CN206887170U - 一种用于槽型钢轨热处理的感应加热装置及淬火设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及钢轨热处理技术领域，具体涉及一种用于槽型钢轨热处理的感应加热装置及淬火设备，感应加热装置包括：感应线圈，围成沿槽型钢轨的长度方向延伸的倒置的U型加热空间，所述U型加热空间内适于伸入所述槽型钢轨的轨头，所述U型空间的水平部与所述轨头的轨顶相对设置，并且与所述轨顶远离所述槽型钢轨的凹槽一侧的轴向边缘对应的所述感应线圈凹陷，形成朝向所述轴向边缘的凹形加热空间。本实用新型提供的感应加热装置及淬火设备，对钢轨轨头的加热更加均匀，有效降低非工作面上的轴向边缘的温度，避免钢轨出现边部缺陷，延长钢轨使用寿命。

Description

一种用于槽型钢轨热处理的感应加热装置及淬火设备

技术领域

本实用新型涉及钢轨热处理技术领域，具体涉及一种用于槽型钢轨热处理的感应加热装置及淬火设备。

背景技术

随着我国城市轨道交通建设里程的激增，为延长城市轨道交通建设用槽型钢使用寿命，一般采用热处理方法来提高钢轨的强度和韧性，例如通过电磁感应器对钢轨进行淬火。

中国专利文献CN102268522A公开了一种钢轨淬火电感应加热线圈随动装置，其中示出了现有技术中通常使用的槽型钢轨热处理用中频感应加热装置，该装置具有由感应线圈围成的倒扣的“U型罩”，将钢轨的轨头伸入“U型罩”内，进行感应加热，但在实际的热处理过程中，由于感应加热存在尖角效应，轨头的尖角处即轨头沿钢轨长度方向延伸的轴向边缘处的温度高于轨头的平面处，并且与轨头的轴向边缘处相对的“U型罩”的拐角处磁通量大，进一步增加了轴向边缘处的温度，尤其是轨头结构不对称的槽型钢轨，在钢轨与车轮直接接触的工作面达到淬火深度要求时，非工作面上的轴向边缘处的温度已经过高，该处钢轨塑性降低，容易出现不同程度的边部缺陷，使得快速运行的列车在轨道曲线地段出现严重脆断、剥离掉块等损伤缺陷，缩短了钢轨的使用寿命，对列车运行安全造成了严重的危害。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中感应加热装置对钢轨轨头的非工作面上的轴向边缘处加热过度，导致钢轨出现边部缺陷，使用寿命短、威胁列车安全运行的缺陷，从而提供一种对钢轨轨头的加热更加均匀、热处理效果更好的用于槽型钢轨热处理的感应加热装置。

进一步提供一种具有上述用于槽型钢轨热处理的感应加热装置的淬火设备。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于槽型钢轨热处理的感应加热装置，包括：感应线圈，围成沿槽型钢轨的长度方向延伸的倒置的U型加热空间，所述U型加热空间内适于伸入所述槽型钢轨的轨头，所述U型空间的水平部与所述轨头的轨顶相对设置，并且与所述轨顶远离所述槽型钢轨的凹槽一侧的轴向边缘对应的所述感应线圈凹陷，形成朝向所述轴向边缘的凹形加热空间。

所述凹形加热空间至所述轴向边缘的距离的最小值，不小于所述U型加热空间的水平部至所述槽型钢轨的工作面的最低点的距离值。

所述凹形加热空间的断面呈以所述轴向边缘上的点为圆心的圆弧形，所述凹形加热空间的半径不小于所述U型加热空间的水平部至所述槽型钢轨的工作面的最低点的距离值。

所述凹形加热空间的半径与所述U型加热空间的水平部至所述槽型钢轨的工作面的最低点的距离值相当。

所述感应线圈为空心的紫铜管。

一种淬火设备，包括：冷源，以及所述的感应加热装置，所述感应线圈为紫铜管，所述冷源适于通入所述紫铜管内。

所述冷源为冷水。

还包括冷却装置，用于对感应加热后的所述槽型钢轨进行冷却。

所述冷却装置为喷风和/或喷雾装置。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的用于槽型钢轨热处理的感应加热装置，包括感应线圈围成的倒置的U型加热空间，该U型加热空间沿槽型钢轨的长度方向延伸，槽型钢轨的轨头适于伸入U型加热空间内，槽型钢轨的轨头的轨顶与U型加热空间的水平部相对设置，并且，对应轨顶远离槽型钢轨的凹槽一侧的轴向边缘的感应线圈凹陷，形成朝向轴向边缘的凹形加热空间，给感应线圈输入中频或高频交流电，能够产生交变磁场，交变磁场在待热处理的工件中产生同频率的感应电流，可使工件表面迅速加热，凹形加热空间的设置增加了感应线圈至轴向边缘的距离，在保证钢轨的工作面的淬火层深度要求的同时，有效降低非工作面上的轴向边缘的温度，避免钢轨的轴向边缘晶格被破坏，塑性降低，导致钢轨出现边部缺陷，承载能够下降，缩短钢轨使用寿命，威胁列车安全运行。

2.本实用新型提供的用于槽型钢轨热处理的感应加热装置，凹形加热空间到轴向边缘的距离的最小值，不小于U型加热空间的水平部到槽型钢轨的工作面的最低点的距离值，这种设置使得U型加热空间的水平部对槽型钢轨的工作面的感应加热达到热处理工艺所需温度时，轴向边缘在凹形加热空间的感应加热下所达到的温度不会过高。

3.本实用新型提供的用于槽型钢轨热处理的感应加热装置，凹形加热空间的断面呈以所述轴向边缘上的点为圆心的圆弧形，圆弧形的半径不小于所述U型加热空间的水平部至所述槽型钢轨的工作面的最低点的距离值，圆弧形加工方便，各点距轴向边缘距离一致，更有利于降低轴向边缘的温度。

4.本实用新型提供的淬火设备，包括冷源以及感应加热装置，感应线圈为紫铜管，淬火设备具有适于通入紫铜管内部的冷源，能够为紫铜管降温，防止感应线圈温度过高烧坏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型的实施例一中提供的用于槽型钢轨热处理的感应加热装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-紫铜管；2-U型加热空间；3-凹形加热空间；4-槽型钢轨；5-轨顶；6-凹槽；7-工作面；8-轴向边缘。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一

图1为本实用新型的实施例一中提供的用于槽型钢轨热处理的感应加热装置的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的用于钢轨热处理的感应加热装置，包括感应线圈围成的倒置的U型加热空间2，该U型加热空间2沿槽型钢轨4的长度方向延伸，槽型钢轨4的轨头适于伸入U型加热空间2内，槽型钢轨4的轨头的轨顶5与U型加热空间2的水平部相对设置，并且，对应轨顶5远离槽型钢轨4的凹槽6一侧的轴向边缘8的感应线圈凹陷，形成朝向轴向边缘8的凹形加热空间3，给感应线圈输入中频或高频交流电，能够产生交变磁场，交变磁场在待热处理的工件中产生同频率的感应电流，可使工件表面迅速加热，凹形加热空间3的设置增加了感应线圈至轴向边缘8的距离，在保证钢轨的工作面7的淬火层深度要求，使工作面7达到热处理工艺所需温度的同时，有效降低非工作面7上的轴向边缘8的温度，避免钢轨的轴向边缘8晶格被破坏，塑性降低，导致钢轨出现边部缺陷，承载能够下降，缩短钢轨使用寿命，威胁列车安全运行。

所述槽型钢轨4的工作面7即为与列车车轮直接接触的面，所述U型加热空间2的水平部至所述槽型钢轨4的工作面7的最低点的距离值，即为水平部到槽型钢轨4的工作面7的淬火层深度。

凹形加热空间3的断面呈以所述轴向边缘8上的点为圆心的圆弧形，圆弧形的半径与所述U型加热空间2的水平部至所述槽型钢轨4的工作面7的最低点的距离值相当，圆弧形加工方便，各点距轴向边缘8距离一致，更有利于降低轴向边缘8的温度。

感应线圈为空心的紫铜管1。

本实施例还提供一种淬火设备，包括冷源以及感应加热装置，冷源为适于通入紫铜管1内的冷水，能够为紫铜管1降温，防止感应线圈温度过高烧坏；淬火设备还包括用于对感应加热后的所述槽型钢轨4进行冷却的冷却装置，冷却装置为喷风装置。

作为实施例一的可替换实施方式，凹形加热空间的断面呈以所述轴向边缘上的点为圆心的圆弧形，圆弧形的半径大于所述U型加热空间的水平部至所述槽型钢轨的工作面的最低点的距离值。

作为实施例一的可替换实施方式，凹形加热空间为设于U型加热空间的水平部上，且沿U型加热空间的轴向延伸的矩形槽。

作为实施例一的可替换实施方式，冷源为冷空气。

作为实施例一的可替换实施方式，冷却装置为喷风和喷雾装置。

作为实施例一的可替换实施方式，冷却装置为喷雾装置。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种用于槽型钢轨热处理的感应加热装置，其特征在于，包括：感应线圈，围成沿槽型钢轨(4)的长度方向延伸的倒置的U型加热空间(2)，所述U型加热空间(2)内适于伸入所述槽型钢轨(4)的轨头，所述U型空间的水平部与所述轨头的轨顶(5)相对设置，并且与所述轨顶(5)远离所述槽型钢轨(4)的凹槽(6)一侧的轴向边缘(8)对应的所述感应线圈凹陷，形成朝向所述轴向边缘(8)的凹形加热空间(3)。

2.根据权利要求1所述的感应加热装置，其特征在于，所述凹形加热空间(3)至所述轴向边缘(8)的距离的最小值，不小于所述U型加热空间(2)的水平部至所述槽型钢轨(4)的工作面(7)的最低点的距离值。

3.根据权利要求2所述的感应加热装置，其特征在于，所述凹形加热空间(3)的断面呈以所述轴向边缘(8)上的点为圆心的圆弧形，所述凹形加热空间(3)的半径不小于所述U型加热空间(2)的水平部至所述槽型钢轨(4)的工作面(7)的最低点的距离值。

4.根据权利要求3所述的感应加热装置，其特征在于，所述凹形加热空间(3)的半径与所述U型加热空间(2)的水平部至所述槽型钢轨(4)的工作面(7)的最低点的距离值相当。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的感应加热装置，其特征在于，所述感应线圈为空心的紫铜管(1)。

6.一种淬火设备，其特征在于，包括：

冷源，以及权利要求1-5中任一项所述的感应加热装置，所述感应线圈为紫铜管(1)，所述冷源适于通入所述紫铜管(1)内。

7.根据权利要求6所述的淬火设备，其特征在于，所述冷源为冷水。

8.根据权利要求6或7所述的淬火设备，其特征在于，还包括冷却装置，用于对感应加热后的所述槽型钢轨(4)进行冷却。

9.根据权利要求8所述的淬火设备，其特征在于，所述冷却装置为喷风和/或喷雾装置。