RU2569624C2 - Method of rail production - Google Patents

Method of rail production Download PDF

Info

Publication number
RU2569624C2
RU2569624C2 RU2013155106/02A RU2013155106A RU2569624C2 RU 2569624 C2 RU2569624 C2 RU 2569624C2 RU 2013155106/02 A RU2013155106/02 A RU 2013155106/02A RU 2013155106 A RU2013155106 A RU 2013155106A RU 2569624 C2 RU2569624 C2 RU 2569624C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rail
section
crane
inertia
rectangular
Prior art date
Application number
RU2013155106/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013155106A (en
Inventor
Кирилл Константинович Нежданов
Алексей Александрович Кузьмишкин
Алексей Сергеевич Лаштанкин
Игорь Николаевич Гарькин
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Пензенский Государственный Университет Архитектуры И Строительства"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Пензенский Государственный Университет Архитектуры И Строительства" filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Пензенский Государственный Университет Архитектуры И Строительства"
Priority to RU2013155106/02A priority Critical patent/RU2569624C2/en
Publication of RU2013155106A publication Critical patent/RU2013155106A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2569624C2 publication Critical patent/RU2569624C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: claimed invention relates to travelling crane structures and to railway transport. Rectangular blank is cast by continuous casting process from alloyed manganese "35ГС"-grade steel. Cast blank is cooled to ductility temperature and conveyed to rolling mill stand. Said blank is rolled and reduced on four sides by stand rolls with total rolling-out factor of at least 7.8 to rail of rectangular cross-section. Rail cross-section height h to width t makes 2.7-2.8. Rail is provided with two lateral symmetric lengthwise flanges, 15×15-20×20 mm in cross-section, on rail foot for tight securing to crane beam top belt. Rolling temperature is kept equal to 950-1050°C. Rail is water cooled to 535-580°C and cut to lengths.
EFFECT: increased moment on rail inertia at twisting.
1 dwg, 3 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к подкрановым конструкция с тяжелым 8K, 7К непрерывным режимом работы мостовых кранов и интенсивной эксплуатацией, а также к железнодорожному транспорту.The present invention relates to a crane construction with a heavy 8K, 7K continuous operation of bridge cranes and intensive operation, as well as to railway transport.

Крановые рельсы и конструкция верхней части подкрановой балки являются макрорегуляторами амплитуд колебаний локальных напряжений

Figure 00000001
;
Figure 00000002
;
Figure 00000003
[1, 2, 3] в подрельсовой зоне подкрановых балок. Чем больше амплитуды колебаний локальных напряжений, тем быстрее возникают в подрельсовой зоне стенок подкрановых балок усталостные трещины и тем быстрее эти опасные усталостные трещины растут и сливаются друг с другом.Crane rails and the design of the upper part of the crane beam are macro-regulators of the amplitudes of oscillations of local stresses
Figure 00000001
;
Figure 00000002
;
Figure 00000003
[1, 2, 3] in the under-rail zone of crane beams. The greater the amplitude of oscillations of local stresses, the faster fatigue cracks arise in the under-rail zone of the walls of crane beams and the faster these dangerous fatigue cracks grow and merge with each other.

Амплитуды колебаний локальных напряжений

Figure 00000004
;
Figure 00000005
;
Figure 00000006
в сильной степени зависят от момента инерции кручения применяемого кранового рельса
Figure 00000007
и момента инерции его при изгибе
Figure 00000008
.Amplitudes of local stress oscillations
Figure 00000004
;
Figure 00000005
;
Figure 00000006
to a large extent depend on the torsion moment of inertia of the crane rail used
Figure 00000007
and its moment of inertia in bending
Figure 00000008
.

Управляя величиной основных характеристик кручения крановых рельсов

Figure 00000009
и изгиба
Figure 00000010
, легко управлять техническим ресурсом [4, с. 1199] и выносливостью [4, с. 235] подрельсовой зоны подкрановых балок с тяжелым режимом работы мостовых кранов 8К, 7К [1, 2, 3].By controlling the magnitude of the basic torsion characteristics of crane rails
Figure 00000009
and bending
Figure 00000010
, easy to manage the technical resource [4, p. 1199] and endurance [4, p. 235] the under-rail zone of crane beams with heavy duty operation of bridge cranes 8K, 7K [1, 2, 3].

В качестве ближайшего аналога, заявленного изобретения принимается способ изготовления рельса, включающий отливку заготовки рельса и ее прокатку раскрытый в документе (RU 201114176 А, В21В 1/085, 27.04.2013) [5]. Известны стандартные крановые рельсы по ГОСТ 4121-62* с фигурным профилем сечения [6, с. 60].As the closest analogue of the claimed invention, a method of manufacturing a rail is adopted, including casting a rail billet and rolling it disclosed in the document (RU 201114176 A, B21B 1/085, 04/27/2013) [5]. Known standard crane rails according to GOST 4121-62 * with a curved section profile [6, p. 60].

Даже самый массивный (мощный) рельс КР 140 по ГОСТ 4121-62* не имеет достаточных моментов инерции кручения

Figure 00000011
и изгиба
Figure 00000012
.Even the most massive (powerful) rail KR 140 according to GOST 4121-62 * does not have sufficient torsion inertia
Figure 00000011
and bending
Figure 00000012
.

Моменты инерции

Figure 00000013
и
Figure 00000014
рельса КР 140 недостаточны для уменьшения амплитуд опасных колебаний локальных напряжений
Figure 00000015
;
Figure 00000016
;
Figure 00000017
в подрельсовой зоне подкрановых балок [7, 8, 9, 10] до безопасных величин. То есть на такую величину, чтобы не допустить зарождения опасных усталостных трещин в зоне стыка верхнего пояса со стенкой подкрановой балки, следовательно,
Figure 00000018
и
Figure 00000019
не обеспечивают достаточного технического ресурса.Moments of inertia
Figure 00000013
and
Figure 00000014
rail KR 140 insufficient to reduce the amplitudes of dangerous fluctuations in local stresses
Figure 00000015
;
Figure 00000016
;
Figure 00000017
in the under-rail zone of crane beams [7, 8, 9, 10] to safe values. That is, by such a value as to prevent the generation of dangerous fatigue cracks in the zone of the junction of the upper belt with the wall of the crane beam, therefore
Figure 00000018
and
Figure 00000019
do not provide sufficient technical resource.

Колебания локальных напряжений при циклических динамических воздействиях колес мостовых кранов приводят к возникновению усталостных трещин [1…10] в зоне сварного стыка верхнего пояса со стенкой подкрановой балки.Fluctuations in local stresses during cyclic dynamic effects of the wheels of bridge cranes lead to fatigue cracks [1 ... 10] in the area of the welded joint of the upper belt with the wall of the crane beam.

При накоплении миллионов динамических воздействиях колес происходит быстрый рост и развитие усталостных трещин вдоль верхнего пояса, что увеличивает вероятность обрушения подкрановой балки вместе с мостовым краном с грузом, например, жидкой сталью. Усталостные трещины опасно снижают срок безопасной эксплуатации и технический ресурс подкрановых балок [1…10]. Любые трещины в стальных конструкциях недопустимы [11].With the accumulation of millions of dynamic impacts of the wheels, fatigue cracks rapidly grow and develop along the upper belt, which increases the likelihood of a crane beam collapsing along with a bridge crane with cargo, for example, liquid steel. Fatigue cracks dangerously reduce the period of safe operation and the technical resource of crane beams [1 ... 10]. Any cracks in steel structures are unacceptable [11].

Актуальность гарантирования безопасной эксплуатации подкрановых балок в цехах черной и цветной металлургии высокая. Предлагаем гарантировать безопасную эксплуатацию подкрановых балок совершенствованием проката прямоугольных крановых рельсов и узлов их соединения с верхними поясами балок.The relevance of guaranteeing the safe operation of crane beams in the shops of ferrous and non-ferrous metallurgy is high. We offer to guarantee the safe operation of crane beams by improving the rental of rectangular crane rails and the nodes of their connection with the upper beams.

В настоящее время применяют стандартные крановые рельсы с фигурным профилем сечения по ГОСТ 4121-62* [6, с. 60]. Моменты инерции кручения этих рельсов

Figure 00000020
, рассчитанные Митюговым Е.А. [12], завышены [5…8]. Например, для рельса КР-140 полученное им значение
Figure 00000021
завышено в 3,584 раза [9, 10].Currently, standard crane rails with a curved section profile in accordance with GOST 4121-62 * are used [6, p. 60]. Torsion moment of inertia of these rails
Figure 00000020
calculated by Mityugov E.A. [12], overpriced [5 ... 8]. For example, for the rail KR-140, the value obtained by him
Figure 00000021
3.584 times overstated [9, 10].

Техническая задача изготовления рельса включает отливку прямоугольной в сечении заготовки непрерывным литьем из легированной марганцовистой стали марки 35ГС, со следующим химическим составом: углерод 0,3-0,37; марганец 0,8-1,2; кремний 0,60,9; хром не более 0,3%; никель не более 0,3%; медь не более 0,3%; вредные примеси: серы не более 0,045%; фосфора не более 0,04%; азота не более 0,012%; железо остальное.The technical task of manufacturing a rail includes casting a rectangular cross-section of a workpiece by continuous casting from alloyed manganese steel grade 35GS, with the following chemical composition: carbon 0.3-0.37; manganese 0.8-1.2; silicon 0.60.9; chrome not more than 0.3%; nickel not more than 0.3%; copper no more than 0.3%; harmful impurities: sulfur no more than 0,045%; phosphorus not more than 0.04%; nitrogen not more than 0.012%; iron the rest.

Охлаждение литой заготовки до температуры пластического состояния, транспортировку ее поступательно в клеть прокатного стана, поддержание температуры прокатки в пределах 950-1050°C, прокатку с обжатием пластичной заготовки с четырех сторон валками клети с суммарным коэффициентом вытяжки не менее 7,8 в рельс прямоугольного сечения h к его ширине t, равным 2,7-2,8.Cooling the cast billet to the temperature of a plastic state, transporting it translationally into the mill stand, maintaining the rolling temperature within 950-1050 ° C, rolling with squeezing the plastic workpiece from four sides by mill rolls with a total drawing ratio of at least 7.8 in a rectangular rail h to its width t, equal to 2.7-2.8.

Во время прокатки, с обжатием пластичной заготовки, формируют симметричную пару боковых продольных гребней сечением 15×15-20×20 мм на подошве рельса для неподвижного прикрепления подошвы рельса к верхнему поясу подкрановой балки. Охлаждение до температуры 535-580°C осуществляют водой, а затем рельс режут на мерные длины.During rolling, with compression of the plastic billet, a symmetric pair of lateral longitudinal ridges with a cross section of 15 × 15-20 × 20 mm is formed on the sole of the rail for the fixed attachment of the sole of the rail to the upper belt of the crane beam. Cooling to a temperature of 535-580 ° C is carried out with water, and then the rail is cut into measured lengths.

Увеличение технического ресурса подкрановой балки достигают увеличением момента инерции кручения рельса

Figure 00000022
в 3…3,58 раза. Такое значительное увеличение одной из главных характеристик рельса достигнуто прокатом рельса из заготовки, полученной непрерывным литьем.An increase in the technical resource of the crane beam is achieved by increasing the moment of inertia of the torsion of the rail
Figure 00000022
3 ... 3.58 times. Such a significant increase in one of the main characteristics of the rail is achieved by rolling the rail from a billet obtained by continuous casting.

Рельс прокатывают прямоугольного профиля [10] сечения из легированной стали с отношением высоты сечения к его ширине n=h/t=2,6…2,8 [10], где h - высота сечения; t - ширина сечения.The rail is rolled in a rectangular profile [10] of section of alloy steel with a ratio of the height of the section to its width n = h / t = 2.6 ... 2.8 [10], where h is the height of the section; t is the width of the section.

Снижение трудоемкости проката достигнуто значительным упрощением профиля сечения (рельс имеет прямоугольный профиль).Reducing the complexity of rolling is achieved by a significant simplification of the cross-sectional profile (the rail has a rectangular profile).

Прямоугольный профиль сечения рельса [10] обеспечивает увеличение момента инерции кручения рельса

Figure 00000023
в 3…3,58 раза. Легированная марганцовистая сталь, например, марки 35ГС [4, с. 799] обеспечивает высокую стойкость рельса к истиранию в зоне контакта с гребнями колес кранов.The rectangular profile of the rail [10] provides an increase in the moment of inertia of the torsion of the rail
Figure 00000023
3 ... 3.58 times. Alloyed manganese steel, for example, grade 35GS [4, p. 799] provides high resistance of the rail to abrasion in the zone of contact with the flanges of the wheels of the cranes.

Увеличение момента инерции кручения рельса

Figure 00000024
в 3…3,58 раза, в свою очередь, повышает технический ресурс подкрановых балок.The increase in the moment of inertia of the torsion of the rail
Figure 00000024
3 ... 3.58 times, in turn, increases the technical resource of crane beams.

Прямоугольный прокатный профиль рельса неподвижно прикрепляют к верхнему поясу подкрановой балки фрикционным соединением с помощью пары уголковых профилей. Фрикционное соединение обеспечивает исключение сдвигов в соединении.The rectangular rolling rail profile is fixedly attached to the upper belt of the crane beam with a friction joint using a pair of corner profiles. The friction joint provides the elimination of shifts in the joint.

Легированная марганцовистая сталь [4, с. 632], имеет следующий химический состав: углерод 0,30…0,37; марганец 0,8…1,2; кремний 0,6…0,9; хром не более 0,30%; никель не более 0,30%; медь не более 0,30%. Содержание вредных примесей: серы не более 0,045%; фосфора не более 0,040%; азота не более 0,012%; железо - остальное. При этом суммарный коэффициент вытяжки при прокате устанавливают не менее 7,8. [4, с. 799],Alloyed manganese steel [4, p. 632], has the following chemical composition: carbon 0.30 ... 0.37; manganese 0.8 ... 1.2; silicon 0.6 ... 0.9; chromium not more than 0.30%; nickel not more than 0.30%; copper no more than 0.30%. The content of harmful impurities: sulfur not more than 0.045%; phosphorus no more than 0,040%; nitrogen not more than 0.012%; iron is the rest. At the same time, the total hood coefficient at rental is set to at least 7.8. [4, p. 799]

Отношением высоты прямоугольного сечения к его ширине n=h/t=2,6…2,8, где h - высота сечения; t - ширина сечения.The ratio of the height of the rectangular section to its width n = h / t = 2.6 ... 2.8, where h is the height of the section; t is the width of the section.

Повышают момент инерции кручения рельса

Figure 00000025
[11, с. 19] в 2,8…4,8 раза по сравнению со стандартным рельсом фигурного профиля по ГОСТ 4121-62* [9, с. 60].Increase rail torsion moment of inertia
Figure 00000025
[11, p. 19] by 2.8 ... 4.8 times in comparison with a standard rail of a figured profile in accordance with GOST 4121-62 * [9, p. 60].

Рельс неподвижно соединяют с верхним поясом подкрановой балки с помощью симметричной пары уголков, выступающих в бока, и высокоресурсных фрикционных шпилек [Арт], соединяющих полки уголков как с рельсом, так и с подкрановой балкой. Гайки фрикционных шпилек с гарантией затягивают гайковертом и исключают сдвиги в соединении.The rail is fixedly connected to the upper belt of the crane beam using a symmetrical pair of corners protruding into the sides and high-resource friction pins [Art] connecting the corner shelves with both the rail and the crane beam. The nuts of the friction studs are guaranteed to be tightened with a screwdriver and eliminate joint shifts.

На фиг. 1 показано прямоугольное сечение рельса из прокатного толстостенного профиля неподвижно присоединенного к подкрановой балке.In FIG. 1 shows a rectangular section of a rail from a rolled thick-walled profile fixedly attached to a crane beam.

Пример конкретной реализацииConcrete implementation example

Момент инерции кручения

Figure 00000026
стандартного кранового рельса с фигурным профилем сечения ГОСТ 4121-62* сильно зависит от ширины шейки рельса [5…8]. Увеличение ширины шейки tш рельса, при неизменной площади сечения А, приводит к быстрому увеличению момента инерции кручения
Figure 00000027
. Увеличение момента инерции кручения
Figure 00000027
продолжается вплоть до превращения фигурного профиля сечения в сплошной прямоугольный [6…8] (или квадратный) в сечении профиль. Однако момент инерции изгиба
Figure 00000028
зависит от куба высоты сечения рельса. Допускать снижение момент инерции изгиба
Figure 00000029
рельса прямоугольного профиля по отношению к стандартному рельсу с фигурным профилем сечения (ГОСТ 4121-62*) не следует, так как
Figure 00000030
рельса влияет на амплитуды колебаний локальных напряжений и на выносливость узла соединения. Поэтому принимаем равенство
Figure 00000031
у стандартного фигурного профиля и у прямоугольного профиля [1, 2, 3, 4, 5].Torsion moment of inertia
Figure 00000026
standard crane rail with a figured cross-sectional profile GOST 4121-62 * strongly depends on the width of the rail neck [5 ... 8]. An increase in the neck width t w of the rail, at a constant cross-sectional area A, leads to a rapid increase in torsion inertia
Figure 00000027
. The increase in torsion moment of inertia
Figure 00000027
continues until the figured section profile turns into a solid rectangular [6 ... 8] (or square) profile in the section. However, the moment of inertia of the bend
Figure 00000028
Depends on the cube of the rail section height. To allow a decrease in the moment of inertia of the bend
Figure 00000029
a rectangular rail with respect to a standard rail with a curved section profile (GOST 4121-62 *) should not be, since
Figure 00000030
rail affects the amplitude of local stress fluctuations and the endurance of the connection node. Therefore, we accept the equality
Figure 00000031
the standard curly profile and the rectangular profile [1, 2, 3, 4, 5].

В статьях [7…10] показано, что превращение фигурного профиля рельса в квадрат с такой же площадью сечения приводит к экстремальному возрастанию момента инерции кручения

Figure 00000032
в 3,1 раза. Однако фигурный рельсовый профиль лучше вписывается в прямоугольник.In articles [7 ... 10] it was shown that the transformation of a curved rail profile into a square with the same cross-sectional area leads to an extreme increase in the torsion inertia moment
Figure 00000032
3.1 times. However, the curly rail profile fits better into the rectangle.

В современном сортаменте при расчете на выносливость используются завышенные моменты инерции кручения

Figure 00000033
крановых рельсов ГОСТ 4121-62*, рассчитанные Митюговым Е.А. [9,с.60], [10].In the modern assortment, when calculating endurance, inflated torsion inertia moments are used
Figure 00000033
crane rails GOST 4121-62 *, designed by E. Mityugov [9, p. 60], [10].

Моменты инерции кручения

Figure 00000034
рельсов и любых других сплошных профилей увеличиваются при концентрации материала в центре. Например, max моментом инерции кручения обладает круглый в сечении сплошной стержень JКр=JР=πD4/32, однако такой стержень для рельса плохо подходит. Прямоугольные сплошные профили также обладают большими моментами инерции кручения [11, с. 29].Torsion moment of inertia
Figure 00000034
rails and any other solid profiles increase with the concentration of the material in the center. For example, max has a moment of inertia in the torsion section round solid rod Cr J = J P = πD 4/32, but such rod for rail poorly suited. Rectangular solid profiles also have large torsion inertia moments [11, p. 29].

В статье показано, что фигурный профиль рельса легко заменить эквивалентным двутавровым толстостенным рельсом, составленным из трех прямоугольников, причем площадь сечения А и момент инерции рельса при изгибе

Figure 00000035
у них будут совпадать.The article shows that the curved rail profile can easily be replaced by an equivalent I-beam thick-walled rail made up of three rectangles, and the cross-sectional area A and the moment of inertia of the rail during bending
Figure 00000035
they will match.

Моменты инерции кручения

Figure 00000036
толстостенных двутавровых рельсов, эквивалентных стандартным двутавровым рельсам [9, с. 60], были найдены с достаточной точностью по известным математическим формулам, приведенным в «Справочнике по сопротивлению материалов» [11, с. 29]. Поскольку контур толстостенного двутаврового рельса близок по очертанию к сечению толстостенного стандартного двутаврового рельса [8, с. 60], а их площади сечения и момент инерции при изгибе
Figure 00000037
совпадают, поэтому их моменты инерции кручения
Figure 00000038
также будут с достаточной точностью совпадать (см. табл. 1).Torsion moment of inertia
Figure 00000036
thick-walled I-rails, equivalent to standard I-rails [9, p. 60], were found with sufficient accuracy according to the well-known mathematical formulas given in the "Guide to the resistance of materials" [11, p. 29]. Since the contour of a thick-walled I-rail is close in shape to the section of a thick-walled standard I-rail [8, p. 60], and their cross-sectional area and moment of inertia during bending
Figure 00000037
coincide, therefore their moments of inertia of torsion
Figure 00000038
will also coincide with sufficient accuracy (see table. 1).

Figure 00000039
Figure 00000039

В табл. 2 приведены параметры толстостенных двутавровых в сечении рельсов, эквивалентных по площади А и моментам инерции

Figure 00000035
стандартным крановым рельсам по ГОСТ 4121-62* [9, с. 60]. У стандартных крановых рельсов рекомендуем использовать в расчетах такие же моменты инерции при свободном кручении, так как эквивалентные профили подобраны при точном совпадении площадей А и моментов инерции рельсов
Figure 00000035
.In the table. Figure 2 shows the parameters of thick-walled I-beams in the section of rails, equivalent in area A and moments of inertia
Figure 00000035
standard crane rails according to GOST 4121-62 * [9, p. 60]. For standard crane rails, we recommend using the same moments of inertia for free torsion in the calculations, since equivalent profiles are selected when the areas A and the moments of inertia of the rails match exactly
Figure 00000035
.

Figure 00000040
Figure 00000040

Алгоритм замены стандартного кранового рельса прокатным прямоугольным в сечении рельсомAlgorithm for replacing a standard crane rail with a rolling rectangular rail in section

1. Заменяем стандартный крановый рельс (ГОСТ 4121-62*) с фигурным профилем сечения КР 140 [6, с. 60] с площадью сечения А=195,53 см2, моментом инерции

Figure 00000041
эквивалентным равновеликим по площади сечения А готовым прямоугольным прокатным профилем.1. We replace the standard crane rail (GOST 4121-62 *) with a curved cross-section profile KR 140 [6, p. 60] with a cross-sectional area A = 195.53 cm 2 , moment of inertia
Figure 00000041
equivalent equal in cross-sectional area A finished rectangular rolling profile.

2. Определяем ориентировочную высоту сечения рельса. Записываем момент инерции прямоугольного рельса относительно главной оси X:

Figure 00000042
высота сечения
Figure 00000043
2. Determine the approximate height of the rail section. We write the moment of inertia of the rectangular rail relative to the main axis X:
Figure 00000042
section height
Figure 00000043

3. Определяем ширину t прямоугольного рельса

Figure 00000044
; отношение
Figure 00000045
. Увеличение
Figure 00000046
3. Determine the width t of the rectangular rail
Figure 00000044
; the attitude
Figure 00000045
. Increase
Figure 00000046

4. Округляем размеры:

Figure 00000047
Figure 00000048
4. We round the sizes:
Figure 00000047
Figure 00000048

5. Отношение высоты сечения рельса к его ширине t:

Figure 00000049
Figure 00000050
. Ув. КУв=4217,06/1176,5=3,584 раза! Аналогично для нового массивного рельса КР max А=246,14 см2,
Figure 00000051
Figure 00000052
;
Figure 00000053
Figure 00000054
; Aфакт=h·t=25·10=250;
Figure 00000055
Figure 00000056
. Увеличение 6235,5/2033,7=3,07 раза! Рельс КР 120.
Figure 00000057
.
Figure 00000058
Figure 00000059
.5. The ratio of the height of the rail to its width t:
Figure 00000049
Figure 00000050
. SW To Uv = 4217.06 / 1176.5 = 3.584 times! Similarly, for a new massive rail KR max A = 246.14 cm 2
Figure 00000051
Figure 00000052
;
Figure 00000053
Figure 00000054
; A fact = h · t = 25 · 10 = 250;
Figure 00000055
Figure 00000056
. Increase of 6235.5 / 2033.7 = 3.07 times! Rail KR 120.
Figure 00000057
.
Figure 00000058
Figure 00000059
.

Увеличение 1923,8/485,4=3,96 раза!An increase of 1923.8 / 485.4 = 3.96 times!

Рельс КР 100.

Figure 00000060
.
Figure 00000061
. Aфакт=h·t=16·7.5=120;
Figure 00000062
. Увеличение 1460,65/404,4=3,61 раза!Rail KR 100.
Figure 00000060
.
Figure 00000061
. A fact = h · t = 16 · 7.5 = 120;
Figure 00000062
. An increase of 1460.65 / 404.4 = 3.61 times!

Рельс КР 80.

Figure 00000063
.
Figure 00000064
Figure 00000065
Figure 00000066
. Увеличение 722,63/150,5=4,81 раза!Rail KR 80.
Figure 00000063
.
Figure 00000064
Figure 00000065
Figure 00000066
. An increase of 722.63 / 150.5 = 4.81 times!

Figure 00000067
Figure 00000067

Площади А и моменты инерции рельсов

Figure 00000068
и стандартного кранового рельса по ГОСТ 4121-62* совпадают с толстостенными двутавровыми рельсами, а также с рельсами прямоугольного сечения, что гарантирует эквивалентность замены.Square A and moments of inertia of rails
Figure 00000068
and standard crane rail according to GOST 4121-62 * coincide with thick-walled I-rails, as well as with rails of rectangular cross-section, which guarantees equivalence of replacement.

Сопоставление со стандартными рельсами выявило следующие положительные свойства прямоугольных в сечении рельсов.Comparison with standard rails revealed the following positive properties of rectangular rails in section.

1. Прямоугольные легированные крановые рельсы имеют увеличенные моменты инерции кручения

Figure 00000069
в 3,07…4,81 раза, при одинаковой материалоемкости и совпадении моментов инерции рельсов при изгибе
Figure 00000070
.1. Rectangular alloy crane rails have increased torsion moment of inertia
Figure 00000069
3.07 ... 4.81 times, with the same material consumption and coincidence of the moments of inertia of the rails during bending
Figure 00000070
.

2. Упрощен прокат рельсов, так как фигурный профиль заменен прокатным прямоугольным профилем.2. The rolling of rails is simplified, since the figured profile is replaced by a rolling rectangular profile.

3. Обеспечено неподвижное без сдвигов соединение прямоугольного в сечении рельса с верхним поясом подкрановой балки фрикционным соединением, исключающим сдвиги элементов.3. A fixed connection without shear is ensured for a rectangular cross-section rail with the upper belt of a crane beam with a friction joint that excludes element shifts.

4. Добавлен новый массивный прямоугольный крановый рельс КР max, обладающий max моментами инерции при изгибе

Figure 00000071
и кручении
Figure 00000072
.4. A new massive rectangular crane rail KR max was added, which has max moments of inertia during bending
Figure 00000071
and torsion
Figure 00000072
.

5. Крановый рельс КР max позволяет снижать опасные амплитуды циклов колебания локальных напряжений, приводящих к возникновению усталостных трещин [1…8] в зоне стыка верхнего пояса со стенкой подкрановых балок до минимальных значений, и не допускать возникновение усталостных трещин при любых мостовых кранах.5. Crane rail КР max allows to reduce dangerous cycle amplitudes of local stress fluctuations leading to fatigue cracks [1 ... 8] at the junction of the upper belt with the wall of crane beams to minimum values and to prevent fatigue cracks from occurring with any bridge cranes.

6. Крановый рельс КР max увеличивает технический ресурс подрельсовой зоны подкрановых балок и позволяет гарантировать интенсивную безопасную эксплуатации подкрановых балок, при тяжелом 8К, 7К режиме работы мостовых кранов, в течение 20 и более лет.6. Crane rail KR max increases the technical resource of the rail zone of the crane beams and allows you to guarantee intensive safe operation of the crane beams, with heavy 8K, 7K operating mode of bridge cranes, for 20 years or more.

7. Моменты инерции кручения

Figure 00000073
и другие параметры толстостенных рельсов, эквивалентных фигурным профилям стандартных рельсов, легко определяются с достаточной точностью по формулам, полученным в прошлом столетии.7. Moments of inertia of torsion
Figure 00000073
and other parameters of thick-walled rails, equivalent to the curly profiles of standard rails, are easily determined with sufficient accuracy by the formulas obtained in the last century.

8. Значительный экономический эффект возникает из-за повышения технического ресурса и выносливости подрельсовой зоны подкрановых балок с тяжелым режимом работы мостовых кранов.8. Significant economic effect occurs due to increased technical resource and endurance of the rail zone of crane beams with heavy duty operation of bridge cranes.

Список литературыBibliography

1. Нежданов, К.К. Совершенствование подкрановых конструкций и методов их расчета [Текст]: дис… д-ра техн. наук / К.К. Нежданов. - Пенза, 1992. - 349 с.1. Nezhdanov, K.K. Improvement of crane structures and methods for their calculation [Text]: dis ... Dr. tech. sciences / K.K. Nezhdanov. - Penza, 1992 .-- 349 p.

2. Нежданов К.К. Совершенствование подкрановых конструкций и методов их расчета [Текст]: моногр. / К.К. Нежданов. - Пенза: ПГУАС, 2008. - 288 с. (Лауреат конкурса на медали и дипломы РААСН строительных наук 2011 г. 16.02.2012 г.).2. Nezhdanov K.K. Improvement of crane structures and methods for their calculation [Text]: monograph. / K.K. Nezhdanov. - Penza: PGUAS, 2008 .-- 288 p. (Laureate of the competition for medals and diplomas of the RAASN of building sciences 2011 02.16.2012).

3. Сабуров В.Ф. Закономерности усталостных повреждений и разработка метода расчетной оценки долговечности подкрановых путей производственных зданий: Дисс… д-ра. техн. наук. - Челябинск: ЮУрГУ, 2002. - 388 с.3. Saburov V.F. Patterns of fatigue injuries and the development of a method for calculating the durability of crane tracks of industrial buildings: Diss ... Dr. tech. sciences. - Chelyabinsk: SUSU, 2002 .-- 388 p.

4. Болыпой энциклопедический словарь. (БЭС). Главный редактор A.M. Прохоров. НАУЧНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО «БОЛЬШАЯ РОССИЙСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ» М. 1998. С. 1456.4. Big Encyclopedic Dictionary. (BES). Editor-in-chief A.M. Prokhorov. SCIENTIFIC PUBLISHING HOUSE “BIG RUSSIAN ENCYCLOPEDIA” M. 1998. S. 1456.

5. RU 201114176 А, В21В 1/085. Способ изготовления рельса. 27.04.2013.5. RU 201114176 A, B21B 1/085. A method of manufacturing a rail. 04/27/2013.

6. Сахновский М.М. Справочник конструктора строительных сварных конструкций. - Днепропетровск: Проминь, 1975, 238 с.6. Sakhnovsky M.M. Handbook of constructor of welded constructions. - Dnepropetrovsk: Promin, 1975, 238 p.

7. Нежданов К.К., Нежданов А.К., Кузьмишкин А.А. Способ гарантирования заданной выносливости К-образного сварного шва в подрельсовой зоне стенки двутавровой подкрановой балки. - М.: Строительная механика и расчет сооружений, №1, 2008 г.7. Nezhdanov K.K., Nezhdanov A.K., Kuzmishkin A.A. A method of guaranteeing a given endurance of a K-shaped weld in the under-rail zone of a wall of an I-beam crane beam. - M .: Structural mechanics and calculation of structures, No. 1, 2008

8. Нежданов К.К., Нежданов А.К. Вычисление моментов инерции рельсов при кручении. - М.: Строительная механика и расчет сооружений, №3, 2008.8. Nezhdanov K.K., Nezhdanov A.K. Calculation of moments of inertia of rails during torsion. - M.: Structural mechanics and calculation of structures, No. 3, 2008.

9. Нежданов К.К., Нежданов А.К., Гарысин И.Н. Экстремальное повышение моментов инерции рельсов при кручении. - М.: Строительная механика и расчет сооружений, №6, 2011, с. 30.9. Nezhdanov K.K., Nezhdanov A.K., Garysin I.N. Extreme increase in moments of inertia of rails during torsion. - M.: Structural mechanics and calculation of structures, No. 6, 2011, p. thirty.

10. Нежданов К.К., Кузьмишкин А.А., Гарысин И.Н. Применение толстостенных двутавровых крановых рельсов. «Региональная архитектура и строительство». - 2012. №3. - С.79…84.10. Nezhdanov K.K., Kuzmishkin A.A., Garysin I.N. The use of thick-walled I-beam crane rails. "Regional architecture and construction." - 2012. No3. - S.79 ... 84.

11. Металлические конструкции: учебник для студ. высш. учебн. заведений [Е.И. Беленя, B.C. Игнатьева и др.]; под ред. Ю.И. Кудишина. - 9-е изд. стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 688 с.11. Metal structures: a textbook for students. higher training institutions [E.I. Belena, B.C. Ignatiev et al.]; under the editorship of Yu.I. Kudishin. - 9th ed. erased. - M.: Publishing Center "Academy", 2007. - 688 p.

12. Митюгов Е.А. К определению моментов инерции крановых рельсов. - М.: Строительная механика и расчет сооружений, №5, 1968 г.12. Mityugov E.A. To the determination of the moments of inertia of crane rails. - M .: Structural mechanics and calculation of structures, No. 5, 1968

13. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. - Киев: НАУКОВА ДУМКА, 1975, 704 с.13. Pisarenko G.S., Yakovlev A.P., Matveev V.V. Handbook of resistance to materials. - Kiev: SCIENCE DUMKA, 1975, 704 p.

Claims (1)

Способ изготовления рельса, включающий отливку прямоугольной в сечении заготовки непрерывным литьем из легированной марганцовистой стали марки 35ГС со следующим химическим составом, мас. %: углерод 0,3-0,37, марганец 0,8-1,2, кремний 0,6-0,9, хром не более 0,3%, никель не более 0,3%, медь не более 0,3%, сера не более 0,045%, фосфор не более 0,04%, азот не более 0,012%, железо остальное, охлаждение литой заготовки до температуры пластического состояния, транспортировку ее поступательно в клеть прокатного стана, поддержание температуры прокатки в пределах 950-1050°C, прокатку с обжатием пластичной заготовки с четырех сторон валками клети с суммарным коэффициентом вытяжки не менее 7,8 в рельс прямоугольного сечения, отношение высоты сечения h к его ширине t в котором равно 2,7-2,8, с симметричной парой боковых продольных гребней сечением 15×15-20×20 мм на подошве рельса для неподвижного прикрепления к верхнему поясу подкрановой балки, охлаждение водой до температуры 535-580°C и резку рельса на мерные длины. A method of manufacturing a rail, including casting a rectangular cross-section of a workpiece by continuous casting from alloyed manganese steel grade 35GS with the following chemical composition, wt. %: carbon 0.3-0.37, manganese 0.8-1.2, silicon 0.6-0.9, chromium not more than 0.3%, nickel not more than 0.3%, copper not more than 0, 3%, sulfur no more than 0.045%, phosphorus no more than 0.04%, nitrogen no more than 0.012%, iron rest, cooling the cast billet to the temperature of a plastic state, transporting it progressively to the mill stand, maintaining the rolling temperature in the range of 950-1050 ° C, rolling with compression of a plastic billet on four sides by mill rolls with a total drawing ratio of at least 7.8 per rectangular rail, the ratio of the section height h to its width t in the torus is 2.7–2.8, with a symmetrical pair of lateral longitudinal ridges with a cross section of 15 × 15–20 × 20 mm at the bottom of the rail for fixed attachment to the upper belt of the crane beam, water cooling to a temperature of 535–580 ° C and cutting the rail to measured lengths.
RU2013155106/02A 2013-12-11 2013-12-11 Method of rail production RU2569624C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013155106/02A RU2569624C2 (en) 2013-12-11 2013-12-11 Method of rail production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013155106/02A RU2569624C2 (en) 2013-12-11 2013-12-11 Method of rail production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013155106A RU2013155106A (en) 2015-06-20
RU2569624C2 true RU2569624C2 (en) 2015-11-27

Family

ID=53433524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013155106/02A RU2569624C2 (en) 2013-12-11 2013-12-11 Method of rail production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2569624C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115228929B (en) * 2022-07-29 2024-09-13 广西广盛新材料科技有限公司 Temperature control method and device for strip steel production, terminal equipment and storage medium

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2068282A (en) * 1980-02-04 1981-08-12 Sacilor Rolling sections
SU1222188A3 (en) * 1981-11-04 1986-03-30 Сасилор (Фирма) Billet for manufacturing rails and method of rolling rails from this billet
RU2086671C1 (en) * 1993-02-26 1997-08-10 Ниппон Стил Корпорейшн Method of manufacturing high-strength rail (versions) and high- strength rail
RU2011141776A (en) * 2009-03-16 2013-04-27 ТАТА СТИЛ ЮКей ЛИМИТЕД METHOD OF ROLLING OF RAILS, DEVICE FOR ROLLING OF RAILS AND A RAIL MANUFACTURED BY THE SPECIFIED METHOD

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2068282A (en) * 1980-02-04 1981-08-12 Sacilor Rolling sections
SU1222188A3 (en) * 1981-11-04 1986-03-30 Сасилор (Фирма) Billet for manufacturing rails and method of rolling rails from this billet
RU2086671C1 (en) * 1993-02-26 1997-08-10 Ниппон Стил Корпорейшн Method of manufacturing high-strength rail (versions) and high- strength rail
RU2011141776A (en) * 2009-03-16 2013-04-27 ТАТА СТИЛ ЮКей ЛИМИТЕД METHOD OF ROLLING OF RAILS, DEVICE FOR ROLLING OF RAILS AND A RAIL MANUFACTURED BY THE SPECIFIED METHOD

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013155106A (en) 2015-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Islomovna Methods of Fastening the Elements of the Node
RU2569624C2 (en) Method of rail production
Kossakowski Fatigue strength of an over one hundred year old railway bridge
RU2680560C1 (en) H-shaped bent closed profile (options)
Larue et al. Elastic flexural–torsional buckling of steel beams with rigid and continuous lateral restraints
Pidgurskyi et al. Investigation of the stress-strain state of beams with different types of web perforation
Djoković et al. Estimate of the steel bridges fatigue life by application of the fracture mechanics
RU2583495C2 (en) Method of guaranteeing sufficient technical resource of crane girders
RU2623558C2 (en) Method of circular pipe reshaping
Pavlovic et al. Design optimization of the rectangular box section of the double beam bridge crane using Matlab optimization toolbox
Sonck et al. Study of residual stresses in I-section members and cellular members
Pavlović et al. Optimization of the welded i-girder of the double-girder bridge crane
Kalac et al. PROPOSAL OF ANALYTICAL EXPRESSION FOR DETERMINATION OF LOAD CAPACITY FOR ALUMINIUM SQUARE HOLLOW SECTION (SHS) K JOINTS UNDER CHORD TENSION
Pavlović et al. Comparative analysis of local and lateral stability of plates as the constraint functions within optimization of main girder box section of the bridge crane
Pavlovic et al. Optimization design of end carriage of the single-girder bridge crane structure
Gezentsvey et al. Calculation of the improved steel beams of buildings and structures of the mining and metallurgical complex
US1013649A (en) Solid rolled metal i-beam of nine inches and under twelve inches in height.
Pavlovic et al. Analysis and optimization design of welded I-girder of the single-beam bridge crane
Kirill et al. Effective profiles for building constructions
CN108412044A (en) The method for solving the carrying of concrete-filled steel tubular frame large eccentric pressuring node
CN110924593A (en) Hollow thread steel bar and concrete structure using same
RU137311U1 (en) PRELIMINARY STRESSED FARM OF LIGHT STEEL THIN-WALLED STRUCTURES (LSTK)
Wu et al. The girder’s transverse static characteristics of the bilateral steel box girder self-anchored suspension bridge under the action of a vehicle
Hirohata et al. An Investigation on Combined Section by Steels with Different Strengths for Bridge Girder
Nezdanov et al. Increasing the Moment of Inertia of Crane Rails Torsional

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151212