Способ изготовления остряков стрелочных переводов

Классификация по МПК: E01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2368717
Дата публикации: 
Воскресенье, Сентябрь 27, 2009
Начало действия патента: 
Среда, Сентябрь 26, 2007

Изобретение относится к изготовлению основных устройств железнодорожных путей и может быть использовано при изготовлении остряков стрелочных переводов. Способ включает формирование из рельсовой заготовки остряка с заданным профилем рабочей поверхности путем механической обработки заготовки. Сначала осуществляют предварительное формирование из рельсовой заготовки остряка с уменьшенным, относительно заданного, профилем рабочей поверхности. Потом осуществляют наплавление рабочей поверхности остряка электродами, образуя слой металла со структурой перлитного или аустенитного классов. После чего из наплавленного слоя металла окончательно формируют рабочую поверхность остряка с заданным профилем. Использование изобретения позволяет повысить эксплуатационную стойкость остряков стрелочных переводов. 3 з.п. ф-лы.


Изобретение относится к изготовлению основных устройств железнодорожных путей и может быть использовано при изготовлении остряков стрелочных переводов.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления остряков стрелочных переводов, включающий формирование из рельсовой заготовки остряка с заданным профилем рабочей поверхности путем механической обработки заготовки и последующей закалки рабочей поверхности остряка. По прототипу формирование из рельсовой заготовки остряка с заданным профилем рабочей поверхности осуществляют так. Рельсовую заготовку отрезают по размеру остряка, прессуют корень остряка, потом выполняют правку в горизонтальной и вертикальной плоскостях, строгание подошвы и головки корневой части остряка, отрезку корневой части остряка, после чего фрезеруют корневые пазухи остряка, сверлят и зенкуют болтовые отверстия, строгают рабочую грань остряка и притупляют острые края. После механической обработки проводят термическую обработку поверхности катания остряка путем ее нагревания током высокой частоты (Даниленко Э.И., Тараненко С.Д., Кутах А.П. Стрелочные переводы железных дорог Украины. Киев, 2001, с.116-117).

В заявляемом способе и выбранном прототипе совпадают такие существенные признаки. Оба способа включают формирование из рельсовой заготовки остряка стрелочных переводов с заданным профилем рабочей поверхности путем механической обработки заготовки.

Достижению ожидаемого технического результата при использовании прототипа препятствуют такие причины. Для изготовления остряка стрелочного перевода по прототипу используют углеродистые или низколегированные стали, имеющие низкие характеристики по прочности и недостаточную стойкость к износу как в незакаленном, так и в закаленном состоянии. Кроме того, глубина закаленного слоя по прототипу ограничена скоростью теплопередачи стали. При этом применению для изготовления остряков высоколегированных сталей или стали после электрошлаковой переплавки препятствует их высокая стоимость, которая в 4-5 раз выше по сравнению со стоимостью углеродистой или низколегированной стали, что существенно влияет на стоимость остряка и стрелочного перевода в целом.

В основу заявляемого изобретения поставлена техническая задача создать такой способ изготовления остряков стрелочных переводов, в котором усовершенствование путем введения новой совокупности действий позволило бы при использовании изобретения обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационной стойкости остряков стрелочных переводов.

Заявляемый способ изготовления остряков стрелочных переводов включает формирование остряка с заданным профилем рабочей поверхности из рельсовой заготовки путем механической обработки. Причем сначала осуществляют предварительное формирование из рельсовой заготовки остряка с уменьшенным, относительно заданного, профилем рабочей поверхности, потом осуществляют наплавление рабочей поверхности остряка электродами, образуя слой металла со структурой перлитного или аустенитного классов, после чего из наплавленного слоя металла окончательно формируют рабочую поверхность остряка с заданным профилем.

В отдельных случаях использования заявляемый способ изготовления остряков стрелочных переводов характеризуется тем, что:

- наплавление рабочей поверхности остряка осуществляют до толщины, которая после окончательного формирования рабочей поверхности остряка с заданным профилем составляет 2-3 мм;

- после формирования из заготовки остряка с заданным профилем осуществляют закалку рабочей поверхности остряка;

- в качестве заготовки для остряка используют термоупрочненный рельс.

При использовании изобретения обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационной стойкости остряков стрелочных переводов. Кроме того, при использовании изобретения обеспечивается достижение дополнительного технического результата, состоящего в увеличении срока службы стрелочных переводов и в сокращении задержек поездов за счет уменьшения количества ремонтов стрелочных переводов.

Между признаками заявляемого способа изготовления остряков стрелочных переводов и достигаемым техническим результатом существует такая причинно-следственная связь. В соответствии с заявляемым способом сначала из рельсовой заготовки формируют остряк стрелочного перевода с уменьшенной толщиной рабочей поверхности, которая потом наплавляется электродами из высоколегированной стали до большей, чем нужно, толщины рабочей поверхности, с образованием слоя металла со структурой перлитного или аустенитного классов. Наплавление рабочей поверхности остряка электродами с образованием слоя металла со структурой перлитного или аустенитного классов обеспечивает высокую твердость рабочей поверхности и высокую стойкость к износу как в незакаленном, так и в закаленном состоянии. Кроме того, в процессе эксплуатации стрелочных переводов наплавленный слой металла со структурой перлитного или аустенитного классов обладает способностью к наклепыванию при его контакте с колесами подвижного состава рельсового транспорта (обеспечивается повышение твердости рабочей поверхности остряка на НВ 60-70, достигая твердости закаленной углеродистой стали НВ 284-350).

Кроме того, после формирования остряка с заданными размерами толщина наплавленного слоя металла на рабочей поверхности остряка должна составлять 2-3 мм.

Наплавление рабочей поверхности остряка электродами до толщины, которая после окончательного формирования рабочей поверхности остряка с заданным профилем составляет меньше 2 мм, приводит к быстрому износу остряка вследствие его недостаточно высокой эксплуатационной стойкости, а наплавление рабочей поверхности остряка электродами до толщины, которая после окончательного формирования рабочей поверхности остряка с заданным профилем составляет более 3 мм, является нецелесообразным потому, что при значительной толщине наплавленного слоя металла вследствие неравномерного теплоотвода происходит деформация остряка.

В отдельных случаях использования заявляемого способа целесообразно осуществить закалку рабочей поверхности готового остряка для дальнейшего повышения твердости рабочей поверхности остряка, наплавленной электродами с образованием слоя металла со структурой перлитного или аустенитного классов. А при использовании для изготовления остряка термоупрочненного рельса необходимость в последующей закалке остряка отпадает.

Следует также отметить, что закалка рельсов для последующего изготовления из них остряков в условиях металлургических комбинатов, на которых осуществляется прокатка таких рельсов, обеспечивает более высокое качество закалки чем то, которое может быть обеспечено на устаревших установках закалки в условиях отдельных специализированных предприятий по изготовлению стрелочных переводов.

В конкретном примере заявляемый способ изготовления остряков стрелочных переводов осуществляется так.

Сначала путем механической обработки осуществляют предварительное формирование из рельса остряка с профилем рабочей поверхности, уменьшенным, относительно заданного профиля, на 2-3 мм. Потом осуществляют наплавление рабочей поверхности остряка электродами, образуя слой металла со структурой перлитного или аустенитного классов. Наплавление выполняют по участкам остряка электродами перлитно-аустенитного класса диаметром 4 мм с наложением вертикальных швов длиной 25-30 мм возвратно-поступательным способом, чтобы предотвратить деформацию остряка. При этом кратеры в начале и в конце каждого шва удаляют шлифованием. Наплавление рабочей поверхности остряка электродами осуществляют до толщины 4-5 мм. Потом грубым и тонким шлифованием окончательно формируют рабочую поверхность остряка с заданным профилем и толщиной наплавленного слоя 2-3 мм.

В результате использования заявляемого способа изготовления остряков стрелочных переводов достигается технический результат, заключающийся в повышении эксплуатационной стойкости остряков стрелочных переводов и в повышении срока службы стрелочных переводов в целом в 1,5-2,5 раза.