PT2241384E - Dispositivo para endurecimento de carris - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO PARA ENDURECIMENTO DE CARRIS" A invenção refere-se a um sistema e método para endurecimento de carris, em particular carris perfilados, com formas transversais diferente e um comprimento superior a 50 m, através do arrefecimento de pelo menos uma parte da secção transversal do carril ao longo de todo o comprimento do carril, num agente de arrefecimento, sendo composto por um dispositivo de deslocamento transversal disposto numa área de rolos, dispositivos de orientação e uma garra de manipulação para deslocar o carril para o interior do sistema, pelo menos um dispositivo de posicionamento com respetivamente um tanque ou calha com liquido de arrefecimento, bem como um leito de arrefecimento.

Os carris concebidos em materiais de aço contendo carbono, tais como o aço com ligas reduzidas, que são normalmente sujeitos a rolamento e então transferidos para um leito de arrefecimento e que são deixados a arrefecer, apresentam uma estrutura perlítica continua, em que o material apresenta propriedades mecânicas correspondentes. De modo a reduzir o desgaste do carril, em particular, quando o carril é submetido a altas cargas nos eixos, bem como quando suporta comboios de alta velocidade em curvas apertadas, conhece-se do estado da técnica o ajuste da estrutura de encaixe através de um tratamento térmico especial, de tal modo que pelo menos a porção da cabeça do carril que se encontra sob carga, é provida de elevada rigidez, alta resistência à abrasão e pode assim resistir ao inicio de fissuras, isto é, o carril no trilho, melhorou as suas qualidades de utilização. 2

Um dispositivo para o endurecimento de carris com uma formação orientada da estrutura de encaixe, aquando do arrefecimento do mesmo, pode ser conseguido através de uma passagem ao longo de um dispositivo de arrefecimento com pulverização, ou através da imersão num agente de arrefecimento.

Apesar de geralmente as instalações de arrefecimento com pulverização continua, usadas para endurecimento de carris, serem estruturadas de modo simples, elas têm a desvantagem de exigir requisitos de grande espaço, bem como de tecnologia complexa, e também não conseguem de modo eficiente eliminar as flutuações indesejadas da qualidade dos carris no processo de produção. Para além disso, a coordenação precisa do arrefecimento, quando os carris têm perfis transversais diferentes, como os carris de comutação, carris de canais e carris de aduela, ou semelhantes, não pode ser frequentemente realizada de modo satisfatório com um dispositivo de pulverização continua, em que para além disso um atraso no arrefecimento das áreas transversais durante a passagem, pode conduzir para impactos do agente de arrefecimento não homogéneos e desse modo, a flutuações na rigidez do material ao longo do comprimento do carril.

Foi proposta a têmpera com pulverização do carril, de modo a deixá-lo imóvel ou para o deslocar alternativamente de modo apenas ligeiro, de preferência, pelo espaçamento do respetivo dispositivo de pulverização. 3

Para além disso, é conhecida a utilização de um ou mais banhos de imersão para têmpera térmica de carris e/ou peças da secção transversal dos carris.

Na produção sequencial de carris endurecidos com elevada capacidade de rolamento, foi proposto no documento AT 410 549 B dispor, pelo menos, dois dispositivos de arrefecimento com fluido, respetivamente dispostos de modo paralelo a um dispositivo de alinhamento, bem como fornecer dispositivos de transporte transversal com elementos de suporte de rolamento entre os rolos da área dos rolos, de modo a realizar um movimento de um carril, a partir da área de rolos, para manipuladores do dispositivo de arrefecimento, e na sequência disto, movimentar os carris para a área de suporte de um leito de arrefecimento. Desta forma, consegue-se um aumento da taxa de rendimento dos carris, através da instalação de têmpera. No entanto, uma fuga a partir da estrutura de rolamento, um alinhamento e rotação do carril na área de rolos não é absolutamente possível com um dispositivo de alinhamento ativo. A invenção pretende eliminar essas desvantagens e tem como objetivo proporcionar um dispositivo do tipo mencionado em cima para endurecer carris, em particular carris ferroviários perfilados, em que podem ser produzidos carris de alta qualidade de modo bastante seguro e económico, com elevado rendimento.

Num caso particular, um meio de encaixe correspondente ao objetivo da garra de manipulação pode ser apresentado para um movimento rápido e não impeditivo dos carris que saem dos rolos, o qual permite um alinhamento axial dos carris e realiza uma colocação precisa em termos dimensionais dos 4 carris, num dispositivo de posicionamento e/ou a colocação dos carris num dispositivo de transferência e/ou num leito de arrefecimento, num dispositivo de posicionamento que pode fornecer um grampeamento isento de deformação e/ou num dispositivo de têmpera que pode ser usado em modo de interação com um dispositivo de posicionamento, em que pode ser utilizado um meio de controlo, através do qual os componentes do sistema podem ser coordenados uns com os outros, de modo a fornecer uma imersão cíclica da cabeça e/ou de outras peças da secção transversal do carril e/ou de toda a superfície do carril, no decurso do arrefecimento do mesmo. 0 objetivo é atingido de acordo com o objeto da invenção na medida em que o dispositivo de posicionamento apresenta uma variedade de componentes de retenção alinhados de modo horizontal com meios de encaixe para a base de um carril introduzido em condição de suspensão, a base do carril sendo capaz de ser fixada, horizontalmente de um modo globalmente protegido na direção axial do carril, nos meios de encaixe através de elementos de grampo libertáveis, ou dispositivos de pressão.

As vantagens conseguidas com o dispositivo de posicionamento de acordo com a presente invenção devem ser consideradas essencialmente na medida em que os componentes de retenção estão alinhados horizontalmente com elevada precisão, e visto utilizarem dois dispositivos de encaixe e dois dispositivos de pressão. Desta forma, um carril fornecido, a partir do aquecimento dos rolamentos, com uma estrutura austenítica, é inserido pelas garras de manipulação, enquanto axialmente alinhadas, numa posição específica desejada nos componentes de retenção, que 5 apresentam respetivamente dois meios de encaixe para a base do carril, através de respetivamente dois componentes de grampeamento, ficando o carril seguro contra o deslocamento e torção, a fixação do carril podendo ser também conseguida com elevada precisão, inclusivamente quando grandes forças estão envolvidas, por exemplo, as forças que ocorrem durante uma fase de arrefecimento da cabeça do carril. Os componentes de retenção e particularmente os dispositivos de pressão, ou elementos de grampeamento, para a base do carril, estão dispostos respetivamente do mesmo modo na extensão longitudinal do dispositivo de posicionamento, de modo que são vantajosamente produzidos nenhuns ou poucos momentos de torção durante a fixação do carril.

Demonstrou-se como vantajoso se ambos os lados do carril forem retidos de modo imóvel, por um meio de encaixe f2 e por um elemento de grampeamento libertável, para uma base do carril de um componente do dispositivo de posicionamento, e se os restantes meios de encaixe e elementos dos respetivos componentes permitirem uma deslocação na direção longitudinal do carril. Deste modo, o carril pode também ser estabilizado numa posição transversal desejada, durante o tratamento de arrefecimento ou de aquecimento, em que a redução devida à contração do material ocorre através de um deslocamento que está isento de qualquer dano de superfície consequente. A presente invenção será a seguir adicionalmente descrita em detalhe, com referência aos desenhos, a título de exemplo não limitativo de uma forma de realização, em que no texto é disposta uma lista de números de referência para efeitos de auxílio. Os desenhos mostram 6

Fig. 1 um sistema para endurecimento de carris, em corte transversal, perpendicular ao eixo longitudinal do carril Fig. 2 um carril disposto nas pinças de uma garra de manipulação Fig 3 um dispositivo de posicionamento e tanque, orientados na perpendicular em relação ao eixo longitudinal do carril Fig. 4 um perfil transversal de carris. A lista de números de referência que se segue está concebida para facilitar a vista geral das peças funcionais do dispositivo: 1 Carril 11 Base do carril 12 Cabeça do carril 1Z Carril de comutação IR Carril de canais IV Carril de aduela y Eixo central da base X Eixo central da cabeça A Desvio de eixo H Altura do carril 2 Área de rolos 21 Dispositivo de deslocação transversal 3 Garras de manipulação 30 Pinças 31,31' Braços de apreensão 311,311' Peças de apreensão 312,312' Peças de centralização 4 Dispositivo de posicionamento 40, 40' Componentes de retenção 7 41, 41 ' Meios de encaixe 42, 42 ' Elementos de grampeamento 5 Tanque (calha) 50 Agente de arrefecimento 51 Placa de passagem 52 Placa injetora 53 Dispositivo de deflexão de agente de arrefecimento 54 Entrada para agente de arrefecimento 6 Leito de arrefecimento 61 Meio de transferência A Fig. 1 mostra em corte transversal um dispositivo para o endurecimento de carris. Um carril 1 é inicialmente disposto numa área de rolos 2, após passagem no último calibre de rolamento (não ilustrado), e é posicionado naquele através de um dispositivo de deslocamento transversal 21. A partir de um posicionamento na área de rolos 2, o carril 1 é recebido por uma garra de manipulação 3, a qual tem uma pluralidade de pinças 30 que estão dispostas ao longo do comprimento do carril 1, tal como ilustrado na Fig. 2, as quais possuem braços de apreensão 31, 31'. Os braços de apreensão 31, 31' são respetivamente formados com peças de centralização 312, 312' para o alinhamento axial de uma cabeça do carril 12, e que possuem peças de apreensão 311, 311' que atuam no sentido de reter uma base do carril 11, numa posição suspensa, em que um espaçamento das extremidades de flange da base do carril 11 em relação aos braços de apreensão 31, 31' é de preferência realizada de modo alargado de modo a atuar no sentido de alinhar diferentes perfis de carril, tal como ilustrado na Fig. 4, na forma de 1Z, IR, IV, de modo axial ao lado da cabeça, através das peças de centralização 312, 312' das pinças 30.

Uma garra de manipulação 3 mostrada na Fig. 1 é de preferência concebida de tal modo que recebe, com precisão posicionai, um carril 1 numa posição de repouso na área de rolos 2, através de uma pluralidade de pinças 30 dispostas ao longo do comprimento do carril, e procede ao alinhamento axial através de retenção com os braços de apreensão 31, 31'. As pinças 30 são móveis em conjunto, no sentido vertical, horizontal e rotativo, de modo transversal ao eixo do carril, através de peças concebidas com técnica mecânica, aquando de um grampeamento das peças de centralização 312, 312' , de modo que um carril que se encontre ao lado é recolhido pela área de rolos 2, é alinhado de modo axial, e é girado para uma posição de suspensão com a base de carril horizontal, e é introduzido num dispositivo de posicionamento 4, tal como mostrado na Fig. 3, sobre os meios de encaixe 41, 41'.

Do mesmo modo, tal como mostrado na Fig. 1, os carris 1, 1' podem ser recebidos por uma área de rolos 2 ou por um dispositivo de posicionamento 4, e podem ser colocados num leito de arrefecimento 6, ou num meio de transferência 61.

Um dispositivo de posicionamento 4 é mostrado na Fig. 3 e apresenta componentes de retenção 40, 40', dispostos ao longo do comprimento do carril 1, os quais possuem meios de encaixe 41, 41', nos quais o carril 1 pode ser encaixado de modo orientado no sentido axial. Elementos de grampeamento 42, 42' são utilizados para encaixar as extremidades de uma base de carril 11 e são movimentados durante o grampeamento na direção dos meios de encaixe 41, 41'. O dispositivo de 9 posicionamento 4 e tanque 5 com agente de arrefecimento 50 atuam em conjunto no processo de endurecimento do carril 1.

Novamente com referência à Fig. 1, pelo menos dois tanques 5 com agente de arrefecimento 50 são de preferência dispostos perto um do outro, de um modo essencialmente e axialmente paralelo, em que a parte do agente de arrefecimento 50, que pode ser usada para o endurecimento do carril 1 no tanque 5, tem de preferência uma profundidade que é maior que uma altura máxima do carril, de modo a possibilitar a imersão, parcial ou total, do carril no agente de arrefecimento 50.

Tal como mostrado na Fig. 3, as entradas para o agente de arrefecimento 54 e os dispositivos para deflexão do agente de arrefecimento 53, estão dispostos no tanque 5, numa base do mesmo, em que o sistema pode permitir uma homogeneização do caudal do agente de arrefecimento 50, ao fluir sobre o carril 1, ao longo de todo o comprimento das placas de passagem 51 do tanque 5 e/ou placas injetoras 52 para o espaço de emersão. O dispositivo de posicionamento 4 para o carril 1, e o tanque 5 com agente de arrefecimento 50 interagem entre si, como mencionado anteriormente, e podem ser movidos, um em relação ao outro, por meio de dispositivos de controlo (não mostrados) e podem ser, pelo menos posicionados nas posições de „emersão de partes transversais" e/ou „endurecimento da cabeça" e/ou „endurecimento de emersão do contorno global"

Para diferentes perfis transversais do carril 1, tal como os ilustrados para um carril de comutação 1Z, um carril de 10 canais IR, em comparação com um carril de aduela IV da Fig. 4, podem ser incluídos desvios de eixo Az, Ar entre o eixo da cabeça x e o eixo da base y. De modo a expor, respetivamente de modo independente do perfil da secção transversal, a massa principal de uma cabeça de carril 12 no tanque de emersão 5, à aproximação do fluxo do agente de arrefecimento 50, um posicionamento axialmente paralelo horizontal do dispositivo de posicionamento 4 e tanque 5 pode ser definido de modo correspondente a um desvio de eixo Az, Ax.

Lisboa, 5 de Abril de 2012

Claims (1)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para endurecer carris (1), em particular carris ferroviários perfilados, com respetivamente uma forma transversal diferente e um comprimento superior a 50m, através de arrefecimento de pelo menos uma parte da secção transversal do carril respetiva, ao longo de todo o comprimento do carril, num agente de arrefecimento, composto por um dispositivo de deslocamento transversal (21) disposto numa área de rolos (2), dispositivos de posicionamento e uma garra de manipulação (3) para deslocar o carril para o interior do sistema; pelo menos um dispositivo de posicionamento (4) com respetivamente um tanque (5) ou calha com liquido de arrefecimento bem como um leito de arrefecimento (6), em que o dispositivo de posicionamento (4) apresenta uma variedade de componentes de retenção (40) alinhados de modo horizontal com meios de encaixe (41) para a base (11) de um carril (1) introduzido em condição de suspensão, a base (11) sendo capaz de ser fixada horizontalmente de um modo globalmente protegido na direção axial do carril (1) nos meios de encaixe (41) através de elementos de grampo libertáveis (42), ou dispositivo de pressão, caracterizado por o carril (1) ser retido de forma imóvel por um meio de encaixe (41) e por um elemento de grampo libertável (42) para a base (11) do carril de um componente do dispositivo de posicionamento (4) e o restante meio de encaixe (41) e elementos (42) dos respetivos componentes permitirem uma deslocação na direção longitudinal do carril. Lisboa, 5 de Abril de 2012