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

1,05 в чистовом калибре (лист 62, а). Шейка профиля во всех калибрах имеет больший коэффициент вытяжки, чем подошва и головка. Резкое различие коэффициентов вытяжки шейки, по­ дошвы и головки наблюдается в третьем, четвертом и пятом калибрах; в предчистовом и чистовом калибрах все элементы профиля прокатываются примерно с одинаковыми вытяжками.

Уширение в рельсовых калибрах принято в умеренных раз­ мерах (лист 62, б), что безусловно благоприятно отражается на обработке поверхностей головки и подошвы.

Фланцы головки получают боковое обжатие в открытых и закрытых ручьях (лист 62, в).

Боковая обработка фланцев подошвы производится в ос­ новном в открытых ручьях. В закрытых ручьях фланцы подош­ вы получают некоторое обжатие у основания, у края же они не обжимаются (лист 62, г).

Во всех рельсовых калибрах фланцы головки получают вы­ сотное обжатие в закрытых ручьях, а в открытых предусмотре­

тыре осуществляются в тавровых калибрах, а шесть — в рельсо­ вых. Размещение калибров по клетям показано на листе 63.

В валках первой клети 925, наряду с ящичным калибром, рас­ положен первый тавровый калибр; во второй клети размещено три тавровых и три рельсовых калибра, и в чистовой клети — три рельсовых калибра, в том числе и чистовой.

Чертежи тавровых калибров приведены на листе 64, а рас­ четные данные— в табл. 46.

Первый тавровый калибр со стороны подошвы имеет />стрый гребень (92°36') высотой 40 мм; разъем в этом калибре сделан примерно на !/з высоты от уровня подошвы. Во втором тавровом калибре производится резкое развертывание фланцев. В треть­ ем тавровом калибре производится дальнейшее развертывание фланцев, сопровождающееся обжатием их по толщине. В четвер­ том тавровом калибре завершается развертывание фланцев при сравнительно небольшом их обжатии. Прокатка во всех тавро­ вых калибрах характеризуется сравнительно небольшой высот­ ной деформацией полосы, при которой вряд ли может быть до­ стигнута необходимая обработка подошвы и головки.

Чертежи рельсовых калибров приведены на листах 65 и 66, а расчетные данные — на листе 67.

Отличительной особенностью рельсовых калибров является то, что 'они имеют очень большой наклон к оси валков, который составляет для разрезного калибра 45%; в последующих калиб­ рах наклон постепенно уменьшается и составляет 35, 25, 18, 15 и 5%.

При прокатке в разрезном калибре фланцы подошвы входят

воткрытые и закрытые ручьи с некоторым обжатием. Прокатка-

вэтом калибре отличается весьма интенсивной деформацией (коэффициент вытяжки равен 1,48). В последующих рельсовых

калибрах коэффициенты вытяжки снижаются, достигая в чисто­ вом калибре 1,10 (лист 67, а). Очень большая неравномерность деформации элементов профиля наблюдается в пятом калибре. В последующих рельсовых калибрах прокатка профиля проис­ ходит примерно с одинаковыми коэффициентами вытяжки для всех элементов профиля (исключением является только предчистов'ой калибр).

Уширение в рельсовых калибрах принято минимальным и в этом отношении калибровка является весьма показательной с точки зрения обеспечения хорошей обработки поверхностей подошвы и головки (лист 67, б).

Эта калибровка отличается также интенсивной боковой об­ работкой фланцев головки и особенно фланцев подошвы (лист 67, в) . По абсолютной величине боковая обработка флан­ цев головки при прокатке рельсов Р-50 выше, чем при прокатке рельсов Р-43.

Весьма интенсивное боковое обжатие получают фланцы по­ дошвы в открытых ручьях (лист 67, г). Например, в пятом ка­

286 ПРОКАТКА И КАЛИБРОВКА РЕЛЬСОВ

либре обжатие фланца у «рая составляет 1,47, а у основания — 1,30; в следующих калибрах эти величины снижаются, достигая 1,09 в чистовом калибре. В закрытых ручьях фланцы подошвы обжимаются только у основания; края же их обжатия не полу­ чают (исключение составляет только пятый калибр).

Фланцы головки во всех закрытых ручьях получают значи­ тельное высотное обжатие; в открытых ручьях фланцы головки получают небольшое обжатие только в последних калибрах, а в пятом калибре предусмотрено приращение (лист 67, д).

Фланцы подошвы в закрытых ручьях получают высотную осадку: в открытых ручьях фланцы подошвы имеют приращение высоты (лист 67, е).

Рассматриваемая калибровка во многих отношениях яв­ ляется весьма оригинальной. Отличительные особенности ее следующие:

1)применение рельсовых калибров- с большим наклоном к бси валков (до 45%);

2)применение малого уширения в рельсовых калибрах, способствующего хорошей обработке поверхностей подошвы и головки;

3)интенсивное боковое обжатие фланцев подошвы, способ­ ствующее получению рельсов с хорошей поверхность^ и требуе­ мыми механическими свойствами;

4)интенсивная боковая и высотная обработка головки, обеспечивающая получение рельсов высокого качества.

Недостатком этой калибровки является слабая обработка металла со стороны подошвы и со стороны головки в тавровых

После анализа каждой калибровки рельсов важное значение имеет обобщенный анализ этих калибровок.

Прежде всего рассмотрим режим прокатки в рельсовых ка­ либрах, поскольку в них происходит наиболее сложная дефор­ мация, определяющая в значительной мере качество рельсов.

На листе 68 приведены «рафики изменения коэффициентов вытяжки рельсов всех типов. Из графиков видно, что рельсы Р-43 и Р-50 прокатываются с большими коэффициентами вы­ тяжки, чем рельсы Р-65 и Р-75.

Для рельсов Р-43 и Р-50 общие коэффициенты вытяжки из­ меняются в среднем от 1,3—1,4 (в пятом калибре) до 1,07 (в чистовом калибре), тогда как для рельсов Р-65 и Р-75 коэффи­ циенты вытяжки изменяются от 1,2—1,25 (в пятом, калибре) до 1,05—1,07 (в чистовом калибре).

При прокатке рельсов всех типов коэффициент вытяжки шей­

ки больше общего коэффициента вытяжки; наибольшая нерав­ номерность в распределении коэффициентов вытяжки элемен­ тов профиля наблюдается при прокатке рельсов Р-43 и Р-50. При прокатке более тяжелых рельсов (Р-65 и Р-75) коэффи­ циенты вытяжки шейки и профиля в целом различаются незна­ чительно, особенно в последних трех проходах (лист. 68, в, г). Это уменьшение обжатия шейки понятно, если учесть, что с уве­ личением веса рельсов увеличиваются ширина подошвы и высо­ та профиля, Чтобы получить более широкую подошву рельса, нужно ослабить утягивающее воздействие шейки профиля на его фланцы, т. е. уменьшить обжатие (коэффициент вытяжки) шейки. При большей высоте рельса повышается давление ме­ талла на валки, и, следовательно, чтобы не превысить допускае­ мое давление, необходимо также уменьшить обжатие шейки.

Одни и те же рельсы на различных заводах прокатываются с неодинаковыми коэффициентами вытяжки. Рельсы Р-43 прока­ тываются с большими коэффициентами вытяжки на заводе Г, с несколько ‘меньшими—«а заводе А и с еще меньшими— на заводе В (лист 68, а) . Рельсы Р-50 прокатываются с наибольши­

(лист 68, б). Рельсы Р-65 прокатываются с большими коэффи­ циентами вытяжки на заводе А и с меньшими на заводе Б

(лист 68, в).

На листе 69 приведены графики изменения уширения в рель­ совых калибрах, из которых видно, что рельсы Р-43 и Р-50 про­ катываются с наибольшим уширением на заводе А, а с наимень­ шим— на заводе Г; средние значения уширения применяются на заводе В. Рельсы Р-65 прокатываются с наибольшим ушире­ нием также на заводе А, с меньшим — на заводе Б.

Из этого следует, что калибровки рельсов завода А в мень­ шей степени обеспечивают необходимую обработку поверхностей подошвы и головки и в этом отношении они уступают калибров­ кам рельсов заводов Б, В и Г.

Данные о режиме обжатия головки рельса приведены на листах 70—72. В открытых ручьях гсловка рельса получает не­ сколько большее боковое обжатие на заводах А и Б, чем на за­ водах В и Г; причем в калибровках рельсов' Р-43 и Р-50 завода А фланцы головки в открытых ручьях примерно равномерно обжимаются по высоте (лист 70, а, б).

В калибровках рельсов заводов Б и В наблюдается большая неравномерность бокового обжатия фланца головки: у края об­ жатие меньше, а у основания больше. В закрытых ручьях фйан-. цы головки получают несколько большее боковое обжатие на заводе А; причем коэффициенты бокового обжатия у края и основания фланца различаются незначительно.

288 ПРОКАТКА И КАЛИБРОВКА РЕЛЬСОВ

В калибровках рельсов заводов Б и Г наблюдается большое расхождение между коэффициентами бокового обжатия голов­ ки: максимальное обжатие у основания фланцев, а у края прак­ тически отсутствует (лист 71).

Режим боковой обработки фланцев головки лучше в калиб­ ровке завода А по сравнению с калибровками заводов Б и Г.

Фланцы головки, кроме боковой обработки, получают высот­ ное обжатие в открытых и закрытых ручьях (лист 72), причем в закрытых ручьях величина высотного обжатия примерно в два раза больше, чем в открытых ручьях. Наибольшее высотное об­ жатие головка получает при прокатке рельсов Р-43 на заводе А и В, при прокатке рельсов Р-50 — на заводе А и Г и при про­ катке рельсов Р-65 — на заводе А.

На листах 73—75 приведены данные о режиме обжатия по­ дошвы при прокатке в рельсовых калибрах.

Наибольшее обжатие фланцы подошвы получают в откры­ тых ручьям. Для всех калибровок характерна следующая зако­ номерность: большее боковое обжатие у края фланцев, мень­

При прокатке рельсов Р-43 и Р-50 наибольшее боковое обжа­ тие фланцы подошвы имеют в калибровке завода Г, что связано, очевидно, с применением большего наклона рельсовых калибров на этом заводе. Необходимо отметить также, что в калибровках завода Г коэффициенты бокового обжатия фланцев подошвы у края и основания не отличаются резко по величине, тогда как. в калибровках других заводов разница в этих коэффициентах зна­ чительна.

В закрытых ручьях фланцы подошвы рельса получают незна­ чительную боковую обработку, причем большее обжатие дается у основания фланцев. В большинстве случаев края фланцев по­

Наибольшее высотное обжатие фланцы подошвы получают при прокатке рельсов Р-43 на заводе А, Р-50 — на заводах А и В и Р-65 и Р-75 — на заводе Б (лист 75).

Для правильной оценки калибровок отдельных заводов нель­ зя ограничиться анализом режима деформации металла в рель-

В табл. 48 приведен режим деформации рельсов Р-50. Калиб­ ровка завода Б резко выделяется среди калибровок других заво­ дов. Ее особенность заключается в усиленной обработке головки

циент обжатия по оси х х— х х равен 1,57). Наряду с этим обеспе­ чивается интенсивная обработка головки рельса с боков (ко­ эффициент обжатия по оси у\ — ух равен 1,66). Таким образом, в калибровке завода Б головка рельса Р-50 имеет наибольшее суммарное обжатие как в высотном, так и в поперечном направ­ лениях, что способствует получению рельсов высокого качества.

Калибровка рельсов Р-50 завода А по суммарным коэффи­ циентам обжатия головки в высотном и поперечном направле­ ниях отличается не очень существенно от калибровки завода Б, но все же она не гарантирует необходимую обработку голов­

нок калибра, которое препятствует высотному обжатию полосы со стороны головки профиля. С этой точки зрения наихудшие условия для обработки головки имеются в калибровке завода В, где коэффициент бокового обжатия в тавровом калибре равен 1,6.

Калибровка завода Б обеспечивает также интенсивную обра­ ботку фланцев подошвы. Обжатие в тавровых калибрах по тол­ щине фланцев подошвы на заводе Б достигает наибольшей ве­ личины (коэффициент обжатия по оси хг— х2 равен 4,18), хотя боковое обжатие фланцев в рельсовых калибрах несколько меньше по сравнению с другими калибровками.

Суммарное обжатие подошвы в высотном и поперечном на­ правлениях в калибровке завода Б является достаточно высоким по сравнению с калибровками заводов В и Г; калибровка заво­ да А по суммарному обжатию подошвы рельса не уступает ка­

имеет преимущества с точки зрения обработки головки и подош­ вы рельса.

В табл. 49 приведен режим деформации рельсов Р-65 заво­ дов А и Б. Обе эти калибровки имеют примерно одинаковые