CN107335770B - 钢轨热处理系统和热处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢轨热处理系统和热处理工艺，属机械设备领域，系统包括锻压装置和淬火装置，淬火装置包括输送平台，输送平台端部设有正火炉，输送平台与正火炉之间还设有风冷设备，风冷设备包括空气压缩机、储气罐和喷头，空气压缩机向储气罐中泵入空气，储气罐向喷头提供高压气流；喷头包括顶板和位于顶板两侧的侧板，侧板内部和顶板内部均匀的分布有喷孔，两侧板内侧底部边沿对称反向的设有阻燃棉条；喷头由升降气缸控制其升降，喷头进气管为波纹管，本系统能进一步减少加工工序，降低能耗，提高加工效率；另外本发明还根据上述系统公开了一种钢轨热处理工艺，所述工艺包括锻压工艺、淬火工艺，本工艺加工钢轨能实现确保轨头淬透且质量均一。

Description

钢轨热处理系统和热处理工艺

技术领域

本发明涉及钢轨加工处理设备领域，具体涉及一种钢轨热处理系统和热处理工艺。

背景技术

目前，铁路道岔用AT尖轨均是由标准轨跟端进行锻压、淬火等处理加工而成，现有技术中，标准轨在锻压、淬火时，锻压装置是由中频加热炉与锻压设备之间设置有长型滑轨，，所述钢轨由天车吊放至滑轨，再送至中频加热炉，将钢轨跟端在中频加热炉内进行加热，加热好后，从中频加热炉与滑轨端将钢轨拉伸到滑轨上，并在滑轨上将钢轨加热端伸入到锻压设备锻压模内进行锻压，此时在锻压时，钢轨非加热部分只是搁置在滑轨上，在锻压设备对钢轨跟端进行锻压时，钢轨会产生较为剧烈的共颤，使得锻压时噪音过大，同时钢轨的剧烈震动也会影响锻压设备锻压模对钢轨跟端的锻压成型效果，通常需反复锻压2-3次才能锻压出合格的产品，如此能耗极高，且反复加热、反复锻压，钢轨需反复由人工在中频加热炉和锻压设备之间进行转运；锻压完成后再由天车将钢轨从滑轨上转移到正火炉前对钢轨跟端进行加热1100-1150℃，加热完后取出自然冷却后再将其转移到中频加热喷雾淬火机床对轨头进行淬火，中频加热喷雾淬火机床为在线式淬火设备，对钢轨跟端在加热头和喷雾头下缓慢经过来完成淬火工序。

申请人在传统加工设备和加工工艺下，发现存在较多缺陷：具体如下：

（1）设备自动化程度极低，且需不断转场，整套加工工序占地面积大，加工设备较为分散，中间加工工序需设置多个堆料点，不便于车间管理，其次人工成本高、劳动强度大，生产效率极低；

（2）钢轨跟端锻压时需反复锻压2-3次才能较好的成型，且锻压时噪音过大，而且钢轨在每次锻压时，钢轨加热后需由人工将钢轨旋转180°再进行锻压，而锻压时反复加热，也会提高能耗；

（3）钢轨在淬火前需先进行正火，正火后需待其自然冷却，而钢轨从950-1000℃自然冷却需等待较多时间，进一步降低生产效率；

（4）钢轨冷却后又需将钢轨转场至淬火机床，钢轨轨头在淬火时，由于采用的是喷水雾迅速的对轨头进行迅速降温，其钢轨轨头淬火层深较浅，通常在5-10mm内，且喷雾冷却时其对钢轨轨头冷却不均匀，钢轨轨头金相组织不均匀，易出现马氏体等不良组织；其次喷雾冷却是利用吹风将水进行雾化，水的雾化效果直接关系到淬火质量，而此时水的雾化效果受众多因素影响包括风压、水压、以及喷孔容易堵塞或是个别喷孔因雾化不佳出现水柱，以及机床加热功率、频率、机床行进速度、季节和天气等因素的影响，设备稳定性差，因此不仅同根产品的质量不能保证均一，而不同批次之间产品的均一性也极难保证，即产品的淬火效果离散性较大，不便于产品的质量管理；

（5）传统工艺加工的轨头，其淬火层深较浅，且轨头金相组成不均匀，其耐磨性能较差，钢轨使用寿命较短。

基于此，很有必要提供一种自动化程度高钢轨夹具和加工工艺成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种钢轨锻压用夹具，能够实现在钢轨锻压阶段时能根据需要将钢轨夹紧并自动在工位上进行三维运动并实现钢轨自动翻转，提高钢轨锻压时自动化程度，避免钢轨在锻压时需人工进行转运和翻转。

本发明的目的可通过以下的技术方案来实现：

本发明一较佳实施例提供了一种钢轨锻压用夹具，所述夹具包括若干并列排布的横向导轨，所述横向导轨上设有横向运动平台，所述横向运动平台上部纵向并列分布有若干根纵向导轨，所述纵向导轨上设有纵向运动平台，所述纵向运动平台上间隔均匀的呈直线分布有若干卡爪；所述卡爪包括旋转盘和旋转盘底座，所述旋转盘底座通过可升降装置固定在纵向运动平台上，所述旋转盘上设有一矩形卡槽，卡槽两侧内壁下部分别对称反向的设有小孔，小孔内设有第一伸缩气缸，第一伸缩气缸端部设有卡板；所述旋转盘周边设有齿轮，所述旋转盘底座上设有与齿轮匹配的驱动电机；所述旋转盘底座与旋转盘的接触端面上设有能相互卡合的滑轨；所述横向运动平台和纵向运动平台上均设有伺服电机进行驱动。

优选的，所述旋转盘上的卡槽所对应的弧度为锐角或钝角，所述旋转盘底座与旋转盘的接触端面所对应的弧度大于180°；所述驱动电机为伺服电机，所述驱动电机设置在旋转盘底座与旋转盘卡合面的最上方。

优选的，所述可升降装置为伺服气缸控制的连杆式升降装置或由伺服气缸控制的滑轨式升降装置；所述夹具还包括控制系统，所述控制系统控制所有伺服电机和伺服气缸的运行。

本发明还提供了一种采用上述钢轨锻压夹具的锻压装置，其目的在于提高钢轨锻压效率，缩短钢轨锻压生产线，同时在钢轨锻压全程对钢轨进行夹紧，避免钢轨跟端在锻压时，钢轨非锻压端的产生共颤，降低噪音并提高钢轨跟端一次锻压成功率。

为实现上述目的，本发明的另一较佳实施例提供了一种钢轨锻压装置，其技术方案是：所述装置包括上述钢轨锻压夹具，所述装置还包括锻压设备和中频加热炉，所述锻压设备和中频加热炉并排分布于夹具的纵向运动平台端部的一侧；所述锻压设备的锻压模口中心与中频加热炉的炉口中心处于同一高度和同一垂直平面内。

优选的，所述锻压设备侧部设有一红外测距仪，所述红外测距仪与锻压模口中心、中频加热炉炉口中心处于同一直线上；所述红外线测距仪向控制系统输送信号，所述锻压设备、中频加热炉均由控制系统控制。

本发明还提供了一种包含上述锻压装置的热处理系统，其目的在于提高钢轨淬火效率，减少淬火前的正火工序，直接在正火加热后不待其自然冷却而是立即进行喷风降温，完成整个加工流程，且不需钢轨转场和堆料，直接进行自动化上料淬火。

为实现上述目的，本发明的另一较佳实施例提供了一种钢轨热处理系统，其技术方案是，所述装置包括上述钢轨锻压装置，所述热处理系统还包括淬火装置，所述淬火装置位于锻压装置一旁，所述淬火装置包括输送平台，所述输送平台端部设有正火炉，所述输送平台与正火炉之间还设有风冷设备，所述风冷设备包括空气压缩机、储气罐和喷头，空气压缩机向储气罐中泵入空气，储气罐向喷头提供高压气流；所述喷头为腔室结构，包括顶板和位于顶板两侧的侧板，所述侧板内部和顶板内部均匀的分布有喷孔，所述两侧板内侧底部边沿对称反向的设有阻燃棉条；所述喷头由升降气缸控制其升降，所述喷头进气管为波纹管。

优选的，所述输送平台包括支架，所述支架上设有若干并列分布的输送辊，所述滚轮由电机进行驱动。

优选的，所述输送平台上靠锻压装置一侧还设有一推料台，所述推料台固定在输送平台支架上，所述推料台包括若干横向并列固定输送平台支架上的推料单元；所述推料单元包括一滑槽，所述滑槽包括底板和位于底板两侧的侧板，所述滑槽底板上设有一条形滑孔，所述滑槽内设有滑板，滑板底部卡合在滑孔内，所述滑板上间隔均匀的铰链有若干推块，所述推块为三角形结构，所述推块还包括限位机构和弹性机构；所述滑槽下部固定有第二伸缩气缸，所述第二伸缩气缸的伸长臂与滑板底部铰连固定。

优选的，所述推块底部铰链对侧还设有贯穿滑板的限位杆，限位杆上套设有弹簧或所述滑槽两侧板顶部内侧对称反向设有突出结构，所述推块底部铰链对角两侧均设有档杆，所述推块底部和滑板之间固定设有U型弹片或是弹簧。

优选的，所述热处理系统包括第二控制系统，所述推料台、输送平台、风冷设备和正火炉均由第二控制系统控制。

本发明另外还提供了一种采用上述钢轨热处理系统对钢轨跟端进行热处理的工艺，所述加工工艺包括如下步骤：（1）采用升降机或是起重设备将钢轨升起放入到钢轨锻压用夹具旋转盘的卡槽内，通过控制系统控制旋转盘内的两侧伸缩气缸伸长使其端部的夹齿协同将钢轨夹紧固定；（2）通过控制系统控制钢轨锻压用夹具的横向运动平台在将钢轨的轴心输送到红外测距仪对应的垂直平面上，并通过可升降装置使旋转盘底座上升，直至钢轨轴心与红外测距仪处于同一直线上，此时再由纵向运动平台运动将钢轨端部与红外测距仪之间的距离调节至850mm；（3）通过钢轨锻压用夹具的横向运动平台和纵向运动平台将钢轨端部伸入到中频感应炉内，在电磁加热的作用下，钢轨端部被加热至1100-1150℃；（4）将经上述步骤处理后的钢轨通过钢轨锻压用夹具抽出中频感应炉，并通过控制系统控制旋转盘在卡爪座上旋转180°，使钢轨倒置，并通过钢轨锻压用夹具将钢轨送入到锻压设备工位内，并在这个过程中将钢轨加热端表面的氧化皮清除；（5）将钢轨轨头伸入到锻压设备的锻压模具内，先进行预锻、然后再进行终锻；（6）对经上述处理后的钢轨进行检验，符合标准的进入下一工序，不符合标准的钢轨需重复锻压；（7）将上述符合标准的钢轨旋转180°后脱离钢轨锻压用夹具送至推料台，再由输送平台将钢轨伸入到正火炉内1100mm长，注意钢轨在炉内是悬空状态；（8）将钢轨在正火炉内进行加热，待温度升高到650-750℃后，保温180-210s，保温后继续加热至950-1000℃出炉；（9）将钢轨加热端退回至风冷设备正下方，由风冷设备喷头对钢轨轨头进行吹风，风压控制在0.4MPa以上，若风压低于0.4MPa应立即停止吹风待风压稳定并高于0.4MPa后继续吹风，直至钢轨冷却后，在钢轨上喷涂“已吹风”标记。

优选的，所述步骤（9）中钢轨在正火炉内加热时，温度先升到680-720℃，然后保温160-200S，再将温度升至960-980℃出炉。

与现有技术相比，本发明所述钢轨锻压用夹具、锻压装置以及热处理系统和热处理工艺的有益效果在于： 采用钢轨锻压用夹具能将钢轨进行夹紧后进行前、后、左、右、上、下各方向的三维运动，同时还能通过旋转盘的旋转带动钢轨进行大角度的自动进行180°的旋转和回位，能较大程度的节省人力提高生产效率，传统工艺在锻压工位需三个人以较强的劳动强度完成的工作现只需一人便能轻松完成，而且锻压工位的厂地长度减小到原来一半；同时在锻压时，由于夹具仍然将钢轨夹持紧固，在轨头锻压时，钢轨主体不会产生共颤或共颤幅度较小，基本能够实现钢轨轨头一次锻压成型，与传统反复锻压相比，效率提高而且降低能耗；锻压完成后的钢轨经起重设备将其吊升至推料台，由推料台上的推块依次将钢轨推至输送平台上，推料台上的推块通过循环的前进、后退将所有钢轨依次向输送平台推进，实现输送平台的自动上料，实现钢轨在锻压后不需堆料，也不需转场，进一步减小加工产地；同时本工艺在正火后不需待其自然冷却，而是直接进行喷风冷却，完成淬火步骤，而不用在正火后待其自然冷却再经过中频加热喷雾淬火机床进行加热喷雾淬火，缩短加工工序，由喷风冷却设备取代整个中频加热喷雾淬火机床，降低设备投入，缩短加工时间，提高生产效率，而且采用喷风冷却其冷却速度较为均匀，且喷风条件较为容易调控，所述喷风条件仅受供风量的影响，设备稳定可调，轨头各处淬火均匀，且质量稳定离散性小；而且采用本工艺加工的轨头其淬火层层深较深甚至能将轨头淬透，各处金相稳定，增强钢轨的机械性能，提高轨头耐磨性能，钢轨的使用寿命延长30-50%，钢轨整个锻压淬火加工总共只需三人完成，而现有技术中需要七人完成，另外加工产地缩小为现有技术的一半不到，而能耗降低为现有技术的20-30%，生产效率提高为现有技术的3-5倍。

综上所述，本发明所述钢轨锻压用夹具、锻压装置以及热处理系统和热处理工艺具有效率高、能耗低、自动化程度高、产品品质稳定、集成化程度高的优点，同时能降低工作人员的劳动强度，增加工作的舒适性，基本能够实现钢轨轨头锻压、淬火的流水线加工，同时使得钢轨跟端轨头的热处理加工更加符合“6S”管理标准，与现有技术相比，无需叉车进行转运，由于钢轨长度较大，叉车运转钢轨时的需较大的转场产地，且无形增加了安全隐患。

附图说明

图1为本发明实施例所述钢轨锻压用夹具的简视图；

图2为图1所述钢轨锻压夹具旋转盘与旋转底座的简视图；

图3为旋转盘底座与纵向运动平台之间可升降连接方式示意图；

图4为旋转盘底座与纵向运动平台之间另一可升降连接方式示意图；

图5为本发明实施例所述热处理系统的设备布局模块图；

图6为本发明实施例所述热处理系统输送平台结构简图；

图7为本发明实施例所述热处理系统的输送平台与推料台之间的结构简图；

图8为图7所述推料台的结构示意图；

图9为图8所述推料台剖面图；

图10为图7所述推料台的另一结构示意图；

图11图10所述推料台剖面图；

图12为本发明所述热处理系统的风冷设备的结构简图；

图13为图12所述风冷设备的喷头简图。

图中：1a钢轨锻压用夹具，1横向导轨，2横向运动平台，3纵向导轨，4纵向运动平台，5卡爪，501旋转盘底座，502旋转盘，503驱动电机，504第一伸缩气缸，505第一伸缩气缸伸缩臂，506卡板，6可升降装置，6a多连杆式升降装置，6b滑竿式升降装置，601伺服气缸，7中频加热炉，8锻压设备，9输送平台，901输送平台支架，902减速机，903驱动电机，904输送辊，905传动皮带，10推料台，101a第一滑槽，101b 第二滑槽，102a第一滑板，102b第二滑板，103a第一推块，103b第二推块，104滑孔，105滑槽缓降台，106第二伸缩气缸，107限位杆，108弹簧，109U型弹片，110挡杆，11正火炉，12风冷设备，121空气压缩机，122储气罐，123喷头，1231顶板，1232侧板，1233阻燃棉，13钢轨。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请参阅图1-2，本实施例提供了一种钢轨锻压用卡爪，所述夹具包括若干并列排布的横向导轨，所述横向导轨上设有横向运动平台，所述横向运动平台上部纵向并列分布有若干根纵向导轨，所述纵向导轨上设有纵向运动平台，所述纵向运动平台上间隔均匀的呈直线分布有若干卡爪；所述卡爪包括旋转盘和旋转盘底座，所述旋转盘底座通过可升降装置固定在纵向运动平台上，所述旋转盘上设有一矩形卡槽，卡槽两侧内壁下部分别对称反向的设有小孔，小孔内设有第一伸缩气缸，第一伸缩气缸伸缩臂的端部设有卡板；所述旋转盘周边设有齿轮，所述旋转盘底座上设有与齿轮匹配的驱动电机；所述旋转盘底座与旋转盘的接触端面上设有能相互卡合的滑轨；所述横向运动平台和纵向运动平台上均设有伺服电机进行驱动。具体的，横向导轨和纵向导轨上均设有相应的齿轮条，而相应的伺服电机的上也设有齿轮盘，通过齿轮咬合来驱动纵向、横向运动平台的运动，具体横向导轨、纵向导轨、横向运动平台与纵向运动平台还相应伺服电机的安装连接关于属于所属领域技术人员的公知常识，为节约篇幅在此不对其进行赘述。

所述旋转盘上的卡槽所对应的弧度为锐角或钝角，所述旋转盘底座与旋转盘的接触端面所对应的弧度大于180°；所述驱动电机为伺服电机，所述驱动电机设置在旋转盘底座与旋转盘卡合面的最上方。优选的，所述旋转盘的卡槽对应的弧度为直角、锐角，所述旋转盘底座的与旋转盘的接触端面所对应的弧度与旋转盘卡槽对应的弧度一致，从而保证旋转盘的旋转角度能够实现最大化，防止旋转盘与旋转盘底座在旋转过程中脱落。

旋转盘与旋转盘底座卡合结构具体为旋转盘与旋转盘底座在二者的接触端面上一方设有弧形凸起，另一方设有与之配合的弧形凹陷结构，卡合结构实现旋转盘在旋转盘底座上的横向卡合，使旋转盘只能在旋转盘底座内进行旋转而不能左右摆动。

所述可升降装置为伺服气缸控制的连杆式升降装置或由伺服气缸控制的滑轨式升降装置，本实施例提供了两种可升降装置，请参阅图3，一种为旋转盘底座与纵向运动平台之间通过多连杆式升降装置协同伺服气缸完成其升降，为了增加旋转盘底座的平稳性，所述多连杆式升降装置为并列两幅，二者之间通过铰链杆进行固定，铰链杆由伺服气缸进行驱动；请参阅图4，另一种为旋转盘底座与纵向运动平台在四个角处通过套杆固定，四个套杆的中心位置由伺服气缸控制旋转盘底座的升降，而套杆的目的用于增加旋转盘底座的平稳性；所述夹具还包括控制系统，所述控制系统控制伺服电机、伺服气缸、第一伸缩气缸的运行。

控制系统通过控制横向、纵向运动平台上的伺服电机使卡爪在横向和纵向方位进行运动，而可升降装置则实现卡爪的上升与下降，需要注意的是，纵向运动平台上的所有可升降装置的运动轨迹是协同一致的；而旋转盘底座与旋转盘之间通过固定在旋转盘底座上的伺服电机驱动旋转盘边缘的齿轮使旋转盘在旋转盘底座上进行旋转，优选的，驱动旋转盘旋转的伺服电机需安装在旋转盘底座与旋转盘接触端面的最上方，这样能够实现驱动电机在单方向上使旋转盘旋转的最大角度为360°减去卡槽所对应的弧度，当旋转盘旋转在起始位置开始旋转了相对于最大旋转角度时，便不能再继续旋转，否则驱动旋转盘的驱动电机的齿轮与旋转盘边缘的齿轮脱离咬合，导致驱动电机空转；进一步优选的，可在驱动旋转盘旋转的伺服电机需安装在旋转盘底座与旋转盘接触端面的两侧最上方均安装一个驱动电机，通过两个驱动电机的轮流驱动来实现更大角度的旋转，即当一个驱动电机脱离咬合后另一电机继续驱动，但由于旋转盘上设有第一伸缩气缸的气管接口，因此旋转盘不宜旋转角度不宜大于360°，否则旋转盘外接的管道会发生缠绕或是拉扯脱落。

钢轨放在旋转盘卡槽内后，控制系统控制第一伸缩气缸伸长，由第一伸缩气缸伸缩臂上的卡板将钢轨腰部卡紧，此时钢轨固定在旋转盘内，再由控制系统控制横向、纵向运动平台上的伺服电机、可升降装置上的伺服气缸以及旋转盘上的驱动电机协同实现钢轨的三维运动以及钢轨的旋转。

实施例2

本实施例提供了一种采用上述夹具的钢轨锻压装置，请参阅图5右半部分，所述装置还包括锻压设备和中频加热炉，所述锻压设备和中频加热炉并排分布于夹具的纵向运动平台端部的一侧；所述锻压设备的锻压模口中心与中频加热炉的炉口中心处于同一高度和同一垂直平面内。

所述锻压设备侧部设有一红外测距仪，所述红外测距仪与锻压模口中心、中频加热炉炉口中心处于同一直线上；所述红外线测距仪向控制系统输送信号，所述锻压设备、中频加热炉均由控制系统控制。

本实施例通过采用钢轨锻压用夹具，利用其能三维运动可旋转的特点，将锻压设备与中频加热炉的位置进行优化，将锻压设备与中频加热炉进行并排分布，实现钢轨锻压全自动化，无需多次转场，且缩短工位长度，在钢轨锻压时，实现钢轨的自动旋转，且保证钢轨跟端在锻压时，钢轨主体部分仍被夹具固定，减小钢轨主体的共颤，提高钢轨的一次成型率，该装置在钢轨跟端加热完后大概30s便能完成锻压，而现有技术中钢轨跟端加热完后由人工将钢轨拉拽到锻压设备处，还需人工旋转、人工入模，到完成该次，时间需要2-3min，而此时钢轨跟端由于热量散失等原因，降低锻压成型效果。

红外测距仪的作用是为钢轨跟端到炉口和锻压设备模口的距离进行测定，为钢轨入炉和入模提供精确的数据知识，然后通过控制系统中输入到参数实现钢轨跟端自动化加热、锻压。

实施例3

本实施例提供了一种采用上述锻压装置的钢轨热处理系统，所述热处理系统还包括淬火装置，所述淬火装置位于锻压装置一旁，所述淬火装置包括输送平台，所述输送平台端部设有正火炉，所述输送平台与正火炉之间还设有风冷设备，请参阅图12，所述风冷设备包括空气压缩机、储气罐和喷头，空气压缩机向储气罐中泵入空气，储气罐向喷头提供高压气流；所述喷头为腔室结构，包括顶板和位于顶板两侧的侧板，所述侧板内部和顶板内部均匀的分布有喷孔，所述两侧板内侧底部边沿对称反向的设有阻燃棉条；所述喷头由升降气缸控制其升降，所述喷头进气管为波纹管。

由于钢轨需进行热处理的部位位于轨头，因此喷头的结构如图13所示，喷头两侧板的阻燃棉需在喷头将轨头上部和侧部包裹后，阻燃棉需在两端将轨头底部的轨颚进行包裹，轨颚部是不需要进行热处理，包裹后喷头喷出的风从喷头两侧流出，增加气流在轨头的接触时间，提高换热效率，在相同的风压下提高轨头降温速率。

请参阅图6，所述输送平台包括支架，所述支架上设有若干并列分布的输送辊，所述滚轮由电机进行驱动。

请参阅图7，所述输送平台上靠锻压装置一侧还设有一推料台，所述推料台固定在输送平台支架上，所述推料台包括若干横向并列固定输送平台支架上的推料单元；所述推料单元包括一滑槽，所述滑槽包括底板和位于底板两侧的侧板，所述滑槽底板上设有一条形滑孔，所述滑槽内设有滑板，滑板底部卡合在滑孔内，所述滑板上间隔均匀的铰链有若干推块，所述推块为三角形结构，所述推块还包括限位机构和弹性机构；所述滑槽下部固定有第二伸缩气缸，所述第二伸缩气缸的伸长臂与滑板底部铰连固定。

如图8-9所示，所述限位机构为推块底部铰链对侧还设有贯穿滑板的限位杆，弹性机构为限位杆上套设有弹簧，滑板上设有与限位杆相匹配的圆孔。

如图10-11所示，所述限位机构为滑槽两侧板顶部内侧对称反向设有突出结构，所述推块底部铰链对角两侧均设有档杆，所述弹性机构所述推块底部和滑板之间固定设有U型弹片或是弹簧。

所述热处理系统包括第二控制系统，所述推料台、输送平台、风冷设备和正火炉均由第二控制系统控制。

所述推料台滑槽底部的水平高度高于驱动平台上滚轮的高度，钢轨通过推料台推下后沿滑槽末端的滑槽缓降台将使钢轨自由滑落到输送平台上，由于各项因素不变，每根钢轨缓降到输送平台上后在滚轮上的位置均相对固定，方便喷头进行定位，即钢轨始终位于喷头正下方，在进行喷风冷却时，喷头只需进行上下运动，而不需左右运动喷头或是左右调节钢轨的位置。

本实施例中推料台的工作原理是，钢轨在经过锻压后，由由起重机将钢轨从钢轨锻压用夹具上吊起搁置在推料台上，由推料台将钢轨一根根依序推至输送平台，第二伸缩气缸每伸长一次，各推块对应的钢轨向前运动一步，第二伸缩气缸收缩时，各推块从位于其后方的钢轨底部通过，通过后在弹簧和限位杆的作用下将该钢轨挡住，第二伸缩气缸伸长时，推块将该钢轨向前推，依次往复。优选的，为了防止推块在推动钢轨向前运动时，推块与钢轨滑落，所述推块最好是钝角三角形，且推块在推动钢轨时，其与钢轨接触一面最好是垂直于滑槽或是向钢轨方倾斜。

另外可根据锻压速度和淬火速度进行调节，确保锻压速度和淬火速度协同，防止在锻压与淬火之间存在堆料。

实施例4

本实施例提供了一种采用上述钢轨热处理系统的处理钢轨的热处理工艺，所述工艺包括如下步骤：（1）采用升降机或是起重设备将钢轨升起放入到钢轨锻压用夹具旋转盘的卡槽内，通过控制系统控制旋转盘内的两侧伸缩气缸伸长使其端部的夹齿协同将钢轨夹紧固定；（2）通过控制系统控制钢轨锻压用夹具的横向运动平台在将钢轨的轴心输送到红外测距仪对应的垂直平面上，并通过升降气缸使卡爪座上升直至钢轨轴心与红外测距仪处于同一直线上，此时再由纵向运动平台运动将钢轨端部与红外测距仪之间的距离调节至850mm；（3）通过钢轨锻压用夹具的横向运动平台和纵向运动平台将钢轨端部伸入到中频感应炉内，在电磁加热的作用下，钢轨端部被加热至1100-1150℃；（4）将经步骤（3）处理后的钢轨通过钢轨锻压用夹具抽出中频感应炉，并通过控制系统控制旋转盘在卡爪座上旋转180°，使钢轨倒置，并通过钢轨锻压用夹具将钢轨送入到锻压设备工位内，并在这个过程中将钢轨加热端表面的氧化皮清除；（5）将钢轨轨头伸入到锻压设备的锻压模具内，先进行预锻、然后再进行终锻；（6）对经步骤（5）处理后的钢轨进行检验，符合标准的进入下一工序，不符合标准的钢轨需重复锻压；（7）将步骤（6）中符合标准的钢轨旋转180°后脱离钢轨锻压用夹具送至第二钢轨输送平台的横向中转设备上，再由横向中转模块转移至纵向输送设备上，将钢轨伸入到正火炉内1100mm长，注意钢轨在炉内是悬空状态；（8）将钢轨在正火炉内进行加热，待温度升高到650-750℃后，保温180-210s，保温后继续加热至950-1000℃出炉；（9）将钢轨加热端退回至风冷设备正下方，由风冷设备喷头对钢轨轨头进行吹风，风压控制在0.4MPa以上，若风压低于0.4MPa应立即停止吹风待风压稳定并高于0.4MPa后继续吹风，直至钢轨冷却后，在钢轨上喷涂“已吹风”标记。

具体优选的，所述步骤（8）中钢轨在正火炉内加热时，温度先升到680-720℃，然后保温160-200S，再将温度升至960-980℃出炉。

其中步骤（6）中的检验标准为：钢轨无明显外观缺陷，钢轨在红热状态时钢轨轨轨腰厚度为冷却时a+1 -0.3 mm，轨头宽度为b+0.8 0 mm，轨底宽为c+2 0mm,成型端宽度为d+20 -20, mm，鱼尾空间符合样板，偏中不大于1mm。

与现有技术相比，本发明所述钢轨锻压用夹具、锻压装置以及热处理系统和热处理工艺的有益效果在于： 采用钢轨锻压用夹具能将钢轨进行夹紧后进行前、后、左、右、上、下各方向的三维运动，同时还能通过旋转盘的旋转带动钢轨进行大角度的自动进行180°的旋转和回位，能较大程度的节省人力提高生产效率，传统工艺在锻压工位需三个人以较强的劳动强度完成的工作现只需一人便能轻松完成，而且锻压工位的厂地长度减小到原来一般；同时在锻压时，由于夹具仍然将钢轨夹持紧固，在轨头锻压时，钢轨主体不会产生共颤或共颤幅度较小，基本能够实现钢轨轨头一次锻压成型，与传统反复锻压相比，效率提高而且降低能耗；锻压完成后的钢轨经起重设备将其吊升至推料台，由推料台上的推块依次将钢轨推至输送平台上，推料台上的推块通过循环的前进、后退将所有钢轨依次向输送平台推进，实现输送平台的自动上料，实现钢轨在锻压后不需堆料，也不需转场，进一步减小加工产地；同时本工艺在正火后不需待其自然冷却，而是直接进行喷风冷却，完成淬火步骤，而不用在正火后待其自然冷却再经过中频加热喷雾淬火机床进行加热喷雾淬火，缩短加工工序，由喷风冷却设备取代整个中频加热喷雾淬火机床，降低设备投入，缩短加工时间，提高生产效率，而且采用喷风冷却其冷却速度较为均匀，且喷风条件较为容易调控，所述喷风条件仅受供风量的影响，设备稳定可调，轨头各处淬火均匀，且质量稳定离散性小；而且采用本工艺加工的轨头其淬火层层深较深甚至能将轨头淬透，各处金相稳定，增强钢轨的机械性能，提高轨头耐磨性能，钢轨的使用寿命延长30-50%，钢轨整个锻压淬火加工总共只需三人完成，而现有技术中需要七人完成，另外加工产地缩小为现有技术的一半不到，而能耗降低为现有技术的20-30%，生产效率提高为现有技术的3-5倍。

本发明所述钢轨锻压用夹具、锻压装置以及热处理系统和热处理工艺具有效率高、能耗低、自动化程度高、产品品质稳定、集成化程度高的优点，同时能降低工作人员的劳动强度，增加工作的舒适性，基本能够实现钢轨轨头锻压、淬火的流水线加工，同时使得钢轨跟端轨头的热处理加工更加符合“6S”管理标准，与现有技术相比，无需叉车进行转运，由于钢轨长度较大，叉车运转钢轨时的需较大的转场产地，且无形增加了安全隐患。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制，任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种钢轨热处理系统，其特征在于，所述热处理系统包括锻压装置和淬火装置，所述淬火装置位于锻压装置一旁，所述淬火装置包括输送平台，所述输送平台端部设有正火炉，所述输送平台与正火炉之间还设有风冷设备，所述风冷设备包括空气压缩机、储气罐和喷头，空气压缩机向储气罐中泵入空气，储气罐向喷头提供高压气流；所述喷头为腔室结构，包括顶板和位于顶板两侧的侧板，所述侧板内部和顶板内部均匀的分布有喷孔，所述两侧板内侧底部边沿对称反向的设有阻燃棉条；所述喷头由升降气缸控制其升降，所述喷头进气管为波纹管；

所述输送平台上靠锻压装置一侧还设有一推料台，所述推料台固定在输送平台支架上，所述推料台包括若干横向并列固定输送平台支架上的推料单元；所述推料单元包括一滑槽，所述滑槽包括底板和位于底板两侧的侧板，所述滑槽底板上设有一条形滑孔，所述滑槽内设有滑板，滑板底部卡合在滑孔内，所述滑板上间隔均匀的铰链有若干推块，所述推块为三角形结构，所述推块还包括限位机构和弹性机构；所述滑槽下部固定有第二伸缩气缸，所述第二伸缩气缸的伸长臂与滑板底部铰连固定。

2.根据权利要求1所述的钢轨热处理系统，其特征在于，所述锻压装置包括夹具、锻压设备和中频加热炉，所述锻压设备和中频加热炉并排分布于夹具的纵向运动平台端部的一侧；所述锻压设备的锻压模口中心与中频加热炉的炉口中心处于同一高度和同一垂直平面内。

3.根据权利要求2所述的钢轨热处理系统，其特征在于，所述夹具包括若干并列排布的横向导轨，所述横向导轨上设有横向运动平台，所述横向运动平台上部纵向并列分布有若干根纵向导轨，所述纵向导轨上设有纵向运动平台，所述纵向运动平台上间隔均匀的呈直线分布有若干卡爪；所述卡爪包括旋转盘和旋转盘底座，所述旋转盘底座通过可升降装置固定在纵向运动平台上，所述旋转盘上设有一矩形卡槽，卡槽两侧内壁下部分别对称反向的设有小孔，小孔内均设有第一伸缩气缸，第一伸缩气缸伸缩臂的端部设有卡板；所述旋转盘周边设有齿轮，所述旋转盘底座上设有与齿轮匹配的驱动电机；所述旋转盘底座与旋转盘的接触端面上设有能相互卡合的滑轨；所述横向运动平台和纵向运动平台上均设有伺服电机进行驱动。

4.根据权利要求3所述的钢轨热处理系统，其特征在于，所述旋转盘上的卡槽所对应的弧度为锐角或钝角，所述旋转盘底座与旋转盘的接触端面所对应的弧度大于180°；所述驱动电机为伺服电机，所述驱动电机设置在旋转盘底座与旋转盘卡合面的最上方。

5.根据权利要求3或4所述的钢轨热处理系统，其特征在于，所述可升降装置为伺服气缸控制的连杆式升降装置或由伺服气缸控制的滑轨式升降装置；所述夹具还包括控制系统，所述控制系统控制伺服电机、伺服气缸、第一伸缩气缸的运行。

6.根据权利要求2所述的钢轨热处理系统，其特征在于，所述锻压设备侧部设有一红外测距仪，所述红外测距仪与锻压模口中心、中频加热炉炉口中心处于同一直线上；所述红外线测距仪向控制系统输送信号，所述锻压设备、中频加热炉均由控制系统控制。

7.根据权利要求1所述的钢轨热处理系统，其特征在于，所述输送平台包括支架，所述支架上设有若干并列分布的输送辊，所述输送平台的滚轮由电机进行驱动。

8.根据权利要求1所述的钢轨热处理系统，其特征在于，所述推块底部铰链对侧还设有贯穿滑板的限位杆，限位杆上套设有弹簧。

9.根据权利要求1所述的钢轨热处理系统，其特征在于，所述滑槽两侧板顶部内侧对称反向设有突出结构，所述推块底部铰链对角两侧均设有档杆，所述推块底部和滑板之间固定设有U型弹片或是弹簧。

10.根据权利要求8或9所述的钢轨热处理系统，其特征在于，所述热处理系统包括第二控制系统，所述推料台、输送平台、风冷设备和正火炉均由第二控制系统控制。

11.一种采用如权利要求10所述钢轨热处理系统的钢轨的热处理工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：（1）采用升降机将钢轨升起放入到钢轨锻压用夹具旋转盘的卡槽内，通过控制系统控制旋转盘内的两侧伸缩气缸伸长使其端部的夹齿协同将钢轨夹紧固定；（2）通过控制系统控制钢轨锻压用夹具的横向运动平台在将钢轨的轴心输送到红外测距仪对应的垂直平面上，并通过可升降装置使旋转盘底座上升，直至钢轨轴心与红外测距仪处于同一直线上，此时再由纵向运动平台运动将钢轨端部与红外测距仪之间的距离调节至850mm；（3）通过钢轨锻压用夹具的横向运动平台和纵向运动平台将钢轨端部伸入到中频感应炉内，在电磁加热的作用下，钢轨端部被加热至1100-1150℃；（4）将经上述步骤处理后的钢轨通过钢轨锻压用夹具抽出中频感应炉，并通过控制系统控制旋转盘在卡爪座上旋转180°，使钢轨倒置，并通过钢轨锻压用夹具将钢轨送入到锻压设备工位内，并在这个过程中将钢轨加热端表面的氧化皮清除；（5）将钢轨轨头伸入到锻压设备的锻压模具内，先进行预锻、然后再进行终锻；（6）对经上述处理后的钢轨进行检验，符合标准的进入下一工序，不符合标准的钢轨需重复锻压；（7）将上述符合标准的钢轨旋转180°后脱离钢轨锻压用夹具送至推料台，再由输送平台将钢轨伸入到正火炉内1100mm长，注意钢轨在炉内是悬空状态；（8）将钢轨在正火炉内进行加热，待温度升高到650-750℃后，保温180-210s，保温后继续加热至950-1000℃出炉；（9）将钢轨加热端退回至风冷设备正下方，由风冷设备喷头对钢轨轨头进行吹风，风压控制在0.4MPa以上，若风压低于0.4MPa应立即停止吹风待风压稳定并高于0.4MPa后继续吹风，直至钢轨冷却后，在钢轨上喷涂“已吹风”标记。

12.根据权利要求11所述钢轨的热处理工艺，其特征在于，所述步骤（8）中钢轨在正火炉内加热时，温度先升到680-720℃，然后保温160-200S，再将温度升至960-980℃出炉。