СПОСОБ ЗАКАЛКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ РЕЛЬСОВ Российский патент 1994 года по МПК C21D9/04 

Изобретение относится к термической обработке металлических изделий и может быть использовано для индукционной закалки железнодорожных рельсов. Наиболее эффективное его использование - для закалки рельсов в процессе ремонтно-восстановительных работ в местах эксплуатации рельсов или их хранения.

Известен способ поверхностной закалки рельсов, включающий нагрев головки рельса до закалочных температур высокочастотным электромагнитным полем индуктирующего проводника и последующее ее охлаждение.

Однако этот способ закалки рельсов является недостаточно эффективным из-за сравнительно небольшой площади разогрева.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса закалки.

Цель достигается тем, что в способе закалки железнодорожных рельсов, включающем нагрев головки рельса до закалочных температур высокочастотным электромагнитным полем индуктирующего проводника и последующее охлаждение, уменьшат зону нагрева головки рельса за счет улучшения локальности указанного высокочастотного электромагнитного поля, для чего его возбуждают за счет индуктирования токовой высокой частоты в линейном проводнике, соединенном с помощью пластин с индуктирующим проводником, причем линейный проводник имеет больший диаметр, чем индуктирующий проводник.

Новизна данного способа состоит и в том, что расстояние между индуктирующим проводником и головкой рельса фиксируют, а нагрев осуществляют непрерывно-последовательно.

Предлагаемый способ отличается и тем, что охлаждение нагретого участка рельса ведут с помощью спрейера, одновременно охлаждающего индуктирующий проводник.

На фиг. 1 представлено устройство, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.

Устройство, реализующее предлагаемый способ закалки железнодорожных рельсов, содержит согласующий трансформатор, состоящий из сердечника 1, первичной обмотки 2, подключенной к источнику 3 тока высокой частоты, и вторичной обмотки, которая состоит из линейного проводника 4, проводящих пластин 5 индуктирующего прводника 6. Линейный проводник 4 соединен с индуктирующим проводником 6 проводящими пластинами 5. Линейный проводник 4 имеет больший диаметр, чем индуктирующий проводник 6. Длина индуктирующего проводника равна ширине головки рельса 7.

Индуктирующий проводник 6 располагают вблизи поверхности головки рельса 7 с наперед заданной величиной зазора между ними. Величину зазора между индуктирующим проводником 6 и поверхностью головки рельса 7 фиксируют посредством пластин 5 и роликов 8, опирающихся на головку рельса 7. Устройство содержит также желоб 9, выполненный в виде спрейера из электроизоляционного материала, со сквозными отверстиями в его теле для протекания по ним охлаждающей жидкости (на чертежах не показана). Отверстия расположены с учетом того, чтобы охлаждающая жидкость создала спрейерное охлаждение как самой головки рельса, так и индуктирующего проводника, предотвращая перегрев последнего. Линейный проводник 4 выполнен с большим диаметром, чем индуктирующий проводник 6.

Предлагаемый спосб осуществляют следующим образом.

Индукционную закалку ведут непосредственно на месте расположения рельса. Перед началом индукционной закалки устройство, реализующее данный способ, устанавливают на рельсе 7, фиксируют заданную величину зазора между индуктирующим проводником 6 и головкой рельса 7. Затем первичную обмотку 2 согласующего трансформатора подключают к источнику 3 тока высокой частоты и пропускают по ней высокочастотный ток. Этот ток индуктирует токи высокой частоты в линейном проводнике 4 и, соответственно, в пластинах 5 и индуктирующем проводнике 6 цепи вторичной обмотки данного трансформатора. Протекая по индуктирующему проводнику 6, высокочастотный ток возбуждает вокруг него высокочастотное электромагнитное поле, которое и воздействует на головку рельса. При этом из-за разности диаметров линейного и индуктирующего проводников 4 и 6, соответственно, плотность токовых линий в них тоже различна.

Индуктирующий проводник 6, имея меньший диаметр, обладает более высокой плотностью линий тока, чем линейный проводник 4 или пластины 5. И высокочастотное электромагнитное поле, возбуждаемое этим индуктирующим проводником 6, обладает большей напряженностью, чем аналогичное поле, возбуждаемое пластинами 5 или линейным проводником 4. Оно и воздействует на головку рельса 7, вызывая в ней вихревые токи, разогревающие ее до закалочных температур. Из-за резкого уменьшения напряженности электромагнитного поля относительно расстояния от возбуждающего его индуктирующего проводника 6 такое поле локально и, следовательно, более эффективно воздействует лишь на головку рельса, вызывая ее разогрев в ограниченной зоне и, практически, не воздействует на какие-либо иные, удаленные от него участки рельса.

Расстояние между индуктирующим проводником 6 и головкой рельса 7 фиксируют и, перемещая индуктирующий проводник 6 вдоль рельса 7, осуществляют непрерывно-последовательный нагрев его головки. Подавая воду на желоб 9, спрейерно охлаждают нагретый участок рельса и одновременно охлаждают индуктирующий проводник.

Таким образом, энергия электромагнитного поля, создаваемого за счет индуктирования токов высокой частоты в линейном проводнике, соединенном с помощью пластин с индуктирующим проводником, и выполнение при этом линейного проводника с большим диаметром, чем индуктирующего проводника, более эффективно используется лишь на нагрев головки рельса, повышая эффективность и самого способа закалки железнодорожных рельсов. (56) Авторское свидетельство СССР N 48413, кл. C 21 D 9/04, 1935.

Использование: закалка железнодорожных рельсов как в производственных цехах, так и в местах расположения рельсов. Сущность изобретения: при индукционном нагреве головки рельса до закалочных температур и последующего охлаждения высокочастотное электромагнитное поле, воздействующее на головку рельса, создают за счет индуктирования токов высокой частоты в линейном проводнике, соединенном с помощью пластин с индуктирующим проводником, причем линейный проводник имеет больший диаметр, чем индуктирующий проводник. Расстояние между индуктирующим проводником и головкой рельса фиксируют и нагрев осуществляют непрерывно - последовательно. При этом охлаждение нагретого участка рельса ведут с помощью спрейера, одновременно охлаждающего и индуктирующий проводник. 2 з. п. ф - лы, 2 ил.

1. СПОСОБ ЗАКАЛКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ РЕЛЬСОВ, включающий нагрев головки рельса до закалочных температур высокочастотным электромагнитным полем индуктирующего проводника и последующее охлаждение, отличающийся тем, что электромагнитное поле создают за счет индуктирования токов высокой частоты в линейном проводнике, соединенном с помощью пластин с индуктирующим проводником, причем линейный проводник имеет больший диаметр, чем индуктирующий проводник. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расстояние между индуктирующим проводником и головкой рельса фиксируют, а нагрев осуществляют непрерывно последовательно. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение нагретого участка рельса ведут с помощью спрейера, одновременно охлаждающего индуктирующий проводник.