[发明专利]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

说明书

本发明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8‑10min，水冷结束后空冷10min，再将轮毂送进回火炉中进行回火处理。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。

技术领域

本发明涉及轨道交通用车轮热处理技术领域，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。

背景技术

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。

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。

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。

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，属于车轮热处理技术领域。本发明包括以下步骤：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。

发明内容

针对现有技术不足，本发明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。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

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。

所述喷嘴结构为扇型喷嘴。

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。

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。

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：

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；