8 to a position parallel to the ridge surface (the angle of inclination of the caliper 7 to the horizontal is θ-γ). Then, by moving the terminal clamp 21 along the vertical axis 22 and along the horizontal axis 20, the length of the arc is set. By moving the terminal clamps 18 and 19 along the axis 17, a distance E = 50 mm between the electrodes of the welding torches is set. Their orientation on the base of the ridge (zone B in Fig. 1) in the upper part of the wheel is carried out by rotation of the axes 15 and 16 around the axes of their symmetry, which corresponds to the installation of surfacing torches 1 and 2 at an angle to the vertical plane of symmetry α ″ = 20 o and α ′ = 4 o, respectively. By turning the terminal clamps 18 and 19 around the axis 17 set β ′ = 20 o and β ″ = 30 o (the angles of inclination of the electrodes to the end surface of the wheel). At the same time, surfacing burners are installed in such a way that the first electrode is 1.5-6 mm closer than the second to the surface of the ridge. This allows you to adjust the width of the deposited layer, that is, to increase productivity. By turning the axis 20 around its axis of symmetry, the optimal arrangement of the pair of electrodes in the upper part of the wheel in the area of the base of the ridge is finally corrected, since this specific location is determined by the specified surfacing speed and arc current.

Установив оба электрода у основания гребня (зона B), подают напряжение на флюсоудерживающее устройство, которое разогревается при прохождении тока и нагревает колесо до температуры 200-300oC, затем подают флюс. При наплавке используют стандартный плавленый флюс, например ОСЦ-45 или АН-348, АН-60, и низкоуглеродистую проволоку, например СВО8Г2С.By installing both electrodes at the base of the ridge (zone B), voltage is applied to the flux-holding device, which heats up with the passage of current and heats the wheel to a temperature of 200-300 o C, then serves flux. When surfacing, a standard fused flux is used, for example, OSTS-45 or AN-348, AN-60, and a low-carbon wire, for example, SVO8G2S.

Наплавку осуществляют следующим образом. Приводят во вращение колесную пару, включают механизм подачи проволоки и зажигают дугу на первом электроде, ток дуги 180-200 А. После наплавки участка длиной в 50 мм зажигают дугу второй наплавочной горелки, что исключает непосредственное действие второй, более мощной горелки (ток дуги 280-320 А), на основной металл. Дальнейшая наплавка осуществляется двумя дугами в раздельно горящие ванны, и вторая дуга переплавляет металл, наплавляемый первой дугой. Скорость сварки составляет 24-30 м/ч. Surfacing is as follows. The wheelset is rotated, the wire feed mechanism is turned on and the arc on the first electrode is ignited, the arc current is 180-200 A. After welding of a 50 mm long section, the arc of the second surfacing torch is ignited, which excludes the direct action of the second, more powerful torch (arc current 280 -320 A), on the base metal. Further surfacing is carried out by two arcs into separately burning baths, and the second arc melts the metal deposited by the first arc. The welding speed is 24-30 m / h.

Переход от валика к валику оператор осуществляет без остановки процесса наплавки включением электромеханического привода (на фиг. не показан) суппорта 7. Наплавка осуществляется в один слой, состоящий из наложенных друг на друга 5 валиков. Ширина валиков может регулироваться до 20 мм, что вполне достаточно для восстановления максимально допустимого износа гребня колеса. The operator transitions from roller to roller without stopping the surfacing process by turning on the electromechanical drive (not shown in FIG.) Of the support 7. Surfacing is carried out in one layer, consisting of 5 rollers superimposed on each other. The width of the rollers can be adjusted up to 20 mm, which is enough to restore the maximum allowable wear on the wheel flange.

Расположение колеса и горелок на нем, их взаимная ориентация и направленность дуг на наплавляемую поверхность - эти технологические приемы обеспечивают наилучшее сочетание факторов, влияющих на формирование наплавляемых валиков. На жидкий металл сварочной ванны направленно воздействуют силы: магнитное дутье, гравитационные силы и силы поверхностного натяжения, - позволяющие увеличить ширину валика, уменьшить глубину проплавления основного металла как по основанию гребня, так и по его наклонной поверхности. The location of the wheel and the burners on it, their mutual orientation and the orientation of the arcs on the surfaced surface - these technological methods provide the best combination of factors affecting the formation of the fused rollers. The molten metal of the weld pool is directed by forces: magnetic blasting, gravitational forces and surface tension forces, which allow increasing the width of the roller and reducing the penetration depth of the base metal both on the base of the crest and on its inclined surface.

Сформированные валики имеют плоскую форму. При их последовательном наложении друг на друга минимизируется зона контакта жидкой ванны с основным металлом и уменьшается возможность перехода углерода в наплавленный слой. Formed rollers are flat. When they are sequentially superimposed on each other, the contact zone of the liquid bath with the base metal is minimized and the possibility of carbon transfer to the deposited layer decreases.

Указанные свойства обеспечивают следующие результаты, подтвержденные исследованиями наплавленного слоя:
глубина проплавления основного металла составляет 1-1,2 мм;
содержание углерода в наплавленном слое составляет 0,11% (в основном металле - 0,6%);
закалочные структуры отсутствуют как в наплавленном металле, так и в переходной зоне;
в переходной зоне, то есть в зоне термического влияния, микроструктура перлитно-ферритная мелкозернистая. Твердость (по Виккерсу) этих участков в различных зонах (у вершины, на середине и у основания гребня) колеблется от 200 до 250 ед. HV при твердости основного металла 200 - 240 ед. HV.
These properties provide the following results, confirmed by studies of the deposited layer:
the penetration depth of the base metal is 1-1.2 mm;
the carbon content in the deposited layer is 0.11% (in the base metal - 0.6%);
quenching structures are absent both in the deposited metal and in the transition zone;
in the transition zone, that is, in the zone of thermal influence, the microstructure is pearlite-ferrite fine-grained. The hardness (according to Vickers) of these areas in different zones (at the top, in the middle and at the base of the ridge) ranges from 200 to 250 units. HV with a hardness of the base metal of 200 - 240 units. Hv.

Полученные металлографические характеристики удовлетворяют требованиям железнодорожного регистра и подтверждают высокое качество наплавленного слоя, что позволяет вводить в дальнейшую эксплуатацию восстановленную колесную пару, увеличивая пробег в 2-2,5 раза. При этом способ и устройство обеспечивают возможность осуществлять восстановление колес без выкатки и с высокой производительностью. The obtained metallographic characteristics satisfy the requirements of the railway register and confirm the high quality of the deposited layer, which allows introducing the restored wheelset into further operation, increasing mileage by 2-2.5 times. Moreover, the method and the device provide the ability to carry out the restoration of the wheels without rolling out and with high performance.

Claims (4)

1. Способ восстановления железнодорожного колеса, включающий электродуговую наплавку под флюсом гребня двумя проволочными электродами с обеспечением горения двух дуг в раздельные ванны и переплавлением второй дугой металла, наплавляемого первой дугой, при котором, поворачивая колесо вокруг оси вращения, последовательно формируют кольцевые наплавочные валики, отличающийся тем, что колесо устанавливают на опорную поверхность под углом 60 - 90o к горизонтальной плоскости, наклоняя в сторону внутреннего торца, электроды наплавочных головок размещают над верхней относительно опорной поверхности частью колеса в зоне основания гребня, при этом первый электрод устанавливают под углом α′ = 3 - 6o к вертикальной плоскости симметрии колеса и под углом β′ = 15 - 20o к торцевой поверхности колеса в радиальной плоскости, отстоящей от вертикальной плоскости симметрии колеса на расстоянии 50 - 60 мм, второй электрод устанавливают под углом β″ = 20 - 35o к торцевой поверхности колеса в радиальной плоскости и под углом α″ = 10 - 15o к вертикальной плоскости симметрии колеса, предварительно подогревают колесо до температуры 200 - 300oС, после чего при вращении колеса осуществляют наплавку, при которой кольцевые наплавочные валики накладывают последовательно от основания к вершине гребня, сохраняя взаимную пространственную ориентацию электродов.1. A method of restoring a railway wheel, including electric arc surfacing under the flux of the ridge with two wire electrodes to ensure the burning of two arcs into separate baths and remelting a second arc of metal deposited by the first arc, in which, by turning the wheel around the axis of rotation, ring surfacing rolls are formed in series, characterized by in that the wheel is mounted on the support surface at an angle of 60 - 90 o to the horizontal plane, tilting toward the inner end face electrodes surfacing head is placed over the top to the supporting surface portion of the wheel in the crest base region, wherein the first electrode is set at an angle α '= 3 - 6 o to the vertical plane of the wheel of symmetry and the angle β' = 15 - 20 o to the end surface of the wheel in a radial plane, spaced from the vertical plane of symmetry of the wheel at a distance of 50 - 60 mm, the second electrode is installed at an angle β ″ = 20 - 35 o to the end surface of the wheel in the radial plane and at an angle α ″ = 10 - 15 o to the vertical plane of symmetry of the wheel, preheating they spin the wheel to a temperature of 200 - 300 o C, after which, when the wheel rotates, surfacing is performed, in which the annular surfacing rollers are applied sequentially from the base to the top of the ridge, while maintaining the mutual spatial orientation of the electrodes. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительный подогрев колеса осуществляют пропусканием электрического тока через флюсоудерживающее устройство, установленное в непосредственной близости к поверхности катания колеса и концентрически ее охватывающее. 2. The method according to claim 1, characterized in that the preheating of the wheel is carried out by passing an electric current through a flux-holding device installed in close proximity to the surface of the wheel and concentrically covering it. 3. Устройство для восстановления железнодорожного колеса, включающее наплавочные горелки с проволочными электродами, механизм регулировки положения горелок относительно размещаемого на опорной поверхности колеса, механизм подачи проволоки, механизм подачи флюса, флюсоудерживающее устройство, отличающееся тем, что дополнительно содержит стойку с горизонтальной полкой, несущей размещенные на ней механизмы подачи проволоки и флюса, а также суппорт со штоком, шарнирно соединенный с полкой с возможностью поворота вокруг оси до положения, параллельного наплавляемой поверхности, при этом механизм регулирования положения наплавочных горелок смонтирован на суппорте с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении относительно опорной поверхности для колеса и обеспечения возможности независимого регулирования положения каждой горелки в пересекающихся плоскостях. 3. A device for restoring a railway wheel, including a fused burner with wire electrodes, a mechanism for adjusting the position of the burners relative to the wheel placed on the supporting surface, a wire feeder, a flux feeder, a flux-retaining device, characterized in that it further comprises a rack with a horizontal shelf carrying on it are wire and flux supply mechanisms, as well as a support with a rod, pivotally connected to a shelf with the possibility of rotation around the axis to a position, parallel surfaced surface, while the mechanism for adjusting the position of the welding torches is mounted on a support with the possibility of reciprocating movement in the vertical direction relative to the bearing surface for the wheel and allowing independent adjustment of the position of each burner in intersecting planes. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что механизм регулировки положения наплавочных горелок выполнен в виде трех П-образно соединенных осей, несущих установленные на их свободных концах с возможностью поворота в пересекающихся плоскостях наплавочные горелки, а также расположенного в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения П-образно соединенных осей, и шарнирно соединенного с ним Т-образного соединения двух осей, одна из которых соединена посредством клеммного зажима со штоком суппорта, при этом оси П- и Т-образных соединений связаны клеммными зажимами, смонтированными с возможностью регулировочного перемещения вдоль осей, а оси П-образного соединения и связанная с ним ось Т-образного соединения установлены с возможностью поворота относительно своих осей симметрии. 4. The device according to claim 3, characterized in that the mechanism for adjusting the position of the surfacing burners is made in the form of three U-shaped connected axes bearing the mounting torches mounted on their free ends in intersecting planes, as well as located in a plane perpendicular to the plane the location of the U-shaped connected axes, and the T-joint of two axes pivotally connected to it, one of which is connected via a terminal clamp to the caliper rod, while the axes of the U- and T-shaped joints are connected by terminal clamps mounted with the possibility of adjusting movement along the axes, and the axes of the U-shaped connection and the axis of the T-shaped connection connected with it are mounted with the possibility of rotation relative to their symmetry axes.
RU95111211A 1995-06-30 1995-06-30 Railway wheel recovering method and apparatus RU2106949C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95111211A RU2106949C1 (en) 1995-06-30 1995-06-30 Railway wheel recovering method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95111211A RU2106949C1 (en) 1995-06-30 1995-06-30 Railway wheel recovering method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95111211A RU95111211A (en) 1997-05-20
RU2106949C1 true RU2106949C1 (en) 1998-03-20

Family

ID=20169561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95111211A RU2106949C1 (en) 1995-06-30 1995-06-30 Railway wheel recovering method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2106949C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8177115B1 (en) * 2010-03-12 2012-05-15 Craig Mercier Method and system for retreading track wheel
WO2013165418A1 (en) * 2012-04-30 2013-11-07 Mercier Craig Method and system for retreading track wheel
US8662375B2 (en) 2010-03-12 2014-03-04 Craig Mercier Method and system for retreading track wheel
EP4393625A1 (en) * 2022-12-23 2024-07-03 Siemens Mobility Austria GmbH Method for machining a wheel for a rail vehicle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Кнойпель Г. Наплавка гребней колес с последующей обточкой без выкатки колесных пар. - "Железные дороги мира", N 5, 1988, с. 20. 2. Богданов В.И. Полуавтоматическая наплавка гребней колесных пар подвижного состава. - "Цветная металлургия", N 7, 1987, с. 47. Бюллетень ЦНИИЭ и ИЦМ. 3. Якимов А.В. О возможности применения многоэлектродной наплавки для восстановления изношенных гребней бандажей локомотивных колес. - Вестник ВНИИ железнодорожного транспорта, N 2, 1992, с. 35. 4. Шляпин В.В., Емельянов Н.П., Крайчик М.Н. Ремонт сваркой узлов и деталей железнодорожного подвижного состава. - М.: Траснпорт, 1975, с. 256. 5. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8177115B1 (en) * 2010-03-12 2012-05-15 Craig Mercier Method and system for retreading track wheel
US8662375B2 (en) 2010-03-12 2014-03-04 Craig Mercier Method and system for retreading track wheel
US8662376B2 (en) 2010-03-12 2014-03-04 Craig Mercier Method and system for retreading track wheel
US8777085B2 (en) 2010-03-12 2014-07-15 Craig Mercier Method and system for retreading track wheel
WO2013165418A1 (en) * 2012-04-30 2013-11-07 Mercier Craig Method and system for retreading track wheel
EP2844420A4 (en) * 2012-04-30 2015-12-16 Craig Mercier Method and system for retreading track wheel
EP4393625A1 (en) * 2022-12-23 2024-07-03 Siemens Mobility Austria GmbH Method for machining a wheel for a rail vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
RU95111211A (en) 1997-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104379269B (en) Method for producing rolling roll, rolling roll, and device for producing rolling roll
US6781083B1 (en) Weld overlay system
US6265701B1 (en) Method and apparatus for inductive preheating and welding along a weld path
KR100979836B1 (en) Method of vertical-position welding
US5389761A (en) Method and apparatus for cleaning metal pieces prior to resistive seam welding or laser lap seam welding
WO2010038779A1 (en) Welding device for metal and welding method for metal
CN105817749A (en) Automatic tungsten inert gas (TIG) argon arc welding process for stainless steel pipelines
RU2106949C1 (en) Railway wheel recovering method and apparatus
US7968816B2 (en) Weld fairing apparatus and welding method using the same
CN114406512B (en) Welding and electric pulse heat treatment process for dissimilar alloy
CN111360439A (en) Online welding method for transverse welding seam of corner of large-scale blast furnace shell
RU2041785C1 (en) Method for rebuilding car wheel fins
KR20020069528A (en) The welding equipment and method for build up on the round surface of work roll
KR100725796B1 (en) Method and device for providing a layer to a piston ring
US20070164002A1 (en) Manufacture of hardfaced plates
JPH09192839A (en) Method and device for automatic welding
RU2352444C2 (en) Method of recovering worn-out surfaces of machine parts
EP4434666A1 (en) Apparatus and method of heating an area of a workpiece prior to welding said area of the workpiece and/or after welding the workpiece, and welding system comprising such an apparatus
RU2176581C2 (en) Process for welding on important parts of hard-to-weld steels
RU2739934C1 (en) Method of arc-welding in wide-layer surfacing under wear-resistant coating flux onto cylindrical pipe
RU2109613C1 (en) Method of reconditioning of railway wheel flanges
SU1660885A1 (en) Method for arc hard facing
RU2113325C1 (en) Method of restoring rolling surfaced of carriage wheels
SU770694A1 (en) Method of welding on hollow rods
SU1609604A2 (en) Method of reconditioning worn-out surfaces of machine parts