Результат интеллектуальной деятельности: ПОДПЯТНИКОВЫЙ УЗЕЛ ТЕЛЕЖКИ ВАГОНА

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к опорам кузова вагона на тележку, и может быть использовано при ремонте и изготовлении тележек вагона.

Ближайшим прототипом заявляемого решения является подпятниковый узел тележки вагона, включающий подпятник и сталеполимерную вставку, состоящую из стальной сердцевины в форме тарели, имеющую отверстия по всей поверхности, и покрытие, нанесенное после обработки поверхности фосфатирующим составом методом контактного формования пастообразного композита, приготовленного в производственных условиях в виде двух компонентов - смоляной и отверждающей частей, равных по массе и объему (патент RU 2493990 С1).

Недостатками прототипа являются сравнительно длительный цикл нанесения антифрикционного покрытия с применением ручного труда, а также недостаточно высокие прочностные показатели и деформационная теплостойкость покрытия.

Целью заявляемого изобретения является подпятник тележки вагона, содержащий сталеполимерную антифрикционную вставку, состоящую из стальной сердцевины, покрытой эпоксидным композитом, наносимым механизированным способом с использованием двухсоплового краскораспылителя, обеспечивающего повышение в десятки раз производительности труда при нанесении антифрикционного покрытия, возможность нанесения при любых погодных условиях и обладающего комплексом более высоких прочностных показателей и деформационной теплостойкости, что обеспечивает улучшенные эксплуатационные характеристики.

Поставленная цель достигается тем, что стальная сердцевина, обработанная фосфатирующим составом, покрывается антифрикционным составом - эпоксидным композитом, состоящим из двух частей - смоляной части на основе диглицидиланилина (промышленная марка - смола ЭА), с высокой удельной функциональностью (содержание эпоксидных групп 35%, в 1,5 раза выше, чем у наиболее распространенной смолы ЭД-20 или ее зарубежных аналогов), и ускорителя - оксикислоты (молочной, салициловой, лимонной и др.), который практически не взаимодействует со смолой - в количестве от 1 до 5 мас. ч. на 100 мас. ч. смолы, и отверждающей части - аддукта пара-аминобензиланилина с низковязким диглицидиловым эфиром полиэпихлоргидрина, который благодаря высокому стехиометрическому коэффициенту (при 10÷15-кратном избытке от стехиометрии пара-аминобензиланилина), как отвердителя, равному 2,8÷3,0, обеспечивает равенство объемов и массы смоляной и отверждающей частей композита, причем обе части содержат равные количества антифрикционных и одновременно высокопрочных армирующих наполнителей (от 40 мас. ч. до 200 мас. ч. на смоляную и отверждающую части), состоящих из смеси рубленого углеродного волокна длиной от 2 до 30 мм и дисульфида молибдена в соотношении от 15:85 до 95:5, а также малотоксичный растворитель (этилацетат или бутилацетат - в количествах от 3 до 15 мас. ч. на 100 мас. ч. исходной смоляной и отверждающей частей), облегчающий процесс нанесения и испаряющийся при отверждении антифрикционного слоя.

Состав композита и методы его нанесения впервые разработаны авторами как часть заявляемого изобретения.

Пример 1

Получение смоляной части композита

В реактор, снабженный быстроходной мешалкой, загружают 100 масс. ч. жидкой низковязкой эпоксидной смолы - диглицидиланилина (промышленная марка - смола ЭА), затем добавляют последовательно 3 масс. ч. молочной кислоты, 9 масс. ч. растворителя - бутилацетата, 45 масс. ч. дисульфида молибдена и 55 масс. ч. рубленого углеродного волокна марки ВМН-2 длиной 16 мм, и перемешивают 10 минут. Полученный состав упаковывают в герметичную тару.

Получение отверждающей части композита

В другой реактор загружают 780 масс. ч. (из расчета, превышающего стехиометрию в 12 раз) пара-аминобензиланилина (промышленная марка - «бензам АБА»), подогретого до +60°C, затем к нему добавляют 100 масс. ч. диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина (содержащего 27% эпоксидных групп, промышленная марка - смола Э-181) и при перемешивании смесь выдерживают 15 минут, при этом образуется аддукт, к которому добавляют растворитель и наполнитель в тех же соотношениях, что и в смоляной части, т.е. аддукт:растворитель:двухкомпонентный наполнитель 103:9:100. Полученную отверждающую часть также упаковывают в герметичную тару.

Нанесение антифрикционного покрытия

Стальную поверхность перед нанесением антифрикционного композита предварительно обрабатывают фосфатирующим модификатором ржавчины на основе ортофосфорной кислоты марки СФ-1 (ПТУ 212-002-18817747-2001), после чего комплекты, состоящие из двух равных по массе и объему частей, каждый по отдельности перемешивают дрелью с насадкой и заливают два бачка двухсоплового краскораспылителя КРП СО 24А. Далее в течение 2 минут напыляют композит, который смешивается в факеле распыляемого материала (возможен вариант применения краскораспылителя с головкой внутреннего смешения). Нанесенный состав отверждается в течение 6 часов при +20°C. Допустимо отверждение состава в интервале от -5°C до +50°C и в условиях 100% влажности. Краскораспылитель с заполненными бачками может находиться в течение 4-х часов, а процесс нанесения покрытия может прерываться на несколько часов.

Примеры 2-М осуществляют аналогично примеру 1 с изменением параметров и применяемых соотношений в соответствии с таблицей 1. Свойства антифрикционных материалов, полученных по заявляемому способу, приведены в таблице 2.