Устройство упрочнения рельса в районе сварного стыка

 

Изобретение относится к устройствам упрочнения рельсов в районе сварных стыков. Устройство содержит корпус с расположенным в нем зарядом листового взрывчатого вещества и узел инициирования. Форма корпуса и положение узла инициирования выбраны таким образом, что волна детонации в заряде распространяется перпендикулярно продольной оси рельса. Ширина заряда выбирается равной продольному размеру зоны пониженной твердости. Боковые кромки заряда выполнены скошенными. В результате взрывного упрочнения распределение твердости поверхности катания в районе сварного шва становится плавным без участков с пониженной твердостью в зонах термического влияния. Сварной стык в полученным распределением твердости менее подвержен износу, чем неупрочненный, и обладает повышенными эксплуатационными характеристиками, что позволяет увеличить срок эксплуатации рельсов. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам упрочнения рельсов в районе сварных стыков.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для упрочнения поверхности катания стрелочных крестовин, содержащее заряд взрывчатого вещества, располагаемый на упрочняемой поверхности. При инициировании заряда в нем возникает волна детонации, распространяющаяся вдоль поверхности катания. Волна детонации возбуждает в крестовине ударную волну, оказывающую упрочняющее действие на поверхность катания, находящуюся под зарядом.

Однако данное устройство, применяемое для упрочнения стрелочных крестовин, не позволяет обеспечить сохранного и качественного упрочнения рельсов в районе сварных стыков. При нагружении сварных стыков вдоль поверхности катания с применением известного устройства происходит разрушение рельса, т.к. в районе зон термического влияния сварного шва присутствуют остаточные растягивающие напряжения. Кроме того, известное устройство не позволяет осуществлять избирательное выравнивание твердости поверхности катания в районе локальных зон термического влияния сварного шва.

Цель изобретения увеличение срока эксплуатации рельсов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве упрочнения рельса в районе сварного стыка, содержащем заряд листового ВВ в корпусе и узел инициирования, указанные узел инициирования и заряд ориентированы относительно рельса таким образом, что направление распространения детонационной волы в заряде перпендикулярно продольной оси рельса, ширина заряда соответствует продольному размеру зоны термического влияния сварного шва, в которой твердость поверхности катания ниже исходной, а боковые стенки заряда выполнены скошенными.

Выполненное таким образом устройство оказывает меньшее импульсное воздействие на упрочняемый рельс, чем устройство прототип, что позволяет проводить упрочнение рельсов в районе сварных стыков без разрушения. Устройство позволяет осуществлять избирательное выравнивание твердости поверхности катания в районе локальных зон термического влияния сварного шва, т.к. ширина заряда соответствует продольному размеру зоны пониженной твердости. Выполнение боковых кромок заряда скошенными позволяет уменьшить пластическую деформацию поверхности обрабатываемого рельса на границах заряда и обеспечить плавный переход степени упрочнения от упрочненного к неупрочненному участку рельса. И все это позволяет увеличить срок эксплуатации рельса.

На фиг. 1 изображено устройство упрочнения рельса в районе сварного стыка.

На фиг. 2 тоже, вид сборку.

На фиг. 3 изображены зависимости распределения твердости вдоль поверхности катания рельса в районе сварного стыка до (кривая 1) и после (кривая 2) упрочнения.

Устройство содержит заряд листового ВВ 1, корпус 2 и узел 3 инициирования. Форма корпуса 2 и положение узла 3 инициирования выбрано таким образом, что волна детонации в заряде 1 распространяется перпендикулярно продольной оси рельса 4. Ширина заряда 1 выбирается равной продольному размеру зоны пониженной твердости. Боковые кромки 6 заряда 1 выполнены скошенными.

Устройство работает следующим образом. При инициировании заряда 1 детонатором 5 в заряде 1 распространяется детонационная волна, воздействующая на поверхность катания рельса4 В рельсе 4 возникает ударная волна, производящая упрочнение рельса в зоне пониженной твердости. Скошенные кромки заряда 1 позволяют обеспечить плавный переход степени упрочнения от упрочненного к неупрочненному участку рельса 4. В результате взрывного упрочнения распределение твердости поверхности катания в районе сварного шва становится плавным без участков с пониженной твердостью в зонах термического влияния. Сварной стык 7 с полученным распределением твердости менее подвержен износу, чем неупрочненный и обладает повышенными эксплуатационными характеристиками.

Источник информации Дерибас А.А. Матвиенков Ф.И. Соболенко Т. М. Упрочнение взрывом высокомарганцовистой стали. Физика горения и взрыва, N 3, 1966 г.

Формула изобретения

Устройство упрочнения рельса в районе сварного стыка, содержащее корпус с расположенным в нем зарядом листового взрывчатого вещества и узел инициирования, отличающееся тем, что узел инициирования ориентирован относительно рельса с обеспечением распространения детонационной волны в заряде взрывчатого вещества перпендикулярно продольной оси рельса, боковые стенки заряда взрывчатого листового вещества выполнены скошенными, а ширина заряда взрывчатого вещества соответствует продольному размеру зоны термического влияния сварного шва, в которой твердость поверхности катания ниже исходной.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3