UA79745C2 - Frog for points and method to make it - Google Patents

Description

Ці стрілкові переводи складаються з функціо- Слід було б також вказати на (патент МеО5 нально призначених елементів, таких як окремі 5,704570|, згідно з яким відомо елемент осердя відрізки рейок рейкової колії, хрестовини з робо- хрестовини для пристрою стрілкового переводу, чою рейкою і контррейкою, і гостряки стрілкового що складається з пари частин рейки, виготовлених переводу. Ці функціонально призначені елементи зі сталі з високим вмістом вуглецю з головною ча- переносять особливо високі навантаження і за- стиною і підошовною частиною і пролягаючою між знають підвищеного зносу. ними опорною ділянкою, причому кожна частина

Хрестовину стрілкового переводу, зокрема рейки утворена з порожнистою опуклістю на бічній звужуване осердя хрестовини, виготовляють зви- поверхні. Крім того, між парами частин рейок пе- чайно із стандартної рейки нормальної довжини редбачена підсилювальна пластина, яка склада- шляхом відповідної механічної обробки і потім за ється з того ж матеріалу, що й пари частин рейок і допомогою стикового зварювання оплавленням сполучена з ними головною і підошовною части- сполучають з стандартною рейкою, що приєдну- нами пари частин рейок. ється до неї. Недоліком у цьому рішенні є те, що після про-

Як окремі відрізки рейок рейкової колії, так і цесу зварювання, процесу електронного зварю- хрестовина й гостряк стрілкового переводу є фун- вання необхідна теплова обробка для досягнення кціонально призначеними елементами кожного однорідної тонкоперлітної структури, і, крім того, стрілкового переводу і зазнають особливих наван- те, що елементи вусовика хрестовини шляхом тажень. зварювання їх підошовних частин приєднані до

Зокрема, нерухома хрестовина стрілкового корпусу і за допомогою наскрізних болтів та гайок переводу піддається підвищеним ударним і змін- пригвинчені один до одного, що потребує значних ним навантаженням, так що поверхні качання витрат на виготовлення і зрештою в результаті осердь хрестовини виготовляють відомим спосо- цього не досягається вільне стиснення з'єднуваних бом з високозносостійкої і термічно зміцнюваної частин. сталі. Навантаження на осердя хрестовини є осо- У парах частин рейок залишаються залишкові бливо високим при перекочуванні рейки від вусо- напруження, внаслідок чого після процесу зварю- вика хрестовини до зони вершини й назад і зі збі- вання потрібна теплова обробка для зняття цих льшенням навантаження на вісь і, насамперед, з залишкових напружень. підвищенням швидкості руху непропорційно зрос- У Іпатенті Моє 2800756| описаний спосіб тає, так що на піку співударянь можуть з'являтися з'єднання двох розташованих поряд елементів значні деформації, які істотно знижують термін стрілкового переводу, які сполучені за допомогою служби хрестовини, зокрема, якщо відсутня необ- лазерного зварювання, причому елементи, що хідна пружність у вертикальному напрямку. з'єднуються, частини стандартної рейки так сполу-

Так, наприклад, в описі (патенту МЕЕР 0269603 чені одне з одним, що між обома з'єднуваними

ВІ1| запропонований спосіб виготовлення хресто- елементами є проміжок, стик, через який прохо- вини стрілкового переводу або короткої рейки у дять утворювані у процесі зварювання гази і від- зоні перекочування рейки стрілкового переводу, водяться через отвори у шийках рейкових елемен- що полягає у нанесенні на поверхню кочення ко- тів. Крім того, тут потрібна також подальша леса за допомогою шикування вибухом або елект- теплова обробка, щоб у значній мірі зняти наявні ронно-променевого зварювання чи комбінованого напруження. прокатування на основу з добре зварюваної сталі, Тому в основу винаходу покладена задача зокрема складу, що містить «0,2495С, «0,0490Р або створити осердя хрестовини для нерухомої хрес- 5-0,65965і і «1,790Мп. Альтернативно запропоно- товини стрілкового переводу і спосіб його виготов- вані способи нанесення зносостійкого шару на лення, який не потребує великих витрат і позбав- поверхню качання нерухомої хрестовини вказують лений недоліків, властивих рівню техніки. на те, що нанесення і тим самим площинне мета- Згідно з винаходом задача вирішується за до- леве з'єднання ускладнене значними проблемами помогою відмітних ознак 1-9 формули винаходу. і до цього часу практично не привело до якогось Особливе конструктивне оформлення і пере- оптимального рішення. важні рішення є предметом додаткових пунктів

При плакуванні вибухом сполучення досяга- формули винаходу. ється в результаті короткочасно діючого високого Таким чином, згідно з винаходом створено тиску. Якщо у зоні з'єднання температура плав- осердя хрестовини для стрілкового переводу, яке лення не досягається, пропонують також спосіб утворене сполученим з нерухомою хрестовиною і зварювання тиском, який проте обтяжений тим складається з двох півсекцій стандартної рейки, недоліком, що необхідного якісного з'єднання між які у головці рейки та в підошві рейки у зоні осердя основою і зносостійким шаром, що наноситься, не хрестовини сполучені за допомогою електронно- відбувається, а електронно-променеве зварюван- променевого зварювання, а у зоні шийки рейки є ня, що альтернативно пропонується, потребує з повітряний зазор, щоб поперечне стиснення при причин зварюваності, коли справа доходить до зварюванні не створювало перешкод. необхідного якісного сполучення між основою і Глибина зварного шва у головці рейки стано- зносостійким шаром, що наноситься, незначного вить близько ЗОмм, а у підошві рейки близько вмісту вуглецю для основного металу. 25МммМ.

Крім того, недоліком є те, що виготовлені у та- Повітряний зазор утворюється в результаті кий спосіб хрестовини повинні додатково піддава- механічної обробки, переважно процесу фрезеру- тися механічній обробці.

вання. Інша можливість утворення повітряного відбувається під вакуумом, ці півсекції стандартної зазору показана нижче. рейки у головці та у підошві зварюють одна з од-

Стосовно застосовуваних півсекцій стандарт- ною електронно-променевим зварюванням. Цей ної рейки йдеться про дві частини, що складають- процес також відбувається під вакуумом, причому ся із звичайних стандартних рейок нормальної напрямок електронного проміння може бути як довжини, з поліпшеної або неполіпшеної сталі, які горизонтальним, так і вертикальним. Це переваж- в результаті обробки з внутрішнього боку у зоні но залежить від відповідної довжини зварного шва головки рейки і підошви рейки відповідно до най- і хімічних складів стандартних рейок, однак з вра- більш сприятливої форми підготовлені для елект- хуванням сторонньої дегазації при безпосеред- ронно-променевого зварювання. ньому процесі зварювання більш прийнятно спря-

У більш прийнятному варіанті виконання приє- мовувати електронний промінь похило, тобто під днувані півсекції стандартної рейки можуть бути певним кутом, а значить, електронний промінь виготовлені також у процесі прокатування, при спрямовують у похилій позиції під час процесу якому так само утворюється необхідний для попе- зварювання. речного стиснення повітряний зазор на півсекціях Електронний промінь сам по собі працює із стандартної рейки. В результаті подальшого про- спеціальним розподілом щильності потужності цесу механічної обробки одержують для з'єднува- енергії променя, так що півсекції стандартної рей- них поверхонь півсекцій стандартної рейки мета- ки зварюються без пор та без окисів. Крім того, в лево чисті і такі, що не містять окисів, поверхні, так результаті такого процесу створюють паралельні що завдяки електронно-променевому зварюванню зварні шви, причому у зварному шві не виникає досягається якість сполучення, що відповідає ви- ніяких кутових стиснень, і обрана питома потуж- могам. ність дозволяє утворювати спеціальні парові капі-

Передбачений повітряний зазор між обома ляри, так що гази, які утворюються у процесі зва- зварюваними півсекціями стандартної рейки за- рювання, можуть безперешкодно виходити з цієї безпечує вільне стиснення зварного шва у зоні зони. головки рейки і підошви рейки з'єднуваних півсек- Характерною рисою є спеціальний розподіл цій стандартної рейки, так що в результаті утво- щильності потужності в результаті відхилення рюється осердя хрестовини, що складається з променя з частотою 900Гц, амплітудною 0,Змм і двох стандартних рейок, без внутрішніх напружень контрольованих постійно змінних кратерів в зва- і також без залишкових напружень у поперечному рювальній ванні. напрямку. Суттєвим для способу є, крім того, те, що за-

Рішення згідно з винаходом характеризується лежно від вмісту вуглецю та марганцю зварюваних по суті тим, що дві односторонньо оброблені пів- півсекцій стандартної рейки, положення зварного секції стандартної рейки, виготовлені із звичайних шва або позиція електронного променя визнача- поліпшених або неполіпшених стандартних рейок, ється параметрами зварюваних частин. Так, на- сполучені одна з одною у зоні головки і підошви приклад, підвищений вміст вуглецю та марганцю рейки електронно-променевим зварюванням. При обумовлює значно більший кут нахилу зварюваних цьому визначальним по суті є те, що у зоні шийки частин або електронного променя, що спрямову- рейки зварюваних півсекцій стандартної рейки є ється, а менший вміст вуглецю та марганцю - не- повітряний зазор, який забезпечує можливість значні величини нахилу. вільного поперечного стиснення зварного шва без Крім того, суттєвим визначальним чинником є підвищення напружень. те, що період прогрівання зварюваних півсекцій

У переважному варіанті виконання повітряний стандартної рейки також визначається залежно від зазор може бути утворений за рахунок того, що у відповідного вмісту вуглецю та марганцю. зоні електронно-променевого зварювання, тобто у Таким чином, півсекції стандартної рейки з зоні головки і підошви рейки розташовані проклад- вмістом вуглецю до 0,695 переривчасто нагрівали ки, які складаються з матеріалу, що не містить до 320"С, а півсекції стандартної рейки з вмістом вуглець, наприклад, з технічно чистого заліза або вуглецю до 0,895 - до 420"С, а період прогрівання заліза для стрілкових переводів, і відрізняються обирали таким чином, щоб необхідні для зварю- товщиною матеріалу до 1,5мм. вання обидві пікові зони перед початком процесу

В результаті використання такого роду про- електронно-променевого зварювання мали темпе- кладок відпадає, по-перше, процес механічної об- ратуру від 320 до 400"С у кореневій зоні стику робки для утворення повітряного зазору, а, по- шва. друге, процес зварювання і механічні технологічні Суть даного винаходу полягає у тому, що дві властивості зварного шва справляють позитивний півсекції стандартної рейки, виготовлені із звичай- вплив, оскільки в результаті легування прокладок них стандартних рейок нормальної довжини, спо- можливість розтягування у зварних швах зростає, лучені одна з одною у зоні вершини у головці та внаслідок чого, у свою чергу, досягаються значен- підошві рейки за допомогою електронно- ня питомої ударної в'язкості у зварних швах, які променевого зварювання для утворення осердя дозволяють протидіяти утворенню тріщин у зоні нерухомої хрестовини, при цьому реалізують гли- зварного шва при застосуванні виготовлених та- бину зварного шва у межах 25-35мм, а у зоні ший- ким чином осердь хрестовин і тим самим виключи- ки рейки з'єднуваних півсекцій стандартної рейки є ти утворення тріщин. обмежений верхнім та нижнім зварними швами

Після переривчастого підігрівання зварюваних повітряний зазор, який забезпечує вільне попере- у піковій зоні обох півсекцій стандартної рейки, яке чне стиснення вершин обох півсекцій рейки. Звар-

не з'єднання виконують, зварюючи обидва зварні Фіг1, на якому чітко видно, що обидві півсекції шви одночасно, застосовуючи два електронних стандартної рейки 2, З виконано поздовжніми, та- променя. ким чином до вершини осердя хрестовини 1 зву-

При цьому винаходу стосується також те, що жуваними. У зоні головок півсекцій стандартної завдяки спеціальному напряму електронного про- рейки 7, 8 та у зоні підошов півсекцій стандартної міння і спеціальному розподілу питомої потужності рейки 4, 5 півсекції стандартної рейки 2, З сполу- електронного променя досягається виготовлення чені за допомогою зварних швів 6, 6, виконаних зварних з'єднань, які за своїми технологічними електронно-променевим зварюванням. зварювальними та міцнісними властивостями від- Як півсекції стандартної рейки 2 і З у зоні вер- повідають властивим матеріалу відмітним якісним шини нерухомої хрестовини і осердя хрестовини 1 ознакам основних матеріалів півсекцій стандартної приєднані одне до одного, видно із зображення на рейки, а при розташуванні прокладок між з'єдну- Фіг. 2, на якому показано осердя хрестовини 1, у ваними поверхнями поліпшується характеристика якому зона вершини "вирізана". в'язкості зварного шва. Це зображення безпосередньо уточнює, як пі-

За допомогою цієї нової технічної теорії дося- всекції стандартної рейки 2, З у зоні головки 7, 8 та гаються істотні переваги, оскільки застосовуються у зоні підошви 4, 5 певною мірою прилягають одна звичайні стандартні рейки нормальної довжини і до одної і між цими дотичними поверхнями у зоні тим самим при виготовленні осердь хрестовини шийки рейки осердя хрестовини 1 утворений пові- для стрілкових переводів значно зменшуються як тряний зазор 9. технологічні виробничі витрати, так і витрати си- Цей повітряний зазор 9 у напрямку до зони го- ровини та матеріалів. Відпадає потреба у чистовій ловки зони підошви осердя хрестовини 1 обмеже- обробці зварного шва і забезпечується регульова- ний зварним швом 6,6", глибина якого знаходиться ний процес, що проводиться, виготовлення від в межах від 25 до З5мм, а довжина цього зварного прогрівання, безпосереднього процесу зварюван- шва до 2000мм зварена без проблем. ня і до охолоджування, так що відпадають додат- Форма і формування обох півсекцій стандарт- кові дорогі рихтувальні роботи і відпал для зняття ної рейки 2, З зображені безпосередньо на фіг.3, внутрішніх напружень. на якому обидві півсекції стандартної рейки 2, З

Крім того, перевага полягає ще й у тому, що показані на паралельній відстані стосовно одна до виготовлені у такий спосіб осердя хрестовин для одної і з якого чітко видно, як внутрішні поверхні нерухомих хрестовин без проблем можна застосо- шийки рейки 11 обох півсекцій стандартної рейки вувати у рейках рейкових колій і зварювати з ними, 2, З обладнані виїмками 13, які на стику обох пів- оскільки у зоні зварювання конструктивних елеме- секцій стандартної рейки 2,3 утворюють повітря- нтів вони мають однаковий властивий матеріалу ний зазор 9. склад. Передбачені у півсекціях стандартної рейки

Предмет даного винаходу складається не 2,3 отвори в шийці рейки 10 не є функціонально тільки з предмету окремих пунктів формули вина- суттєвими для осердя хрестовини, але служать ходу, але й з комбінації окремих пунктів формули для встановлення елементів кріплення і фіксації винаходу. для монтажу та позиціювання півсекцій стандарт-

Усі дані, що містяться в документації, включа- ної рейки 2, З для електронно-променевого зварю- ючи склад, відмітні ознаки, зокрема подані на кре- вання. У результаті створюється готове осердя сленнях малюнки хрестовини, потребують патент- хрестовини 1, як показано на Фіг.4, на якому півсе- ного захисту як суттєві для винаходу, оскільки кції стандартної рейки 2, З сполучені за допомогою вони окремо або в комбінації є новими порівняно з зварного шва 6, 6", а у зоні шийки рейок 11 обох рівнем техніки. зварених півсекцій стандартної рейки 2, З перед-

Нижче винахід більш детально пояснюється за бачений повітряний зазор 9. допомогою прикладів здійснення. Інший приклад здійснення з'єднання двох пів-

На кресленні, що додається, показано: секцій стандартної рейки 2, З і утворення повітря- на Фіг.1: виготовлене з двох півсекцій стандар- ного зазору 9 показано на Фіг.5. У даному прикладі тної рейки осердя хрестовини стрілкового перево- здійснення підготовлені обидві півсекції стандарт- ду; ної рейки 2, 3, як вже було описане вище. Звичай- на Фіг.2: готове зварене осердя хрестовини з но від виконання виїмок 13 на внутрішніх поверх- вирізом у зоні вершини нерухомого осердя хрес- нях шийки рейки 11 відмовляються. Ці обидві товини; внутрішні поверхні відповідно обробляють таким на Фіг.3: дві підготовлені півсекції стандартної чином, щоб вони були металево чистими і тим рейки для зварювання за допомогою електронного самим не містили окисів. променя; Повітряний зазор 9 утворюється в результаті на Фіг.А4: зображення обох зварених електрон- розташування прокладок 12, які передбачені як у ним променем півсекцій стандартної рейки у розрі- зоні головки півсекцій стандартної рейки 7, 8, такі зі; у зоні підошви півсекцій стандартної рейки 4, 5. на Ффіг.5: зображення двох сполучених верши- При цьому розміри прокладок 12 за їхньою нами півсекцій рейок з прокладками, у розрізі. шириною відповідають розміру повітряного зазору

Виготовлене з двох півсекцій стандартної рей- 9, тобто близько 1,5мм і за їхньою висотою глибині ки 2, З осердя хрестовини 1 як складова частина зварного шва 6, 6", тобто знаходяться в межах від нерухомої хрестовини, яке може застосовуватися 25 до З5мМм. у стрілкових переводах рейкових колій, подане на

Інші зміни, механічна обробка і удосконалення льним, причому у переважному способі напрямок з'єднуваних у цьому прикладі здійснення півсекцій електронних променів повинен бути похилим, тоб- стандартної рейки 2, З необхідності не становлять. то промені повинні проходити під певним кутом

За своїми відхиленнями від номінального розміру і сходження або нахилу. удосконаленням вони відповідають тим, які подані Електронному променю властивий вже описа- та описані на Фіг.1-4. ний спеціальний розподіл питомої потужності, який

При підготовці для процесів зварювання зва- визначений відхиленням променя і розгортуваль- рювані півсекції стандартної рейки 2, З сполучені ною амплітудою, і в результаті високочастотної між собою елементами з'єднання та фіксації, вста- осциляції електронного променя гарантується рів- новленими в отворах у шийці рейки 10. За звичай номірний розподіл технологічних механічних влас- півсекції стандартної рейки 2,3 у зоні головок пів- тивостей. В результаті постійно змінних при зва- секцій стандартної рейки 7, 8 і підошов півсекцій рюванні капілярів забезпечується звітрювання стандартної рейки 4, 5 плоско прилягають одна до побічних газів безпосередньо у процесі зварюван- одної або, як описано у прикладі здійснення 2, між ня і, крім того, в результаті спеціального розподілу поверхнями стикання розташовані прокладки 12. питомої потужності електронного променя утво-

У цих зістикованих позиціях півсекції стандар- рюються паралельні зварні шви, і передбачений тної рейки 2, З зварюють за допомогою електрон- повітряний зазор 9 у сердечнику хрестовини 1 за- но-променевого зварювання як у зоні підошви, так безпечує вільне поперечне стиснення зварного й у зоні головки. шва.

Перед початком процесу зварювання зварю- В результаті обраного залежного від вуглецю вані півсекції стандартної рейки 2, З розігрівають переривчастого розігрівання, запобігають накопи- переривчастим способом і залежно від складу вуг- ченню тепла або частковому перегріву зварювано- лецю півсекцій стандартної рейки 2, 3. го матеріалу, а в результаті розігрівання у вакуумі

При складі вуглецю до 0,695 розігрівання про- досягається одержання стикувальних місць, що не водять до 320"С. При складі вуглецю до 0,895 пів- містять окисів, яке гарантує досягнення якісних секції стандартної рейки 2, З розігрівають до зварювальних з'єднань, не справляючи негативно- 420"С. Розігрівання ведуть під вакуумом і за часом го впливу на технологічні механічні властивості обмежують та узгоджують таким чином, щоб сту- виготовленої у такий спосіб нерухомої хрестовини. пінь прогрівання досягав від 320 до 40070. Формування і розташування зварного шва 6, 6б'

Наступний процес електронно-променевого створюють також передумови для ультразвукової зварювання здійснюють також під вакуумом і про- дефектоскопії, яка проводиться без проблем, що є водять його таким чином, щоб зварювані півсекції ще однією перевагою. стандартної рейки 2, З зварювалися одночасно у В описаному другому прикладі здійснення, при їхній зоні підошви та головки в результаті застосу- якому у зоні головки та підошви зварюваних півсе- вання двох електронних променів. кцій стандартної рейки 2, З передбачені прокладки

Це не виключає тієї можливості, що процес 12, технологічно обумовлені процеси проходять зварювання можна проводити в два етапи, зварю- таким самим чином. Це стосується як підготовле- ючи спочатку півсекції стандартної рейки 2, З у них заходів з монтажу та позиціювання зварних зоні підошви, а потім у зоні головки. півсекцій стандартної рейки 2, 3, так і переривчас-

Напрямок електронного променя при зварю- того розігрівання і подальших процесів зварюван- ванні може бути як горизонтальним, так і вертика- ня у вакуумі.

ДА да пи У

КА рай вм х

МЖК ОК

Ух Х АХ кА х ж х ще ха У

КОХ УКХ х К кА Я Й й х с ЗАЙ УХА

Ко А Ух х о

А НА Ой

ХК і МАХ

Ж о 8-Х

У хх м х ха х 5. М їх АХ Ех у

МА ке ща У Х А х

ААУ АХ

ХА УА А щем х лек Не ех я Кк А ни ек ХХ асани ех че ж Бе Ех ах

ХА У М, х Ж АТ й 8 еВ ту ух А

МА е-- щу Х БОШ

БУ х хх й й БО х 7 и Я ев М УЖ --Щ в А

Мей Мо

М За ча збіг. зх.

м дм 6 3 Мі и Око: х М і

Ка ее А що шк ка ій, че с т 8 . ва 7 а А КОХ - р

ОК ! р КАХ ЧА і )

ЕЯкЗ КУ ц 5 х що 2 ке М У А - най

А М і ту "п

НМ і - й

ХК 3-5 д- їе у це ОА її в дит

АК ви хи - - о аа -9

АН АК тнкковвснняня -

УКХ К шт

Фа ---- 1 я х Х -к

КАК п- ШВ- -1 ди ха ме М і Ше і | дж ж ше - на У Щи КАХ шок ше в х КО Ж ще

Ак уе ся

Ме А не В ши шт с. Ше нн А ит Ка З ше У вжи я Ка 4

Шу то .

М

«в Фік. і 12 / ги

Х

В НІ ши, ш-- ше ШИ ;

Ян | ! Н дит Кі мова ї ря і Н Р

Ті дент я шк и і і не я кни дн ше ? ї і

Вл іч и їв Ше

С І пе-- х Х х

Х іч ь й . ер. 5

Комп'ютерна верстка 0. Гапоненко Підписне Тираж 26 прим.

Міністерство освіти і науки України

Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна

ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601