RU2264281C1 - Steel part worn surface restoration method - Google Patents
Steel part worn surface restoration method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2264281C1 RU2264281C1 RU2004112184/02A RU2004112184A RU2264281C1 RU 2264281 C1 RU2264281 C1 RU 2264281C1 RU 2004112184/02 A RU2004112184/02 A RU 2004112184/02A RU 2004112184 A RU2004112184 A RU 2004112184A RU 2264281 C1 RU2264281 C1 RU 2264281C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- loading
- load
- worn
- worn surface
- parts
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии восстановления или упрочнения наплавкой изношенной поверхности деталей, преимущественно надрессорных балок и боковых рам тележек железнодорожных грузовых вагонов.The invention relates to a technology for restoring or hardening by surfacing a worn surface of parts, mainly nadressor beams and side frames of bogies of railway freight cars.
Известен способ восстановления деталей, при котором на изношенную часть детали устанавливают и закрепляют сваркой предварительно сформированную оболочку, внешнюю часть которой формируют по конфигурации неизношенной части детали, а внутреннюю поверхность по конфигурации подготовленной к наплавке изношенной части детали, при этом для повышения качества и упрощения технологии, оболочку выполняют составной и разной формы в зависимости от формы детали (см., например, описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №789253, кл. В 23 К 9/04, 1979).There is a known method of restoring parts, in which a preformed shell is mounted and fixed by welding on the worn part of the part, the outer part of which is formed according to the configuration of the worn part of the part, and the inner surface is configured according to the configuration of the worn part of the part, while improving quality and simplifying the technology, the shell is made of composite and different shapes depending on the shape of the part (see, for example, the description of the invention to the USSR copyright certificate No. 789253, class. 23
Однако применение такого способа требует больших трудозатрат по подготовке сформированной оболочки, при этом значительно усложняется технология восстановления наплавкой, а в ряде случаев способ практически не удается применить, особенно при восстановлении неравномерного износа на больших площадях по сечению и периметру.However, the application of this method requires a lot of labor to prepare the formed shell, while the technology for restoring by surfacing is much more complicated, and in some cases the method is practically impossible to apply, especially when restoring uneven wear over large areas of the cross-section and perimeter.
Известен также способ наплавки деталей, используемый для восстановления режущих инструментов, при котором используют формирующее устройство большой теплопроводности в виде съемного медного водоохлаждаемого шаблона-кристаллизатора с внутренним отверстием, имеющим конфигурацию рабочей части наплавленного изделия (см., например, описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1776511, кл. В 23 К 9/04, 1992).There is also a method of surfacing parts used to restore cutting tools, in which a forming device of high thermal conductivity is used in the form of a removable copper water-cooled mold-mold with an internal hole having the configuration of the working part of the deposited product (see, for example, description of the invention to the USSR copyright certificate No. 1776511, class B 23 K 9/04, 1992).
Недостатком известного способа является то, что он практически не предназначен для наплавки поверхностей больших размеров с неравномерным износом.The disadvantage of this method is that it is practically not intended for surfacing large surfaces with uneven wear.
Наиболее близким из известных по своей технической сущности и достигаемому эффекту является выбранный в качестве прототипа способ восстановления изношенных поверхностей стальных деталей железнодорожных грузовых вагонов, при котором осуществляют предварительное изгибающее нагружение детали с одновременным контролем усилия нагружения, производят электродуговую наплавку изношенной поверхности в нагруженном состоянии детали, снимают нагрузку, осуществляют естественное охлаждение и последующую механическую обработку (см., например, патент РФ №2146992, кл. В 23 К 9/04, В 23 Р 6/00, опубл. 2000).The closest known from its technical essence and the achieved effect is a method of restoring worn surfaces of steel parts of railway freight cars selected as a prototype, in which preliminary bending loading of the part is carried out with simultaneous control of the loading force, arc welding of the worn surface in the loaded state of the part is carried out, removed load, carry out natural cooling and subsequent machining (see, for example, RF patent No. 2146992, class B 23
К недостаткам данного способа относится сравнительно невысокая усталостная прочность и межремонтный срок службы наплавляемых деталей.The disadvantages of this method include the relatively low fatigue strength and the overhaul life of surfaced parts.
Сущность заявляемого изобретения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемым изобретением технического результата, который выражается в повышении усталостной прочности боковых рам тележек грузовых вагонов с наплавленными электросваркой изношенными опорными поверхностями в буксовых проемах, повышая, тем самым, срок службы наплавляемых деталей.The essence of the claimed invention is expressed in the aggregate of essential features sufficient to achieve the technical result provided by the invention, which is expressed in increasing the fatigue strength of the side frames of freight wagon trolleys with electrically welded worn supporting surfaces in axle openings, thereby increasing the service life of the deposited parts.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе восстановления изношенных поверхностей стальных деталей, при котором осуществляют предварительное изгибающее нагружение детали, контроль усилия нагружения, электродуговую наплавку изношенной поверхности в нагруженном состоянии детали, естественное охлаждение и последующую механическую обработку, нагружение детали осуществляют с предварительным определением предела текучести металла и соответствующей ему нагрузки, при которой осуществляют электродуговую наплавку изношенной поверхности и снимают нагрузку, благодаря чему снижают напряжения растяжения в упомянутых участках, а после естественного охлаждения производят дополнительное изгибающее нагружение детали с выдержкой и величиной нагрузки, необходимой и достаточной для формирования сжимающих напряжений в критических участках наплавленной детали, в которых возможна наибольшая вероятность разрушения.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of restoring worn surfaces of steel parts, in which preliminary bending loading of the part is carried out, loading force control, arc welding of the worn surface in the loaded state of the part, free cooling and subsequent machining, loading of the part is carried out with preliminary determination of the limit the fluidity of the metal and the corresponding load, at which carry out electric arc surfacing from the worn surface and remove the load, thereby reducing tensile stresses in the mentioned sections, and after free cooling, additional bending loading of the part is carried out with a holding time and load value necessary and sufficient to form compressive stresses in critical sections of the deposited part, in which the greatest probability of fracture is possible.
Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна", так как оно не известно из уровня техники.Comparison of the claimed 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", т.к. он 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 existing technical means and meets the criterion of "inventive step", because 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, предложенное техническое решение соответствует установленным условиям патентоспособности изобретения.Thus, the proposed technical solution 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 боковая рама тележки грузового вагона, вид сбоку; на фиг.2 - зависимость предела текучести от твердости металла; на фиг.3 - зависимость напряжения от нагрузки в наиболее нагруженном участке боковой рамы тележки грузового вагона.Figure 1 presents the side frame of the trolley of a freight car, side view; figure 2 - dependence of yield strength on the hardness of the metal; figure 3 - dependence of voltage on load in the most loaded section of the side frame of the truck wagon.
Предложенный способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.
1. В наиболее напряженных зонах буксовых проемов боковых рам - внутренних углах, наиболее близких к оси симметрии боковой рамы, в месте перехода А прямого горизонтального участка в криволинейный участок определяют значения твердости (НВ) металла с интервалом 2-3 мм по ширине буксового проема. Значения твердости, резко отличающиеся от общего фона, во внимание не принимаются, а на основании оставшихся значений определяют среднеарифметическое значение твердости для конкретной боковой рамы - НВср.1. In the most stressed areas of axle box openings of the side frames — inner corners closest to the axis of symmetry of the side frame, at the point of transition A of the direct horizontal section to the curved section, the hardness (HB) of the metal is determined with an interval of 2-3 mm along the width of the axle opening. Hardness values that differ sharply from the general background are not taken into account, and based on the remaining values, the arithmetic mean value of the hardness for a particular side frame is determined - HB cf.
2. Из полученных ранее статистических данных по определению механических свойств боковых рам строят графическую зависимость σт=f(HB), где σт - среднеарифметическое значение предела текучести материала боковой рамы, полученное на основании испытаний эталонных образцов. Далее при соответствующем значении твердости НВср, по полученной зависимости, определяют предел текучести металла рамы σт.2. From the statistical data previously obtained to determine the mechanical properties of the side frames build a graph of σ r = f (HB), where σ t - arithmetic mean of the yield stress of the material side frame obtained based on standard test specimens. Further, with the corresponding value of the hardness HB cf , the dependence obtained determines the yield strength of the metal of the frame σ t .
3. Из ранее проведенных экспериментов по статическому нагружению идентичных боковых рам с использованием наклеенных на эти рамы тензодатчиков строят графическую зависимость σср=f(P) (σр - среднеарифметическое значение напряжения, Р - соответствующая ей нагрузка) и определяют значение нагрузки Pт, которой соответствует предел текучести σт.3. From previously conducted experiments on static loading of identical side frames using strain gauges glued to these frames, a graphical dependence σ cf = f (P) is constructed (σ p is the arithmetic mean voltage value, P is the corresponding load) and the load value P t is determined, which corresponds to the yield strength σ t
4. Нагружают боковую раму полученной выше силой Pт и под этой нагрузкой производят электродуговую наплавку изношенных опорных поверхностей боковой рамы, после чего нагрузку снимают, охлаждают боковую раму и осуществляют зачистку шлифовальной машинкой. Благодаря этой процедуре значительно уменьшаются сварочные напряжения растяжения в зоне внутреннего угла буксового проема, а также в других менее опасных местах наплавки.4. The side frame is loaded with the force P t obtained above , and under this load, electric arc welding of the worn supporting surfaces of the side frame is performed, after which the load is removed, the side frame is cooled and the grinding machine is cleaned. Thanks to this procedure, welding tensile stresses are significantly reduced in the area of the inner corner of the axle box opening, as well as in other less dangerous places of surfacing.
5. Измеряют соответствующее расстояние l между наружными и внутренними щеками по наружному и внутреннему контуру буксовых проемов боковой рамы в 4-х местах.5. Measure the corresponding distance l between the outer and inner cheeks along the outer and inner contour of the axlebox openings of the side frame in 4 places.
6. Нагружают боковую раму силой Р=1,4·Рт, осуществляют выдержку под нагрузкой не менее 5 мин и сбрасывают нагрузку.6. Load the side frame with a force of P = 1.4 · R t , hold it under load for at least 5 minutes and discharge the load.
7. Определяют увеличение размера l (остаточная деформация). Если увеличение меньше 0,3 мм, то увеличиваем нагрузку на 1-2 т и после выдержки 5 мин вновь сбрасывают ее. Повторяют эту операцию до тех пор, пока не будет достигнуто увеличение размера l на 0,3-0,35 мм.7. Determine the increase in size l (permanent deformation). If the increase is less than 0.3 mm, then we increase the load by 1-2 tons and after holding for 5 minutes it is again dumped. Repeat this operation until an increase in size l of 0.3-0.35 mm is achieved.
В последнем случае в наиболее напряженных зонах буксовых проемов (внутренние углы) возникнут остаточные напряжения сжатия (около 200 МПа), которые способствуют повышению сопротивления усталости боковой рамы тележки грузового вагона.In the latter case, in the most stressed areas of the axle box openings (internal angles), residual compressive stresses will arise (about 200 MPa), which contribute to an increase in the fatigue resistance of the side frame of the freight car truck.
Исследования показали значительное уменьшение сварочных напряжений растяжения во внутренних углах буксовых проемов, а также в других менее опасных местах наплавки.Studies have shown a significant decrease in welding tensile stresses in the inner corners of axlebox openings, as well as in other less dangerous places of surfacing.
Таким образом, изобретение обеспечивает повышение усталостной прочности боковых рам тележек грузовых вагонов с наплавленными электросваркой изношенными опорными поверхностями в буксовых проемах, а следовательно, и срок службы наплавляемых деталей.Thus, the invention provides an increase in the fatigue strength of the side frames of the wagons of freight cars with welded deposited supporting surfaces in axle openings, and, consequently, the service life of the surfaced parts.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004112184/02A RU2264281C1 (en) | 2004-04-22 | 2004-04-22 | Steel part worn surface restoration method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004112184/02A RU2264281C1 (en) | 2004-04-22 | 2004-04-22 | Steel part worn surface restoration method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2264281C1 true RU2264281C1 (en) | 2005-11-20 |
Family
ID=35867154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004112184/02A RU2264281C1 (en) | 2004-04-22 | 2004-04-22 | Steel part worn surface restoration method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2264281C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476302C1 (en) * | 2011-08-04 | 2013-02-27 | Павлов Николай Васильевич | Method of hardening freight car bogie side frames in axle box opening internal angles |
| CN114905222A (en) * | 2022-04-11 | 2022-08-16 | 中国第一汽车股份有限公司 | Method for welding and repairing parting surface pressure stack abrasion of aluminum alloy die-casting die |
-
2004
- 2004-04-22 RU RU2004112184/02A patent/RU2264281C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476302C1 (en) * | 2011-08-04 | 2013-02-27 | Павлов Николай Васильевич | Method of hardening freight car bogie side frames in axle box opening internal angles |
| CN114905222A (en) * | 2022-04-11 | 2022-08-16 | 中国第一汽车股份有限公司 | Method for welding and repairing parting surface pressure stack abrasion of aluminum alloy die-casting die |
| CN114905222B (en) * | 2022-04-11 | 2024-03-15 | 中国第一汽车股份有限公司 | Welding repair method for aluminum alloy die casting die parting surface press pile abrasion |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103302226A (en) | Precise forging process for front upper arm part of car chassis suspension system | |
| WO2010109837A1 (en) | Device and method for cooling welded rail section | |
| RU2545855C1 (en) | Method of reheating of rail welding zone | |
| CN103252622A (en) | Hook tail frame body machining technology | |
| WO2009139379A1 (en) | Method of press-forming tubular member having irregular cross-sectional shape, and tubular member having irregular cross-sectional shape, formed by the press-forming method | |
| JPH06270810A (en) | Method for improving fatigue strength of rolling stock truck frame welding portion | |
| RU2264281C1 (en) | Steel part worn surface restoration method | |
| CN113369430A (en) | Forging process of high-strength lower cross arm | |
| CA2146841C (en) | Side arm structure of a steering arm assembly having an undercut radius | |
| CN102105339A (en) | Railway car coupler reconditioning contour gauge | |
| CN113439001B (en) | Method for manufacturing steel rail and steel rail | |
| JP3563587B2 (en) | Hot width reduction press tool and manufacturing method thereof | |
| CA3030074A1 (en) | Axle for rail vehicles | |
| CN112746270B (en) | Laser cladding method of high manganese steel frog and high manganese steel frog | |
| CN103223571A (en) | Cross rod end processing method for railway heavy haul freight car | |
| JP4423700B2 (en) | Railway vehicle wheels with excellent fatigue resistance and wear resistance | |
| RU2476302C1 (en) | Method of hardening freight car bogie side frames in axle box opening internal angles | |
| CN102953056B (en) | Train wheel combination laser enhancement method | |
| JP4253953B2 (en) | Method for producing continuous cast extra heavy steel plate with excellent HIC resistance | |
| RU2146992C1 (en) | Method of restoration of worn-out journal box surfaces of railway freight cars | |
| CN116179827B (en) | Switch rail heat treatment process and switch | |
| JP2005014079A (en) | Manufacturing method for partial-cold-working strengthened connecting-rod | |
| Lonsdale et al. | Recent developments in forged railroad wheels for improved performance | |
| KR0177358B1 (en) | Flatcar frame production method of a train | |
| CN116060889A (en) | Manufacturing process of drum trailer axle braking bottom plate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060423 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060423 |
|
| RZ4A | Other changes in the information about an invention |