CN111867173B - 一种空间随动钢轨电磁感应加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空间随动钢轨电磁感应加热装置，包括底板和设置于底板上方的钢轨加热装置，所述底板和钢轨加热装置之间依次设置有带动钢轨加热装置随钢轨弧度上下移动、转动和左右移动的第一移动装置、转动装置和第二移动装置，所述钢轨加热装置的前后对称分布多个接收进料区方向钢轨且呈外扩状的卡板，每个所述卡板上固定设置有多个表面与钢轨表面相切的滚轮，本发明在空间内与需要进行顶调预处理钢轨的弧度很好的随动配合，使加热装置的加热空间与钢轨表面的距离处处一致，使得钢轨进一步充分加热，钢轨加热后的组织更均匀，淬火层深度和硬度均匀性更好，钢轨预处理效果更好。

Description

一种空间随动钢轨电磁感应加热装置

技术领域

本发明涉及电磁感应加热装置领域，具体涉及一种空间随动钢轨电磁感应加热装置。

背景技术

如今，铁道运输高速发展，钢轨作为铁道重要组成部分之一，其质量的优劣会直接影响到铁路的行驶安全和钢轨的使用寿命。钢轨的矫直处理和顶弯处理合称为钢轨的顶调，为了防止顶调时钢轨裂纹、断裂等缺陷的发生，钢轨在顶调前需要进行电磁感应加热预处理，以达到均匀钢轨组织颗粒、提高钢轨质量的目的。已有的传统整体式钢轨电磁感应加热装置存在钢轨加热不均匀，且预处理完成的钢轨需用天车吊走，存在着钢轨放入和取出加热装置不便捷的缺点，很大程度影响生产效率，因此需要采用分合式电磁感应加热装置；传统圆形线圈或梯形线圈感应装置加热的钢轨轮廓存在较大温差，轨头过热而轨腰处温度过低，使钢轨存在较大的残余应力，大大降低了钢轨的力学性能的使用质量，已有的仿形线圈感应加热装置可以一定程度改善该问题；不同工厂不同钢轨辊道具有不同的高度，因此单一高度的固定式加热装置不能满足不同工况的需求；最后，对于具有弧度的需要预处理的钢轨来说，固定式加热装置不能依据钢轨弧度进行随动调整，加热装置的加热空间与钢轨被加热表面的距离不能保证处处相等，对钢轨的加热均匀性有一定的影响。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种空间随动钢轨电磁感应加热装置，用于铁路钢轨顶调预处理，提高钢轨力学性能和质量，实现均匀加热。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种空间随动钢轨电磁感应加热装置，包括底板和设置于底板上方的钢轨加热装置，所述底板和钢轨加热装置之间依次设置有带动钢轨加热装置随钢轨弧度上下移动、转动和左右移动的第一移动装置、转动装置和第二移动装置，所述钢轨加热装置的前后对称分布多个接收进料区方向钢轨且呈外扩状的卡板，每个所述卡板上固定设置有多个表面与钢轨表面相切的滚轮。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述钢轨加热装置包括转动设置在第二移动装置上且对称设置的、呈半工字状空心结构的左箱体和右箱体及左箱体和右箱体内部设置的与半工字状相匹配的、由中空矩形导线制成的感应线圈，所述左箱体和右箱体的前后两侧均分别对称设置有旋转支板，所述旋转支板的一端固定设置在第二移动装置上、另一端套合在左箱体和右箱体开合部位的旋转轴上使左箱体和右箱体以旋转轴为中心旋转成分离或闭合状态，所述左箱体和右箱体的侧表面均设置有一端与外部感应电源连接、另一端与感应线圈连接的接线口，所述接线口左右两端分别设置有外部冷却水的进水口和出水口，所述进水口的一端依次通过管接头、接水管与外部冷却水箱连接、另一端固定连接在感应线圈的一端，所述出水口的一端依次通过管接头、接水管与外部冷却水箱连接、另一端固定连接在感应线圈的另一端，外部冷却水通过所述进水口和出水口形成水冷循环通道保护线圈不因加热温度过高而损坏。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述底板上方设置有第一支撑板，所述第一移动装置为设置在底板和第一支撑板之间呈阶梯轴状、可伸缩改变高度的多个套筒，通过多个所述套筒的伸缩带动钢轨加热装置随钢轨弧度上下移动。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述第一支撑板上方设置有第二支撑板且第一支撑板和第二支撑板之间固定设置有起支撑作用的多个弹簧，所述转动装置为固定设置在第一支撑板和第二支撑板之间的球铰接头，通过所述球铰接头的转动带动钢轨加热装置随钢轨弧度在空间内转动。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述第二支撑板上表面设置有V形凸起，所述第二滑动装置为设置在第二支撑板上方且下表面设置有与V形凸起配合使用的V形凹槽的第三支撑板，通过第二支撑板和第三支撑板之间的相对移动带动钢轨加热装置随钢轨弧度左右移动。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述第三支撑板的上表面通过铰支座铰接设置有两个旋转支架，两个所述旋转支架的两侧均固定设置有多个第一机械卡扣，所述左箱体和右箱体对应多个第一机械卡扣的位置固定设置有多个第一卡环，通过多个第一机械卡扣和多个第一卡环的扣合使两个旋转支架支撑左箱体和右箱体。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述左箱体和右箱体上表面宽度方向上的中心位置分别设置有防止左箱体和右箱体的相对位置发生偏移的第二机械卡扣和第二卡环。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述左箱体和右箱体的侧表面宽度方向上的中心位置均设置有把手。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述底板的下方固定设置有多个万向轮。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

1、本发明装置可在空间内与需要进行顶调预处理钢轨的弧度很好的随动配合，使钢轨加热装置的加热空间与钢轨表面的距离处处一致，使得钢轨进一步充分加热，钢轨加热后的组织更均匀，淬火层深度和硬度均匀性更好，钢轨预处理效果更好；

2、本发明装置通过多个套筒在垂直地面的方向上改变高度位置，可以适用于不同工厂不同高度的钢轨轨道；对于较长的钢轨来说，可以将装置移动到指定位置，加热位置不受限制，方便易行。

附图说明

图1是本发明装置的感应加热装置在工作闭合状态下的轴测图；

图2是本发明装置的感应加热装置在未工作时分离状态下的轴测图；

其中，1.第一支撑板；2.第二支撑板；3.第三支撑板；4.铰支座；5.旋转支架；6.第一机械卡扣；7.第一卡环；8.左箱体；9.进水口；10.出水口；11.接线口；12.把手；13.第二机械卡扣；14.第二卡环；15.右箱体；16.旋转支板；17.卡板；18.滚轮；19.万向轮；20.球铰接头；21.弹簧；22.底板；23.套筒。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

如图1至图2所示，一种空间随动钢轨电磁感应加热装置，包括：第一支撑板1、第二支撑板2、第三支撑板3、铰支座4、旋转支架5、第一机械卡扣6、第一卡环7、左箱体8、进水口9、出水口10、接线口11、把手12、第二机械卡扣13、第二卡环14、右箱体15、旋转支板16、卡板17、滚轮18、万向轮19、球铰接头20、弹簧21、底板22、套筒23。

四个万向轮19焊接于底板22的下方，用来移动整个装置；

四个套筒23通过法兰连接在底板22和第一支撑板1之间，四个套筒23呈阶梯轴状，可以通过伸缩改变其高度，通过四个套筒23的伸缩带动钢轨加热装置随钢轨弧度上下移动；本发明装置通过套筒23在垂直地面的方向上改变高度位置，可以适用于不同工厂不同高度的钢轨轨道；对于较长的钢轨来说，可以将装置移动到指定位置，加热位置不受限制，方便易行；

四个弹簧21焊接于第一支撑板1和第二支撑板2之间，起到一定的支撑作用；

球铰接头20焊接于第一支撑板1和第二支撑板2之间，通过所述球铰接头20的转动带动钢轨加热装置随钢轨弧度在空间内转动；

第二支撑板2上表面设置有V形凸起，第三支撑板3设置在第二支撑板2上方且下表面设置有与V形凸起配合使用的V形凹槽，通过第二支撑板2和第三支撑板3之间的相对移动带动钢轨加热装置随钢轨弧度左右移动；

两个旋转支架5通过四个铰支座4铰接在第三支撑板3表面上，可以在与地面平行状态和与地面垂直状态间变换，焊接在两个旋转支架5两侧的四个第一机械卡扣6可以与四个第一机械卡扣6对应的焊接在左箱体8和右箱体15上的四个第一卡环7扣合，使两个支撑架5起到支撑左箱体8和右箱体15的作用；

四个旋转支板16两两一组，对称分布于左箱体8和右箱体15的前后两侧，旋转支板16一端焊接于第三支撑板3上部表面，另一端与焊接在左箱体8和右箱体15上开合部位的旋转轴套合，使得左箱体8和右箱体15能够以旋转轴为中心旋转，从而实现左箱体8和右箱体15之间相对角度的变化，方便天车吊走预处理完成之后钢轨；

左箱体8右侧和右箱体15的左侧均为半工字状空心结构，左箱体8和右箱体15的内部均设置有和半工字状相匹配的中空矩形导线制成的感应线圈；

左箱体8和右箱体15的侧表面均设有接线口11，接线口11的一端与感应线圈连接、另一端通过电线与外部感应电源连接；接线口11右端为进水口9，进水口9一端依次通过管接头、接水管与外部冷却水箱连接、另一端固定连接在感应线圈的一端，接线口11左方设有出水口10，出水口10的的一端依次通过管接头、接水管与外部冷却水箱连接、另一端固定连接在感应线圈的另一端，外部冷却水通过出水口10和进水口9形成一个水冷循环通道，可以保护线圈不因加热温度过高而损坏；

六个卡板17在钢轨加热装置前后对称焊接分布，呈外扩状，可以接收来自到整个进料区方向的钢轨，每个卡板17上焊接有五个滚轮18，每个滚轮18的表面与钢轨表面相切，从而实现本发明装置加热空间与钢轨表面的距离处处一致；

两个把手12焊接于左箱体8和右箱体15侧表面宽度方向上的中心位置，方便工人对箱体进行操作；

第二机械卡扣13焊接于左箱体8上表面宽度方向上的中心位置，与焊接在右箱体15上表面宽度方向上中心位置的第二卡环14扣合，防止本发明装置在工作过程中左箱体8和右箱体15相对位置发生偏移。

本发明在使用时，将本发明装置通过万向轮19移动到需要进行顶调预处理钢轨的指定加热位置的辊道下方后锁定，手拉着左箱体8、右箱体15上的两个把手12，将左箱体8、右箱体15分别通过两组旋转支板16构成的旋转轴由分离状态旋转至闭合状态，使左箱体8和右箱体15构成的加热空间正好包裹住钢轨，加热空间与此处钢轨表面距离处处一致，将第二机械卡扣13扣在第二卡环14上，防止加热装置在工作过程中左箱体8和右箱体15相对位置发生偏移，将装置两侧的两个旋转支架5由与地面平行状态通过四个铰支座4旋转至与地面垂直状态，两个旋转支架5的支架表面为圆形切面，分别与两个箱体的下表面相切接触，这时，将位于旋转支架5两侧的四个第一机械卡扣6分别与其对应的第一卡环7扣合，可以起到支撑左箱体8和右箱体15的作用，此时，整个装置的准备工作完成，控制电源开关对此预处理点进行加热，加热完毕后关闭加热电源，继续加热此条钢轨的下一个预处理点，钢轨在辊道的作用下向前移动，本发明装置通过以下结构实现空间随动即钢轨加热装置需实现转动、左右移动、上下移动五个自由度：钢轨加热装置前后有六个对称分布的卡板17，卡板17呈外扩状，可以接收到整个进料区方向的钢轨，每个卡板17上焊接有五个滚轮18，每个滚轮18的表面与钢轨表面相切，实现本发明装置加热空间与钢轨表面的距离处处一致；球铰接头20焊接于第一支撑板1和第二支撑板2之间，实现了本发明装置随钢轨的弧度在空间内转动的功能；四个弹簧21焊接于第一支撑板1和第二支撑板2之间，起支撑作用；第二支撑板2和第三支撑板3之间通过相对滑动，实现装置随钢轨弧度左右移动的功能；四个套筒23通过法兰连接在第一支撑板1和底板22之间，实现装置随钢轨弧度上下移动的功能。加热完此条钢轨的所有预处理点后，关闭加热电源，将四个第一机械卡扣6、第一卡环7打开，通过铰支座4将两个旋转支架5由与地面垂直状态旋转至与地面平行状态，然后将第二机械卡扣13、第二卡环14打开，用手扶着左箱体8和右箱体15上的把手12，将左箱体8、右箱体15分别通过两组旋转支板16构成的旋转轴由闭合状态旋转至分离状态，天车将预处理完成的钢轨吊走，至此，整个加热过程完毕。

Claims (5)

1.一种空间随动钢轨电磁感应加热装置，其特征在于：包括底板（22）和设置于底板（22）上方的钢轨加热装置，所述底板（22）和钢轨加热装置之间依次设置有带动钢轨加热装置随钢轨弧度上下移动、转动和左右移动的第一移动装置、转动装置和第二移动装置，所述底板（22）上方设置有第一支撑板（1），所述第一移动装置为设置在底板（22）和第一支撑板（1）之间呈阶梯轴状、可伸缩改变高度的多个套筒（23），通过多个所述套筒（23）的伸缩带动钢轨加热装置随钢轨弧度上下移动，第二支撑板（2）上表面设置有V形凸起，第二移动装置为设置在第二支撑板（2）上方且下表面设置有与V形凸起配合使用的V形凹槽的第三支撑板（3），通过第二支撑板（2）和第三支撑板（3）之间的相对移动带动钢轨加热装置随钢轨弧度左右移动，所述第一支撑板（1）上方设置有第二支撑板（2）且第一支撑板（1）和第二支撑板（2）之间固定设置有起支撑作用的多个弹簧（21），所述转动装置为固定设置在第一支撑板（1）和第二支撑板（2）之间的球铰接头（20），通过所述球铰接头（20）的转动带动钢轨加热装置随钢轨弧度在空间内转动，所述钢轨加热装置包括转动设置在第二移动装置上且对称设置的、呈半工字状空心结构的左箱体（8）和右箱体（15）及左箱体（8）和右箱体（15）内部设置的与半工字状相匹配的、由中空矩形导线制成的感应线圈，所述左箱体（8）和右箱体（15）的前后两侧均分别对称设置有旋转支板（16），所述旋转支板（16）的一端固定设置在第二移动装置上、另一端套合在左箱体（8）和右箱体（15）开合部位的旋转轴上使左箱体（8）和右箱体（15）以旋转轴为中心旋转成分离或闭合状态，所述左箱体（8）和右箱体（15）的侧表面均设置有一端与外部感应电源连接、另一端与感应线圈连接的接线口（11），所述接线口（11）左右两端分别设置有外部冷却水的进水口（9）和出水口（10），所述进水口（9）的一端依次通过管接头、接水管与外部冷却水箱连接、另一端固定连接在感应线圈的一端，所述出水口（10）的一端依次通过管接头、接水管与外部冷却水箱连接、另一端固定连接在感应线圈的另一端，外部冷却水通过所述进水口（9）和出水口（10）形成水冷循环通道保护线圈不因加热温度过高而损坏，所述钢轨加热装置的前后对称分布多个接收进料区方向钢轨且呈外扩状的卡板（17），每个所述卡板（17）上固定设置有多个表面与钢轨表面相切的滚轮（18）。

2.根据权利要求1所述的一种空间随动钢轨电磁感应加热装置，其特征在于：所述第三支撑板（3）的上表面通过铰支座（4）铰接设置有两个旋转支架（5），两个所述旋转支架（5）的两侧均固定设置有多个第一机械卡扣（6），所述左箱体（8）和右箱体（15）对应多个第一机械卡扣（6）的位置固定设置有多个第一卡环（7），通过多个第一机械卡扣（6）和多个第一卡环（7）的扣合使两个旋转支架（5）支撑左箱体（8）和右箱体（15）。

3.根据权利要求2所述的一种空间随动钢轨电磁感应加热装置，其特征在于：所述左箱体（8）和右箱体（15）上表面宽度方向上的中心位置分别设置有防止左箱体（8）和右箱体（15）的相对位置发生偏移的第二机械卡扣（13）和第二卡环（14）。

4.根据权利要求3所述的一种空间随动钢轨电磁感应加热装置，其特征在于：所述左箱体（8）和右箱体（15）的侧表面宽度方向上的中心位置均设置有把手（12）。

5.根据权利要求1所述的一种空间随动钢轨电磁感应加热装置，其特征在于：所述底板（22）的下方固定设置有多个万向轮（19）。

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