Железнодорожный рельс, способ обработки гиперболических рельсов и фреза для реализации способа



Железнодорожный рельс, способ обработки гиперболических рельсов и фреза для реализации способа

 


Владельцы патента RU 2420624:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет (RU)

Изобретение относится к области металлообрабатывающей промышленности для формирования профиля головки рельсов профильными фрезами, оснащенными сменными многогранными пластинами (СМП) с прямолинейной режущей кромкой. Железнодорожный рельс содержит головку, шейку и подошву. Профиль головки рельса образован либо двумя (правой и левой) гиперболическими кривыми, либо тремя гиперболическими кривыми, которые описывают соответственно правую, левую и среднюю часть профиля. Каждая из кривых имеет одну прямолинейную образующую, расположенную под углом к ее мнимой оси. Способ обработки гиперболических рельсов профильными фрезами, оснащенными сменными многогранными пластинами (СМП) только с прямолинейной режущей кромкой. Формообразование данного профиля осуществляют вогнутыми производящими линиями. Каждая линия формирует заданный профиль и образуется при вращении СМП с прямолинейной режущей кромкой, расположенными на корпусе инструмента вдоль следов одной прямолинейной образующей производящей поверхности, расположенной под углом λ к его оси. Технический результат заключается в повышении качества обработанной поверхности, в снижении вибраций процесса фрезерования, в повышении степени универсальности используемых фрез. 3 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области металлообрабатывающей промышленности.

Известен железнодорожный рельс, профили головки которого регламентированы ГОСТ 7174-75, ГОСТ 8161-75 (ГОСТ 16210-70) и Техническими указаниями по репрофилированию старогодных рельсов [1]. Известна также методика проектирования ремонтных профилей железнодорожных рельсов [2, стр.51] и ремонтные профили рельсов в зависимости от наработки тоннажа [2, стр.55-67]. Недостатком данного рельса является то, что для формообразования каждого профиля головки рельса необходимо проектирование комплекта специальных фрез, так как он представляет собой коробовую кривую симметричную или несимметричную относительно оси симметрии рельса.

Известен способ формирования рабочего профиля головки рельсов профильными фрезами, оснащенными сменными многогранными пластинами (СМП), и фреза для реализации способа (Е01В 31/13 - RU 2291929 С2, 2006). Недостатками данного способа и используемых фрез является то, что формообразование коробовой кривой профиля производится совокупностью гиперболических кривых, прямолинейные образующие которых располагают под соответствующими углами к оси фрезы, что усложняет конструкцию фрезы, повышает ее стоимость и не позволяет использовать данную фрезу для формирования других профилей.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение качества обработанной поверхности, снижение стоимости процесса обработки и вибраций процесса фрезерования, а также повышение степени универсальности используемых фрез.

Технический результат достигается тем, что профиль головки рельса образуют

- двумя (правой и левой) гиперболическими кривыми, действительные оси которых расположены симметрично под углом к оси симметрии рельса и, каждая из кривых имеет одну прямолинейную образующую, расположенную под углом к ее мнимой оси;

- тремя гиперболическими кривыми, которые описывают, соответственно, правую, левую и среднюю части профиля и, каждая из кривых имеет одну прямолинейную образующую, расположенную под углом к ее мнимой оси, при этом получают профиль как симметричный, так и несимметричный относительно оси рельса.

Формообразование данного профиля осуществляют вогнутыми производящими линиями, каждая из которых формирует участок профиля, и образуется при вращении прямолинейной образующей производящей поверхности инструмента, расположенной под углом ±λ к его оси. При этом данная прямолинейная образующая производящей поверхности инструмента совпадает с прямолинейной образующей, расположенной под углом к мнимой оси гиперболической кривой, участка профиля головки рельса.

Таким образом, получают профили как новых рельсов, так и ремонтные профили при их механической обработке. При этом перед обработкой технолог определяет, какой вид профиля целесообразен для конкретного рельса исходя из экономических параметров и технологических возможностей оборудования. В общем случае необходимо удалить минимально необходимый дефектный поверхностный слой головки рельсов с формированием требуемых геометрических параметров поперечного профиля головки рельсов.

Способ обработки гиперболических рельсов профильными фрезами заключается в формообразовании данного профиля вогнутыми производящими линиями, каждая из которых формирует заданный профиль, и образуется при вращении СМП с прямолинейной режущей кромкой, расположенными на корпусе фрезы вдоль следов одной прямолинейной образующей производящей поверхности, расположенной под углом λ к его оси. При этом прямолинейные режущие кромки СМП располагают таким образом, чтобы они совпали со следом прямолинейной образующей производящей поверхности.

Фрезу для профильной обработки гиперболических рельсов располагают под углом к направлению подачи и под углом к оси симметрии рельса , оснащают СМП только с прямолинейной режущей кромкой. При этом режущие кромки СМП располагают вдоль одной прямолинейной образующей производящей поверхности, расположенной под углом λ к оси фрезы и при фрезеровании получают:

- при λ>0 гиперболическую кривую образующую левую или среднюю части профиля головки рельса;

- при λ<0 гиперболическую кривую образующую правую или среднюю части профиля головки рельса.

Таким образом, для формирования требуемого профиля, необходим комплект из двух профильных фрез. При этом правая и левая части могут быть как симметричными, так и несимметричными. В том случае если профиль головки рельса представлен тремя гиперболическими кривыми, то необходим комплект из трех профильных фрез. Третья фреза формирует средний участок профиля.

Изменяя значения углов установки фрезы относительно направления подачи и (или) относительно оси симметрии рельса, одной фрезой получают различные профили, что делает фрезу более универсальной и позволяет сократить затраты на проектирование и производство фрез.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена схема формирования профиля головки гиперболического рельса фрезой с одной прямолинейной образующей, расположенной под углом λ.

Построение гиперболического участка профиля осуществляют следующим образом (см. чертеж):

- задают углы поворота фрезы относительно оси симметрии рельса и относительно направления подачи;

- задают координаты двух крайних точек кривой (точки 1 и 3) и точки на действительной оси гиперболы (точка 2);

- определяют необходимый угол наклона режущих кромок СМП по формуле:

где R2, R3 - радиусы фрезы в соответствующих точках кривой профиля, мм;

x3 - координата по оси X соответствующей точки кривой профиля, мм.

При вращении прямолинейной образующей, расположенной под углом λ к оси вращения, получим участок гиперболического профиля головки рельса.

Формообразование каждого гиперболического участка профиля головки рельса осуществляют фрезами, оснащенными СМП с прямолинейными режущими кромками, расположенными вдоль следов прямолинейной образующей производящей поверхности, расположенной под углом λ к оси фрезы.

Фрезу для профильной обработки гиперболических рельсов располагают под углом к направлению подачи и под углом к оси симметрии рельса , оснащают СМП только с прямолинейной режущей кромкой. При этом режущие кромки СМП располагают вдоль одной прямолинейной образующей производящей поверхности, расположенной под углом λ к оси фрезы таким образом, чтобы режущая кромка совпала с прямолинейной образующей.

При этом формирование профиля производится одним зубом фрезы и производящая поверхность фрезы имеет только одну прямолинейную образующую, что упрощает конструкцию фрезы и снижает ее стоимость.

Расположение СМП под одним углом λ позволяет снизить вибрации, а следовательно, повысить стойкость режущего инструмента.

Источники информации

1. Технические указания по репрофилированию старогодных рельсов (ЦПсв-03/26) [Текст]: Утв.: 25.09.2001/ МПС РФ. Департамент пути и сооружений. М.: 2002. 43 с.

2. Альбрехт В.Г. Профильная обработка рельсов шлифовальными поездами с активными рабочими органами [Текст] / В.Г.Альбрехт, Л.Г.Крысанов [и др.]. М.: ТЕХИНФОРМ, 1999. 96 с.

1. Железнодорожный рельс, содержащий головку, шейку и подошву, отличающийся тем, что профиль головки рельса образован двумя (правой и левой) гиперболическими кривыми, действительные оси которых расположены под углом к оси симметрии рельса симметрично или не симметрично; либо тремя гиперболическими кривыми, которые описывают соответственно правую, левую и среднюю части профиля, при этом каждая из кривых имеет одну прямолинейную образующую, расположенную под углом к ее мнимой оси.

2. Способ обработки гиперболических рельсов профильными фрезами, расположенными под углом к направлению подачи и под углом к оси симметрии рельса , оснащенными сменными многогранными пластинами (СМП) только с прямолинейной режущей кромкой, отличающийся тем, что формообразование данного профиля осуществляют вогнутыми производящими линиями, каждая из которых формирует заданный профиль, и образуется при вращении СМП с прямолинейной режущей кромкой, расположенными на корпусе инструмента вдоль следов одной прямолинейной образующей производящей поверхности, расположенной под углом λ к его оси, при этом, изменяя значения углов установки фрезы относительно направления подачи и (или) относительно оси симметрии рельса, одной фрезой получают различные профили.

3. Фреза для профильной обработки гиперболических рельсов, расположенная под углом к направлению подачи и под углом к оси симметрии рельса , оснащенная СМП только с прямолинейной режущей кромкой, отличающаяся тем, что режущие кромки СМП расположены вдоль следов одной прямолинейной образующей производящей поверхности, расположенной либо под углом λ>0 к оси фрезы, и при фрезеровании получают гиперболическую кривую, образующую левую или среднюю часть профиля рельса; либо под углом λ<0 к оси фрезы и при фрезеровании получают гиперболическую кривую, образующую правую или среднюю часть профиля рельса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к транспортным конструкциям промышленного и железнодорожного транспорта. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к рельсам железнодорожным и способам их применения, и может быть использовано при строительстве и ремонте трамвайных и железнодорожных путей, метрополитена, а также аттракционов с использованием элементов железной дороги.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к верхнему строению пути, и может быть применено при строительстве и ремонте железнодорожных и трамвайных путей, метрополитена, а также аттракционов с использованием элементов железной дороги.

Изобретение относится к устройству железной дороги и может быть использовано при строительстве и ремонте железнодорожных и трамвайных путей, а также метрополитена.

Рельс // 2389842
Изобретение относится к рельсам, преимущественно для железнодорожных путей. .

Изобретение относится к комбинированному профилю с прессованным несущим элементом из материала на основе легкого металла, выполненным по типу рельса, и перекрывающей его лицевую, или верхнюю, поверхность (поверхность головки рельса) накладной лентой из более твердого металла.

Изобретение относится к железным дорогам и может быть использовано при строительстве железнодорожных и трамвайных путей, метрополитена, а также аттракционов. .

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к путевым элементам для него, и может найти широкое применение при создании новых транспортных систем - как пассажирских, так и грузовых.

Изобретение относится к устройству железной дороги и может быть использовано при строительстве аттракционов, отдельных участков железнодорожных и трамвайных путей.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к путевым элементам для него, и может найти широкое применение при создании новых транспортных систем - как пассажирских, так и грузовых.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к рельсам из высокопрочной перлитной стали, используемым для обычных и тяжелогрузных железнодорожных путей

Рельс // 2477348
Изобретение относится к транспортному машиностроению, к прокатному производству, к железнодорожному транспорту, к устройству прямолинейных участков железнодорожного пути, а также его эффект может быть использован в строительстве зданий, сооружений, а именно в устройстве балок перекрытий, консольных балок - там, где необходимо устранить их провисание

Изобретение относится к железнодорожному строительству, а также к машиностроению, в частности к конструкции рельс

Изобретение относится к области мониторинга смены стандарта колеи колесной пары

Изобретение относится к строению железнодорожного пути и предназначено для движения высокоскоростных поездов. В головке каждого рельса или в плети, сваренной встык, с одной стороны выполнена прямоугольная полость. С другой стороны каждого рельса или плети выполнена прямоугольная консольная балка. За стыком рельс выполнен под уклон. Прямоугольная консольная балка расположена в прямоугольной полости головки следующего рельса. Между торцом балки и задней стенкой полости выполнен зазор. Рельсы соединены со шпалами. Шпалы установлены с опорой на железобетонные плиты и сваи. Сваи со стальными арматурными каркасами установлены в скважинах и залиты бетоном. Железобетонные плиты со стальными сваренными каркасами выполнены из арматурных стержней. Стальные сваренные каркасы свай соединены со стальными сваренными каркасами плит. Стальные сваренные каркасы поперечных перегородок залиты бетоном. Полости между железобетонными плитами и перегородками засыпаны балластом, например щебнем. Достигается создание рельсового пути с комфортными условиями для человека при высоких скоростях движения электропоезда и безопасная работа железнодорожного транспорта. 1 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к взаимодействию железнодорожной колесной пары с рельсовой колеей, и может быть применено для криволинейных участков пути. Для повышения ресурса элементов системы колесо - рельс сдвигают места взаимодействия элементов системы по поверхности катания рельсов в сторону центра кривой. Сдвиг выполняют за счет изменения подуклонки рельса. Профиль рельсовой колеи содержит две рельсовые нити, содержащие рельсы, прикрепленные к шпалам с помощью рельсового скрепления. Наружный рельс установлен с нулевой подуклонкой. Внутренний рельс установлен с уклоном, равным величине двух подуклонок, либо с подуклонкой как на основном пути. Профиль поверхности обода колеса включает сопряженные между собой профили поверхности гребня и поверхности катания. Профиль выполнен в виде линии, состоящей из отрезков прямых и дуг окружностей. Достигается повышение ресурса железнодорожного колеса и наружного рельса на криволинейном участке пути и безопасность движения. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 19 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения гарантированного технического ресурса и выносливости подрельсовой зоны подкрановых балок с тяжелым 8К, 7К режимом работы мостовых кранов при интенсивной эксплуатации получают непрерывно-литую заготовку портальную в сечении из стали 35ГС, охлаждают её до температуры 950÷1050°C, по рольгангам поступательно транспортируют ее в клеть прокатного стана, всесторонне обжимают ее валками прокатного стана с четырех сторон и пластически деформируют портальное сечение до проектных размеров с суммарным коэффициентом вытяжки не менее 7,8, образуют из пары зеркальных Z-образных профилей единый, монолитный портальный профиль с единой главой и парой пят, причем площадь сечения главы и пары пят равны друг другу, режут готовый прокат на мерные длины, а при монтаже портального рельса на верхний пояс подкрановой балки пару пят рельса и верхний пояс подкрановой балки механизированно объединяют в единое целое фрикционными шпильками, с гарантией затягивают гайки шпилек гайковертом, образуют единый замкнутый портальный рельс с продольной полостью внутри, обладающий увеличенным моментом инерции кручения ∑ J К р Б л о к в 16,2÷10,6 раза, а моментом инерции изгиба J X Б л о к в 5,2÷6,4 раза по сравнению со стандартным рельсом по ГОСТ 4121-76. 2 ил., 4 табл.

Изобретение относится к строению железнодорожного пути и предназначено для движения высокоскоростных поездов. В головке каждого рельса или в плети, сваренной встык, выполнены консольные балки. Каждая консольная балка соединена относительно следующего рельса плоскостями балок внахлестку с возможностью их продольного перемещения. В окнах шейки рельса или плети с левой стороны от стыка установлены болты для соединения рельсов. Шпалы установлены с опорой на железобетонные плиты и сваи. Набивные сваи со стальными арматурными каркасами установлены в скважинах, а литые сваи забиты сваебойной машиной. Вместо свай могут быть установлены толстостенные трубы, в полостях которых расположены сваренные стальные решетки из арматурных стержней. Полости между железобетонными плитами и перегородками засыпаны балластом. Достигается возможность создания рельсового пути с комфортными условиями для человека при высоких скоростях движения электропоезда и безопасная работа железнодорожного транспорта. 1 ил.
Наверх