RU2489499C1 - Heat treatment method of cast-iron friction wedges of freight-car truck, hardening device for its implementation, and friction wedge from cast-iron - Google Patents

Heat treatment method of cast-iron friction wedges of freight-car truck, hardening device for its implementation, and friction wedge from cast-iron Download PDF

Info

Publication number
RU2489499C1
RU2489499C1 RU2011150925/02A RU2011150925A RU2489499C1 RU 2489499 C1 RU2489499 C1 RU 2489499C1 RU 2011150925/02 A RU2011150925/02 A RU 2011150925/02A RU 2011150925 A RU2011150925 A RU 2011150925A RU 2489499 C1 RU2489499 C1 RU 2489499C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wedge
vertical
hardening
friction
hrc
Prior art date
Application number
RU2011150925/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011150925A (en
Inventor
Андрей Николаевич Цуренков
Александр Павлович Кондрацкий
Роман Викторович Орлов
Владимир Михайлович Федин
Алексей Игоревич Борц
Борис Константинович Ушаков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Евразия-Транс"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Евразия-Транс" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Евразия-Транс"
Priority to RU2011150925/02A priority Critical patent/RU2489499C1/en
Publication of RU2011150925A publication Critical patent/RU2011150925A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2489499C1 publication Critical patent/RU2489499C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: cast-iron friction wedge is volume-heated up to 900-920°C, then, surface hardening of vertical and inclined walls is performed by means of the hardening device with water flow during 50-70 seconds at the speed of 0.5-2.0 m/s so that hardness on vertical wall surface of 45-50 HRC and on inclined wall surface of 30-35 HRC is provided. The hardening device is made in the form of ducts installed on the base with supply of cooling liquid, one of which is located vertically, and the other one is located at an angle relative to the base. Ratio of water amount is 3:1 to vertical and inclined surfaces respectively. Heat treatment involving water flow as hardening medium with its directed supply to working surfaces of the wedge and optimisation of geometrical dimensions provides the wedge life equal to more than 500,0 thousand kilometres of run-on operation.
EFFECT: improving strength properties of friction wedges and environmental conditions.
3 cl, 2 tbl, 6 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области термической обработки и к конструктивным элементам железнодорожных грузовых тележек, в частности к конструкциям литых фрикционных клиньев из чугуна для- восприятия и гашения колебаний надрессорной балки тележки грузового вагона.The invention relates to the field of heat treatment and to structural elements of railway freight trolleys, in particular to designs of cast friction wedges made of cast iron for perception and damping of vibrations of the pressure beam of a freight car trolley.

Узел «фрикционный клин - фрикционная планка» работает в жестких условиях сухого трения. Работоспособность этого узла и характер износа зависит от материала трущихся поверхностей. В тележках модели 18-100 при плановых видах ремонта применяются клинья из чугуна Сч25. Наличие в чугуне графитовой составляющей работает в качестве твердой смазки.[Рубин Г.В. и др. Пути повышения работоспособности клинового гасителя колебаний тележки ЦНИИ-ХЗ 011//Повышение надежности и долговечности деталей подвижного состава на железнодорожном транспорте /Тр. МИИТ. Вып.501. М.: Типография МИИТа, 1975, с.25-36.] - аналог.The “friction wedge - friction plate” assembly operates under severe conditions of dry friction. The performance of this unit and the nature of wear depends on the material of the rubbing surfaces. In trolleys of model 18-100, wedges made of cast iron Sch25 are used for planned repairs. The presence of a graphite component in cast iron works as a solid lubricant. [Rubin G.V. et al. Ways to increase the efficiency of the wedge vibration damper of the TsNII-KhZ 011 trolley // Improving the reliability and durability of parts of rolling stock in railway transport / Tr. MIIT. Issue 501. M .: MIIT Printing House, 1975, p.25-36.] - analogue.

Пробег вагона с клиньями из чугуна Сч25 составляет 160 тыс.км. Потребность увеличения межремонтного срока эксплуатации тележки грузового вагона создала условия перехода на выпуск клиньев из чугуна Сч35 - аналог [Технические условия: ТУ32ЦВ2459-2007].The mileage of the car with wedges made of Sch25 cast iron is 160 thousand km. The need to increase the overhaul life of a freight wagon trolley created the conditions for the transition to the production of wedges from Sch35 cast iron - an analogue [Technical conditions: TU32TSV2459-2007].

Ожидаемый пробег в общесетевых условиях клина из Сч35 должен составить 260 тыс.км.The expected mileage in the general network conditions of the wedge from Sch35 should be 260 thousand km.

В перспективных грузовых тележках, как в нашей стране (ОАО «НПК «Уралвагонзавод»), так и зарубежных моделях тележек (Компания А. Стаки), работающих в США находят применение фрикционные клинья, изготовленные из высокопрочного чугуна ВЧ 120 и прошедшие изотермическую закалку.In promising freight carts, both in our country (OAO NPK Uralvagonzavod) and foreign models of carts (Company A. Staki) operating in the USA, friction wedges made of high-strength cast iron VCh 120 and subjected to isothermal hardening are used.

Наиболее близким аналогом является известный способ термической обработки фрикционного клина тележки грузового вагона, выполненного в виде полого чугунного корпуса, имеющего основание, боковые стенки, вертикальную и наклонную стенку, необязательно со съемной сменной накладкой из полиуретана, включающий объемный нагрев клина до температуры аустенизации и изотермическую закалку в соляной ванне. (Великанов А.В., Борщ Б.В., Фрикционные клинья из высокопрочного чугуна //Вестник ВНИИЖТ. 2007 №2, с.18-22). Пробег вагона с клиньями из высокопрочного чугуна Вч120 с изотермической закалкой составляет 500 тыс.кмThe closest analogue is the known method of heat treatment of the friction wedge of a freight car truck, made in the form of a hollow cast iron body having a base, side walls, a vertical and inclined wall, optionally with a removable removable polyurethane pad, including volumetric heating of the wedge to the austenization temperature and isothermal hardening in the salt bath. (Velikanov A.V., Borsch B.V., Friction wedges from ductile iron // Bulletin of the All-Russian Research Institute of Railway Transport. 2007 No. 2, pp. 18-22). The mileage of a car with wedges of ductile iron VCh120 with isothermal hardening is 500 thousand km

Для устранения износа наклонной поверхности надрессорной балки и наклонной поверхности клина в этих клиньях в указанной зоне устанавливается полиуретановая накладка.To eliminate the wear of the inclined surface of the nadressornoj beam and the inclined surface of the wedge in these wedges in the specified area, a polyurethane pad is installed.

Известна установка для термической обработки фрикционного клина тележки грузового вагона, содержащее печь для нагрева клина, закалочное устройство, выполненное в виде ванны для объемного охлаждения клина, выполненного в виде полого чугунного корпуса с основанием, боковыми стенками, вертикальной и наклонной стену со съемной сменной накладкой из полиуретана. (Великанов А.В., Борщ Б.В., Фрикционные клинья из высокопрочного чугуна //Вестник ВНИИЖТ. 2007 №2, с.18-22). Упрочнение фрикционных клиньев проводят методом изотермической закалки в соляных ваннах.A known installation for heat treatment of the friction wedge of a freight car truck, comprising a furnace for heating the wedge, a quenching device made in the form of a bath for volume cooling of the wedge, made in the form of a hollow cast iron body with a base, side walls, a vertical and inclined wall with a removable removable pad polyurethane. (Velikanov A.V., Borsch B.V., Friction wedges from ductile iron // Bulletin of the All-Russian Research Institute of Railway Transport. 2007 No. 2, pp. 18-22). Hardening of friction wedges is carried out by the method of isothermal hardening in salt baths.

Известен фрикционный клин тележки грузового вагона, содержащий подвергнутый нагреву и охлаждению полый чугунный корпус, имеющий основание, боковые стенки, вертикальную и наклонную стенки, установленную на наклонной стенке съемную накладку из полиуретана. (Великанов А.В., Борщ Б.В., Фрикционные клинья из высокопрочного чугуна //Вестник ВНИИЖТ. 2007 №2, с.18-22). Известный фрикционный клин изображен на фиг.1.A friction wedge of a freight wagon truck is known, comprising a hollow cast iron body subjected to heating and cooling, having a base, side walls, vertical and inclined walls, a removable polyurethane pad mounted on an inclined wall. (Velikanov A.V., Borsch B.V., Friction wedges from ductile iron // Bulletin of the All-Russian Research Institute of Railway Transport. 2007 No. 2, pp. 18-22). Known friction wedge is depicted in figure 1.

Техническим результатом группы изобретений является повышение прочностных свойств фрикционных клиньев и улучшение экологии.The technical result of the group of inventions is to increase the strength properties of friction wedges and improve the environment.

Для достижения технического результата предлагается использовать технологию объемно-поверхностной закалки клиньев из серого чугуна, обеспечивающую за один цикл нагрева и закалочного охлаждения упрочнение вертикальной и наклонной фрикционных поверхностей клина. При этом твердость наклонной поверхности клина наряду с высокой износостойкостью не должна приводить к значительному износу ответной поверхности надрессорной балки, что также обеспечивается данной технологией за счет устранения схватывания.To achieve a technical result, it is proposed to use the technology of volume-surface hardening of wedges from gray cast iron, which provides hardening of the vertical and inclined friction surfaces of the wedge in one cycle of heating and quenching cooling. Moreover, the hardness of the inclined surface of the wedge, along with high wear resistance, should not lead to significant wear of the counter surface of the nadressorno beam, which is also provided by this technology by eliminating the setting.

В известном способе термической обработки фрикционного клина тележки грузового вагона, выполненного в виде полого чугунного корпуса, имеющего основание, боковые стенки, вертикальную и наклонную стенку или наклонную стенку, при необходимости со съемной сменной накладкой из полиуретана, включающем объемный нагрев клина до температуры аустенизации и охлаждение, объемный нагрев клина ведут до 900-920°С, затем осуществляют поверхностную закалку вертикальной и наклонной стенок с помощью спрейера закалочного устройства потоком воды в течение 50-70с со скоростью 0,5-2,0 м/с и соотношением количества воды 3:1 соответственно на вертикальную и наклонную поверхности с обеспечением твердости на поверхности вертикальной стенки 45-50 HRC и на поверхности наклонной стенки 30-35 HRC.In the known method of heat treatment of the friction wedge of a freight car truck made in the form of a hollow cast iron body having a base, side walls, a vertical and inclined wall, or an inclined wall, if necessary, with a removable removable polyurethane pad, including volumetric heating of the wedge to the austenization temperature and cooling volumetric heating of the wedge is carried out up to 900-920 ° C, then surface hardening of the vertical and inclined walls is carried out using a spray hardening device with a stream of water for 50-70s with a speed of 0.5-2.0 m / s and a ratio of the amount of water 3: 1, respectively, on the vertical and inclined surfaces, providing hardness on the surface of the vertical wall of 45-50 HRC and on the surface of the inclined wall of 30-35 HRC.

Установка для термической обработки фрикционного клина тележки грузового вагона, содержит печь для объемного нагрева, закалочное устройство для охлаждения нагретого до температуры аустенизации фрикционного клина, состоящего из полого чугунного корпуса, имеющего основание, боковые стенки, вертикальную и наклонную стенки, при необходимости со съемной сменной накладкой из полиуретана, выполненное в виде установленных на основании спрейеров с подводами охлаждающей жидкости, один из которых расположен вертикально, а другой - под углом относительно основания, при этом спрейеры имеют отверстия для подачи потока воды с заданной скоростью соответственно на вертикальную и наклонную стенки корпуса клина в течение 50-70 с со скоростью 0,5-2,0 м/с и соотношением количества воды 3:1 соответственно на вертикальную и наклонную поверхности с обеспечением поверхностной закалки и получением твердости на поверхности вертикальной стенки 45-50 HRC и на поверхности наклонной стенки 30-35 HRC.The apparatus for heat treatment of the friction wedge of a freight wagon truck contains a volumetric heating furnace, a quenching device for cooling a friction wedge heated to austenitization temperature, consisting of a hollow cast iron body having a base, side walls, vertical and inclined walls, if necessary with a removable removable cover made of polyurethane, made in the form of sprayers installed on the base with coolant inlets, one of which is located vertically and the other at an angle from relative to the base, while the sprayers have openings for supplying a flow of water with a given speed, respectively, to the vertical and inclined walls of the wedge housing for 50-70 s at a speed of 0.5-2.0 m / s and the ratio of the amount of water 3: 1, respectively vertical and inclined surfaces with providing surface hardening and obtaining hardness on the surface of the vertical wall of 45-50 HRC and on the surface of the inclined wall of 30-35 HRC.

Фрикционный клин тележки грузового вагона, содержащий подвергнутый термической обработке полый чугунный корпус, имеющий основание, боковые стенки, вертикальную и наклонную стенки, при необходимости со съемной сменной накладкой из полиуретана, в котором вертикальная и наклонная стенки чугунного корпуса подвергнуты объемно-поверхностной закалке, имеют структуру троостомартенсита и твердость на поверхности вертикальной стенки 45-50 HRC и на поверхности наклонной стенки 30-35 HRC, при этом наклонная стенка выполнена в виде ровной плоскости.A friction wedge of a freight car truck containing a heat-treated hollow cast-iron body having a base, side walls, vertical and inclined walls, optionally with a removable removable polyurethane pad, in which the vertical and inclined walls of the cast-iron body are subjected to volume-surface hardening, have the structure troostomartensite and hardness on the surface of the vertical wall 45-50 HRC and on the surface of the inclined wall 30-35 HRC, while the inclined wall is made in the form of a flat plane.

На фиг.1 изображен базовый вариант фрикционного клина;Figure 1 shows the basic version of the friction wedge;

На фиг 2 изображен фрикционный клин: вид сбоку и поперечный разрез клина с наклонной поверхностью выполненной в виде ровной плоскости (с единой площадкой);In Fig.2 shows a friction wedge: side view and a cross section of a wedge with an inclined surface made in the form of a flat plane (with a single platform);

На фиг.3 - изображено закалочное устройство для упрочнения вертикальной и наклонной поверхностей клина;Figure 3 - shows a hardening device for hardening the vertical and inclined surfaces of the wedge;

На фиг.4 - изображен вид сверху закалочного устройства.Figure 4 - shows a top view of the quenching device.

Процесс упрочнения клиньев из серого чугуна Сч25 по технологии объемно-поверхностной закалки экологически чист в отличие от большинства традиционных технологий термического упрочнения, в том- числе и изотермической закалки.The process of hardening wedges made of gray cast iron Sch25 by the technology of volume-surface hardening is environmentally friendly, unlike most traditional technologies of thermal hardening, including isothermal hardening.

В результате упрочнения по технологии объемно-поверхностной закалки поверхностная твердость вертикальной поверхности клина из Сч25 составляет 45-50 HRC, а наклонной 30-35 HRC (фиг.5). Также происходит повышение прочностных свойств более чем на 30%, по сравнению с аналогичными клиньями в базовом исполнении.As a result of hardening by the technology of volume-surface hardening, the surface hardness of the vertical surface of the wedge from SCh25 is 45-50 HRC, and the inclined 30-35 HRC (figure 5). There is also an increase in strength properties by more than 30%, compared with similar wedges in the basic version.

Фрикционный клин состоит из полого корпуса из серого чугуна 1, содержащего основание 2, боковые стенки 3, вертикальную 4 и наклонную стенку 5, в виде ровной плоскости (площадки) 6, имеющую при необходимости съемную накладку из полиуретана. Основному износу подвергаются вертикальная 4 и наклонная 5 стенки чугунного корпуса клина, которые и подлежат упрочняющей обработке.The friction wedge consists of a hollow body made of gray cast iron 1, containing a base 2, side walls 3, a vertical 4 and an inclined wall 5, in the form of a flat plane (platform) 6, which, if necessary, has a removable polyurethane pad. The main wear are exposed to the vertical 4 and inclined 5 walls of the cast-iron wedge body, which are subject to hardening.

Установка для термической обработки фрикционного клина тележки грузового вагона содержит печь для нагрева (на чертеже не показано) и закалочное устройство имеющее вертикальный короб-спрейер 1, наклонный короб-спрейер 2, размещенный под углом к горизонтальному основанию рамы 3 и вертикальному спрейеру 1, оба спрейера имеют отверстия для подачи потока воды со скоростью 0,5-2, м/c в течение 50-70с в количестве с соотношением 3:1 соответственно на вертикальную и наклонную стенки корпуса клина и подводы 6, 7 охлаждающей жидкости. Закалочное устройство крепится на основание при помощи опорного фланца 8. Пример осуществления способа.The apparatus for heat treatment of the friction wedge of a freight wagon truck contains a heating furnace (not shown in the drawing) and a quenching device having a vertical duct sprayer 1, an inclined duct sprayer 2 placed at an angle to the horizontal base of the frame 3 and the vertical sprayer 1, both sprayers have holes for supplying a water flow at a speed of 0.5-2, m / s for 50-70s in an amount with a ratio of 3: 1, respectively, on the vertical and inclined walls of the wedge body and inlets 6, 7 of the coolant. The quenching device is mounted on the base using the support flange 8. An example implementation of the method.

Термообработка клиньев из Сч25 по технологии объемно-поверхностной закалки характеризуется следующими параметрами. Клин из чугуна Сч25 нагревают объемно в газовой или электропечи до температуры 900-920°С. После объемного нагрева клин размещают в закалочном устройстве для осуществления местной объемно-поверхностной закалки корпуса клина: вертикальной и наклонной стенок корпуса клина. Корпус клина основанием 2 устанавливают на горизонтальную раму 3 закалочного устройства, вертикальная стенка 4 клина размещена напротив отверстий вертикального спрейера 1, а наклонная стенка 5 клина размещена напротив отверстий наклонного спрейера 2. Вертикальную и наклонную стенки корпуса клина охлаждают потоком воды подаваемым из отверстий спрейеров с соотношением количества воды соответственно 3:1, со скоростью 0,5-2,0 м/с в течение 50-70 с. Указанные режимы обеспечивают (см. фиг.5) поверхностную закалку с получением твердости на поверхности вертикальной стенки 45-50 HRC (фиг.5а) и на поверхности наклонной стенки 30-35 HRC (фиг.5б).The heat treatment of wedges from SCh25 using the technology of volume-surface hardening is characterized by the following parameters. A wedge of Sch25 cast iron is heated volumetricly in a gas or electric furnace to a temperature of 900-920 ° C. After volumetric heating, the wedge is placed in a quenching device for local volumetric-surface hardening of the wedge body: vertical and inclined walls of the wedge body. The wedge body with base 2 is installed on the horizontal frame 3 of the quenching device, the vertical wall 4 of the wedge is located opposite the holes of the vertical sprayer 1, and the inclined wall 5 of the wedge is located opposite the holes of the inclined sprayer 2. The vertical and inclined walls of the wedge body are cooled by the water flow supplied from the openings of the sprayers with the ratio the amount of water, respectively, 3: 1, at a speed of 0.5-2.0 m / s for 50-70 s. These modes provide (see Fig. 5) surface hardening with obtaining hardness on the surface of the vertical wall 45-50 HRC (Fig. 5a) and on the surface of the inclined wall 30-35 HRC (Fig. 5b).

Параметры закалочного охлаждения выбраны с учетом изотермических диаграмм. Дополнительная операция отпуска не применяется.Quenching cooling parameters are selected taking into account isothermal diagrams. An additional vacation operation does not apply.

Применение метода объемно-поверхностной закалки позволяет за один технологический цикл нагрева и охлаждения осуществить поверхностную закалку на заданную глубину с получением максимальной твердости, уровень которой, главным образом, зависит от химического состава чугуна, а также добиться упрочнения глубоких слоев изделия на структуру троостомартенсита.Application of the method of volume-surface hardening allows for one technological cycle of heating and cooling to carry out surface hardening to a predetermined depth to obtain maximum hardness, the level of which mainly depends on the chemical composition of cast iron, as well as to harden the deep layers of the product on the structure of troostomartensite.

Такое сочетание обеспечивает высокий уровень механических свойств, в том числе и рост прочностных свойств более чем на 30%, по сравнению со стандартными клиньями из Сч25 (см.таблицу 1)This combination provides a high level of mechanical properties, including an increase in strength properties of more than 30%, compared with standard wedges from SCh25 (see table 1)

Таблица 1Table 1 Механические свойства фрикционных клиньев из чугуна марки Сч25 после стандартного производства и объемно-поверхностной закалкиMechanical properties of friction wedges made of cast iron Сч25 after standard production and volume-surface hardening Материал, технология обработкиMaterial, processing technology Временное сопротивление,
σВ, МПа
Temporary resistance,
σ V , MPa
Условный предел текучести,σ0,2 МПаConditional yield strength, σ 0.2 MPa Относительное удлинение, δ,%Elongation, δ,% Относительное сужение, Ψ,%Relative narrowing, Ψ,%
Сч25, стандартная технологияMF25, standard technology 230230 190190 1,31.3 1,41.4 Вч120 VCh120 12001200 850850 1,01,0 изотермическая закалкаisothermal hardening Сч25, ОПЗSCh25, OPZ 300300 255255 3,93.9 4,14.1

В табл. приведены средние значения по результатам испытания шести образцов.In the table. the average values for the test results of six samples are given.

Учитывая схему вырезки цилиндрических образцов, следует иметь в виду, что данный вид испытаний оценивает усредненные значения, так как в сечение образца при изготовлении частично попадает упрочненный слой и вязкая сердцевина. Это положение распространяется на клинья из серого чугуна Сч25 после объемно-поверхностной закалки.Given the pattern of cutting cylindrical samples, it should be borne in mind that this type of test evaluates the averaged values, since the hardened layer and the viscous core partially fall into the sample cross section during manufacture. This provision applies to wedges made of gray Sch25 cast iron after volume-surface hardening.

При реализации процесса объемно-поверхностной закалки только вертикальной поверхности клиньев из чугуна Сч25. Наклонная поверхность предусматривает применение защиты в виде полиуретановой накладки. Режим термической обработки клиньев аналогичен основному варианту.When implementing the process of volume-surface hardening of only the vertical surface of wedges made of cast iron Сч25. The inclined surface provides for the use of protection in the form of a polyurethane lining. The mode of heat treatment of wedges is similar to the main option.

Результаты полигонных испытаний клиньев из Сч25 упрочненных методом объемно-поверхностной закалки на установке с упрочнением вертикальной и наклонной поверхностей показали, что пробег тележки, оборудованных такимиThe results of field tests of wedges from Sch25 hardened by the method of volume-surface hardening at the installation with hardening of vertical and inclined surfaces showed that the mileage of trolleys equipped with such

клиньями составляет свыше 500 тыс.км при сохранении работоспособности. Анализ повреждаемое базового варианта чугунных клиньев из Сч25 вwedges is over 500 thousand km while maintaining operability. Damaged analysis of the base case of cast iron wedges from Sch25 to

эксплуатации показывает, что одной из причин отказов клиньев в эксплуатации является образование трещин на наклонной поверхности в виду сложного напряженного состояния, возникающего в клине из-за действия на него изгибающегося момента, что возможно при обеспечении оптимальной приработки фрикционных поверхностей клина с ответными контактными поверхностями.operation shows that one of the causes of wedge failure in operation is the formation of cracks on an inclined surface due to the complex stress state arising in the wedge due to the action of a bending moment on it, which is possible while ensuring optimal running-in of the friction surfaces of the wedge with reciprocal contact surfaces.

Конструктивной особенностью чугунного фрикционного клина, обеспечивающей его самоустановку и оптимальную приработку, является наличие выступающих на высоту двух миллиметров над его наклонной поверхностью контактных площадок - известный фрикционный клин.A structural feature of the cast-iron friction wedge, which ensures its self-installation and optimal running-in, is the presence of protruding contact pads two millimeters above its inclined surface - a well-known friction wedge.

Помимо выше указанных эффектов от наличия данных контактных площадок необходимо, отметить, что они являются концентраторами напряжений на данной поверхности на всем этапе их существования. Для исключения данного негативного влияния была разработана конструкция фрикционного клина с наклонной поверхностью, выполненной в виде ровной плоскости (единой площадкой), что позволило выполнить уточненный анализ напряженно-деформированного состояния конструкции. Расчеты производились исходя из «Норм для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 (несамоходных)», расчетные эквивалентные напряжения по Мизесу сведены в таблице 2 и на фиг.6: фиг.6а - эквивалентные напряжения базового варианта фрикционного клина, изготовленного по черт. 1698.00.002; фиг.6б - вариант фрикционного клина с единой площадкой на базе черт. 1698.00.002.In addition to the above effects from the presence of these contact pads, it is necessary to note that they are stress concentrators on this surface at the entire stage of their existence. To eliminate this negative effect, a friction wedge design with an inclined surface made in the form of a flat plane (a single platform) was developed, which allowed us to perform an accurate analysis of the stress-strain state of the structure. The calculations were made based on the “Norms for the calculation and design of railroad cars of the MPS 1520 gauge (non-self-propelled)”, the estimated equivalent stresses according to Mises are summarized in table 2 and Fig.6: figa - equivalent stresses of the basic version of the friction wedge made according to . 1698.00.002; figb is a variant of the friction wedge with a single platform on the basis of the features. 1698.00.002.

Таблица 2table 2 Сравнение максимальных значений, напряженного состояния в различных зонах моделей фрикционного клина базового варианта и варианта с наклонной поверхностью имеющей ровную плоскость (в виде единой площадки)Comparison of maximum values, stress state in different zones of the models of the friction wedge of the base case and the case with an inclined surface having a flat plane (in the form of a single platform) фрикционный клинfriction wedge Наклонная поверхностьInclined surface Задняя вертикальная поверхностьRear vertical surface технологические окнаtechnological windows Площадка стирания пружинSpring erase pad базовый вариантbasic version Максимальные эквивалентные напряжения, МПаMaximum equivalent stresses, MPa 89,589.5 17,417.4 31,731.7 27,927.9 вариант с единой площадкойsingle platform option 44,544.5 14,014.0 31,731.7 27,927.9 Процентное соотношение максимальных значений эквивалентных напряжений, варианта с единой площадкой к базовому варианту (%)Percentage of maximum equivalent stresses, variant with a single platform to the base variant (%) 50fifty 1919 00 00

В результате проведенной оценки было установлено, что максимальные эквивалентные напряжения в базовом варианте клина, действуют в нижних зонах контактных площадок. Так же было установлено снижение максимальных эквивалентных напряжений в варианте с наклонной поверхностью выполненной с ровной плоскостью (единой площадкой) в сравнении с базовым вариантом клина на 50%.As a result of the assessment, it was found that the maximum equivalent stresses in the basic version of the wedge operate in the lower zones of the contact pads. It was also found to reduce the maximum equivalent stresses in the version with an inclined surface made with a flat plane (single platform) in comparison with the basic version of the wedge by 50%.

Исходя из результатов проведенной оценки, следует, что действующие максимальные эквивалентные напряжения в рассмотренных вариантах не превышают допускаемые. При этом напряженное состояние базового варианта является более неблагоприятным, что возможно не столь существенно при отсутствии упрочнения наклонной поверхности, так как износ контактных площадок происходит в достаточно короткий эксплуатационный период.Based on the results of the assessment, it follows that the current maximum equivalent stresses in the considered options do not exceed the permissible ones. In this case, the stress state of the base case is more unfavorable, which is probably not so significant in the absence of hardening of the inclined surface, since the wear of the contact pads occurs in a fairly short operational period.

При применении метода упрочнения по технологии объемно-поверхностной закалки эксплуатационный период существования конструктивных контактных площадок возрастает в несколько раз, а следовательно, возрастает и продолжительность действия максимальных эквивалентных напряжений, установленных для базового варианта фрикционного клина.When applying the method of hardening by the technology of surface-surface hardening, the operational period of existence of constructive contact pads increases several times, and therefore, the duration of the maximum equivalent stresses established for the basic version of the friction wedge also increases.

Анализ полученных результатов показывает, что при выборе конструктивного изменения клина для устранения высокого уровня напряжений в наклонной поверхности клина наличие двух площадок устраняется и опорная наклонная поверхность клина имеет ровную плоскость (единую площадку, поверхность) с увеличением толщины на 2 мм.An analysis of the results shows that when choosing a structural change in the wedge to eliminate a high level of stress in the inclined surface of the wedge, the presence of two sites is eliminated and the supporting inclined surface of the wedge has a flat plane (a single area, surface) with a thickness increase of 2 mm.

Claims (3)

1. Способ термической обработки фрикционного клина тележки грузового вагона, выполненного в виде полого корпуса из серого чугуна, имеющего основание, боковые стенки, вертикальную и наклонную стенку, включающий объемный нагрев клина и охлаждение, отличающийся тем, что объемный нагрев клина ведут до 900-920°С, затем осуществляют объемно-поверхностную закалку вертикальной и наклонной стенок потоком воды в течение 50-70 с со скоростью 0,5-2,0 м/с и соотношением количества воды 3:1 соответственно на вертикальную и наклонную поверхности с обеспечением твердости на поверхности вертикальной стенки 45-50 HRC и на поверхности наклонной стенки 30-35 HRC.1. The method of heat treatment of the friction wedge of a freight car truck, made in the form of a hollow body made of gray cast iron, having a base, side walls, a vertical and inclined wall, including volume heating of the wedge and cooling, characterized in that the volume heating of the wedge is carried out up to 900-920 ° C, then volume-surface hardening of the vertical and inclined walls is carried out with a water stream for 50-70 s at a speed of 0.5-2.0 m / s and the ratio of the amount of water 3: 1, respectively, on the vertical and inclined surfaces, ensuring verdosti on the surface of a vertical wall 45-50 HRC and 30-35 HRC surface inclined wall. 2. Установка для термической обработки фрикционного клина тележки грузового вагона, содержащая печь для нагрева, закалочное устройство для охлаждения клина, выполненное в виде полого корпуса из серого чугуна, имеющего основание, боковые стенки, вертикальную и наклонную стенки, отличающаяся тем, что закалочное устройство выполнено в виде установленных на горизонтальной раме вертикального и наклонного спрейеров с подводами охлаждающей жидкости, при этом вертикальный спрейер расположен перпендикулярно относительно рамы напротив вертикальной стенки клина, а наклонный спрейер - под углом относительно рамы напротив наклонной стенки клина, причем спрейеры имеют отверстия для подачи потока воды на вертикальную и наклонную стенки корпуса клина в течение 50-70 с со скоростью 0,5-2,0 м/с и соотношением количества воды 3:1 соответственно.2. Installation for heat treatment of the friction wedge of a freight car truck, comprising a heating furnace, a hardening device for cooling the wedge, made in the form of a hollow body of gray cast iron having a base, side walls, vertical and inclined walls, characterized in that the hardening device is made in the form of vertical and inclined sprayers mounted on a horizontal frame with coolant inlets, while the vertical sprayer is perpendicular to the frame opposite to the vertical flax wall of the wedge, and the inclined sprayer is at an angle relative to the frame opposite the inclined wall of the wedge, and the sprayers have openings for supplying a stream of water to the vertical and inclined walls of the wedge body for 50-70 s at a speed of 0.5-2.0 m / s and a ratio of the amount of water 3: 1, respectively. 3. Фрикционный клин тележки грузового вагона, содержащий подвергнутый термической обработке полый корпус из серого чугуна, имеющий основание, боковые стенки, вертикальную и наклонную стенки, отличающийся тем, что вертикальная и наклонная стенки чугунного корпуса подвергнуты объемно-поверхностной закалке, имеют структуру троостомартенсита и твердость на поверхности вертикальной стенки 45-50 HRC и на поверхности наклонной стенки 30-35 HRC, при этом наклонная стенка выполнена в виде единой площадки с ровной плоскостью. 3. Friction wedge of a freight car truck containing a heat-treated hollow body made of gray cast iron, having a base, side walls, vertical and inclined walls, characterized in that the vertical and inclined walls of the cast iron body are subjected to volume-surface hardening, have troostomartensite structure and hardness on the surface of the vertical wall 45-50 HRC and on the surface of the inclined wall 30-35 HRC, while the inclined wall is made in the form of a single platform with a flat plane.
RU2011150925/02A 2011-12-15 2011-12-15 Heat treatment method of cast-iron friction wedges of freight-car truck, hardening device for its implementation, and friction wedge from cast-iron RU2489499C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011150925/02A RU2489499C1 (en) 2011-12-15 2011-12-15 Heat treatment method of cast-iron friction wedges of freight-car truck, hardening device for its implementation, and friction wedge from cast-iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011150925/02A RU2489499C1 (en) 2011-12-15 2011-12-15 Heat treatment method of cast-iron friction wedges of freight-car truck, hardening device for its implementation, and friction wedge from cast-iron

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011150925A RU2011150925A (en) 2013-06-20
RU2489499C1 true RU2489499C1 (en) 2013-08-10

Family

ID=48785145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011150925/02A RU2489499C1 (en) 2011-12-15 2011-12-15 Heat treatment method of cast-iron friction wedges of freight-car truck, hardening device for its implementation, and friction wedge from cast-iron

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2489499C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2631781C1 (en) * 2016-12-19 2017-09-26 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method for heat treatment of large-sized cast parts of freight car trucks
WO2019194702A1 (en) * 2018-04-05 2019-10-10 Владислав Анатольевич ИНШАКОВ Friction wedge

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2101205C1 (en) * 1996-04-18 1998-01-10 Инженерный центр "Сплав" Freight car bogie friction shock absorber
RU44623U1 (en) * 2004-01-30 2005-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "БАМ-АКТИВ" и К WEDGE OF A TRUCK OF A LOAD RAILWAY CAR
RU77592U1 (en) * 2008-05-23 2008-10-27 Стандард Кар Трак Ко TWO-WAY CAR TRUCK

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2101205C1 (en) * 1996-04-18 1998-01-10 Инженерный центр "Сплав" Freight car bogie friction shock absorber
RU44623U1 (en) * 2004-01-30 2005-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "БАМ-АКТИВ" и К WEDGE OF A TRUCK OF A LOAD RAILWAY CAR
RU77592U1 (en) * 2008-05-23 2008-10-27 Стандард Кар Трак Ко TWO-WAY CAR TRUCK

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВЕЛИКАНОВ А.В., БОРЩ Б.В. Фрикционные клинья из высокопрочного чугуна. Вестник ВНИИЖТ, №2, 2007, с.18-22. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2631781C1 (en) * 2016-12-19 2017-09-26 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method for heat treatment of large-sized cast parts of freight car trucks
WO2019194702A1 (en) * 2018-04-05 2019-10-10 Владислав Анатольевич ИНШАКОВ Friction wedge

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011150925A (en) 2013-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ding et al. Investigation on the rolling wear and damage properties of laser discrete quenched rail material with different quenching shapes and patterns
Mazzù et al. Effect of wear on surface crack propagation in rail–wheel wet contact
RU2489499C1 (en) Heat treatment method of cast-iron friction wedges of freight-car truck, hardening device for its implementation, and friction wedge from cast-iron
CN102168244B (en) Steel sleeper and zinc impregnation processing method thereof
JP2014531319A (en) Method of forming parts from steel plate
CN102121217B (en) Online laser quenching process for strengthening steel rail surface
Kuziak et al. A New Method of Rail Head Hardening of Standard‐Gauge Rails for Improved Wear and Damage Resistance
CN109517944A (en) A kind of Rail Surface based on laminar flow plasma moves processing unit online
Tabieva et al. Influence of electrolyte-plasma hardening technological parameters on the structure and properties of banding steel 2
Bedoya-Zapata et al. White Etching Layer (WEL) formation in different rail grades after grinding operations in the field
Klenam et al. Steels for rail axles-an overview
CN112981260B (en) Container crane wheel steel, container crane wheel and preparation method of container crane wheel steel
CN105506232B (en) A kind of laser multiple processing technique of adjustment steel hardness
CN117051214A (en) Ductile iron isothermal quenching tank and quenching process thereof
CN107881498A (en) A kind of railway track laser reinforcing alloyage process
Hiensch et al. Prevention of RCF damage in curved track through development of the INFRA‐STAR two‐material rail
RU2489498C1 (en) Method of heat treatment of steel friction wedges of freight car bogie and quench to this end
CN210754342U (en) F-shaped steel for magnetic levitation track
CN109112389B (en) A kind of cooling technique for preparing austenic globe body of control
CN107059022A (en) A kind of processing method of steel
CN1403598A (en) Laser phase change reinforcing method to reinforce gradient structure
JP2005213646A (en) Method and apparatus for low-strain quick water-hardening
CN105506233A (en) Method for repairing steel rail by laser quenching surface treatment
Polevoi et al. Wear resistance of rails
RU2087549C1 (en) Method of heat treatment of products

Legal Events

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

Effective date: 20131216