Способ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес

,ФС ВТОРО ргии и Все ский инсти мичев ченко арыше ССР23 В 5/О етение отно я частности о ых колес.изобретения - п ров колес и увел Изобрлургии, внодорожнЦельти размености.На фиколеса пфиг. 2 -нения. к чернои метализводству железышение точносчение долговечг. 1 показано ра сле механическ то же, после те иальное сечение обработки; на мического упроч ледующим обосуществляю Способ разом.Заготов фабрикат п стане, кали обработке,олученный полуколесопрокатном ют механической рой боковые поу штампуют, Прокатывают набруют, подвергав процессе кото ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Институт черной металлсоюзный научно-исследователтут вагоностроения(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕЛЬНОКАТАНЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОЛЕС(57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству железнодорожных колес. Цель изобретения - повышение точности размеров колес и увеличение долговечности. Заготовку штампуют, затем прокатывают на колесопрокатном стане, калибруют и подвергают механической обработке. В процессе механической обработки боковые поверхности обода выполняют под углом 0,15 - 0,45 к плоскости, перпендикулярной оси колеса, а в процессе его термического упрочнения удельный расход охладителя, подаваемого с внутренней стороны колеса, устанавливают на 5 - 10 О больше удельного расхода охладителя, подаваемого на наружную сторону. Способ позволяет получать изделия с углом разворота обода, не превышающнм 0,07. 2 табл., 2 ил. верхности (торцы) обода механически обрабатывают под углом а=0,15 - 0,45 к плоскости 1, перпендикулярной оси колеса 2 (фиг. 1). В процессе термического упрочнения на внутреннюю сторону колеса подается охладитель 3 с удельным расходом на 5 - 10 больше, чем удельный расход охладителя 4, подаваемого на наружную сторону (фиг. 2). При этом удельный расход охладителя, подаваемого на наружную поверхность обода, не может быть меньше, чем в способе-прототипе. В противном случае произойдет снижение уровня механических свойств металла обода. Напряжения, развивающиеся в диске колеса, приводят к повороту обода на угол а, при этомповерхности торцов обода становятся параллельными горизонтальной плоскости 1. В известном способе в результате термического упрочнения происходит разворот 5 обода на угол р относительно плоскости, перпендикулярной оси колеса. Таким образом, рассматриваемый способ позволяет ликвидировать или существенно уменьшить такой дефект, как разворот обода.Разворот торцов обода приводит к изменению расстояния между внутренними гранями (торцами) ободов колес у колесной пары при последующих переточках. Вследствие этого при эксплуатации, в частности при прохождении стрелок, на контактных поверхностях между рельсом и колесом возникают повышенные напряжения, вызывающие появление таких дефектов, как локальные срывы металла, задиры, вмятины, царапины и т. п. Таким образом, отклонение торцов и поверхности катания обода колеса от оптимального положения, рассчитанного при разработке конструкций колеса, приводит к уменьшению его срока службы,Диапазон значений угла а=0,15 - 0,45 определяется реальными значениями угла разворота обода после термического упрочнения, которые имеют место в практике колесопрокатного производства. При угле а меньше 0,15 величина устраняемого или уменьшаемого угла разворота обода незначительна и использовать предлагаемый способ нецелесообразно. В то же время на 30 практике не встречаются значения угла разворота обода, для уменьшения которых необходимо брать угол а более 0,45. Для поворота обода на угол 0,15 необходимо увеличение удельного расхода охладителя, подаваемого на внутреннюю сторону колеса 35 на 5 Я; для поворота на угол 0,45 необходимо увеличение удельного расхода на 10 Я Таким образом, диапазон увеличения удельного расхода охладителя определен в соответствив. с диапазоном значений угла а.Пример, Изготовлены две партии колес по известному и предлагаемому способам, В каждой партии 80 колес. По данному способу при механической обработке торцы обода выполнены под углами 0,15; 0,30;0,45 к плоскости, перпендикулярной оси 45 колеса. Увеличение подачи охладителя на внутреннюю боковую поверхность обода соответственно составило 5; 7 5; 1 Оо от удельного расхода. Результаты замеров углов разворота обода приведены в табл. 1.Результаты свидетельствуют, что во всех случаях угол разворота обода не превышает 0,07 при среднем значении 0,05, тогда как у колес, изготовленных по известному способу, средний угол разворота равен 0,25, а максимальный достигает 0,38. Разность расхода охладителя определена экспериментально. При выходе значений разности расхода за пределы оговоренного интервала угол разворота обода возрастает (табл. 2) .Из табл. 2 видно, что угол разворота выше, чем при значениях параметров, приведенных в табл. 1, и следовательно, при выходе значений разности расхода за пределы интервала снижается положительный эффект.Таким образом, использование предложенного способа позволяет по сравнению со способом-прототипом существенно повысить точность размеров колес. Кроме того, за счет увеличения точности геометрических параметров снижается уровень растягивающих напряжений в диске колеса при его эксплуатации, вследствие чего увеличивается долговечность колес.Формула изобретенияСпособ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес, преимущественно с повышенной нагрузкой на ось, включающий штамповку, прокатку, калибровку колеса, механическую обработку и термическую упрочняющую обработку обода колеса с подачей на поверхности обода охладителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности размеров колес и увеличения долговечности, механическую обработку боковых поверхностей обода выполняют под углом 0,15 - 0,45 к плоскости, перпендикулярной оси колеса, а в процессе термической упрочняющей обработки удельный расход охладителя, подаваемого с внутренней стороны обода колеса, устанавливают на 5 - 10 Я больше удельного расхода охладителя, подаваемого на наружную его сторону.1549658 Таблица 1 Способ О, 15 0,30 0,45 57,510 Таблица 2 Угол развоРазность Угол рота, средний, град подачи охладителя, Е 0,07 0,27 0,08 ИзвестныйПредлагаемый123 Увеличение подачи охладителя,7. механическойобработки,град 0,15 О, 15 0,45 0,45 411411 Угол механическойобработки,град Угол разворотаобода (среди./макс.),град. 0,25/0,38 0,02/0,04 0,03/0,05 0,05/0,07Составитель Е. БаранниковРедактор М. Товтин Техред И. Верес Корректор С. ШевкунЗаказ 231 Тираж 463 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101