SU1442310A1 - Способ прокатки железнодорожных колес - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, а именно к прокатке железнодорожных: колес, и может быть использовано при изготовлении изделий типа тел вращени . Цель изобретени  -- повышение производительности и качества изделий Заготовку прокатьшают по поверхности катани  1 обода колеса с выкаткой гребн  и по боковым поверхност м 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 увеличиваетс , повыша  скорость раскатки обода и диска колеса, что сокращает врем  прокатки. Снижение удельного давлени  коренных валков до 0,9о о оО,2 предела з тругости обеспечивает уменьшение смешени  ступицы относительно обода, тем самым повышает точность геометрических размеров колеса. 2 ил. I (Л

Description

4; 4

to

ОО

предела упругости прокатываемого tm- териала. При прокатке колес с удельным усилием деформации металла коренными валками 8, бапыиим 0,9 предела упругости прокатываемого материала, вследствие отклонений параметров прокатки и механических свойств материала можно перейти из зоны упру 14Д231С )

Изобретение относитс  к области обработки металлов давлением, а именно к прокатке железнодорожных колес, и может быть использовано при производстве изделий типа тел вращени .

Цель изобретени  - повышение производительности и качества изделий.

На фиг о 1 изображена схема колесопрокатного стана с гидросистемой об- Q гой в зону пластической деформаи ти жати  обода колеса; на фиг, 2 - гра металла колеса, что приведет к умень- фик работы гидрО1шлиндров стана при шению .обжати  наклонными валками прокатке заготовок,внутренних поверхностей обода и сниОтформованную заготовку задают в колесопрокатный стан и в течение 55 2,5-3 оборотов прокатывают обод по поверхности 1 катани  с выкаткой гребн  и боковым поверхност м 2 и 3 при давлении рабочей жидкости в гидроцилиндрах 4 (перемещени  каретки 5) 20 деформащш снижаетс  до 0,3-0,2 пре и 6 (нажимных вапков 7), равном 5,5- дела упругости за счет понижени  6,0 МПао Затем увапичивают удельное скорости прокатки, обусловленного

увелкчегшем по мере раскатки обода диаметра колеса. При прокатке колес с удельным усилием деформации металла коренными валками, меныпим 0,2 предехса упругости прокатываемого материала , вследствие колебаний давлени  в гидроцилиндрах коренных валков и переменных сил трени  при перемещении каретки коренных валков

жению производительности стана, а также к неравномерным обжати м на средних конусах наютонных валков и, как следствие, снижение точности геометрических размеров колеса,

К концу прокатки удельное усилие

25

давление нажимных валков 7, подн в давление в -гидротщлиндре 6 до 12- 14 filla, и прокатывают .обод с диском по диаметру с посто нным давлением в течение 5-6 оборотов. Одновременно с увеличением удельного давлени  нажимных валков 7 снижают удельное давление коренных валков 8 путем сниже- ЗО ни  давлени  в гидроцилиндре 4 коренных валков 8 до величины 2,5-3,0 KTla и сохран ют на этом уровне до конца прокатки колеса. При снижении удельсзтдествует опасность потери контак- та между валками и прокатываемым колесом, что приведет к потере попепредела упругости прокатываемого tm- териала. При прокатке колес с удельным усилием деформации металла коренными валками 8, бапыиим 0,9 предела упругости прокатываемого материала, вследствие отклонений параметров прокатки и механических свойств материала можно перейти из зоны упругой в зону пластической деформаи ти металла колеса, что приведет к умень- шению .обжати  наклонными валками внутренних поверхностей обода и снидеформащш снижаетс  до 0,3-0,2 пре дела упругости за счет понижени  скорости прокатки, обусловленного

жению производительности стана, а также к неравномерным обжати м на средних конусах наютонных валков и, как следствие, снижение точности геометрических размеров колеса,

К концу прокатки удельное усилие

сзтдествует опасность потери контак- та между валками и прокатываемым колесом, что приведет к потере попе

ного давлени  коренных валков 8 происъс речпой устойчивости колеса и образоходит перераспределение сил в очаге деформации, образованном наклонными 9 и 10 и нажимным 7 валками. Удельное давление на внутреннюю поверхность обода 11, 12 увеличиваетс , увеличива  скорость раскатки обода и диска колеса, .что позвол ет сократить на 1-2 с врем  прокатки, а следовательно , повысить производительность процесса с Кроме того, отсутствие обжатий на коренных валках 8 позвол ет вести прокатку с равномерными обжати ми на среднем конусе наклонных валков 9 и 10 (так как уменьванию граней на его поверхности ката ни  „ При удельном усиикии деформации металла кореннылш валками, меньшем 0,2 предела упругости прокатываемого

40 материала, силы трени  между валка- и поверхностью катани  колеса станов тс  меньше сил инертщи, что приводит к проскальзыванию валков относительно колеса и образованию

45 на поверхности катанш : дефектов в виде п тен о При достижении внутренним диаметром обода колеса размера равного 90-93% от номинального, удел ное давление нажимных валков 7 постешаетс  вли ние подпора каретки) что Q пеннод в течение 3-4 оборотов сни- способствует получению оптимальных жают путем уменьшени  давлени  в гид- геометрических размеров колеса. Пере- роцилиндре б до 5, МПа распределение давлени  в гидроцилиндре 4 осур1;естш  етс  распределител ми

Око тчательнзло доводку геометрических размеров производ т полировкой, дл  чего колесо прокатьтают в течение 2-2, 5 оборотов при давлении рабочей (гидкости в Гидро1.ц1пиндре 6 на- :жимных .валков, равном 5j5-6,0 МПа,

13 и 14, После снижени  давлени  в гидроцшшнл е 4 коренных валков В до 2,5-3,0 МПа с помощью дроссел  15 удельное усютие деформации металла кореиньп-ш валками составл ет 0,9-0,7

ванию граней на его поверхности катани  „ При удельном усиикии деформации металла кореннылш валками, меньшем 0,2 предела упругости прокатываемого

материала, силы трени  между валка- и поверхностью катани  колеса станов тс  меньше сил инертщи, что приводит к проскальзыванию валков относительно колеса и образованию

на поверхности катанш : дефектов в виде п тен о При достижении внутренним диаметром обода колеса размера равного 90-93% от номинального, удельное давление нажимных валков 7 постепеннод в течение 3-4 оборотов сни- жают путем уменьшени  давлени  в гид- роцилиндре б до 5, МПа

Око тчательнзло доводку геометрических размеров производ т полировкой, дл  чего колесо прокатьтают в течение 2-2, 5 оборотов при давлении рабочей (гидкости в Гидро1.ц1пиндре 6 на- :жимных .валков, равном 5j5-6,0 МПа,

и в гидропилиидре А коренных ВсТлков, равном 2,5-3,0 Mlla.

Пример. Исходную заготовку из колесной марки стали массой 470к нагревали в кольцевой печи до 1260°С осаж11вали на. прессе усилием 20 MFi, осуществл ли осадку и разгонку заготовки в плавающем калибровочном кольце на прессе усилием 50 ,МН, формиро- вали ступитду и часть прилегающего к ней диска до окончательных размеров, а обод подготавливали к прокатке в формовочных штампах диаметром 670 мм на прессе усилием 100 МН„

Отформованна  заготовка поступала к колесопрокатному стану при 1060°Со Механизмом загрузки заготовку укладывали на нижний наклонный валок 10 и приемные опоры каретки 5 коренньк валков 8, Захваты механизма загрузки выводили из межвалкового пространства , а каретку 5 с коренньми валками и нажимные валки 7 при помощи гидроцилиндров 4 и 6 пр мого хода подава- ли до упора в заготовку, верхний наклонный валок 5 опускали на заготовку За 5-8 мм до контакта верхнего на- ютонного валка с заготовкой включали электродвигатели приводных линий на- клонных валков 9 и 10, которые начинали вращатьс  с частотой 20 об,/мин

Процесс прокатки колеса на стане осуществл лс  в четыре этапа.

На первом этапе за 3 оборота верх- 35 ки колеса на стане уменьшилс  с 36

до 34 с, а производительность ггроним наклонным валком обжимали заготовку по боковым поверхност м 2 и 3 обода с шириной 173 мм до окончательного размера 142 мм и прокатывали с выт жкой гребн  поверхность 1 катани  при давлении рабочей жидкости

в гидро цилиндрах 4 и 6 перемещени 

I

каретки и нажимньпс валков, равном

6,0 МПа, Давление рабочей жидкости в гидроцилиндре перемещени  верхнего наклонного валка 9 составл ло также 6 МПао Частота вращени  электродвигателей приводных линий в течение первого этапа процесса прокатки измен лась автоматически от 20 до 620 об./мин и в дальнейщем при прокатке поддерживалась на этом уровне.

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

40

цесса прокатки увеличилась на j, 5,6 абс.%. С указанными параметрами давлений рабочей жидкости в гидроцилиндрах 4 и 6 прокатьшали за 7 об ротов диск и обод колеса до размера 785 мм.

На третьем этапе постепенно за 3 оборота снижали давление рабочей жи

45 кости в гидроцилиндре нажимных валков (лини  А на фиг. 2) путем умень шени  давлени  в гидроцилиндре 6 до 6,0 МПао Давление рабочей жидкости в гидроцилиндре 4 каретки коренньк

50 валков оставалось на уровне 3,0 МПа

На четвертом этапе при давлении рабочей жидкости в гидропилиндрах 4 и 6 нажимных и коренных валков соответственно 6,0 и 3,0 МПа за 2 обо-

55 рота производили полировку колеса с доведением внутреннего диаметра обода до 810 мм. На этом этапе удель ное давление коренных валков состав- .л ло 0,3-0,2 предела упругости матедаапение рабочей Ж1щкости в гидроцилиндре 6 до 12 DTa (лини  Л на фиг„ 2)о Одновременно с увеличением удельного давлени  нажимных валков распределитель 13 переключили в нейтральное положение, а распределитель 14 - в рабочее. При этом поршнева  полость гидроцилиндра 4 соедин лась со сливом через дроссель 15, наст- роеиньй на расход рабочей жидкости, большей, чем расход жидкости в линии соедин ющей гидроцилиндр пр мого хода каретки с насосно-аккумул торной станцией стана По мере раскатки обода колеса жидкость из поршневой полости гидрохцшиндра 4 вытесн лась через дроссель 15 в сливную магистраль и давление в гидроцилиндре 4 снижалось до 3,0 МПа (лини  В на фиг. 2) и поддерживалось на уровне дросселем 15 до конца прокатки. Снижение удельного давлени  коренных валков каретки до 0,9-0,7 предела упругости материала колеса приводило к перераспределению сил в очаге деформации , образованном наклонными 9, 10 и нажимными 7 валками. Удельное давление на внутреннюю поверхность обода 11, 12 увеличилось, что привело к увеличению скорости раскатки обода и диска колеса и позволило сократить на 2с врем  раскатки колеса по диаметруо При этом цикл прокат40

цесса прокатки увеличилась на j, 5,6 абс.%. С указанными параметрами давлений рабочей жидкости в гидроцилиндрах 4 и 6 прокатьшали 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 (лини  А на фиг. 2) путем уменьшени  давлени  в гидроцилиндре 6 до 6,0 МПао Давление рабочей жидкости в гидроцилиндре 4 каретки коренньк

50 валков оставалось на уровне 3,0 МПа.

На четвертом этапе при давлении рабочей жидкости в гидропилиндрах 4 и 6 нажимных и коренных валков соответственно 6,0 и 3,0 МПа за 2 обо-

55 рота производили полировку колеса с доведением внутреннего диаметра обода до 810 мм. На этом этапе удельное давление коренных валков состав- .л ло 0,3-0,2 предела упругости мате51

риала колеса. По окончании процесса давление рабочей жидкости в гидроцилиндрах пр мого хода нажимных 7, коренных 8 (линии А, В на фиг, 2) и верхнего наклонного 9 валков сбрасывалось , и под действием гидроцилиндров обратного хода, наход щихс  под посто нным давлением 6,0 МПа,валки стана отводились в исходное положе- ниео Электродвигатели приводных линий стана отключались. Прокатанное колесо при 1030°С механизмом выгрузки подавалось на отвод щий рольганг и цикл стана повтор лс о

В процессе прокатки колес по диаметру каретке сообщали поступательное движение от основного очага деформации , образованного наклонными и нажимными валками При обжатии внутренних поверхностей обода колеса наклонными валками в основном очаге деформации усилие деформации коренными валками снижали до 0,9-0,2 предела прочности прокатьтаемого метал- ла путем дросселировани  рабочей жидкости из поршневой полости гидроцилиндра 4 в сливную магистраль и сохран ли их до конца прокатки, Сопо

5

0 5

0

106

ставление результатов обмеров геометрических размеров псмтз 1енных колес показало, что среднее значение радиального смещени  стзттицы относительно обода составило 8,4 мм по сравнению с 16,1 мм по известному способу.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ прокатки железнодорожных колес из отформованных заготовок на колесопрокатном стане, при котором осуществл ют нагрев sat OTOBKrt, деформирование заготовки с обжатием боковых и внутренних поверхностей обода колеса в стационарных приводных наклонных валках и поверхности катани  с формированием гребн  в подвижных неприводных нажимных и коренных валках , отличающийс  тем, что, с целью повьппени  производительности и качества изделий, в процессе обжати  внутренних поверхностей обо i да к коренным валкам прикладьшают . удельное усилие деформировани , равное 0.,9-0,2 предела упругости прока- тьшаемого металла при температуре прокатки