EA009583B1 - Способ грубой шлифовки сварного стыка железнодорожных рельсов - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способам грубой обработки сварного стыка железнодорожных рельсов абразивными обдирочными кругами. Способ основан на применении режима силового шлифования с окружной скоростью вращения абразивных кругов до 75 м/с в закрытом модуле, снабженном средствами отсоса выбросов шлифования и приточно-вытяжной вентиляцией. Модуль устанавливается стационарно или с возможностью передвижения по отношению к подаваемым рельсам. Рабочие органы (1) и (2), предназначенные для шлифовки верхней части периметра сварного стыка, и (3) - для шлифовки рельсов со стороны подошвы подключены к электрошлифовальным машинкам (4) и имеют абразивные круги (5) и (6). Абразивные круги (5) подвешены на манипуляторах (7), которые связаны с тележками (8) и (9) грузоподъемной тали (10), а абразивный круг (6) установлен на каретке (11). Круги имеют возможность свободного перемещения относительно обрабатываемого рельса. Выбросы шлифования из модуля (12) из зоны обработки удаляют через раструб (16) местного отсоса посредством вытяжной вентиляционной установки (13), оборудованной средствами очистки воздуха. Очищенный от выбросов шлифования воздух через шланги (14) возвращают в модуль через вентиляционные направляющие (15), расположенные в модуле. Одновременно в модуль подается свежий воздух посредством приточной вентиляции (17). Способ обеспечивает повышение производительности и качества работ, позволяет в дальнейшем проводить чистовое шлифование в автоматическом режиме, гарантирует соблюдение требований по опасным и вредным производственным факторам при механической обработке рельсов абразивным инструментом.

Description

Изобретение относится к методу и технологии обработки стыка сварных бесстыковых плетей из термически упрочненных железнодорожных рельсов и может быть использовано при грубой зачистке при изготовлении любых сварных соединений, швов чугунного и стального литья, очистки металлических конструкций от коррозии и т.п.

Уровень техники

В России и во всем мире в последнее время широкое распространение получил контактный способ сварки рельсов всех типов (Р75, Р65, Р50) и марок сталей (М76, М74, НБ67 и др.) отечественного производства и импортных поставок с высоким содержанием углерода, микро- и макролегированных, термообработанных с твердостью металла в среднем НВ 360 (до НВ 390 и 405) (И.З. Генкин. Сварные рельсы и стрелочные переводы. М.: Интекс, 2003. с. 92. Труды ВНИИЖТ).

Железнодорожные рельсы для железных дорог широкой колеи сваривают на рельсосварочных предприятиях (РСП) в бесстыковой путь стандартной длиной плети 800 м. Стандартные рельсы длиной 25 м последовательно подаются на технологические линии, где они свариваются машинами электроконтактной сварки с последующей обработкой сварного стыка абразивными кругами по всему периметру рельса, нормализацией сварного стыка индукционными установками, чистовой правкой стыка на правильных прессах и чистовой шлифовкой поверхности катания и рабочей грани рельса автоматическим станком или вручную. Завершающей стадией является проверка стыка ультразвуковым дефектоскопом с одновременной погрузкой рельсовой плети на специальный подвижной состав длиной 800 м специальным транспортером.

Одной из перечисленных операций, определяющей прочность и надежность сваренного контактным или газопрессовым способом рельса, является строгое соблюдение технологии обработки (зачистки) стыков после сварки. После зачистки сварные стыки рельсов должны иметь показатели прочности, соответствующие прочности самого рельса. Это определяет требования к инструменту, обрабатывающему стык.

При существующей технологии утолщение выдавленного после сварки металла по всему периметру стыка удаляется абразивными кругами в два этапа. Сначала производится зачистка грата (от 2-8 мм до ± 0,3-0,4 мм) - грубая шлифовка, затем чистовая шлифовка. Для выполнения операции грубой шлифовки на РСП выделены в цехах специальные участки.

Самой современной установкой в настоящее время является комплекс правки и шлифовки рельсовых стыков типа «Жейсмар» Франция, аналог выпущен в РФ Всероссийским научно-исследовательским и конструкторско-технологическим институтом подвижного состава МПС в 2003 г. под названием «КПШ-1». Но эти комплексы производят только чистовую шлифовку поверхности катания рельса и его рабочей грани, контактирующей с колесом, в автоматическом режиме, что не подходит для грубой шлифовки. (Автоматическая машина для шлифования сварных стыков рельсов типа ΜΑ8Ι50 с измерительной системой Ρ8Μ315 Жейсмар. Проект № 9651415, Франция, 1997 г.) Известна технология грубой шлифовки сварного стыка (типовые технологические процессы сварки новых рельсов и изготовления рельсов переходного профиля в рельсосварочных предприятиях. М.: Департамент пути и сооружений, 2004. Прототип; Рельсы железнодорожные новые сварные. ТУ 0921-057-01124328-98, утвержденные ВНИИЖТ России, 01.01.98, с. 13-14, прототип).

Грубая шлифовка производится рельсошлифовальной машинкой с гибким валом ПР 077ЗМ (ПТКБ ЦП) на открытых участках непосредственно в цехе.

Абразивную обработку стыков производят по всему периметру заподлицо с основным профилем вдоль рельса шлифовальным кругом с рабочей окружной скоростью 40-45 м/с. Такая скорость дает низкую производительность. ГОСТ 12.3.028-82 п.п.2.2.3 допускает применение при работе ручными шлифовальными машинами рабочих скоростей до 80 м/с. Так же согласно санитарным правилам и нормам (СанПиН 2.2.2.540-96, разработанным НИИ медицины труда РАМН с участием Санкт-Петербургского НИИ гигиены труда и профзаболеваний и Нижегородского НИИ гигиены и профпаталогии Госкомсанэпиднадзора России, утвержденным и введенным в действие Постановлением Госкомсанэпиднадзора России от 4 июля 1996 г. № 12), п.4 «Гигиенические требования к организации рабочего места и проведению работ с ручными инструментами, при выборе ручного механизированного инструмента предпочтение (при прочих равных условиях) должно отдаваться инструментам, имеющим более высокие скорости резания, т. к. снижается величина и время контакта с вибрацией.

Применение высоких скоростей шлифования на открытых участках цеха приведет к дополнительному загрязнению цеха и цехового оборудования, нарушению параметров микроклимата, т.к. на участках используется общеобменная цеховая система вентиляции. Местный отсос выбросов шлифования не эффективен. На открытом участке цеха нельзя создать приточной вентиляции, т.к. здание имеет аэрационные проемы в стенах и на кровле.

В то же время превышение притока над вытяжкой на 10% значительно уменьшает неорганизованное перемещение воздушных масс в горизонтальном направлении и гарантирует надежную работу местных отсосов.

Звукоизоляция открытых участков грубой шлифовки решается путем установки в цехе звукоизоли

- 1 009583 рующих экранов, что неудобно.

На открытых участках не решен вопрос перемещения инструмента. Используются тали, установленные в цехе, с качающимися (маятниковыми) рамками. Степень перемещения таких рамок ограничена. Двигатель шлифовальной машинки для очистки подошвы рельса установлен на стационарной корытообразной подставке, что также создает неудобство в работе.

Упомянутая выше установка КПШ-1 (Комплекс правки и шлифовки рельсовых стыков, разработанный ФГУП ВНИКТИ МПС России) может служить примером модульного принципа организации места выполнения грубой шлифовки в механизированном ручном режиме, где возможна организация режима с использованием приточно-вытяжной вентиляции и средств для отсоса выбросов шлифования.

Таким образом, предшествующий уровень техники характеризуется известностью способа грубой обработки сварного стыка рельсов по периметру обдирочными абразивными кругами после сварки, который осуществляется в ручном механизированном режиме с использованием приточно-вытяжной вентиляции и средств для отсоса выбросов шлифования.

Способ грубой шлифовки сварного стыка железнодорожных рельсов в режиме силового шлифования с большой скоростью абразивных кругов в оборудованном (в соответствии с Системой стандартов безопасности труда и гигиеническими требованиями к процессам обработки абразивным и эльборовым ручным инструментом) отдельном модуле не известен.

Задача изобретения - обеспечение высокопродуктивной грубой скоростной шлифовки сварного стыка железнодорожных рельсов обдирочными абразивными кругами при соблюдении параметров микроклимата и условий труда рабочих-шлифовщиков.

Сущность изобретения

В соответствии с задачей, на решение которой направлено изобретение, обработка сварного стыка рельсов проводится в режиме силового шлифования с окружной скоростью вращения абразивных кругов до 75 м/с.

Обработку проводят в закрытом модуле, установленном стационарно или с возможностью передвижения по отношению к подаваемым на обработку в него рельсам.

Модуль снабжен средствами для отсоса выбросов шлифования и приточно-вытяжной вентиляцией.

Абразивные круги в модуле установлены с возможностью свободного перемещения относительно обрабатываемого рельса оператором. Один из абразивных кругов, предназначенный для шлифовки сварного стыка рельсов со стороны подошвы, установлен на каретке, а два других абразивных круга, предназначенных для обработки сварного стыка рельсов по остальной части периметра, подвешены на манипуляторах.

Выбросы шлифования удаляются из зоны обработки через раструб местного отсоса посредством вытяжной вентиляции, оборудованной средством очистки воздуха. Очищенный от выбросов шлифования воздух возвращают в модуль к раструбу местного отсоса через вентиляционные направляющие. Одновременно в модуль подается свежий воздух посредством приточной вентиляции.

Раскрытие изобретения

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1, 2 и 3, где представлены схемы способа, оборудования и систем жизнеобеспечения при грубой шлифовке стыка железнодорожных рельсов в закрытом модуле, в частности, фиг. 1 представляет общую схему способа грубой шлифовки сварного стыка железнодорожных рельсов в закрытом модуле;

фиг. 2 представляет разрез модуля с видом на манипуляторы;

фиг. 3 представляет вид модуля со стороны очистной вентиляционной установки.

Рабочие органы 1 и 2 для шлифовки сварного стыка рельсов по периметру верхней части и 3 - для шлифовки стыка рельсов со стороны подошвы включают электрошлифовальные машинки 4 с абразивными кругами, соответственно, 5 и 6. Рабочие органы 1 и 2 подвешены на манипуляторах 7. Они имеют возможность линейного перемещения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, собственное вращение и возможность поворота в вертикальных плоскостях. Все эти движения могут быть использованы при выполнении операций шлифовки.

Манипуляторы 7 связаны с тележками 8 и 9 грузоподъемной тали 10.

Рабочий орган 3 передвигается на каретке 11 и может быть максимально приближен к зоне шлифовки.

Модуль имеет два рабочих места, достаточных для маневра оператора.

При шлифовке верхней части периметра рельсов оператор пользуется одним из рабочих органов (1 или 2) и шлифует одну из сторон, не перенося в целях безопасности инструмент.

При шлифовке периметра со стороны подошвы оператор использует рабочий орган 3.

Закрытый модуль 12 устанавливается в цехе стационарно или с возможностью передвижения по отношению к подаваемым на обработку рельсам и является частью общей технологической цепочки производства сварных рельсов.

Выбросы шлифования удаляют из зоны обработки через раструб местного отсоса посредством очистной вентиляционной установки 13, которая через гибкие шланги 14 связана с двумя вентиляционными

- 2 009583 направляющими 15 и раструбом 16. Вертикальные направляющие 15 расположены в модуле. Через них очищенный от выбросов шлифования воздух поступает в модуль. Одновременно в модуль подается свежий воздух посредством приточной вентиляции 17.

Работа в модуле начинается после подачи рельса в модуль. Оператор, находящийся в модуле, поочередно включает шлифовальные машинки и обрабатывает последовательно периметр рельса. Обработка идет при включенной вентиляции и отсосах.

Последовательное использование инструмента, манипуляторов 7 и каретки 8 обеспечивают безопасность в работе и легкость в управлении при выполнении операций силового шлифования абразивным кругом.

После обработки рельсы по технологической цепочке направляются на нормализацию стыка в индукционную установку.

На проходных операциях с ручной механизированной обработкой для повышения производительности и качества работ важны скорости подачи, которые пропорциональны числу оборотов инструмента в минуту. Скорость вращения абразивных кругов до 75 м/с обеспечивает подачу 2-3 мм/мин, а также высокую точность обработки по 3 классу и шероховатость поверхности Ка 1,25-2,5 Мк и выше. После такой обработки чистовое шлифование можно проводить в автоматическом режиме.

Предложенный способ грубой шлифовки не только повышает производительность и качество работ, но и обеспечивает безопасность их выполнения и требования нормативов по опасным и вредным производственным факторам, сопровождающим механическую обработку рельсов абразивным инструментом.

Промышленная применимость

Предложенный способ легко реализуется обычными средствами и комплектующими, хорошо освоенными промышленностью, а сам способ обеспечивает качественно новый процесс по сравнению с традиционным. Модуль изготовлен и опробован.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   Способ грубой шлифовки сварного стыка железнодорожных рельсов, включающий обработку сварного стыка рельсов по периметру обдирочными абразивными кругами после сварки, осуществляемую в ручном механизированном режиме с использованием приточно-вытяжной вентиляции и средств для отсоса выбросов шлифования, отличающийся тем, что сварной стык рельсов обрабатывают в режиме силового шлифования с окружной скоростью вращения абразивных кругов до 75 м/с, при этом обработку проводят в закрытом модуле, установленном стационарно или с возможностью передвижения по отношению к подаваемым на обработку в него рельсам и снабженном указанными средствами для отсоса выбросов шлифования и приточно-вытяжной вентиляцией;

   абразивные круги установлены в модуле с возможностью свободного перемещения относительно обрабатываемого рельса оператором, при этом один из абразивных кругов, предназначенный для шлифовки сварного стыка рельсов со стороны подошвы, установлен на каретке, а два других абразивных круга, предназначенных для обработки сварного стыка рельсов по остальной части его периметра, подвешены на манипуляторах;

   выбросы шлифования удаляют из зоны обработки через раструб местного отсоса посредством вытяжной вентиляции, оборудованной средством очистки воздуха, а очищенный от выбросов шлифования воздух возвращают в модуль через находящиеся в нем вентиляционные направляющие с одновременной подачей в модуль свежего воздуха посредством приточной вентиляции.