CN1094395C - 改变钢轨截面的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的方法在于增加钢轨的高度，缩减轨腰(16)和轨底凸出部(18)的厚度，首先，通过机械加工的方法缩减轨头(14)的下面、轨腰(16)上部的厚度，然后加热轨腰(16)的剩余部分和钢轨(10)的轨底(18)，并通过锻造使之变形，这一方法可避免钢轨的轮轨接触面的硬度变化。
Description
技术领域
本发明涉及改变包括轨底、轨腰和轨头的钢轨的截面的方法，该方法在于增加钢轨的高度，减小轨腰和轨底凸出部的厚度。
背景技术
改变钢轨截面使之适应不同截面钢轨的形状，以便能够对其焊接或固定，这是公知的，(例如，参看法国专利第751242号)。例如，在基底部位上，不仅具有较大的截面，而且与标准轨道钢轨的形状不同(例如不对称形)，就是这种情况。为了能够连接这些不同截面钢轨的端部，通常在一定长度上改变具有较大截面钢轨的外形，以便使其适应邻接钢轨的形状。通过锻造进行这种变形，也就是说，将钢轨加热至炽热状态，并在压锻机的适宜形状的夹板之间变形。为获得所期望的外形，如果仍有剩余材料，通常先镦锻在轨底的剩余材料，并在锻造之后，通过机械加工的方法除去。
所有进行了这样的锻造的钢轨在转换区段上，在为了锻造而加热至炽热状态的那部分钢轨和处在环境温度中的钢轨的其余部分之间的温度差产生降低硬度的部分，从长远的观点来看，在钢轨轨头的轮轨接触面上，由于车轮的反复通过，这段降低硬度的部分将导致轻微的凹陷。
此外，钢轨加热至它的锻造温度后，会对钢轨的机械性能产生负面影响。特别是影响加热的整个长度的硬度。如果钢轨经受过预先热处理的话，那么，这种预先热处理的有益效果会不可弥补地丧失，这是更为严重的。
然而，这些反常现象是比较轻的，并且在低或中等速度情况下，对铁路运行状况几乎没有什么影响，到目前为止，这些反常现象几乎尚未引起人们的关注。
另一方面，就高速列车的状况来说，在钢轨质量的要求方面变得更加严格。然而，要防止这些临界的硬度降低区域出现的唯一已知方法是防止出现热梯度，这就是说，为了锻造钢轨的端部，在其整个长度上加热至炽热状态。其实，避免这些临界区域和回复其固有硬度的唯一已知方法是使钢轨在锻造之后，在其整个长度上经受热处理。显而易见，这些方法中不管哪一个都涉及到巨大的装置，会加大制造这种钢轨的成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种改变钢轨截面的新的方法，这种方法不会影响钢轨的轮轨接触面的表面硬度。
为了达到这个目的，由本发明提出的方法具有下述特征：通过机械加工的方法缩减在轨头下面轨腰上部的厚度；加热轨腰的剩余部分和钢轨的轨底，并通过锻造的方法使其变形。
最好通过局部感应的方法加热至炽热状态，这就是说，仅仅把需要锻造的部分加热至锻造所必需的温度。
轨头和轨腰上部进行机械加工，使为了锻造钢轨下部而仅仅对其局部加热成为可能。另外，轨腰上部机械加工的结果，使轨头处在远离下部的热区，而收缩部分又缩减了从基底到轨头的热传导通量的横截面。因此，为了不改变轮轨接触面的硬度，当钢轨下部加热至它的锻造温度时，钢轨轨头的轮轨接触面的温度，保持在临界温度下的良好状态。
换句话说，机械加工的特点，除了保证维持原先热处理的效果外，特别是不会由于加热而影响钢轨的轮轨接触面的硬度，使达成上述目的成为可能。
钢轨下部局部加热的结果，甚至可同时对钢轨头部进行冷却。
附图说明
参阅附图通过阅读下文描述的优选实施例，可清楚地理解本发明的其它特点和特征。
图1是钢轨的侧视图，钢轨的一端通过锻造已经改变形状。
图2是沿图1II-II线的截面图。
图3是上部机械加工后和下部锻造前的钢轨的截面图。
图4是沿图1IV-IV线的钢轨的最终截面图。
具体实施方式
举例来说，图1显示的钢轨10和图2显示的钢轨具有不对称的截面。然而，必须指出本发明并不局限于钢轨的这种类型。
为了能够把这种钢轨(例如通过焊接)连接在具有更细长对称截面的标准轨道的钢轨上，必须将图1中右端的截面改变成具有图4截面的形状。
如果通过一般的锻造进行这种变形的话，那么在两种不同截面之间，在一定长度l上，在转换区12稍靠前一些，钢轨具有一个不正常的，更确切地说，比在钢轨其余长度上具有较低的硬度，而在锻造区整个长度上，由于加热已经改变了钢轨的机械性能，因此也降低了它的硬度。由于对钢轨性能的这些改变也影响到轮轨接触面，它们可能有使钢轨过早磨损和中断高速列车运行的危险。
为了防止在钢轨10轨头14的表面上形成这种不正常的区段，轨头14和轨腰16的上部要按照图3的形状进行机械加工，然而，在多数情况下，具有如图2截面的钢轨轨头14的外形已经相应于如图4的最后形状。因此，在这种情况下，机加工局限于轨腰16的上部，在钢轨的每侧，在轨头14的下面轨腰16的上部，铣削出一个纵向槽沟，形成收缩部分20，以便减少它的厚度，最好减至如图4的最终厚度。
为了达到图4的最终外形，通过锻造的方法进行钢轨10下部的变形，这种变形在于加长轨腰16和将其厚度减至收缩部分20的厚度，并尽可能适合于轨底凸出部18的外形。根据本发明的一个方面，要避免整个钢轨10加热至炽热状态，而仅仅在需要锻造的长度上，局部地加热钢轨的下部。为了这个目的，在图3中箭头所指的地方，使用电磁感应器作局部加热。
轨腰16上部的预先加工，除了将区域20削薄至最后厚度外，从热力观点看还有两个有利的效用：首先，轨头14，特别是轮轨接触面的临界区域，处在远离为锻造而加热至炽热的部分，其次，收缩部分20减少了热传导通量的截面，这样就减少热量传导到钢轨的轨头14，以便钢轨下部能加热至炽热状态，而不使轮轨接触面区域的温度达到钢轨物理性能改变的临界点。
被降低硬度的区域总是存在的，但是这个区域被局限于轨底凸出部18和钢轨的底部，这就是说被局限在不直接因列车运行而受力的区域内。另一方面，钢轨的轨头14，特别是轮轨接触面在钢轨的总长度上能保持其原有的硬度。
Claims (4)
1.改变钢轨截面的方法，所述钢轨包括轨底(18)，轨腰(16)和轨头(14)，所述方法包括增加钢轨的高度，减小轨腰和轨底的厚度，其特征在于：通过机械加工的方法缩减在轨头(14)的下面，轨腰(16)上部的厚度；加热轨腰(16)的剩余部分和钢轨(10)的轨底(18)并经锻造使之变形。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：缩减轨腰上部的厚度，减至最终厚度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述加热是通过局部感应的方法进行的。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：当轨腰(16)和轨底凸出部(18)加热时，对钢轨的轨头(14)进行冷却。
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