RU2394673C1 - Method of reclaiming support of freight car bogie parts - Google Patents

Method of reclaiming support of freight car bogie parts Download PDF

Info

Publication number
RU2394673C1
RU2394673C1 RU2008152227/02A RU2008152227A RU2394673C1 RU 2394673 C1 RU2394673 C1 RU 2394673C1 RU 2008152227/02 A RU2008152227/02 A RU 2008152227/02A RU 2008152227 A RU2008152227 A RU 2008152227A RU 2394673 C1 RU2394673 C1 RU 2394673C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
supporting surface
composite material
wear
worn
layer
Prior art date
Application number
RU2008152227/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Александрович Зайченко (RU)
Юрий Александрович Зайченко
Владимир Валерьевич Косаревский (RU)
Владимир Валерьевич Косаревский
Original Assignee
Юрий Александрович Зайченко
Владимир Валерьевич Косаревский
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 Юрий Александрович Зайченко, Владимир Валерьевич Косаревский filed Critical Юрий Александрович Зайченко
Priority to RU2008152227/02A priority Critical patent/RU2394673C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2394673C1 publication Critical patent/RU2394673C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to repair of railroad rolling stock and can be used at repair enterprises. Worn-out areas of the part support surfaces are precoated, spread with glue and filled with a layer of polymer metal composite material in amount sufficient for filling cavities so that worn-out areas are flush-leveled with the part support surface. Protective strip is hardened and arranged at the center of prepared part surface to completely cover said area. Said layer backed out via pressed protective strip, vibrator is used to compact polymer metal composite material layer. Protective strip is heated to composite material polymerisation temperature of 120-150°C and kept for 30 min at said temperature to allow polymerisation of composite material. Then blunt hole is bored for check pin. The latter is fitted in place and welded to protective strip wear-resistant surface for it to be cooled in ambient conditions.
EFFECT: increased efficiency and MTBR.
3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии ремонта железнодорожного подвижного состава и может быть использовано на ремонтных предприятиях для восстановительного ремонта опорных поверхностей несущих деталей тележек грузовых вагонов.The invention relates to a technology for repair of railway rolling stock and can be used at repair facilities for the repair of supporting surfaces of bearing parts of freight carriage bogies.

Тележка грузового вагона состоит из двух боковых рам, каждая из которых в продольном направлении опирается на подшипниковые буксы колесных пар. Боковые рамы поддерживают третий, поперечный элемент - надрессорный брус, на котором расположена центральная шкворневая опора, соединяющая тележку с кузовом. Каждый из этих трех элементов представляет собой просто нагруженную балку. Благодаря этому тележка является статически определимой структурой, что позволяет ей работать в условиях неровностей пути без разгрузки колес от вертикальной нагрузки.The truck of a freight car consists of two side frames, each of which in the longitudinal direction is supported by bearing axle boxes of wheelsets. The side frames support a third, transverse element - a sprung bar, on which a central pivot bearing is located, connecting the trolley to the body. Each of these three elements is simply a loaded beam. Thanks to this, the trolley is a statically determinate structure, which allows it to work in conditions of uneven paths without unloading the wheels from vertical load.

Недостатком конструкции является то, что масса боковых рам прибавляется к массе обрессоренных колесных пар. Это приводит к тому, что импульс динамического воздействия от набегания колесных пар на стыки рельсов, а также удары от неровностей пути и дефектов колесных пар напрямую передаются в зону контакта опорных поверхностей буксы и боковой рамы. Исследование поверхности взаимодействия этих двух сопрягаемых деталей позволяет с достоверной точностью определить, что высокие удельные давления, возникающие во время движения тележки, превышают прочностные свойства стали, из которой изготовлены буксы и боковые рамы. Металл в зоне износа сильно уплотнен, на поверхности опорных мест наблюдаются наплывы деформируемого металла.The design drawback is that the mass of the side frames is added to the mass of the wheeled wheelset. This leads to the fact that the impulse of the dynamic impact from the run-in of the wheelsets on the rail joints, as well as the blows from the irregularities of the track and defects of the wheelsets are directly transmitted to the contact area of the bearing surfaces of the axle box and the side frame. The study of the interaction surface of these two mating parts allows us to determine with reliable accuracy that the high specific pressures arising during the movement of the trolley exceed the strength properties of the steel from which the axleboxes and side frames are made. The metal in the wear zone is highly compacted, on the surface of the supporting places there are flows of deformable metal.

Букса в челюстном проеме боковины имеет определенную, заложенную конструктивно, продольную и поперечную подвижность. Это позволяет уменьшить жесткость базы тележки по межосевому расстоянию при вписывании подвижного состава в кривых участках пути. Поэтому опорные поверхности букс и боковин изнашиваются также в результате трения металла по металлу.The axle box in the jaw of the sidewall has a specific, structurally embedded, longitudinal and lateral mobility. This allows you to reduce the rigidity of the base of the truck on the center distance when entering rolling stock in the curved sections of the track. Therefore, the bearing surfaces of the axleboxes and sidewalls also wear out as a result of the friction of metal on metal.

В результате этих двух факторов на опорной поверхности боковой рамы образуется износ, углубления, соответствующие форме опорных поверхностей буксы. Это снижает подвижность буксы в челюстном проеме и, как следствие, ухудшает вписывание экипажей в кривые участки пути и, кроме того, отражается на взаимодействии колеса-рельса, увеличивая боковой износ рельса опорной нитки и гребня колеса.As a result of these two factors, wear is formed on the supporting surface of the side frame, recesses corresponding to the shape of the supporting surfaces of the axle box. This reduces the mobility of the axle box in the jaw opening and, as a result, worsens the fit of the crews into the curved sections of the track and, moreover, affects the interaction of the wheel-rail, increasing the lateral wear of the support thread rail and wheel flange.

Опорные и направляющие поверхности букс также подвержены в процессе работы тележки тем же видам износа. При этом, как показывают обмеры прилива одной и той же буксы, изнашиваются не в равной степени. Это может привести к перекосу осей колесных пар и неустановленному движению тележки в прямых участках пути.The bearing and guide surfaces of the axleboxes are also subject to the same types of wear during operation of the cart. At the same time, as measurements of the tide of the same axle box show, they do not wear out equally. This can lead to misalignment of the axles of the wheelsets and unidentified movement of the trolley in straight sections of the track.

Известен способ восстановления наклонных плоскостей надрессорных балок тележек грузовых вагонов, при котором накладки в виде пластин из стали с износостойкими свойствами с напусками для загиба, нагретые до температуры горячей пластической деформации, размещают на наклонных поверхностях, осаживают нормально распределенной статической нагрузкой с последующей загибкой кверху за края наклонных плоскостей с их обжатием, а внизу - в профрезованные канавки (см., например, описание изобретения к патенту РФ №2287415, кл. В23Р 6/00, B61F 5/52, опубл. 20.11.2006).A known method of restoring the inclined planes of the nadressor beams of freight wagon trolleys, in which plates in the form of plates of steel with wear-resistant properties with bends for bending, heated to the temperature of hot plastic deformation, are placed on inclined surfaces, upset with a normally distributed static load, followed by bending upward over the edges inclined planes with their compression, and at the bottom into profiled grooves (see, for example, the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2287415, class B23P 6/00, B61F 5/52, publ. 20.11.2006).

Однако такой способ требует для реализации специальное технологическое оборудование и весьма трудоемок.However, this method requires the implementation of special technological equipment and is very time-consuming.

Известен способ закрепления сменных защитных накладок на опорных поверхностях боковой рамы тележки грузового вагона, включающий размещение на опорной поверхности сменной защитной накладки и закрепление ее в холодном состоянии с размещением прокладки из эластичного материала толщиной 4-7 мм, имеющей форму опорной поверхности и размеры в плане, превышающие ее на 10-25% с последующим сжатием в направлении действия рабочих нагрузок и закреплением защитной накладки после сжатия прокладки (см., например, описание изобретения к патенту РФ №2281195, кл. В23Р 6/00, опубл. 10.08.2006).A known method of fixing removable protective pads on the supporting surfaces of the side frame of the freight car truck, comprising placing on the supporting surface of a replaceable protective pads and fixing it in a cold state with the placement of a gasket of elastic material 4-7 mm thick, having the shape of the supporting surface and dimensions in plan, exceeding it by 10-25%, followed by compression in the direction of action of the workloads and fixing the protective lining after compression of the gasket (see, for example, the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2281195, class B23P 6/00, published on 08/10/2006).

Известен также способ восстановления буксовых направляющих боковых рам тележки, включающий закрепление на них горячим прессованием сменных износостойких накладок, при котором взаимодействующие контактные поверхности обрабатывают на глубину не более предельно допускаемого износа, к обеим упорным поверхностям прижимают нагретые до температуры горячей пластической деформации стальные пластины с боковыми напусками для загиба и закрепления за тыльными сторонами буксовых направляющих, которые одновременно осаживают на упорных поверхностях нормально приложенной статической нагрузкой с механическим обжатием верхних и нижних кромок напусков (см., например, описание изобретения к патенту РФ №2294275, кл. В23Р 6/00, B61F 5/52, опубл. 27.02.2007).There is also a known method for restoring axle box guiding side frames of a trolley, which includes hot-pressing fastening of replaceable wear-resistant linings, in which the interacting contact surfaces are processed to a depth of not more than the maximum allowable wear, and steel plates heated to the temperature of hot plastic deformation are pressed with side inlets for bending and securing to the rear sides of axlebox guides, which are simultaneously upset on thrust ostyah static load normally applied with mechanical compression of the upper and lower edges overlap (see., e.g., specification of a patent RF №2294275, Cl. V23R 6/00, B61F 5/52, publ. 27.02.2007).

Однако такие способы ограничены установленными пределами износа рабочей поверхности и не применимы при максимальных величинах изношенной поверхности, что часто имеет место на практике.However, such methods are limited by the established limits of wear of the working surface and are not applicable at the maximum values of the worn surface, which often takes place in practice.

Наиболее близким из известных по своей технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа способ восстановления опорных поверхностей несущих деталей тележек грузовых вагонов, включающий размещение на опорной поверхности детали защитной накладки, выполненной из листовой стали с износостойкими свойствами, ее осаживание на опорной поверхности нормально распределенной статической нагрузкой в пределах допуска на отклонение положения опорной поверхности от измерительной базы в направлении приложения нагрузки и закрепление накладки на сопряженных стенках детали (см., например, описание изобретения к патенту РФ №2226460, кл. В23Р 6/00, опубл. 10.04.2004).The closest known from its technical essence and the achieved result is the selected as a prototype method of restoring the supporting surfaces of the load-bearing parts of freight wagon trolleys, including placing on the supporting surface of the part of the protective plate made of sheet steel with wear-resistant properties, its deposition on the supporting surface of normally distributed static load within the tolerance for deviation of the position of the supporting surface from the measuring base in the direction applied I load and fixing pads on the opposing wall parts (see., eg, the description of the invention in the RF patent №2226460, cl. V23R 6/00, publ. 10.04.2004).

Существенным недостатком способа является необходимость выполнения сварных работ в процессе ремонта боковой рамы, что запрещено требованиями нормативно-технической документации.A significant disadvantage of this method is the need to perform welding work in the repair process of the side frame, which is prohibited by the requirements of normative and technical documentation.

Сущность заявляемого изобретения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемым изобретением технического результата.The essence of the claimed invention is expressed in the aggregate of essential features sufficient to achieve the technical result provided by the invention.

Технический результат от использования изобретения выражается в повышении технологичности способа и эффективности восстановительного ремонта и межремонтного ресурса работы за счет повышения износостойкости и усталостной прочности контактной рабочей поверхности при циклических знакопеременных нагрузках, возникающих в процессе эксплуатации тележек грузового вагона.The technical result from the use of the invention is expressed in increasing the manufacturability of the method and the effectiveness of restoration repair and the overhaul life by increasing the wear resistance and fatigue strength of the contact working surface under cyclic alternating loads that occur during operation of freight wagon trolleys.

Указанный технический результат достигается тем, что способ восстановления опорных поверхностей несущих деталей тележек грузовых вагонов,The specified technical result is achieved by the fact that the method of restoring the supporting surfaces of the bearing parts of the trucks of freight cars,

включающий подготовку изношенных участков деталей с выравниванием опорной поверхности и устранением пустот, размещение на них защитной накладки из листовой стали с износостойкими свойствами, ее осаживание на опорной поверхности нормально распределенной статической нагрузкой в пределах допуска на отклонение положения опорной поверхности от измерительной базы в направлении приложения нагрузки и закрепление накладки на стенках детали, отличается тем, что подготовку изношенных участков опорной поверхности детали осуществляют путем заполнения загрунтованной и смазанной клеем опорной поверхности слоем металлополимерного композиционного материала в количестве, обеспечивающем устранение пустот до выравнивания изношенных участков заподлицо с опорной поверхностью детали, защитную накладку упрочняют и размещают в центре подготовленной поверхности детали с ее контактом по всей площади, после осаживания через прижатую защитную накладку вибратором уплотняют слой металлополимерного композиционного материала, подготовленную деталь нагревают до температуры 120-150°С с выдержкой при данной температуре в течение 30 минут, необходимой для обеспечения полимеризации металлополимерного композиционного материала, и осуществляют естественное остывание на воздухе в условиях окружающей среды.including preparation of worn-out parts of parts with alignment of the supporting surface and elimination of voids, placement of a protective plate made of sheet steel with wear-resistant properties on them, its deposition on the supporting surface with a normally distributed static load within the tolerance for deviation of the position of the supporting surface from the measuring base in the direction of load application and fixing the lining on the walls of the part, characterized in that the preparation of worn sections of the supporting surface of the part is carried out by filling the primed and grounded bearing surface with a layer of metal-polymer composite material in an amount that ensures the elimination of voids until the worn areas are aligned flush with the support surface of the part, the protective pad is strengthened and placed in the center of the prepared surface of the part with its contact over the entire area, after upsetting through the pressed protective pad a layer of a metal-polymer composite material is compacted with a vibrator, the prepared part is heated to a temperature of 120-150 ° C in Derzhko at this temperature for 30 minutes, necessary for polymerisation of metal-polymer composite material, and natural cooling is carried out in air at ambient conditions.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию «новизна», так как оно неизвестно 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 unknown 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.

Сущность предложенного способа состоит в том, что изношенную часть опорной поверхности заполняют металлополимерным композиционным материалом, устанавливают износостойкую защитную накладку, прижимают нормально распределенной нагрузкой к поверхности детали, нагревают до температуры полимеризации композиционного материала, равной 120-150°С и осаживают с последующим естественным охлаждением, в результате чего обеспечивается прочное и надежное соединение износостойкой накладки с опорной поверхностью, что существенно повышает работоспособность узла при относительно малых затратах и полном сохранении требований условий безопасности.The essence of the proposed method consists in the fact that the worn part of the supporting surface is filled with a metal-polymer composite material, a wear-resistant protective pad is installed, pressed with a normally distributed load to the surface of the part, heated to a polymerization temperature of the composite material equal to 120-150 ° C and precipitated, followed by natural cooling, as a result, a durable and reliable connection of the wear-resistant lining with the supporting surface is ensured, which significantly increases the workability the integrity of the node at relatively low cost and full preservation of the requirements of safety conditions.

На фиг.1 представлена боковая рама тележки грузового вагона, на фиг.2 - концевая часть рамы с восстановленным буксовым проемом, на фиг.3 - износостойкая защитная накладка, устанавливаемая на опорную поверхность боковой рамы.In Fig.1 shows the side frame of the truck wagon, in Fig.2 - the end of the frame with the restored axle box opening, Fig.3 - wear-resistant protective pad mounted on the supporting surface of the side frame.

Предложенный способ на примере восстановления опорных подбуксовых поверхностей боковых рам осуществляют следующим образом.The proposed method on the example of the restoration of the supporting sub-book surfaces of the side frames is as follows.

К восстановительному ремонту допускаются боковые рамы всех модификаций, прошедшие дефектоскопирование, не имеющие трещин, с местным износом опорной поверхности буксового проема в тело боковой рамы 1 не более 6 мм. Места скопления загрязнений и оставшиеся выработки зачищают шлифовальной машинкой. На зачищенные места шпателем наносят грунтовочный слой клея УП-5-207 и композит МПК-5. На загрунтованную поверхность наносят слой 2 компаундного материала (композита), равномерно распределяя его шпателем до выравнивания изношенных участков заподлицо с опорной поверхностью в рабочей зоне взаимного контакта боковой рамы. Перед установкой защитной накладки 3 ее рабочую поверхность, контактирующую с опорной поверхностью буксового проема, также смазывают тонким слоем упомянутого клея. На выровненную горизонтальную поверхность устанавливают защитную износостойкую накладку в соответствии с действующими правилами ремонта боковых рам, размещая в центре опорной поверхности проема с тем, чтобы опорные поверхности корпуса буксы контактировали по всей площади с упрочненными участками защитной накладки. Смазанную поверхность защитной накладки плотно прижимают нормально распределенной статической нагрузкой к опорной поверхности рамы при помощи стяжных хомутов или струбцинами. Излишки композита удаляют. Через прижатую защитную накладку 3 вибратором уплотняют слой 2 компаундного материала (композита). Подготовленную боковую раму помещают в термокамеру или накрывают металлическим теплозащитным кожухом и нагревают до температуры 120-150°C, выдерживая при данной температуре в течение 30 минут, при этом происходит полимеризация композита, обеспечивая прочное соединение износостойкой накладки с опорной поверхностью буксового проема боковой рамы, исключая перемещение защитной накладки при эксплуатации. Естественное остывание восстановленной боковой рамы происходит на воздухе в условиях окружающей среды после прекращения ее технологического нагрева. Остывшая боковая рама с укрепленной на ней износостойкой накладкой после контроля, предусмотренного требованиями нормативно-технической документации, готова к сборке тележки. Качество приклеивания защитной накладки контролируют простукиванием молотком, при этом звук должен быть дребезжащим и глухим.Side repairs of all modifications that have passed flaw detection, have no cracks, with local wear of the bearing surface of the axle box opening into the body of the side frame 1 no more than 6 mm are allowed for restoration repair. The accumulation of contaminants and the remaining workings are cleaned with a grinder. On the cleaned places with a spatula, a primer layer of UP-5-207 glue and MPK-5 composite are applied. A layer 2 of a compound material (composite) is applied to the primed surface, evenly distributing it with a spatula until the worn areas are aligned flush with the supporting surface in the working area of the mutual contact of the side frame. Before installing the protective lining 3, its working surface in contact with the supporting surface of the axle box opening is also lubricated with a thin layer of the adhesive. A protective wear-resistant pad is installed on the leveled horizontal surface in accordance with the applicable rules for repairing side frames, placing in the center of the supporting surface of the opening so that the supporting surfaces of the box body contact the entire area with hardened sections of the protective pad. The lubricated surface of the protective pad is tightly pressed with a normally distributed static load to the supporting surface of the frame using clamping clamps or clamps. Excess composite is removed. Through a pressed protective pad 3, a layer 2 of a compound material (composite) is compacted with a vibrator. The prepared side frame is placed in a heat chamber or covered with a metal heat-shielding cover and heated to a temperature of 120-150 ° C, keeping at this temperature for 30 minutes, the polymerisation of the composite takes place, providing a durable connection of the wear-resistant lining with the supporting surface of the axle box opening of the side frame, excluding moving the protective pad during operation. Natural cooling of the restored side frame occurs in air in the environment after the termination of its technological heating. The cooled side frame with a wear-resistant lining fixed on it, after the control stipulated by the requirements of the normative and technical documentation, is ready for assembly of the trolley. The quality of gluing the protective pads is controlled by tapping with a hammer, while the sound must be rattling and deaf.

Предложенная технология обеспечивает ремонт боковых рам с износом опорной поверхности в тело рамы до 8 мм. Выработки в теле рамы устраняются композитным материалом высокого наполнения марки МПК-5 с последующей установкой упрочненной индукционно-металлургическим способом (ИМС) накладкой на опорной поверхности боковой рамы через прослойку клея УП-5-207. Композит изготавливают на основе железного порошка или гранулированного сплава УСЧ-35 с использованием в качестве связующего компонента эпоксидного клея УП-5-207 в соотношении 0,13 мас.ч. клея и 0,87 мас.ч. гранулированного порошка на 1 кг композитного материала.The proposed technology provides repair of side frames with wear of the supporting surface in the frame body of up to 8 mm. Workings in the frame body are eliminated by a high-grade composite material MPK-5 with the subsequent installation of a hardened induction-metallurgical method (IC) overlay on the supporting surface of the side frame through a layer of UP-5-207 glue. The composite is made on the basis of an iron powder or granular alloy USCH-35 using an UP-5-207 epoxy adhesive as a binder in a ratio of 0.13 wt.h. glue and 0.87 parts by weight granular powder per 1 kg of composite material.

Таким образом, износостойкую защитную накладку устанавливают на ровную подготовленную поверхность неподвижно относительно боковой рамы. Температура, при которой осуществляется полимеризация композитного материала и клеевой прослойки, равна 120°C, что не оказывает никакого влияния на структуру основного металла боковой рамы. Рабочая поверхность участков 4 защитной накладки, на которую опирается букса опорными приливами, упрочнялась наплавкой сплава УСЧ-35 с твердостью поверхности HRC 52. Взаимодействие двух поверхностей: сталь 20Г1ФЛ (сталь, из которой изготавливаются боковые рамы) и наплавка УСЧ-35, - предварительно испытывалось в лабораторных условиях на опытных образцах.Thus, a wear-resistant protective pad is mounted on a flat prepared surface motionless relative to the side frame. The temperature at which the polymerization of the composite material and the adhesive layer is carried out is 120 ° C, which has no effect on the structure of the base metal of the side frame. The working surface of sections 4 of the protective lining, on which the axle box rests with supporting tides, was hardened by surfacing of the USCH-35 alloy with a hardness of the surface of HRC 52. The interaction of two surfaces: steel 20G1FL (steel from which the side frames are made) and surfacing USCH-35, was previously tested in laboratory conditions on prototypes.

Испытания проводились на специальной лабораторной установке на трение и изнашивание плоскопараллельных образцов при возвратно-поступательном движении. Оценка износостойкости для сравнения проводилась на нескольких парах образцов: сталь 20Г1ФЛ - сталь 20Г1ФЛ, наплавка УСЧ-35 - сталь 20Г1ФЛ, наплавка УСЧ-35 - наплавка УСЧ-35. Износ оценивался по взвешиванию образцов и по внешнему виду поверхности трения.The tests were carried out on a special laboratory setup for friction and wear of plane-parallel samples during reciprocating motion. Evaluation of wear resistance for comparison was carried out on several pairs of samples: steel 20G1FL - steel 20G1FL, surfacing USCH-35 - steel 20G1FL, surfacing USCH-35 - surfacing USCH-35. Depreciation was estimated by weighing the samples and by the appearance of the friction surface.

ТаблицаTable Результаты испытаний пар трения при нормальном давлении в зоне номинальной площади контакта 17,9 кгс/см2 The test results of friction pairs at normal pressure in the zone of the nominal contact area of 17.9 kgf / cm 2 вариант испытанияtest option Объект испытанийTest object Среднее значение весового износа за 2 часа испытаний, гThe average value of weight wear over 2 hours of testing, g образца 36×70 ммsample 36 × 70 mm образца 12×36 ммsample 12 × 36 mm суммарный весовой износtotal weight wear Сталь 20Г1ФЛ - сталь 20Г1ФЛSteel 20G1FL - steel 20G1FL 5,9545,954 7,7567,756 13,7013.70 Наплавка УСЧ-35 - сталь 20Г1ФЛUSCH-35 surfacing - steel 20G1FL 0,0310,031 0,0740,074 0,1050.105 Наплавка УСЧ-35 - наплавка УСЧ-35USCH-35 surfacing - USCh-35 surfacing 0,0400,040 0,0470,047 0,0870,087

Проведенные испытания показали, что при упрочнении одного из трущихся элементов, наряду с уменьшением суммарного износа пары трения, заметно возрастает износостойкость неупрочненного элемента, работающего в паре с упрочненным, по сравнению со случаем, когда обе поверхности не упрочнены.The tests showed that when hardening one of the rubbing elements, along with a decrease in the total wear of the friction pair, the wear resistance of the unstrengthened element working in conjunction with the hardened one increases markedly compared to the case when both surfaces are not hardened.

В процессе сухого трения пары сталь 20Г1ФЛ - сталь 20Г1ФЛ происходят активные процессы схватывания 1го рода, которые приводят к интенсивному износу. Поверхности трения имеют грубые риски, вырывы металла и задиры.In the process of dry friction of a pair of steel 20G1FL - steel 20G1FL, active processes of setting of the first kind occur, which lead to intense wear. Friction surfaces have severe risks, tearing of metal and scoring.

Упрочнение одного из элементов наплавкой УСЧ-35 повышает износостойкость пары. Изменяется механизм износа. Процесс схватывания отсутствует, имеет место частичный абразивный износ продуктами трения износа.The hardening of one of the elements by USCH-35 surfacing increases the wear resistance of the pair. The wear mechanism is changing. The setting process is absent, there is a partial abrasive wear by friction wear products.

Увеличение износостойкости можно объяснить следующими факторами:The increase in wear resistance can be explained by the following factors:

- структурными превращениями в поверхностных слоях наплавленного металла. Под воздействием динамической нагрузки происходит распад перенасыщенного твердого раствора с выделением мелкодисперсной упрочняющей фазы - карбидов железа и хрома размером <10 мкм. Количество карбидов в поверхностном слое значительно увеличивается, то есть происходит имитация отпуска. Получение на поверхности упрочняющих карбидных фаз с высокой микротвердостью Н0,98=12000-17000 МПа, распределенных в пластичной матрице, обеспечивает хорошую устойчивость в условиях трения;- structural transformations in the surface layers of the weld metal. Under the influence of a dynamic load, a supersaturated solid solution decomposes with the release of a finely dispersed hardening phase — iron and chromium carbides <10 μm in size. The amount of carbides in the surface layer increases significantly, that is, a vacation is simulated. Obtaining on the surface of the hardening carbide phases with high microhardness N 0.98 = 12000-17000 MPa, distributed in a plastic matrix, provides good stability under friction;

- образованием оксидной пленки на наплавленной поверхности и переносом ее на контактируемую поверхность стали 20Г1ФЛ. Пластичные пленки, перемещаясь по поверхности трения, заполняют впадины и неровности. Поверхность становится гладкой, и процесс схватывания не наблюдается;- the formation of an oxide film on the deposited surface and its transfer to the contact surface of the steel 20G1FL. Plastic films, moving along the friction surface, fill troughs and bumps. The surface becomes smooth, and the setting process is not observed;

- измельчением зерна с 7 до 12 баллов и наклепом поверхностного слоя стали 20Г1ФЛ - микротвердость возрастает с Н0,98=1600-1700 МПа до Н0,98=3860-4200 МПа.- grinding grain from 7 to 12 points and hardening of the surface layer of steel 20G1FL - microhardness increases from H 0.98 = 1600-1700 MPa to H 0.98 = 3860-4200 MPa.

На Восточно-Сибирской железной дороге для эксплуатационных испытаний два экспериментальных вагона были оснащены боковыми рамами с износом 9 мм в тело рамы, отремонтированными по предложенной технологии. Вагоны эксплуатировались по замкнутому маршруту под постоянным наблюдением. После пробега 400 тыс.км. пути боковые рамы были сняты с тележек для осмотра и определения надежности принятой технологии. Все накладки (100%) находились на своих местах. Упрочненные зоны накладок, находящиеся в контакте с опорными поверхностями корпусов букс имели гладкую поверхность, без задиров и сколов. Клеевая прослойка надежно удерживала накладку в рабочем положении, композитный материал, заполняющий изношенные места опоры боковой рамы, выстоял в процессе работы, создавая опору поверхности накладки. После положительных результатов эксплуатационных испытаний разработанная технология была утверждена и принята для массового ремонта боковых рам с износом, распространяющимся в тело боковой рамы до 9 мм.For the operational tests on the East Siberian Railway, two experimental cars were equipped with side frames with 9 mm wear in the frame body, repaired according to the proposed technology. The cars were operated on a closed route under constant surveillance. After a run of 400 thousand km The side frames were removed from the carts to inspect and determine the reliability of the technology adopted. All pads (100%) were in place. The hardened areas of the pads in contact with the supporting surfaces of the axlebox bodies had a smooth surface, without scoring and chips. The adhesive layer reliably held the pad in the working position, the composite material filling the worn out places of the side frame support survived during operation, creating support for the surface of the pad. After the positive results of operational tests, the developed technology was approved and adopted for mass repair of side frames with wear extending to the side frame body up to 9 mm.

По предложенной технологии было отремонтировано и поставлено под вагоны более 3000 боковых рам. Разработанная технология восстановительного ремонта позволяет эксплуатировать боковые рамы с износом опорной подбуксовой поверхности до 6 мм в тело рамы.According to the proposed technology, more than 3,000 side frames were repaired and delivered under the wagons. The developed technology of repair repair allows the side frames to be operated with wear of the supporting under-axle surface of up to 6 mm in the frame body.

Упрочненная ИМС накладка, неподвижно закрепленная на клеевой прослойке, обеспечивает в процессе всего цикла работы полную подвижность буксы в челюстном проеме и предотвращает дальнейшее развитие износа боковой рамы.The hardened IMS pad, fixedly fixed on the adhesive layer, ensures during the entire work cycle the full axle box mobility in the jaw opening and prevents further development of side frame wear.

Таким образом, применение заявленного способа исключает выбраковку боковых рам со сверхнормативным износом и обеспечивает повышение эффективности восстановления за счет упрощения технологии ремонта при повышении износостойких свойств упрочняемых контактных поверхностей восстановленных тележек грузовых вагонов.Thus, the application of the claimed method eliminates the rejection of side frames with excessive wear and improves recovery efficiency by simplifying the repair technology while increasing the wear-resistant properties of the hardened contact surfaces of the restored trucks of freight cars.

Claims (1)

Способ восстановления опорной поверхности несущих деталей тележек грузовых вагонов, включающий подготовку изношенных участков деталей с выравниванием опорной поверхности и устранением пустот, размещение на них защитной накладки из листовой стали с износостойкими свойствами, ее осаживание на опорной поверхности нормально распределенной статической нагрузкой в пределах допуска на отклонение положения опорной поверхности от измерительной базы в направлении приложения нагрузки и закрепление накладки на стенках детали, отличающийся тем, что подготовку изношенных участков опорной поверхности детали осуществляют путем заполнения загрунтованной и смазанной клеем опорной поверхности слоем металлополимерного композиционного материала в количестве, обеспечивающем устранение пустот до выравнивания изношенных участков заподлицо с опорной поверхностью детали, защитную накладку упрочняют и размещают в центре подготовленной поверхности детали с ее контактом по всей площади, после осаживания через прижатую защитную накладку вибратором уплотняют слой металлополимерного композиционного материала, подготовленную деталь нагревают до температуры 120-150°С с выдержкой при данной температуре в течение 30 мин для обеспечения полимеризации металлополимерного композиционного материала и осуществляют естественное остывание на воздухе в условиях окружающей среды. A method of restoring the supporting surface of the load-bearing parts of freight car bogies, including preparing worn-out parts of parts with leveling the supporting surface and eliminating voids, placing a protective sheet of sheet steel with wear-resistant properties on it, depositing it on the supporting surface with a normally distributed static load within the tolerance for position deviation a supporting surface from the measuring base in the direction of application of the load and fixing the lining on the walls of the part, characterized we note that the preparation of the worn-out areas of the supporting surface of the part is carried out by filling the grounded and grounded with the glue of the supporting surface with a layer of metal-polymer composite material in an amount that ensures the elimination of voids until the worn-out areas are aligned flush with the supporting surface of the part, the protective pad is strengthened and placed in the center of the prepared surface of the part with its contact over the entire area, after upsetting through a pressed protective pad with a vibrator, compact the metal-polymer layer a composite material prepared by the item is heated to 120-150 ° C and held at this temperature for 30 minutes to ensure that polymerization and metal-polymer composite material is carried out natural cooling in air under ambient conditions.
RU2008152227/02A 2008-12-30 2008-12-30 Method of reclaiming support of freight car bogie parts RU2394673C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008152227/02A RU2394673C1 (en) 2008-12-30 2008-12-30 Method of reclaiming support of freight car bogie parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008152227/02A RU2394673C1 (en) 2008-12-30 2008-12-30 Method of reclaiming support of freight car bogie parts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2394673C1 true RU2394673C1 (en) 2010-07-20

Family

ID=42685875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008152227/02A RU2394673C1 (en) 2008-12-30 2008-12-30 Method of reclaiming support of freight car bogie parts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2394673C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhu et al. Understanding and treatment of squat defects in a railway network
Myamlin et al. Experimental research of dynamic qualities of freight cars with bogies of different designs
Hiensch et al. Two-material rail development: field test results regarding rolling contact fatigue and squeal noise behaviour
RU2394672C1 (en) Method of reclaiming support and guide surfaces of freight car bogie parts
Xiao et al. Track dynamic behavior at rail welds at high speed
RU2394673C1 (en) Method of reclaiming support of freight car bogie parts
VanderMarel et al. A predictive model of energy savings from top of rail friction control
Shimanovsky et al. Investigation of the Longitudinal Track Profile Influence on the Forces Acting in the Train Inter-Car Connections Using the MSC. ADAMS Software.
Gorbunov et al. Development of the theory and methodology of controlling the local tribological contact thermomechanical loading.
CA3048637A1 (en) Railcar truck roller bearing adapter-pad systems
Sun et al. Wheel-rail wear investigation on a heavy haul balloon loop track through simulations of slow speed wagon dynamics
RU2602006C2 (en) High-speed freight car bogie by bodrov
CA3048639A1 (en) Railcar truck roller bearing adapter-pad systems
Gorbunov et al. Creation of the image of the new generation freight car bogie.
RU2294295C1 (en) Railway car four-wheel bogie
Sebeşan et al. Method of static determination of the safety against overturning of the road–rail machines
Mogila et al. Analysis and study of the problems arising in movable joints of freight car bogies
Sattari et al. Effects of train speed, track irregularities, and wheel flat on wheel-rail dynamic forces
RU2722246C1 (en) Wear-resistant replaceable lining of freight car bogie side frame
McHenry et al. Dynamic Vehicle–Track Model to Study the Effects of Track Geometry and Vehicle–Track Interaction on Concrete Tie Rail Seat Load Environment
Nielsen et al. Enhancing freight railways for 30 tonne axle loads
Sun et al. Rail wear modelling concept for heavy haul locomotive study
UA126708U (en) METHOD OF MODERNIZATION OF SLOWWAY
Fomin et al. Study into Improvement of the Hatch Covers of General-Purpose Open Wagons to Provide Strength under Operational Loading Diagrams.
Melnik et al. DYNAMIC PROPERTIES AND WEAR ANALYSIS OF A RAIL VEHICLE WITH WHEELS'SELF-LUBRICATING COATINGS.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101231