Не спешите наказывать монтера. Стратегия текущего содержания пути в Великобритании. Гидравлический способ удаления покрытий, страница 88

Обычный способ регулировки правильной машины предусматривает установку первого регулируемого ролика на максимальный изгиб, который на последующих роликах линейно или по закону прогрессии снижается. Рельсы на выходе машины в этом случае имеют хорошую прямолинейность, но зачастую внутренние напряжения в них слишком велики. С целью оптимизации процесса правки на базе его моделирования проведены производственные эксперименты, включавшие измерения на правильной машине и рельсах до правки и после нее. Регулировка для реализации оптимизированного процесса отличается от традиционной тем, что максимальная величина Dh, определяющая изгиб рельса, устанавливается на одном ролике, а последующие ее значения в соответствии с техническими возможностями машины удерживаются постоянными на низком уровне. Возникающие при этом нагрузки на машину и рельс по сравнению с процессом обычной роликовой правки заметно ниже (рис. 4).

Рис. 4. Работа пластического изгиба на отдельных роликах при выполнении правки рельсов на семироликовой машине

Оптимизированная роликовая правка — средство повышения надежности рельсов (Продолжение)

Результаты исследований

С целью снижения внутренних напряжений, возникающих в рельсах в процессе правки, заводами Huta Katowice (HK) и Neuen Maxhütte Stahlwerken (NMH) были выполнены обширные исследования на рельсах МСЖД 60 и S54 из стали марки 900 А. На заводе НК использовалась семироликовая машина (см. рис. 2, а), на заводе NMH — девятироликовая (см. рис. 2, б).

Методы определения внутренних напряжений

Для определения внутренних напряжений используют аналитический, ультразвуковой и геометрический методы.

Аналитический метод. В середине отрезка рельса длиной 1 м на поверхность катания, нижнюю поверхность подошвы и обе стороны шейки наклеивали тензометрические датчики. По показаниям этих датчиков рассчитывали напряжения в местах их расположения, действующие в продольном и поперечном направлениях, используя модуль упругости и коэффициент Пуассона. Этот упрощенный метод обеспечивает точное определение внутренних напряжений, но весьма трудоемок и поэтому мало пригоден для обширных экспериментов.

Ультразвуковой метод. В этом методе используется наличие линейной зависимости между скоростью распространения ультразвукового сигнала и распределением напряжений в этом же направлении. В сочетании с испытательной системой DEBRO метод позволяет быстро и с высокой точностью определять локальные внутренние напряжения.

Геометрический метод. В металле рельса под поверхностью катания пластическое сжатие, возникающее в результате воздействия ролика правильной машины, всегда больше пластического удлинения. Это ведет к тому, что при каждом изгибе головка или подошва рельса укорачиваются относительно шейки. Результирующее, легко измеряемое укорочение рельса можно использовать для определения действующих по его длине внутренних растягивающих напряжений в головке и подошве.

Результаты исследований

Анализ результатов исследований показал, что продольные внутренние напряжения в головке и подошве рельсов S65 и МСЖД 60, измеренные ультразвуковым методом на семироликовой машине завода НК (рис. 5), при оптимизированных установочных значениях снизились в подошве в среднем на 25 %, в головке — на 57 %. Это соответствует примерно 17 % допускаемого стандартом DIN EN 13674-1 значения для головки рельса и 45 % — для подошвы. Следует отметить, что в семироликовой машине расстояние между роликами постоянное (см. рис. 2, а), а в девятироликовой его можно изменять.

Рис. 5. Снижение внутренних напряжений в головке (а) и подошве (б) рельсов S54 и МСЖД 60, измеренные на заводе НК при оптимизированной (сплошные кривые) и обычной (штриховые) правке