Таким образом, способность рельса противостоять излому может быть заметно повышена путем снижения внутренних напряжений. С другой стороны, ее можно повысить, увеличив вязкость разрушения стали. При напряжении в рельсе 200 Н/мм2 и внутреннем напряжении, равном 240 Н/мм2 (см. рис. 1, б, зона А), критическую глубину трещин можно увеличить с 2 до 10 мм, если повысить вязкость с 1000 до 1600 Н/мм3/2. Однако возможность ее изменения в рамках технических условий поставок рельсов стандартного качества ограничена их заданным химическим составом. Заметно увеличить вязкость можно, лишь применив термообработку, например тонкую перлитизацию, или осуществив переход на другую структуру, например бейнитную.
Обычно на практике установка состоит из машины для правки рельсов относительно горизонтальной поперечной оси сечения и работающей с ней по единой технологии машины для правки относительно оси симметрии сечения. Во время прохождения через машину рельс подвергается знакопеременному упругопластическому изгибу. На входе в машину изгиб максимален, а к выходу из машины снижается до нуля. При роликовой правке относительно главной оси симметрии выполняется около 85 % работы для получения необходимой деформации рельса. При этом одновременно устраняется и вертикальная кривизна, однако вследствие этого в выправленном рельсе возникают нежелательные внутренние напряжения.
Рис. 2. Правильные машины с семью (а) и девятью (б) роликами |
Правильные машины для вертикальной правки здесь не рассматриваются. На практике для правки рельсов применяют машины, схемы которых представлены на рис. 2. К их основным техническим характеристикам относятся число, диаметр и расположение роликов. Предыдущими исследованиями установлено, что технические данные, качество калибровки роликов и их регулировка (установка в рабочее положение по отношению к рельсу) решающим образом влияют на качество правки. На действующих машинах качество можно улучшить регулировкой роликов. Если же машина оснащена устройством для изменения расстояния между роликами, этот параметр также следует использовать для оптимизации процесса правки.
Ролики нумеруют последовательно, начиная от входа в машину. Те из них, которые имеют нечетные номера, контактируют с подошвой, четные — с головкой рельса (см. рис. 2). Обычно ролики одной из групп фиксируются в станине правильной машины; ролики другой группы могут менять свое положение. В отлаженной машине между группами роликов выдерживается расстояние h, соответствующее высоте рельса. Если устанавливаемый ролик переставлен из нулевого положения на некоторую величину Dh, расстояние h уменьшается на эту величину. Чем больше Dh, тем больше изгиб рельса.
Рис. 3. Петля гистерезиса при правке на семироликовой машине: относительный изгибающий момент Mb в зависимости от относительного изгиба k:1 – 7 — номера роликов |
Для эффективной правки необходимо уже на первых роликах правильной машины (примерно до четвертого) прикладывать к рельсу усилия, под действием которых он подвергается знакопеременному упругопластическому изгибу, устраняющему имеющуюся кривизну. Здесь достигается максимальный изгиб и реализуется изгибающий момент, который должен в 3 – 5 раз превышать значение, соответствующее началу пластического течения материала. Устанавливаемая на машине величина изгиба зависит от задаваемой степени прямолинейности рельса, которую он будет иметь после охлаждения. На роликах, расположенных после четвертого, величина Dh должна быть меньше и постепенно снижаться до нуля, что соответствует прямолинейному рельсу. Принцип процесса роликовой правки пояснен на рис. 3.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.