Способ прокатки железнодорожных колес Советский патент 1993 года по МПК B21H1/04 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии прокатки цельнокатаных железнодорожных колес.

Цель изобретения заключается в том, чтобы уменьшить различие обжатий входным и выходным нажимными валками, входным и выходным коренными валками, обеспечив увеличение обжатия на выходных валках.

Сближение осей пары нажимных валков в процессе прокатки колеса, т.е. сближение зон обжатия наружной поверхности обода нажимными валками и оси прокатки (ось прокатки проходит через плоскость наклонных валков, ось заготовки между парой коренных валков) обеспечивает уменьшение овализгции обода, т.е. его изгиб нажимными валками относительно наклонных валков. Развод осей пары коренных валков в процессе раскатки колеса по диаметру обеспечивает плавное уменьшение обжатия наружной поверхности обода коренными валками, что уменьшает вероятность переполнения гребневого калибра металлов, сохраняет устойчивость положения заготовки в стане (сближение нажимных валков снижаетустойчивость колеса, что компенсируется разводом коренных валков).

На фиг.1 и 2 показана колесная заготовка и схема расположения валков стана перед началом прокатки; на фиг.З - прокатанное колесо и расположение валков в конце прокатки, где обозначены: 1 - колесная заготовка перед прокаткой; 2 - входной - нажимной валок: 3 - выходной - нажимной валок; 4 - обод колесной заготовки; 5 - верхний наклонной валок; 6 - нижний наклонный валок; 7 - входной коренной валок; 8 - выходной коренной валок; 9 - наружная поверхность обода; 10 - обод раскатанного колеса; 11 - межвалковый центр.

(/

С

:00

оо

Ј О

GJ

Сущность данного способа заключается в следующем.

Перед началом прокатки заготовки 1 па- ра нажимных валков 2 и 3 максимально разведены от оси прокатки. При этом обод 4 имеет максимальную толщину Н, поэтому возможность изгиба его в первый период прокатки относительно наклонных валков 5 и 6 минимальна. Коренные валки 7 и 8, наоборот, максимально сближены к оси прокатки, тем самым обеспечивается в первый период прокатки максимальные обжатия наружной поверхности 9 обода 4 и ускоренное выполнение гребня и поверхности катания. С началом прокатки нажимные валки 2 и 3 обжимая наружную поверхность 9 обода 4 плавно(в противном случае в направлении оси прокатки обжатия наружной поверхности 9 обода 4 будут неравномерные и не максимальные, тем самым будет теряться производительность; неравномерность обжатия также приведет еще и к смещению обода относительно ступицы) и симметрично (несимметричное сближение нажимных валков приведет и к смещению оси прокатываемой заготовки с оси прокатки и, как результат, к смещению обода) сближаются между собой. Это сближение достигает своего максимума, т.е. расстояние между осями нажимных валков минимально в самом конце раскатки обода по диаметру. При этом толщина раскатанного обода минимальна (т.е. обод тонкий), но вероятность его изгиба относительно наклонных валков 5 и 6 также минимальна, т.к. нажимные валки 2 и 3 коренные валки 7 и 8 плавно и симметрично разводятся между собой. Если принять сразу расстояние между коренными валками максимальным и постоянным, то в этом случае в первый период прокатки, когда требуются максимальные обжатия для выкатки гребня, обжатия наружной поверхности будут снижены, тем самым будет снижена производительность стана.

Таким образом, использование технологии обжатия наружной поверхности обода - колесной заготовки плавно и симметрично сближающимися нажимными валками и плавно и симметрично разводящимися коренными валками, вместо технологии с сохранением за весь цикл прокатки расстояния между парами нажимных и коренных валков, обеспечивает повышение точности смещения обода относительно ступицы и овальности обода колеса, а также увеличивает производительность стана.

Пример. При изготовлении железнодорожных цельнокатаных вагонных колес

диаметром 950 мм заготовку с наружным диаметром обода 930 мм и его толщиной 130 мм подавали на шестивалксвый колесо-прокатный стан горизонтального типа. После задачи заготовки в стан в межвалковое пространство и непосредственно перед прокаткой нажимные валки были максимально разведены между собой расстояние между их осями равно 320 мм, а коренные валки

сведены - расстояние между их осями равно

700 мм. В процессе прокатки, входной и выходной нажимные валки, обжимая наружную поверхность обода (каждый в среднем 4,5 мм за оборот заготовки), плавно и симметрично сближали между собой и в конце прокатки расстояние между их осями составляло 310 мм, толщина обода прокатанного колеса равна 60 мм, а наружный диаметр его - 970 мм. Во второй период

прокатки - при раскатке обода по диаметру - входной и выходной коренные валки, обжимая наружная поверхность обода (каждый в среднем по 2,0 мм за оборот заготовки) плавно и симметрично разводили и в конце прокатки расстояние между

их осями равнялось 720 мм. При этом смещение обода относительно ступицы не превышало 1,5 мм, овальность обода находилась в пределах 1-2 мм, а цикл прокатки сокращался до 21 с против 24 с на действующих станах.

Эффективность использования данного способа прокатки колес заключается в повышении производительности стана за счет увеличения обжатий выходными валками до уровня обжатия входными валками и снижения брака колес по смещению обода (разно- станность ступицы) и овальности обода

(разнотолщинность обода). Уровень брака снизится по расчетам с 0,5 до 0,1 %.

Формула изобретения Способ прокатки железнодорожных колес, при котором вращающиеся в горизонтальной плоскости колеса обжимают по наружной поверхности обода парой нажимных и парой коренных валков и раскатывают обод и диск по диаметру парой наклонных и

парой нажимных валков, отличающий- с я тем, что в процессе обжатия наружной поверхности обода и раскатки обода и диска по диаметру осуществляют плавное и симметричное сближение осей вращения пары

нажимных валков, с момента начала раскатки обода и диска по диаметру осуществляют плавное и симметричное разведение осей вращения пары коренные валков.

cf

Jff Ј

осб ярокя/пкц

Рьг.2.

сШ

Использование: изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии прокатки цельнокатаных железнодорожных колес. Сущность изобретения: в процессе обжатия наружной поверхности обода и раскатки обода и диска по диаметру осуществляют плавное и симметричное сближение осей вращения пары нажимных валков, а с начала раскатки обода и диска по диаметру одновременно производят плавный и симметричный развод осей вращения пары коренных валков. 3 ил.