книги из ГПНТБ / Полухин П.И. Прокатка и термическая обработка железнодорожных рельсов

на середине подошвы рельса Р-50 значительно меньше, чем на середине подошвы рельса Р-43.

Однако следует отметить, что трещины-волосовины в край­

средняя треть подошвы рельсов является наиболее ответствен­ ной частью профиля, то лучшей калибровкой 'следует считать

Р -5 0

тий происходят уплотнение металла, образование мелкозерни­ стой структуры и увеличение прочности металла в области головки.

Важным вопросом является соотношение обжатий, полу­ чаемых тавровой заготовкой со стороны подошвы и со стороны головки. Для получения качественных рельсов необходимо' обеспечить достаточно интенсивную обработку в тавровых ка­ либрах как со стороны подошвы, так и со стороны головки.

В. П. Хлебников, М. Д. Фрадин и П. А. Чеховский предло­ жили оценивать распределение вертикального обжатия со сто­ роны подошвы и головки в тавровых калибрах по методу ра­ венства смещенных площадей верхним и нижним валками.. Однако этот метод не отражает действительного характера деформации металла, так как при этом не учитываются раз­ личные силовые и скоростные условия в отдельных частях ка­

ДЕ ФОРМАЦИЯ МЕТАЛЛА В ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ Т АВРОВЫХ КАЛИБРАХ 191

Неточность указанного метода показали П. А. Александров и И. С. Тришевский на следующем примере. Если определить величину вертикального обжатия со стороны головки и подош­ вы путем приравнивания смещенных площадей для случая прокатки фасонной заготовки во втором тавровом калибре

Рис. 112. Распределение вертикального обжатия со стороны подошвы и головки в тавровом калибре (по П. А. Александрову и И. С. Тришев- •

окому):

по шаблонам, составит всего лишь 1,5 мм. При сопоставлении обводок темплетов получили обжатие со стороны подошвы 8 мм (рис. 112,6). В действительности вертикальное обжатие средней части подошвы, определенное по замерам темплета переходной части полосы из очага деформации, составляет

10 мм (рис. 112, в ).

На распределение обжатий со стороны подошвы и головки большое влияние оказывает величина бокового обжатия в тав­ ровом калибре; причем чем больше оно, тем меньше будет обрабатываться полоса со стороны головки. При чрезмерно большом боковом обжатии может наблюдаться даже непроработка полосы со стороны головки. В последнем случае возмож­ но образование морщин и волосных трещин на головке рель­ сового профиля.

Приближенным методом оценки распределения вертикаль­ ного обжатия со .стороны подошвы и головки в тавровых калибрах может быть сравнение величины горизонтальных

192 ОСНОВЫ КАЛИБРОВКИ РЕЛЬСОВ

проекций контактных поверхностей со стороны верхнего и ниж­ него валков.

Развертывание фланцев в тавровых калибрах может про­ изводиться только на определенную величину, так как резкий разворот может вызвать смятие концов их и образование складок и закатов на середине подошвы.

И. И. Кучко, М. Г. Серкин и Л. Ф. Сороко следующим обра­ зом описывают механизм развертывания фланцев в тавровых калибрах. В начальной' стадии деформации (рис. 113, а), про-

Рис. 113. Схема процесса развертывания фланцев подошвы во втором тавровом калибре (по И. И. Кучко и др.):

а— захват полосы; б — развертывание фланцев подошвы; в — на­ чало обжатия фланцев при одновременном их развертывании

катываемая полоса встречает большое сопротивление боковых стенок калибра в верхней части калибра, а со стороны нижнего валка производится давление на нижние основания фланцев. Вследствие этого фланцы подошвы плавно развертываются без образования каких-либо складок на поверхности подошвы.

После того как наступит контакт гребня нижнего валка по всей поверхности подошвы (рис. 113,6) начнется обжатие про­ катываемой полосы со стороны подошвы; при этом в начальный момент фланцы обжатия не получают, а трапецеидальная часть заготовки испытывает только боковое обжатие.

Отсутствует также высотное обжатие трапецеидальной ча­ сти полосы со стороны головки. В заключительной стадии де­ формации (рис. 113, в) происходит всесторонняя обработка про­ катываемой -полосы. . Условия для развития вынужденного уширения при обжатии фланцев имеются только в последней стадии деформации; в предшествующих стадиях возможна даже вынужденная утяжка по ширине фланцев.

Для предотвращения дефектов на поверхности подошвы в результате развертывания фланцев важное значение имеет пра­ вильный выбор углов гребня тавровых калибров.

П. А. Александров и И. С. Тришевский следующим образом характеризуют влияние величины угла гребня на процесс раз­ вертывания фланцев (рис. 114). Если равнодействующая си­

196 . ОСНОВЫ КАЛИБРОВКИ РЕЛЬСОВ

калибрах затруднены условия для вертикального обжатия про­ катываемой полосы.

В четырех тавровых калибрах обычно производится полови­ на всей вытяжки полосы от прямоугольной заготовки до гото­ вого профиля. Средний коэффициент вытяжки в тавровых ка­ либрах составляет 1,25—1,29, а суммарный 2,5—2,8; средний коэффициент вытяжки в рельсовых калибрах (обычно их шесть) составляет 1,18—1,19, а суммарный 2,7—2,8.

6. Экспериментальное исследование деформации металла при прокатке рельсов

Исследование деформации металла в тавровых калибрах

П. И. Полухин и В. М. Горобинченко провели сравнитель­

Вследствие того, что основания калибров плоские, в них отсут­ ствуют необходимые условия для разрушения дендритной структуры исходной заготовки. В прошлом такой вариант ши­ роко применяли для прокатки . рельсов, в настоящее время он еще применяется на рельсовых станах США. Этот вариант

лосы начинается в первом калибре о внедрения гребня в прямо­ угольную заготовку. Затем высота гребня уменьшается, а угол его увеличивается. Последнее обеспечивает развертывание флан­ цев тавровой полосы при высотном и боковом обжатиях.

Т р е т и й в а р и а н т . Характерной особенностью этого ва­ рианта является иной принцип развертывания фланцев тавро­ вой полосы. В первом калибре принят относительно высокий и острый гребень. Затем высота гребня несколько увеличивается (в отличие от обычного метода развертывания), а угол принят примерно такой же, как и в первом калибре. Благодаря этому в первом калибре необязательно принимать высокий гребень, что значительно облегчит условия захвата высокой исходной заго­ товки. Более интенсивное обжатие по вертикальной оси будет обеспечено также ©о втором калибре. .Кроме того, фланцы поло-

ки в верхней части, соответствующей головке будущего рельса. С этой целью изменена форма первого калибра: его отличие со­ стоит в закруглении верхнего основания. Во втором калибре верхнее основание плоское. Повторное изменение формы верх­

ляется применение высокой исходной заготовки при боковом об­ жатии только в первом калибре. В последующих калибрах бо­ ковое обжатие отсутствует. Формирование фланцев тавровой полосы происходит по обычному принципу разрезной системы калибровки.

Для проведения исследования, указанные выше варианты ка­ либровки валков были спроектированы применительно к лабора­ торному стану 215.

Форма и размеры конечного профиля прокатываемой полосы для всех вариантов предусмотрены одинаковыми и уменьшены примерно в пять раз по отношению к тавровой полосе при про­ катке рельсов Р-50.

Площадь поперечного сечения исходных образцов принята одинаковой для всех вариантов калибровки, а отношение высоты к ширине заготовки 'Изменялось в пределах 1,25—il,80 (табл.Зй).

Т а б л и ц а 31

РАЗМЕРЫ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК ДЛЯ ПРОКАТКИ ПО РАЗЛИЧНЫМ ВАРИАНТАМ КАЛИБРОВКИ