CN105678037A - 改善钢轨矫后断面规格通长均匀性的方法 - Google Patents
改善钢轨矫后断面规格通长均匀性的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种改善钢轨矫后断面规格通长均匀性的方法,降低轧制后钢轨的轨高、头宽、底宽周期性波动,提高钢轨质量。本发明采用的技术方案是:步骤一、测量钢轨轨高、头宽、底宽并计算最大波幅;步骤二、确定水平辊和立式辊的数量,水平辊和立式辊的数量为1~3对;步骤三、计算钢轨的轨高、头宽、底宽的最大变形量;步骤四、确定轨高、头宽、底宽的控制尺寸;步骤五、设置水平辊、立式辊的孔型控制尺寸,再将钢轨通过水平辊、立式辊来改善其通长均匀性。本发明不仅考虑了钢轨本身的轨高、头宽、底宽的波幅,而且考虑了不影响钢轨性能的最大变形量,还兼顾了三者变形量之间的相互影响,可使钢轨断面尺寸通长均匀性得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种改善钢轨轧制后的断面尺寸的方法,尤其是改善钢轨的轨高、头宽、底宽通长均匀性的方法。
背景技术
钢轨在轧制之后,钢轨的轨高、头宽、底宽在长度方向上存在波动,波动可分为头尾差异波动和周期性波动,头尾差异波动是受到头尾温差,进出钢不同速度及状态,张力变化等因素影响造成的,基本难以控制,是钢轨生产的常态。周期性波动是由轧辊偏心度、矫直辊偏心度造成,可通过轧辊和矫直辊的调整进行改善,通常情况下,轨高的波幅在0.8mm左右,最大时可达1.0mm;底宽波幅在1.2mm左右,最大时可达1.4mm;头宽的波幅在0.8mm左右。
钢轨通长均匀性影响列车运行稳定性、舒适性、焊接可靠性,因此,降低钢轨轨高、头宽、底宽的周期性波动的波幅,改善钢轨通长均匀性,是提高钢轨质量的重要方面,也是当前钢轨生产工作中需要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种改善钢轨矫后断面规格通长均匀性的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:改善钢轨矫后断面规格通长均匀性的方法,包括以下步骤:
步骤一、测量钢轨的轨高、头宽、底宽并计算最大波幅
测量钢轨的轨高、头宽、底宽,其中轨高、头宽、底宽的测量值均至少为两个,再
计算轨高波幅:Δhgg=GGmax-GGmin,其中GGmax为测得的最大轨高,GGmin为测得的最小轨高;
计算头宽波幅:Δhtk=TKmax-TKmin,其中TKmax为测得的最大头宽,TKmin为测得的最小头宽;
计算底宽波幅:Δhdk=DKmax-DKmin,其中DKmax为测得的最大底宽,DKmin为测得的最小底宽;
步骤二、确定水平辊和立式辊的数量
水平辊的数量为1~3对,立式辊的数量为1~3对;
步骤三、计算钢轨的轨高、头宽、底宽的最大变形量
轨高的最大变形量标记为λgg,头宽的最大变形量标记为λtk,底宽的最大变形量标记为λdk,并按下式计算:
其中:δ为需要处理的钢轨的强度,δ0为材质为U75V钢轨的强度;上式中“0.1mm~0.3mm”表示0.1mm至0.3mm之间的任意长度,且包括端值0.1mm和0.3mm,下同;
步骤四、确定轨高、头宽、底宽的控制尺寸
(1)、轨高的控制尺寸GG1、GG2、GG3的确定方式为:
如果Δhgg≥λgg,那么:
GG1=GG0+λgg-M1-(0.4mm~0.7mm);
GG2=GG0+λgg-M1-(0.8mm~1.1mm);
GG3=GG0+λgg-M1-(0.9mm~1.3mm);
如果Δhgg<λgg,那么:
GG1=GG0+Δhgg-M1-(0.4mm~0.7mm);
GG2=GG0+Δhgg-M1-(0.8mm~1.1mm);
GG3=GG0+Δhgg-M1-(0.9mm~1.3mm);
其中M1为水平辊的弹跳预设值,指的是水平辊在受力状态与非受力状态的辊缝差;GG0为需要处理的钢轨的标准轨高;
(2)、头宽的控制尺寸TK1、TK2、TK3的确定方式为:
如果Δhtk≥λtk,那么:
TK1=TK0+λtk-M2-(0.4mm~0.7mm);
TK2=TK0+λtk-M2-(0.8mm~1.1mm);
TK3=TK0+λtk-M2-(0.9mm~1.3mm);
如果Δhtk<λtk,那么:
TK1=TK0+Δhtk-M2-(0.4mm~0.7mm);
TK2=TK0+Δhtk-M2-(0.8mm~1.1mm);
TK3=TK0+Δhtk-M2-(0.9mm~1.3mm);
其中M2为立式辊对应于头宽处的弹跳预设值,指的是立式辊在受力状态与非受力状态的,对应于钢轨头宽处的辊缝差;TK0为需要处理的钢轨的标准头宽;
(3)、底宽的控制尺寸DK1、DK2、DK3的确定方式为:
如果Δhdk≥λdk,那么:
DK1=DK0+λdk-M3-(0.4mm~0.7mm);
DK2=DK0+λdk-M3-(0.8mm~1.1mm);
DK3=DK0+λdk-M3-(0.9mm~1.3mm);
如果Δhdk<λdk,那么:
DK1=DK0+Δhdk-M3-(0.4mm~0.7mm);
DK2=DK0+Δhdk-M3-(0.8mm~1.1mm);
DK3=DK0+Δhdk-M3-(0.9mm~1.3mm);
其中M3为立式辊对应于底宽处的弹跳预设值,指的是立式辊在受力状态与非受力状态的,对应于钢轨底宽处的辊缝差;DK0为需要处理的钢轨的标准底宽;
步骤五、设置水平辊、立式辊的孔型控制尺寸,再将钢轨通过水平辊、立式辊
(1)、水平辊的孔型控制尺寸设置
若总共设置1对水平辊,则设置第一对水平辊,也就是钢轨首先通过的水平辊,之间的尺寸为GG1;
若总共设置2对水平辊,则在第一对水平辊的基础上增设第二对水平辊,也就是钢轨第二通过的水平辊,且第二对水平辊之间的尺寸为GG2;
若总共设3对水平辊,则在设置2对水平辊的基础上增设第三对水平辊,也就是钢轨第三通过的水平辊,且第三对水平辊之间的尺寸为GG3;
(2)、立式辊的孔型控制尺寸设置
若总共设置1对立式辊,则设置第一对立式辊,也就是钢轨首先通过的立式辊,对应于需要处理的钢轨的头宽和底宽之间的尺寸为TK1和DK1;
若总共设置2对立式辊,则在设置第一对立式辊的基础上增设第二对立式辊,也就是钢轨第二通过的立式辊,且第二对立式辊对应于需要处理的钢轨的头宽和底宽之间的尺寸为TK2和DK2;
若总共设置3对立式辊,则在设置2对立式辊的基础上增设第三对立式辊,也就是钢轨第三通过的立式辊,且第三对立式辊对应于需要处理的钢轨的头宽和底宽之间的尺寸为TK3和DK3。
具体地,所述步骤二、确定水平辊的数量的方法如下:
水平辊的数量:当Δhgg≤0.4mm,总共设置1对水平辊;当0.4mm<Δhgg≤0.6mm,总共设置2对水平辊;当Δhgg>0.6mm,总共设置3对水平辊。
具体地,所述步骤二、确定立式辊的数量的方法如下:
立式辊的数量:当Δhdk≤0.3mm,总共设置1对立式辊;当0.3mm<Δhdk≤0.5mm,总共设置2对立式辊;当Δhdk>0.5mm,总共设置3对立式辊。
具体地,当水平辊或立式辊多于一对时,水平辊和立式辊间隔布置。
本发明的有益效果是:冷态钢轨不可施加过大变形量,否则会破坏组织结构造成性能下降,本发明在改善钢轨通长均匀性时,不仅考虑了钢轨本身的轨高、头宽、底宽的波幅,而且考虑了不影响钢轨性能的最大变形量,可对矫直后的钢轨进行通长均匀性控制,可使钢轨断面尺寸通长均匀性得到提高。
钢轨的轨高、头宽、底宽在变形过程中是相互影响的,轨高的变化对头宽、底宽的影响:头宽变化量等于0.3倍轨高变形量,底宽变形量等于0.1倍轨高变形量;头宽的变化对轨高的影响:轨高变化量等于0.2倍轨高变形量;底宽的变化对轨高的影响:轨高变化量等于0.05倍轨高变形量;本方法中水平辊完成轨高均匀性的控制,立式辊完成底宽及头宽均匀性的控制,同时对钢轨的轨高、头宽、底宽进行调整,兼顾了三者变形量之间的相互影响。
附图说明
图1是实施本发明的示意图。
图中零部件、部位及编号:水平辊1、立式辊2、钢轨3。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示,改善钢轨3矫后断面规格通长均匀性的方法,在矫直机之后增加水平辊1和立式辊2来降低钢轨3的轨高、头宽、底宽的波动,改善钢轨3通长均匀性,包括以下步骤:
步骤一、测量钢轨3的轨高、头宽、底宽并计算最大波幅
测量钢轨3的轨高、头宽、底宽,其中轨高、头宽、底宽的测量值均至少为两个,为了准确把握钢轨3的尺寸形状,轨高、头宽、底宽的测量值应尽量多,再
计算轨高波幅:Δhgg=GGmax-GGmin,其中GGmax为测得的最大轨高,GGmin为测得的最小轨。
计算头宽波幅:Δhtk=TKmax-TKmin,其中TKmax为测得的最大头宽,TKmin为测得的最小头宽。
计算底宽波幅:Δhdk=DKmax-DKmin,其中DKmax为测得的最大底宽,DKmin为测得的最小底宽。
步骤二、确定水平辊1和立式辊2的数量
水平辊1的数量:当Δhgg≤0.4mm,总共设置1对水平辊1;当0.4mm<Δhgg≤0.6mm,总共设置2对水平辊1;当Δhgg>0.6mm,总共设置3对水平辊1。
立式辊2的数量:当Δhdk≤0.3mm,总共设置1对立式辊2;当0.3mm<Δhdk≤0.5mm,总共设置2对立式辊2;当Δhdk>0.5mm,总共设置3对立式辊2。
当水平辊1或立式辊2多于一对时,水平辊1和立式辊2间隔布置。
步骤三、计算钢轨3的轨高、头宽、底宽的最大变形量
轨高的最大变形量标记为λgg,头宽的最大变形量标记为λtk,底宽的最大变形量标记为λdk,并按下式计算:
其中:δ为需要处理的钢轨的强度,δ0为材质为U75V钢轨的强度。
步骤四、确定轨高、头宽、底宽的控制尺寸
(1)、轨高的控制尺寸GG1、GG2、GG3的确定方式为:
如果Δhgg≥λgg,那么:
GG1=GG0+λgg-M1-0.5mm;
GG2=GG0+λgg-M1-1.0mm;
GG3=GG0+λgg-M1-1.2mm;
如果Δhgg<λgg,那么:
GG1=GG0+Δhgg-M1-0.6mm;
GG2=GG0+Δhgg-M1-1.0mm;
GG3=GG0+Δhgg-M1-1.1mm;
(2)、头宽的控制尺寸TK1、TK2、TK3的确定方式为:
如果Δhtk≥λtk,那么:
TK1=TK0+λtk-M2-0.6mm;
TK2=TK0+λtk-M2-1.0mm;
TK3=TK0+λtk-M2-1.2mm;
如果Δhtk<λtk,那么:
TK1=TK0+Δhtk-M2-0.6mm;
TK2=TK0+Δhtk-M2-1.0mm;
TK3=TK0+Δhtk-M2-1.1mm;
(3)、底宽的控制尺寸DK1、DK2、DK3的确定方式为:
如果Δhdk≥λdk,那么:
DK1=DK0+λdk-M3-0.5mm;
DK2=DK0+λdk-M3-1.0mm;
DK3=DK0+λdk-M3-1.1mm;
如果Δhdk<λdk,那么:
DK1=DK0+Δhdk-M3-0.5mm;
DK2=DK0+Δhdk-M3-1.0mm;
DK3=DK0+Δhdk-M3-1.1mm;
其中M1为水平辊的弹跳预设值,指的是水平辊在受力状态与非受力状态的辊缝差,GG0为需要处理的钢轨的标准轨高。
其中M2为立式辊对应于头宽处的弹跳预设值,指的是立式辊在受力状态与非受力状态分别对应于钢轨头宽处的辊缝差,TK0为需要处理的钢轨的标准头宽。
其中M2为立式辊对应于底宽处的弹跳预设值,指的是立式辊在受力状态与非受力状态分别对应于钢轨底宽处的辊缝差,DK0为需要处理的钢轨的标准底宽。
上述三种弹跳预设值,分别对应于水平辊、立式辊对应于头宽和底宽处在受状态与非受力状态的辊缝差,辊缝随受力大小的变化而变化;弹跳预设值由机械配合间隙和弹性变形两部分组成,配合间隙接近于固定值,弹性变形量也在1mm以内,三种弹跳预设值主要受间隙大小影响,间隙大小可由轧辊不受力与微受力状态的辊缝进行相减得出。
步骤五、设置水平辊1、立式辊2的孔型控制尺寸,再将钢轨3通过水平辊1、立式辊2来改善其通长均匀性
(1)、水平辊1的孔型控制尺寸设置
若总共设置1对水平辊1,设置第一对水平辊,也就是钢轨3首先通过的水平辊,之间的尺寸为GG1。
若总共设置2对水平辊1,在第一对水平辊1的基础上增设第二对水平辊,也就是钢轨3第二通过的水平辊,且第二对水平辊之间的尺寸为GG2。
若总共设3对水平辊1,在设置2对水平辊1的基础上增设第三对水平辊1,也就是钢轨3第三通过的水平辊,且第三对水平辊之间的尺寸为GG3。
(2)、立式辊2的孔型控制尺寸设置
若总共设置1对立式辊2,设置第一对立式辊2,也就是钢轨3首先通过的立式辊2,对应于需要处理的钢轨3的头宽和底宽之间的尺寸为TK1和DK1。
若总共设置2对立式辊2,在设置第一对立式辊2的基础上增设第二对立式辊2,也就是钢轨3第二通过的立式辊2,且第二对立式辊2对应于需要处理的钢轨3的头宽和底宽之间的尺寸为TK2和DK2。
若总共设置3对立式辊2,在设置2对立式辊2的基础上增设第三对立式辊2,也就是钢轨3第三通过的立式辊2,且第三对立式辊2对应于需要处理的钢轨3的头宽和底宽之间的尺寸为TK3和DK3。
以某型号的轧后钢轨为例,钢轨的轨高的范围是175.6mm~176.6mm,头宽的范围是72.6mm~73.4mm,底宽的范围是149.6mm~150.9mm,采用该方法对钢轨进行处理后,钢轨轨高的范围为175.9mm~176.2mm,头宽的范围为72.9mm~73.3mm,底宽的范围为149.8mm~150.6mm,改善了钢轨矫后断面规格的通长均匀性。
Claims (4)
1.改善钢轨矫后断面规格通长均匀性的方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一、测量钢轨(3)的轨高、头宽、底宽并计算最大波幅
测量钢轨(3)的轨高、头宽、底宽,其中轨高、头宽、底宽的测量值均至少为两个,再
计算轨高波幅:Δhgg=GGmax-GGmin,其中GGmax为测得的最大轨高,GGmin为测得的最小轨高;
计算头宽波幅:Δhtk=TKmax-TKmin,其中TKmax为测得的最大头宽,TKmin为测得的最小头宽;
计算底宽波幅:Δhdk=DKmax-DKmin,其中DKmax为测得的最大底宽,DKmin为测得的最小底宽;
步骤二、确定水平辊(1)和立式辊(2)的数量
水平辊(1)的数量为1~3对,立式辊(2)的数量为1~3对;
步骤三、计算钢轨(3)的轨高、头宽、底宽的最大变形量
轨高的最大变形量标记为λgg,头宽的最大变形量标记为λtk,底宽的最大变形量标记为λdk,并按下式计算:
其中:δ为需要处理的钢轨(3)的强度,δ0为材质为U75V钢轨的强度;
步骤四、确定轨高、头宽、底宽的控制尺寸
(1)、轨高的控制尺寸GG1、GG2、GG3的确定方式为:
如果Δhgg≥λgg,那么:
GG1=GG0+λgg-M1-(0.4mm~0.7mm);
GG2=GG0+λgg-M1-(0.8mm~1.1mm);
GG3=GG0+λgg-M1-(0.9mm~1.3mm);
如果Δhgg<λgg,那么:
GG1=GG0+Δhgg-M1-(0.4mm~0.7mm);
GG2=GG0+Δhgg-M1-(0.8mm~1.1mm);
GG3=GG0+Δhgg-M1-(0.9mm~1.3mm);
其中M1为水平辊的弹跳预设值,指的是水平辊在受力状态与非受力状态的辊缝差;GG0为需要处理的钢轨的标准轨高;
(2)、头宽的控制尺寸TK1、TK2、TK3的确定方式为:
如果Δhtk≥λtk,那么:
TK1=TK0+λtk-M2-(0.4mm~0.7mm);
TK2=TK0+λtk-M2-(0.8mm~1.1mm);
TK3=TK0+λtk-M2-(0.9mm~1.3mm);
如果Δhtk<λtk,那么:
TK1=TK0+Δhtk-M2-(0.4mm~0.7mm);
TK2=TK0+Δhtk-M2-(0.8mm~1.1mm);
TK3=TK0+Δhtk-M2-(0.9mm~1.3mm);
其中M2为立式辊对应于头宽处的弹跳预设值,指的是立式辊在受力状态与非受力状态的,对应于钢轨头宽处的辊缝差;TK0为需要处理的钢轨的标准头宽;
(3)、底宽的控制尺寸DK1、DK2、DK3的确定方式为:
如果Δhdk≥λdk,那么:
DK1=DK0+λdk-M3-(0.4mm~0.7mm);
DK2=DK0+λdk-M3-(0.8mm~1.1mm);
DK3=DK0+λdk-M3-(0.9mm~1.3mm);
如果Δhdk<λdk,那么:
DK1=DK0+Δhdk-M3-(0.4mm~0.7mm);
DK2=DK0+Δhdk-M3-(0.8mm~1.1mm);
DK3=DK0+Δhdk-M3-(0.9mm~1.3mm);
其中M3为立式辊对应于底宽处的弹跳预设值,指的是立式辊在受力状态与非受力状态的,对应于钢轨底宽处的辊缝差;DK0为需要处理的钢轨的标准底宽;
步骤五、设置水平辊(1)、立式辊(2)的孔型控制尺寸,再将钢轨(3)通过水平辊(1)、立式辊(2)
(1)、水平辊(1)的孔型控制尺寸设置
若总共设置1对水平辊(1),设置第一对水平辊,也就是钢轨(3)首先通过的水平辊,之间的尺寸为GG1;
若总共设置2对水平辊(1),在第一对水平辊(1)的基础上增设第二对水平辊,也就是钢轨(3)第二通过的水平辊,且第二对水平辊之间的尺寸为GG2;
若总共设3对水平辊(1),在设置2对水平辊(1)的基础上增设第三对水平辊,也就是钢轨(3)第三通过的水平辊,且第三对水平辊之间的尺寸为GG3;
(2)、立式辊(2)的孔型控制尺寸设置
若总共设置1对立式辊(2),设置第一对立式辊,也就是钢轨(3)首先通过的立式辊,对应于需要处理的钢轨(3)的头宽和底宽之间的尺寸为TK1和DK1;
若总共设置2对立式辊(2),在设置第一对立式辊(2)的基础上增设第二对立式辊,也就是钢轨(3)第二通过的立式辊,且第二对立式辊对应于需要处理的钢轨(3)的头宽和底宽之间的尺寸为TK2和DK2;
若总共设置3对立式辊(2),在设置2对立式辊(2)的基础上增设第三对立式辊,也就是钢轨(3)第三通过的立式辊,且第三对立式辊对应于需要处理的钢轨(3)的头宽和底宽之间的尺寸为TK3和DK3。
2.如权利要求1所述的改善钢轨矫后断面规格通长均匀性的方法,其特征在于:所述步骤二、确定水平辊(1)和的数量的方法如下:
水平辊(1)的数量:当Δhgg≤0.4mm,总共设置1对水平辊(1);当0.4mm<Δhgg≤0.6mm,总共设置2对水平辊(1);当Δhgg>0.6mm,总共设置3对水平辊(1)。
3.如权利要求1所述的改善钢轨矫后断面规格通长均匀性的方法,其特征在于:所述步骤二、确定立式辊(2)的数量的方法如下:
立式辊(2)的数量:当Δhdk≤0.3mm,总共设置1对立式辊(2);当0.3mm<Δhdk≤0.5mm,总共设置2对立式辊(2);当Δhdk>0.5mm,总共设置3对立式辊(2)。
4.如权利要求1至3任一权利要求所述的改善钢轨矫后断面规格通长均匀性的方法,其特征在于:当水平辊(1)或立式辊(2)多于一对时,水平辊(1)和立式辊(2)间隔布置。
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