Prečo je vyrovnávanie dôležité pri výrobe ťažkých koľajníc
Valcovanie horúceho bloku do 25 m alebo 100 m koľajnice zanecháva koľajnicu zakrivenú v dôsledku nerovnomerného chladenia, tlaku valcov a geometrie dokončovacej stolice. Koľajnicu, ktorá nie je narovnaná, nie je možné položiť do tolerancie: koľaj zdedí každý lokálny ohyb ako poruchu geometrie a spoje alebo zvary koľajníc vnímajú nesúososť ako náraz. Rovnanie je preto operácia, pri ktorej sa valcovaný profil premení na výrobok, ktorý spĺňa limity priamosti podľa normy pre koľajnice - lokálne niekoľko desatín milimetra na meter, overené kolmicou a ako celkové zakrivenie po celej dĺžke koľajnice na rovnom stole.
Princíp: Elastické{0}}ohýbanie plastov
Rovnanie funguje spätným ohýbaním. Koľajnica je ohnutá za hranicu klzu v smere opačnom k jej vlastnému zakriveniu, takže povrchové vrstvy sa plasticky deformujú, zatiaľ čo jadro zostáva elastické. Po odstránení aplikovanej sily sa elastická časť koľajnice odpruží a výsledkom je plochejšia koľajnica. Opakovaním tohto postupu s klesajúcim ohýbaním naprieč po sebe idúcimi stojanmi valcovej rovnačky sa prerozdeľuje vnútorné napätie a koľajnica sa postupne posúva priamo. Umenie procesu spočíva vo výbere správnej veľkosti spätného-ohybu: príliš málo zanecháva pôvodné zakrivenie, príliš veľa vytvára nový ohyb v opačnom smere a pridáva zvyškové napätie.
Horúce vyrovnávanie
Rovnanie za tepla sa vykonáva ihneď po valcovaní za tepla, zatiaľ čo koľajnica má ešte zvýšenú teplotu. Pri tejto teplote má oceľ vysokú plasticitu, takže veľké ohybové deformácie možno odstrániť pomerne nízkou silou a súčasne sa čiastočne uvoľní tepelné namáhanie z valcovania a diferenciálneho chladenia. Zariadenie je stroj na vyrovnávanie za tepla s valcami s veľkým-priemerom, ktorý prechádza koľajnicou vysokou rýchlosťou, ktorá zodpovedá rýchlosti valcovacej linky. Vyrovnávanie za tepla odstraňuje hrubé zakrivenie a pripravuje koľajnicu na konečnú studenú fázu; nemôže dosiahnuť konečnú presnosť, pretože koľajnica sa pri ochladzovaní naďalej deformuje.
Vyrovnávanie za studena
Rovnanie za studena sa vykonáva pri izbovej teplote po úplnom vychladnutí koľajnice, aby sa korigovali deformácie vzniknuté počas chladenia a aby sa dosiahla konečná tolerancia priamosti. V praxi sa používajú tri metódy: tlakové vyrovnávanie, kde hydraulický lis aplikuje lokálny spätný ohyb v mieste zakrivenia; valčekové vyrovnávanie, pri ktorom koľajnica prechádza cez viacvalcový vyrovnávač so striedajúcimi sa ohybmi, ktoré ju vyrovnávajú po celej dĺžke; a narovnávanie roztiahnutím, kde je koľajnica uchopená na oboch koncoch a ťahaná za hranicu poddajnosti v ťahu, čo je obzvlášť účinné pri odstraňovaní zakrivenia dlhých-vĺn pri dlhých koľajniciach. Vyrovnávanie za studena vyžaduje presnú kontrolu sily a množstva ohybu - nad-ohýbanie a vrúbkovanie sú dve chyby, ktoré pochádzajú z neopatrnej práce za studena a obe sú na hotovej koľajnici neprijateľné.
Riadenie procesov a vybavenie
| Etapa | Typické vybavenie | Čo ovláda |
|---|---|---|
| Rovnanie za tepla | Horúca valcová rovnačka, veľké kotúče, vysoký výkon | Hrubé zakrivenie, uvoľnenie tepelného napätia, valivý tvar |
| Vyrovnávanie tlakom za studena | Hydraulický lis s lokálnymi podperami | Miestne zákruty a konce koľajníc |
| Vyrovnávanie za studena | Viac{0}}valcový rovnač, zvyčajne so 7-9 valcami, | Priamosť po celej-dĺžke, rozloženie zvyškového napätia |
| Stretch narovnanie | Napínací náväzec s koncovými úchytmi | Dlhé{0}}vlnové zakrivenie na dlhých koľajniciach, koncové prehnutie |
Moderné rovnačky uzatvárajú slučku pomocou -lineového lasera alebo tieňového{1}}merania vznikajúcej koľajnice, pričom miera ohybu sa vracia späť k nastaveniam nakláňania, takže proces sa sám koriguje, keď sa mení prichádzajúce zakrivenie koľajnice.
Overenie kvality rovnej koľajnice
Miestna priamosť sa kontroluje pomocou 1 m pravítka a škárovej mierky na definovaných miestach pozdĺž koľaje; akceptačné hodnoty sú stanovené koľajovou normou, napríklad TB/T 2344 pre koľajnice GB.
Celkové zakrivenie overené meraním koľajnice na rovnom stole po celej jej dĺžke.
Stav povrchu po vyrovnaní - škvŕn, priehlbín a škrabancov sú defekty, nie kozmetické problémy, pretože zvyšujú napätie pri premávke.
Zvyškové napätie nasnímané pílou-rezaním krátkych častí a meraním zmeny medzery; nadmerné zvyškové napätie z agresívneho vyrovnávania sa znovu objaví ako deformácia pri rezaní alebo zváraní koľajnice.
Koncové profily skontrolované, pretože konce koľajníc nesú zvar alebo spoj; narovnaná koľajnica so zalomeným koncom zlyhá v prevádzke, aj keď je stred dokonalý.
Časté mylné predstavy
"Narovnanie robí koľajnicu pevnejšou."Rovnanie nemení triedu ocele; zle urobené pridáva zvyškové napätie a poškodenie povrchu, ktoré skracujú únavovú životnosť.
"Stačí narovnanie za tepla."Koľajnice sa počas chladenia deformujú, takže konečná presnosť vždy pochádza zo studenej fázy; horúca práca zvládne len hrubý tvar.
"Viac vyrovnávacích prejazdov znamená rovnejšiu koľaj."Každý prechod pridáva pracovné vytvrdzovanie a stres; cieľom je minimálny počet priechodov, ktorý spĺňa toleranciu.
"Priama koľajnica je rovná koľajnica."Priamosť sa musí merať oproti štandardnej metóde - lokálne s rovným, celkom na rovnej tabuľke -, ktorá sa neposudzuje podľa oka pozdĺž dĺžky.
FAQ
Prečo sa vyrovnávanie koľajníc vykonáva v dvoch etapách?
Pretože horúci stupeň odstraňuje veľké valcovanie a tepelné zakrivenie, kým je oceľ plastová, a studený stupeň dosahuje konečnú presnosť po ochladení, keď sa tvar koľajnice stabilizuje.
Aká je požiadavka na priamosť pre ťažkú koľajnicu?
Akceptačné limity pochádzajú zo štandardu koľajníc, typicky niekoľko desatín milimetra na meter lokálne plus limit celkového zakrivenia po celej dĺžke, overený na rovnej tabuľke.
Môže nadmerné{0}}vyrovnávanie poškodiť koľajnicu?
Áno, - nadmerné spätné ohýbanie-vytvrdzuje povrch, môže spôsobiť vrúbkovanie a zanecháva zvyškové napätie, ktoré deformuje koľajnicu pri jej neskoršom rezaní alebo zváraní.
Aký je rozdiel medzi vyrovnávaním tlaku a naťahovania?
Tlakové vyrovnávanie aplikuje lokálny spätný ohyb v bode; vyrovnávanie ťahu ťahá celú koľajnicu za hranicu únosnosti v ťahu, čím sa odstraňuje zakrivenie s dlhými{0}}vlnami a uprednostňuje sa pri dlhých koľajniciach.
Ako sa overuje kvalita rovnej koľajnice pred dodaním?
Pomocou priameho merania lokálnej priamosti, úrovne-kontroly celkového zakrivenia v tabuľke, povrchovej kontroly škvŕn po valcovaní a zvyškového-odberu namáhania pomocou testov rezu pílou-na základe definovanej šarže.