Спосіб відновної обробки зношених кілець підшипників

Винахід відноситься до галузі відновної обробки зношених кільцевих виробів, переважно кілець підшипників для рухливо го поїзда, і може бути використаний в ремонтно-механічних підрозділах по ремонту і відновленню змінних деталей рухливого складу для відновлення внутрішні х розмірів зношених кілець підшипників. Відомий спосіб відновлення зношених кілець залізничних підшипників, що полягає в підготовці поверхні, на яку наносять розчин еластоміра; поверхню очищають металевою щіткою, наждаковою шкуркою до металевого блиску, а потім два чи три рази знежирюють бензином БР-1 і протирають ацетоном; після знежирення і протирання деталь витримують на повітрі 5-10 хвилин для випару з її поверхні знежирюючих рідин, а потім на поверхню внутрішнього кільця підшипника вручну наносять еластомер ГЕН-150(В) Вручну наносять плівку м'якою волосяною кистю, діючи нею в одному напрямку по утворюючій. При цьому наносять еластомер рівномірно по всій поверхні; накладаючи шари паралельно один одному і не допускаючи перекриття їхніх країв і просвітів між ними. При заводському ремонті товщина шару еластомера ГЕН-150(В) не повинна перевищувати 0,1мм Щоб одержати максимально міцні властивості покриття після нанесення еластомера на поверхню деталі і витримки її на повітрі тривалістю 20 хвилин, кільце нагрівають у сушильній шафі, де при температурі 100-120°С деталь витримують тривалістю 1 годину. Процес отвердіння покрить може бути сполучений з нагріванням деталі під гарячий посуд. (Посібник із застосування еластомера ГЕН-150(В) при ремонті локомотивів/ Під. ред. ЛитовченкоМ.П. изд. 3. М.: Транспорт, 1980. - 25с.) Недоліком відомого способу відновлення зношених кілець підшипників є дефіцитність еластомера і велика трудомісткість, викликана необхідністю ретельної підготовки поверхні зношеного кільця. Найбільш близьким по технічній сутності до способу, що заявляється є спосіб відновної термообробки швидкорізального інструмента, що включає заточення зношеної поверхні на глибину лунки зносу і додатковий відпуск шляхом нагрівання й охолодження, причому відпустк після перших з початку експлуатації п'яти заточень здійснюють при температурі Т=(560+10.n) із тривалістю Т=(30-2,25.n), хвилин, де n - кількість заточень (А.с. СРСР №1730181, кл.С21D9/22 опубл. 30 04.92. Бюл. №16); цей спосіб прийнятий як найближчий аналог. Ознаками відомого способу, що збігаються з суттєвими ознаками пропонованого способу є нагрівання й охолодження. Недоліком відомого способу є те, що розміри зношеного виробу не відновлюється тому, що обробка виробу з низьколегованих сталей, наприклад зношених кілець підшипників, призводить до низької твердості внаслідок нагрівання до указаних температур в результаті розпаду мартенситу. В основу винаходу поставлена задача такого удосконалення способу відновної обробки зношених кілець підшипників, що дозволила б відновити розміри зношених кілець до робочих значень з одночасним збереженням твердості за рахунок зміни об'єму кільця шляхом зняття і перерозподілу внутрішніх напружень і розпаду залишкового аустеніту в металі кільця. Поставлена задача вирішується тим, що в способі відновної обробки зношених кілець підшипників, що включає нагрівання й охолодження, відповідно до винаходу перед нагріванням кільця додатково прохолоджують до температури рідкого азоту, а нагрівання здійснюють до температури 130-150°С тривалістю 2-10 годин. Завдяки новим ознакам досягається відновлення розмірів зношеного кільця до робочих із збереженням твердості за рахунок трансформації залишкового аустеніта і перерозподілу внутрішніх напружень. Попереднє охолодження до температури рідкого азоту забезпечує повний розпад залишкового аустеніта з утворенням внутрішніх полей напружень, а наступне нагрівання призводить до перерозподілу напружень. При температурі нагрівання менш 130°С процеси перерозподілу напруг протікають у недостатній мері, що може викликати зміну розмірів у період до монтажу кільця. При температурі нагрівання більш 150°С відбувається зниження твердості кільця на 1-2 одиниці HRC за рахунок розпаду залишкового аустеніту і мартенситу. При тривалості нагрівання менш 2 годин процеси перерозподілу напруг протікають не цілком через недолік часу, що викликає в наступному не контрольовані зміни розмірів кільця. При тривалості витримки більш 10 годин подальшої стабілізації розмірів кілець не настає тому, що при температурах 130-150°С при витримці протягом 10 годин у підшипникових сталях відбувається цілком зняття внутрішніх напружень і стабілізація структури, і отже збільшення тривалості витримки понад це значення недоцільно. Спосіб відбудовної обробки зношених кілець підшипників здійснюють таким чином. Зношене кільце контролюють і на ньому визначають внутрішній посадковий діаметр. Кільце занурюють у ємність з рідким азотом і витримують там до охолодження кільця по всьому перетині. Потім кільце видають на повітря до досягнення їм температури приміщення. Далі роблять нагрівання кільця до температури 130-150°С тривалістю 2-10 години. Після нагрівання кільце прохолоджують на спокійному повітрі до кімнатної температури Потім контролюють внутрішній посадковий діаметр кільця. Додатково може бути проконтрольована твердість. Монтаж кільця в буксовий вузол рухливого складу роблять за прийнятою технологією. Приклад: Спосіб відновної обробки зношених кілець підшипників здійснювали таким чином. Зношене кільце, узяте в цеху по ремонті колісних пар Авдеевского експериментального заводу нестандартизованого устаткування, прохолоджували в рідкому азоті при температурі мінус 196°С протягом 25хвилин з наступним нагріванням до 140°С и витримкою протягом 4 годин. Охолодження проводили в посудині діаметром 240мм і висотою 50мм. Діаметр внутрішнього кільця підшипника вимірювали за допомогою нутромера з індикатором годинного типу з ціною розподілу 0,01мм. За дійсне значення відхилення від номінального діаметра по якому підраховується натяг, прийняли середнє арифметичне значення усіх відхилень, отриманих при вимірі кільця. Результати дослідження показали, що після такого режиму внутрішній діаметр зменшився на 0,02мм і розміри кільця не змінилися протягом 30 днів. Результати зведені в таблицю. Таблиця Допуски до розмірів посадкового діаметра внутрішнього кільця підшипника Максимальний розмір, мм Мінімальний розмір, мм При виготовленні і ревизи в депо Після експлуатації в зношеному стані Після відбудовної обробки 160,017 159,96 160,04 160,005 160,02 159,98 Додатково контролювали твердість зношеного кільця і після відновлення по способі, що заявляється У зношеному стані після експлуатації воно складало 62-63HRC, після відновлення 62-63HRC, тобто твердість збереглася При обробці кільця по способу найближчого аналога з нагріванням до температури 580°С тривалістю 20 хвилин відбувалося значне зниження твердості з 63 до 35HRC, що не припустимо по технічних умовах Після відбудовній обробці розміри посадкового діаметра внутрішнього кільця підшипника збільшуються на 0,01-0,02мм, що не відповідає необхідним умовам.