186639. lajstromszámú szabadalom • Eljárás sínek kiegyenesítésére, valamint kiegyenesített sín
centricitásának következtében a sínnek a fejrészén különböző amplitúdójú szinuszos hullámosság, azaz felületi egyenetlenség jön létre, amely többkevesebb zavart okozhat, a sínpályán akkor, amikor nagy sebességű vonat halad át rajta. A görgős egyengetés, amely adott esetben a hideg egyengetéssel van kombinálva, csak meglehetősen szigorú és költséges ellenőrzés alkalmazása mellett képes a sínekkel szemben támasztott követelményeket kielégíteni. Az UIC 860 specifikáció szerint például a sín végeinél 1,5 méteren belül a megengedhető maximális elhajlás mértéke 0,7 mm, amelyet nagyítóval vizsgálnak meg a rúd testén. Azokban az esetekben, amikor a sínpályán olyan vonatok közlekednek, amelyeknek átlagsebessége 260 km/óra vagy maximális sebessége 380 km/óra lehet, az UIC előírás szerint a következő kiegészítő specifikációknak is eleget kell tegyen a sín:- A sín 18 méteres szakaszára a megengedett elhajlás 40 mm, 36 méteres szakaszára pedig 160 mm.- A sin fejrészén a hullámosság függőleges amplitúdója nem lehet nagyobb, mint 0,3 mm.- A transzverzális hullámosság vízszintes amplitúdója pedig nem lehet nagyobb, mint 0,5 mm. A rúd végeire vonatkozó előírások szerint a függőleges irányú elhajlás nem lehet nagyobb, mint 0,3 mm, amelyet úgy mérnek, hogy a rúd végére 3 méter hosszú vonalzót helyeznek el a felületen. Ahhoz, hogy ezeknek a követelményeknek eleget tegyen a görgőkkel kiképzett berendezés segítségével egyenesített sín, nagyon megnőnek az cgyenesítés költségei. Az 1923-ban benyújtott 573/675 számú francia szabadalom tetszőleges profillal kiképezett fém nyújtvaegyengetésére vonatkozik. Az ebben a szabadalomban leírt eljárás .szerint azok a munkadarabok, amelyek többé-kevésbé deformálódnak, úgy egyenesíthetők ki, hogy a szálat megnyújtják a fém rugalmassági határáig vagy még tovább. Ismert az, hogy a fémek keménysége a nyújtás hatására megnő, és ugyanakkor csökken a tényleges alakváltozás következtében a rugalmassági, alakíthatósági és visszahúzódási képessége, elvileg tehát az az ellenállóképessége, amely igen lényeges a sínek szempontjából. Ez az a tény, ami a szakembereket mind a mai napig megakadályozta abban, hogy a fent említett eljárást a sínek egyenesítésére alkalmazzák. Gazdasági szempontok figyelembevételével a síneket mindinkább keményacélból gyártják, amelyek a bennük lévő keményítő elemek, elsősorban például a szén núatt meglehetősen ridegek. Megállapították azt is, hogy az ilyen anyagból készült sínek esetében sokkal gyakoribb a sebesség hatására bekövetkező repedések keletkezése. Ismeretes ugyanis, hogy az anyagkifáradás hamarabb következik be, ha az anyagban a maradó feszültségek nagyok. A következő táblázatban látható, hogy görgős egyengetéssel kiegyenesített sínek esetében mekkora belső feszültségek maradtak a sínben: Acél típusa Letörés! terhelés UIC szabványos acél 700- 900 N/mm2 100 N/mm2 UIC kemény acél 900-1000 N/mm2 200 N/mm2 UIC extrakemény acél 1100-1200 N/mm2 300 N/mm2 A találmány célja az volt, hogy olyan eljárást valósítson meg, amely az ismert berendezések hiányosságait kiküszöbölve megfelelő minőségű sín létrehozását teszi lehetővé úgy, hogy a kiegészítő további nyomódugattyús egyengetésre nincs szükség. A találmány szerinti eljárás előnyei a következők;- A létrehozott sín görbületmentes. — Biztosítva van, hogy a sín végei és a többi részei között az egyenesség folytonos, és további felületek kialakulása a végeken elkerülhető. — Biztosítja azt, hogy a fejrész felületén a hullámosság gyakorlatilag ne lépjen fel.- Minimálisra csökkenti annak a lehetőségét, hogy a fejrész és a gerinc, valamint a talprész és a gerinc közötti tartományban ridegkötés jöjjön létre.- Nem keletkeznek a sínben az egyengetési eljárás során belső feszültségek. — Lecsökkenti a korábbi kezelések (hőkezelés, hűtés) során keletkező belső feszültségeket. A találmány szerinti eljárás során az acél sínt önmagában ismert módon olyan húzófeszültség hatásának teszszük ki, amely folyáshatárnak az általánosan elterjedt 0,2%-kal való túllépésén túlmenően a teljes sín teljes képlékeny alakváltozásához tartozó feszültségnek felel meg. Annak következtében, hogy a teljes képlékeny tartományhoz tartozó feszültséggel nyújtjuk meg a sínt, a nyújtva-egyengetés folyamán nem hozunk létre újabb maradó feszültséget, és még az előzőleg már fellépő maradó alakváltozásokat is lecsökken tjük. A különböző típusú acéloknál megfigyelték azt, hogy a hosszirányú maradó feszültségek kisebbek, mint ±100 N/mm2 azokra a sínacélokra, amelyeknek a húzófeszültsége Rm> 1000 N/mm2 és kisebb mint ±50 N/mnf azokra a sínacélokra, amelyeknek húzófeszültsége Rm < 1000 N/mm2 akkor, ha a nyújtás során bekövetkező rugalmas alakváltozás során a maradó megnyúlás 0,27 százalék nagyságrendű. Ha a nyújtó terhelés elengedése után a sín maradó megnyúlása 0,3 százalék, szintén a fenti eredményeket kapjuk. Ha a maradó belső feszültségek értékét lecsökkentjük, javul a sín szakítószilárdsága és töréssel szembeni ellenállóképessége. Tény az, hogy akkor, amikor a síneket a sínpályán elhelyezzük, további feszültségek hatásának tesszük ki, amely egyrészt a sínek összehegesztéséből, másrészt a forgalomból adódik. Mindaddig azonban, amíg a feszültségek eredője az összes lehetséges fellépő repedésnél nem lépi túl a kifáradási határértéket, a sín nem törik el, vagyis igen fontos az, hogy a sínben maradó feszültségek olyan kis értéken legyenek tartva, amennyire csak lehetséges. Megfigyelték továbbá még azt is, hogy lényegesen nem csökkenthetők el a maradó feszültségek azáltal, hogy a sínt képező anyag teljes tömegét teljes képlékeny alakváltozásnak tesszük ki. Vagyis nincs szükség arra, hogy a sínek a nyújtás során akkor feszültség hatásának legyenek kitéve, amely 1,5 százaléknál nagyobb maradó megnyúlást eredményez. A találmány szerinti eljárással azt kívántuk megvalósítani, hogy olyan kiegyengetett sínt hozzunk létre, ahol a maradó belső feszültség értéke kisebb, mint ± 100 N/mm2 azokra a sínacélokra, amelyeknek húzófeszültsége Rm> 1000 N/mm2 és kisebb mint ±50 N/mm2 azokra a sínacélokra, amelyeknek húzófeszültsége kisebb mint Rm< 1000 N/mm2. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
