С целью повышения долговечности деталей и снижения затрат при восстановлении изношенных опорных поверхностей Уральским отделением ВНИИЖТ разработана технология безнаплавочного их восстановления, основанного на методах горячей посадки и горячего прессования износостойких накладок и вставок (ГПИН и ГПИВ). Т.е. отвод тепла балкой будет производиться без расплавления основного металла и, следовательно, его перемешивания, что вызовет охрупчивания. В качестве альтернативы предлагалось использовать вариант восстановления подпятника с помощью различных типов ремонтной вставки. При условии механической обработки подпятника, для практической реализации этого предложения, требуется расчетно-экспериментальное определение целесообразных толщин основания и стенки ремонтной вставки.
Метод горячей посадки износостойкой вставки (ГПИВ) предназначен для восстановления опорных поверхностей несущих деталей, посадочное место которых ограничено замкнутым буртом. По нему осуществляют низкотемпературный нагрев посадочного места, расточенного с учетом допуска на натяг, для закрепления износостойкой вставки. После теплового расширения восстанавливаемой зоны на посадочное место устанавливают вставку, которая защемляется стенками бурта при охлаждении. Величина теплового расширения посадочного места должна быть достаточной для размещения в нем вставки без применения значительных усилий, вызывающих срезание ею шероховатостей на контактирующей с ней поверхности.
В отличие от холодной прессовой посадки метод ГПИВ не требует высокой точности механической обработки, так как удержание вставки обеспечивается за счет пересечения шероховатостей соприкасающихся стенок, а необходимый натяг – постановкой вставки соответствующей размерной группы. Поэтому он может проводиться с использованием имеющегося на вагоноремонтных предприятиях станочного оборудования.
Характерным примером применения метода ГПИВ является восстановление подпятника надрессорной балки тележки грузового вагона. Определение режима горячей посадки износостойкой вставки в подпятниковое место надрессорной балки выполняется с учетом неравномерности и неодновременности нагрева и охлаждения различных участков подпятникового узла, включающего в себя опорную плоскость с наружным буртом подпятника и стенки верхнего пояса детали, оказывающие значимое влияние на теплообмен данной зоны. Местный нагрев должен производиться на всю толщину подпятниковой плиты и обеспечивается индукционным нагревателем. Температурный режим нагрева устанавливается по его продолжительности, т.к. это наиболее просто осуществляется в условиях поточного ремонта надрессорных балок. Для надрессорных балок тележек модели 18-100 оптимальная продолжительность нагрева током промышленной частоты до температуры 250...300 °С равна 7...9 мин, при этом тепловое расширение наружного бурта составляет 1,0...1,5 мм.
Термокинетические зависимости нагрева различных участков подпятника определялись с помощью хромель-алюмелевых термопар, рабочие спаи которых размещались в сверлениях диаметром 5 мм, выполненных в плоскости зеркала и наружном бурте подпятника в поперечном и продольном сечениях надрессорной балки. При местном нагреве подпятника быстрее нагревается наружный бурт, особенно его участки, выступающие за боковые вертикальные стенки детали. Подпятниковая плита имеет существенно большую, по сравнению с наружным буртом, металлоемкость и поэтому нагревается медленнее.
Чтобы при постановке износостойкой вставки не применять значительных усилий, тепловое расширение подпятникового места должно превышать величину допуска на натяг не менее чем на 0,2 мм. Оптимальная величина допуска на натяг износостойкой вставки в подпятнике надрессорной балки должна быть по расчетно-экспериментальным данным 0,6...0,8 мм. После нагрева в течение 7...9 мин увеличение диаметра наружного бурта составляет 1,0...1,5 мм, следовательно, существуют условия для постановки вставки вручную без применения прессового оборудования, хотя последнее желательно для устранения возможных перекосов положения вставки внутри подпятника.
Охлаждение подпятниковой зоны сопровождается выравниванием температур за счет теплообмена между сопряженными стенками и уменьшением разности диаметров подпятникового места в исходном и нагретом состояниях. При охлаждении в течение 4...5 мин эта величина уменьшается до 0,9...1,1 мм, что превышает величину рекомендуемого натяга.
Проведенные прочностные испытания надрессорных балок со вставками, установленными в подпятниках методом ГПИВ, показали, что усилие, необходимое для их удаления при демонтаже, составляет не менее 300 кН. В эксплуатации такие нагрузки на подпятник не действуют, в том числе при боковой перевалке кузова вагона.
Настоящие технические требования составлены в дополнение к временным техническим требованиям на модернизацию несущих деталей тележек грузовых вагонов методом горячей посадки износостойких вставок № 3798 ВНИИЖТ (У) и № 3898 ВНИИЖТ (У), утвержденных Департаментом вагонного хозяйства МПС РФ 21.03.98 г. и 18.05.98 г. Они распространяются на восстановление опорных поверхностей надрессорных балок и боковых рам тележек модели 18-100 и ЦНИИ-Х3 со сроком службы не более 25 лет и действуют на период опытного внедрения на Свердловской ж.д. при авторском надзоре Уральского отделения ВНИИЖТ.
1 Требования к техническому состоянию надрессорных балок, подлежащих восстановлению:
Детали должны быть изготовлены по согласованным, Департаментом вагонного хозяйства МПС РФ, чертежам и соответствовать действующей при деповском ремонте нормативно-технической документации.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.