Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Walcowanie poprzeczno-klinowe odkuwki osi kolejowej

Bulzak Tomasz, Winiarski Grzegorz, Wójcik Łukasz

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2023

|

Vol. 90, nr 2

16--20

PL

Artykuł przedstawia wyniki modelowania numerycznego procesu walcowania poprzeczno-klinowego odkuwek osi kolejowych. Na wstępie przedstawiono główny problem, jakim jest pękanie materiału w procesie walcowania poprzeczno-klinowego. Przedstawiono propozycję ograniczenia zjawiska pękania materiału, polegającą na zmianie konstrukcji narzędzi kształtujących. Zaprojektowano trzy warianty narzędzi, których przydatność w procesie walcowania poprzeczno-klinowego osi kolejowych została zweryfikowana na drodze symulacji numerycznych. Symulacje numeryczne przeprowadzono metodą elementów skończonych w oprogramowaniu Simufact Forming. Uzyskane wyniki nie potwierdziły przyjętych założeń. Zastosowanie narzędzi z dwoma kątami kształtującymi wpłynęło na wzrost wartości kryterium pękania, co tym samym zwiększa ryzyko pękania materiału podczas walcowania osi kolejowych.

EN

This paper presents the results of numerical modelling of the cross-wedge rolling process of railway axle forgings. The main problem of material cracking in the cross-wedge rolling process is first presented. A proposal to reduce the phenomenon of material cracking by changing the design of forming tools is presented. Three tool variants were designed, the suitability of which in the process of cross-wedge rolling of railway axles was verified by means of numerical simulations. Numerical simulations were carried out using the finite element method in the Simufact Forming software. The results obtained did not confirm the assumptions made. The use of tools with two forming angles increased the value of the fracture criterion, thereby increasing the risk of material fracture during rolling of railway axles

2

Numerical simulation of a cross-wedge rolling process in a mill with horizontally stacked rolls

Pater Zbigniew, Bulzak Tomasz, Tomczak Janusz

Mechanik

|

2022

|

R. 95, nr 5-6

54--58

EN

This paper presents simulations of the cross wedge rolling (CWR) process of a railway axle. It is assumed that the rolls are arranged horizontally, which should facilitate both the loading of the charge and the unloading of the rolled product. Simulations were performed in the Forge® programme, based on the finite element method (FEM). It was found that the adopted rolling scheme and design of wedge tools ensures the achievement of a correctly formed railway axle, free of internal (cracks) and external defects (overlapping, bending). The force parameters determined in the simulations can be used in the design works of the rolling mill guaranteeing the railway axle forming process.

PL

Przedstawiono symulacje procesu walcowania poprzeczno-klinowego (WPK) osi kolejowej. Przyjęto, że walce ułożone są poziomo, co powinno ułatwić zarówno załadowanie wsadu, jak i wyładowanie odwalcowanego wyrobu. Symulacje wykonano w programie Forge®, bazującym na metodzie elementów skończonych (MES). Stwierdzono, że przyjęty schemat walcowania oraz konstrukcja narzędzi klinowych zapewniają uzyskanie prawidłowo ukształtowanej osi kolejowej, wolnej od wad wewnętrznych (pęknięć) i zewnętrznych (zawalcowań, wygięć). Określone w symulacjach parametry siłowe można wykorzystać w pracach projektowych walcarki zabezpieczającej proces kształtowania osi kolejowych.

3

Numerical analysis of the cross-wedge rolling process of a railway axle

Pater Zbigniew

Mechanik

|

2020

|

R. 93, nr 2

18--21

EN

The article presents an innovative method of manufacturing railway axle using two wedge rolls. The novelty of the solution consists in the simultaneous forming of axle by three pairs of wedges, which allows to significantly shorten the length of tools, leading to a reduction of the diameter of the rolls to an acceptable value. The correctness of the proposed solution was verified by means of numerical simulation. The shape progression of the formed axle, the effective strain, temperature and damage function distributions are presented. It is also shown how the force and torque on the rollers changes during rolling process.

PL

W artykule przedstawiono innowacyjną metodę wytwarzania osi kolejowych za pomocą dwóch walców klinowych. Nowość rozwiązania polega na jednoczesnym kształtowaniu osi przez trzy pary klinów, co pozwala na znaczne skrócenie długości narzędzi, prowadzące do zmniejszenia średnicy walców do akceptowalnej wartości. Poprawność zaproponowanego rozwiązania sprawdzono na drodze symulacji numerycznej. Przedstawiono geometrię ukształtowanej osi oraz rozkłady intensywności odkształcenia, temperatury i funkcji zniszczenia. Pokazano również, jak w trakcie kształtowania zmieniają się siła i moment obrotowy na walcach.

4

Nieciągłości wzorcowe w badaniach ultradźwiękowych osi kolejowych

Machała P., Darsznik S., Mierzwa J., Uchroński P.

Przegląd Spawalnictwa

|

2017

|

R. 89, nr 11

23--27

PL

W referacie omówiono zagadnienia związane z nieciągłościami wzorcowymi stosowanymi w badaniach eksploatacyjnych osi kolejowych. Wykonano przegląd norm krajowych oraz zagranicznych i procedur pod kątem głębokości nacięć wzorcowych i ich rozmieszczenia. Przeprowadzono analizę wykrywalności falami ultradźwiękowymi nieciągłości w zależności od ich głębokości. Omówiono korelację pomiędzy wielkościami nacięć (pęknięć) a czasem propagacji wady prowadzącej do urwania osi. Omówiono wpływ grubości nacięć wzorcowych na możliwości ich wykrywania metodą ultradźwiękową.

EN

Paper discusses the issues related to calibration reflectors used in ultrasonic testing of railway axles during operation. National and international standards and procedures were reviewed in relation to depth of the calibration reflectors and their location. An analysis of ultrasonic detection of reflectors according to their depth was performed. The correlation between the size of the reflectors (cuts, cracks) and propagation time of the defect leading to break off of railway axis was discussed. The influence of model cut thickness on possibilities of ultrasonic detection was discussed.

5

Badania ultradźwiękowe osi pełnych

Rawicki Ł., Słania J., Kaczmarek K., Irek P., Osiński M.

Przegląd Spawalnictwa

|

2017

|

R. 89, nr 12

27--31

PL

Ważnym zagadnieniem w eksploatacji osi kolejowych są badania ultradźwiękowe. Celem wykonywanych badań jest wykrycie poprzecznych pęknięć zmęczeniowych. Tworzą się one najczęściej w pobliżu zmian średnic osi (czyli w obszarach koncentracji naprężeń). Tradycyjna technika ultradźwiękowa umożliwia wykonywanie badania głowicami kątowymi na fale podłużne z powierzchni czołowej czopa. Badanie osi pełnych jest zadaniem czasochłonnym. Rozwiązaniem przy tego typu badaniach jest badanie półautomatyczne. Jest to badanie tańsze od badania w pełni automatycznego, a jednocześnie dużo szybsze od badania wykonywanego w sposób ręczny. Badania ultradźwiękowe dynamicznie się rozwijają, czego dowodem są nowoczesne techniki ultradźwiękowe jak np. technika Phased Array. Użycie jednej głowicy daje możliwość skanowania pod wieloma kątami wiązki ultradźwiękowej i brak konieczności stosowania kilku głowic.

EN

A very important issue from exploration point of view of railway axles is ultrasound research. The aim of the performed examination is to discover the transverse fatigue cracks. They are most often formed near the axis diameter changes (in areas of stress concentration). The traditional ultrasound technique allows to perform testing by using the angle heads for longitudinal waves from the front surface of the spigot. Examination of full axes is a time-consuming task. The solution for this type of research is semi-automatic examination. It is much more cheaper than fully automatic one and it is faster than the examination performed manually. The ultrasound research is developing dynamically, there are a lot of modern techniques like for example Phased Array technique. Using one head provides the ability to scan at multiple angles of the ultrasonic beam and there is no need to use multiple heads.

6

Kowarka o napędzie hydraulicznym i jej zastosowanie

Nieschwietz P. J., Knauf F., Szczepanik S.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2016

|

T. 27, nr 4

341--352

PL

Przedstawiono budowę i zastosowanie kowarki RUMX (Radialumformmaschine mit X Anordnung) z napędem hydraulicznym firmy SMS group. W 1989 roku zbudowano w SMS Hasenclever pierwszą kowarkę o napędzie hydraulicznym, która posiada zalety prasy hydraulicznej i kowarki mechanicznej. Kowarka o napędzie hydraulicznym pracuje ciszej niż kowarki o napędzie mechanicznym i jest bardziej wydajna. Układ cztero-kowadełkowy kowarki umożliwia realizowanie odkształcania z dużymi gniotami i posuwami. Jest to możliwe ze względu na zastosowany napęd hydrauliczny kowarki, który umożliwia realizację kucia ze stałymi naciskami. Kowarka o sile nacisku kowadła 10 MN przeznaczona jest do przekucia wsadu o średnicy 800 mm. Nagrzany wsad przekuwany jest na wyrób gotowy bez konieczności dogrzewania. Kowarka do kucia profili pełnych wyposażona jest w manipulator podający i odbierający, a do kucia rur grubościenny dodatkowo w manipulator utrzymujący i poruszający trzpień. Kowarki hydrauliczne zainstalowane są w zakładach o rocznej produkcji około 50 000 Mg i dużym asortymencie przetwarzanych gatunków materiałów takich, jak stale, stopy tytanu, stopy niklu lub w produkcji masowej określonego rodzaju odkuwek, np. osi kolejowych. Sterowanie procesem kucia znacząco zmniejsza pracochłonność wytwarzania wyrobów oraz zużycie materiału potrzebnego do ich wytwarzania. Odkuwki wykonane z zastosowaniem kowarki hydraulicznej mają korzystną mikrostrukturę o drobnym ziarnie na przekroju oraz charakteryzują się powtarzalnymi i zawężonymi tolerancjami wymiarów.

EN

The operation of the RUMX (Radialumformmaschine mit X Anordnung) radial forging machine with a hydraulic drive, introduced by the SMS company, is reviewed. Introduced in 1989 in SMS Hasenclever, it was the first radial forging machine built with a hydraulic drive. This machine type has advantages over the hydraulic open die press and the mechanical drive machine. The arrangement of four anvils carrying out the forging with big deformation and feeds produces the forging. It is possible to forge with constant forces. This machine with a maximum press force of 10 MN was designed to forge from 800 mm initial round pass. The heated initial material is forged to the finished product without need of reheating. The machine for forging full profiles is equipped with the loading and unlading manipulators, and for forging thick-walled tubes additionally a mandrel manipulator. Hydraulic drive forging machines are installed for annual yields of about 50 000 Mg. The large assortment of processed grades of materials includes special steels, titanium and nickel alloys, and mass production of blanks includes e.g. railway axles. Control of the forging process considerably reduces labour and material costs. Blanks so-forged have a beneficial fine-grained microstructure and are characterized by repeatable, narrow dimensional tolerances.

7

Szkolenie personelu badań nieniszczących w sektorze Utrzymania Ruchu Kolei

Słania J., Szymański A., Rawicki Ł.

Przegląd Spawalnictwa

|

2015

|

R. 87, nr 12

59--61

PL

Bezpieczeństwo zestawów kołowych wymaga przeprowadzania systematycznych badań stanu technicznego zapewniających prawidłową eksploatację transportu szynowego. Badania wizualne w kolejnictwie stanowią podstawowe badania nieniszczące stanowiące podstawę do przeprowadzania innych badań. W sektorze kolejowym przeprowadza się również badania penetracyjne PT i badanie prądami wirowymi ET. Największe zastosowanie znalazły jednak badania magnetyczno-proszkowe MT i ultradźwiękowe UT. Doskonalenie metod badań defektoskopowych prowadzi do konieczności ciągłego szkolenia i kwalifikowania personelu wykonującego badania oraz certyfikacji według określonych w normach zasad w Sektorze Utrzymania Ruchu Kolei.

EN

The security of wheel sets requires carrying out a systematic study of technical condition that will ensure the correct operation of rail transport. Visual testing of the railway is the basic NDT that is then a basis to carry out other tests. There are also Liquid Penetrant Inspection (PT) and Eddy Current Testing (ET) carried out in the rail sector. However, mostly applied are Magnetic Particles Testing (MT) and Ultrasonic Testing (UT). Improving of the methods of defectoscopy (flaw detection tests) leads to the need for continuous training and qualification of the personnel performing the examination, as well as certification according to the rules defined in the standards of the Sector of the Maintenance of Railways.

8

Problemy związane z wykrywaniem pęknięć zmęczeniowych osi kolejowych

Ładecki B.

Przegląd Spawalnictwa

|

2014

|

R. 86, nr 11

28--34

PL

Pomimo projektowania osi pojazdów szynowych w zakresie tzw. nieograniczonej wytrzymałości zmęczeniowej, wobec występowania szeregu złożonych zjawisk eksploatacyjnych, co roku rejestrowane są kolejne przypadki wykolejenia pojazdów szynowych spowodowane pęknięciami zmęczeniowymi osi. W pracy poddano analizie przyczyny kilku przypadków pęknięć osi w ostatnich latach, na podstawie dostępnych danych. Pomimo statystycznie niewielkiej liczby danych można z nich wyciągnąć wniosek, że dla znaczącej liczby badań defektoskopowych osi wykonywanych techniką ultradźwiękową pęknięcia o znacznych wymiarach mogą nie być wykrywane. Przeprowadzona analiza najistotniejszych czynników mających wpływ na wykrywalność pęknięć zmęczeniowych osi pojazdów szynowych dała podstawę do opracowania zaleceń odnośnie prowadzenia badań defektoskopowych osi, których wykorzystanie może mieć znaczący wpływ na wykrywalność pęknięć.

EN

Despite designing of axles of railway vehicles in terms of the so-called ‘unlimited fatigue strength’, and this with taking into account a number of complex operational phenomena, each year there are recorded new cases of derailment of rail vehicles due to the occurrence of fatigue cracks in axles. The present study gives the analysis of the reasons for the occurrence of several cases of axle cracks in recent years, based on available data. On the basis of this analysis, despite the statistically small number of data, it can be concluded that for a significant number of flaw detection examinations, performed using the ultrasound technique, cracks of considerable size may not be detected. The performed analysis of the most important factors affecting the detection of fatigue cracks in the axles of railway vehicles has given grounds for the development of recommendations for flaw detection examinations of axles, the use of which may have a significant impact on cracks detection.

9

Bezpieczeństwo eksploatacji osi kolejowych i badania ultradźwiękowe

Michnowski W., Machała P., Mierzwa J., Uchroński P.

Przegląd Spawalnictwa

|

2014

|

R. 86, nr 10

17--20

PL

W artykule przedstawiono obecny stan badań nieniszczących osi kolejowych pełnych. Podano czynniki mające istotny wpływ na badania ultradźwiękowe prowadzące do poprawy niezawodności osi. Czynniki te opisano, uwzględniając stan dzisiejszy oraz zaproponowano kroki prowadzące do jego poprawy – w tym wykorzystanie nowoczesnej aparatury, przeprowadzanie analizy geometrycznej dla każdego typu osi, zobrazowania przestrzenne wyników badań, sposoby eliminacji fałszywych wskazań, usprawnienie organizacji i kontroli badań.

EN

In this article current state of non-destructive tests of railway axles is presented. Significant factors that have impact on ultrasonic test that are resulting in improving reliability of axles were given. Those factors were described (regarding current situation) and propositions for improvement were presented – including usage of modern devices, conducting of geometrical analysis for each type of an axle, spatial visualisation of test results, methods of elimination of false indications, improving of organization and control of tests.

10

Metodyka wykrywania pęknięć zmęczeniowych w osiach kolejowych a wymagania norm europejskich

Antolik Ł.

Problemy Kolejnictwa

|

2014

|

Z. 165

7--19

PL

W artykule scharakteryzowano źródła powstawania pęknięć zmęczeniowych osi kolejowych. Zestawiono wymagania w zakresie spójności wewnętrznej dotyczące odbioru nowej osi oraz osi będącej w eksploatacji. Przedstawiono dokumenty odniesienia regulujące metodykę badań i porównano zunifikowaną metodę badawczą z wizualizacją typu A według PN-EN 12668-1:2010 z wizualizacją typu D (Phased Array) nieokreśloną w tej normie, a powszechnie stosowaną w przemyśle. Na podstawie analizy wyników przeprowadzonych prób stwierdzono, że Phased Array jest techniką przyszłościową, znacznie skracającą ultradźwiękowe skanowanie osi kolejowych i ograniczającą proces interpretacji wyników. Przed wdrożeniem techniki PA należy wykonać kosztowną i pracochłonną walidację metody oraz opracować instrukcję badań osi kolejowych. Niezbędne jest ustanowienie jednostki koordynującej działania w zakresie unifikacji krajowych wymagań stawianych eksploatowanym zestawom kołowym. Zadaniem tej jednostki byłoby także wdrażanie najnowszych technologii w utrzymaniu taboru kolejowego.

EN

In this paper, the sources of fatigue cracks formation in railway axles are presented. There is shown a comparison of internal integrity requirements that need to be met for a new railway axis and for a one that has been already in-service. The source documents are presented, which regulate the research methodology with a comparison of a unified research methodology with a type A visualization according to PN-EN 12668-1:2010 and with a type D visualization (Phased Array), which is inconsistent with PN-EN 12668-1:2010 and widely used in industry. The carried tests and the analysis of the results allow the conclusion that Phased Array technique is a technique for future, much shortening ultrasonic scanning of railway axis and partially eliminating the process of results interpretation. However, there is a serious barrier to be overcome before the PA technique will be successfully implemented. The method validation must be performed, which is expensive and time-consuming, as well as, the research instructions of railway axis, taking into account new technique, must be developed. The obtained results indicate the need for detailed tests to validate the method in order to place it in service by railway carriers. It is necessary though to establish a coordinating body to take action in terms of design and unification of national requirements for wheelsets in-service with the European railway market in order to maintain the rolling stock in-service at the highest possible level.