Виготовлення литих бокових рам та надресорних балок візків вантажних вагонів

На залізницях колії 1520 мм України застосовуються візки чотиривісних та восьмивісних вантажних вагонів моделей 18-100 і 18-101.

Складовими частинами візків вантажних вагонів є: рама з двох бокових рам та надресорної балки, колісні пари з буксами, на які опираються бокові рами, ресорне підвішування (пружини, фрикційні клини та планки ), деталі гальмівної важільної передачі (важелі, тріангелі з гальмівними башмаками та їхніми підвісками), валики, шайби, шплінти, що з’єднують бокові рами на надресорну балку з деталями гальмівної важільної передачі. Візок моделі 18-101 має сполучену балку.

Сталеві бокові рами та надресорні балки виготовляють з низьколегованої марганцовисто-ванадієвої сталі марки 20ГФЛ (на боковині відливається літери “НЛ”), яка містить С=0,12 % та 2-3 % легуючих елементів.

Технологічний маршрут виготовлення:

Приготування формовочних та стрижневих сумішів;

Відливка рідкого металу;

Формовка;

Розлив металу по формам;

Охолодження відливок;

Вибивка опок;

Обрубка та зачищення відливок;

Термічна обробка;

Механічна обробка;

Контроль якості;

При остаточному прийманні бокових рам їх сортують по базовому розміру між зовнішніми напрямними буксового прорізу (2185⁺⁷_-5 мм) на шість груп з інтервалом 2 мм.

Для зручності підбирання користуються литними приливами на нахиленому поясі рами з її внутрішнього боку, зрубуючи відповідне число шишечок:

Число шишечок 0 1 2 3 4 5

Базовий розмір, мм 2181 2183 2185 2187 2189 2191

Межа витривалості відливок у зонах, що найбільш пошкоджуються, підвищують шляхом створення у цих зонах залишкових напружень, достатніх за величиною та не утворюючих утомлених руйнувань. Це досягається додатковим охолодженням тріщино-небезпечних зон під час нормалізації. Бокові рами зміцнюють також пружно-пластичним деформуванням. Раму навантажують вертикальним навантаженням до межі плинності по зоні буксового прорізу і витримують 5 хв., після чого навантаження знімають. В цій зоні створюються напруження протилежні по знаку робочим напруженням.

4 ТЕХНОЛОГІЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ІНШИХ ЕЛЕМЕНТІВ ВІЗКІВ ВАГОНІВ

4.1 Технологія виготовлення пружин та ресор

Циліндричні гвинтові пружинивиготовляють із кремнієвих ресорно-пружинних сталей 55С2 та 60С2 параметри яких: вуглецю – 0,52 – 0,60 % (55С2) та 0,75 – 0,65% (60С2); кремнію – 1,5 – 2,0 %; марганцю – 0,6 – 0,9 %; хрому не більш 0,3 %; нікелю не більш 0,25 %; міді – не більш 0,2%. Механічні властивості після термообробки: межа плинності – 1177 МПа; тимчасовий опір розриву – 1275 МПа; відносне подовження – 6%; відносне звуження – 30 % (55С2), 25 % (60С2).

Технологія виготовлення пружин передбачає виконання наступних операцій:

Контроль пружинної сталі перед пуском її у виробництво. Контролюють довжину прутків, діаметр та стан поверхні.

Розрізання прутків. Заготівку нарізають у холодному або підігрітому (750 – 900 °С) стані на прес-ножицях або ексцентрикових пресах. Дозволяється прутки діаметром 30 мм та більше розрізати за розміткою газокисневим різанням.

Відтяжка кінців заготівки. Кінці відтягують на молоті або кувальних (обтискуючих ) вальцях. Перед відтяжкою кінці заготівок підігрівають у щільних печах до t° 900-950 °С.

Навивка та загартування. Пружини навивають та загартовують з одного нагрівання заготовки до t° 900-950 °С. в напівметодичній печі. Тривалість нагріву 10-30 хв. У залежності від діаметра прутка заготівки. Навивку нагрітих прутків виконують на спеціальних верстатах. Можуть застосовуватися токарно-гвинторізні верстати, обладнані відповідними пристроями для навивки.

Після навивки виправляють крок витків на калібрувальному пресі, піджимають кінці прутків та перевіряють висоту пружини, а за допомогою кутника визначають перпендикулярність пружини щодо її опорної поверхні по висоті. Потім прутки подають у гартівні барабани. Температура гартування 830-870°С. Гартувальне середовище –вода при температурі 30-40 °С, або в трансформаторному чи веретенному мастилі при температурі не віще 60 °C.

Термообробка. Для поліпшення механічних властивостей та усунення внутрішніх напружень усі пружини після гартування піддають відпущенню у двохзонних конвеєрних печах. При цьому найбільший інтервал між гартуванням та відпущенням припускається не більше 4 год. Температура відпущення повинна бути у межах 480-520 °C. Охолодження у воді, температура при цьому не повинна перевищувати 100 °C або на повітрі у закритому приміщенні. Остаточне деформування знімають після охолодження пружини одноразовим стисканням до зіткнення витків з витримкою 5-8сек.

Механічна обробка. Торці пружин обробляють на лобових та торцевих шліфувально-обдиральних верстатах з охолоджувальною рідиною.

Зміцнення. При серійному виробництві пружини піддають зміцненню – наклепу у спеціалізованому дробометальному пристрої. Після наклепу пружини повинні мати поверхню срібного кольору без зон з чернетками.

Крім дробометного обладнання, застосовується заневолення, що полягає у утримуванні пружин у стиснутому становищі у потоці відповідного часу

(20-40 год.).

Випробування. Виготовлену пружину піддають випробуванню на відсутність залишкових деформувань та прогинів. Під дією пробного навантаження (Р_ст+К_д), пружина стискується двічі, навантаження знімається та заміряють висоту пружин у вільному стані , яка повинна бути незмінна. При випробуванні на прогин, пружину навантажують до робочого навантаження та визначають її прогин f, якій зрівнюють з розрахунковим. Різниця між вимірювальним та розрахованим прогином по відношенню до розрахункового прогину повинна бути у межах +12 ч -8 %

Фарбування. Проводиться опусканням у ванночку з чорною емаллю ПФ-115 або бітумним лаком БТ-577.

Листові ресори виготовляють із смугового прокату жолобчатого прямокутного перетину.

Технологічна схема виготовлення еліптичних ресор приведена нижче:

1) Вхідне контролювання вихідного матеріалу

2) Розрізання заготівок за розміром (прес-ножиці)

3) Обрізання кінців набірних листів по трапеції (прес-ножиці, штампування)

4) Зачищення заусенців після обрізання (верстат для зачищення)

5) Свердлення листів та зенкування отворів у корінних листах (свердлильний верстат, кондуктор)

6) Свердлення та зенкування отворів у наконечниках (свердлильний верстат, кондуктор)

7) Нагрів листів під вигин та гартування. Піч з поштовхом. Температура нагріву 900-950 °C. Година підігрівання 30-35 хв..

8) Вигин та гартування листів одночасно з одного нагріву. Вигинально-гартувальний пристрій. Температура гартування 840-880°С; температура мастила 18-60 °С; година витримування у мастилі 60 сек.

9) Відпущення ресорних листів. Піч. Час відпущення - 35-40хв., температура відпущення 460 °С. Максимальний проміжок між загартуванням та відпущенням 4 год.

10) Контролювання листів після гартування та відпущення твердоміром. Твердість НВ 363-432

11) Зміцнення листів наклепкою дробом. Дробометний апарат. Подача дробі 60-90 ^кг/_хв, діаметр сталевої дробі 0,8-1,2 мм. Листи наклепують з гнутого боку.

12) Підбирання ресорних листів у секцію

13) Складання листів секцій на центрову шпильку. Пневматичний прес

14) Встановлення хомута. Нагрівальна піч. Гідравлічний прес для обтиснення хомута.

15) Випробування секції ресор під навантаженням. Прес.

16) Збирання секції у напівкомплект; підбір комплекту та випробування ресори.