CN113047099A - 一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铁路钢轨强化和修复领域一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构，其特征在于包括：支撑杆、支撑架、底座杆、安装座、安装架、层流等离子发生器安装基座和层流等离子发生器，所述排枪结构包括2个支撑架，所述支撑架之间设置有支撑杆，所述底座杆设置在支撑架的底部，并与2个支撑架相连接，所述底座杆上设置有多个安装座，所述安装座上设置有安装架，所述安装架上设置有可调整位置的层流等离子发生器安装基座，所述层流等离子发生器安装基座上设置有层流等离子发生器。
Description
技术领域
本发明属于铁路钢轨强化和修复领域，涉及一种在钢轨表面在线强化处理和修复的移动式在线处理装置，具体为一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构。
背景技术
轨道交通是关系到国计民生的重要交通设施，钢轨是轨道交通的重要组成部分。随着列车速度、运量和轴重的提高，钢轨的质量和使用寿命也变得尤为重要。在列车运行中，钢轨直接承受列车载荷并引导车轮运行，受到车轮的撞击和摩擦双重作用，其磨损十分严重，特别是小半径曲线、道岔、接头等处。如何提高钢轨的使用寿命，已经成为降低铁路运行成本，提高铁路运行效率的关键之一。
为了提高铁道钢轨的使用寿命，国内外一般采取三种方法：第一，采用全长淬火工艺，获得细片状珠光体组织；第二，采用低合金高碳钢钢轨或者贝氏体钢取代高碳钢，进一步提高钢轨的强度；第三，采用高能束表面处理技术以提高钢轨表面硬度。在过去几年中，钢轨全长淬火技术取得了显著的效果，它使钢轨的耐磨性分别提高了50％(直道)和100％(弯道)。然而，全长淬火技术的主要不足之处在于钢轨的表面不能够出现马氏体甚至贝氏体组织，否则将大幅度降低钢轨的断裂韧性，导致钢轨在服役过程中出现断轨等事故，严重影响到铁道的安全运行。因此，全长淬火后钢轨硬度一般控制在Hv320～390之间，其耐磨性潜力的挖掘已经接近极限。低合金高碳钢钢轨或者贝氏体钢虽然大幅提高了钢轨强度和耐磨性能，但强度的提升必然导致钢轨的断裂韧性的降低，在使用过程中加大了钢轨脆断的风险和行车安全隐患，目前也仅应用于少量特殊地段，并未得到进一步推广应用。
高能束表面处理技术是近二十年发展十分迅速的金属材料表面强化技术之一，它包括激光相变淬火、熔凝淬火、表面合金化和表面熔覆技术等工艺，其共同特点是加热速度快、热影响区小、工件变形小，因此有望取代感应全长淬火工艺，成为新一代的钢轨表面强化工艺。研究表明，由于激光表面强化技术的高加热速度、高冷却速度、硬化层深度有限和硬化层呈现压应力状态等特点，钢轨表面即使出现马氏体组织，也不会导致钢轨的强韧性显著下降。特别是由于马氏体组织的硬度显著高于细片状珠光体，因此可以突破感应全长淬火工艺时钢轨表面硬度不能高于Hv390的上限，使得钢轨的表面耐磨性跃上新台阶。此外，激光表面淬火技术具有硬化层深度方便调控、不需要淬火介质、不需要回火、工件变形小等特点，因此除了可以在生产车间内实现定点加工，考虑到铁路干线繁忙的现状，还可望研发出专用移动设备，将设备搬运到铁路现场，在不拆卸钢轨的前提下，完成轨道的在线淬火。在线处理的移动式激光加工装置应具有高机动性，能够在尽量不影响列车正常运行的前提下，实现钢轨表面强韧化和修复处理。
中国发明专利文献“一种用于钢轨表面强韧化处理的在线激光加工设备”(公告号为CN101240367，公开日为2008年08月13日)报道中，提出了一种用于钢轨表面强韧化处理的在线激光加工设备，可以在不拆卸钢轨、不影响列车的正常运行前提下，完成各种钢轨，包括正轨、弯道、护轮轨、道岔等的激光相变淬火、熔凝淬火、合金化和熔覆处理，实现钢轨的在线强化与修复。该发明将激光加工设备分为激光加工车和动力系统集装箱两部分。其中激光加工车包括安装在移动小车上的运动执行机构，激光加工头，导光系统和控制系统；激光加工车采用三轮结构，在两个车轮的一侧安装了一个激光加工头，激光加工头的光路入光口直接采用传输光纤与动力系统集装箱上的光纤激光器连接。在实际加工时，激光加工车在控制系统控制下，沿着轨道方向前进，激光束在导光系统的作用下导向钢轨表面，由运动执行机构带动激光加工头左右摆动，实现对钢轨表面的激光强化及修复处理。激光加工车在加工完一边轨道后，需将激光加工车调头换向，对另一边轨道进行激光强化及修复处理。
上述专利文献所提出激光加工车的主要不足之处为加工效率较低，激光加工车一次只能对单边钢轨进行激光强化及修复处理，完成一边之后须将激光加工车调头换向，再对另一边进行加工，且单位处理效率较低（单边小于30米/小时），严重影响了对钢轨实际进行激光处理时的加工效率，不适应现场作业需求。
发明内容
本发明旨在解决现有技术问题，而提出了一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构。
一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构，其特征在于包括：支撑杆、支撑架、底座杆、安装座、安装架、层流等离子发生器安装基座和层流等离子发生器，所述排枪结构包括2个支撑架，所述支撑架之间设置有支撑杆，所述底座杆设置在支撑架的底部，并与2个支撑架相连接，所述底座杆上设置有多个安装座，所述安装座上设置有安装架，所述安装架上设置有可调整位置的层流等离子发生器安装基座，所述层流等离子发生器安装基座上设置有层流等离子发生器。
所述安装架上设置有用于层流等离子发生器安装基座调整位置的导轨。
所述层流等离子安装基座采用4个安装螺孔进行安装。
所述安装座与安装架之间采用螺钉连接。
所述底座杆上至少设置有7个安装座。
所述安装架横跨于被处理的钢轨之上，被处理的钢轨处于安装架的几何中心点。
所述支撑架的底部设置有用于固定在地面上的底座。
本发明的有益效果：
1.本发明增加了在使用的时候不需要使用小车等移动工具，增加钢轨处理的便利性。
2.本发明解决了采用多个安装座，使得能够同时处理铁轨的多个表面，增加了强化铁轨的效率。
3.本发明结构简单，使得工人在使用本设备的时候操作方式简洁，节省了人力成本。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图；
图2为本发明中层流等离子发生器安装基座的放大图。
附图标记
图中：1、支撑杆，2、支撑架，3、底座杆，4、安装座，5、安装架，6、层流等离子发生器安装基座，7、层流等离子发生器。
具体实施方式
下面通过对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1
实施例1
一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构，其特征在于包括：支撑杆1、支撑架2、底座杆3、安装座4、安装架5和层流等离子发生器安装基座6，所述排枪结构包括2个支撑架2，所述支撑架2之间设置有支撑杆1，所述底座杆3设置在支撑架2的底部，并与2个支撑架2相连接，所述底座杆3上设置有多个安装座4，所述安装座4上设置有安装架5，所述安装架5上设置有可调整位置的层流等离子发生器安装基座6，所述层流等离子发生器安装基座6上设置有层流等离子发生器7。
所述安装架5上设置有用于层流等离子发生器安装基座6调整位置的导轨。
实施例2
一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构，其特征在于包括：支撑杆1、支撑架2、底座杆3、安装座4、安装架5和层流等离子发生器安装基座6，所述排枪结构包括2个支撑架2，所述支撑架2之间设置有支撑杆1，所述底座杆3设置在支撑架2的底部，并与2个支撑架2相连接，所述底座杆3上设置有多个安装座4，所述安装座4上设置有安装架5，所述安装架5上设置有可调整位置的层流等离子发生器安装基座6，所述层流等离子发生器安装基座6上设置有层流等离子发生器7。
所述安装架5上设置有用于层流等离子发生器安装基座6调整位置的导轨。
所述底座杆3上至少设置有7个安装座4。
所述安装架5横跨于被处理的钢轨之上，被处理的钢轨处于安装架5的几何中心点。
所述支撑架2的底部设置有用于固定在地面上的底座。
实施例3
一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构，其特征在于包括：支撑杆1、支撑架2、底座杆3、安装座4、安装架5和层流等离子发生器安装基座6，所述排枪结构包括2个支撑架2，所述支撑架2之间设置有支撑杆1，所述底座杆3设置在支撑架2的底部，并与2个支撑架2相连接，所述底座杆3上设置有多个安装座4，所述安装座4上设置有安装架5，所述安装架5上设置有可调整位置的层流等离子发生器安装基座6，所述层流等离子发生器安装基座6上设置有层流等离子发生器7。
所述安装架5上设置有用于层流等离子发生器安装基座6调整位置的导轨。
所述层流等离子安装基座采用4个安装螺孔进行安装。
所述安装座4与安装架5之间采用螺钉连接。
所述安装架5横跨于被处理的钢轨之上，被处理的钢轨处于安装架5的几何中心点。
所述支撑架2的底部设置有用于固定在地面上的底座。
实施例4
一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构，其特征在于包括：支撑杆1、支撑架2、底座杆3、安装座4、安装架5和层流等离子发生器安装基座6，所述排枪结构包括2个支撑架2，所述支撑架2之间设置有支撑杆1，所述底座杆3设置在支撑架2的底部，并与2个支撑架2相连接，所述底座杆3上设置有多个安装座4，所述安装座4上设置有安装架5，所述安装架5上设置有可调整位置的层流等离子发生器安装基座6，所述层流等离子发生器安装基座6上设置有层流等离子发生器7。
所述安装架5上设置有用于层流等离子发生器安装基座6调整位置的导轨。
所述层流等离子安装基座采用4个安装螺孔进行安装。
所述安装座4与安装架5之间采用螺钉连接。
所述底座杆3上至少设置有7个安装座4。
所述支撑架2的底部设置有用于固定在地面上的底座。
实施例5
一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构，其特征在于包括：支撑杆1、支撑架2、底座杆3、安装座4、安装架5和层流等离子发生器安装基座6，所述排枪结构包括2个支撑架2，所述支撑架2之间设置有支撑杆1，所述底座杆3设置在支撑架2的底部，并与2个支撑架2相连接，所述底座杆3上设置有多个安装座4，所述安装座4上设置有安装架5，所述安装架5上设置有可调整位置的层流等离子发生器安装基座6，所述层流等离子发生器安装基座6上设置有层流等离子发生器7。
所述安装架5上设置有用于层流等离子发生器安装基座6调整位置的导轨。
所述层流等离子安装基座采用4个安装螺孔进行安装。
所述安装座4与安装架5之间采用螺钉连接。
所述底座杆3上至少设置有7个安装座4。
所述安装架5横跨于被处理的钢轨之上，被处理的钢轨处于安装架5的几何中心点。
实施例6
一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构，其特征在于包括：支撑杆1、支撑架2、底座杆3、安装座4、安装架5和层流等离子发生器安装基座6，所述排枪结构包括2个支撑架2，所述支撑架2之间设置有支撑杆1，所述底座杆3设置在支撑架2的底部，并与2个支撑架2相连接，所述底座杆3上设置有多个安装座4，所述安装座4上设置有安装架5，所述安装架5上设置有可调整位置的层流等离子发生器安装基座6，所述层流等离子发生器安装基座6上设置有层流等离子发生器7。
所述安装架5上设置有用于层流等离子发生器安装基座6调整位置的导轨。
所述层流等离子安装基座采用4个安装螺孔进行安装。
所述安装座4与安装架5之间采用螺钉连接。
所述底座杆3上至少设置有7个安装座4。
所述安装架5横跨于被处理的钢轨之上，被处理的钢轨处于安装架5的几何中心点。
所述支撑架2的底部设置有用于固定在地面上的底座。
Claims (7)
1.一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构，其特征在于包括：支撑杆（1）、支撑架（2）、底座杆（3）、安装座（4）、安装架（5）和层流等离子发生器安装基座（6），所述排枪结构包括2个支撑架（2），所述支撑架（2）之间设置有支撑杆（1），所述底座杆（3）设置在支撑架（2）的底部，并与2个支撑架（2）相连接，所述底座杆（3）上设置有多个安装座（4），所述安装座（4）上设置有安装架（5），所述安装架（5）上设置有可调整位置的层流等离子发生器安装基座（6），所述层流等离子发生器安装基座（6）上设置有层流等离子发生器（7）。
2.根据权利要求1所述一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构，其特征在于：所述安装架（5）上设置有用于层流等离子发生器安装基座（6）调整位置的导轨。
3.根据权利要求1所述一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构，其特征在于：所述层流等离子安装基座采用4个安装螺孔进行安装。
4.根据权利要求1所述一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构，其特征在于：所述安装座（4）与安装架（5）之间采用螺钉连接。
5.根据权利要求1所述一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构，其特征在于：所述底座杆（3）上至少设置有7个安装座（4）。
6.根据权利要求1所述一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构，其特征在于：所述安装架（5）横跨于被处理的钢轨之上，被处理的钢轨处于安装架（5）的几何中心点。
7.根据权利要求1所述一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构，其特征在于：所述支撑架（2）的底部设置有用于固定在地面上的底座。
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