CC BY
11Scientific Journal Impact Factor (SJIF 2022=4.63) Passport: http://sjifactor.com/passport.php?id=22230
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПО СНИЖЕНИЮ ИЗЛОМА КРУПНЫХ
СТАЛЬНЫХ ОТЛИВОК ДЛЯ ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОДВИЖНОГО
СОСТАВА
Отабек Тоир угли Нодиржон Учкун Тошниёз угли
Тоиров Каюмжонович Турсунов Рахимов
Ташкентский государственный транспортный университет
АННОТАЦИЯ
В настоящей работе предложена новая концепция по снижению дефектности рам по трещинам за счет выполнения мощных упрочняющих ребер. Утолщенные угловые упрочняющие ребра выполнялись на внутренней стенке отливки. Для этого на центральном стержне в зоне R55 имеющиеся выточки толщиной 4 мм увеличили до 8-9 мм. Показано, что после использования утолщённого ребра избавились от горячих трещин в зоне R55. Предложено инновационные технологические решения по дополнительному рёберному упрочнению в угловых зонах (R55) буксового проема и изменением конструкции литниковой системы с установлением фильтров на всех питателях.
Ключевые слова. Боковая рама, ребро, горячая трещина, сталь марки 20ГЛ, внутренние дефекты, излом.
DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY FOR REDUCING FRACTURE OF LARGE STEEL CASTINGS FOR ROLLING STOCK CAST PARTS
ABSTRACT
In this paper, a new concept is proposed to reduce the defectiveness of frames in cracks due to the implementation of powerful reinforcing ribs. Thickened corner reinforcing ribs were made on the inner wall of the casting. To do this, on the central rod in the R55 zone, the existing grooves with a thickness of 4 mm were increased to 89 mm. It is shown that after using a thickened rib, hot cracks in the R55 zone were eliminated. Innovative technological solutions are proposed for additional rib reinforcement in the corner zones (R55) of the box opening and changing the design of the gating system with the installation of filters on all feeders.
Keywords: Side frame, rib, hot crack, steel grade 20GL, internal defects, fracture.
Scientific Journal Impact Factor (SJIF 2022=4.63) Passport: http://sjifactor.com/passport.php?id=22230
ВВЕДЕНИЕ
Улучшение эксплуатационных и технологических свойств промышленных изделий, повышение технического уровня и качества выпускаемой продукции является одной из основных задач науки и техники. Непрерывное ужесточение требований к надежности работы элементов конструкций заставляет более подробно анализировать конкретные условия их работы. Большинство станков, машин и деталей в процессе эксплуатации подвергаются циклическим нагрузкам. Поэтому проблема выносливости материалов актуальна для железнодорожной, автомобильной, авиационной, судостроительной, станкостроительной, энергетической и других отраслей промышленности.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Основными деталями грузовых вагонов, получаемых методами стального литья, являются боковая рама и надрессорная балка тележки, а также элементы тягового устройства. Наибольшим нагрузкам в процессе эксплуатации подвергается боковая рама тележки. В процессе эксплуатации боковые рамы воспринимают статические и динамические вертикальные нагрузки - от веса вагона, от ударов при прохождении вагоном неровностей пути. Кроме того, испытывают продольные нагрузки от усилия тяги при неравномерном движении состава, усилия при соударении вагонов, а также испытывают воздействие крутящего момента при вписывании вагонов в кривые. При этом основная часть динамических вертикальных нагрузок носит циклический характер, и усталостная прочность боковых рам (способность длительно противостоять воздействию циклических нагружений) является основной характеристикой их эксплуатационной надежности, т.е. напрямую влияет на безопасность движения.
Одна из проблем боковых рам - излом. Во время эксплуатации излом боковой рамы приводит к экономическим потерям и людским жертвам.
При эксплуатации изделий, в том числе рам, наблюдаются в основном два вида излома - хрупкий и усталостный. Основные факторы, способствующие этим изломам: пониженные механические свойства стали; недостатки технологии выплавки и раскисления стали; несовершенство литейной технологии и разливки стали, приводящие к образованию объемных структурных дефектов и повышенному количеству неметаллических включений в стали.Причины излома боковых рам могут быть разными. Например: по причине образования и развития усталостной трещины, внутренние литейные дефекты (усадочные раковины, горячие трещины), термические напряжения, недоливы, волнистость.
Scientific Journal Impact Factor (SJIF 2022=4.63) Passport: http://sjifactor.com/passport.php?id=22230
Основным предотвращением возникновения излома является снижение горячих трещин в стальных отливках, регламентирование содержания вредных примесей в металле и соблюдение температурного интервала разливки.
Горячая трещина это дефект в виде разрыва или надрыва тела отливки усадочного происхождения, возникающего в интервале затвердевания. Она имеет сильную окисленную поверхность (темную).
Причины горячих трещин в отливках возникают из-за:
- неправильной конструкция отливок; неравномерного охлаждения отдельных частей отливки;
- неправильного выбора подвода металла;
- недостаточного питания мест перехода от одного сечения к другому (массивных узлов);
- недостаточной податливости форм и стержней; повышенная температура заливаемого металла;
-повышенное содержание серы, фосфора, водорода и примесей, способствующих появлению легкоплавких соединений.
Анализ факторов образования дефектов показал, что горячие трещины образуются из-за недостаточного упрочняющего воздействия усадочных ребер на внутренних угловых сечениях в зоне R55, а дефекты в виде недолива, неслитины и спая образуются вследствие неудачной конструкции литниковой системы с большой протяженностью каналов и неоптимальный подвод жидкого металла к отливке.
Предложение 1. Увеличить количество утолщенных ребер на первом и четвертом R55 с 3-х до 4-х штук, а на втором и третьем R55 с 4-х до 5-и штук с увеличением толщины упомянутых ребер до 8 мм (рисунок 1).
Рисунок 1 - Схема усиления рёберного упрочнения за счет увеличения числа
угловых ребер
Предложение 2. Удлинить упомянутые ребра по варианту 1 до слияния верхних и нижних ребер и образования скобообразных ребер (рисунок 2).
Scientific Journal Impact Factor (SJIF 2022=4.63) Passport: http://sjifactor.com/passport.php?id=22230
Рисунок 2 - Схема усиления рёберного упрочнения за счет выполнения
скобообразных угловых ребер
Предложение 3. Изменить конструкцию литниковой системы и установить фильтры на всех питателях (рисунок 3).
Рисунок 3 - Измененная конструкция литниковой системы с установлением
фильтров на всех питателях
ВЫВОД
Предложена инновационная технология по снижению излома крупных стальных отливок особо ответственного назначения, используемых для литых деталей подвижного состава железнодорожного транспорта, позволяющая выпускать годную литейную продукцию за счет дополнительного рёберного упрочнения в угловых зонах ^55) буксового проема и изменением конструкции литниковой системы боковой рамы с установлением фильтров на всех питателях, что ведет к равномерному охлаждению отдельных частей, а также позволяет снизить внутренние дефекты и горячие трещины.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУР (REFERENCES)
1. ТУРСУНОВ, Н., & ТОИРОВ, О. Снижение дефектности рам по трещинам за счет изменения конструкции литниковой системы. ВЯ Негрей, ВМ Овчинников, АА Поддубный, АВ Пигунов, АО Шимановский, 162.
Scientific Journal Impact Factor (SJIF 2022=4.63) Passport: http://sjifactor.com/passport.php?id=22230
2. Турсунов, Н. К., & Тоиров, О. Т. (2021). Снижение дефектности рам по трещинам за счёт применения конструкции литниковой системы.
3. Кучкоров, Л. А. У., Турсунов, Н. К., & Тоиров, О. Т. У. (2021). ИССЛЕДОВАНИЕ СТЕРЖНЕВЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ. Orientalrenaissance: Innovative, educational, naturalandsocialsciences, 1(8), 831-836.
4. Тоиров, О. Т., Турсунов, Н. К., Кучкоров, Л. А., & Рахимов, У. Т. (2021). ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН ОБРАЗОВАНИЯ ТРЕЩИНЫ В ОДНОЙ ИЗ ПОЛОВИН СТЕКЛОФОРМЫ ПОСЛЕ ЕЁ ОКОНЧАТЕЛЬНОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ. Scientificprogress, 2(2), 1485-1487.
5. Toirov, O., & Tursunov, N. (2021). Development of production technology of rolling stock cast parts. In E3S WebofConferences (Vol. 264, p. 05013). EDP Sciences.
6. Турсунов, Н. К., Тоиров, О. Т., Железняков, А. А., & Комиссаров, В. В. (2021). Снижение дефектности крупных литых деталей подвижного состава железнодорожного транспорта за счет выполнения мощных упрочняющих рёбер.
7. Турсунов, Н. К., Семин, А. Е., & Котельников, Г. И. (2017). Кинетические особенности процесса десульфурации при выплавке стали в индукционной тигельной печи. Черные металлы, (5), 23-29.
8. Tursunov, N. K., Semin, A. E., &Sanokulov, E. A. (2017). Research of dephosphorization and desulfurization processes in smelting of 20GL steel in an induction crucible furnace with further processing in a ladle using rare earth metals. Chern. Met., 1, 33-40.
9. Турсунов, Н. К., Сёмин, А. Е., &Санокулов, Э. А. (2017). Исследование в лабораторных условиях и индукционной тигельной печи вместимостью 6 тонн режимов рафинирования стали 20 ГЛ с целью повышения ее качества. Тяжелое машиностроение, (1-2), 47-54.
10. Семин, А. Е., Турсунов, Н. К., &Косырев, К. Л. (2017). Инновационное производство высоколегированной стали и сплавов. Теория и технология выплавки стали в индукционных печах.
11. ^irov, B. Т., Jumaev, Т. S., &Toirov, O. T. (2021). OBYEKTLARNI TANIB OLISHDA PYTHON DASTURIDAN FOYDALANISHNING AFZALLIKLARI. Scientificprogress, 2(7), 165-168.
12. Турсунов, Н. К. (2022). ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАФИНИРОВАНИЯ СТАЛИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА. Лучший инноватор в области науки, 1(1), 667-673.
Scientific Journal Impact Factor (SJIF 2022=4.63) Passport: http://sjifactor.com/passport.php?id=22230
13. Toirov, O. T., Tursunov, N. Q., &Nigmatova, D. I. (2022, January). Reduction of defects in large steel castings on the example of "Side frame". In International Conference on Multidimensional Research and Innovative Technological Analyses (pp. 19-23).
14. Toirov, O. T., Tursunov, N. Q., Nigmatova, D. I., &Qo'chqorov, L. A. (2022). Using of exothermic inserts in the large steel castings production of a particularly. Web of Scientist: International Scientific Research Journal, 3(1), 250-256.
15. Турсунов, Н. К., Уразбаев, Т. Т., & Турсунов, Т. М. (2022). МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОМПЛЕКСНОГО РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ МАРКИ 20ГЛ С АЛЮМИНИЕМ И КАЛЬЦИЕМ. Universum: технические науки, (2-2 (95)), 20-25.
16. Турсунов, Н. К., Турсунов, Т. М., &Уразбаев, Т. Т. (2022). ОПТИМИЗАЦИЯ ФУТЕРОВКИ ИНДУКЦИОННЫХ ПЕЧЕЙ ПРИ ВЫПЛАВКЕ СТАЛИ МАРКИ 20ГЛ. ОБЗОР. Universum: технические науки, (2-2 (95)), 13-19.
17. Турсунов, Н. К. (2021). Обоснования требований к сталям ответственного назначения, используемым в железнодорожном транспорте.
18. Турсунов, Н. К. (2021). Повышение качества стали, используемой для изготовления литых деталей подвижного состава, за счет применения модификаторов.
19. Турсунов, Н. К. (2021). Повышение качества стали за счёт применения редкоземельных металлов.
20. Турсунов, Н. К. (2021). Исследование и совершенствование режимов рафинирования стали в индукционных печах с целью повышения качества изделий.
