Способ прокатки железнодорожных колес

Способ прокатки железнодорожных колес

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к прокатке железнодорожных: колес, и может быть использовано при изготовлении изделий типа тел вращения. Цель изобретения -- повышение производительности и качества изделий Заготовку прокатьшают по поверхности катания 1 обода колеса с выкаткой гребня и по боковым поверхностям 2, 3. Увеличивают удельное давление нажимных валков 7 и накатывают обод с диском по диаметру. Одновременно снижают удельное давление коренных валков 8 до 0,9.ооО,2 предела упругости Прокатываемого металла при температуре прокатки Удельное давление на внутреннюю поверхность обода 11, 12 увеличивается , повышая скорость раскатки обода и диска колеса, что сокращает время прокатки. Снижение удельного давления коренных валков до 0,9о о оО,2 предела з тругости обеспечивает уменьшение смешения ступицы относительно обода, тем самым повышает точность геометрических размеров колеса. 2 ил. I (Л

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 21 Н 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3957866/23-27 (22) 01. 10.85 (46) 07.12.88, Бюл. У 45 (71) Институт черной металлургии (72) А.И. Иоффе, И.Б. Листопадов, А.Г. Скороход, А.Г. Тармола, М.С. Валетов, И.Г, Тубольцев, М.И. Староселецкий и Н.И. Кияшко (53) 621.735.04(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

3 978991, кл. В 21 H 1/04, 1981. (54) СПОСОБ ПРОКАТКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ

КОЛЕС (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к прокатке железнодорожных колес, и может быть использовано при изготовлении изделий типа тел вращения.

Цель изобретения . — повышение производительности и качества изделий. Заго.Я0„, 1442310 А1 товку прокатывают по поверхности ка» тания 1 обода колеса с выкаткой гребня и по боковым поверхностям 2, 3.

Увеличивают удельное давление нажимных валков 7 и накатывают обод с диском по диаметру. Одновременно снижают удельное давление коренных валков

8 до 0,9...0,2 предела упругости йрокатываемого металла при температуре прокатки. Удельное давление на внутреннюю поверхность обода 11, 12 увеличивается, повышая скорость раскатки обода и диска колеса, что сокращает время прокатки. Снижение удельного давления коренных валков до

0,9...0,2 предела упругости обеспечивает уменьшение смешения ступицы относительно обода, тем самым повышает точность геометрических размеров колеса. 2 ил.

1442310

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к прокатке железнодорожных колес, и может быть использовано при нроиэ5 водстве изделий типа тел вращения.

Цель изобретения — повышение производительности и качества изделий.

На фиг . 1 изображена схема колесопрокатного стана с гидросистемой обжатия обода колеса; на фиг. 2 — график работы гидроцилиндров стана при прокатке заготовок.

Отформованную заготовку задают в колесопрокатный стан и в течение

2,5-3 оборотов прокатывают обод по поверхности 1 катания с выкаткой гребня и боковым поверхностям 2 и 3 при давлении рабочей жидкости в гидроцилиндрах 4 (перемещения каретки 5) 20 и 6 (нажимных вапкон 7), равном 5,56,0 МПа. Затем увеличивают удельное давление нажимных валков 7, подняв давление в .гидроцилиндре 6 до 1214 МПа, и прокатывают обод с диском 25 по диаметру с постоянным давлением в течение 5-6 оборотов. Одновременно с увеличением удельного давления нажимных валков 7 снижают удельное давление коренных валков 8 путем снижения давления в гидроцилиндре 4 коренных валков 8 до величины 2,5-3,0 МПа и сохраняют на этом уровне до конца прокатки колеса, При снижении удельного давления коренных валков 8 проис 35 ходит перераспределение сил в очаге деформации, образованном наклонными

9 и 10 и нажимным 7 валками. Удель-. ное давление на внутреннюю поверхность обода 11, 12 увеличивается, 40 увеличивая скорость раскатки обода и диска колеса, что позволяет сократить на 1-2 с время прокатки, а следовательно, TIoBblcHTb производительность процесса,. Кроме того, отсут- 45 стние обжатий на коренных валках 8 позволяет вести прокатку с равномерными обжатиями на среднем конусе наклонных валков 9 и 10 (так как уменьшается влияние подпора каретки),что способствует получению оптимальных геометрических размеров колеса. Перераспределение давления в гидроцилиндре 4 осуществляется распределителями

13 и 14. После снижения давления в гидроцкпиндре 4 коренных валков 8 до 2,5-3,0 МПа с помощью дросселя 15 удельное усилие деформации металла коренными валками составляет 0,9-0,7 предела упругости прокатываемого материала. При прокатке колес с удельным усилием деформации металла коренными валками 8, большим 0,9 предела упругости прокатываемого материала, вследствие отклонений параметров прокатки и механических свойств материала можно перейти из зоны упругой в зону пластической деформации металла колеса, что приведет к уменьшению обжатия наклонными валками внутренних поверхностей обода и снижению производительности стана, а также к неравномерным обжатиям на средних конусах наклонных валков и, как следствие, снижение точности геометрических размеров колеса.

К концу прокатки удельное усилие деформации снижается до 0,3-0,2 предела упругости за счет понижения скорости прокатки, обусловленного увеличением по мере раскатки обода диаметра колеса. При прокатке колес с удельным усилием деформации металла коренньпчж валками, меньпжм 0,2 предела упругости прокатываемого материала, вследствие колебаний давления в гидроцилиндрах коренных валков и переменных сил трения при пе- . ремещении каретки коренных валков существует опасность потери контакта между валками и прокатываемым колесом, что приведет к потере лоперечной. устойчивости колеса и образованию граней на его поверхности катания . При удельном усилии деформации металла коренными валками, меньшем

0,2 предела упругости прокатываемогс материала, силы трения между валками и поверхностью катания колеса становятся меньше сил инерции, что приводит к проскальзыванию валков относительно колеса и обра.зованию на поверхности катания дефектов н виде пятен. При дости,.:".енин внутренним диаметром обода колеса размера, равного 90-95% от нож напьного, удель. ное давление нажимных валков 7 постепенно, н течение 3-4 оборотов снижают путем уменьшения давления н гидроьуюлиндре 6 до 5,5.-6 МПа.

Окончательную доводку геометрических размеров производят "полировкои", для чего колесо прокатывают в течение 2-2, 5 оборотов при давлении рабочей жидкости в гидрощтлиндре 6 нажимных валков, равном 5,5=-6,0 МПа, Л

14 и в гидролилиндре 4 коренных валков, равном 2,5-3,0 МПа.

Пример. Исходную заготовку из колесной марки стали массой 470 кг нагревали в кольцевой печи до 1260 С, осаживали ня.прессе усилием 20 МН, осуществпяпи осадку и разгонку заготовки в плавающем калибровочном кольце на прессе усилием 50 МН, формировали ступицу и часть прилегающего к ней диска до окончательных размеров, е а обод подготавливали к прокатке в формовочных штампах диаметром 670 мм на прессе усилием 100 MH.

Отформованная заготовка поступала к колесопрокатному стану при 1060 C.

Механизмом загрузки заготовку укладывали на нижний наклонный валок 10 и приемные опоры каретки 5 коренных валков 8. Захваты механизма загрузки выводили из межвалкового пространства, а каретку 5 с коренными валками 8 и нажимные валки 7 при помощи гидроцилиндров 4 и 6 прямого хода подавали до упора в заготовку, верхний наклонный валок 5 опускали на заготовку. За 5-8 мм до контакта верхнего наклонного валка с заготовкой включали электродвигатели приводных линий наклонных валков 9 и 10, которые начинали вращаться с частотой 20 об./мин.

Процесс прокатки колеся ча стане осуществлялся в четыре этапа.

На первом этапе за 3 оборота верхним наклонным валком обжимали заготовку по боковым поверхностям 2 и 3 обода с шириной 173 мм до окончательного размера 142 мм и прокатывали с вытяжкой гребня поверхность 1 катания при давлении рабочей жидкости в гидроцилиндрах 4 и 6 перемещения

1 каретки и нажимных валков, равном

6,0 MIIa. Давление рабочей жидкости в гидроцилиндре перемещения верхнего наклонного валка 9 составляло также

6 МПа. Частота вращения электродвигателей приводных линий в течение первого этапа процесса прокатки изменялась автоматически от 20 до 620 об. /мин и в дальнейшем при прокатке поддерживалась на этом уровне.

На втором этапе фиксировали обод колеса по ширине путем подачи давления рабочей жидкости 16 МПа в гидроцилиндр перемещения верхнего наклонного валка 9 и увеличивали удельное давление нажимных валков 8 на поверхность 1 катания заготовки, подняв

4?310 давление рабочей жидкости в гидроцилиндре 6 до 12 МПа (линия А на фиг. 2), Одновременно с увеличением удельного давления нажимных валков распределитель 13 переключили в нейтральное положение, а распределитель

14 — в рабочее. При этом поршневая полость гидроцилиндра 4 соединялась

10 со сливом через дроссель 15, настроенный на расход рабочей жидкости, большей, чем расход жидкости в линии, соединяющей гидроцилиндр прямого хода каретки с насосно-аккумуляторной

15 станцией стана. По мере раскатки обода колеса жидкость из поршневой полости гидроцилиндра 4 вытеснялась через дроссель 15 в сливную магистраль и давление в гидроцилиндре 4

20 снижалось до 3,0 MIIa (линия В на фиг. 2) и поддерживалось на уровне дросселем 15 до конца прокатки. Снижение удельного давления коренных валков каретки до 0,9-0,7 предела

25 упругости материала колеса приводило к перераспределению сил в очаге деформации, образованном наклонными

9, 10 и нажимны л 7 валками. Удельное давление на внутреннюю поверх30 ность обода 11, 12 увеличилось, что привело к увеличению скорости раскатки обода и -диска колеса и позволило сократить на 2с время раскатки колеса по диаметру. При этом цикл прокатЗ5 ки колеса на стане уменьшился с 36 до 34 с, а производительность процесса прокатки увеличилась на

5,6 абс.X. С указанными параметрами давлений рабочей жидкости в гидро40 цилиндрах 4 и 6 прокатывали за 7 оборотов диск и обод колеса до размера 785 мм.

На третьем этапе постепенно за 3 оборота снижали давление рабочей жид45 кости в гидроцилиндре нажимных валков (линия А на фиг. 2) путем уменьшения давления в гидроцилиндре 6 до

6,0 MIIa. Давление рабочей жидкости в гидроцилиндре 4 каретки коренных

5О валков оставалось на уровне 3,0 МПа.

На четвертом этапе при давлении рабочей жидкости в гидроцилиндрах

4 и 6 нажимных и коренных валков соответственно 6,0 и 3,0 MIIa sa 2 обо55 Рота пРоизводили полировку каПеса с доведением внутреннего диаметра обода до 810 мм. На этом этапе удельное давление коренных валков состав.ляло 0,3-0,2 предела упругости мате1442310

Формула изобретения

12 ф с ь ф

Ъ в м

J b У f2 f5 1 а тчестдо обцютоВ камеа,оо.

Фю.2

Составитель M. Тарлавская

Техред M.Äèäûê Корректор М. Шароши

Редактор В. Данко

Тираж 589 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Заказ 6332/11

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 риала колеса ° По окончании процесса давление рабочей жидкости в гидроцилиндрах прямого хода нажимных 7, коренных 8 (линии А, В на фиг. 2) и верхнего наклонного 9 валков сбрасывалось, и под действием гидроцнлиндров обратного хода, находящихся под постоянным давлением 6,0 МПа,валки стана отводились в исходное положе- 10 ние. Электродвигатели приводных линий стана отключались. Прокатанное колесо при 1030 С механизмом выгрузки подавалось на отводящий рольганг и цикл стана повторялся. 16

В процессе прокатки колес по диаметру каретке сообщали поступательное движение от основного очага деформации, образованного наклонными и нажнмными валками. При обжатии 20 внутренних поверхностей обода колеса наклонными валками в основном очаге деформации усилие деформации коренными валками снижали до 0,9-0,2 предела прочности прокатываемого металла путем дросселирования рабочей жидкости из поршневой полости гидроцилиндра 4 в сливную магистраль и сохраняли их до конца прокатки. Сопоставление результатов обмеров геометрических размеров полученных колес показало, что среднее значение радиального смещения ступицы относительно обода составило 8,4 мм по сравнению с 16,1 мм по известному способу.

Способ прокатки железнодорожных колес из отформованных заготовок на колесопрокатном стане, при котором осуществляют нагрев заготовки, дефор-. мирование заготовки с обжатием боковых и внутренних поверхностей обода колеса в стационарных приводных наклонных валках и поверхности катания с формированием гребня в подвижных неприводных нажимиых и коренных валках, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и качества изделий, в процессе .. обжатия внутренних поверхностей обо" i да к коренным валкам прикладывают удельное усипие деформирования, равное 0,9-0,2 предела упругости прокатываемого металла при температуре прокатки.