Wpływ kształtu powierzchni roboczej rolek prostujących prostownic pionowej i poziomej na stan naprężeń własnych w szynie kolejowej – trzeci etap badań

• Autorzy: Żak Sylwester , Woźniak Dariusz , Pidvysots’kyy Valeriy , Dzierżawczyk Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2020.9.3

Warianty tytułu

EN

The influence of the shape of working surface of straightening rollers of vertical and horizontal straightening machines on the state of residual stresses in railway rail – third stage of researches

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki trzeciego etapu prac nad wpływem nowego kalibrowania rolek prostownic na stan naprężeń własnych w szynach kolejowych prowadzonych w ramach projektu dofinansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Badania obejmowały symulacje numeryczne procesu prostowania szyn z zastosowaniem innowacyjnego kształtu rolek prostownicy pionowej oraz poziomej, wyznaczenie map rozkładu naprężeń w szynie po prostowaniu w kolejnych rolkach obu prostownic, a także pomiary naprężeń własnych w szynach po operacji prostowania w warunkach przemysłowych. Badania przeprowadzono na szynach o długości 120 metrów typu 60E1 w gatunku stali R260. Uzyskano znaczące zmniejszenie naprężeń własnych rozciągających w środku osi symetrii stopki szyny oraz w główce szyny w stosunku do poziomu określonego w normie EN 13674-1.

EN

In this paper the results of the third stage of works on the influence of the shape of straightening rollers on the state of residual stresses in railway rails conducted as part of a project co-financed by the National Centre for Research and Development are presented. The performed tests included numerical simulations of the straightening process of rails using a new roll pass design of vertical and horizontal straightener rollers, determination of stress distribution maps in the rail after straightening in successive rollers of both straightening machines, as well as measurements of residual stresses in rails after straightening operation in industrial conditions. The tests were carried out on 120 meters long rails type 60E1 in the R260 steel grade. Obtained the significant reduction of tensile residual stresses in the centre of symmetry axis of the rail foot as well as of the rail head in relation to the level specified in the standard EN 13674-1.

Słowa kluczowe

PL

szyna kolejowa; naprężenia własne; proces prostowania; rolki prostujące

EN

railway rail; residual stresses; straightening process; straightening rollers

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 87, nr 9
• Strony: 225--232
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Żak Sylwester

• ArcelorMittal Poland SA, Al. Józefa Piłsudskiego 92, 41-300 Dąbrowa Górnicza

autor

Woźniak Dariusz

• Instytut Metalurgii Żelaza, ul. Karola Miarki 12, 44- 100 Gliwice

autor

Pidvysots’kyy Valeriy

• Instytut Metalurgii Żelaza, ul. Karola Miarki 12, 44- 100 Gliwice

autor

Dzierżawczyk Tomasz

• ArcelorMittal Poland SA, Al. Józefa Piłsudskiego 92, 41-300 Dąbrowa Górnicza

Bibliografia

• [1] Kasprowicz Janusz, Sylwester Żak, Jarosław Sarna. 2000. Szyny kolejowe produkcji Huty Katowice S.A. Hutnik-Wiadomości Hutnicze, 67(2): 71-77.
• [2] Żak Sylwester, Jarosław Sarna, Jerzy Merta. 2003. Ocena jakości szyn produkcji Huty Katowice. Publikowane materiały XII Konferencji Naukowo-Technicznej Drogi Kolejowe. s. 409-426.
• [3] Żak Sylwester, Jacek Bartyzel, Janusz Kasprowicz. 2001. Szyny kolejowe do torów o dużych obciążeniach produkowane w Hucie Katowice S.A. Hutnik-Wiadomości Hutnicze, 68(11): 404-408.
• [4] Kasprowicz Janusz, Sylwester Żak, Oleksiak Ryszard. 2001. Możliwości zwiększenia trwałości eksploatacyjnej szyn na tle stawianych im wymagań i stosowanej technologii produkcji. Materiały XI Konferencji Naukowo-Technicznej Drogi Kolejowe. Publikowane pod redakcją prof. Marka Krużyńskiego.
• [5] Zygmunt Tomasz, Kasprowicz Janusz, Sylwester Żak. 2013. „Stal szynowa w gatunku B1000 produkowana przez ArcelorMittal Poland S.A.”. Hutnik-Wiadomości Hutnicze, 80(10): 686-691.
• [6] Woźniak Dariusz, Janusz Kasprowicz, Sylwester Żak. 2017. Badanie naprężeń własnych w szynach kolejowych. Hutnik-Wiadomości Hutnicze, 84(10): 436-438.
• [7] Żak Sylwester, Tomasz Zygmunt, Janusz Kasprowicz, Krzysztof Kozera. 2018. Nowy gatunek stali na szyny tramwajowe. Technika Transportu Szynowego 3: 41-44.
• [8] Żak Sylwester, Tomasz Zygmunt, Janusz Kasprowicz, Krzysztof Kozera. 2018. Szyny tramwajowe gatunku B1000 o podwyższonych właściwościach eksploatacyjnych. Biuletyn Komunikacji Miejskiej nr 148.
• [9] Norma Europejska EN 13674-1:2011+A1:2017 Kolejnictwo – Tor – Szyna. Część 1: Szyny kolejowe Vignole’a o masie 46 kg/m i więcej. [10] Guericke Wilhelm, Wilhelm Heller, Janusz Kasprowicz, Manfred Weiße. 2001. Verbesserte Bruchsicherheit von Schienen durch optimiertes Rollenrichten. ETR Eisenbahntechnische Rundschau, 50(9): 541-551.
• [11] Jericho Erwin, Manfred Weiße. 2000. Beitrag der Eigenspannungen zum Gebrauchsverhalten von Schienen. Internationales Symposium „Schienenfehler 16-17.11.2000, Brandenburg an der Havel, 1-9.
• [12] Song Hua, Peilong Wang, Lihuan Fu, Ming Chen, Zhongqiang Wang, Huiyuan Sun. 2011. Straightening regulation optimization on the residual stress induced by the compound roll straightening in the heavy rail. Shock and Vibration, 18: 171-180.
• [13] Finstermann Gerhard, Franz Dieter Fischer, Guoxin Shan, Gerald Schleinzer. 1998. Residual stresses in rails due to roll straightening. Steel Research 69(7): 272-278.
• [14] Guericke Wilhelm, Jürgen Weiser, Herbert Schmedders, Robert Dannenberg. 1997. Ursachen von Schienen-Eigenspannungen infolge Rollenrichtens und Beitrag zur Verringerung. ETR Eisenbahntechnische Rundschau, 46(10): 655-662.
• [15] Jericho Erwin. 1997. Schienen mit geringeren Eigenspannungen. ETR - Eisenbahntechnische Rundschau, 46(10): 663-666.
• [16] Żak Sylwester, Dariusz Woźniak, Valeriy Pidvysots’kyy, Mariusz Radosz. 2019. Wpływ kształtu powierzchni roboczej rolek prostujących prostownicy pionowej na poziom naprężeń własnych w szynie kolejowej. Hutnik-Wiadomości Hutnicze, 86(10): 319-323.
• [17] Żak Sylwester, Dariusz Woźniak, Valeriy Pidvysots’kyy, Urbanik Tomasz. 2020. Wpływ kształtu powierzchni roboczej rolek prostujących prostownic pionowej i poziomej na stan naprężeń własnych w szynie kolejowej – etap drugi badań. Journal of Metalic Materials, 72(1): 48-58.
• [18] Woźniak Dariusz, Valeriy Pidvysots’kyy, Mariusz Adamczyk, Bartłomiej Walnik. 2019. Sprawozdanie z Pracy Badawczej Nr B0-1563-01 cz. I pt.: Badania wpływu zmian kształtu powierzchni roboczej rolek prostownic pionowej i poziomej na stan naprężeń własnych w stopie szyny. Część I. Niepublikowane.
• [19] Woźniak Dariusz, Valeriy Pidvysots’kyy, Mariusz Adamczyk, Bartłomiej Walnik. 2020. Sprawozdanie z Pracy Badawczej Nr B0-1563-02 cz. II pt.: Badania wpływu zmian kształtu powierzchni roboczej rolek prostownic pionowej i poziomej na stan naprężeń własnych w stopie szyny. Część II. Niepublikowane.
• [20] Warunki Techniczne Dostaw Kolei Niemieckich DBS 918 254-1 – Szyny - Część 1: szyny Vignole’a o masie 46 kg/m i większej, 2019.
• [21] Norma ASTM E837-13a Standard Test Method for Determining Residual Stresses by the Hole-Drilling Strain-Gage Method.
• [22] Żak Sylwester Praca doktorska pt.: Sterowanie stanem naprężeń własnych w szynach kolejowych poprzez modyfikację kalibrowania walców i rolek prostujących prostownic. Politechnika Śląska 2019 (nie publikowana).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).