Mechanism of integrated forming of shape and inner hole of hollow axle

Mecanismo de conformación integrada de la forma y el orificio interior del eje hueco

Este artículo presenta una nueva tecnología de conformado integrado de la forma y el agujero interior de un eje hueco. En primer lugar, se describe el diseño del proceso. En segundo lugar, se explica el rango del ángulo de avance de dos conjuntos de rodillos y el principio a seguir. Por último, se simula el proceso de laminado del eje hueco mediante el método de los elementos finitos (MEF) y se analizan la ley de variación de los parámetros de carga y la ley de distribución de la temperatura y la deformación plástica efectiva en el proceso de laminado.

INTRODUCCIÓN

El eje hueco es el componente central de los trenes de alta velocidad. Comparado con el eje macizo, tiene las ventajas de tener una masa de eje pequeña, ser conveniente para las pruebas ultrasónicas y reducir la fuerza entre la rueda y el raíl. En la actualidad, los principales métodos de conformado de ejes huecos son la forja con matriz abierta y la forja de precisión, pero estos dos métodos de conformado tradicionales tienen sus propias limitaciones, como la baja tasa de conformado, el bajo aprovechamiento del material y el gran ruido de producción de la forja con matriz abierta; el bajo aprovechamiento del material y la alta inversión de la forja de precisión [1].

Con los problemas medioambientales cada vez más graves, el ahorro de energía y la protección del medio ambiente, la alta eficiencia de la producción y la conformación casi neta de las piezas desempeñan un papel cada vez más importante en la práctica de la producción. Muchos estudiosos han realizado grandes esfuerzos en estas direcciones. Pater et al. fabricaron dos tipos de ejes de tren estándar con tres trenes de laminación de alta inclinación, y simularon el proceso con el método de elementos finitos. Los resultados verificaron la viabilidad de la tecnología [2]. Wang Fujie et al. propusieron la tecnología TSR (Tandem Skew Rolling), que puede completar la perforación y laminación de tubos de acero sin soldadura en un solo tren de laminación. Verificaron el proceso mediante experimentos y FEM, y obtuvieron la ley de variación de la fuerza de laminación y el par de laminación en el proceso, así como la ley de distribución de la tensión, la deformación y la temperatura en la pieza [3]. Romanenko et al. propusieron un método para preparar tochos huecos para ejes huecos de trenes en un laminador de perforación de dos alturas . Con el fin de preparar tochos de pared ultra gruesa de alta calidad, se propusieron un sistema de deformación y la disposición de la zona de deformación del tren de perforación de dos alturas [4].

De acuerdo con el trabajo realizado por los predecesores, este documento propone creativamente la formación integrada de la forma y el agujero interior del eje hueco, es decir, los dos procesos que la perforación y el eje de paso de laminación se completan en una sola etapa. Y el proceso se simula mediante el método de los elementos finitos para explorar la viabilidad.