Спосіб відновлення зношених поверхонь стрілочних переводів

Реферат: UA 120391 U UA 120391 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технології відновлення електродуговим наплавленням зношених в процесі експлуатації залізничних стрілочних переводів, зокрема рамних рейок та гостряків. Відомий спосіб відновлення зношених поверхонь [патент Російської Федерації № 2382695, МПК В23Р 6/00, В23К 9/04. Е01В 31/18], при якому здійснюють зачищення зношеної поверхні до чистого металу, її нагрівання та наплавлення електродуговим методом пошарово на повну глибину зношеної поверхні з перевищуванням номінального розміру поверхні катання рейки на величину припуску та механічну обробку. При цьому при зниженні робочої температури здійснюють додаткове нагрівання, після чого проводять охолодження і механічну обробку відновленої поверхні. Недоліком відомого способу є те, що необхідність додаткового нагрівання приводить до додаткових витрат, що збільшує складність та знижує якість проведення відновлюваних робіт. Крім цього, збільшується час проведення робіт. Також відоме технічне рішення, прийняте як прототип (патент UA 92114), спосіб відновлення зношених поверхонь стрілочних переводів, за яким зношену поверхню зачищають, нагрівають, наплавляють електродуговим методом, після чого охолоджують і здійснюють механічну обробку відновленої поверхні. На ділянці, де знаходиться зношена поверхня, фіксують магнітний захват. Наплавлення здійснюють періодичним поперечним зворотно-поступальним переміщуванням зварювального візка. Процес контролюється модульним блоком мікропроцесорного керування з цифровою обробкою сигналів, який підтримує заданий режим. В зрівнянні з аналогом цей спосіб дає змогу збільшити якість та безпеку відновлення зношених поверхонь стрілочних переводів, а також підвищити строк експлуатації колії за рахунок збільшення зносостійкості відновленої поверхні. Однак недоліками відомого способу слід зазначити недостатню надійність елементів із-за виникнення під час нагрівання значних внутрішніх напруг, які викликають деформування, холодні тріщини і, як наслідок, злам елементів стрілочних переводів. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити технологію ремонту зношених поверхонь стрілочних переводів, а саме збільшити якість, надійність та строк експлуатації рейкової колії. Поставлена задача вирішується тим, що полягає в значному зниженні внутрішніх напруг, збільшенні зносостійкості відновленої поверхні елементів стрілочних переводів. Для досягнення вищевказаного результату в способі відновлення зношених поверхонь стрілочних переводів, за яким зношені поверхні гостряка й рамної рейки стрілочного переводу зачищають, нагрівають, наплавляють електродуговим методом, після чого охолоджують і здійснюють механічну обробку відновленої поверхні, згідно з корисною моделлю, зношені поверхні гостряка й рамної рейки нагрівають до температури, яку підтримують протягом усього часу наплавлення, при цьому наплавлення виконують багатошаровим, а саме накладають буферний та зміцнюючі шари, при цьому матеріал буферного шару має демпферну властивість, причому наплавлення гостряка виконують після наплавлення відповідної рамної рейки, а місце його наплавлення спочатку згинають та фіксують, після чого виконують проковування зміцнюючих шарів усіх наплавлених поверхонь та здійснюють їх Чорнову механічну обробку, крім того, після наплавлення всю наплавлену ділянку стрілочного переводу накривають теплоізолюючим матеріалом для повільного охолодження, при цьому температуру охолодження регулюють за допомогою нагрівача та контролюють протягом всього терміну охолодження, далі виконують чистову механічну обробку та проводять дефектоскопію поверхневого шару відновлених поверхонь стрілочного переводу. Крім того, зношені поверхні гостряка й рамної рейки нагрівають до заданої температури багатофакельним закритим пальником або електричними засобами. У результаті порівняльного аналізу пропонованого способу відновлення зношених поверхонь стрілочних переводів із прототипом установлене, що вони мають наступні загальні ознаки: зношену поверхню гостряка й рамної рейки зачищають; нагрівають; наплавляють електродуговим методом; після чого охолоджують і здійснюють механічну обробку відновленої поверхні; а також відмітні ознаки: зношені поверхні гостряка й рамної рейки нагрівають до температури, яку підтримують протягом усього часу наплавлення; наплавлення виконують багатошаровим, а саме накладають буферний та зміцнюючі шари, при цьому матеріал буферного шару має демпферну властивість; 1 UA 120391 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 наплавлення гостряка виконують після наплавлення відповідної рамної рейки, а місце його наплавлення спочатку згинають та фіксують; виконують проковування зміцнюючих шарів усіх наплавлених поверхонь та здійснюють їх чорнову механічну обробку; після наплавлення всю наплавлену ділянку стрілочного переводу накривають теплоізолюючим матеріалом для повільного охолодження, при цьому температуру охолодження регулюють за допомогою нагрівача та контролюють протягом всього терміну охолодження; виконують чистову механічну обробку; проводять дефектоскопію відновлених поверхонь стрілочного переводу. Таким чином, пропонований спосіб відновлення зношених поверхонь стрілочних переводів має нову операцію, нову послідовність виконання операцій, й нові умови протікання та параметри. Між відмітними ознаками й технічним результатом, який досягається, існує причиннонаслідковий зв'язок. За рахунок того, що місця наплавлення гостряка й рамної рейки перед наплавленням нагрівають спеціальним багатофакельним закритим пальником або електричними засобами і підтримують температуру протягом усього часу наплавлення, досягається більша рівномірність структури наплавлених шарів та більш повільна швидкість охолодження. Завдяки тому, що наплавлення виконують багатошаровим, а саме накладають буферний та зміцнюючі шари, при цьому матеріал буферного шару має демпферну властивість, компенсуються значні внутрішні напруження, запобігається розвиток тріщин в наплавленому секторі, що підвищує надійність та збільшує строк експлуатації відновлених рейок та гостряків. Використання буферного шару з демпферними властивостями забезпечує необхідний зв'язок з основним металом, запобігає водневому розтріскуванню, знижує ефект перемішування, запобігає тріщиноутворенню в наступних міцних шарах, запобігає поширенню тріщин з поверхневого шару в основний метал. Завдяки тому, що наплавлення гостряка виконують після наплавлення відповідної рамної рейки, а місце його наплавлення спочатку згинають та фіксують, забезпечується укриття гостряка біля його вістря, та не відбувається його деформація після закінчення обробки. Завдяки тому, що виконують проковування зміцнюючих шарів усіх наплавлених поверхонь та здійснюють їх чорнову механічну обробку, частково знімаються внутрішні напруження, що запобігає деформації. Завдяки тому, що всю наплавлену ділянку стрілочного переводу накривають теплоізолюючим матеріалом для повільного охолодження, при цьому температуру охолодження регулюють за допомогою нагрівача та контролюють протягом всього терміну охолодження, створюють умови повільного охолодження та недопущення утворення загартованих структур, внутрішніх тріщин та деформацій. Завдяки тому, що виконують чистову механічну обробку та проводять дефектоскопію поверхневого шару відновлених поверхонь стрілочних переводів, стало можливим перевіряти їх на відсутність поверхневих тріщин. Виключення з вищевказаної сукупності ознак хоча б однієї з них не забезпечить досягнення технічного результату. Заявлене технічне рішення не відомо з рівня техніки, тому воно є новим. Технічне рішення, яке заявляється, промислово застосовано, тому що його виконання не представляє технологічних труднощів. Таким чином, пропонованому технічному рішенню може бути представлена правова охорона, тому що воно є новим і промислово застосовано. Суть запропонованого рішення полягає в наступному. Спочатку проводять візуальний контроль і обмір зношених ділянок елементів стрілочних переводів, що потребують відновлення, а потім визначають тип і розміри ушкоджень на цих відновлюваних елементах. Після чого виконують підготовку зношених поверхонь елементів до наплавлення. Виконують механічне зачищення всіх поверхневих дефектів на цих елементах, після чого вже зачищені елементи ретельно перевіряються на відсутність поверхневих тріщин і інших дефектів за допомогою кольорової дефектоскопії. При цьому глибина механічного зачищення не повинна перевищувати 10 мм від поверхні кочення гостряка або рамної рейки. За наявності тріщин і відшарувань глибиною більше ніж 10 мм наплавлення гостряка або рамної рейки заборонено, їх відразу міняють на нові. Далі ці елементи нагрівають спеціальним багатофакельним закритим пальником або електричними засобами (нагрівачем) до розрахункової температури. 2 UA 120391 U 5 10 15 20 25 30 Задану температуру нагрівання підтримуютьпротягом усього наступного процесу наплавлення. Наплавлення зачищених елементів виконують електродуговим методом і здійснюють його багатошаровим, а саме наплавляють спочатку буферний, а потім зміцнюючі шари. При цьому буферний шар виконують із матеріалу, що має демпферну властивість. Наплавлення рамної рейки й гостряка здійснюють послідовно окремими ділянками. Так, наприклад, для буферних шарів застосовують самозахисний порошковий нержавіючий дріт для зварювання та наплавки марганцевистих, зміцнювальних й важко зварювальних сталей, а зміцнюючу наплавку виконують основним самозахисним порошковим дротом для ремонту та наплавки дефектних ділянок рейкових колій або спеціальними покритими наплавочними електродами із накладенням горизонтальних валиків зворотно-ступінчатим способом. Також слід зазначити, що наплавлення гостряка виконується після наплавлення відповідної рамної рейки, а місце його наплавлення спочатку згинають та фіксують за спеціальною схемою для виключення його деформації після закінчення процесу відновлення. Перед наплавленням кожного наступного валика раніше наплавлений метал зачищають від шлаку, та проковують гольчастим відбійником, що одночасно здійснює зміцнення наплавленого металу. Проковку буферного шару не проводять. Після наплавлення кожної ділянки виконують попередню чорнову механічну обробку (шліфування "по гарячому"). Для забезпечення повільного охолодження наплавлених гостряка й рамної рейки для зменшення внутрішніх напружень та запобігання утворення крихких гартівних структур, усі наплавлені ділянки огортають термоволокном. Для здійснення повільного підігріву наплавленого елемента протягом всього часу охолодження використовують газовий або електричний підігрівач. Після охолодження відновлених елементів, виконують остаточну чистову механічну обробку (шліфування) відновлених елементів у розмір. На заключному етапі відновлення елементів виконують контроль їх геометричних розмірів згідно з технічними умовами або стандартами, що регламентують механічні та геометричні параметри гостряка й рамної рейки, за допомогою спеціальних вимірювальних інструментів. Наплавлені елементи повинні бути перевірені на наявність дефектів в зоні наплавлення дефектоскопіюванням. Таким чином, відновлення зношених поверхонь стрілочних переводів відповідно до формули корисної моделі, виключить утворення крихких гартівних структур і мінімізує внутрішні напруги наплавлення, і, як наслідок, збільшить якість, надійність та строк експлуатації колії. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 55 1. Спосіб відновлення зношених поверхонь стрілочних переводів, що включає зношені поверхні гостряка й рамної рейки стрілочного переводу, зачищають, нагрівають, наплавляють електродуговим методом, після чого охолоджують і здійснюють механічну обробку відновленої поверхні, який відрізняється тим, що зношені поверхні гостряка й рамної рейки нагрівають до температури, яку підтримують протягом усього часу наплавлення, при цьому наплавлення виконують багатошаровим, а саме накладають буферний та зміцнюючі шари, при цьому матеріал буферного шару має демпферну властивість, причому наплавлення гостряка виконують після наплавлення відповідної рамної рейки, а місце його наплавлення спочатку згинають та фіксують, після чого виконують проковування зміцнюючих шарів усіх наплавлених поверхонь та здійснюють їх чорнову механічну обробку, крім того, після наплавлення всю наплавлену ділянку стрілочного переводу накривають теплоізолюючим матеріалом для повільного охолодження, при цьому температуру охолодження регулюють за допомогою нагрівача та контролюють протягом всього терміну охолодження, далі виконують чистову механічну обробку та проводять дефектоскопію відновлених поверхонь стрілочного переводу. 2. Спосіб відновлення зношених поверхонь стрілочних переводів за п. 1, який відрізняється тим, що зношені поверхні гостряка й рамної рейки нагрівають до заданої температури багатофакельним закритим пальником. 3. Спосіб відновлення зношених поверхонь стрілочних переводів за п. 1, який відрізняється тим, що зношені поверхні гостряка й рамної рейки нагрівають до заданої температури електричними засобами. 3 UA 120391 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4