專利名稱：高速機車轉向架懸掛彈簧的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高速機車轉向架的懸掛減振裝置，特別是一種高速 機車轉向架懸掛彈簧的結構，屬于彈簧技術領域。
背景技術：
在高速機車轉向架結構中，軸箱與構架通過導柱、彈性定位套、定 位座、彈簧(外簧)、彈簧(內簧)、調節墊片、支柱環、緩沖墊形成懸 掛結構。作為高速機車減振降噪的關鍵元件——轉向架彈簧，它的性能 的好壞決定運行的安全性、穩定性、舒適性、低噪音等，對列車的性能 起著關鍵作用。轉向架彈簧主要功能為
(1) 支承轉向架、車身和旅客(或貨物)的全部重量。
(2) 確保車軸的撓度能通過軌道曲線而不脫軌。
(3) 緩沖由于軌道不規則對轉向架框架產生的橫向沖擊和車輪對鐵 軌的力。
(4) 緩沖由于軌道不規則對轉向架框架產生的軸向沖擊。
(5) 提供轉向架框架與車軸箱、車輪和車身的連接。
近年來，鐵路運行速度不斷提高，從原來的60km/h提高到200km/h
以上，對轉向架彈簧的制作要求越來越高，傳統的彈簧不能滿足高 速機車的要求。 發明內容
本發明的目的是要克服現有技術的不足，在不改變原有軸箱與構架 之間包括定位座在內的各組件外形尺寸的情況下，提供一種新型的高速 機車轉向架懸掛彈簧。本實用新型的目的是這樣實現的:高速機車轉向架懸掛彈簧，其特 征是設有外彈簧和內彈簧，內彈簧設置在外彈簧管內，外彈簧與內彈簧
螺旋方向相反。內、外彈簧采用的彈簧鋼牌號為52CrMoVGT。其綜合性 能指標優于52CrMoV。內、外彈簧兩端設有扁平支撐圈，彈簧端頭設有
圓弧倒角。
本發明采用高強度材料52CrMoV4GT彈簧鋼，提高彈簧的抗彈力衰 減性能，即提高彈簧抗松弛、蠕變的能力。52CrMoV4GT彈簧鋼的成份、 硬度、力學性能淬透性等指標均達到或超過德國的DIN17221標準，是 高速機車彈簧最佳材料。普通彈簧鋼都是熱軋材，表面脫碳嚴重(脫碳 層單邊約0.10-0. 30)，表面缺陷多(劃痕、折疊、分層、結疤、微裂紋 等)尺寸精度差等，只能做一般普通要求的彈簧，本發明采用剝皮磨光 鋼后克服以上缺點，使彈性性能進一步優化(因為彈力與材徑d4次方 有關系)，彈簧疲勞壽命大大提高(表面粗糙度的改善和去除表面脫碳 層對彈簧的疲勞壽命影響很大)。本發明采用一次加熱(95(TC左右)， 巻繞成形，形變淬火的先進工藝，節約能源50%以上，提高效率30%以 上。本項目以英國進口的設備也采用該先進工藝，巻繞由CNC控制，單 邊脫碳層控制在O. IO以內。科學掌握淬火溫度，加熱時間、回火時間、 冷卻速度等參數。產品測試結果表明，彈簧減少表面脫碳(只有0.10 以內單邊脫碳層)，且晶粒細，可使彈簧的疲勞壽命提高2倍以上，且 減少熱處理的變形。材料在巻制前要進行探傷，并首次采用橫波超聲檢 查。彈簧產品在出廠前也要進行磁粉探傷，有效保證了使用的可靠性。 彈簧進行清理噴丸和強化噴丸，提高表面的壓應力，消除內圈拉應力， 大大提高了彈簧疲勞壽命。
本發明的高速機車轉向架懸掛彈簧與高速機車轉向架配套，設計應 力在動載荷應力條件下達890MPa (國內一般為650MPa)，填補了國內空
白；材料加工依據國際標準，對化學成份、硬度、沖擊韌性等設計出科學指標體系，編制出淬透性特性曲線，并對彈簧的橫向剛度、接觸線長
度(>D/3)作出了嚴格的考核指標，.對原材料采用真空精煉、真空脫 氣方法特制，含氧量《10PPm、含氫量《1.0PPm;產品制造采用表面脫 碳防氧化處理、 一次成型淬火熱處理等先進工藝，表面脫碳層控制在 0. IO腿內，彈簧表面硬度達到HRC45 50 (彈簧芯部與表面硬度之差控 制在3HRC以內)，載荷下高度公差±1%比彈簧的精度、使用壽命得到 大幅度提高；采用彈簧剛度性能專用試驗機、微機數控等先進設備控制 檢測，確保彈簧的橫向剛度公差±15%，軸向剛度公差±5%，達到國際 先進水平(國內相關標準對橫向剛度不作要求)。
國內有高速機車彈簧研究報道，但對彈簧材料進行橫波超聲檢査、 彈簧的接觸線長度超過D/3、疲勞壽命達到400萬次以上且應用于高速 機車上的彈簧產品未見報道，本發明的高速機車轉向架懸掛彈簧，經鐵 道部產品質量檢驗中心檢測，技術性能指標全部達到國際鐵路聯盟UIC 822 0的標準要求，疲勞強度經400萬次試驗無明顯損壞，永久變形為 0.4皿。產品得到了眾多高端客戶的一致好評。
圖l是本發明的結構示意圖； 圖2是本發明安裝于轉向架的結構示意圖； 圖中l外彈簧、2內彈簧具體實施方式
采用鋼牌號為52CrMoVGT的彈簧鋼，其綜合性能指標優于 52CrMoV，制造外彈簧1和內彈簧2，內彈簧2設置在外彈簧1彈簧管內， 外彈簧與內彈簧螺旋方向相反，內、外彈簧兩端設有扁平支撐圈，彈簧
端頭設有圓弧倒角。
權利要求1、一種高速機車轉向架懸掛彈簧，其特征是設有外彈簧和內彈簧，內彈簧設置在外彈簧管內，外彈簧與內彈簧螺旋方向相反。
2、 根據權利要求1所述的一種高速機車轉向架懸掛彈簧，其特征是所 述內、外彈簧兩端設有扁平支撐圈，彈簧端頭設有圓弧倒角。
專利摘要高速機車轉向架懸掛彈簧，由內、外彈簧構成，內彈簧設置在外彈簧管內，外彈簧與內彈簧螺旋方向相反，內、外彈簧采用的彈簧鋼牌號為52CrMoVGT，其綜合性能指標優于52CrMoV。本實用新型采用高強度材料52CrMoV4GT彈簧鋼，提高彈簧的抗彈力衰減性能，即提高彈簧抗松弛、蠕變的能力。材料在卷制前要進行探傷，并首次采用橫波超聲檢查。彈簧產品在出廠前也要進行磁粉探傷，有效保證了使用的可靠性。彈簧進行清理噴丸和強化噴丸，提高表面的壓應力，消除內圈拉應力，大大提高了彈簧疲勞壽命。
文檔編號F16F3/00GK201359044SQ20092003576
公開日2009年12月9日 申請日期2009年3月20日 優先權日2009年3月20日
發明者兵 季, 胡家騂, 路前景, 陳修定 申請人:揚州彈簧有限公司