CN111441203A - 全自动钢轨在线增材修复车 - Google Patents

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Abstract

一种全自动钢轨在线增材修复车3，该车3由牵引机车2牵引，在增材修复车车厢地板上从前向后依次安装有钢轨探伤检测系统5、钢轨尺寸测量系统6、钢轨清理系统7、钢轨增材修复系统8、钢轨探伤检测系统5、钢轨尺寸测量系统6和钢轨清理系统7，当在线检测并发现有开裂、磨损超标等问题钢轨时，可以在线自动进行打磨清理或铣削加工，可以在线自动进行增材修复，修复后进行检测，并对部位进行打磨清理或铣削加工，经修复的钢轨不但重新获得了优异的材料性能，而且还重新获得了需要的尺寸精度和表面粗糙度，从而进一步延长钢轨的使用寿命，大幅度提高钢轨服役期限，可大幅度缩短维修时间，提高工作效率。

Description

全自动钢轨在线增材修复车
技术领域
本发明涉及一种全自动钢轨在线增材修复车，属于铁路钢轨在线修复装备领域。
背景技术
在我国社会经济不断推进的过程中，铁路一直是国家最重要的基础设施和国民经济的大动脉，尤其是近几年来高速铁路的快速发展，铁路建设已经在我国综合交通运输体系中占有主导地位。钢轨是所有铁路走行设备的载体，它直接与列车车轮接触，承受上部传来的轮载作用，极易发生受损情况，如波磨、裂纹、肥边、压溃、锈蚀、磨损等，尤其高速城际列车正在我国高速发展，普遍时速运行在250km以上，甚至达到了350km，如此高的列车运行速度，钢轨损伤容易加剧，危及行车安全。为了避免这些损伤对行车安全带来影响，早期的处理方法是更换钢轨，不但工期长、工作量大，而且大量钢轨提前退役，造成大量的资源浪费，如果可以在线将钢轨表面进行适当打磨清理，然后将磨损或缺损部位通过激光熔覆、激光焊丝堆焊或电弧堆焊的增材修复方法进行修复，使钢轨获得一层强韧性和耐磨性均优异的合金层，然后通过磨削、铣削等方法对钢轨进行加工处理，使钢轨不但获得了优异的材料性能，而且还使钢轨重新获得了需要的尺寸精度和表面粗糙度，这将成为延长钢轨使用寿命的最有效的方法和最佳的、最经济的方案和方法，如果可以实现修复车往前行进过程中，自动实现在线检测、打磨清理、增材修复、修复后检测和修复后打磨清理，这样将大大降低人员劳动强度，提高钢轨检修的工作效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动钢轨在线增材修复车，该全自动钢轨在线增材修复车在经过钢轨时，可以在线实时检测，发现有开裂、磨损超标等问题钢轨时，可以在线自动进行打磨清理或铣削加工，可以在线自动进行增材修复，修复后进行检测，并对部位进行打磨清理或铣削加工，经修复的钢轨不但重新获得了优异的材料性能，而且还重新获得了需要的尺寸精度和表面粗糙度，从而进一步延长钢轨的使用寿命，大幅度提高钢轨服役期限，可大幅度缩短维修时间，提高工作效率。
本发明的上述目的是这样实现的：一种全自动钢轨在线增材修复车3，包括车厢及安装在车厢底板上的增材修复系统8，该车3与牵引机车2相连接，在该车或牵引机车(2)内安装有用于增材修复所必须的水电气供给设备，其特征在于：在钢轨在线增材修复车3内的车厢底板上分别安装有钢轨检测系统、钢轨清理系统7和钢轨增材修复系统8，每个系统均有两组装置，分别为钢轨检测装置、钢轨清理装置73和钢轨增材修复装置83，两组装置组成和功用相同，每组装置有各自的功能部件组成，每组装置功能部件的正下方对应一根钢轨，两组装置的两组功能部件对应两条钢轨，车厢底板在该处有相对应的孔口，两组装置的功能部件可通过各自系统Z轴升降驱动的驱动，同时沿Z轴上下移动，可以实现两组装置的功能部件同时穿过车厢底板对应的孔口，靠近钢轨投用使用，或者提起，远离钢轨，退出使用。
所述的钢轨检测系统为钢轨探伤检测系统5，所述的钢轨检测装置为钢轨探伤检测装置53。
所述的钢轨检测系统为钢轨探伤检测系统5和钢轨尺寸测量系统6，所述的钢轨检测装置为钢轨探伤检测装置53和钢轨尺寸测量装置63。
所述的安装在车厢底板上的钢轨探伤检测系统5、钢轨尺寸测量系统6和钢轨清理系统7，共有两套，沿X轴方向成一条直线布置，一套安装在钢轨增材修复系统8之前，一套安装在钢轨增材修复系统8之后，从前向后依次为钢轨探伤检测系统5、钢轨尺寸测量系统6、钢轨清理系统7、钢轨增材修复系统8、钢轨探伤检测系统5、钢轨尺寸测量系统6和钢轨清理系统7，每个系统均有两组装置，分别依次为钢轨探伤检测装置53、钢轨尺寸测量装置63、钢轨清理装置73、钢轨增材修复装置83、钢轨探伤检测装置53、钢轨尺寸测量装置63和钢轨清理装置73，两组装置组成和功用相同，每组装置有各自的功能部件组成，每组装置功能部件的正下方对应一根钢轨，两组装置的两组功能部件对应两条钢轨，车厢底板在该处有相对应的孔口，两组装置的功能部件可通过各自系统Z轴升降驱动(50、60、70、80)的驱动，同时沿Z轴上下移动，可以实现两组装置的功能部件同时穿过车厢底板对应的孔口，靠近钢轨投用使用，或者提起，远离钢轨，退出使用。
所述的每组装置均有对应的各自功能部件，钢轨探伤检测装置53的功能部件为钢轨探伤检测仪55，钢轨尺寸测量装置63的功能部件为钢轨非接触尺寸测量仪65，钢轨清理装置73的功能部件为铣削加工单元75和磨削加工单元76，钢轨增材修复装置83的功能部件为修复前预加热单元88、增材修复单元85和修复后热处理单元89。
本发明的一种全自动钢轨在线增材修复车，具有如下有益的效果：
本发明的全自动钢轨在线增材修复车运行时，可以自动进行在线检测，发现有开裂、磨损超标等问题的钢轨时，可以自动进行在线打磨清理或铣削加工，可以自动进行在线增材修复，修复后自动进行检测，并对修复部位自动进行打磨清理或铣削加工，经修复的钢轨不但重新获得了优异的材料性能，而且还重新获得了需要的尺寸精度和表面粗糙度，从而进一步延长钢轨的使用寿命，大幅度提高钢轨服役期限，可大幅度缩短维修时间，提高工作效率。。
下面结合附图对本发明的全自动钢轨在线增材修复车作进一步说明。
附图说明
图1为全自动钢轨在线增材修复车长度方向剖面示意图；
图2为全自动钢轨在线增材修复车E-E剖面示意图；
图3为全自动钢轨在线增材修复车F-F剖面示意图；
图4为全自动钢轨在线增材修复车N-N剖面示意图；
其中：
1-钢轨； 2-牵引机车；
3-全自动钢轨在线增材修复车； 5-钢轨探伤检测系统；
50-钢轨探伤检测装置Z轴升降驱动； 52-钢轨探伤检测装置安装底板；
53-钢轨探伤检测装置； 55-钢轨探伤检测仪；
6-钢轨尺寸测量系统； 60-钢轨尺寸测量装置Z轴升降驱动；
62-钢轨尺寸测量装置安装底板； 63-钢轨尺寸测量装置；
65-钢轨非接触尺寸测量仪； 7-钢轨清理系统；
70-钢轨清理装置Z轴升降驱动； 73-钢轨清理装置；
75-铣削加工单元； 76-磨削加工单元；
8-钢轨增材修复系统； 80-钢轨增材修复装置Z轴升降驱动；
82-钢轨增材修复装置安装底板； 83-钢轨增材修复装置；
85-增材修复单元； 88-修复前预加热单元；
89-修复后热处理单元；
具体实施方式
如图1所示，全自动钢轨在线增材修复车车厢地板上、从前往后依次固定安装有钢轨探伤检测系统5、钢轨尺寸测量系统6、钢轨清理系统7、钢轨增材修复系统8、钢轨探伤检测系统5、钢轨尺寸测量系统6和钢轨清理系统7，每个系统均有两组装置，两组装置组成和功用相同，每组装置均有各自的功能部件组成，每组装置功能部件的正下方对应一根钢轨，两组装置的两组功能部件对应两条钢轨，车厢底板在该处有相对应的孔口，两组装置的功能部件可通过各自系统Z轴升降驱动的驱动，同时沿Z轴上下移动，可以实现两组装置的功能部件同时穿过车厢底板对应的孔口，靠近钢轨投用使用，或者提起，远离钢轨，退出使用。
当全自动钢轨在线增材修复车工作时，由牵引机车2带动在线增材修复车3在钢轨上移动，钢轨增材修复系统8前面的钢轨探伤检测系统5和钢轨尺寸测量系统6的功能部件钢轨探伤检测仪55和钢轨非接触尺寸测量仪65移动到距钢轨合适的位置，开始工作检测，当发现有损坏的钢轨时，钢轨增材修复系统8前面的钢轨清理系统7开始动作，使其功能部件铣削加工单元75和磨削加工单元76移动到距钢轨合适位置开始工作，对损坏处进行打磨清理或铣削加工，完成后钢轨清理装置抬起收回，钢轨增材修复系统8开始动作，钢轨增材修复装置83移到距钢轨合适位置，其功能部件修复前预加热单元88、增材修复单元85和修复后热处理单元89依次工作，这部分工作完成后，钢轨增材修复装置收回，然后再依次对增材修复部位进行探伤检测和尺寸测量，获得的测量尺寸与设计尺寸对比，计算出加工量，这部分工作完成后，钢轨探伤检测仪和钢轨非接触尺寸测量仪65收回，钢轨增材修复系统8后面的钢轨清理系统7开始动作和工作，开始按计算的进给量进行打磨清理或铣削加工，从而自动完成对该处损坏钢轨的增材修复工作。
以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理和核心思想的前提下，还可以作出若干变形和改进，也视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种全自动钢轨在线增材修复车(3)，包括车厢及安装在车厢底板上的增材修复系统(8)，该车(3)与牵引机车(2)相连接，在该车(3)或牵引机车(2)内安装有用于增材修复所必须的水电气供给设备，其特征在于：在钢轨在线增材修复车(3)内的车厢底板上分别安装有钢轨检测系统、钢轨清理系统(7)和钢轨增材修复系统(8)，每个系统均有两组装置，分别为钢轨检测装置、钢轨清理装置(73)和钢轨增材修复装置(83)，两组装置组成和功用相同，每组装置有各自的功能部件组成，每组装置功能部件的正下方对应一根钢轨，两组装置的两组功能部件对应两条钢轨，车厢底板在该处有相对应的孔口，两组装置的功能部件可通过各自系统Z轴升降驱动的驱动，同时沿Z轴上下移动，可以实现两组装置的功能部件同时穿过车厢底板对应的孔口，靠近钢轨投用使用，或者提起，远离钢轨，退出使用。
2.根据权利要求1所述的一种全自动钢轨在线增材修复车(3)，其特征在于：所述的钢轨检测系统为钢轨探伤检测系统(5)，所述的钢轨检测装置为钢轨探伤检测装置(53)。
3.根据权利要求1所述的一种全自动钢轨在线增材修复车(3)，其特征在于：所述的钢轨检测系统为钢轨探伤检测系统(5)和钢轨尺寸测量系统(6)，所述的钢轨检测装置为钢轨探伤检测装置(53)和钢轨尺寸测量装置(63)。
4.根据权利要求1所述和权利要求3所述的一种全自动钢轨在线增材修复车(3)，其特征在于：所述的安装在车厢底板上的钢轨探伤检测系统(5)、钢轨尺寸测量系统(6)和钢轨清理系统(7)，共有两套，沿X轴方向成一条直线布置，一套安装在钢轨增材修复系统(8)之前，一套安装在钢轨增材修复系统(8)之后，从前向后依次为钢轨探伤检测系统(5)、钢轨尺寸测量系统(6)、钢轨清理系统(7)、钢轨增材修复系统(8)、钢轨探伤检测系统(5)、钢轨尺寸测量系统(6)和钢轨清理系统(7)，每个系统均有两组装置，分别依次为钢轨探伤检测装置(53)、钢轨尺寸测量装置(63)、钢轨清理装置(73)、钢轨增材修复装置(83)、钢轨探伤检测装置(53)、钢轨尺寸测量装置(63)和钢轨清理装置(73)，两组装置组成和功用相同，每组装置有各自的功能部件组成，每组装置功能部件的正下方对应一根钢轨，两组装置的两组功能部件对应两条钢轨，车厢底板在该处有相对应的孔口，两组装置的功能部件可通过各自系统Z轴升降驱动(50、60、70、80)的驱动，同时沿Z轴上下移动，可以实现两组装置的功能部件同时穿过车厢底板对应的孔口，靠近钢轨投用使用，或者提起，远离钢轨，退出使用。
5.根据权利要求4所述的一种全自动钢轨在线增材修复车(3)，其特征在于：所述的每组装置均有对应的各自功能部件，钢轨探伤检测装置(53)的功能部件为钢轨探伤检测仪(55)，钢轨尺寸测量装置(63)的功能部件为钢轨非接触尺寸测量仪(65)，钢轨清理装置(73)的功能部件为铣削加工单元(75)和磨削加工单元(76)，钢轨增材修复装置(83)的功能部件为修复前预加热单元(88)、增材修复单元(85)和修复后热处理单元(89)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112572526A (zh) * 2020-12-18 2021-03-30 广东省科学院智能制造研究所 一种一体化在轨修复系统
CN112572525A (zh) * 2020-12-18 2021-03-30 广东省科学院智能制造研究所 一种基于双机器人的增减一体化在轨修复系统
CN112872708A (zh) * 2021-01-24 2021-06-01 南京波亚登汽车用品有限公司 一种火车钢轨检修更换装置

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