Способ упрочнения накатыванием радиусной поверхности шкворня локомотива и устройство для его осуществления Российский патент 2021 года по МПК C21D7/04 B24B39/00 

Изобретение относиться к области изменения физических свойств поверхности деталей из металла, например шкворня локомотива, путем деформации.

Известен способ упрочняющего накатывания детали, по которому производят упрочнение нагруженной вдоль оси детали, имеющей перпендикулярно своей оси канавку с минимальным радиусом кривизны, при котором канавку упрочняюще накатывают по множеству расположенных рядом друг с другом вдоль оси нагрузки дорожек, причем каждая дорожка захватывает канавку только частично. (Патент РФ №2128109, МПК В24В 39/00, C21D 7/04, В21Н 7/16, В21Н 5/02, опубл. 27.03.1999).

Недостатком указанного способа является возможность его применения только при упрочении канавок деталей, а также усложнение конструкции устройства за счет необходимости установки роликов на разных уровнях, а в случае применения одного ролика усложнение технологии выполнения упрочнения за счет увеличения количества проходов ролика по множеству дорожек.

Известно устройство для накатывания на станках, содержащее накатную головку с закрепленными посредством оси роликом, соединенную с державкой, выпаленной в виде бруска, одна сторона которой имеет паз, а другая сторона выполнена с возможностью закрепления в резцедержателе станка. (Патент РФ №2517081, МПК В24В 39/00, В23Р 9/02, опубл. 27.05.2014)

Недостатком указанного устройства является его сложность, а также обязательное использование станка, что значительно ограничивает область его применения.

Техническим результатом изобретения является упрочнение накатыванием радиусной поверхности шкворня локомотива, позволяющее снизить трудозатраты на выполнение упрочнения, а также повысить технологичность выполнения работ.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве упрочнения накатыванием радиусной поверхности шкворня локомотива, включающем накатную головку с роликами и силовой элемент для создания усилия прижатия роликов к обрабатываемой поверхности, силовой элемент выполнен в виде пружины, размещенной в корпусе, установленном на пластину с колесами для перемещения с помощью проушин, размещенных в верхней части корпуса, снизу пластины предусмотрены опоры для фиксации упомянутого устройства на опорной поверхности, пружина поджата к пластине через направляющую винтом, выполненным с возможностью вращения приводом, соединенным с винтом, причем винт соединен с накатной головкой с приводом накатной головки для ее вращения, на накатной головке установлены ролики, количество которых выбирается для обеспечения центрирования устройства на накатываемой поверхности шкворня, а для контроля перемещения винта и направляющей установлена линейка, прикрепленная в верхней части корпуса между проушинами.

Также указанный технический результат достигается тем, что в способе упрочнения накатыванием радиусной поверхности шкворня локомотива с использованием устройства, локомотив устанавливают на технологических стойках или домкратах, упомянутое устройство размещают под шкворнем локомотива, накатную головку устройства вращением привода винта поднимают до соприкосновения роликов с упрочняемой поверхностью шкворня, наносят смазочно-охлаждающее технологическое средство на накатываемую радиусную поверхность шкворня, вращением привода винта обеспечивают усилие прижатия роликов посредством сжатия пружины, при этом осуществляют контроль перемещения направляющей и винта с помощью линейки, прикрепленной в верхней части корпуса между проушинами, и неоднократно с необходимым усилием проводят обкатку упомянутыми роликами радиусной поверхности шкворня локомотива, причем усилие прижатия роликов выбирают с учетом геометрии поверхности шкворня, увеличение усилия прижатия роликов проводят в несколько этапов, на последнем этапе выполняют расчетное количество оборотов накатной головки для получения поверхностно пластической деформации материала шкворня, количество роликов выбирают из условия обеспечения центрирования устройства на накатываемой поверхности шкворня локомотива.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображено устройство упрочнения накатыванием радиусной поверхности шкворня локомотива (далее по тексту - устройство).

Устройство состоит из накатной головки 1 с роликами 2, пружины 3, размещенной в корпусе 4, установленном на пластину 5 с колесами 6. В верхней части корпуса 4 размещены проушины 7. Снизу пластины 5 предусмотрены опоры 8, пружина 3 поджата к пластине 5 через направляющую 9 винтом 10, выполненным с возможностью вращения приводом 11. Винт 10 соединен с накатной головкой 1 с приводом 12 накатной головки 1. Для контроля перемещения винта 10 и направляющей 9 предусмотрена линейка 13, прикрепленная в верхней части корпуса 1 между проушинами 7.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом: тепловоз размещают на технологических стойках или домкратах. Устройство перемещают с помощью пластины с колесами и проушин и устанавливают под шкворнем. Фиксируют устройство на опорной поверхности с помощью опор, прикрепленных снизу пластины. Накатную головку устройства вращением привода винта поднимают до соприкосновения роликов с упрочняемой поверхностью шкворня. Количество роликов выбирают из условия обеспечения центрирования устройства на упрочняемой поверхности шкворня. Наносят смазочно-охлаждающее технологическое средство на накатываемую поверхность. Вращением привода винта создают усилие прижатия роликов путем сжатия пружины и одновременного контроля перемещения направляющей и винта с помощью линейки, прикрепленной в верхней части корпуса между проушинами. Увеличение усилия прижатия проводят в несколько этапов, при этом на каждом этапе выполняют по несколько оборотов накатной головки. На последнем этапе выполняют расчетное количество оборотов накатной головки для получения поверхностной пластической деформации материала шкворня локомотива.

Группа изобретений относится к устройству и способу упрочнения накатыванием радиусной поверхности шкворня локомотива. Устройство содержит накатную головку с роликами и силовой элемент для обеспечения усилия прижатия роликов к обрабатываемой поверхности. Силовой элемент выполнен в виде пружины, размещенной в корпусе, установленном на пластину с колесами для перемещения с помощью проушин, размещенных в верхней части корпуса. Снизу пластины выполнены опоры для фиксации упомянутого устройства на опорной поверхности, пружина поджата к пластине через направляющую винтом. Винт соединен с накатной головкой с приводом накатной головки для ее вращения. Упомянутый способ характеризуется тем, что локомотив устанавливают на технологических стойках или домкратах, упомянутое устройство размещают под шкворнем локомотива, накатную головку с роликами вращением привода винта поднимают до соприкосновения роликов с упрочняемой поверхностью шкворня. Наносят смазочно-охлаждающее технологическое средство на накатываемую радиусную поверхность шкворня, вращением привода винта обеспечивают усилие прижатия роликов накатной головки посредством сжатия пружины. Усилие прижатия роликов выбирают с учетом геометрии поверхности шкворня, увеличение усилия прижатия роликов проводят в несколько этапов. На последнем этапе выполняют расчетное количество оборотов накатной головки для получения поверхностно пластической деформации материала шкворня. Обеспечивается упрочнение накатыванием радиусной поверхности шкворня локомотива, позволяющее снизить трудозатраты на выполнение упрочнения, а также повысить технологичность выполнения работ. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для упрочнения накатыванием радиусной поверхности шкворня локомотива, включающее накатную головку с роликами и силовой элемент для создания усилия прижатия роликов к обрабатываемой поверхности, отличающееся тем, что силовой элемент выполнен в виде пружины, размещенной в корпусе, установленном на пластину с колесами для перемещения с помощью проушин, размещенных в верхней части корпуса, снизу пластины предусмотрены опоры для фиксации упомянутого устройства на опорной поверхности, пружина поджата к пластине через направляющую винтом, выполненным с возможностью вращения приводом, соединенным с винтом, причем винт соединен с накатной головкой с приводом накатной головки для ее вращения, на накатной головке установлены ролики, количество которых выбрано для обеспечения центрирования устройства на накатываемой поверхности шкворня, а для контроля перемещения винта и направляющей установлена линейка, прикрепленная в верхней части корпуса между проушинами.

2. Способ упрочнения накатыванием радиусной поверхности шкворня локомотива с использованием устройства по п.1, характеризующийся тем, что локомотив устанавливают на технологических стойках или домкратах, упомянутое устройство размещают под шкворнем локомотива, накатную головку упомянутого устройства вращением привода винта поднимают до соприкосновения роликов с упрочняемой поверхностью шкворня, наносят смазочно-охлаждающее технологическое средство на накатываемую радиусную поверхность шкворня, вращением привода винта обеспечивают усилие прижатия роликов накатной головки посредством сжатия пружины, при этом осуществляют контроль перемещения направляющей и винта с помощью линейки, прикрепленной в верхней части корпуса между проушинами, и неоднократно с необходимым усилием прижатия проводят обкатку упомянутыми роликами радиусной поверхности шкворня локомотива, причем усилие прижатия роликов выбирают с учетом геометрии поверхности шкворня, увеличение усилия прижатия роликов проводят в несколько этапов, на последнем этапе выполняют расчетное количество оборотов накатной головки для получения поверхностно пластической деформации материала шкворня, количество роликов накатной головки выбирают из условия обеспечения центрирования упомянутого устройства на накатываемой радиусной поверхности шкворня локомотива.