專利名稱：一種消除高錳鋼轍叉爆炸硬化變形的新工藝的制作方法
技術領域：
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題，又能夠滿足同類型結構高錳鋼轍叉爆炸硬化要求的新工藝，屬高錳鋼轍叉(以后簡稱轍叉)爆炸硬化工藝制造領域。
背景技術：
隨著國內重載鐵路和國外鐵路制造技術的不斷發(fā)展，轍叉的結構也在不斷地發(fā)生變化。目前，新開發(fā)的大秦線75kg鋼軌12號嵌入式組合轍叉以及北美新型嵌入式轍叉(136RE-10HP TH)的結構出現(xiàn)新的特點 (1)轍叉軌頂為兩個沿對稱中心線相交的斜面，心軌尖端頂面無降低要求；
(2)轍叉表面硬度要求提高，需對轍叉行車軌面進行爆炸硬化。根據此類轍叉的結構特點，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接觸面，保證炸藥與轍叉表面密貼；③通過電雷管引爆，利用爆炸產生的沖擊波作用使轍叉行車接觸面的硬度提高。由于目前需爆炸硬化的轍叉軌頂為平面，心軌尖端頂面相對于翼軌頂面有降低要求。因此，這種工藝能滿足現(xiàn)有產品的尺寸要求，但是對于軌頂為斜面，心、翼軌頂面沒有相對降低值要求的這種結構的轍叉，在爆炸硬化后翼軌產生的外傾變形問題，不能滿足其技術標準要求。按照原爆炸硬化工藝對新型結構轍叉爆炸時，其翼軌的受力分析如圖2所示。具體如下
在軌頂面產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已考慮預留。而翼軌水平方向瞬間同時受SF1X、SF2x,XF3x的三個力，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,這個瞬間的沖擊力，根據有關資料介紹,爆炸釋放的能量在極短的時間(10* )S內
產生高壓達3X10 7 Kpa的沖擊力作用在翼軌上，使翼軌沿受力方向產生變形，導致翼軌頂斜面角度發(fā)生變化，翼軌受力不平衡是產生心軌、翼軌頂面平面度超差(不同面)的直接原因。

發(fā)明內容
設計目的避免背景技術中的不足之處，設計一種既能夠有效地解決轍叉的爆炸變形問題，又能夠滿足同類型結構轍叉爆炸硬化的工藝要求。設計方案為了實現(xiàn)上述工藝設計目的，在現(xiàn)有轍叉爆炸硬化工藝的基礎上，根據對轍叉翼軌的受力分析，通過改變炸藥的敷設方案，使翼軌受力達到平衡，消除翼軌的外傾變形。具體方案如圖3所示，新工藝中對轍叉翼軌受力分析如圖4所示 在翼軌頂面產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 ;
在翼軌外側產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受SFl 'Jf JF2 - JF3 ^ ;的四個力，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，使產品質量得到保證。根據爆炸硬化的轍叉結構特點和爆炸硬化工藝特點等綜合因素考慮，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通過電雷管引爆，利用爆炸產生的沖擊波作用使轍叉行車接觸面的硬度提高。本發(fā)明與背景技術相比，一是解決了轍叉翼軌爆炸硬化變形問題；二是該工藝用于同類型結構轍叉爆炸硬化的生產，質量穩(wěn)定，效果良好；三是可作為一種預防(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構示意圖；圖中陰影的部分表示爆炸敷藥面積。圖中標號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部的結構示意圖；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部的結構示意圖；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。圖中標號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。0 · —H髓舊林村!!賊角 m--_于翼_#_力 ￡P2—一垂亶于翼翁0.途||_位_力 調——鍾于糞tx#_A ΣΡ4——垂畫于翼_身個_力 膽--_■鮮受力圖3是新工藝敷藥方案示意圖。圖中標號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，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。
￡冊一一垂畫于翼義J翁面_力 m/——德直于難工細籩綱力 iw——垂直于覊氟1作達_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構示意圖；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部的結構示意圖；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部的結構示意圖；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部的結構示意圖；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)的結構示意圖。
具體實施例方式實施例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通過電雷管引爆，利用爆炸產生的沖擊波作用對轍叉行車接觸面進行硬化。所述轍叉翼軌受力分析如圖4所示在翼軌頂面產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 ;在翼軌外側產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受2F1 z、2F2 z、2F3 XF4 ;的四個力，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生的外傾變形現(xiàn)象，使產品質量得到保證。需要理解到的是上述實施例雖然對本發(fā)明的設計思路作了比較詳細的文字描述，但是這些文字描述，只是對本發(fā)明設計思路的簡單文字描述，而不是對本發(fā)明設計思路的限制，任何不超出本發(fā)明設計思路的組合、增加或修改，均落入本發(fā)明的保護范圍內?！?br> 權利要求
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； ⑶通過電雷管引爆，利用爆炸產生的沖擊波對轍叉行車接觸面進行硬化，減小轍叉的初期磨耗，提高耐用度。
2.根據權利要求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 ； 在翼軌外側產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受SFl z、2F2 ZF3 x >XF4 ;的四個力，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，使產品質量得到保證。
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題，又能夠滿足同類型結構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；通過電雷管引爆，利用爆炸產生的沖擊波作用對轍叉行車接觸面進行硬化。優(yōu)點一是解決了翼軌爆炸硬化產生的變形問題；二是該工藝可應用于同類轍叉的爆炸硬化生產，質量穩(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C21D1/09GK102888494SQ20121034358
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權日2012年9月17日
發(fā)明者王仙利, 寸向寧, 孫立彬 申請人:中鐵寶橋集團有限公司