§ 77. Термическая обработка и механические свойства бандажей

Критерием качества бандажей являются механические свой­ства, определяемые испытанием на растяжение образца, выре­занного из бандажа. Динамическая прочность бандажей опреде­ляется копровой пробой. Весьма условное для цельнокатаных колес испытание на растяжение образца, вырезанного из обода, приобретает для бандажей, подвергаемых закалке погружением, более существенное значение. Это объясняется тем, что такое испытание характеризует как истинное значение механических свойств слоя, из которого вырезан образец, так и механические свойства всего бандажа в целом, характеризующимся сравни­тельно незначительным изменением свойств по сечению. Это в достаточной мере подтверждается проведенным В. А. Кисликом [23] испытанием бандажей различных заводов. Данные испыта­ний, представленные на рис. 270 и 271, заимствованы из указанного источника. Как 'видно из рисунков, значение предела проч­ности изменяется от поверхности бандажа к середине в сторону уменьшения на 3—4 кг/мм и только для бандажей завода им. Андреева — на 5—6 кг/мм2. Еще в меньшей степени изме­няется твердость по Бринелю (на 10—15 ед.) и удлинение (0,5—

0,7%). Более всего изменяется величина относительного сужения—от 6 до 10%.

Рис. 270. Изменение по толщине бандажа: а – предела прочности, б - твердости

Эта неоднородность механических свойств хотя и сказывает­ся на износостойкости бандажей в службе после переточек, по свидетельствует о практической возможности суждения по ре­зультатам испытания разрывного образца о механических свой­ствах бандажа, так как при испытании образец вырезается из слоя, отстоящего па 30 мм от черной поверхности катания, т. е. из слоя, обладающего средними между поверхностью и середи­ной бандажа свойствами.

Рис. 271. Изменение по толщине бандажа:

а – относительное удлинение, б – относительное сужение

В опубликованных литературных источниках последних лет нет подробных сведений о влиянии применяемой в настоящее время термической обработки бандажей на их механические свойства. Известно лишь, что применяемая на наиболее крупных заводах-изготовителях бандажей (Уральский, им. Андреева) термическая обработка путем закалки в воде с последующим отпуском полностью обеспечивает требования ГОСТ 398—41 на бандажи.

Глава XIX отделка бандажей

§ 78. Осмотр и отбраковка бандажей

После термической обработки бандажи подвергаются осмотру и обмеру, целью которых являются проверка соответствия разме­ров бандажей техническим условиям приемки и выявление де­фектов, связанных с качеством литого металла и со всеми стадиями обработки давлением и термической обработки.

На некоторых заводах бандажи подвергаются осмотру и об­меру на двух стадиях технологического процесса (например, за­вод им. Андреева). В этом случае бандажи проверяются до и после термической обработки. Осмотр и обмер до термической обработки позволяют выявить отклонения в некоторых размерах и исправить их до термической обработки.

Исправления до термической обработки могут производиться на прокатном стане и на растяжном прессе. Исправлению под­лежат бандажи, имеющие следующие отклонения от оговоренных стандартом размеров:

а) бандажи с малым внутренним диаметром;

б) бандажи с большим наружным диаметром;

в) вывороченные бандажи;

г) толстые бандажи, исправляемые обточкой.

Для выявления этих отклонений на предварительной стадии осмотра производят соответствующие замеры.

Бандажи с малым внутренним диаметром могут быть исправ­лены на растяжном прессе, если отклонение не превышает 2— 3 мм. При отклонении в 4 мм и более бандажи подвергаются повторной прокатке и растяжке на прессе. В обоих случаях бан­дажи нагреваются до температуры не ниже 950° и поступают на стан или на растяжной пресс.

Бандажи с большим наружным диаметром подвергаются опрессовке в кольцах под прессом горячей правки. Для этого они нагреваются до 1000—1100°, после чего подаются на злектротележку с уложенным на ней кольцом, внутренний диаметр кото­рого соответствует наружному диаметру годного бандажа. Бан­даж накладывается на кольцо и транспортируется к прессу горя­чей правки. На плите пресса бандаж вдавливается в кольцо.

После опрсссовки бандаж удаляется из кольца и передается на термическую обработку.

Вывороченные бандажи после предварительного нагрева до 930—950° правятся на прессе горячей правки или па растяжном прессе.

Бандажи с невыполненным профилем по буртику, углу, или гребню, или имеющие глубокую вырубку могут быть переведены путем прокатки или растяжки на другие размеры.

Таким образом, осмотр до термической обработки полностью оправдывает себя, так как сохраняет бандажи, которые были бы забракованы при окончательном осмотре.

Готовые бандажи осматриваются в вертикальном положении. С этой целью бандажи укладываются в штабель, откуда после «смотра перекатываются в другой штабель. Эти операции не ме­ханизированы и требуют затраты значительного времени и боль­ших площадей. В отдельных случаях находят применение специ­альные стенды для осмотра и бринелирования бандажей.

При обмере проверяются размеры по внутреннему и наруж­ному диаметру бандажей, ширина бандажа и буртика, профиль гребня, овальность, разностенность и перекос бандажа. На бан­дажах, требующих исправления, ставятся соответствующие от­метки.

После осмотра и обмера бандажи подвергаются испытанию под копром по техническим условиям, описанным в § 5. При удовлетворительных копровых испытаниях производится опреде­ление механических свойств. Последним испытанием является бринелирование, т. е. определение твердости бандажей по Бринелю. Необходимость бринелирования регламентируется стандар­том для бандажей определенных групп (глава III). Определяется твердость каждого бандажа.

Принятые контролем ОТК бандажи подвергаются повторной приемке инспекцией МПС.

Бандаж представляет собой тело более простого сечения, чем цельнокатаное колесо. Поэтому получение более точных размеров бандажей легко обеспечивается, если отклонения в весе прошитой заготовки невелики. Нагретые заготовки взвешиваются перед прошивкой, что позволяет с достаточной точностью регу­лировать вес прошитой бандажной заготовки. Учитывая эти обстоятельства, стандарт на бандажи предусматривает допуски, значительно меньшие, чем для цельнокатаных колес.

Для выявления закалочных трещин на заводе им. Андреева все без исключения железнодорожные бандажи подвергаются после термической обработки упругому прогибу со стрелой в 10 мм на гидравлическом вертикальном прессе. На Уральском заводе это испытание не производится.

Все дефекты, выявленные при осмотре бандажей, подвергаются полной или частичной вырубке с целью проверки глубины залегания дефектов.

Допускается вырубка дефектов на поверхности катания, греб­не, внутренней цилиндрической поверхности и в месте зажимного кольца на глубину, не превышающую 80% припуска на механи­ческую обработку. По отношению к чертежному размеру банда­жа в чистом виде допускаются местные продольные вырубки: а) на наружной боковой поверхности глубиной до 7 мм; б) на внутренней поверхности (за исключением гребня)—до 3 мм.

Бандажи, непригодные по размерам или по наличию дефек­тов, отбраковываются или передаются на ремонт. Отремонтиро­ванные бандажи, принимаются после повторного осмотра т об­мера.