СПОСОБ ГЕЛИКОИДНОЙ РЕЗКИ РЕЛЬСОВ (ВАРИАНТЫ)
METHOD OF HELICOID CUTTING OF RAILS (VERSIONS)

Изобретения относятся к станкостроению, в частности к рельсорезным станкам, используемым для нарезания винтовой поверхности в торцах железнодорожных рельсов, предназначенных для укладки на участках железных дорог со скоростным совмещенным движением, на скоростных магистралях и для метрополитена (см. опубл. заяв. №2005132060, 27.04.2007 г., Бюл. №12).
Способ включает задание движения резания струной прямого или минимального геликоида - винтовой поверхности (фиг.1, 2), описываемой прямой L, которая вращается с постоянной угловой скоростью вокруг неподвижной оси ƒ, пересекает ось движения под постоянным углом α, равным π/2, и одновременно перемещается поступательно с постоянной скоростью вдоль оси ƒ. При этом две точки прямой L, вращаясь с постоянной угловой скоростью вокруг неподвижной оси ƒ цилиндра и одновременно перемещаясь поступательно с постоянной скоростью вдоль этой оси, описывают на боковой поверхности цилиндра диаметрально противоположные винтовые линии.
Известен способ резки проката дисковой пилой, целью которого являлось повышение производительности путем увеличения износостойкости твердосплавных дисковых пил при резке объемно-закаленного рельсового проката и снижение материалоемкости, поперечный профиль проката при закреплении располагают касательно к плоскости перемещения центра вращения дисковой пилы, при этом линия, проходящая через наиболее удаленные одна от другой точки разрезаемого профиля, пересекает плоскость, в которой перемещают центр дисковой пилы под углом 115…125°, отсчитывая в сторону центра поперечного профиля проката (см. а.с. №1407706, кл. В23D 45/00).
Недостатком указанного способа является то, что при распиливании рельса плоским пильным диском в торце его не образуется требуемая винтовая поверхность - прямой или минимальный геликоид.
Наиболее близким решением по технической сущности, т.е. прототипом, является способ резки рельсов, осуществляемый на рельсорезном станке, содержащем раму, несущую привод кулисы с пильной рамкой ножовочного полотна, и снабженном механизмом подачи, выполненным в виде винтовой пары, в которой винт связан с приводом и выполнен с резьбой переменного шага, а гайка смонтирована на раме и выполнена разъемной, при этом кулиса установлена на раме посредством введенной в станок пружины (см. а.с. №1057209, кл. В23D 49/04).
Недостатком указанного станка является то, что при распиливании рельса плоским ножовочным полотном в торце его не образуется требуемая винтовая поверхность - прямой или минимальный геликоид.
Предлагаемые изобретения направлены на достижение технического результата: получение винтовой поверхности - прямого или минимального геликоида в торцах рельсов при разрезании струной.
Способ геликоидной резки рельсов обеспечивается рельсорезным станком, содержащим режущую струну, приводимую в движение вибратором, закрепленным на пильной рамке с диаметрально противоположными рамными кольцами, надетыми на направляющие цилиндры, один из которых установлен на платформе, а другой поднят на стойках. В направляющие цилиндры вкручены болты с втулками, вставленные в прорези, выполненные по винтовым линиям в рамных кольцах.
Способ осуществляется задаваемым винтовыми прорезями в рамных кольцах перемещением режущей струны, направленной под заданным углом к продольной оси рельса и со стороны подошвы параллельно ее плоскости, вдоль оси направляющих цилиндров на заданную глубину рельса и одновременным вращением на заданный угол.
Задача изобретения решается тем, что для нарезания геликоида левого вращения режущая струна со стороны подошвы рельса параллельно ее плоскости с направления к продольной оси рельса под углом, равным arcctg 1,25, на глубину, равную h-a, где: h - высота рельса, a+b - высота головки рельса, данная в таблице 1, и а определяется математической зависимостью:
перемещается пильной рамкой с вибратором вдоль оси направляющих цилиндров, в которые вкручены болты с втулками, посредством прорезей в цилиндрических рамных кольцах, выполненных в виде винтовых линий левого вращения, и совершает одновременно поворот на угол β, определяемый выражением:
β=arctg1,25+arctg2,5.
Таблица 1
№ п/п
Типы рельсов
Высота головки, a+b, мм
a, мм
1
Р50
42,0
19,0
2
Р65
45,0
20,3
3
Р75
55,3
25,0
4
Р65К
46,0
20,8
5
S49
51,5
23,2
6
UIC60
37,5
16,9
Во втором варианте задача изобретения решается тем, что для нарезания геликоида правого вращения режущая струна со стороны подошвы рельса параллельна ее плоскости с направления к продольной оси рельса под углом, равным arcctg 1,25, на глубину, равную h-a, где: h - высота рельса, а+b - высота головки рельса, данная в таблице 1, и a определяется математической зависимостью:
перемещается пильной рамкой с вибратором вдоль оси направляющих цилиндров, в которые вкручены болты с втулками, посредством прорезей в цилиндрических рамных кольцах, выполненных в виде винтовых линий правого вращения, и совершает одновременно поворот на угол β, определяемый выражением:
β=arctg1,25+arctg2,5.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод о том, что оно существенно отличается от известного введением новых признаков, указанных выше, и соответствует критериям новизны и изобретательского уровня, а простота конструктивного исполнения свидетельствует о его промышленной применимости в станкостроении.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен левый геликоид, общий вид; на фиг.2 - правый геликоид, общий вид; на фиг.3 - общий вид рельсорезного станка геликоиды левого вращения; на фиг.4 - вид сверху фиг.3; на фиг.5 и 6 - часть рельса с левым геликоидом в торце, общий вид; на фиг.7 - вид с торца левого геликоида фиг.5, 6.
Рельсорезный станок геликоиды (фиг.3, 4, 7) включает платформу 1, стойки 2 с закрепленными на них направляющими цилиндрами 3, на которые надеты рамные кольца 4 с выполненными направляющими прорезями 5, по две в каждом, в виде винтовых линий левого (во втором варианте правого) вращения. Прорези 5 с вставленными в них болтами и втулками 6 обеспечивают закрепленной на рамных кольцах пильной рамке 7 с вибратором 8 и возвратным механизмом 9 перемещение режущей струне 10 на глубину, равную h-a, и левый поворот (во втором варианте правый) на угол β, определяемый выражением: β=arctg1,25+arctg2,5. Вибратор 8 режущей струной 10 осуществляет нарезание прямого левого геликоида (во втором варианте правого) в торце рельса 11.
Перед резкой рельс устанавливают в рельсорезный станок вверх подошвой, совмещая ось симметрии рельса с осью направляющих цилиндров, и ориентируют режущую струну к продольной оси рельса под углом, равным arcctg1,25, зажимают тисками, а торец шейки рельса - ограничивающей струбциной.
Режущая струна прорезает рельс на заданную глубину, равную h-a, совершая одновременно поворот на угол, равный β=arctg1,25+arctg2,5, и возвращается пильной рамкой в исходное положение. После резки струной на рельсорезном станке торец рельса образован винтовой поверхностью - прямым геликоидом заданной глубины со стороны подошвы. Прямые резы в головке рельса выполняются на пряморезном станке.