CN102712028B - 制造弹性铁轨扣件的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造弹性扣件的方法，所述方法包括：将杆弯曲成预定形状，然后将弯杆用冷变形硬化工艺进行处理，以使所述弯杆具有预定的永久变形量（S），其中所述杆由具有一硬度值的金属制成，该硬度值落入已知硬度值范围内。冷变形硬化工艺包括:施加第一负载(F0)至弯杆的一部分，从而使弯杆的那部分产生第一偏转量，其中，该第一负载(F0)为预定负载，该预定负载的值等于或大于达到具有所述硬度值范围内的最高硬度值的金属的屈服点所需的负载值；对由施加预定的第一负载(F0)而获得的弯杆的所述部分的第一偏转量(dx)进行测量；在测得的偏转量(dx)的基础上，确定：(i)第二负载(F0+ΔFX)，当所述第二负载施加至弯杆的所述部分时，将使弯杆获得预定的永久变形量(S)，或(ii)为了使弯杆产生预定的永久变形量(S)所需的弯杆的所述部分的第二偏转量(dx+Δdx)；以及施加第二负载(F0+ΔFX)至弯杆的所述部分，或使弯杆的所述部分偏转第二偏转量(dx+Δdx)。可选的冷变形硬化工艺包括：通过施加第一负载(Fx)使弯杆的一部分偏转预定的第一偏转量(d0)，所述第一负载(Fx)的值等于或大于达到具有所述硬度值范围内的最高硬度值的金属的屈服点所需的值；测量达到预定的第一偏转量(d0)所需的第一负载(Fx)的值；在测得的负载值的基础上，确定：(i)为了使弯杆产生预定的永久变形量(S)所需的第二偏转量(d0+Δdx)，或(ii)第二负载(Fx+ΔFX)，当所述第二负载施加至弯杆的所述部分时，会使弯杆获得预定的永久变形量(S)，以及使弯杆的所述部分偏转以上步骤中确定的第二偏转量(d0+Δdx)，或施加以上步骤中确定的第二负载(Fx+ΔFX)至弯杆的所述部分。

Description

制造弹性铁轨扣件的方法
 本发明涉及制造弹性铁轨扣件的方法。
已知弹性铁轨扣件的各种形状，例如在GB1510224A和EP0619852B中所展示和描述的。制造弹性铁轨扣件的已知的方法包括使金属杆（通常由钢制成）弯曲成预定的形状，然后将弯杆用冷变形硬化工艺（cold setting process）处理后，获得扣件的最终形状。
这种杆具有常规的负载偏转特征，该常规的负载偏转特征具有达到金属的弹性极限的常规坡度（扣件硬度），由此形成弯曲的杆。冷变形硬化的目的是使弯杆超过所述弹性极限，从而使制成的扣件具有永久的偏转（定型），这样使得，如果所述扣件被卸载并再次获得负载偏转特征时，该负载偏转特征将直线上升至更高的负载，该负载达到使新的特征拦截用于原来的杆的特征的负载。冷变形硬化的关键问题之一是制成扣件的金属杆本身具有不同的硬度，通常在洛氏硬度44和48之间。由于软金属制成的杆的弹性极限比硬金属制成的杆的弹性极限低，如果所有的杆拿去做固定的偏转，它们将会在稍微不同的平行线下卸载并获得不同的变化的变形量。越软的杆将获得更多的变形，越硬的杆将获得更少的变形。如附图中的图1所示，该图展示了软扣件和硬扣件的负载偏转特征和冷变形硬化后软扣件和硬扣件之间在变形As上的差别。变形的差别导致扣件具有不同的几何特征（超出制造中现有的固有的变化），其中该几何特征取决于硬度。因此，虽然这些冷变形硬化扣件都将具有相同的硬度，无论什么硬度，推动这些扣件至使这些扣件偏转相同数量的固定的组件内，将导致扣件在铁轨上承受的扣件的部分（ “脚趾”）上产生稍微不同的负载，在冷变形硬化工艺开始之前直接测量待冷变形硬化的每个扣件的硬度是不切实际的。此外，如附图中的图1B，图1C所示，该问题不能简单地通过改变冷变形硬化期间施加的固定偏转量（图1B）或通过施加固定的力而不是固定偏转（图1C）来克服，因为这样做不能解决根本的问题。过去，为了尝试解决该问题，所述杆被重复多次冷变形硬化，但这并非完全有效。
根据本发明第一方面的实施例，提供了制造弹性铁轨扣件的方法，所述方法包括：将杆弯曲成预定形状，然后将弯杆用冷变形硬化工艺进行处理，以使所述弯杆具有预定的永久变形量，其中所述杆由具有一硬度值的金属制成，该硬度值落入已知硬度值范围内；其中所述冷变形硬化工艺包括：施加第一负载至弯杆的一部分，从而在弯杆的该部分产生第一偏转量，其中该第一负载为预定负载，该预定负载的值等于或大于达到具有所述硬度值范围的最高硬度值的金属的屈服点所需的负载值；通过施加预定的第一负载测量弯杆的所述部分的第一偏转量；在测得的偏转量的基础上，确定：(i)第二负载，当所述第二负载施加至弯杆的所述部分时，会使弯杆获得预定的永久变形量，或(ii)为了使弯杆产生预定的永久变形量所需的弯杆的所述部分的第二偏转量；以及施加以上步骤中确定的第二负载至弯杆的所述部分，或者使弯杆的所述部分偏转以上步骤中确定的第二偏转量。
根据本发明第二个方面的实施例，提供一种制造弹性铁轨扣件的方法，该方法包括：将杆弯曲成预定形状，然后将弯杆用冷变形硬化工艺进行处理，以使所述弯杆具有预定的永久变形量，其中所述杆由具有一硬度值的金属制成，该硬度值落入已知硬度值范围内；其中所述冷变形硬化工艺包括：通过施加第一负载使弯杆的一部分偏转预定的第一偏转量，该第一负载的值等于或大于达到具有所述硬度值范围内的最高硬度值的金属的屈服点所需的值；测量达到预定的第一偏转量所需的第一负载；在测得的第一负载的基础上，确定：(i)为了使弯杆产生预定的永久变形量所需的第二偏转量，或(ii)第二负载，当所述第二负载施加至弯杆的所述部分时，会使弯杆获得预定的永久变形量；以及使弯杆的所述部分偏转以上步骤中确定的第二偏转量，或施加确定的第二负载至弯杆的所述部分。
附图说明
结合附图，通过实施例描述本发明，其中：
图1A至1C（如上所述）展示了根据之前提议的方法冷变形硬化之后的两个硬度不同的铁轨扣件的负载偏转特征；
图2A至2B分别为本发明的实施例中使用的描述两个可选的冷变形硬化工艺的流程图；
图3A展示了本发明一个实施例中正在经历冷变形硬化工艺的一部分的铁轨扣件，而图3B展示了冷变形硬化后、具有由冷变形硬化工艺形成的变形的相同铁轨扣件；以及
图4A和图4B分别展示了两个硬度不同的铁轨扣件的负载偏转特征，粗线展示了根据本发明包含的实施例，扣件冷变形硬化之后的特征，而细线展示了扣件冷变形硬化之前的特征，其中，图4A和图4B分别对应本发明的第一方面和第二方面包含的方法。
根据本发明的实施例，硬度值落在已知硬度值范围内的金属杆被弯成预定的扣件形状（见图3A），然后经过两阶段的冷变形硬化工艺，如图2A或图2B的流程图所示。首先，所述杆负载的水平等于或超过在最大的硬度值范围具有的硬度值的杆的屈服点（步骤1）。然后，根据取决于使用的方法，测量在步骤1中由固定作用力F0产生的偏转dx（步骤2，图2A），或测量在步骤1中达到固定偏转dc所需的力Fx（步骤2，图2B）。在包括本发明的第一方面的图2A的方法中，测得的偏转dx用来确定力F0 + ΔΡΧ的值或为了在工艺的第二阶段中使弯杆达到预定的永久变形量S所需的第二偏转量dx + Ad的值（步骤3，图2A），期间将对杆施加很大的力或是偏转。同样地，在包括本发明的第二方面的图2B的方法中，测得的力Fx用于确定偏转d0 + Adx或为了在工艺的第二阶段中使弯杆达到预定的永久变形量S所需的第二负载Fx + AFX（步骤3，图2B），期间将对杆施加很大的力或是偏转。在每种情况下，设备（和/或人）使用测量值以判定所需的附加力/偏转，例如，通过参考预定的查询表或是通过计算。在第二处理阶段（步骤4），杆受到在先阶段的步骤3确定的力或偏转，该力或偏转的值根据杆的硬度而变化，使得最终的扣件（见图3B ）总是沿着与原始的杆的最初的负载-偏转特平行的一条线的一个点冷变形硬化，如图4A和4B所示。换句话说，如图4A和图4B所示，卸载后的每个扣件将总是落在该线的延伸线上，因此不管杆的硬度如何，以该方法制成的所有扣件将具有相同的变形量并且彼此具有相同的最终几何特征。因此，使用本发明包含的方法使冷变形硬化工艺之后的扣件的几何特征能够严格定义，特别是其比冷变形硬化工艺之前的扣件的几何特征定义更准确。
图4A展示了通过包含本发明的第一方面的方法冷变形硬化之前（细线）和冷变形硬化之后（粗线）硬度分别不同的扣件的负载-偏转特征，其中测量了由施加至扣件的固定作用力F0>产生的偏转dH（硬扣件）或是偏转ds（软扣件），然后用测得的扣件偏转(dH/ds)来确定为了达到预定的永久变形量S所需的力F0 + AFH（硬扣件）的值，或力F0 + AFS（软扣件）的值，或偏转dH + AdH（硬扣件）的值，或偏转ds + Ads（软扣件）的值。以这种方式冷变形硬化的所有的扣件，在所有硬度范围内，将具有相同的变形量S。同样，图4B展示了通过包含本发明的第二方面的方法冷变形硬化之前（细线）和冷变形硬化之后（粗线）硬度分别不同的扣件的负载偏转特征，其中测量了为了达到扣件的固定偏转d0所需的力FH（硬扣件）或Fs（软扣件），然后用测得的扣件的力(FH/FS)来确定为了达到预定的永久变形量S所需的偏转d0 + AdH（硬扣件）的值，或偏转dc + Ads（软扣件）的值，或力FH + AFH（硬扣件）的值，或力Fs + AFS（软扣件）的值。以这种方式冷变形硬化的所述扣件，在所有硬度范围内，将具有相同的变形量S。
当使用具有力和偏转控制类型的液压设备时，这些方法特别有优势，因为该方法能作出快速有效的决定，使得冷变形硬化工艺几乎不会被中断。

Claims (2)

1.一种制造弹性扣件的方法，所述方法包括：将杆弯曲成预定形状，然后将弯杆用冷变形硬化工艺进行处理，以使所述弯杆具有预定的永久变形量，其中所述杆由具有一硬度值的金属制成，该硬度值小于预设最大硬度值；其中所述冷变形硬化工艺包括：
在弯杆的一部分上施加第一负载，以使弯杆的这一部分产生第一偏转量，其中所述第一负载为预定负载，该预定负载的值等于或大于达到具有所述预设最大硬度值的金属的屈服点所需的负载值；
对由施加预定的第一负载而产生的所述弯杆的一部分的第一偏转量进行测量；
在测得的偏转量的基础上，确定：(i)第二负载，其中当该第二负载施加至弯杆的所述部分时，将会使弯杆获得预定的永久变形量，或(ii)为了使弯杆产生预定的永久变形量所需的弯杆的所述部分的第二偏转量；以及
在弯杆的所述部分上施加以上确定的第二载负载，或者使弯杆的所述部分偏转以上确定的第二偏转量。
2.一种制造弹性扣件的方法，所述方法包括：将杆弯曲成预定形状，然后将弯杆用冷变形硬化工艺进行处理，以使所述弯杆具有预定的永久变形量，其中所述杆由具有一硬度值的金属制成，该硬度值小于预设最大硬度值；其中所述冷变形硬化工艺包括：
通过施加第一负载，使弯杆的一部分偏转预定的第一偏转量，其中所述第一负载的值等于或大于达到具有所述预设最大硬度值的金属的屈服点所需的负载值；
测量达到预定的第一偏转量所需的第一负载的值；
在测得的第一负载值的基础上，确定：(i)为了使弯杆产生预定的永久变形量所需的第二偏转量，或(ii)第二负载，其中当所述第二负载施加至弯杆的所述部分时，会使弯杆获得所述预定的永久变形量；以及
使弯杆的所述部分偏转以上确定的第二偏转量，或者在弯杆的所述部分上施加以上确定的第二负载。
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