一种提高火车车轮轮毂屈服强度的冷却装置及其冷却方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种提高火车车轮轮毂屈服强度的冷却装置及其冷却方法，其装置包括主体支架和喷嘴结构，所述主体支架上设有升降架，升降架上设有悬臂，所述喷嘴结构可旋转的设在悬臂一端下部。冷却方法，包括以下步骤：S1：对轮毂进行加热保温处理；S2：将按S1加热保温处理后的轮毂出炉，将轮毂转移至冷却位置；S3：调整冷却装置的喷嘴，将喷嘴送入轮毂孔中部，并开启旋转结构使得喷嘴保持匀速旋转；S4：将喷嘴按S3要求放入轮毂孔后，开启冷却水，对轮毂孔进行水冷，冷却时间8

【技术实现步骤摘要】
一种提高火车车轮轮毂屈服强度的冷却装置及其冷却方法


[0001]本专利技术涉及轨道交通用车轮热处理
，尤其是涉及一种提高火车车轮轮毂屈服强度的冷却装置及其冷却方法。

技术介绍

[0002]随着轨道交通行业的迅速发展，车轮国产化进程也在不断前进，车轮作为轨道交通关键零部件，需要其在整个生命周期中都能保持高度的安全性和可靠性。车轮作为一个整体工件，由轮辋、辐板和轮毂三部分组成，由于各类标准和客户技术要求均只对轮辋和辐板有热处理及性能要求，而未对轮毂性能做出过明确规定，故在车轮热处理过程中，轮毂的最终热处理状态均是正火+回火，所以按当前车轮轮毂的热处理方式，对于任何一种材质车轮来讲，化学成分和热处理工艺一旦确定，轮毂强度、硬度等性能指标就被确定。
[0003]近年来，大功率机车车轮、高铁车轮均陆续进入轮对检修期，在各段的检修过程中，出现了轮毂内孔胀大、孔径尺寸超差等异常现象，导致车轮二次压装曲线不合，从而造成车轮报废，给路局的属地修工作带来困扰和影响。
[0004]针对轮毂在退卸过程中出现的孔径涨大问题，主要是由于其屈服强度不足引起的轮毂孔塑性变形造成的，故提高屈服强度是关键。目前，各路局对于车轮材质的使用均有明确规定，更换材质的可能性很低，并且车轮当前生产工艺成熟，轮辋和辐板各项性能指标稳定，服役表现成熟，车轮相关标准和技术要求中对于化学元素也有明确的上限要求，通过添加合金元素对车轮进行强化从而提高轮毂屈服强度的方法不仅提升空间有限，并会对轮辋、辐板等部位性能产生影响。
[0005]合理的冷却处理可以提升车轮的屈服强度；但现有的方法多是对车轮整体处理以及对辐板和轮辋整体冷却处理；如中国专利CN114854950A公开的一种降低辐板变形的车轮热处理冷却方法，属于车轮热处理
本专利技术包括以下步骤：将加热完毕的车轮放置于冷却装置中心位置的中转台上，使车轮的侧面朝上，使车轮处于转动状态；启动主喷嘴对车轮轮辋处进行踏面冷却，并同步启动下冷却管对车轮的辐板过渡处A和辐板过渡处B两个部位进行冷却；其中轮辋踏面的冷却时间大于车轮的辐板过渡处A和辐板过渡处B两个部位的冷却时间。

技术实现思路

[0006]针对现有技术不足，本专利技术是提供一种提高火车车轮轮毂屈服强度的冷却装置及其冷却方法，以达到提高轮毂屈服强度的目的。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：
[0008]一种提高火车车轮轮毂屈服强度的冷却装置，包括主体支架和喷嘴结构，所述主体支架上设有升降架，升降架上设有悬臂，所述喷嘴结构可旋转的设在悬臂一端下部。
[0009]所述喷嘴结构为扇型喷嘴。
[0010]所述悬臂一端设有竖直喷杆和用于驱动喷杆旋转的电机，所述喷嘴结构设在竖直
喷杆上。
[0011]还包括用于支撑轮毂的座架，座架的中心位置处与喷杆下端设有用于对位的传感器。
[0012]一种提高火车车轮轮毂屈服强度的冷却方法，包括以下步骤：
[0013]S1：对轮毂进行加热保温处理；
[0014]S2：将按S1加热保温处理后的轮毂出炉，将轮毂转移至冷却位置；
[0015]S3：调整冷却装置的喷嘴，将喷嘴送入轮毂孔中部，并开启旋转结构使得喷嘴保持匀速旋转；
[0016]S4：将喷嘴按S3要求放入轮毂孔后，开启冷却水，对轮毂孔进行水冷，冷却时间8
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10min，水冷结束后空冷9
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10min，再将轮毂送进回火炉中进行回火处理。
[0017]进一步的：
[0018]所述步骤S3中，要求冷却喷嘴正对轮毂孔中部。
[0019]所述步骤S3中，要求喷嘴旋转速度10～20转/分。
[0020]所述步骤S4中，要求轮毂冷却时，冷却时机为轮毂出炉后90
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110s，冷却介质采用自来水，冷却水水压0.1～0.5MPa，流量0.4～0.8L/min。
[0021]所述步骤S4中，喷嘴喷出冷却水呈扇形。
[0022]所述步骤S4中，轮毂水冷时间为9min。
[0023]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0024]该提高火车车轮轮毂屈服强度的冷却装置及其冷却方法设计合理，通过采用特定喷嘴和冷却工艺，在不影响车轮轮辋和辐板性能的前提下，对轮毂单独进行特殊冷却处理，提高轮毂屈服强度。
附图说明
[0025]下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
[0026]图1为轮毂冷却装置布置示意图。
[0027]图2为喷嘴流量分布图。
[0028]图3为冷却水覆盖示意图。
[0029]图4为车轮轮毂热电偶埋植位置示意图。
[0030]图5为实施例1和对比例1轮毂出炉后的冷却过程中温度
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时间变化图。
[0031]图6为实施例1和对比例1拉伸性能检验结果对比图。
[0032]图7为实施例1和对比例1中拉伸性能检验位置处沿轴向的硬度分布图。
[0033]图8为实施例2和对比例2轮毂出炉后的冷却过程中温度
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时间变化图。
[0034]图9为实施例2和对比例2拉伸性能检验结果对比图。
[0035]图10为实施例2和对比例2中拉伸性能检验位置处沿轴向的硬度分布图。
具体实施方式
[0036]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0037]如图1和图3所示，该提高火车车轮轮毂屈服强度的冷却装置，包括主体支架1和喷
嘴结构4，主体支架上设有升降架2，升降架2上设有悬臂，喷嘴结构可旋转的设在悬臂一端下部。
[0038]悬臂一端设有竖直喷杆和用于驱动喷杆旋转的电机3，喷嘴结构4设在竖直喷杆上；进一步的，电机位于悬臂的上方，喷杆位于悬臂的下方，通过电机驱动喷杆上的喷嘴旋转。
[0039]喷嘴结构为扇型喷嘴；采用中间强、两边弱的扇形流量喷嘴，配合水冷+空冷的冷却，增强轮毂5整体屈服强度水平。
[0040]本专利技术还包括用于支撑轮毂5的座架，座架的中心位置处与喷杆下端设有用于对位的传感器；可保证喷嘴靠轮毂中心位置设置，保证冷却效果。
[0041]本专利技术提高火车车轮轮毂屈服强度的冷却方法，包括以下步骤：
[0042]S1：按车轮淬火前加热工艺对轮毂进行加热保温；
[0043]S2：将按S1加热保温处理后的轮毂出炉，在按图1所示将轮毂冷却装置安装到位；
[0044]S3：将S2中的冷却装置通过升降系统将喷嘴送入轮毂孔501中部，并开启旋转系统使得喷嘴保持匀速旋转；
[0045]S4：将喷嘴按S3要求放入轮毂孔后，开启冷却水，对轮毂孔进行水冷，冷却时间8
‑
10min，水冷结束后空冷9
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10min，再将轮毂送进回火炉中按原回火工艺进行回火处理，后续轮毂生产加工工序依旧保持车轮工艺不变。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高火车车轮轮毂屈服强度的冷却装置，包括主体支架和喷嘴结构，其特征在于：所述主体支架上设有升降架，升降架上设有悬臂，所述喷嘴结构可旋转的设在悬臂一端下部。2.如权利要求1所述提高火车车轮轮毂屈服强度的冷却装置，其特征在于：所述喷嘴结构为扇型喷嘴。3.如权利要求1所述提高火车车轮轮毂屈服强度的冷却装置，其特征在于：所述悬臂一端设有竖直喷杆和用于驱动喷杆旋转的电机，所述喷嘴结构设在竖直喷杆上。4.如权利要求3所述提高火车车轮轮毂屈服强度的冷却装置，其特征在于：还包括用于支撑轮毂的座架，座架的中心位置处与喷杆下端设有用于对位的传感器。5.一种提高火车车轮轮毂屈服强度的冷却方法，其特征在于：所述冷却方法包括以下步骤：S1：对轮毂进行加热保温处理；S2：将按S1加热保温处理后的轮毂出炉，将轮毂转移至冷却位置；S3：调整冷却装置的喷嘴，将喷嘴送入轮毂孔中部，并开启旋转结构使得喷嘴保持匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：高伟，钟斌，邹强，宫彦华，赵海，江波，余亚东，史娜，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：