专利名称：：钢轨矫直机的上矫直圈的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种矫直机的矫直圈，尤其是一种钢轨矫直机的上矫直圈。
背景技术：
：根据钢轨标准，轨头踏面宽度为20mm30mm，轨头踏面的断面由踏面圆弧R300mm及其两侧对称设置的过渡圆弧RSOmm组成，踏面通过圆角圆弧R13mm与轨头侧面形成圆角过渡。其中踏面圆弧R300mm的宽度为20mm23mm，高度为0.8mm1.2mm,随着高速铁路的推广，踏面圆弧需要符合prEm3674-2等世界高标准要求，其公差为R300士10mm。实际生产中，在钢轨经过热轧后，轨头断面形状符合标准要求。但由于钢轨必须经过矫直机组进行矫直，而矫直机的上矫直圈为平面矫直圈，其工作面母线为一个长度达到了80mm的直线，由于矫直机最大压下量需要达到0.6mm0.8mm,接近轨头踏面弹性变形极限，但由于存在轨高的变化、矫直机压下量的控制精度等因素，一旦矫直机实际压下量稍微增加，踏面圆弧就会发生塑性变形从而导致踏面圆弧超差甚至成为平面，工艺控制苛刻，很难满足标准要求。
实用新型内容为了克服现有的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够避免轨头踏面圆弧超差的钢轨矫直机上矫直圈。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是钢轨矫直机的上矫直圈，沿所述上矫直圈周向表面设置有与钢轨轨头踏面圆弧面形状相适应的凹槽。进一步的，所述凹槽的母线是宽度与所述上矫直圈厚度相等的圆弧。本实用新型的有益效果是与现有的平面上矫直圈相比，带有凹槽的上矫直圈与轨头接触面积更大，应力分布更为分散、均勻，在相同的矫直压力下，能够避免轨头产生塑性变形造成踏面圆弧的超差，同时即使在矫直过程中，轨头踏面发生塑性变形其形状由于凹槽的约束也能符合标准的要求，因此有效防止了轨头踏面圆弧超差的发生，提高了成品率，降低了对矫直压下量控制要求的苛刻性，简化了工艺控制，提高了生产效率。图1是本实用新型的示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图1所示，本实用新型的钢轨矫直机的上矫直圈，沿沿所述上矫直圈1周向表面设置有与钢轨2轨头21踏面圆弧面形状相适应的凹槽11。与现有的平面上矫直圈相比，带有凹槽11的上矫直圈1与轨头21接触面积更大，应力分布更为分散、均勻，在相同的矫直压力下，能够避免轨头21产生塑性变形造成踏面圆弧的超差，同时即使在矫直过程中，轨头21踏面发生塑性变形其形状由于凹槽11的约束也能符合标准的要求，即在实际的矫直过程中上述凹槽11还对半径偏离中心值的踏面圆弧存在校正作用，进一步的保证了产品质量，保证了矫直后踏面圆弧半径正态分布的进一步收窄，改善了工序的工序能力，提高了成品率，降低了对矫直压下量控制要求的苛刻性，简化了工艺控制，提高了生产效率。上述凹槽11可以采用槽底面为弧型的矩形或梯形凹槽、与轨头踏面形状一致的凹槽、或者母线为自由曲线、圆弧的凹槽等，但其关键在于凹槽11母线的全部、或者与轨头21踏面圆弧接触区域的母线应当是与踏面圆弧形状相适应的，从而保证上矫直圈1与轨头21之间的应力分布和应力方向，进而保证踏面圆弧的形状符合标准要求。实施例沿所述上矫直圈1周向表面设置有与钢轨2轨头21踏面圆弧面形状相适应的凹槽11，所述凹槽11的母线是宽度与所述上矫直圈1厚度相等的圆弧3，并沿上矫直圈1厚度中心左右对称。当然圆弧3也可以不对称。上述圆弧型凹槽11制作方便，制作精度高，易于修正，维护成本低。当上述圆弧3的半径小于轨头21的踏面圆弧半径时，也即半径小于300mm时，凹槽11将首先与轨头21踏面圆弧顶点两侧接触，使得轨头21踏面圆弧半径有变小的趋势；半径等于300mm时，凹槽11与轨头21踏面圆弧全接触；半径大于300mm时，凹槽11将首先与轨头21踏面圆弧顶点接触，使得轨头21踏面圆弧半径有变大的趋势。考虑到实际的踏面圆弧半径的正态分布情况，当上述凹槽11的圆弧3母线半径小于实际的踏面圆弧半径时，凹槽11将首先与轨头21踏面圆弧顶点两侧接触，同时踏面圆弧不可能为绝对对称，因此可能导致上矫直圈1对轨头21的作用力不垂直，进而影响矫直效果，同时考虑到踏面圆弧半径的变化通过对轨高的影响造成的对矫直压力的影响，踏面圆弧半径越小时矫直压力越大，矫直后变形越大，因此综合考虑避免上述受力不垂直的情况的发生及对各半径踏面圆弧的校正效果，上述圆弧3半径大于或等于300mm。进一步的，考虑到矫直时轨头21踏面在弹性变形的情况下与凹槽11的接触情况以及矫直后轨头21的弹性回弹极限，上述圆弧3的半径小于或等于350mm。在300350mm的范围内，根据重轨断面、弹性变形、强度和矫直压力的大小而定，越大则半径越小。在某厂的钢轨热轧生产线，采用圆弧3半径分别为300mm、325mm、350mm的上矫直圈1对钢轨进行了矫直，针对上矫直圈1整个使用寿命的不同阶段矫直后钢轨2轨头21踏面圆弧进行了实测，具体数据见表1，完全符合标准R300士10mm。通过对上述矫直后的钢轨进行低倍性能检验，未发现异常，因此上矫直圈未对钢轨内部质量造成影响。从表1的数据中可以发现，采用圆弧3半径为300mm、325mm、350mm的上矫直圈1对钢轨进行了矫直，矫直后钢轨2踏面圆弧半径的平均值分别为305mm、305mm、310mm，矫直后钢轨2踏面圆弧半径的方差分别为2.27mm、2.24mm,3.44mm，矫前踏面圆弧半径越小的矫直后踏面圆弧变化量越大，矫后踏面圆弧半径的方差明显减小其正态分布明显收窄，校正效果明显。因此通过对热轧后踏面圆弧半径平均值及其分布的控制，或者通过根据踏面圆弧大小对钢轨进行分组矫直，并与本方案的上矫直圈相配合，能够形成完整的满足高标准要求的钢轨生产的技术方案，并获得良好的成品率。表1、矫直前后轨头踏面圆弧的值<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>[0025]<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求钢轨矫直机的上矫直圈，其特征在于；沿所述上矫直圈(1)周向表面设置有与钢轨(2)轨头(21)踏面圆弧面形状相适应的凹槽(11)。2.如权利要求1所述的钢轨矫直机的上矫直圈，其特征在于；所述凹槽(11)的母线是宽度与所述上矫直圈(1)厚度相等的圆弧(3)。3.如权利要求2所述的钢轨矫直机的上矫直圈，其特征在于；所述圆弧(3)半径大于或等于300mm。4.如权利要求3所述的钢轨矫直机的上矫直圈，其特征在于；所述圆弧(3)半径小于或等于350mm。专利摘要本实用新型公开了一种矫直机的矫直圈，尤其是一种钢轨矫直机的上矫直圈，沿所述上矫直圈(1)周向表面设置有与钢轨(2)轨头(21)踏面圆弧面形状相适应的凹槽(11)，能够避免轨头踏面圆弧超差，钢轨在矫直过程中应力分布更为分散、均匀，同时对踏面圆弧有校正效果，提高了成品率，降低了对矫直压下量控制要求的苛刻性，简化了工艺控制，提高了生产效率，适用于各型钢轨的矫直。文档编号B21D3/00GK201565501SQ20092031396公开日2010年9月1日申请日期2009年11月3日优先权日2009年11月3日发明者冯伟,李春平,王彦中,程铖,陶功明申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司