Obrabotka Metallov 2015 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (67) 2015 17 ТЕХНОЛОГИЯ УДК 621.785:629.46 УПРОЧНЕНИЕ ФРИКЦИОННОГО КЛИНА ВАГОННОЙ ТЕЛЕЖКИ В.Г. ЩУКИН, канд. физ.-мат. наук В.В. МАРУСИН , доктор физ.-мат. наук, профессор ( ИТПМ СО РАН, г. Новосибирск ) Поступила 11 марта 2015 Рецензирование 11 апреля 2015 Принята к печати 4 мая 2015 Марусин В.В. – 630090, г. Новосибирск, ул. Институтская, 4/1, Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, e-mail: marusin@itam.nsc.ru Разработан технологический процесс упрочнения клина вагонной тележки, изготовленного из серого чу- гуна марки СЧ18, с помощью высокоэнергетической индукционной обработки. Источником энергии служит высокочастотный генератор ВЧГ 5-60/0,066 мощностью 60 кВт. Процесс упрочнения включает в себя ин- дукционный нагрев вертикальной поверхности клина и последующую закалку при полной водяной завесе зоны нагрева. Толщина упрочненного слоя с твердостью выше 57 HRC достигает 3,5 мм. По разработанной технологии произведена опытная партия изделий, которая успешно прошла ходовые ресурсные испытания на испытательном полигоне железнодорожного транспорта в г. Щербинка. В ходе испытаний при нормативном пробеге не менее 500 тыс. км фактический пробег составил более 1 млн км. При этом допускаемые величины износа фрикционных клиньев не превышены, а коэффициент относительного трения фрикционных гасите- лей колебаний соответствует нормативу. Ключевые слова: высокоэнергетический индукционный нагрев, клин вагонной тележки, упрочнение. DOI: 10.17212/1994-6309-2015-2-17-23 Введение Фрикционный клин узла гашения колебаний тележки грузового вагона является важнейшим элементом конструкции, от работоспособности которого зависит длительность безремонтной эксплуатации подвижного состава [1]. Иссле- дования, направленные на совершенствование тележек грузовых вагонов и их компонентов, являются актуальными и вытекают из первооче- редных задач, стоящих перед железнодорожным транспортом. Базовая конструкция этих узлов практически остается неизменной в течение по- следних десятилетий [2, 3]. Задача повышения износостойкости рабочей поверхности фрикци- онного носителя колебаний (клина) тележек ва- гонов является актуальной и обеспечивает рез- кое повышение ресурса работы вагона в целом. Основное внимание исследователей направ- лено на разработку новых материалов путем оп- тимизации химического состава, улучшение фи- зико-механических и трибологических свойств, совершенствование конструкции, а также про- гнозирование работы фрикционного клина узла гашения колебаний в различных условиях экс- плуатации [4]. Неудовлетворительная эксплуатационная стойкость рабочих поверхностей фрикционных клиньев, изготовленных из серых чугунов (ма- рок СЧ18, СЧ25, СЧ35), связана в первую оче- редь с их недостаточной твердостью. В связи с этим внимание специалистов направлено на не- сколько путей решения задачи повышения экс- плуатационной стойкости. 1. Изготовление всего клина из материалов с повышенной твердостью. 2. Упрочнение рабочих поверхностей клина. 3. Комбинированные методы, объединяющие способы п. 1 и 2. Так, рядом авторов предлагается замена ос- новного материала клина на высокопрочные чугуны с шаровидным графитом (ВЧ60, ВЧ70 и