CN114182074B - 一种用于工字型超轻尖轨的反弯式淬火装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了所述的用于工字型超轻尖轨的反弯式淬火装置，包括行走机构、固定在地面的淬火装置主体和尖轨固定装置，所述尖轨固定装置设于所述行走机构上能相对所述淬火装置主体纵向平移，所述尖轨固定装置用于固定所述尖轨并保持所述尖轨呈中部向轨头方向凸出弯曲的状态，所述淬火装置主体包括能够升降的淬火头，淬火头的感应加热器和冷却结构的位置能适应弯曲后的尖轨形状。本发明实现了淬火过程中对尖轨的反弯固定，令其在淬火时保持与淬火后变形弯曲方向相反的方向弯曲，同时保证了该方式下淬火效果的可靠性。

Description

一种用于工字型超轻尖轨的反弯式淬火装置
技术领域
本发明属于轨道工程领域，具体涉及一种用于工字型超轻尖轨的反弯式淬火装置。
背景技术
在对工字型超轻尖轨进行淬火时，由于冷却介质的喷射方向通常接近于轨头，导致轨头轨底冷却速度不一致，同时轨头轨底结构不同因此冷却后直线方向收缩量不同，因此在对尖轨进行淬火后会出现两端向轨头一侧弯曲翘起的现象，导致后续工序必须对变形的尖轨进行矫直，当变形幅度较大时，矫直工序难度大耗时长，并有可能对尖轨造成损坏。
目前现有技术在对尖轨淬火的工序中采用的防弯措施包括同时对轨头和轨底进行加热和冷却，通过对工艺和设备的改进在淬火前对尖轨中部预弯并保持状态固定，而在淬火过程中在利用加热后尖轨刚性下降进一步增大弯曲幅度以实现淬火时利用尖轨的弯曲效果抵消淬火冷却造成的尖轨变形，有效减少淬火后的尖轨变形，而实现上述在淬火过程的淬火装置就成了需要解决的技术问题，同时上述淬火方式还要求淬火装置能在淬火过程中淬火头和尖轨各个部分保持一定的相对位置，令加热装置和冷却结构产生的加热、冷却效果都不会因尖轨存在弯曲以及淬火过程尖轨发生的弯曲幅度和位置变化而被明显削弱或增幅，保证淬火过程的可靠性也成了相应淬火装置改进必须解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于工字型超轻尖轨的反弯式淬火装置，用于实现在淬火过程中通过反方向顶弯尖轨以克服尖轨淬火后易发生弯曲变形的技术问题，同时保证上述淬火过程中淬火效果的可靠稳定。
所述的一种用于工字型超轻尖轨的反弯式淬火装置，包括行走机构、固定在地面的淬火装置主体和尖轨固定装置，所述尖轨固定装置设于所述行走机构上能相对所述淬火装置主体纵向平移，所述尖轨固定装置用于固定所述尖轨并保持所述尖轨呈中部向轨头方向凸出弯曲的状态，所述淬火装置主体包括能够升降的淬火头，所述淬火头包括淬火头安装结构、安装在所述淬火头安装结构上的感应加热器和冷却结构，所述感应加热器设于淬火头安装结构的前部并靠近所述尖轨跟端，所述冷却结构设于所述淬火头安装结构的后部，所述冷却结构和所述感应加热器转动连接，所述感应加热器包括有前引导轮，所述冷却机构包括有后引导轮，所述前引导轮和所述后引导轮均沿所述尖轨的轨头滚动实现对淬火头的导向作用。
优选的，所述尖轨固定装置包括底板，并在所述底板上设有安装尖轨跟端的跟端固定结构、若干个将尖轨顶弯的尖轨顶弯模块和拉住尖轨尖端的尖端拉弯机构，所述尖轨顶弯模块和所述尖端拉弯机构作用于所述尖轨的底部和尖端令所述尖轨向轨头方向凸出弯曲。
优选的，所述淬火头安装结构包括转动安装在升降机构的升降端的安装板，所述安装板的前底部通过边角处设置的若干连接弹簧一安装有加热安装架，所述加热安装架下面转动安装有所述前引导轮，所述加热安装架外侧对称安装有感应加热器，所述加热安装架与所述安装板的前底部之间还连接有伸缩感应器，所述伸缩感应器用于检测所述前底部和所述加热安装架之间的距离变化。
优选的，所述安装板的后底部通过通过边角处设置的若干连接弹簧二安装有冷却安装架，所述冷却安装架下面安装有喷嘴安装架，所述喷嘴安装架为门形，所述喷嘴安装架的各个内侧均设有喷嘴，所述冷却安装架通过后轮安装结构转动安装所述后引导轮，所述冷却安装架与所述加热安装架之间通过转轴连接。
优选的，所述后轮安装结构为对称安装在所述冷却安装架两侧的支撑板，所述支撑板向斜下方延伸到所述喷嘴安装架的后方，所述后引导轮转动安装在一对所述支撑板的下端之间，所述支撑板的上端通过转轴与所述加热安装架的后伸出部转动连接。
优选的，所述前引导轮和所述后引导轮的结构大小相同，,所述喷嘴安装架顶部的喷嘴与所述轨头顶部之间的间隙大于所述尖轨弯曲后所述轨头顶面在所述前引导轮和所述后引导轮之间能向上凸出的最大距离。
优选的，所述淬火装置主体还包括门型架和安装在所述门型架上的升降机构，所述升降端底部通过水平弹性垫与所述安装板连接，在自然状态下所述安装板与所述升降端的升降方向垂直，所述前引导轮至少有前后两个。
优选的，所述伸缩感应器的两端分别安装在所述前底部和所述加热安装架的顶部，当伸缩感应器检测到自身两端间距离小于或大于设定值时发出信号，令所述反弯式淬火装置的控制模块控制所述升降机构升起或降下所述输出端，直至伸缩感应器反馈自身两端间距离达到设定值。
本发明具有以下优点：本方案通过尖轨固定装置上设置的尖轨顶弯模块和所述尖端拉弯机构作用于所述尖轨的底部和尖端令所述尖轨向轨头方向凸出弯曲。实现了淬火过程中对尖轨的反弯固定，令其在淬火时保持与淬火后变形弯曲方向相反的方向弯曲。同时通过设置升降机构和对淬火头结构改进，使淬火头能够升降并能自动适应淬火时弯曲并会移动的尖轨部分，从而保证了该方式下淬火效果的可靠性，因此能可靠有效地实现对尖轨淬火的防弯作用。
由于该方式固定的尖轨，其作为引导部分的轨头面有一大部分处于倾斜或弯曲的状态，因此为了保证加热的效果，采用转动连接和可伸缩结构安装纵向排列的两个或以上的前引导轮，利用前引导轮作用自动令加热安装架保持顶面与轨头部分方向一致，另一方面又利用伸缩感应器自动实现对升降机构的控制，通过连接弹簧一维持前引导轮与轨头贴紧保持引导效果，进而保持感应加热器与轨头的相对位置基本不变。
设置喷嘴的冷却结构与加热安装架转动连接，在连接弹簧二作用下后引导轮与轨头紧贴保持引导作用，又利用弹簧能够弯曲的效果令冷却结构能相对加热安装架转动，从而令其适应弯曲部分前后尖轨部分位置和延伸方向的变化，并也能适应淬火过程中由于尖轨顶弯模块下降造成的尖轨部分位置变化。而上述结构在适应尖轨弯曲部分时，冷却结构不会远离轨头，避免喷出的冷却介质无法充分接触轨头造成冷却效果下降的问题。
最后通过连接弹簧弹性连接的加热安装架和冷却安装架配合各自对应的引导轮都有效减少了通过形状存在变化的尖轨弯曲部分可能产生的震动和碰撞，安装板和输出端抓到你连接处的弹性垫也避免上述过程对该处转动结构产生的震动，从而延长了改进后淬火装置的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一种用于工字型超轻尖轨的反弯式淬火装置的结构示意图。
图2为图1所示结构的主视图。
图3为图1所示结构隐藏门型架后的结构示意图。
图4为图3所示结构中A区域的放大图。
图5为图4所示结构中升降结构和淬火头的放大图。
附图中的标记为：1、淬火装置主体，101、门型架，102、升降机构，2、尖轨固定装置，201、底板，202、引导轨，203、跟端安装台，204、尖轨顶弯模块，2041、顶弯支座，2042、剪叉式顶升机，205、尖轨拉弯机构，2051、拉弯支座，2052、液压缸，2053、拉钩，3、行走机构，4、尖轨，5、淬火头，501、安装板，502、加热安装架，503、感应加热器，504、前引导轮，505、喷嘴安装，506、后引导轮，507、冷却安装架，508、支撑板，509、后伸出部，510、连接弹簧一，511、连接弹簧二，512、伸缩感应器，513、升降端。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和伸入的理解。
如图1-5所示，本发明提供一种用于工字型超轻尖轨的反弯式淬火装置，包括行走机构3、固定在地面的淬火装置主体1和尖轨固定装置2，所述尖轨固定装置2用于固定所述尖轨4并保持所述尖轨4呈中部向轨头方向凸出弯曲的状态，所述尖轨固定装置2设于所述行走机构3上能相对所述淬火装置主体1纵向平移。所述尖轨固定装置2包括底板201，并在所述底板201上设有安装尖轨跟端的跟端固定结构、若干个将尖轨4顶弯的尖轨顶弯模块204和拉住尖轨尖端的尖端拉弯机构，所述尖轨顶弯模块204和所述尖端拉弯机构作用于所述尖轨4的底部和尖端令所述尖轨4向轨头方向凸出弯曲。
所述淬火装置主体1包括能够升降的淬火头5，所述淬火头5包括淬火头5安装结构、安装在所述淬火头5安装结构上的感应加热器503和冷却结构，所述感应加热器503设于淬火头5安装结构的前部并靠近所述尖轨跟端，所述冷却结构设于所述淬火头5安装结构的后部，所述冷却结构和所述感应加热器503转动连接，所述感应加热器503包括有前引导轮504，所述冷却机构包括有后引导轮506，所述前引导轮504和所述后引导轮506均沿所述尖轨4的轨头滚动实现对淬火头5的导向作用。这里由于冷却介质需要尽可能与尖轨4加热的部分接触因此不能将后引导轮506直接设置在喷嘴对应位置。
所述淬火头5安装结构包括转动安装在升降机构102的升降端513的安装板501，所述安装板501的前底部通过边角处设置的若干连接弹簧一510安装有加热安装架502，所述加热安装架502下面转动安装有所述前引导轮504，所述加热安装架502外侧对称安装有感应加热器503，所述感应加热器503的加热位置对应于所述前引导轮504所在的轨头位置，所述加热安装架502与所述安装板501的前底部之间还连接有伸缩感应器512，所述伸缩感应器512的两端分别安装在所述前底部和所述加热安装架502的顶部，所述伸缩感应器512用于检测所述前底部和所述加热安装架502之间的距离变化。
所述安装板501的后底部通过通过边角处设置的若干连接弹簧二511安装有冷却安装架507，所述冷却安装架507下面安装有喷嘴安装505架，所述喷嘴安装505架为门形在使用时罩在所述轨头的两侧和顶部，所述喷嘴安装505架的各个内侧均设有喷嘴，所述喷嘴通过管路与冷却介质输送机构连接实现将冷却介质喷向所述轨头的作用，各喷嘴与轨头的相应面之间均具有一定空隙。所述冷却安装架507通过后轮安装结构转动安装所述后引导轮506，所述冷却安装架507与所述加热安装架502之间通过转轴连接。
所述后轮安装结构为对称安装在所述冷却安装架507两侧的支撑板508，所述支撑板508向斜下方延伸到所述喷嘴安装505架的后方，所述后引导轮506转动安装在一对所述支撑板508的下端之间，所述支撑板508的上端通过转轴与所述加热安装架502的后伸出部509转动连接。所述前引导轮504和所述后引导轮506的结构大小相同，所述转轴位于所述前引导轮504和所述后引导轮506二者轮轴连线的中点上方。所述喷嘴安装505架顶部的喷嘴与所述轨头顶部之间的间隙大于所述尖轨4弯曲后所述轨头顶面在所述前引导轮504和所述后引导轮506之间能向上凸出的最大距离。这样喷嘴在所述尖轨4弯曲的弧形部分，前引导轮504和后引导轮506均能被相应的连接弹簧(包括连接弹簧一510和连接弹簧二511)压在轨头上起到导向作用，而在弧形位置由于后引导轮506被弹簧压下能相对前面的加热安装架502转动一定角度，确保冷却结构接近而不是远离尖轨4的对应位置，从而保证了冷却效果。
所述淬火装置主体1还包括门型架101和安装在所述门型架101上的升降机构102，所述升降机构102可以是现有的各种升降机构102，例如液压缸2052。所述升降端513底部通过水平弹性垫与所述安装板501连接，在自然状态下所述安装板501与所述升降端513的升降方向垂直，所述前引导轮504至少有前后两个。通过两个前后设置的前引导轮504和位于加热安装架502正上方的升降端513施加压力，加热安装架502能根据尖轨4的弧度和斜度自动调整加热安装架502的朝向令其下压方向尽可能与对应的尖轨部分垂直，从而更好地控制感应加热器503在该处尖轨部分的相对位置，减少由于尖轨4倾斜和弯曲造成的所述相对位置的误差。弹性垫吸收安装板501转动运行过程中可能产生的振动，延长该部分转动结构的使用寿命。
所述尖轨4及所述尖轨固定装置2从所述门型架101下面穿过，所述升降机构102根据设定的程序和所述伸缩感应器512发出的信号进行高度调整。当伸缩感应器512检测到自身两端间距离小于设定值，所述升降机构102启动将所述淬火头5安装结构提升，至伸缩感应器512反馈自身两端间距离达到设定值时所述升降机构102停止；当伸缩感应器512检测到自身两端间距离大于设定值，所述升降机构102启动将所述淬火头5安装结构下压，至伸缩感应器512反馈自身两端间距离达到设定值时所述升降机构102停止。
所述跟端固定结构包括跟端安装台203和引导轨202，所述跟端安装台203安装在底板201上且顶部具有倾斜设置的跟端定位面，所述跟端定位面较低的一端上固定有引导轨202，所述尖轨跟端通过固定夹板与所述引导轨202连接固定。所述尖轨顶弯模块204包括安装在所述底板201上的顶弯支座2041、安装在所述顶弯支座2041上的剪叉式顶升机2042和用于所述剪叉式顶升机2042的液压控制系统。所述尖端拉弯机构包括拉弯支座2051、安装在所述拉弯支座2051上的液压缸2052和安装在所述液压缸2052的输出端的拉钩2053，所述拉钩2053钩住所述尖轨尖端，所述液压缸2052持续一定力量向下拉动所述拉钩2053。
行走机构3包括承载所述尖轨固定装置2的行走小车和沿所述尖轨固定装置2纵向延伸并经过所述门型架101下面的行走轨道，行走小车沿所述行走轨道行走并受所述反弯式淬火装置的控制模块控制，控制模块还控制升降机构102、感应加热器503、冷却介质输送机构、各个剪叉式升降机以及液压缸2052。
本装置使用时，将尖轨跟端在所述跟端固定结构上固定连接后，用尖端拉弯机构和尖轨顶弯模块204作用于尖轨4伸出的部分令尖轨4保持所需的弯曲形状，完成对尖轨4的固定。之后对行走机构3、尖轨固定装置2各部分检查确定无误后开始进行淬火准备。
通过行走机构3移动，调整升降机构102，令淬火头5移动到尖轨尖端，并将前引导轮504压在尖轨尖端，加热安装架502与安装板501之间的距离符合设定要求，冷却安装架507在连接弹簧二511作用下被吊在一定高度，在前进时能对尖轨尖端进行冷却。启动感应加热器503，在尖轨尖端停留加热，当温度达到一定阈值后启动行走机构3让尖轨固定装置2相对向后移动，即令淬火头5相对想尖轨4前方移动，此时启动冷却介质输送机构，冷却介质由喷嘴喷向之前被加热的部分进行快速冷却。移动过程中后引导轮506接触尖轨尖端随之抬升冷却安装架507，之后后引导轮506从尖轨尖端进入压在轨头上。此后包括感应加热器503和冷却结构的淬火头5沿尖轨4移动，当尖轨4出现高度变化时依据伸缩感应器512发出的信号，升降机构102适应性升降。在淬火过程中根据淬火工艺参数调整小车速度和加热功率保证淬火温度的同时防止过度加热。
在淬火过程中，随淬火头5移动，每当淬火头5经过一个尖轨顶弯模块204后，该尖轨顶弯模块204上的剪叉式顶升机2042开始下降脱离与尖轨4的接触，尖端拉弯机构持续下拉尖轨尖端从而令尖轨4进一步弯曲，这时淬火头5对应的尖轨部分可能下降，所述升降机构102也能依据伸缩感应器512发出的信号进一步下降，而弯曲幅度加大的情况下，冷却结构能随冷却安装架507相对加热安装架502转动，保持后引导轮506压住轨头，令喷嘴安装505接近而不是远离尖轨4的对应位置，保证了冷却效果。当淬火头5沿所述尖轨4移动一直移动到尖轨跟端的引导轨202上后，对整段尖轨4各个部分完成淬火后关闭感应加热器503和冷却装置，淬火结束。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于工字型超轻尖轨的反弯式淬火装置，包括行走机构(3)、固定在地面的淬火装置主体(1)和尖轨固定装置(2)，所述尖轨固定装置(2)设于所述行走机构(3)上能相对所述淬火装置主体(1)纵向平移，其特征在于：所述尖轨固定装置(2)用于固定所述尖轨(4)并保持所述尖轨(4)呈中部向轨头方向凸出弯曲的状态，所述淬火装置主体(1)包括能够升降的淬火头(5)，所述淬火头(5)包括淬火头(5)安装结构、安装在所述淬火头(5)安装结构上的感应加热器(503)和冷却结构，所述感应加热器(503)设于淬火头(5)安装结构的前部并靠近尖轨跟端，所述冷却结构设于所述淬火头(5)安装结构的后部，所述冷却结构和所述感应加热器(503)转动连接，所述感应加热器(503)包括有前引导轮(504)，所述冷却结构包括有后引导轮(506)，所述前引导轮(504)和所述后引导轮(506)均沿所述尖轨(4)的轨头滚动实现对淬火头(5)的导向作用；
所述尖轨固定装置(2)包括底板(201)，并在所述底板(201)上设有安装尖轨跟端的跟端固定结构、若干个将尖轨(4)顶弯的尖轨顶弯模块(204)和拉住尖轨尖端的尖端拉弯机构，所述尖轨顶弯模块(204)和所述尖端拉弯机构作用于所述尖轨(4)的底部和尖端令所述尖轨(4)向轨头方向凸出弯曲；
所述淬火头(5)安装结构包括转动安装在升降机构(102)的升降端(513)的安装板(501)，所述安装板(501)的前底部通过边角处设置的若干连接弹簧一(510)安装有加热安装架(502)，所述加热安装架(502)下面转动安装有所述前引导轮(504)，所述加热安装架(502)外侧对称安装有感应加热器(503)，所述加热安装架(502)与所述安装板(501)的前底部之间还连接有伸缩感应器(512)，所述伸缩感应器(512)用于检测所述前底部和所述加热安装架(502)之间的距离变化；
所述安装板(501)的后底部通过边角处设置的若干连接弹簧二(511)安装有冷却安装架(507)，所述冷却安装架(507)下面安装有喷嘴安装(505)架，所述喷嘴安装(505)架为门形，所述喷嘴安装(505)架的各个内侧均设有喷嘴，所述冷却安装架(507)通过后轮安装结构转动安装所述后引导轮(506)，所述冷却安装架(507)与所述加热安装架(502)之间通过转轴连接；
所述后轮安装结构为对称安装在所述冷却安装架(507)两侧的支撑板(508)，所述支撑板(508)向斜下方延伸到所述喷嘴安装(505)架的后方，所述后引导轮(506)转动安装在一对所述支撑板(508)的下端之间，所述支撑板(508)的上端通过转轴与所述加热安装架(502)的后伸出部(509)转动连接；
所述伸缩感应器(512)的两端分别安装在所述前底部和所述加热安装架(502)的顶部，当伸缩感应器(512)检测到自身两端间距离小于或大于设定值时发出信号，令所述反弯式淬火装置的控制模块控制所述升降机构(102)升起或降下所述升降端(513)，直至伸缩感应器(512)反馈自身两端间距离达到设定值。
2.根据权利要求1所述的一种用于工字型超轻尖轨的反弯式淬火装置，其特征在于：所述前引导轮(504)和所述后引导轮(506)的结构大小相同，所述喷嘴安装(505)架顶部的喷嘴与所述轨头顶部之间的间隙大于所述尖轨(4)弯曲后所述轨头顶面在所述前引导轮(504)和所述后引导轮(506)之间能向上凸出的最大距离。
3.根据权利要求1所述的一种用于工字型超轻尖轨的反弯式淬火装置，其特征在于：所述淬火装置主体(1)还包括门型架(101)和安装在所述门型架(101)上的升降机构(102)，所述升降端(513)底部通过水平弹性垫与所述安装板(501)连接，在自然状态下所述安装板(501)与所述升降端(513)的升降方向垂直，所述前引导轮(504)至少有前后两个。
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