PL152531B1

PL152531B1 - Method of uniformizing the rail wheel profile

Info

Publication number: PL152531B1
Application number: PL1986258837A
Authority: PL
Priority date: 1985-05-17
Filing date: 1986-04-08
Publication date: 1991-01-31
Also published as: SU1544177A3; EP0201619A1; JPS61266144A; US4680846A; SU1560054A3; JPH0472626B2; EP0201619B1; DE3579001D1

Description

SPOSÓB WYRÓWNYWANIA PROFILU KOŁA SZYNOWEGO

Przedmiotem wynalazku jest sposób wyrównywania profilu koła szynowego, składajęcego się zasadniczo z przynajmniej jednego obrzeża z wewnętrzn? powierzchnię nośn? oraz z powierzchni tocznej koła, w którym przynajmniej określone obszary profilu posiadaj? odchylenia od profilu zadanego,i w którym przynajmniej określone obszary profilu posiadaj? zużycie materiału, przy zastosowaniu obróbki skrawaniem, przy czym koło szynowe może być części? pojedyncz? jak również części? składów? zestawu kołowego.

Sposób wyrównywania profilu koła szynowego, w którym co najmniej określone obszary profilu maj? odchylenie od profilu zadanego, przy zastosowaniu procesu skrawania, jest od dawna znany na przykład z artykułu Die Profilberichtigung des Lokomotiv-Radreifens /Wyrównywanie profilu obręczy koła/ z czasopisma Werkstattstechnik rocznik 1965, zeszyt 2, strony 69 do 74. Szczególnie figura 9 tego artykułu przedstawia różne sytuacje tego rodzaju profilu koła wagonowego. Jest tam przedstawiony liniami przerywanymi profil pierwotny albo profil nowy, a następnie grub? czarn? linię jest przedstawiony profil zużyty. Poniżej jest przedstawiony zwykłymi liniami profil powstały po wyrównujęcej operacji skrawaniem. Jak można zauważyć, przy takim zużyciu,które występuje w obszarze obrzeża, trzeba zeskrawać bardzo duż? ilość materiału, żeby otrzymać znowu prawidłowy profil. Jednakże zdjęty obróbkę skrawania materiał jest bardzo drogi i powoduje to koszty o dużym znaczeniu. Ale nie tylko to jest powodem wysokich kosztów; konieczny jest również odpowiednio duży czas pracy dla wykonania obróbki skrawaniem, a poza tym materiał obrobiony skrawaniem nie może być już więcej wykorzystany, wskutek czego przez zeskrawanie dużej ilości materiału w znacznym stopniu zmniejsza się całkowita żywotność koła wagonowego· Olatego w dotychczasowym stanie techniki zawsze dężono przy wyrównywaniu profilu koła do zeskrawania możliwie jak najmniejszej ilości materiału.

152 531

Promieniowe położenie profilu, jaki zamierzano uzyskać, było tak w promieniowym kierunku dobierane, aby położenie to w jednym punkcie miało styk z zużytym profilem· Punkt ten wyraźnie można rozpoznać na zaokrągleniu obrzeża koła przedstawionego na fig· 9 wspomnianej publikacji· Dla upewnienia się· że nie zostanie zeskrawane za dużo materiału, zwracano podczas skrawania uwagę, żeby pozostawić mały nieobrobiony skrawek w obrębie etyku nowego i zużytego profilu, przez co uzyskiwało się możliwie najmniejsze zeskrawanie.

Wspomniane środki zaradcze były jednak niezadowalające z powodu bardzo dużej objętośgiMesknawanego materiału 1 z tego powodu, przy obecnym stanie techniki próbowano,-gdy żujty^ble materiału występowało w przeważającej części obrzeża, ponownie wypełnić zużyty obszar przez napawanie· Sposób ten wymagał jednak niezwykle kosztownej technologii i dużego zużycia elektrod spawalniczych· Oo tego jeszcze konieczna dodatkowa obróbka skrawaniem w obszarze położenia spawu była bardzo trudna i pracochłonna· Dlatego też i ten 9posób nie znalazł praktycznego zastosowania·

Wynalazek ma więc za zadanie opracowanie opisanego na wstępie sposobu, przy zastosowaniu którego możliwe będzie utworzenie poprawnego profilu koła, przy większym niż dotychczas zaoszczędzeniu materiału, bez nanoszenia przy tym nowego materiału·

Zgodnie z wynalazkiem, zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że przynajmniej najbardziej zużyte obszary wypełnia się przynajmniej częściowo materiałem poprzez obróbkę plastyczną, zanim ustali się promieniowe położenie wyrównywanego profilu.

Przez takie odkształcanie plastyczne materiał, który podczas dotychczasowego stanu techniki przynajmniej częściowo był tracony przez obróbkę skrawaniem, jest wykorzystywany dla wypełnienia zużytych i zdeformowanych obszarów profili, w wyniku czego uzysku je się przemieszczenie materiału, przy pomocy którego promieniową warstwę nowo wytworzonego poprawnego profilu można przesunąć dalej na zewnątrz, dzięki czemu uzyskuje się odpowiednie zaoszczędzenie materiału, który musiałby być zeskrawany· Ten zaoszczędzony niezeskrawany materiał przyczynia się do zwiększenia żywotności powierzchni tocznej kół·

Przy tego rodzaju kołach szynowych, szczególnie kłopotliwe jest gdy zużycie materiału nastąpiło w obszarze obrzeża koła , a to dlatego, że wewnętrzna powierzchnia nośna obrzeża koła jest zużywana i deformowana, przez co zmniejsza się grubość obrzeża koła· Obrzeże koła może być odkształcone przez przemieszczanie materiału na zewnątrz nawet powyżej pierwotnej wysokości· W przypadku sieci szyn z wieloma łukami, zużycie obrzeży kół szynowych jeżdżących po tych łukach jest duże, podczas gdy zużycie w obszarze powierzchni tocznej może być stosunkowo małe· Zmniejszenie grubości obrzeża koła przez zużycie oraz deformację prowadzą do tego, że nowo utworzony poprawny profil jest promieniowo bardziej wysunięty do wewnątrz, ponieważ nowo utworzony profil musi być tak radialnie ustawiony, aby dla poprawnej grubości obrzeża koło pozostawało do dyspozycji wystarczająco dużo materiału.

ile istnieje, jak wyżej opisano, w przeważającej części lub wyłącznie zużycie obrzeża koła, wówczas możne zmniejszyć konieczną ilość skrawanego materiału dla ponownego utworzenia poprawnego profilu przez to, że obrzeże koła co najmniej częściowo poddaje się odkształceniu obróbką plastyczną dla wytworzenia przynajmniej większej grubości obrzeża w porównaniu do stanu wyjściowego, zanim określona będzie promieniowa warstwa wyrównywanego profilu. Oznacza to, że na przykład poprzez proces odkształcenia zmniejsza się wysokość obrzeża koła i tym samym jednocześnie zwiększa się grubość tego obrzeża. Odkształcenie plastyczne może być przykładowo dokonane przez kucie lub walcowanie·

Dzięki tej obróbce plastycznej obrzeże koła zostanie pogrubione i będzie można uzyskać korzystniejsze promieniowe położenie korygowanego profilu i przez to nie będzie konieczne zeskrawanie dużej objętości materiału. Może jednak również zajść taki przypadek, że zużycie materiału wystąpi w przeważającej części na powierzchni tocznej

152 531 i to do tego stopnia, że właśnie to zużycie powierzchni tocznej będzie decydujące dla radialnej warstwy wyrównywanego profilu. Przy przeważającym zużyciu powierzchni tocznej_t ta powierzchnia toczna Jest zużyta w obszarze środkowym, a w obszarze zewnętrznym pozostaje prawie całkowicie nienaruszona. Ten zewnętrzny, prawie całkowicie zachowany obszar musiał być dotychczas, przy tworzeniu skorygowanego profilu, całkowicie zeskrawany.

To samo dotyczy odpowiednich ilości materiału w obszarze obrzeża kół. Również i w tym przypadku udaje się przeprowadzić oszczędnościowe, w zakresie zużycia materiału, wyrównanie dzięki temu, że przynajmniej obszary powierzchni tocznej poddawane są odkształceniu plastycznemu, przy czym leżące wyżej w kierunku promieniowym obszary materiału przynajmniej częściowo zostają przemieszczone i tym samym niżej w kierunku promieniowym leżące obszary przynajmniej częściowo zostają wypełnione, zanim ustali się promieniowe położenie wyrównywanego profilu. Również i w tym przypadku udaje się przeprowadzić materiałooszczędne wyrównanie profilu obrzeża koła, przez to, że przynajmniej obręby powierzchni tocznej koła poddaje się plastycznemu odkształceniu, przy czym ilości materiału leżące wyżej w kierunku promieniowym przynajmniej częściowo zostaną nagnlecione i przez to obszary leżące głębiej w kierunku promieniowym zostaną przynajmniej częściowo wypełnione, przed ustaleniem promieniowego położenia wyrównywanego profilu. Także i przez to udaje się przemieścić materiał, który dotychczas był usuwany przez skrawanie.

Mi ten sposób przemieszczony materiał już nie musi być usuwany skrawaniem i dotychczasowa niezbędna duża głębokość skrawania, dla osiągnięcia głęboko leżącego zużytego obrębu, nie jest już konieczna, ponieważ ten głęboko leżący materiał został przemieszczony na wyższy poziom. Profil, który ma być na nowo tworzony, może leżeć bardziej na zewnątrz. W ten sposób tylko niewielkie ilości materiału muszą być obrobione skrawaniem i dzięki lepszemu wykorzystaniu materiału żywotność powierzchni tocznych tych kół poważnie wzrasta.

Przedmiot wynalazku zostanie dokładnie objaśniony w przykładzie wykonanie na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia profil obrzeża koła wagonowego z różnym zużyciem powierzchni tocznej, w przekroju poprzecznym, a fig. 2 - profil obrzeża koła wagonowego jak na fig. 1, lecz z różnym zużyciem obrzeża koła.

Zgodnie z rysunkami fig· 112 linia 5 oznacza pierwotny niezuźyty profil wyjściowy. Podczas gdy na rys. /fig· 1/ przedstawiono zużycie profilu 10 z przeważającym zużyciem powierzchni tocznej, a więc zużycie w obszarze 1, to na rys. /fig. 2/ przedstawiono zużycie profilu 11 z przeważającym zużyciem obrzeża koła, a więc zużycie w obszarze 2. Jak można zauważyć na rys. /fig. 2/ obrzeże 9 koła jest nie tylko zużyte w obszarze 2 lecz również zdeformowane w taki sposób, że jego obszar górny odkształcony jest powyżej przebiegu wyjściowego profilu. Powyższe nie występuje jednak w każdym przypadku, gdy przeważa zużycie obrzeża koła. Obrzeże 6 koła według fig. 1 jest tylko nieznacznie zużyte i w swoim obszarze zewnętrznym znajduje się jeszcze w zarysie wyjściowego profilu.

Profil zużycia według fig. 1 wymuszał w poprzednim stanie techniki reprofilację, na przykład przy pomocy operacji frezowania obwodowego, lub przy pomocy obróbki toczeniem aż do zarysu wyrównywanego profilu 6. Tym samym wyrównywany profil 6 musiał być promieniowo do wewnątrz przemieszczany wobec wyjściowego profilu 5 o wartość bezwzględną 12. Obszar obłego wierzchołka obrzeża 8 koła oraz wyżej leżące części materiału 18 i obszar 22 na wydrążeniu obrzeża koła musiały więc być obrobione skrawaniem zgodnie z metodą pierwotnego stanu techniki. Aby uniknąć zeskrawania kosztownego materiału, zgodnie z wynalazkiem wyżej leżące części materiału 18 poddawane są odkształceniu na przykład przez walcowanie lub obróbkę kuźniczą,wówczas materiał, mniej więcej jak to zaznaczono strzałką 21, przemieszcza się do głębiej położonego obszaru 19, przy czym obniża się obszar 18, a podnosi obszar 1Θ. W razie potrzeby

152 531 może również, zaznaczona w lewo pochylonym zakreskowaniem część obłego wierzchołka obrzeża 8 koła, być odkształcona tak, że i w tym przypadku materiał płynie w kierunku strzałki 21. Zatem w wyżej leżącej części obszaru 18 i w danym przypadku w obszarze obłego wierzchołka obrzeża 8 koła przemieszczona zostaje zaznaczona w lewo pochylonym zakreskowaniem część materiału i tym samym podnoszony Jest obszar 1 powierzchni tocznej 17 jak zaznaczono to w tym obszarze zakreskowaniem pochylonym w prawo.

Przy pomocy tych środków możliwe jest warstwę wyrównywanego profilu 6 z obrzeżem koła i z wewnętrzną powierzchnię nośnę 16 obrzeża koła, która przylega do tocznej powierzchni 17, promieniowo wysunęć dalej na zewnętrz tak, aby wybrać majęcy już być wyrównany profil 3, który znajduje się jeszcze w oddaleniu o bezwzględny wartość 13 od wyjściowego profilu 5. Udaje się więc przy małej wielkości skrawania i bez nanoszenia dodatkowego obcego materiału wykonać wyrównany profil 3 w pozycji ułożonej promieniowo dalej na zewnętrz, aniżeli profil 6, który musiał być wykonany zgodnie ze sposobem dotychczasowego stanu techniki. W ten sposób zaoszczędza się materiał i zwiększa żywotność powierzchni toczenia.

Zalety wynalazku występuję szczególnie wyraźnie, jeżeli na kole wagonowym, którego profil ma być wyrównany, istnieje duże zużycie obrzeża koła jak to przedstawiono na rys. /fig. 2/. Przy powszechnie stosowanym sposobie pierwotnego stanu techniki musiałby przy pozycji wyjściowej według fig. 2 w przypadku profilu zużycia 11 być wykonany profil 7, którego powierzchnia toczna 17 przedstawiona jest promieniowo do wewnętrz o wartość bezwzględnę 14 od wyjściowego profilu 5. Powyższe jest konieczne, ponieważ w przeciwnym razie obrzeże 9 koła nie mogłoby być wykonane przy utrzymaniu poprawnego położenia wewnętrznej powlrzchni nośnej 16 obrzeża koła. Zużyte obrzeże koła według profilu 11 jest dla odtworzenia poprawnego obrzeża koła za węskle. Fakt, że na obrzeżu koła występuje zużycie 1 deformacja pocięga za sobę, że również w obszarze tocznej powierzchni 17 zupełnie niepotrzebnie muszę być zeskrawane poważne ilości materiału. Zeskrawany materiał nie może już być wykorzystany dla przedłużenia żywotności powierzchni tocznej koła.

Aby polepszyć opisany wyżej niezadowalający stan bez nanoszenia materiału obcego, poddaje się zużyte obrzeże 9 koła odkształceniu, na przykład za pomocę walcowania lub obróbki kuźniczej i tym samym materiał znajdujęcy się na szczycie obłego wierzchołka koła przemieszcza się mniej więcej w kierunku strzałki 20, aby ilość materiału, która na wierzchołku obrzeża koła zaznaczona jest kreskowaniem pochylonym w lewo została przemieszczona i aby dzięki temu obrzeże koła stało się grubsze na przykład o wielkość zaznaczonę zakreskowaniem pochylonym w prawo. Przy pomocy zgrubienia obrzeża koła udaje się wybrać profil 4 mogęcy być wyrównany, który oddalony jest od wyjściowego profilu 5 tylko o bezwzględnę wartość 15. Materiał może być zaoszczędzony szczególnie w obszarze powierzchni tocznej, która odpowiada różnicy wartości bezwzględnej między wartościę bezwzględnę 14 a 15. Ola obróbki wykańczajęcej mającego być wyrównanego profilu 4 wystarcza nieznaczna korekcja powierzchni tocznej. W obszarze przekształconym musi być oprócz tego usunięty zbędny materiał zaznaczony w obszarze 23 kreskowaniem krzyżowym.

Przy pomocy odpowiedniego odkształcenia zużytego profilu, a szczególnie przy pomocy odpowiedniego odkształcenia zużytego obrzeża koła udaje się, bez konieczności nanoszenia materiału obcego, przy pomocy odpowiedniego przemieszczenia, lepiej wykorzystać istniejący materiał i wyrównany profil wykonać w korzystniejszym położeniu promieniowym. W ten sposób zaoszczędza się drogi materiał obręczy kół i poważnie podnosi się żywotność tocznę tych kół.

Claims

1. Sposób wyrównywania profilu koła szynowego, składajęcego się zasadniczo z przynajmniej jednego obrzeża z wewnętrznę powierzchnię nośnę oraz z powierzchni tocznej koła, w którym przynajmniej określone obszary profilu posiadaję odchylenia od profilu zadanego i w którym przynajmniej określone obszary profilu posiadaję zużycie materiału, przy zastosowaniu obróbki skrawaniem, przy czym koło szynowe może być częścię pojedynczę jak również częścię składowę zestawu kołowego, znamienny tym, że przynajmniej najbardziej zużyte obszary /1, 2/ wypełnia się przynajmniej częściowo materiałem poprzez przeróbkę plastycznę, zanim ustali się promieniowe położenie wyrównywanego profilu /3, 4/.

2. Sposób wyrównywania profilu koła szynowego,' składajęcego się zasadniczo z przynajmniej jednego obrzeża z wewnętrznę powierzchnię nośnę oraz z powierzchni tocznej koła, w którym przynajmniej określone obszary profilu posiadaję odchylenia od profilu żędanego i w którym przynajmniej określone obszary profilu posiadaję zużycie materiału, przy zastosowaniu obróbki skrawaniem, przy czym koło szynowe może być częścię pojedynczę jak również częścię składowę zestawu kołowego, znamienny t y m, że obrzeże /8, 9/ poddaje się przynajmniej częściowo odkształceniu plastycznemu dla wytworzenia przynajmniej większej,w porównaniu ze stanem wyjściowym /10, 11/, grubości obrzeża, zanim ustali się promieniowe położenie wyrównywanego profilu /3, 4/.

3. Sposób wyrównywania profilu koła szynowego, składajęcego się zasadniczo z przynajmniej jednego obrzeża z wewnętrznę powierzchnię nośnę oraz z powierzchni tocznej koła, w którym przynajmniej określone obszary profilu posiadaję odchylenia od profilu żędanego i w którym przynajmniej określone obszary profilu posiadaję zużycie materiału, przy zastosowaniu obróbki skrawaniem, przy czym koło szynowe może być częścię pojedynczę jak również częścię składowę zestawu kołowego, znamienny tym, że przynajmniej obszary /1, 18/ powierzchni tocznej /17/ poddaje się odkształceniu plastycznemu, przy czym obszar /18/ materiału leżęcego wyżej w kierunku promieniowym nagniata się i przez to wypełnia się przynajmniej częściowo głębiej leżęce w kierunku promieniowym obszary /19/, zanim ustali się promieniowe położenie profi-