Способ облагораживания металлической поверхности гребня колесной пары локомотивов

 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Способ характеризуется нанесением дополнительного материала на поверхность гребня, исключающего контакт металлов гребня и рельса. Это достигается посредством послойного формирования по 5-7 мкм общего слоя покрытия с отображением шероховатости специально подготовленной или полученной в процессе обточки поверхности гребня. В результате без перегрева гребня достигается возможность снижения износа гребня с помощью указанного облагораживания неметаллическими материалами или материалами на основе меди. 4 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а более узко к колесным парам локомотивов /электровозов/.

Известен способ облагораживания поверхности гребня колесной пары локомотивов путем подачи на ее поверхность жидкой смазки.

Однако способ облагораживания жидкой смазкой требует ее постоянной подпитки, что ведет к дополнительным затратам, вследствие ее большого расхода на каждый километр пути, и, в конечном итоге, гребень остается без смазки, что ведет к его быстрому износу.

Известен способ облагораживания металлической поверхности гребня колесной пары локомотивов путем непрерывного восстановления поверхностной твердости гребня, например, с помощью плазменного или лазерного облучения ее после переточки гребня на ремонтный размер.

Однако облагораживание плазмой или лазером требует разогрева поверхности гребня колесной пары до высоких температур и ввиду ее точечного воздействия вызывает неравномерное напряжение по кругу бандажа и ведет к ее разрыву.

С целью исключения неравномерных напряжений по кругу гребня колесной пары и снижения износа гребня в способе облагораживания металлической поверхности гребня колесной пары, включающем подготовку поверхности гребня и ее упрочнение, облагораживание осуществляют путем детонационно-газового разгона частиц порошка до скорости 800-1000 м/с, частичное внедрение их в поверхность гребня и послойное по 5-10 мкм формирование облагораживающего слоя на поверхности гребня с отображением первоначальной поверхности или полученной в процессе переточки степени шероховатости ее.

Поставленную цель достигают также за счет исключения подогрева поверхности, но с обработкой /подготовкой/ поверхности гребня с помощью струйно-абразивной обработки ее, создавая развитую поверхность гребня не ниже 2,5 по Шведскому стандарту.

Цель достигают также и тем, что исключают контакт металлов колесной пары и рельсов облагораживая гребень колесной пары частицами порошков керамики металла керметов.

Цель достигают тем, что на поверхность напыленного слоя керамики и металлокерамики наносят слой твердой смазки - покрытия на основе меди, что в свою очередь обеспечивает низкий коэффициент трения пары гребень-рельс в два-пять раз по сравнению с обычной каленой сталью и рельсом. Отраженные в формуле изобретения новые качества полученных когезионных слоев подтверждены экспериментально на образцах, вырезанных из стали 65, прошедших объемную калку в условиях завода-изготовителя.

Для испытаний на машине МИ-1 было произведено напыление различных видов покрытий с различными величинами поверхностной твердости и твердыми смазками, полученными путем напыления бронзовых порошков фирмы Кастолин /Швейцария/ /см. таблицу/.

Как показали испытания, при скорости вращения 340 об./мин, нагрузке 600 H, моменте силы трения 450-400 H·см коэффициент трения был очень низким при трении наружной поверхности ролика с напыленным бронзовым покрытием и оставался практически постоянным во всем диапазоне испытания.

Нами произведено опытное напыление колесной пары тепловоза ЧМЭ, который проходит испытания на Куйбышевской железной дороге при маневрировании на станции Самара.

Кроме того, проведено напыление колесной пары вагона диаметром 820 мм. Показано, что напылительное оборудование, установленное на тельфере, позволяет наносить покрытия на основе меди практически без подготовки после обточки. Затем на покрытия из меди наносили покрытия из керамики, достигая тем самым эффекта облагораживания, исключающего износ гребня и обеспечивающего смазку металлической или керамической поверхности гребня.

Формула изобретения

1. Способ облагораживания металлической поверхности гребня колесной пары локомотивов, включающий подготовку поверхности гребня и ее упрочнение, отличающийся тем, что упрочнение осуществляют путем детонационно-газового разгона упрочняющих частиц или облагораживающих частиц до скорости 800 - 1000 м/с, частичное внедрение их в поверхность и когезионное формирование послойно по 5 - 7 мкм облагораживающего слоя на поверхности гребня с отображением первоначальной или полученной в процессе подготовки степени шероховатости поверхности гребня.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обеспечивают шероховатость поверхности гребня, равную классу чистоты, полученной после обточки гребня или после эксплуатации.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве облагораживающих частиц используют порошки керамических материалов, металлокерамики или сплавы на основе меди.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед нанесением упрочняющих частиц на поверхность гребня наносят слой на основе меди.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что на упрочняющий слой из металлического порошка наносят слой облагораживающего материала из сплава на основе меди, обеспечивающий коэффициент трения пары гребень - рельс в 2 - 5 раз ниже, чем при прямом контакте металлов гребня и рельса.

РИСУНКИ

Рисунок 1