CN110523805A - 槽型钢轨矫直方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种槽型钢轨矫直方法，包括：上、下矫直孔型、左、右矫直孔型，上矫直辊与槽型钢轨轨头踏面接触受力点区域控制，上矫直辊与槽型钢轨轨头沟槽和轨唇部位预留足空隙，左右腹腔矫直辊与槽型钢轨轨腰采用两段式接触，左腹腔矫直辊的水平中心线及右腹腔矫直辊的水平中心线在同一水平线上；腹腔矫直辊与槽型钢轨轨头下颚和轨底上表面保持足够空隙。提高了槽型钢轨矫直过程的稳定性，能够有效保证矫直后槽型钢轨的平直度和轨底残余应力满足标准要求，避免矫直过程槽型钢轨轨腰掰裂以及刮伤等表面缺陷。

Description

槽型钢轨矫直方法
技术领域
本发明属于复杂断面槽型钢轨矫直技术领域，具体涉及一种槽型钢轨矫直方法。
背景技术
现代有轨电车是在传统有轨电车的基础上通过全面改造升级发展起来的一种先进交通方式，具有能耗低、污染少、运量中等、造价低等特点，成为一种新型城市轨道交通方式，正在蓬勃发展，其轨道就是采用槽型钢轨。
槽型钢轨断面形状复杂，上下左右均不对称，是钢轨中最难生产的品种。由于槽型钢轨断面金属分配不均匀，轨头金属量多，轨腰和轨底金属量少，轧制结束并冷却到室温后，产生往轨头方向的弯曲，虽然在冷却过程中采用热预弯工艺来降低弯曲量，但还必须经过矫直，平直度才能满足标准和使用要求。
槽型钢轨一般采用平立复合矫直机进行连续三点弯曲矫直，达到控制槽型钢轨垂直和水平方向平直度的目的。由于槽型钢轨断面复杂，且钢轨高度和轨底宽度较大，矫直后的平直度和轨底残余应力均很难控制，如果矫直孔型设计不当，还容易产生钢轨表面擦伤、轨腰弯曲或矫裂等质量缺陷。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种既能保证槽型钢轨平直度和轨底残余应力满足标准要求又能保证槽型钢轨表面质量的槽型钢轨矫直方法。
为实现上述目的，本发明所设计的槽型钢轨矫直方法，所述槽型钢轨的断面上下、左右均不对称，所述槽型钢轨采用平立复合矫直机进行连续矫直，包括水平矫直机和垂直矫直机，其中，水平矫直机包括若干个均匀间隔布置的上辊和若干个均匀间隔布置的下辊，垂直矫直机包括若干个均匀间隔布置的左辊和若干个均匀间隔布置的右辊；所述矫直方法如下：
1)每个上辊上安装一个上矫直辊，每个下辊上安装一个下矫直辊，每个左辊上安装一个左腹腔矫直辊，每个右辊上安装一个右腹腔矫直辊；
其中，上矫直辊外圈形状与上矫直孔型一致，且安装时，上矫直辊与槽型钢轨轨头踏面接触受力点控制在槽型钢轨轨头圆弧区域，该轨头圆弧区域为以槽型钢轨轨腰中心线为中心向两侧各延伸8～12mm的区域；同时，上矫直辊与槽型钢轨轨头的沟槽、上矫直辊与槽型钢轨轨头的轨唇之间均预留有第一间隙；
下矫直辊外圈形状与下矫直孔型一致，且下矫直孔型采用平辊；
左腹腔矫直辊和右腹腔矫直辊的矫直面中间部位均设置有一凹槽，使得左腹腔矫直辊、右腹腔矫直辊与槽型钢轨轨腰之间均采用两段式接触；安装时，左腹腔矫直辊的水平中心线及右腹腔矫直辊的水平中心线在同一水平线上，且上下串动偏差控制在5mm以内；同时，左腹腔矫直辊和右腹腔矫直辊与槽型钢轨轨头下颚之间均留有第二间隙，左腹腔矫直辊和右腹腔矫直辊与槽型钢轨轨底上表面之间均留有第三间隙。
2)槽型钢轨经过轧制并冷却至≤60℃后进行平立复合矫直，将水平矫直机若干个上矫直辊的压下量设为2mm～20mm，且压下量按上矫直辊的按排列顺序依次减小；垂直矫直机若干个右矫直辊的位移量设为2mm～16mm，且位移量按右矫直辊的排列顺序依次减小。
进一步地，所述步骤1)中，上矫直孔型与槽型钢轨的上部断面一致。
进一步地，所述步骤1)中，下矫直孔型的宽度为120～160mm。
进一步地，所述步骤1)中，第一间隙为6～10mm。
进一步地，所述步骤1)中，凹槽槽口的距离为15～35mm。
进一步地，所述步骤1)中，第二间隙为6～10mm。
进一步地，所述步骤1)中，第三间隙为6～10mm。
进一步地，所述步骤1)中，轨头圆弧区域为以槽型钢轨轨腰中心线为中心向两侧各延伸10mm的区域。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1)上矫直辊与槽型钢轨轨头踏面接触受力点控制在轨腰中心线两侧范围以内的轨头圆弧区域，可以保证矫直时产生最大的弯曲变形效果，避免矫直过程轨腰发生弯曲变形；同时，上矫直辊与槽型钢轨轨头沟槽和轨唇部位预留足够大空隙，可以避免矫直过程槽型钢轨与矫直辊发生接触，从而产生刮伤等表面缺陷；
2)由于槽型钢轨左右不对称，左右腹腔矫直辊与槽型钢轨轨腰采用两段式接触，可以提高矫直过程的稳定性；左腹腔矫直辊的水平中心线及右腹腔矫直辊的水平中心线在同一水平线上，可以防止轨腰产生矫裂缺陷；同时，腹腔矫直辊与槽型钢轨轨头下颚和轨底上表面预留足够大的空隙，可以防止矫直过程由于矫直辊与槽型钢轨产生接触造成轨腰掰裂以及刮伤等表面缺陷；
3)能够有效保证矫直后槽型钢轨的平直度和轨底残余应力满足标准要求。
附图说明
图1为本发明槽型钢轨水平矫直孔型；
图2为本发明槽型钢轨垂直矫直孔型。
槽型钢轨1、上矫直辊2、轨头踏面3、沟槽4、轨唇5、下矫直辊6、左腹腔矫直辊7、右腹腔矫直辊8、上表面9、第一间隙10、凹槽11、第二间隙12、第三间隙13。
具体实施方式
下面结合具体实施例和对比例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
本发明槽型钢轨矫直方法，槽型钢轨的断面上下、左右均不对称，槽型钢轨采用平立复合矫直机进行连续矫直，包括水平矫直机和垂直矫直机，其中，水平矫直机包括若干个均匀间隔布置的上辊和若干个均匀间隔布置的下辊，垂直矫直机包括若干个均匀间隔布置的左辊和若干个均匀间隔布置的右辊；矫直方法如下：
1)每个上辊上安装一个上矫直辊，每个下辊上安装一个下矫直辊，每个左棍上安装一个左腹腔矫直辊，每个右辊上安装一个右腹腔矫直辊；
其中，上矫直辊2外圈形状与上矫直孔型一致，且安装时，上矫直辊2与槽型钢轨1轨头踏面3接触受力点控制在槽型钢轨轨头圆弧区域，该轨头圆弧区域为以槽型钢轨1轨腰中心线为中心向两侧各延伸8～12mm(优选10mm)的区域；同时，上矫直辊2与槽型钢轨1轨头的沟槽4、上矫直辊2与槽型钢轨1轨头的轨唇5之间均预留有6～10mm第一间隙10；并且上矫直孔型与槽型钢轨的轨头断面形状一致；
下矫直辊6外圈形状与下矫直孔型一致，且下矫直孔型采用平辊，下矫直孔型的宽度为120～160mm(优选140mm)；
左腹腔矫直辊7和右腹腔矫直辊8的矫直面中间部位均设置有一凹槽11，凹槽11槽口的距离为15～35mm，使得左腹腔矫直辊7、右腹腔矫直辊8与槽型钢轨1轨腰之间均采用两段式接触；安装时，左腹腔矫直辊7的水平中心线及右腹腔矫直辊8的水平中心线在同一水平线上，且上下串动偏差控制在5mm以内；同时，左腹腔矫直辊7和右腹腔矫直辊8与槽型钢轨1轨头下颚之间均留有6～10mm第二间隙12，左腹腔矫直辊7和右腹腔矫直辊8与槽型钢轨轨底上表面9之间均留有6～10mm第三间隙13。
2)槽型钢轨经过轧制并冷却至≤60℃后进行平立复合矫直，将水平矫直机若干个上矫直辊的压下量设为2mm～20mm，且压下量按上矫直辊的按排列顺序依次减小；垂直矫直机若干个右矫直辊的位移量设为2mm～16mm，且位移量按右矫直辊的排列顺序依次减小。
下面以60R2槽型钢轨为例，通过实施例1～实施例3对本发明提供的槽型钢轨矫直孔型系统和矫直工艺在实际生产过程中的具体应用进行详细说明，以进一步支持本发明所要解决的技术问题。
60R2槽型钢轨采用平立复合矫直机进行连续矫直，水平矫直机的矫直辊数量为9个，上辊4个、下辊5个以1.6m间距连续布置。垂直矫直机的矫直辊数量为9个，右腹腔矫直辊4个、左腹腔矫直辊5个以1.6m间距连续布置。其中，上矫直孔型和下矫直孔型见图1，左右腹腔矫直孔型见图2。
根据工艺要求，依次设置水平辊矫直机上辊的压下量和垂直矫直机右辊的位移量，实施例1～实施例3中上辊的压下量和右辊的位移量具体见表1～表3。
60R2槽型钢轨经过轧制，并冷却到小于等于60℃后可以进行平立复合矫直。矫直时，首先通过矫直机的翻钢装置将槽型钢轨翻成正立状态，然后槽型钢轨以一定速度连续、交替通过水平矫直机的上辊和下辊，垂直矫直机的左辊和右辊，形成多个连续三点弯曲状态，从而完成矫直的目的。槽型钢轨经过平立复合矫直机矫直后，进入其它精整工序。
实施例1～实施例3矫直工艺矫直后槽型钢轨的平直度见表4，平直度均满足标准对钢轨端部平直度上下方向≤0.6mm/1.5m，左右方向≤0.8mm/1.5m的要求。
实施例1～实施例3矫直工艺矫直后槽型钢轨轨底残余应力见表5，均满足标准≤250MPa的要求。
表1 实施例1中水平辊矫直机上辊压下量和垂直矫直右辊位移量(单位：mm)
表2 实施例2中水平辊矫直机上辊压下量和垂直矫直右辊位移量(单位：mm)
表3 实施例3中水平辊矫直机上辊压下来和垂直矫直右辊位移量(单位：mm)
表4 60R2槽型钢轨矫直后平直度(mm/1.5m)
表5 60R2槽型钢轨矫直后轨底残余应力
轨底残余应力/MPa
例1 181
例1 178
例2 148
例2 143
例3 125
例3 128

Claims (8)

1.一种槽型钢轨矫直方法，所述槽型钢轨的断面上下、左右均不对称，所述槽型钢轨采用平立复合矫直机进行连续矫直，包括水平矫直机和垂直矫直机，其中，水平矫直机包括若干个均匀间隔布置的上辊和若干个均匀间隔布置的下辊，垂直矫直机包括若干个均匀间隔布置的左辊和若干个均匀间隔布置的右辊；其特征在于：所述矫直方法如下：
1)每个上辊上安装一个上矫直辊，每个下辊上安装一个下矫直辊，每个左棍上安装一个左腹腔矫直辊，每个右辊上安装一个右腹腔矫直辊；
其中，上矫直辊外圈形状与上矫直孔型一致，且安装时，上矫直辊与槽型钢轨轨头踏面接触受力点控制在槽型钢轨轨头圆弧区域，该轨头圆弧区域为以槽型钢轨轨腰中心线为中心向两侧各延伸8～12mm的区域；同时，上矫直辊与槽型钢轨轨头的沟槽、上矫直辊与槽型钢轨轨头的轨唇之间均预留有第一间隙；
下矫直辊外圈形状与下矫直孔型一致，且下矫直孔型采用平辊；
左腹腔矫直辊和右腹腔矫直辊的矫直面中间部位均设置有一凹槽；安装时，左腹腔矫直辊的水平中心线及右腹腔矫直辊的水平中心线在同一水平线上，且上下串动偏差控制在5mm以内；同时，左腹腔矫直辊和右腹腔矫直辊与槽型钢轨轨头下颚之间均留有第二间隙，左腹腔矫直辊和右腹腔矫直辊与槽型钢轨轨底上表面之间均留有第三间隙。
2)槽型钢轨经过轧制并冷却至≤60℃后进行平立复合矫直，将水平矫直机若干个上矫直辊的压下量设为2mm～20mm，且压下量按上矫直辊的按排列顺序依次减小；垂直矫直机若干个右矫直辊的位移量设为2mm～16mm，且位移量按右矫直辊的排列顺序依次减小。
2.根据权利要求1所述槽型钢轨矫直方法，其特征在于：所述步骤1)中，上矫直孔型与槽型钢轨的轨头断面形状一致。
3.根据权利要求1所述槽型钢轨矫直方法，其特征在于：所述步骤1)中，下矫直孔型的宽度为120～160mm。
4.根据权利要求1所述槽型钢轨矫直方法，其特征在于：所述步骤1)中，第一间隙为6～10mm。
5.根据权利要求1所述槽型钢轨矫直方法，其特征在于：所述步骤1)中，凹槽槽口的距离为15～35mm。
6.根据权利要求1所述槽型钢轨矫直方法，其特征在于：所述步骤1)中，第二间隙为6～10mm。
7.根据权利要求1所述槽型钢轨矫直方法，其特征在于：所述步骤1)中，第三间隙为6～10mm。
8.根据权利要求1所述槽型钢轨矫直方法，其特征在于：所述步骤1)中，轨头圆弧区域为以槽型钢轨轨腰中心线为中心向两侧各延伸10mm的区域。
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