一种铁路机车防脱轨轮的制造工艺制造技术

本发明专利技术提供一种铁路机车防脱轨轮的制造工艺，所述防脱轨轮由内向外依次包括内部金属环(24)、中间橡胶层(23)、中间金属层(22)和外部橡胶层(21)，其制造工艺包括如下步骤：第1步，对所述内部金属环(24)、中间金属层(22)分别进行调质热处理；第2步，对内部金属环(24)外表面和中间金属层(22)内、外表面进行喷砂处理；第3步，在内部金属环(24)与中间金属层(22)之间硫化成型中间橡胶层(23)；第4步，在中间金属层(22)外表面硫化成型外部橡胶层(21)。采用本发明专利技术可以有效地提高防脱轨轮的抗摩擦、抗冲击强度，从而在机车车辆自动复轨调整过程中，有效地保证铁路机车防脱轨装置整体的工作可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁路机车防脱轨
，尤其是涉及一种铁路机车防脱轨轮的制造工艺。
技术介绍
现有的铁路机车防脱轨装置如图1所示，主要包括防脱轨轮2、支撑轴3和安装架5，所述的安装架5与车轴6之间组成可相对转动的活动连接，所述支撑轴3通过连接螺栓固定连接在安装架5底部，所述防脱轨轮2与支撑轴3之间通过轴承组成可相对转动的活动连接。所述防脱轨轮2的结构如图2所示，由内向外依次包括内部金属环24、中间橡胶层23、中间金属层22和外部橡胶层21。如图1所示，当铁路机车车辆的车轮7沿着钢轨4正常运行时，其两侧的防脱轨轮2均位于枕梁1下方且与枕梁1之间保持合适的距离。但是，如果铁路机车车辆相对于枕梁1发生一定角度的偏转时，位于铁路机车车辆偏转方向对侧的防脱轨轮2将与枕梁1之间紧接触且相对于枕梁1转动，以保证机车车辆自动复轨且能维持正常运行。在上述的机车车辆自动复轨调整过程中，防脱轨轮2与枕梁1之间会产生强烈的摩擦、冲击作用，而且，防脱轨轮2与支撑轴3之间也会产生强烈的冲击作用，因此，防脱轨轮2本身的机械强度对于机车车辆的防脱轨效果至关重要。如果防脱轨轮2不能承受机车车辆自动复轨调整时的摩擦、冲击作用，将极大地降低机车车辆的防脱轨性能，甚至导致防脱轨功能完全丧失。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种铁路机车防脱轨轮的制造工艺，提高防脱轨轮的抗摩擦、抗冲击强度，以保证铁路机车防脱轨装置整体的工作可靠性。本专利技术要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种铁路机车防脱轨轮的制造工艺，所述防脱轨轮由内向外依次包括内部金属环、中间橡胶层、中间金属层和外部橡胶层，其制造工艺包括如下步骤：第1步，对内部金属环、中间金属层分别进行调质热处理；第2步，对内部金属环外表面和中间金属层内、外表面进行喷砂处理；第3步，在内部金属环与中间金属层之间硫化成型中间橡胶层；第4步，在中间金属层外表面硫化成型外部橡胶层。优选地，所述第1步中，对内部金属环先作调质处理，再对内部金属环内表面进行淬火处理，使内部金属环内表面硬度达HRC58-62。优选地，所述第2步中，采用的喷砂材料为精制石英砂，其理化指标为：SiO2含量为88-99.8％，Fe2O3含量为0.1-0.005％。优选地，所述第2步中，喷砂处理所采用的喷砂气压小于或者等于0.8MPa。优选地，在硫化成型时，硫化温度为170-190℃，硫化时间为280-320s。优选地，在硫化成型时，采用注压硫化工艺，用注压机加压，加压压力为120-150MPa。优选地，所述的中间橡胶层和/或外部橡胶层是以橡胶为基体，在橡胶处于熔融液态时，加入纳米尺度的纤维颗粒填充分散于基体中，经充分混合后再硫化成型。优选地，所述的纤维采用碳纤维。优选地，所述的橡胶采用丁晴橡胶。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：采用本专利技术的制造工艺可以使得铁路机车防脱轨轮的内部金属环、中间橡胶层、中间金属层、外部橡胶层之间的固结强度可靠，且内部金属环、中间金属层的机械强度均得到大幅提升，从而有效地提高了防脱轨轮的抗摩擦、抗冲击强度，在机车车辆自动复轨调整过程中，保证了铁路机车防脱轨装置整体的工作可靠性。附图说明图1为现有的铁路机车防脱轨装置的结构原理图。图2为图1中的防脱轨轮的结构图。图3为本专利技术一种铁路机车防脱轨轮的制造工艺的工艺流程图。图中标记：1-枕梁，2-防脱轨轮，3-支撑轴，4-钢轨，5-安装架，6-车轴，7-车轮，21-外部橡胶层，22-中间金属层，23-中间橡胶层，24-内部金属环。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示的一种铁路机车防脱轨装置，包括防脱轨轮2、支撑轴3和安装架5，所述的安装架5与车轴6之间组成可相对转动的活动连接，所述支撑轴3通过连接螺栓固定连接在安装架5底部，所述防脱轨轮2与支撑轴3之间通过轴承组成可相对转动的活动连接。其中，所述的防脱轨轮2是如图2所示的复合结构，由内向外依次包括内部金属环24、中间橡胶层23以及中间金属层22和外部橡胶层21。所述防脱轨轮2的制造工艺如图3所示，具体包括如下步骤：第1步，对内部金属环24、中间金属层22分别进行调质热处理。由于45钢是中碳结构钢，其机械性能、冷热加工性能都较好，且价格低、来源广，因此，本实施例中的内部金属环24、中间金属层22可以选用45钢锻造成型，并进行调质热处理。具体地：首先，对内部金属环24、中间金属层22进行淬火处理，淬火温度为880℃、890℃或者900℃，一般取上限。采用偏高的淬火温度可以使内部金属环24、中间金属层22加热速度加快，表面氧化减少，有利于提高内部金属环24、中间金属层22的机械强度。为了使内部金属环24、中间金属层22中的奥氏体均匀化，需要对内部金属环24、中间金属层22进行20-25min保温，该保温时间不能过长，以防内部金属环24、中间金属层22中的晶粒过大。然后，考虑到45钢的淬透性低，可先采用浓度为8％、9％、10％、11％、12％的NaCl水溶液对内部金属环24、中间金属层22进行预冷却，当内部金属环24、中间金属层22冷却到180-190℃时，再采取缓冷的方法至自然温度。由于NaCl水溶液的温度难以掌握，须凭经验操作，当NaCl水溶液中的抖动停止时，即可出水空冷或者油冷至自然温度。这样可以有效地防止内部金属环24、中间金属层22在冷却过程中发生工件开裂。所述的内部金属环24、中间金属层22经淬火后，其硬度应达到HRC56-60。最后，对淬火后的内部金属环24、中间金属层22进行高温回火，加热温度通常为560℃、570℃、580℃、590℃、600℃。所述内部金属环24、中间金属层22经回火处理后，其硬度要求为HRC22-34。所述的内部金属环24经调质处理后，再对内部金属环24内表面进行淬火处理，使内部金属环24内表面硬度达HRC58-62，其内孔的表面粗糙度达到Ra1.6。第2步，在对内部金属环24、中间金属层22热处理加工完成后，对内部金属环24外表面和中间金属层22内、外表面进行喷砂处理，通过喷砂喷成毛面，便于中间橡胶层23、外部橡胶层21的硫化成型。上述的喷砂工艺所采用的喷砂材料为精制石英砂，其理化指标为：SiO2含量为88-99.8％，Fe2O3含量为0.1-0.005％，耐火度为1450-1800℃；所采用的喷砂气压不超过0.8Mpa。经过喷砂处理后，所述内部金属环24外表面、中间金属层22内、外表面的表面粗糙度达到Ra50-70，表面清洁度达到Sa3级。第3步，对内部金属环24、中间金属层22喷砂处理完成后，在内部金属环24与中间金属层22之间硫化成型中间橡胶层23。第4步，在中间橡胶层23硫化成型后，再在中间金属层22外表面硫化成型外部橡胶层21。在上述的硫化成型工艺中，采用注压硫化工艺，用注压机加压，加压压力为120-150Mpa，硫化温度为170-190℃，硫化时间为280-320s，硫化温度系数K＝2。所述硫化温度系数K的计算如下：τ1/τ2＝K(t2-t1)/10其中，t1、t2为硫化温度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路机车防脱轨轮的制造工艺，所述防脱轨轮由内向外依次包括内部金属环(24)、中间橡胶层(23)、中间金属层(22)和外部橡胶层(21)，其特征在于：所述防脱轨轮的制造工艺包括如下步骤：第1步，对内部金属环(24)、中间金属层(22)分别进行调质热处理；第2步，对内部金属环(24)外表面和中间金属层(22)内、外表面进行喷砂处理；第3步，在内部金属环(24)与中间金属层(22)之间硫化成型中间橡胶层(23)；第4步，在中间金属层(22)外表面硫化成型外部橡胶层(21)。

【技术特征摘要】
1.一种铁路机车防脱轨轮的制造工艺，所述防脱轨轮由内向外依次包括内部金属环(24)、中间橡胶层(23)、中间金属层(22)和外部橡胶层(21)，其特征在于：所述防脱轨轮的制造工艺包括如下步骤：第1步，对内部金属环(24)、中间金属层(22)分别进行调质热处理；第2步，对内部金属环(24)外表面和中间金属层(22)内、外表面进行喷砂处理；第3步，在内部金属环(24)与中间金属层(22)之间硫化成型中间橡胶层(23)；第4步，在中间金属层(22)外表面硫化成型外部橡胶层(21)。2.根据权利要求1所述的一种铁路机车防脱轨轮的制造工艺，其特征在于：所述第1步中，对内部金属环(24)先作调质处理，再对内部金属环(24)内表面进行淬火处理，使内部金属环(24)内表面硬度达HRC58-62。3.根据权利要求1所述的一种铁路机车防脱轨轮的制造工艺，其特征在于：所述第2步中，采用的喷砂材料为精制石英砂，其理化指标为：SiO2含量为88-99.8％，Fe2O...

【专利技术属性】
技术研发人员：林丽，王刚强，计强，赵素荣，唐培，郭玉春，卢永鑫，彭长福，
申请(专利权)人：中车资阳机车有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51