辊式矫直轨高变化及其研究

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1、辐式矫直轨高变化及其研究覃源田作印聂梅影陈红王彦忠摘要：介绍了实测的矫直前后钢轨外形尺寸(轨头宽度、轨高、钢轨长度)的变化，分析了轨高减少的原因及影响因索，并通过变形模拟试验,提出了轨高减少的变形机理，为优化矫直工艺提供了依据。关键词：钢轨；银式矫宜；轨高变化分类号：TG335.21；TG335.4+3ThevariationofrailheightderivedfromrollstraighteningQINYuan(Iron&SteelResearchInstitute,PanzhihuaIron&Steel(G

2、roup)Co.»Panzhihua617000,China)TIANZuo-yin(AutomationCompany.,PanzhihuaIron&Steel(Group)Co.)NIEMei-ying(Iron&SteelResearchInstitute,PanzhihuaIron&Steel(Group)Co.»Panzhihua617000,China)CHENHong(Iron&SteelResearchInstitute,PanzhihuaIron&Steel(Group)Co.»Panzhihua6

3、17000,China)WANGYan-zhong(RailPlant.,PanzhihuaIron&Steel(Group)Co.)Abstract：Thepaperintroducedthevariationofrailsize,suchasrailheadwidth,raillengthandheight,whicharemeasuredbeforeandafterstraightening.Thecausesandinfluencefactorsonreducingrailheightareanalyzed.

4、Thedeformationmechanismofreducingrailheightisputforwardbasedondeformationsimulationtest.Itprovidedthescientificbasisforoptimizingstraighteningprocess.Keywords：rail;rollstraightening;variationofrailheightA1引言钢轨在辗式矫直机上矫直吋，受到反复弹塑性弯曲变形，纵向产生拉伸或压缩，轨高方向产生压缩变形。塑性变形和弹性回

5、复后，钢轨达到平直的同时也留卜•了残余变形，如局部弯曲、轨头宽度增大、长度缩短、轨高减小等。轨高减小过多可能导致轨高超出负偏差。另外，馄式矫直机存在矫直盲区(约为辘距长度的2/3),盲区内轨高与矫前一样。因此，沿钢轨长度方向轨高波动较大，最大吋可达1.8mm,超出标准规定的不大于1.2mm。有文献⑴对矫直过程屮产生的钢轨缩尺问题进行了研究，提出钢轨长度缩短变形机理。而钢轨轨高减少的变形机理未见报道。但轨高减少是影响钢轨合格率的重要因素。因而研究辘矫产生的轨高变化原因对提高钢轨成材率冇重要意义。2矫直前后轨高变化的实测

6、结果为了解实际生产中钢轨轨高的波动，对钢轨矫一直前后的轨高分别进行测量。图1为钢轨矫直前后各对应点轨高变化情况的实例。攀钢立式辐矫方式使轨高方向承受压缩变形，钢轨纵向因弯曲受到拉伸或压缩及因速度差造成钢轨长度方向压缩变形。矫直后，钢轨高度减少，轨头宽度增大，长度减少。实测结果表明，矫后轨高减少量在0.5〜1.22mmc3轨高减少的原因分析馄矫过程屮轨高方向的压下与轧制时厚度方向的压下变形不同，也不同于纯3点弯曲的压下变形。轧制压下时的接触弧长主要考虑入口侧因厚度减少轧件与轧辐的接触部分，而辗式矫直过程屮由于压下使轧件

7、产生弯曲而包住轧辘。从其中某3个辘形成的3点弯曲状态看，轧件对轧辘的包角在入、出口侧相差不大，计算接触弧长时可设定其两侧包角近似相等。根据实测轨高减少的结果可以确定，高度方向的应力已达到或超过屈服强度（至少有一部分区域达到屈服状态），产牛压缩塑性变形。图1矫直前后各对应点的轨高变化3.1轨高方向的受力分析用Roberts公式［2］可计算出轧辘与钢轨的弹性接触长度Le：1.6Px0(-E2钢轨与矫直辘间的接触不同于轧制状态，钢轨进出辘圈两侧的接触弧近似相同，因此分部计算：式中，P为单位宽度上的矫直力/N；Ei、E2为矫

8、直鶴圈、钢轨的弹性模量/MPa；j、j为矫直轮圈、钢轨的泊桑比；D为矫直辘圈宜径/mm。钢轨与矫直親间的接触弧长Le=2L/0接触弧长与钢轨横向尺寸的乘积即为受力而积。如果单纯考虑高度方向矫直力的压缩，则腰部的高度方向压应力最大，轨头次之，轨底最小，因而轨腰方向压应力首先达到屈服点并产生塑性变形。但试验结果表明，轨腰高度方向的塑性变形很小其至没