專(zhuān)利名稱(chēng)：一種消除高錳鋼轍叉爆炸硬化變形的新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種既能夠有效地解決高錳鋼轍叉的爆炸硬化變形問(wèn)題，又能夠滿(mǎn)足同類(lèi)型結(jié)構(gòu)高錳鋼轍叉爆炸硬化要求的新工藝，屬高錳鋼轍叉(以后簡(jiǎn)稱(chēng)轍叉)爆炸硬化工藝制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)內(nèi)重載鐵路和國(guó)外鐵路制造技術(shù)的不斷發(fā)展，轍叉的結(jié)構(gòu)也在不斷地發(fā)生變化。目前，新開(kāi)發(fā)的大秦線(xiàn)75kg鋼軌12號(hào)嵌入式組合轍叉以及北美新型嵌入式轍叉(136RE-10HP TH)的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)新的特點(diǎn) (1)轍叉軌頂為兩個(gè)沿對(duì)稱(chēng)中心線(xiàn)相交的斜面，心軌尖端頂面無(wú)降低要求；
(2)轍叉表面硬度要求提高，需對(duì)轍叉行車(chē)軌面進(jìn)行爆炸硬化。根據(jù)此類(lèi)轍叉的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及轍叉爆炸硬化工藝的特性，轍叉的翼軌受爆炸沖擊波的影響，造成爆炸后翼軌外傾變形，導(dǎo)致翼軌頂斜面角度發(fā)生變化，出現(xiàn)了翼軌、心軌頂面不同面的現(xiàn)象，影響行車(chē)安全。轍叉原爆炸硬化工藝①將塑性炸藥按轍叉爆炸敷藥工藝參數(shù)圖(圖1-1)加工成型，厚度控制在2. 4±0. 2mm 將加工成型的炸藥敷于轍叉軌頂及行車(chē)接觸面，保證炸藥與轍叉表面密貼；③通過(guò)電雷管引爆，利用爆炸產(chǎn)生的沖擊波作用使轍叉行車(chē)接觸面的硬度提高。由于目前需爆炸硬化的轍叉軌頂為平面，心軌尖端頂面相對(duì)于翼軌頂面有降低要求。因此，這種工藝能滿(mǎn)足現(xiàn)有產(chǎn)品的尺寸要求，但是對(duì)于軌頂為斜面，心、翼軌頂面沒(méi)有相對(duì)降低值要求的這種結(jié)構(gòu)的轍叉，在爆炸硬化后翼軌產(chǎn)生的外傾變形問(wèn)題，不能滿(mǎn)足其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。按照原爆炸硬化工藝對(duì)新型結(jié)構(gòu)轍叉爆炸時(shí)，其翼軌的受力分析如圖2所示。具體如下
在軌頂面產(chǎn)生垂直于翼軌頂斜面(α° )的力2F1，可分解為水平方向的力SFlx,豎直方向的ZFIy;
在翼軌工作邊圓弧產(chǎn)生垂直于圓弧面的力2F2，可分解為水平方向的力SF2X，豎直方向的SF2Y;
翼軌工作邊產(chǎn)生垂直于其表面的力SF3，可分解為水平方向的力SF3X，豎直方向的2F3Y;
翼軌各部位受豎直方向瞬間沖擊力SF1Y、SF2Y、XF3Y,使轍叉各部位在豎直方向收縮，這種爆炸收縮在炸前轍叉頂面加工時(shí)已考慮預(yù)留。而翼軌水平方向瞬間同時(shí)受SF1X、SF2x,XF3x的三個(gè)力，從局部分析可使翼軌工作邊瞬間收縮，從翼軌整體受力上分析，翼軌整體水平受力為Σ Fx= Σ Flx+ Σ F2X+ Σ F3X,這個(gè)瞬間的沖擊力，根據(jù)有關(guān)資料介紹,爆炸釋放的能量在極短的時(shí)間(10* )S內(nèi)
產(chǎn)生高壓達(dá)3X10 7 Kpa的沖擊力作用在翼軌上，使翼軌沿受力方向產(chǎn)生變形，導(dǎo)致翼軌頂斜面角度發(fā)生變化，翼軌受力不平衡是產(chǎn)生心軌、翼軌頂面平面度超差(不同面)的直接原因。

發(fā)明內(nèi)容
設(shè)計(jì)目的避免背景技術(shù)中的不足之處，設(shè)計(jì)一種既能夠有效地解決轍叉的爆炸變形問(wèn)題，又能夠滿(mǎn)足同類(lèi)型結(jié)構(gòu)轍叉爆炸硬化的工藝要求。設(shè)計(jì)方案為了實(shí)現(xiàn)上述工藝設(shè)計(jì)目的，在現(xiàn)有轍叉爆炸硬化工藝的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)轍叉翼軌的受力分析，通過(guò)改變炸藥的敷設(shè)方案，使翼軌受力達(dá)到平衡，消除翼軌的外傾變形。具體方案如圖3所示，新工藝中對(duì)轍叉翼軌受力分析如圖4所示 在翼軌頂面產(chǎn)生垂直于翼軌頂斜面(α ° )的力SFl'，可分解為水平方向的力SFl χ，豎直方向的2F1 ；;
在翼軌工作邊圓弧部位產(chǎn)生垂直于圓弧面的力2F2 ^，可分解為水平方向的力2F2 χ，豎直方向的2F2 ；;
在翼軌工作邊產(chǎn)生垂直于其表面的力2F3丨，可分解為水平方向的力SF3 ζ，豎直方向的2F3 y ;
在翼軌外側(cè)產(chǎn)生的垂直于其表面的力2F4 ';
翼軌各部位在豎直方向受瞬間沖擊力SFl〗、SF2 y、SF3 F，使轍叉翼軌各部位在豎直方向收縮；而翼軌水平方向瞬間同時(shí)受SFl 'Jf JF2 - JF3 ^ ;的四個(gè)力，從局部分析可使工件表面瞬間收縮；從翼軌整體受力分析，翼軌整體水平受力=SFx=SFl x+ 2F2 x +XF3 +XF4丨=0，翼軌受力平衡，從而消除了翼軌水平方向上的受力不均的現(xiàn)象，使產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。根據(jù)爆炸硬化的轍叉結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和爆炸硬化工藝特點(diǎn)等綜合因素考慮，確定消除翼軌爆炸硬化變形的工藝方法為①將塑性炸藥按轍叉爆炸敷藥工藝參數(shù)圖(圖5-1)加工成型，厚度控制在2. 4±0. 2mm 將加工成型的炸藥按新工藝敷藥，保證炸藥與轍叉表面密貼；③通過(guò)電雷管引爆，利用爆炸產(chǎn)生的沖擊波作用使轍叉行車(chē)接觸面的硬度提高。本發(fā)明與背景技術(shù)相比，一是解決了轍叉翼軌爆炸硬化變形問(wèn)題；二是該工藝用于同類(lèi)型結(jié)構(gòu)轍叉爆炸硬化的生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定，效果良好；三是可作為一種預(yù)防(消除)爆炸硬化變形的有效方法。


圖1-1是高錳鋼轍叉原爆炸工藝敷藥俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖中陰影的部分表示爆炸敷藥面積。圖中標(biāo)號(hào)1-1翼軌，1-2翼軌頂斜面，1-3翼軌工作邊，1-4翼軌工作邊圓弧，1-5心軌，1-6心軌頂面，1-7心軌工作邊，1-8心軌工作邊圓弧。圖1-2是圖1-1中E-E部的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中陰影的部分表示爆炸敷藥區(qū)域。圖1-3是圖1-1中H-H部的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中陰影的部分表示爆炸敷藥區(qū)域。圖2是原工藝翼軌受力分析示意圖。圖中標(biāo)號(hào)2-1翼軌，2-2翼軌頂斜面，2_3翼軌工作邊，2-4翼軌工作邊圓弧，2-5翼軌外側(cè)。0 · —H髓舊林村!!賊角 m--_于翼_#_力 ￡P(guān)2—一垂亶于翼翁0.途||_位_力 調(diào)——鍾于糞tx#_A ΣΡ4——垂畫(huà)于翼_身個(gè)_力 膽--_■鮮受力圖3是新工藝敷藥方案示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1翼軌，2翼軌頂斜面，3翼軌工作邊，4翼軌工作邊圓弧，5翼軌外側(cè)，6心軌，7心軌頂面，8心軌工作邊，9心軌工作邊圓弧。圖4是新工藝翼軌受力分析示意圖。
￡冊(cè)一一垂畫(huà)于翼義J翁面_力 m/——德直于難工細(xì)籩綱力 iw——垂直于覊氟1作達(dá)_力· σ-—垂直于翼__力圖5-1是高錳鋼轍叉新工藝爆炸敷藥俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖中陰影的部分表示爆炸敷藥區(qū)域。圖5-2是圖5-1中E-E部的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中陰影的部分表示爆炸敷藥區(qū)域。圖5-3是圖5-1中D-D部的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中陰影的部分表示爆炸敷藥面積(區(qū)域)。圖5-4是圖5-1中H-H部的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中陰影的部分表示爆炸敷藥面積(區(qū)域)。圖5-5是圖5-1中B-B部((B ')向)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :參照附圖5-1、5-2、5-3、5-4、5_5。一種消除高錳鋼轍叉爆炸硬化變形的新工藝，⑴將塑性炸藥按轍叉爆炸敷藥工藝參數(shù)加工成型，厚度控制在2. 4±0. 2mm ；(2)將加工成型的炸藥按翼軌整體水平受力敷藥，保證炸藥與轍叉表面密貼；⑶通過(guò)電雷管引爆，利用爆炸產(chǎn)生的沖擊波作用對(duì)轍叉行車(chē)接觸面進(jìn)行硬化。所述轍叉翼軌受力分析如圖4所示在翼軌頂面產(chǎn)生垂直于翼軌頂斜面(α ° )的力SFl'，可分解為水平方向的力
SFl ^ ,豎直方向的SFl ;在翼軌工作邊圓弧部位產(chǎn)生垂直于圓弧面的力SF2 ^，可分解為水平方向的力2F2 ζ，豎直方向的SF2 y ;在翼軌工作邊產(chǎn)生垂直于其表面的力2F3丨，可分解為水平方向的力SF3 z，豎直方向的SF3 'r ;在翼軌外側(cè)產(chǎn)生的垂直于其表面的力2F4 ’ ;翼軌各部位在豎直方向受瞬間沖擊力2F1 r、SF2〗、SF3〗，使轍叉翼軌各部位在豎直方向收縮；而翼軌水平方向瞬間同時(shí)受2F1 z、2F2 z、2F3 XF4 ;的四個(gè)力，從局部分析可使工件表面瞬間收縮；從翼軌整體受力分析，翼軌整體水平受力SFx=XFl z +XF2 χ +ΣΡ3 ^ +XF4丨=0，翼軌受力平衡，從而消除了翼軌水平方向上的受力不均而產(chǎn)生的外傾變形現(xiàn)象，使產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。需要理解到的是上述實(shí)施例雖然對(duì)本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路作了比較詳細(xì)的文字描述，但是這些文字描述，只是對(duì)本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的簡(jiǎn)單文字描述，而不是對(duì)本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的限制，任何不超出本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的組合、增加或修改，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)?！?br> 權(quán)利要求
1.一種消除高錳鋼轍叉爆炸硬化變形的新工藝，其特征是 (I)將塑性炸藥按轍叉爆炸敷藥工藝參數(shù)加工成型，厚度控制在2. 4±0. 2mm ； ⑵將加工成型的炸藥按翼軌型面尺寸要求敷藥，保證炸藥與轍叉硬化表面貼實(shí)； ⑶通過(guò)電雷管引爆，利用爆炸產(chǎn)生的沖擊波對(duì)轍叉行車(chē)接觸面進(jìn)行硬化，減小轍叉的初期磨耗，提高耐用度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的消除高錳鋼轍叉爆炸硬化變形的新工藝，其特征是所述轍叉翼軌受力分析如圖4所示 在翼軌頂面產(chǎn)生垂直于翼軌頂斜面(α° )的力SFl ’，可分解為水平方向的力SFl^，豎直方向的SFl 在翼軌工作邊圓弧部位產(chǎn)生垂直于圓弧面的力2F2 ^，可分解為水平方向的力2F2 χ，豎直方向的2F2 ；； 在翼軌工作邊產(chǎn)生垂直于其表面的力2F3 ’，可分解為水平方向的力SF3 ζ，豎直方向的2F3 I ； 在翼軌外側(cè)產(chǎn)生的垂直于其表面的力2F4 '； 翼軌各部位在豎直方向受瞬間沖擊力SFl〗、SF2 XF3 r ,使轍叉翼軌各部位在豎直方向收縮；而翼軌水平方向瞬間同時(shí)受SFl z、2F2 ZF3 x >XF4 ;的四個(gè)力，從局部分析可使工件表面瞬間收縮； 從翼軌整體受力分析，翼軌整體水平受力Σ Fx= Σ Fl z + Σ FZ + Σ ; F3a. +XF4; =0，翼軌受力平衡，從而消除了翼軌水平方向上的受力不均的現(xiàn)象，使產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種既能夠有效地解決高錳鋼轍叉爆炸硬化的變形問(wèn)題，又能夠滿(mǎn)足同類(lèi)型結(jié)構(gòu)轍叉爆炸硬化的工藝要求。將塑性炸藥按轍叉爆炸敷藥工藝參數(shù)加工成型，厚度控制在2.4±0.2mm；將加工成型的炸藥按翼軌整體水平受力(型面尺寸要求)敷藥，保證炸藥與轍叉表面密貼；通過(guò)電雷管引爆，利用爆炸產(chǎn)生的沖擊波作用對(duì)轍叉行車(chē)接觸面進(jìn)行硬化。優(yōu)點(diǎn)一是解決了翼軌爆炸硬化產(chǎn)生的變形問(wèn)題；二是該工藝可應(yīng)用于同類(lèi)轍叉的爆炸硬化生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定，效果良好；三是可作為一種消除爆炸硬化變形的有效方法。
文檔編號(hào)C21D1/09GK102888494SQ20121034358
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者王仙利, 寸向?qū)? 孫立彬 申請(qǐng)人:中鐵寶橋集團(tuán)有限公司