CN206702600U - 一种无缝长钢轨生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无缝长钢轨生产线，包括热加工线和冷加工线，热加工线和冷加工线均包括钢轨输送辊道，钢轨输送辊道包括输送辊，每个输送辊均连接有一变频电机；热加工线依次设置有粗磨机、正火机和焊机，冷加工线依次设置有精磨机、精调机和精整机，时效台、精磨机、精调机、精整机和存轨月台各连接有一控制盒，控制盒均通信连接PLC控制器，PLC控制器连接有若干变频器，每个变频器均连接若干变频电机。本实用新型的有益效果：具有将200m下道旧长轨回收、整修、焊接以及将百米定尺素轨焊接成400m长轨的能力；大大提高了生产效率，大幅度降低了无用功，满足了对长钢轨吊运、存放的需求。

Description

一种无缝长钢轨生产线

技术领域

本实用新型涉及无缝长钢轨制造设备技术领域，具体来说，涉及一种无缝长钢轨生产线。

背景技术

目前，铁路的无缝长钢轨是通过多根短钢轨焊接而成，无缝长钢轨对焊接处的平滑度要求较高，一旦连接处有凸起或缝隙会造成火车的颠簸和噪音，使得火车速度不能提的太快，也增加了火车的磨损程度。

现有的无缝长钢轨生产线可以满足100米定尺钢轨和200米整修轨的焊接，但是却无法使200m下道旧长轨进行回收和整修，使之焊接成400m无缝长钢轨。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种无缝长钢轨生产线，可回收和整修200m下道旧长轨。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种无缝长钢轨生产线，包括热加工线和冷加工线，所述热加工线和冷加工线均包括由时效台延伸至存轨月台的钢轨输送辊道，所述钢轨输送辊道包括输送辊，每个所述输送辊均连接有一变频电机；所述热加工线在所述时效台与存轨月台之间并沿所述钢轨输送辊道依次设置有粗磨机、正火机和焊机，所述冷加工线在所述时效台与存轨月台之间并沿所述钢轨输送辊道依次设置有精磨机、精调机和精整机，所述时效台、精磨机、精调机、精整机和存轨月台各连接有一控制盒，所述控制盒均通信连接PLC控制器，所述PLC控制器连接有若干变频器，每个所述变频器均连接若干所述变频电机。

进一步地，所述时效台的长度为200m，所述存轨月台的长度为400m。

进一步地，所述PLC控制器连接13组所述变频器，每组所述变频器连接有10台所述变频电机。

进一步地，所述变频电机通过设置有空气开关的线路连接所述变频器。

进一步地，所述钢轨输送辊道上每间隔10个输送辊设置有一激光开关，所述激光开关分别与相邻的两个所述变频器相连接。

进一步地，所述控制盒和PLC控制器之间采用二进制开关信号通讯的方式通信连接。

进一步地，与所述PLC控制器电连接的电源并联有一同源电源。

本实用新型的有益效果：具有将200m下道旧长轨回收、整修、焊接以及将百米定尺素轨焊接成400m长轨的能力；大大提高了生产效率，大幅度降低了无用功，满足了对长钢轨吊运、存放的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例所述的无缝长钢轨生产线的结构框图；

图2是根据本实用新型实施例所述的变频器交替工作原理图；

图3是根据本实用新型实施例所述的控制系统连接框图；

图4是根据本实用新型实施例电源与同源电源并联关系示意图。

图中：

1、热加工线；2、热加工线；3、时效台；4、存轨月台；5、粗磨机；6、正火机；7、焊机；8、精磨机；9、精调机；10、精整机；11、控制盒；12、PLC控制器；13、变频器；14、变频电机；15、激光开关；16、电源；17、同源电源。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示，根据本实用新型实施例所述的一种无缝长钢轨生产线，包括热加工线1和冷加工线2，所述热加工线1和冷加工线2均包括由时效台3延伸至存轨月台4的钢轨输送辊道，所述钢轨输送辊道包括输送辊，每个所述输送辊均连接有一变频电机14；所述热加工线1在所述时效台3与存轨月台4之间并沿所述钢轨输送辊道依次设置有粗磨机5、正火机6和焊机7，所述冷加工线2在所述时效台3与存轨月台4之间并沿所述钢轨输送辊道依次设置有精磨机8、精调机9和精整机10，所述时效台3、精磨机8、精调机9、精整机10和存轨月台4各连接有一控制盒11，所述控制盒11均通信连接PLC控制器12，所述PLC控制器12连接有若干变频器13，每个所述变频器13均连接若干所述变频电机14。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述时效台3的长度为200m，所述存轨月台4的长度为400m。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述PLC控制器12连接13组所述变频器13，每组所述变频器13连接有10台所述变频电机14。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述变频电机14通过设置有空气开关的线路连接所述变频器13。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述钢轨输送辊道上每间隔10个输送辊设置有一激光开关15，所述激光开关15分别与相邻的两个所述变频器13相连接。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述控制盒11和PLC控制器12之间采用二进制开关信号通讯的方式通信连接。

在本实用新型的一个具体实施例中，与所述PLC控制器12电连接的电源16并联有一同源电源17。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。

本实用新型所述的无缝长钢轨生产线分为热加工线和冷加工线，生产线总长648m，贯穿整个车间房及长轨装车站台（即存轨月台4），热加工线1和冷加工线2间距为4.5m。热加工线1主要进行焊接、粗磨、打码、焊缝热处理工序，冷加工线2主要进行精调、精磨（或精铣）工序，集中布置在车间南头，焊缝探伤工序设在存轨月台4进行，同时为考虑200m下道旧长轨整修工艺的需要，在冷加工线2上增设整修工位。本实用新型满足200m整修轨、百米定尺素轨和25m定尺素轨的整修和焊接作业需要，同时也满足生产线的U形布置，保证热处理后接头有超过24小时的自然冷却时效过程。

当需将百米定尺素轨焊接成400米无缝长钢轨时，将存轨月台4处百米定尺素轨，输送至焊机7，焊接成200米长钢轨，经过正火和粗磨后输送至时效台3，时效处理后，输送至冷加工线，完成精调、精磨后输送至存轨月台4，并转运至焊机7，焊接成400米长钢轨，经过正火和粗磨后再次输送至存轨月台4，进行时效处理后，将400米长钢轨输送至冷加工线，完成中间焊缝的精调、精磨处理后，再次输送回存轨月台4。当需将200米下道旧长轨焊接成400米无缝长钢轨时，将存轨月台4处的200米下道旧长轨，输送至精整机处完成精整，后续工序与200长钢轨焊接工艺一致。

本实用新型所述的无缝长钢轨生产线总长为628米，分为2个非独立的区段（即需要独立运行、又需要联控运行）,128台变频电机构成，如果是变频器与变频电机一对一的控制，则要128台变频器。那么会大大超出建设成本预算，而且在通信方式上也能难以完成全覆盖，比如485通讯方式，在拓扑结构下最多32个站点，远远达不到128台的控制，如果使用光纤+tnk网络则建设成本成倍增加。因此采用变频器的一拖多结构。变频电机14额定功率2.2kw，安装间隔为5米，由于钢轨的长度通常以100米、200米、400米为主，因此，采用每10台变频电机14为一组，相邻两组变频电机14跨度为50米，并按1.4的安全系数选用30KW的三菱A740系列变频器，构成一个变频器连接多个变频电机的结构。

本实用新型还解决了节能控制的问题，即在钢轨输送时不需要启动所有的变频器13和变频电机14，只将有钢轨区段的变频电机14启动即可。

变频器13共有13组，分别命名为第1组、第2组……第13组，并采用激光开关15来感应钢轨的位置，当钢轨向前输送时，第1、2组变频器13启动，3-13组变频器13不启动；当钢轨向前进入第3组变频器13的控制区域时，第3组变频器13启动，同理，第4-13组变频器13依次启动；当钢轨离开第1组变频器13的控制区域时，第1组变频器13停止，同理，第2-13组变频器13依次停止。即钢轨在哪组变频器13的控制区域内，哪组变频器13启动，没有钢轨的地方，变频器13不启动，变频电机14不输送。达到既安全又节能的控制方案。如输送100米钢轨时减少无用功率300-330KW，节能效率达76.9-84.6%。

由于整个无缝长钢轨贯穿于400米的存轨月台4、28米生产区、200米时效台3，总长度为628米，其中约有500米区段在室外，存轨月台4受雷电、静电场等的影响较大（曾测量红海焊轨车间半成品月台与素轨场静电场电压高达5V，放电电流1000A），系统信号传输必须要考虑信号衰弱、静电干扰、环境温度、湿度等不利因素，并且考虑系统安装简单方便、故障率底、维修简单方便等优化设计。因此选择二进制开关信号通讯的方式，同时考虑到信号传输距离比较远，信号衰减严重（调试时测得衰减量达34%），在远端电源16上并联一个24V同源电源，确保远端信号驱动能力。

控制系统包括PLC控制器12、变频器13和激光开关15，整个控制系统使用一套电源16，PLC控制器12的I/O口可以用中间继电器断开，变频器13的控制信号也可以用中间继电器断开。

控制系统以PLC控制器12作控制中心，其接受控制盒11的按钮信息和变频器13的反馈信息，通过计算后向下发射信号，变频器13包括控制柜，控制柜内建立逻辑关系站，逻辑关系站综合PLC控制器12的信号和激光开关15的信号后，给变频器13发射控制信号。

控制盒11上有向前、向后、快/慢、对位、变频器启动、故障复位、生产线分段选择、急停等按钮。同时显示线上设备运行、生产线运行和故障信号。线上设备与控制系统进行互锁，确保生产安全。

PLC控制器12根据控制盒11的信号、互锁信号和变频器13的反馈信号将运行结果反馈到控制盒11上的信号灯和变频器13内的逻辑关系站。

逻辑关系站接受PLC控制器12的信号和激光开关15的检测信号，将逻辑判断发送给变频器13。同时控制变频电机14的散热、控制柜散热和一般故障反馈。

激光开关15每件隔10台变频电机14安装一个（每台变频器控制10台变频电机14），每个激光开关的检测信号同时发送给相邻的2个变频器13的控制柜，作为启动变频器13的重要信号。

变频器13根据逻辑判断信号按照预先设定好的频率曲线控制变频电机14。

变频电机14与变频总线用空气开关连接，可以随时启动和停车，一般变频电机14故障能被变频器13检测发现，变频电机14的硬性故障可以用空气开关跳开，不会因为一台变频电机14故障而影响该组变频电机14。

PLC控制器12接收控制盒11的控制信号、设备运行的状态信号、精确对位激光开关检测信号、变频器故障报警信号。同时将系统运行状况信息发送给控制盒11，将控制信号发送给变频器13。

变频器13接收PLC的控制信号，激光开关15的检测信号，进行“与”运算后控制变频器13工作。同时将变频器13的故障情况反馈给PLC。

本实用新型所述的无缝长钢轨生产线设置有5个控制盒11，有2种生产模式：第一种是钢轨精整模式，只有精整机10工作，其他设备不工作，需要对精整机10、存轨月台4、时效台3三处的控制盒11进行操作；第二种是钢轨冷作业（精调、精磨），需要对精调机9、精磨机8、存轨月台4、时效台3四处的控制盒11进行操作。为了安全生产和根据实际生产需要每次操作无缝长钢轨生产线仅能一个控制盒11操作给命令，其他控制盒11不能给命令（除急停、故障复位），如果每个控制盒11的每个按钮信号都占用一个PLC输入点，则共计22个输入信号（向前、向后、快/慢速、对位），但是这24个信号每次都是重复发出，这样势必会造成PLC控制器12的 I/O口大量浪费。因此进行了同类信号处理，对控制盒11的信号时间优先处理，并具有类似“抢答器”的功能。比如：五个控制盒11都想控制无缝长钢轨生产线，但是有一个控制盒11第一时间进入了控制状态，则剩余四个控制盒11就不能对无缝长钢轨生产线进行控制（除了急停、故障复位），只有第一个控制盒11给完了信号，这五个控制盒11再次“抢”控制权。但是一般生产情况（五个控制盒11的距离比较近，在28米范围内），生产人员可以用对讲机进行生产协调。

将五个控制盒11的启动信号设置成个不同的地址，同时将外部同属性信号进行合并处理，最终将24个外部信号减少为6个，则控制盒11的信号总共为11个。大大节约了PLC控制器12的 I/O口资源。并且对生产过程提供可靠的安全保障。

本实用新型所述的无缝长钢轨生产线可达到如下功能：双向输送；输送速度可调；可整体控制，也可分段独立控制；可手动控制，也可自动对位控制；制动距离控制在1m以内，在400米存轨月台、200米时效台可自动对位控制，实现准确停位；400米存轨月台、精整机、精调机、精磨机、200米时效台均设立生产线控制点，以精整机位为主控制点，控制权限大于其他控制点；线上设备与钢轨输送辊道进行互锁；节能控制；优化可结构及电气设计，可减少故障。

综上，借助于本实用新型的上述技术方案，具有将200m下道旧长轨回收、整修、焊接以及将百米定尺素轨焊接成400m长轨的能力；大大提高了生产效率，大幅度降低了无用功，满足了对长钢轨吊运、存放的需求。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无缝长钢轨生产线，包括热加工线（1）和冷加工线（2），其特征在于，所述热加工线（1）和冷加工线（2）均包括由时效台（3）延伸至存轨月台（4）的钢轨输送辊道，所述钢轨输送辊道包括输送辊，每个所述输送辊均连接有一变频电机（14）；所述热加工线（1）在所述时效台（3）与存轨月台（4）之间并沿所述钢轨输送辊道依次设置有粗磨机（5）、正火机（6）和焊机（7），所述冷加工线（2）在所述时效台（3）与存轨月台（4）之间并沿所述钢轨输送辊道依次设置有精磨机（8）、精调机（9）和精整机（10），所述时效台（3）、精磨机（8）、精调机（9）、精整机（10）和存轨月台（4）各连接有一控制盒（11），所述控制盒（11）均通信连接PLC控制器（12），所述PLC控制器（12）连接有若干变频器（13），每个所述变频器（13）均连接若干所述变频电机（14）。

2.根据权利要求1所述的无缝长钢轨生产线，其特征在于，所述时效台（3）的长度为200m，所述存轨月台（4）的长度为400m。

3.根据权利要求1所述的无缝长钢轨生产线,其特征在于，所述PLC控制器（12）连接13组所述变频器（13），每组所述变频器（13）连接有10台所述变频电机（14）。

4.根据权利要求3所述的无缝长钢轨生产线,其特征在于，所述变频电机（14）通过设置有空气开关的线路连接所述变频器（13）。

5.根据权利要求4所述的无缝长钢轨生产线,其特征在于，所述钢轨输送辊道上每间隔10个输送辊设置有一激光开关（15），所述激光开关（15）分别与相邻的两个所述变频器（13）相连接。

6.根据权利要求1所述的无缝长钢轨生产线,其特征在于，所述控制盒（11）和PLC控制器（12）之间采用二进制开关信号通讯的方式通信连接。

7.根据权利要求6所述的无缝长钢轨生产线,其特征在于，与所述PLC控制器（12）电连接的电源（16）并联有一同源电源（17）。