SU1731378A1 - Способ изготовлени цельнокатаных железнодорожных колес - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : при формовке диска и ступицы колеса в отверстии ступицы формируют перемычку массой, равной 0,25- 1,25 от величины максимального отклонени  массы исходной заготовки от расчетной массы заготовки, отверстие прошивают непосредственно после формовки. 1 табл., 9 ил.

Description

Изобретение относитс  к области черной металлургии, конкретно к производству железнодорожных колес.

Известен способ изготовлени  железнодорожных колес, включающий осадку заготовки на плоских плитах и в калибровочном кольце, разгонку центральной части заготовки пуансоном, формовку диска и ступицы , прокатку, калибровку и прошивку центрального отверсти . Такие схемы деформации используютс  при производстве колес в колесопрокатных цехах.

Однако вследствие больших отклонений массы исходных заготовок от расчетной (далее называем это разновесом) готовые колеса также существенно отличаютс  по массе друг от друга,, что приводит к повышенному расходу металла, дополнительной механической обработке и нарушени м стабильности технологического процесса. Кроме того, из-за увеличени  средней массы готовых колес повышаютс  динамические нагрузки на элементы неподрессоренной

части вагонной тележки при ее движении, а также на рельсы.

Наиболее близким к за вл емому техническим решением  вл етс  способ производства железнодорожных колес путем осадки заготовки, формовки диска с предварительным оформлением обода, прокатки обода, калибровки колеса, формовки ступицы и прошивки центрального отверсти , заключающийс  в том, что формовку ступицы колеса осуществл ют непосредственно после формовки диска и предварительного оформлени  обода.

Так как операци  формовки ступицы и диска разделена , имеетс  принципиальна  возможность формировать ступицу различной массы, сосредотачива  разновес исходной заготовки в перемычке ступицы.

Недостаток известного способа заключаетс  в том, что перемычки в ступице осуществл ютс  после калибровки колеса, при этом в случае массивной перемычки наблюдаетс  деформаци  ступицы, которую не

(/)

С

XI со

со vj

00

удаетс  устранить с помощью последующей механической обработки колес. Поэтому известный способ не обеспечивает изготовление качественных колес, имеющих массу, не превышающую расчетную.

Целью изобретени   вл етс  снижение расхода металла при производстве колес и энергозатрат при их эксплуатации на железной дороге.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что при формовке диска и ступицы в отверстии ступицы формируют перемычку массой, равной 0,25-1,25 от величины максимального отклонени  массы исходной заготовки от расчетной массы заготовки, а прошивку центрального отверсти  осуществл ют непосредственно после формовки.

На фиг.1 изображена исходна  заготовка; на фиг.2 - предварительна  осадка; на фиг.З - окончательна  осадка в технологическом кольце; на фиг.4 - разгонка центральной части заготовки; на фиг.5 - формовка диска и предварительное оформление обода; на фиг.6 - формовка ступицы; на фиг.7 - прошивка центрального отверсти  в ступице; на фиг,8 - прокатка обода; на фиг,9 - калибровка колеса с одновременной выгибкой диска.

Заготовка (фиг,1) после предварительной осадки (фиг.2), осадки в технологическом кольце (фиг.З) и разгонки (фиг.4) подвергаетс  формовке. Сначала осуществл етс  операци  формовки диска и предварительного оформлени  обода (фиг,5). При этом весь избыточный объем (разновес) заготовки распредел етс  в ступичной части штамповочного ручь , где течение металла свободное. При формовке ступицы (фиг.6) разновес сосредотачиваетс  в перемычке ступицы и при прошивке (фиг.7) удал етс , На последующих этапах деформировани  колесные заготовки имеют уже практически одинаковую массу. Выбор интервала значений масс, которые может иметь перемычка ступицы, обусловлен следующими факторами . Поскольку при прошивке удал етс  весь разновес, максимальна ; разница в массах перемычки равна величине максимального отклонени  массы исходной заготовки от расчетной. Выбор минимальной массы перемычки обусловлен возможностью оформлени  всех элементов ступицы колеса при ее формовке, поскольку чем тоньше перемычка , тем хуже заполн етс  металлом данный участок штамповочного ручь . Экспериментальным путем установлен нижний предел массы перемычки, равной 0,25 величины максимального отклонени  массы исходной заготовки от расчетной, ниже которого при формовке ступицы наблюдаетс  отклонение размеров ступицы от значений , допускаемых технологией. В соответствии с изложенным верхний предел массы перемычки больше нижнего предела на величину максимального разновеса, т.е. равен 1,25 величины максимального отклонени  массы исходной заготовки от расчетной массы заготовки. Сразу после формовки ступицы осуществл ют прошивку центрально0 го отверсти . Деформаци  ступицы, возникающа  при этом, устран етс  при последующей калибровке (фиг.9).

Пример. Процесс изготовлени  железнодорожных колес по предложенному

5 способу смоделирован в масштабе 1:5 на свинцовых заготовках. При производстве колес в действующих колесопрокатных цехах массах исходных заготовок находитс  в интервале 455-480 кг, т.е. разновес равен

0 25 кг. Минимальна  допустима  масса заготовки после прошивки отверсти  в ступице 448 кг. Масса перемычки в ступице 7 кг. Свинцовые заготовки массой 3,68 кг, что соответствует массе реальной колесной за5 готовки после прошивки (448 кг), и более подвергались последовательно предварительной осадке на гладких плитах, осадке в плавающем калибровочном кольце, разгонке центральной части заготовки пуансоном,

0 формовке диска, формовке ступицы с образованием перемычки различной толщины (массы), прошивке центрального отверсти  в ступице и калибровке. В процессе деформировани  заготовок и после его окончани 

5 контролировались и измер лись следующие параметры: исходна  масса заготовки, массы перемычки в ступице, в соответствии с которой задавалась толщина перемычки при формовке ступицы, качество выполне0 ки  элементов ступицы при ее формовке, масса заготовки после калибровки, качество выполнени  ступицы и диска после калиб- роаки, В результате установлено, что при массе заготовки менее 3,63 кг и массе пере5 мычки менее 0,05 кг наблюдаетс  невыполнение торцов ступицы, причем этот дефект не устран етс  при калибровке. При массе заготовки 3,63-3,83 кг и массе перемычки 0,05-0,25 кг установлено, что все элементы

0 колеса формируютс  полностью, а вес заготовки после прошивки равен 3,58 кг, что соответствует массе колесной заготовки 448 кг. Разновес свинцовых заготовок, равный 0,2 кг, соответствует реальному разновесу в

5 25 кг. Результаты экспериментов приведены в таблице.

Из результатов экспериментов следует, что поскольку при массе перемычки, равной 0,25 массы разновеса и выше, все элементы колеса формируютс  полностью, а также

учитыва , что по соображени м экономии металла масса перемычки должна быть минимальной , нижний предел массы перемычки равен 0,25 массы разновеса. Верхний предел соответственно больше нижнего на массу разновеса и равен 1,25 по отношению к ней.

В этом случае соответствующа  масса колесных заготовок равна 454,25-479,25 кг при массе перемычки 6,25-31,25 кг. Масса колеса по завершении операций деформировани  стабильна 448 кг. а то врем  как по существующей технологии она находитс  в интервале 44,8-473 кг. То есть, в результате применени  предложенного способа уменьшаетс  средн   масса готовых колес. За счет этого достигаетс  цель снижени  расхода металла при производстве колес, а

Claims (1)

1. при эксплуатации колес со сниженной массой уменьшаютс  энергозатраты. Формула изобретени  Способ изготовлени  цельнокатаных

   железнодорожных колес, заключающийс  в осадке цилиндрической заготовки, последующей формовке диска и ступицы колеса, прокатке обода, калибровке колес, а также прошивке центрального отверсти  колеса,

   отличающийс  тем, что, с целью снижени  расхода металла и энергозатрат, при формовке диска и ступицы в отверстии ступицы формируют перемычку массой, равной 0,25-1,25 от величины максимального отклонени  массы исходной заготовки от расчетной массы заготовки, а прошивку центрального отверсти  осуществл ют непосредственно после формовки.

   Фиг.1

   7777777&ZZZZ72%

   Ґ

   Фиг.3

   Фиг,

   Рш.г

   Фиг. 8

   Фиг. 9