Influence of process parameters on the forming mechanics parameters of the three-roll skew rolling forming of the railway hollow shaft with 1 : 5

Influencia de los parámetros del proceso en los parámetros de la mecánica de conformación del laminado oblicuo de tres rodillos del eje hueco de ferrocarril con 1 : 5

Este artículo presenta la nueva tecnología aplicada en un eje hueco ferroviario de laminado oblicuo de tres rodillos. Se realiza una simulación de la conformación de la rodadura oblicua de tres rodillos en un eje hueco ferroviario de 1 : 5. Se deduce la condición de rotación de la rodadura oblicua de tres rodillos y se calculan la fuerza y el par de rodadura. Se deduce la condición de rotación del laminado oblicuo de tres rodillos y se calculan y validan la fuerza de laminado y el par de laminado. Se analiza la influencia de los parámetros del proceso en los parámetros mecánicos, de lo que se concluye que los parámetros mecánicos de la laminación oblicua son obviamente menores que los adquiridos por la laminación transversal cuando se laminan ejes huecos de ferrocarril del mismo tamaño. Los resultados de este estudio sientan las bases teóricas para la realización de la conformación precisa del eje hueco ferroviario laminado en oblicuo con tres rodillos, con un proceso corto y un coste bajo.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, el desarrollo de la industria ferroviaria es de gran importancia para el desarrollo sostenible del mundo. En China, según las previsiones de los expertos, en 2.020 el número de inventarios de trenes de alta velocidad alcanzará los 8.000 y se demandarán 1 millón de ejes ferroviarios de alta velocidad [1-2]. En la actualidad, el eje hueco se fabrica principalmente mediante forja libre y laminado en cuña. La tecnología básica de forja de precisión la dominan principalmente los países desarrollados. El método de laminado en cuña transversal tiene las ventajas de mejorar significativamente la eficiencia productiva y la utilización del material en comparación con el método de forja libre[3].

El eje ferroviario es una pieza de eje grande con el diámetro máximo de φ 222 mm y la longitud máxima de 2 356 mm. Si el eje de tren se produce por el método de laminado en cuña transversal, el diámetro de la matriz alcanzará unos φ 3 000 mm y la altura del laminador en cuña superará los 9 000 mm. Una máquina tan grande y un molde que requieren enormes inversiones son imposibles de implementar, ya que conducirán a una producción difícil y un funcionamiento inconveniente. Mientras que la laminación oblicua de tres rodillos puede resolver los problemas anteriores [4-5].

PRINCIPIO E INNOVACIÓN 

En este trabajo, basándose en la tecnología de reducción del diámetro hueco mediante laminado oblicuo de tres rodillos y en la tecnología del eje de laminado espiral perfilado, se propone una nueva tecnología de laminado oblicuo de tres rodillos.