RU2223166C2

RU2223166C2 - Method for strengthening footsteps of cargo cars

Info

Publication number: RU2223166C2
Application number: RU2002100795/02A
Authority: RU
Inventors: С.И. Попов; В.М. Круглов
Priority date: 2002-01-08
Filing date: 2002-01-08
Publication date: 2004-02-10

Abstract

FIELD: railway road transport, namely manufacture and restoration of footstep assemblies of cargo cars. SUBSTANCE: method comprises steps of hot fitting of changeable cover plate of wear resistant steel with normalized hardness onto mechanically worked bearing-stop surface of footstep; using cover plate whose shape corresponds to that of bearing-stop surface of footstep with dimensions equal to difference between nominal size of surface and its size after mechanical working while taking into account interference allowance and whose thickness consists 0.2 - 0.4 of wall thickness; placing cover plate heated until temperature of steel tempering in such a way that it closely adjoins to bearing-stop surface; after cooling realizing interference fit of cover plate along perimeter of bearing surface of part. EFFECT: enhanced repairability, increased useful life period. 1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к изготовлению и ремонту пятников грузовых вагонов. Оно может быть использовано в вагоностроении и на вагоноремонтных предприятиях. The invention relates to railway transport, in particular to the manufacture and repair of friars for freight cars. It can be used in car building and car repair enterprises.

Известен способ изготовления несущих деталей с опорными поверхностями (RU 95122261 Al, B 23 K 28/00, 27.11.97 г.), при котором получение на опорной поверхности износостойкого слоя достигается осаживанием на ней при температуре ковки накладки из износостойкого железоуглеродистого сплава равномерно распределенной статической нагрузкой с последующим охлаждением и выдержкой при максимальной нагрузке до температуры 350-550^oС, разгрузкой и приваркой накладки по линии ее сопряжения с опорной поверхностью.A known method of manufacturing load-bearing parts with abutment surfaces (RU 95122261 Al, B 23 K 28/00, 11.27.97), in which obtaining a wear-resistant layer on the abutment surface is achieved by depositing on it at a forging temperature a wear pad of a wear-resistant iron-carbon alloy uniformly distributed static load followed by cooling and holding at maximum load to a temperature of 350-550 ^o C, unloading and welding of the lining along the line of its interface with the supporting surface.

Этот способ имеет следующие недостатки. Для осаживания износостойкой накладки, нагретой до температуры 1200^oС, на опорной поверхности детали необходимо стационарное прессовое оборудование, которое отсутствует на вагоноремонтных предприятиях. Кроме этого, замена поврежденных в эксплуатации накладок тудоемка и требует механической обработки для устранения сварных швов.This method has the following disadvantages. To upset a wear-resistant lining heated to a temperature of 1200 ^o С, stationary press equipment is required on the supporting surface of the part, which is not available at car repair facilities. In addition, replacing damaged linings in operation is tedious and requires machining to eliminate welds.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ упрочнения подпятника надрессорной балки тележки вагона (патент RU 2126317, Бюллетень 5, 20.02.99 г.), при котором на опорной поверхности подпятника, расточенного с учетом допуска на натяг и нагретого до температуры 250-300^oС, размещают износостойкую вставку, выполненную по форме подпятникового места, с плотным прилеганием к его плоской опорной поверхности и после остывания подпятника осуществляют защемление вставки по наружному контуру между буртами подпятника, при этом толщину вставки принимают равной 0,2...0,3 от толщины сопряженных стенок подпятника.Closest to the claimed technical solution is a method of hardening the thrust bearing of the overpressor beam of the wagon of the wagon (patent RU 2126317, Bulletin 5, 02.20.99), in which on the bearing surface of the thrust bearing, bored taking into account the interference tolerance and heated to a temperature of 250-300 ^o C, place a wear-resistant insert made in the form of a thrust bearing, with a snug fit to its flat supporting surface and after cooling the thrust bearing, the grip is pinched along the outer contour between the shoulders of the thrust bearing, while the thickness receiving rate of 0.2 ... 0.3 times the thickness of the conjugate thrust bearing walls.

Недостатком этого способа является то, что он применим только к зонам деталей, опорные поверхности которых углублены внутрь этих зон, а натяг осуществляется в результате защемления вставки выступающими наружу сопряженными стенками. The disadvantage of this method is that it is applicable only to areas of parts, the supporting surfaces of which are recessed inward of these zones, and the interference is carried out as a result of pinching of the insert with protruding outwardly conjugated walls.

Целью заявляемого изобретения является повышение срока службы и ремонтопригодности пятников грузовых вагонов. The aim of the invention is to increase the service life and maintainability of the Fridays of freight cars.

Сущность изобретения заключается в том, что опорно-упорные поверхности пятника механически обрабатывают с удалением слоя металла на глубину 0,2... 0,4 толщины расположенной у них стенки, а накладку толщиной, соответствующей глубине механической обработки пятника, и внутренним диаметром, меньшим диаметра упорной поверхности пятника на величину необходимого натяга, нагревают до температуры отпуска после закалки стали, из которой она изготовлена, затем размещают на пятнике с плотным прилеганием к его опорной поверхности и после остывания осуществляют натяг по контуру упорной поверхности пятника. The essence of the invention lies in the fact that the support-abutting surfaces of the Friday are machined with the removal of the metal layer to a depth of 0.2 ... 0.4 of the thickness of the wall located on them, and the cover with a thickness corresponding to the depth of the mechanical processing of the Friday and an inner diameter smaller diameter of the persistent surface of the Friday by the amount of necessary interference, is heated to the tempering temperature after quenching of the steel from which it is made, then placed on the Friday with a snug fit to its supporting surface and after cooling down fected tension along the contour of the abutment surface Pyatnikov.

Существенность отличительного признака, касающегося толщины накладки, обусловленной глубиной механической обработки опорно-упорных поверхностей пятника в интервале 0,2...0,4 толщины расположенной у них стенки, заключается в отличии работы этой детали от прототипа-подпятника. Пятник при боковой перевалке опирается на край опорной поверхности меньшей площадью, чем площадь внутренней поверхности находящейся с ним в контакте подпятниковой вставки. Поэтому максимальные контактные напряжения в краевом закруглении пятниковой накладки будут пропорционально выше по сравнению с максимальными напряжениями, возникающими в закруглении подпятниковой вставки, из-за меньшего радиуса сопряжения опорно-упорной поверхностей. Это различие напряженно-деформированного состояния в пятниковой накладке и подпятниковой вставке устраняется увеличением интервала изменения толщины первой до значений 0,2.. .0,4 от толщины прилегающей к ней стенке пятника. The significance of the hallmark regarding the thickness of the lining, due to the depth of machining of the supporting and abutting surfaces of the heel in the range of 0.2 ... 0.4 of the thickness of the wall located on them, is the difference between the operation of this part from the prototype-thrust bearing. During lateral transshipment, Friday rests on the edge of the supporting surface with a smaller area than the area of the inner surface of the thrust insert that is in contact with it. Therefore, the maximum contact stresses in the regional rounding of the Friday plate will be proportionally higher in comparison with the maximum stresses arising in the rounding of the thrust pad, due to the smaller radius of conjugation of the supporting-thrust surfaces. This difference in the stress-strain state in the Friday plate and the thrust insert is eliminated by increasing the interval of variation in the thickness of the first to 0.2 ... .0.4 from the thickness of the wall adjacent to it.

Существенен также признак, касающийся нагрева пятниковой накладки до температуры отпуска стали, из которой она изготовлена. В прототипе нагрев подпятника до температуры 250...300^oС производится исключительно для теплового расширения наружного бурта, охватывающего размещаемую затем в нем вставку. В заявленном техническом решении нагрев производится дополнительно для проведения отпуска закаленной вставки, поскольку она должна обладать, помимо износостойких свойств, еще высокой ударной вязкостью, которую можно обеспечить для рекомендуемых марок сталей при температуре отпуска не ниже 350^oС.An essential feature is also related to heating the Friday lining to the tempering temperature of the steel from which it is made. In the prototype, the heating of the thrust bearing to a temperature of 250 ... 300 ^o C is carried out exclusively for the thermal expansion of the outer collar, covering then placed in it insert. In the claimed technical solution, heating is additionally carried out for tempering the tempered insert, since it must possess, in addition to wear-resistant properties, an even higher toughness, which can be provided for recommended grades of steel at a tempering temperature of at least 350 ^o C.

Пример осуществления способа. An example implementation of the method.

Упрочнение опорно-упорной поверхностей пятника при ремонте грузовых вагонов поясняется на чертеже. The hardening of the support-resistant surfaces of the Friday during the repair of freight cars is illustrated in the drawing.

Пятник 1, имеющий износ в пределах ремонтных размеров, механически обрабатывается с удалением слоя металла с рабочей поверхности на глубину 6 мм от номинальных размеров, причем цилиндрическая поверхность выполняется цилиндрической диаметром 288 $\binom{+0,60}{+0,52}$ с шероховатостью Rz=20. Накладка 2 представляет собой тарель высотой 40 мм с отверстием диаметром 110 мм в центре, которая штампуется из листовой пружинно-рессорной стали (например, 65Г) толщиной 6 мм, термообработанной до твердости 320-400 НВ. Размеры, форма и чистота обработки наружной поверхности накладки определяются требованиями чертежа и обеспечиваются в процессе штамповки. Для обеспечения требуемого натяга при горячей посадке тарели, например Н8/х8, ее внутренняя цилиндрическая поверхность растачивается с обеспечением диаметра 288^+0,081 мм и чистоты обработки Rz=40.Friday 1, having wear within the repair dimensions, is machined to remove a metal layer from the working surface to a depth of 6 mm from the nominal dimensions, and the cylindrical surface is made of a cylindrical diameter of 288 $\binom{+ 0.60}{+0.52}$ with a roughness of Rz = 20. Cover plate 2 is a plate 40 mm high with a hole with a diameter of 110 mm in the center, which is stamped from sheet spring-spring steel (for example, 65G) with a thickness of 6 mm, heat-treated to a hardness of 320-400 HB. The dimensions, shape and cleanliness of the processing of the outer surface of the lining are determined by the requirements of the drawing and are provided during the stamping process. To ensure the required interference fit during hot landing of a plate, for example, Н8 / х8, its inner cylindrical surface is bored to ensure a diameter of 288 ^+0.081 mm and a machining purity of Rz = 40.

Перед размещением на пятнике тарель после закалки подвергается отпуску с нагревом до температуры 350^oС, после чего надевается с плотным прилеганием на механически обработанную поверхность.Before placing on a Friday plate after hardening is tempered with heating to a temperature of 350 ^o C, and then put on with a snug fit on a machined surface.

После полного остывания детали осуществляется необходимый натяг износостойкой накладки. After complete cooling of the part, the necessary tightness of the wear-resistant lining is carried out.

Существенным преимуществом заявленного технического решения является то, что при поступлении пятника в следующий ремонт износостойкая накладка достаточно просто удаляется (без отъема пятника от вагона) нагревом его до температуры 350^oС и ускоренным охлаждением со стороны, противоположной опорно-упорной поверхности, с устранением первоначального натяга либо специальным съемником. Поскольку механически обработанная поверхность пятника в эксплуатации не изнашивается, то замена поврежденной накладки производится без дополнительной обработки пятника и без отъемки его от вагона. Это обеспечивает повышение ремонтопригодности и производительности ремонта.A significant advantage of the claimed technical solution is that upon receipt of the Friday for the next repair, the wear-resistant pad is quite simply removed (without removing the Friday from the car) by heating it to a temperature of 350 ^o C and accelerated cooling from the side opposite to the supporting-persistent surface, eliminating the initial interference or a special puller. Since the machined surface of the Friday does not wear out during operation, the replacement of the damaged patch is done without additional processing of the Friday and without removing it from the car. This provides improved maintainability and repair performance.

Claims

A method of hardening a freight car’s Friday, including a hot landing on its mechanically machined supporting and abutment surfaces of a wear-resistant lining made in the shape of these surfaces, characterized in that the supporting and abutting surfaces of the Friday are machined to remove a metal layer to a depth of 0.2-0.4 the thickness of the wall located on them, and the pad with a thickness corresponding to the depth of machining of the Friday, and an inner diameter less than the diameter of the persistent surface of the Friday by the amount of necessary interference, heat vayut to a tempering temperature after quenching steel from which it is made, and then placed on Pyatnikov snugly to its support surface and after cooling is performed along the contour interference abutment surface.