CN212316570U - 一种基于层流等离子的在线钢轨表面强化设备 - Google Patents
一种基于层流等离子的在线钢轨表面强化设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN212316570U CN212316570U CN201922404358.1U CN201922404358U CN212316570U CN 212316570 U CN212316570 U CN 212316570U CN 201922404358 U CN201922404358 U CN 201922404358U CN 212316570 U CN212316570 U CN 212316570U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- generator
- machine
- rail
- steel rail
- air compressor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
本实用新型属于铁路钢轨强化和修复领域，涉及一种基于层流等离子技术的在线钢轨表面强化设备，其特征在于包括：发电机、水冷机、作业小车、空压机和储气罐、卷扬机和集装箱体，所述集装箱体内设置有发电机、水冷机、空压机、储气罐和卷场机，所述作业小车与卷场机相连接，所述发电机与作业小车电连接，所述空压机与储气罐与作业小车通过气管相连接，所述水冷机用于整个强化设备的降温。
Description
技术领域
本实用新型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技术的在线钢轨表面强化设备。
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。
实用新型内容
本实用新型旨在解决现有技术问题，而提出了一种基于层流等离子技术的在线钢轨表面强化设备。
一种基于层流等离子技术的在线钢轨表面强化设备，其特征在于包括：发电机、水冷机、作业小车、空压机和储气罐、卷扬机和集装箱体，所述集装箱体内设置有发电机、水冷机、空压机、储气罐和卷场机，所述作业小车与卷场机相连接，所述发电机与作业小车电连接，所述空压机与储气罐与作业小车通过气管相连接，所述水冷机用于整个强化设备的降温。
所述行走小车行走速度至少为每小时100米。
所述卷场机用于将行走小车放上铁轨和回收到集装箱内。
所述储气罐内储存有用于层流等离子发生器所使用的气体。
所述集装箱体设置在铁轨维修车上。
本实用新型的有益效果：
1.本实用新型采用整体集装箱式结构，能快速吊装、运输至作业现场。
2.本实用新型自带电力系统，无须外接电源，适应现场作业条件。
3.本实用新型采用层流等离子技术对钢轨进行表面强化，在钢轨表面形成离散分布的超细、均匀的淬硬组织，并且不改变基体内部组织和性能，从而大幅提高钢轨耐磨性能。同时层流等离子单位工作效率大于100米/小时，大幅提高了作业效率。
4. 本实用新型在线作业小车自带走行系统，能对作业钢轨自动定位、自动强化处理，可同步处理两股轨道，作业效率高，适应不同线路条件、环境的作业。
附图说明
图1为本实施例1中涉及到的轨道强化后的效果示意图；
图2为本实施例2中涉及到的轨道强化后的效果示意图；
图3为本实施例3中涉及到的轨道强化后的效果示意图；
图4为本实施例4中涉及到的轨道强化后的效果示意图；
图5 为本实用新型的结构示意图；
图6为本实用新型的立体结构示意图；
附图标记
1、发电机，2、水冷机，3、作业小车，4、空压机和储气罐、5、卷扬机，6、集装箱体。
具体实施方式
下面通过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，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-6
实施例1
一种基于层流等离子技术的在线钢轨表面强化设备，其特征在于包括：发电机1、水冷机2、作业小车3、空压机和储气罐4、卷扬机5和集装箱体6，所述集装箱体6内设置有发电机1、水冷机2、空压机、储气罐和卷场机，所述作业小车3与卷场机相连接，所述发电机1与作业小车3电连接，所述空压机与储气罐与作业小车3通过气管相连接，所述水冷机2用于整个强化设备的降温。
线路小半径曲线钢轨在线处理：针对小半径曲线钢轨，通过对其受力状态、主要磨耗特征、磨耗位置确定小半径曲线钢轨的强化范围：
曲线上股钢轨：顶面与工作边侧面全长处理，顶面处理宽度50mm，侧面25mm；顶面与侧面强化处理斑点共布置7排：强化处理斑点顶面布置5排，弧侧面布置2排。
实施例2
一种基于层流等离子技术的在线钢轨表面强化设备，其特征在于包括：发电机1、水冷机2、作业小车3、空压机和储气罐4、卷扬机5和集装箱体6，所述集装箱体6内设置有发电机1、水冷机2、空压机、储气罐和卷场机，所述作业小车3与卷场机相连接，所述发电机1与作业小车3电连接，所述空压机与储气罐与作业小车3通过气管相连接，所述水冷机2用于整个强化设备的降温。
曲线下股钢轨：顶面全长处理，宽度为60mm；强化斑点共布置6排：弧面布置1排，顶面布置5排（图2）。
实施例3
一种基于层流等离子技术的在线钢轨表面强化设备，其特征在于包括：发电机1、水冷机2、作业小车3、空压机和储气罐4、卷扬机5和集装箱体6，所述集装箱体6内设置有发电机1、水冷机2、空压机、储气罐和卷场机，所述作业小车3与卷场机相连接，所述发电机1与作业小车3电连接，所述空压机与储气罐与作业小车3通过气管相连接，所述水冷机2用于整个强化设备的降温。
城市轨道交通钢轨在线处理：顶面全长处理，宽度为60mm；强化斑点共布置6排：弧面布置1排，顶面布置5排。
实施例4
一种基于层流等离子技术的在线钢轨表面强化设备，其特征在于包括：发电机1、水冷机2、作业小车3、空压机和储气罐4、卷扬机5和集装箱体6，所述集装箱体6内设置有发电机1、水冷机2、空压机、储气罐和卷场机，所述作业小车3与卷场机相连接，所述发电机1与作业小车3电连接，所述空压机与储气罐与作业小车3通过气管相连接，所述水冷机2用于整个强化设备的降温。
重载线路钢轨在线处理：顶面全长处理，宽度为60mm；强化带采用长条形结构，共布置6排：弧面布置1排，顶面布置5排。
实施例5
一种基于层流等离子技术的在线钢轨表面强化设备，其特征在于包括：发电机1、水冷机2、作业小车3、空压机和储气罐4、卷扬机5和集装箱体6，所述集装箱体6内设置有发电机1、水冷机2、空压机、储气罐和卷场机，所述作业小车3与卷场机相连接，所述发电机1与作业小车3电连接，所述空压机与储气罐与作业小车3通过气管相连接，所述水冷机2用于整个强化设备的降温。
所述行走小车行走速度至少为每小时100米。
所述卷场机用于将行走小车放上铁轨和回收到集装箱内。
所述集装箱体6设置在铁轨维修车上。
实施例6
一种基于层流等离子技术的在线钢轨表面强化设备，其特征在于包括：发电机1、水冷机2、作业小车3、空压机和储气罐4、卷扬机5和集装箱体6，所述集装箱体6内设置有发电机1、水冷机2、空压机、储气罐和卷场机，所述作业小车3与卷场机相连接，所述发电机1与作业小车3电连接，所述空压机与储气罐与作业小车3通过气管相连接，所述水冷机2用于整个强化设备的降温。
所述行走小车行走速度至少为每小时100米。
所述卷场机用于将行走小车放上铁轨和回收到集装箱内。
所述储气罐内储存有用于层流等离子发生器所使用的气体。
所述集装箱体6设置在铁轨维修车上。
Claims (4)
1.一种基于层流等离子的在线钢轨表面强化设备，其特征在于包括：发电机（1）、水冷机（2）、作业小车（3）、空压机和储气罐（4）、卷扬机（5）和集装箱体（6），所述集装箱体（6）内设置有发电机（1）、水冷机（2）、空压机、储气罐和卷场机，所述作业小车（3）与卷场机相连接，所述发电机（1）与作业小车（3）电连接，所述空压机与储气罐与作业小车（3）通过气管相连接，所述水冷机（2）用于整个强化设备的降温，所述集装箱体（6）设置在铁轨维修车上。
2.根据权利要求1所述一种基于层流等离子的在线钢轨表面强化设备，其特征在于：所述作业小车（3）行走速度至少为每小时100米。
3.根据权利要求1所述一种基于层流等离子的在线钢轨表面强化设备，其特征在于：所述卷场机用于将行走小车放上铁轨和回收到集装箱内。
4.根据权利要求1所述一种基于层流等离子的在线钢轨表面强化设备，其特征在于：所述储气罐内储存有用于层流等离子发生器所使用的气体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922404358.1U CN212316570U (zh) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | 一种基于层流等离子的在线钢轨表面强化设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922404358.1U CN212316570U (zh) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | 一种基于层流等离子的在线钢轨表面强化设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212316570U true CN212316570U (zh) | 2021-01-08 |
Family
ID=74029663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201922404358.1U Active CN212316570U (zh) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | 一种基于层流等离子的在线钢轨表面强化设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212316570U (zh) |
-
2019
- 2019-12-27 CN CN201922404358.1U patent/CN212316570U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200199698A1 (en) | Method for reinforcing rail by laser and auxiliary heat source efficient hybrid cladding | |
| CN109517944A (zh) | 一种基于层流等离子的钢轨表面在线移动处理装置 | |
| JP4906651B2 (ja) | スチール製レールの熱処理方法およびそれに用いる熱処理装置 | |
| CN108385022B (zh) | 重载铁路用高强韧耐磨耐腐蚀贝氏体钢轨及其制造方法 | |
| CN104862466B (zh) | 过共析钢轨焊接接头焊后热处理的方法 | |
| CN101240367A (zh) | 一种用于铁路钢轨表面强韧化处理的在线激光加工设备 | |
| CN102121217B (zh) | 一种用于钢轨表面强化处理的在线激光淬火工艺 | |
| CN102121064A (zh) | 一种用于钢轨表面强化处理的离线激光淬火工艺 | |
| CN103131826A (zh) | 一种钢轨在线喷风淬火热处理模拟实验装置 | |
| CN209836225U (zh) | 一种基于层流等离子的钢轨表面在线移动处理装置 | |
| CN106334900A (zh) | 一种用于磨损的刮板运输机中部槽中板的堆焊修复方法 | |
| CN115505713A (zh) | 一种降低百米在线热处理贝氏体钢轨残余应力的热处理工艺 | |
| CN212316570U (zh) | 一种基于层流等离子的在线钢轨表面强化设备 | |
| CN104212965A (zh) | 一种钢轨表面在线激光宽带淬火的方法 | |
| CN209873022U (zh) | 一种用于铁路尖轨处理的层流等离子点状淬火平台 | |
| CN211620587U (zh) | 一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构 | |
| CN211621028U (zh) | 一种基于层流等离子的在线钢轨表面强化小车 | |
| CN115488484B (zh) | 提高过共析钢轨闪光焊接头正火区硬度的方法 | |
| CN2487620Y (zh) | 一种激光强化的铁道车辆车轮 | |
| CN111622022A (zh) | 一种尖轨 | |
| CN113050530A (zh) | 一种在线钢轨表面强化设备控制装置的控制方法 | |
| CN113047099A (zh) | 一种基于层流等离子钢轨表面强化的排枪结构 | |
| CN115323155A (zh) | 多功能高强钢板带热处理生产系统及方法 | |
| CN101733514B (zh) | 低预热温度的自保护药芯焊丝在线修复钢轨方法 | |
| CN113047097A (zh) | 一种在线钢轨层流等离子表面强化的处理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |