ПРОФИЛЬ ДЛЯ МОНОРЕЛЬСОВЫХ ДОРОГ

Полезная модель относится к прокатному производству, а именно, к созданию профиля для монорельсовых дорог повышенной надежности и может быть использована для сооружения особых железных дорог, например шахтных монорельсовых дорог, с целью бесперегрузочной доставки оборудования, материалов и людей по разветвленным горизонтальным и наклонным выработкам.
Известна балка двутавровая для шахтных монорельсовых дорог, включающая шейку с верхней и нижней полками, внешние поверхности которых оснащены продольными ребрами, выполненными попарно и симметрично относительно осевой линии шейки монорельса (RU 42534, МПК7 E01B 25/10, 2004 г).
Недостатком известного профиля для монорельсовых дорог является недостаточная несущая способность и, как следствие, невозможность работы без промежуточной разгрузки при разветвленной сети горных выработок. Кроме того, известный профиль не технологичен и имеет высокую себестоимость при изготовлении из-за сложной геометрии в поперечном сечении.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому положительному результату является профиль для подвесного монорельсового пути, выполненный из усиленного двутавра с высотой профиля 155 мм, при этом ширина полки двутавра должна составлять 0,40-0,45 высоты профиля, ширина шейки 0,10-0,15 ширины полки, высота полки 0,20-0,25 ширины полки (RU 69818, МПК8 B61B 13/04, 2008 г).
Недостатком известного профиля является невысокая грузоподъемность из-за низких прочностных характеристик и небольшой срок службы профиля монорельса из-за высокой изнашиваемости полок монорельса, поверхность которых подвергается воздействию сил трения и смятия, возникающих при контакте с колесами подвесных тележек.
Задачей заявляемой полезной модели является обеспечение высокой грузоподъемности и надежности при эксплуатации профиля для монорельсовых дорог за счет повышенных прочностных характеристик, а также увеличение срока службы профиля монорельса, в том числе при отрицательных температурах, за счет увеличения твердости поверхностного слоя полок и мест сопряжения полок с шейкой монорельса.
Поставленная задача достигается тем, что профиль для монорельсовых дорог, содержащий в поперечном сечении шейку, соединенную с верхней и нижней полками, согласно полезной модели, поверхностный слой по контуру полок и в местах сопряжения полок и шейки на глубину 1,8-2,0 мм выполнен с микротвердостью 2400-2500 МПа, а шейка по всему сечению и внутренний слой полок имеют микротвердость 1800-1900 МПа.
Предлагаемый стальной профиль для монорельсовых дорог отличается от известного тем, что поверхностный слой по контуру полок и в местах сопряжения полок и шейки на глубину 1,8-2,0 мм выполнен с микротвердостью 2400-2500 МПа, а шейка по всему сечению и внутренний слой полок имеют микротвердость 1800-1900 МПа.
Техническим результатом настоящей полезной модели является обеспечение высокой грузоподъемности и надежности при эксплуатации профиля для монорельсовых дорог за счет повышенных прочностных характеристик, а также увеличение срока службы профиля монорельса, в том числе при отрицательных температурах, за счет увеличения твердости поверхностного слоя полок и мест сопряжения полок с шейкой монорельса.
Служебные и механические свойства, которые обеспечиваются настоящей полезной моделью и полностью удовлетворяют требованиям ТУ 0925-274-05757676-2009 «Двутавры для шахтных монорельсовых дорог» и ГОСТ 19281 «Прокат из стали повышенной прочности», следующие:
- временное сопротивление разрыву -
не менее 480 Н/мм<sup>2</sup>;
- предел текучести -
не менее 345 Н/мм<sup>2</sup>;
- относительное пятикратное удлинение -
не менее 21%;
- ударная вязкость KCU<sup>+20</sup>, после мех. Старения -
не менее 29 Дж/см<sup>2</sup>;
- ударная вязкость KCU<sup>-40</sup> -
не менее 39 Дж/см<sup>2</sup>.
2
2
2
2
Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что полезная модель имеет в поверхностном слое по контуру нижней и верхней полок и в местах сопряжения полок и шейки на глубину не менее 1,8 мм микротвердость не менее 2400 МПа, что увеличивает срок службы монорельса и его грузоподъемность. Кроме, того микротвердость внутреннего слоя полок и шейки по всему сечению не менее 1800 МПа и поверхностного слоя по контуру нижней и верхней полок и в местах сопряжения полок и шейки не менее 2400 МПа на глубину не более 2,0 мм обеспечивает сочетание повышенной прочности на уровне 550-600 Н/мм при относительном пятикратном удлинении не менее 28% и пределе текучести не менее 385 Н/мм, что повышает надежность монорельса при эксплуатации и увеличивает его грузоподъемность. Микротвердость внутреннего слоя полок и шейки по всему сечению не более 1900 МПа и поверхностного слоя по контуру нижней и верхней полок и в местах сопряжения полок и шейки не более 2500 МПа на глубину не более 2,0 мм обеспечивает повышенный уровень ударной вязкости при отрицательных температурах на уровне 65-80 Дж/мм и после механического старения на уровне 90-120 Дж/мм, что увеличивает надежность и грузоподъемность монорельса при эксплуатации в условиях повышенной запыленности при отрицательных температурах. Кроме того, увеличение микротвердости поверхностного слоя по контуру нижней и верхней полок и в местах сопряжения полок и шейки более 2500 МПа на глубину более 2,0 мм приведет к значительному снижению пластичности полок монорельса и может привести к растрескиванию поверхностного слоя в местах контакта с колесами тележек и последующему хрупкому разрушению, что не допустимо.
На рисунке показана форма профиля для монорельсовых дорог, состоящего в поперечном сечении из шейки 1, верхней и нижней полок 2, имеющих по контуру и в местах сопряжения с шейкой поверхностный слой 3 на глубину 1,8-2,0 мм выполненный с микротвердостью 2400-2500 МПа, а внутренний слой полок 2 и шейка 1 по всему сечению имеют микротвердость 1800-1900 МПа.
Такая микротвердость получена с помощью термомеханической обработки в потоке непрерывного стана 450 среднесортного цеха ОАО «ЗСМК». Кроме того, получены высокие пластические характеристики при повышенных прочностных характеристиках и высокой ударной вязкости при отрицательных температурах по всему сечению профиля для монорельсовых дорог из низколегированных марок сталей.
Применение предложенного профиля обеспечивает высокую грузоподъемность и надежность монорельсовых дорог при эксплуатации в условиях интенсивного механического воздействия ходовой части транспортных средств с одновременным воздействием шахтного воздуха с высокой влажностью и запыленностью, в том числе при отрицательных температурах.
В настоящее время профиль для монорельсовых дорог пользуется высоким спросом в горнорудной и угольной отрасли.