ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 296
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Среднюю часть оси, имеющую чисто обработанную поверхность, проверяют так же, как внутренние шейки, применяя жидкую магнитную смесь из неокрашенного порошка по участкам длиной 150-200 мм.Проверку седлообразным дефектоскопом средней части оси, имеющую темную поверхность, производят по участкам длиной 100-150 мм от боковин дефектоскопа с применением жидкой магнитной смеси из неокрашенного порошка, но с предварительным покрытием проверяемой поверхности тонким слоем алюминиевого порошка. Отработавшую магнитную смесь, стекающую с частей оси, не покрытых алюминиевым порошком, и с темных поверхностей, покрытых алюминиевым порошком, собирают в разные ванны.При обработке необработанной средней части тендерных осей их участки, прилегающие к ступицам колесных центров на расстоянии 75-125 мм от ступицы, должны быть зачищены до металлического блеска.Проверку этих участков производят порядком, установленным для внутренних шеек, имеющих чисто обработанную поверхность.2.5 Разработка технологиИ ремонта УЗЛАПри выполнении ремонта осей колесных пар производят сначала определение дефектов и объема работ при помощи неразрушающего контроля и внешним осмотром.Трещины определяют магнитным дефектоскопом и обстукиванием, а скрытые пороки - ультразвуковым дефектоскопом.Из-за заклинивания колесных пар на поверхности катания образуются ползуны и навары.Восстановление гребней вагонных колес наплавкой металла электрической дугой на вращающееся колесо с последующим замедленным охлаждением колеса и механической обработкой наплавленной поверхности и заключается в том, что перед наплавкой нагревают металл обода гребня колеса до температуры (200 - 250oC) с помощью внешнего нагревательного источника и наплавляют подогревающий валик на вершину гребня, при этом наплавку металла выполняют сварочной проволокой с содержанием углерода в 9 - 6,5 раза меньше такого в основном металле, марганца в 0,7 - 1,6 раза больше такого в основном металле и хрома в количестве 0,9 - 1,2%, наплавляемый металл наносят кольцевыми валиками от основания гребня к вершине, наплавку осуществляют при напряжении электрической дуги 30 - 40 В, силе тока 330 - 370 А, скорости наплавки 28 - 32 м/ч, а после наплавки колесо охлаждают в теплоизолированной камере не менее 6 ч до 120oC.Данный способ позволяет восстанавливать вагонные колесные пары только отбракованные из-за износа толщины гребня и не решает проблему восстановления колесных пар, забракованных по толщине обода колеса.
Применить способ восстановления гребней, для восстановления толщины обода колеса не предоставляется возможным, так как работают в разных условиях и требуют разных условий наплавки.Поверхность гребней колеса работает в жестких условиях в основном при вписывании колеса в кривые и при прохождении стрелочных переводов, в то время как поверхность катания постоянно воспринимает ударные нагрузки на стыках рельс, стрелочных переводах, при торможении на спусках и подъемах.Другим недостатком данного способа наплавки гребней обода колеса является сравнительная низкая производительность, наплавка производится одним электродом.Для восстановления поверхности катания колеса и гребня применяют другой способ. Этот способ обеспечивает высокую производительность наплавки при снижении энергозатрат на предварительный подогрев обода, высокое качество наплавки. При таком способе после обточки изношенной поверхности обода колеса подогревают внешним источником тепла при равномерном вращении колеса до температуры не менее 100oC, подбирают сварочную проволоку с содержанием углерода в 0,06 - 0,1%, марганца 0,35 - 2,0%, молибдена 0,5 - 0,7%, хрома 0,9 - 1,25%, ванадия 0,2 - 0,5%.Применяют флюс или комбинацию флюсов с содержанием SiO2 в пределах 33 - 44%, MnO 26 - 38%, CaF2 3,5 - 8,4%, CaO 6,5 - 10,5%, MgO 5,0 - 15,8%, Al2O5 4,5 - 6,6.Наплавку производят при напряжении 28 - 30 В, силе тока 260 - 300 А, скорости вращения колеса один оборот за 8 - 10 мин. Наплавку ведут двумя электродами, расположенными под углом 90o к поверхности наплавки, друг за другом на расстоянии 50 мм и совмещением электродов поперек шва на 1,5 - 2,5 мм.Наплавка производится в такой последовательности: в начале наплавляют вершину гребня, затем наплавляют первый слой на горизонтальный участок поверхности катания от торца к гребню, после остывания до 190oC заплавляют подножие гребня, после чего наплавляют второй слой и заплавку подножия гребня. Затем заканчивают наплавкой рабочей стороны гребня, в случае необходимости, затылочной части гребня; при заплавке подножия гребня и затылочной части гребня используют один электрод.Наплавка поверхности катания вагонного колеса может идти как одновременно двух колес, так и по отдельности в зависимости от экономической целесообразности.Более подробно восстановление поверхности катания вагонного колеса осуществляют следующим образом.
Колесную пару предварительно очищают от грязи и мазута, на колесно-токарном станке снимают верхний слой поверхности гребня обода колеса до получения гладкой поверхности. Затем помещают в электрическую печь, снабженную двумя муфелями, повторяющие конструкцию ободов колес.Для обеспечения равномерного прогрева металла ободов колес колесную пару вращают со скоростью 1,5 - 2 оборота в минуту. Для предотвращения появления микротрещин в наплавленном металле подбирают необходимую температуру предварительного подогрева и обеспечивают условия для равномерного прогрева обода колеса. Исследования показали, что металл с содержанием углерода свыше 0,45% перед наплавкой требуется предварительно подогреть до 100 - 200oC. Учитывая, что в основном металле обода колеса содержится углерода 0,55 - 0,65%, была выбрана температура подогрева не менее 100oC. Снижению температуры предварительного подогрева способствовал выбор сварочной проволоки, содержащей ванадий.Равномерность прогрева обода колеса обеспечивают путем подбора скорости вращения колесной пары (1,5 - 2 оборота в минуту) и мощности электронагревателей муфельной печи.Другим важным фактором, влияющим на качество наплавленного металла является его легирование. Известно, что введение марганца и хрома повышает прочность и пластичность, а молибдена и ванадия улучшает структуру и твердость наплавленного металла. Легирование наплавленного металла осуществляют путем подбора сварочной проволоки и флюса.Известно, что несмотря на кратковременность реакция взаимодействия между шлаком и металлом при дуговой сварке проходит очень энергично, что обусловлено высокими температурами расплавленных металлов и флюса, значительными поверхностями их контакта и относительно большим количеством флюса.При этом происходит вытеснение из шлака в металл одного химического элемента другим, реакция в конечном итоге ведет к обогащению или обеднению металла наплавки теми или иными легирующими элементами.Наплавка поверхности обода колеса сварочной проволокой с содержанием углерода в пределах 0,06 - 0,1%, марганца 0,35 - 2,0%, молибдена 0,5 - 0,7%, хрома 0,9 - 1,25%, ванадия 0,2 - 0,5% является наиболее оптимальной, не сопровождается усложнением технологического процесса и обеспечивает необходимые механические свойства наплавленного металла.В сочетании с выбранной сварочной проволокой наибольшая высокая стойкость против образования трещин и необходимая твердость достигаются при выборе флюса или комбинации флюса с содержанием SiO
2 в пределах 33 - 44%, MnO 26 - 38%, CaF2 3,5 - 8,4%, CaO 6,5 - 10,5%, MgO 5,0 - 15,8%, Al2O3 4,5 - 6,6%.После подбора сварочной проволоки и флюса режимы наплавки должны быть: напряжение 28 - 30 В, сила тока 260 - 300 А и скорость вращения колеса один оборот за 8 - 10 мин.Для повышения производительности наплавки предложено наплавку поверхности катания колеса производить сразу двумя электродами, расположенными на расстоянии друг от друга 50 мм, и под углом 90o к поверхности наплавки и со смещением электродов поперек шва на 1,5 - 2,5 мм. Расстояние между электродами выбрано из условия, чтобы второй электрод успел войти в еще расплавленную ванну первого электрода, смещение электродов поперек шва позволит увеличить ширину наплавки.Затем зажигают последовательно дугу на одном колесе, через 1/4 - 1/2 оборота колесной пары зажигают дугу на втором колесе. После полного оборота колеса, при прохождении дугой места начала наплавки или предыдущего шва осуществляют подъем электродов на 3 - 4 мм и проверяют смещение электродов поперек шва.Наплавку осуществляют в следующей последовательности.В начале наплавляют подогревающий валик на вершину гребня. Подогревающий валик служит также для подогрева остывшего колеса во время установки на стенд и установки защитных колец. Затем наплавляют первый слой на горизонтальный участок поверхности катания, начиная от торца к гребню обода колеса. По окончании наплавки первого слоя дают возможность остынуть ободу колеса до температуры не менее 100oC и заплавляют подножие гребня. После чего наплавляют последующий слой и заплавку подножия гребня. Заканчивают наплавкой рабочей, в случае необходимости и затылочной части гребня, причем при заплавке подножия гребня и затылочной части гребня используется один электрод. Электрод в последнем случае устанавливают с наклоном от вертикали 15 - 20o. При остывании протекают процессы, подобные нормализации металла, обеспечивающие получение физико-механических свойств наплавленного металла, близких к металлу колеса.После наплавки изношенной поверхности катания обода колеса вагонных колес и визуального осмотра наплавленной поверхности колесную пару помещают в термокамеру, охлаждают в течение 4 - 5 ч до температуры не более 65oC.Восстановление изношенных поверхностей катаний обода колеса ряда партий вагонных колес позволили подобрать марки сварочной проволоки и флюса, выбрать режимы наплавки, технологию наплавки двумя электродами, подобрать ее последовательность. Металлографические исследования показали, что наплавленный металл по механическим свойствам соответствует основному металлу обода колеса.
Как показали расчеты, от восстановления одной колесной пары, забракованной по толщине обода колеса, можно получить до 15 млн. руб. экономии. По статистическим данным, ежегодно по толщине обода колеса выбраковывается 25 - 30% колесных пар.При износе поверхности катания колёс или гребней колёсной пары обтачиваются по профилю на колесотокарных станках.При обточке поверхностей катания цельнокатаных колёс снимают наименьшее количество металла, нужное для получения нормального профиля. Обтачивают гребень, поверхность катания и при необходимости внутреннюю грань обода цельнокатаного колеса. Класс шероховатости обработки профиля катания, наружной фаски, гребня и внутренней грани должен соответствовать стандартному эталону чистоты.При обточке колёсных пар надо следить, чтобы внутренняя грань колеса была строго перпендикулярна оси колёсной пары. Наружную грань колеса обтачивают для устранения поверхностных дефектов и неровностей прокатки при условии, что при этом не будут срезаны клейма завода-изготовителя, и ширина обода будет не менее допускаемой.Перед обточкой колёс по профилю обязательно проверяют расстояния от внутренних граней колёс до торцов оси. Разница указанных расстояний у колёсных пар нового формирования и отремонтированных со сменой элементов должна быть не более 3 мм и при выпуске из ремонта – не более 5 мм. Проверку производят шаблоном.Разность диаметров колёс по кругу катания у одной обточенной колёсной пары, овальность и эксцентричность относительно поверхности шейки или подступичной части оси допускается не более 0,5 мм.После обточки колёсной пары расстояние между внутренними гранями ободьев колёс должно быть 1440 мм с отклонениями не более 3 мм в ту или другую сторону, а у колёсных пар с новыми колёсами - 1440 с отклонением в меньшую сторону не более 2 мм и в большую не более 1мм. Разница расстояния между внутренними гранями ободьев колёс в различных точках одной колёсной пары не должна превышать 2 мм.Запрещается выпускать из ремонта и нового формирования колёсной пары с ободом колеса шириной меньше 126 мм или больше 136 мм. У новых колёс наименьшая ширина обода колеса должна быть 128 мм.При обточке колёсных пар необходимо следить, чтобы фаска на наружной грани ободьев колес начиналась на расстоянии 124 мм. от внутренней грани и выполнялась под углом 45 . Обточенные колеса проверяют максимальным шаблоном.
Применить способ восстановления гребней, для восстановления толщины обода колеса не предоставляется возможным, так как работают в разных условиях и требуют разных условий наплавки.Поверхность гребней колеса работает в жестких условиях в основном при вписывании колеса в кривые и при прохождении стрелочных переводов, в то время как поверхность катания постоянно воспринимает ударные нагрузки на стыках рельс, стрелочных переводах, при торможении на спусках и подъемах.Другим недостатком данного способа наплавки гребней обода колеса является сравнительная низкая производительность, наплавка производится одним электродом.Для восстановления поверхности катания колеса и гребня применяют другой способ. Этот способ обеспечивает высокую производительность наплавки при снижении энергозатрат на предварительный подогрев обода, высокое качество наплавки. При таком способе после обточки изношенной поверхности обода колеса подогревают внешним источником тепла при равномерном вращении колеса до температуры не менее 100oC, подбирают сварочную проволоку с содержанием углерода в 0,06 - 0,1%, марганца 0,35 - 2,0%, молибдена 0,5 - 0,7%, хрома 0,9 - 1,25%, ванадия 0,2 - 0,5%.Применяют флюс или комбинацию флюсов с содержанием SiO2 в пределах 33 - 44%, MnO 26 - 38%, CaF2 3,5 - 8,4%, CaO 6,5 - 10,5%, MgO 5,0 - 15,8%, Al2O5 4,5 - 6,6.Наплавку производят при напряжении 28 - 30 В, силе тока 260 - 300 А, скорости вращения колеса один оборот за 8 - 10 мин. Наплавку ведут двумя электродами, расположенными под углом 90o к поверхности наплавки, друг за другом на расстоянии 50 мм и совмещением электродов поперек шва на 1,5 - 2,5 мм.Наплавка производится в такой последовательности: в начале наплавляют вершину гребня, затем наплавляют первый слой на горизонтальный участок поверхности катания от торца к гребню, после остывания до 190oC заплавляют подножие гребня, после чего наплавляют второй слой и заплавку подножия гребня. Затем заканчивают наплавкой рабочей стороны гребня, в случае необходимости, затылочной части гребня; при заплавке подножия гребня и затылочной части гребня используют один электрод.Наплавка поверхности катания вагонного колеса может идти как одновременно двух колес, так и по отдельности в зависимости от экономической целесообразности.Более подробно восстановление поверхности катания вагонного колеса осуществляют следующим образом.
Колесную пару предварительно очищают от грязи и мазута, на колесно-токарном станке снимают верхний слой поверхности гребня обода колеса до получения гладкой поверхности. Затем помещают в электрическую печь, снабженную двумя муфелями, повторяющие конструкцию ободов колес.Для обеспечения равномерного прогрева металла ободов колес колесную пару вращают со скоростью 1,5 - 2 оборота в минуту. Для предотвращения появления микротрещин в наплавленном металле подбирают необходимую температуру предварительного подогрева и обеспечивают условия для равномерного прогрева обода колеса. Исследования показали, что металл с содержанием углерода свыше 0,45% перед наплавкой требуется предварительно подогреть до 100 - 200oC. Учитывая, что в основном металле обода колеса содержится углерода 0,55 - 0,65%, была выбрана температура подогрева не менее 100oC. Снижению температуры предварительного подогрева способствовал выбор сварочной проволоки, содержащей ванадий.Равномерность прогрева обода колеса обеспечивают путем подбора скорости вращения колесной пары (1,5 - 2 оборота в минуту) и мощности электронагревателей муфельной печи.Другим важным фактором, влияющим на качество наплавленного металла является его легирование. Известно, что введение марганца и хрома повышает прочность и пластичность, а молибдена и ванадия улучшает структуру и твердость наплавленного металла. Легирование наплавленного металла осуществляют путем подбора сварочной проволоки и флюса.Известно, что несмотря на кратковременность реакция взаимодействия между шлаком и металлом при дуговой сварке проходит очень энергично, что обусловлено высокими температурами расплавленных металлов и флюса, значительными поверхностями их контакта и относительно большим количеством флюса.При этом происходит вытеснение из шлака в металл одного химического элемента другим, реакция в конечном итоге ведет к обогащению или обеднению металла наплавки теми или иными легирующими элементами.Наплавка поверхности обода колеса сварочной проволокой с содержанием углерода в пределах 0,06 - 0,1%, марганца 0,35 - 2,0%, молибдена 0,5 - 0,7%, хрома 0,9 - 1,25%, ванадия 0,2 - 0,5% является наиболее оптимальной, не сопровождается усложнением технологического процесса и обеспечивает необходимые механические свойства наплавленного металла.В сочетании с выбранной сварочной проволокой наибольшая высокая стойкость против образования трещин и необходимая твердость достигаются при выборе флюса или комбинации флюса с содержанием SiO
2 в пределах 33 - 44%, MnO 26 - 38%, CaF2 3,5 - 8,4%, CaO 6,5 - 10,5%, MgO 5,0 - 15,8%, Al2O3 4,5 - 6,6%.После подбора сварочной проволоки и флюса режимы наплавки должны быть: напряжение 28 - 30 В, сила тока 260 - 300 А и скорость вращения колеса один оборот за 8 - 10 мин.Для повышения производительности наплавки предложено наплавку поверхности катания колеса производить сразу двумя электродами, расположенными на расстоянии друг от друга 50 мм, и под углом 90o к поверхности наплавки и со смещением электродов поперек шва на 1,5 - 2,5 мм. Расстояние между электродами выбрано из условия, чтобы второй электрод успел войти в еще расплавленную ванну первого электрода, смещение электродов поперек шва позволит увеличить ширину наплавки.Затем зажигают последовательно дугу на одном колесе, через 1/4 - 1/2 оборота колесной пары зажигают дугу на втором колесе. После полного оборота колеса, при прохождении дугой места начала наплавки или предыдущего шва осуществляют подъем электродов на 3 - 4 мм и проверяют смещение электродов поперек шва.Наплавку осуществляют в следующей последовательности.В начале наплавляют подогревающий валик на вершину гребня. Подогревающий валик служит также для подогрева остывшего колеса во время установки на стенд и установки защитных колец. Затем наплавляют первый слой на горизонтальный участок поверхности катания, начиная от торца к гребню обода колеса. По окончании наплавки первого слоя дают возможность остынуть ободу колеса до температуры не менее 100oC и заплавляют подножие гребня. После чего наплавляют последующий слой и заплавку подножия гребня. Заканчивают наплавкой рабочей, в случае необходимости и затылочной части гребня, причем при заплавке подножия гребня и затылочной части гребня используется один электрод. Электрод в последнем случае устанавливают с наклоном от вертикали 15 - 20o. При остывании протекают процессы, подобные нормализации металла, обеспечивающие получение физико-механических свойств наплавленного металла, близких к металлу колеса.После наплавки изношенной поверхности катания обода колеса вагонных колес и визуального осмотра наплавленной поверхности колесную пару помещают в термокамеру, охлаждают в течение 4 - 5 ч до температуры не более 65oC.Восстановление изношенных поверхностей катаний обода колеса ряда партий вагонных колес позволили подобрать марки сварочной проволоки и флюса, выбрать режимы наплавки, технологию наплавки двумя электродами, подобрать ее последовательность. Металлографические исследования показали, что наплавленный металл по механическим свойствам соответствует основному металлу обода колеса.
Как показали расчеты, от восстановления одной колесной пары, забракованной по толщине обода колеса, можно получить до 15 млн. руб. экономии. По статистическим данным, ежегодно по толщине обода колеса выбраковывается 25 - 30% колесных пар.При износе поверхности катания колёс или гребней колёсной пары обтачиваются по профилю на колесотокарных станках.При обточке поверхностей катания цельнокатаных колёс снимают наименьшее количество металла, нужное для получения нормального профиля. Обтачивают гребень, поверхность катания и при необходимости внутреннюю грань обода цельнокатаного колеса. Класс шероховатости обработки профиля катания, наружной фаски, гребня и внутренней грани должен соответствовать стандартному эталону чистоты.При обточке колёсных пар надо следить, чтобы внутренняя грань колеса была строго перпендикулярна оси колёсной пары. Наружную грань колеса обтачивают для устранения поверхностных дефектов и неровностей прокатки при условии, что при этом не будут срезаны клейма завода-изготовителя, и ширина обода будет не менее допускаемой.Перед обточкой колёс по профилю обязательно проверяют расстояния от внутренних граней колёс до торцов оси. Разница указанных расстояний у колёсных пар нового формирования и отремонтированных со сменой элементов должна быть не более 3 мм и при выпуске из ремонта – не более 5 мм. Проверку производят шаблоном.Разность диаметров колёс по кругу катания у одной обточенной колёсной пары, овальность и эксцентричность относительно поверхности шейки или подступичной части оси допускается не более 0,5 мм.После обточки колёсной пары расстояние между внутренними гранями ободьев колёс должно быть 1440 мм с отклонениями не более 3 мм в ту или другую сторону, а у колёсных пар с новыми колёсами - 1440 с отклонением в меньшую сторону не более 2 мм и в большую не более 1мм. Разница расстояния между внутренними гранями ободьев колёс в различных точках одной колёсной пары не должна превышать 2 мм.Запрещается выпускать из ремонта и нового формирования колёсной пары с ободом колеса шириной меньше 126 мм или больше 136 мм. У новых колёс наименьшая ширина обода колеса должна быть 128 мм.При обточке колёсных пар необходимо следить, чтобы фаска на наружной грани ободьев колес начиналась на расстоянии 124 мм. от внутренней грани и выполнялась под углом 45 . Обточенные колеса проверяют максимальным шаблоном.