CN215051671U - 一种移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，包括细晶加热机构、竖向调直机构和横向调直调扭机构；细晶加热机构对钢轨焊缝及热影响区部位进行加热，竖向调直机构和横向调直调扭机构对加热后的焊缝接头进行竖向和横向整形；横向调直调扭机构工作端面的形状、结构与钢轨的侧面相适配；通过本方案使钢轨焊接后的焊缝及热影响区的较粗晶粒得到细化，从而提高焊缝强度、韧性、硬度等综合机械性能；同时提高焊缝接头的平顺性；通过较小的打磨量，达到钢轨焊缝接头所需要保证的平直度要求，减少线路上钢轨焊缝接头投入使用过程中马鞍形磨耗现象的发生，提高钢轨的使用寿命；减少线路维护保养的打磨工作量，节约线路养护维修成本。

Description

一种移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机

技术领域

本实用新型涉及钢轨焊接后处理工艺技术领域，尤其是一种移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机。

背景技术

无论是在高铁、客专、城际、国铁、货运专线、地铁、有轨电车等铁路的新线建设还是既有线路的改造和维修过程中，都需要对大量的钢轨接头进行无缝化现场焊接。

目前钢轨现场焊接方法主要有闪光焊、气压焊、铝热焊三种，其中焊缝接头内在质量相对较好的方法分别是闪光焊和气压焊，这两种方法所焊接头数量占比也是最多的，分别达到85％(包括厂内闪光焊)和10％左右。但目前这两种焊接方法都存在着共同的问题是：

一、无论闪光焊还是气压焊，焊后的焊缝和热影响区组织晶粒都比较粗大。众所周知，焊缝组织晶粒粗大所带来的直接后果是钢轨焊接接头的强度、轮轨冲击韧性、硬度(耐磨性)等综合机械性能的大大降低，甚至达不到铁标TB/T1632－2014的技术要求，也间接影响钢轨的使用寿命和列车通过焊缝接头时的行车安全和行车速度；

二、目前大量使用的闪光焊和气压焊现有设备，均不同程度的存在焊后接头的外观质量，即钢轨焊接接头的平顺性不达标问题。随机出现上下(或左右)错位、扭曲、高接头、低接头等各种质量缺陷，成为钢轨现场移动闪光焊和气压焊施工过程中一个长期悬而未决的老大难问题。它直接涉及钢轨焊接的一个重要质量指标平顺性问题，且铁路速度等级越高平顺性越重要，要求越严格。

而现在施工现场的处理办法是：

一、用简易直轨器调直钢轨的水平侧向工作边的平直度。由于简易直轨器的结构缺陷，横向基本上是只调轨头，容易造成焊缝接头的扭曲或使本已焊接扭曲的焊缝接头的扭曲程度进一步恶化；竖向轨顶工作边的平直度往往无法进行调直而采用起道机提升。竖向和横向均完全靠人的经验摸索调直量的多少，且无法实现调扭。

二、主要靠加大焊缝接头两端钢轨母材的打磨量，来保证钢轨焊缝接头的平顺性。这是目前现场焊轨施工过程中用得最多也最普遍的办法。这样的结果是直接减少了母材钢轨服役后可磨耗的工作余量，从而大大降低钢轨的使用寿命和缩短线路换轨周期，也增加了焊缝打磨工作量，增大了施工劳动强度，间接提高了线路新建、运营和维护的巨额成本。

专利CN 102134822 A用于线上钢轨焊接接头的焊后处理系统和方法，总体上属于概念性功能设计考虑，缺乏实际可行性、实用性和可操作性。原因如下：

一、众所周知，在铁路焊轨施工领域，为了确保设备施工质量，最终目的是要确保铁路运输运营安全万无一失。比如施工现场钢轨闪光焊机或大型气压焊机，每次无论是排除故障、维修、检修、清理或某处线缆(无论是各种控制线或电源线)脱落，然后重新接上等等各种情况。都必须要求重新至少做一次焊轨实验，没有任何异常后，设备才能继续投入正常焊轨作业生产使用，以检验并确保设备的完全正常可靠性。而在现场焊后处理工位显然是没有这种试验接头提供能力的，也不可能留有这么多试验焊接接头来做焊后处理试验；时间上就更不允许，尤其是既有线路施工，为了不影响正常的铁路运输秩序，天窗点时间本来就非常紧迫。而且频繁的接插件也会加大连接件的磨损，加上现场工况环境恶劣，灰尘、渣滓、油污很容易进入油、水、电、气路系统而引起设备故障频发；在同一个工位上，用同一台吊机频繁起吊、更换几种不同的处理设备，设备和操作人员的安全性均不容易得到很好的保障；几种不同设备放在一起所需要的存放和运动工作空间也很容易超过铁路标准限界要求。

二、专利CN 102134822 A用于线上钢轨焊接接头的焊后处理系统和方法所述的“正火”和“矫直”工序分别属于机械加工领域的热处理和热加工技术；而其所述的“精整”工序(即现场焊轨施工领域的精磨、细磨或精修工序)，属于机械加工领域的冷加工技术。两个工序的工作条件不一样，现场“矫直”一般需要在焊缝接头处于钢轨的再结晶温度以上的较高温度下进行；而“精整”则需要在焊缝接头温度冷却到接近环境温度时，才能进行焊缝接头的精磨处理。在机械加工领域，众所周知，磨削加工的关键是要严格控制工件的温度及温升，也正是工厂中往往磨稍微大点工件的磨床，都需要冲冷却液的原因。在施工现场如果要等到焊缝温度冷却(即使喷风冷却)到接近环境温度，再进行“精整”。将使施工效率大打折扣，既有线施工不能满足天窗点的时间节点要求。故应将属于冷加工的“精整”工序与属于热加工的“正火”和“矫直”工序分开，不放在一个工位上进行加工和处理为宜。

三、专利CN 102134822 A用于线上钢轨焊接接头的焊后处理系统和方法所述的“精整”工序，即焊轨施工领域中的精磨、细磨或精修。因为精磨是钢轨焊接整个施工过程中的最后一道关键工序，也是钢轨焊接接头平顺性外观尺寸精度最终保证的决定性环节。严格要求精磨后，焊缝接头的平直度尺寸必须稳定持久，在铁路标准所要求的钢轨焊接接头的平直度尺寸公差范围之内，否则无法保证钢轨焊缝接头的平直度(即平顺性)。只有当钢轨焊缝接头温度冷却到环境温度(即和现场当时、当地的大气温度基本一致)，才能精磨或精修到铁路标准所要求的钢轨焊接接头的平直度尺寸公差范围之内，这样打磨加工后钢轨焊缝接头的平直度尺寸才是稳定持久的。如果在钢轨没有冷却到接近环境温度的情况下，即使打磨到铁标要求的尺寸公差范围之内，也会由于焊缝接头温度的继续冷却变化而产生热应力，引起焊缝接头变形，从而导致本已打磨到位的平直度尺寸发生变化，甚至超差，达不到铁标TB/T 1632－2014的平直度要求。

由于现有技术和焊轨设备的局限性，均不能同时满足和解决现场钢轨焊接接头的高强度、高韧性、高耐磨性、高平顺性的焊接质量要求。迫切需要解决钢轨现场焊轨施工过程中，钢轨焊后的焊缝及热影响区晶粒粗大、焊后接头平顺性差等焊接质量的关键性问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述不足之处提供一种移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，该细晶平顺整形机，既能对钢轨焊接接头的焊缝及热影响区组织晶粒进行细化处理，提高焊缝综合机械力学性能；又能对钢轨焊接接头进行高精度的平顺性整形，提高钢轨焊接接头精磨前的整体平顺性，尽可能减少对钢轨焊缝附近母材的打磨消耗量，降低焊缝打磨的劳动强度，从而实现在既保证钢轨焊缝接头平顺性外观尺寸要求的前提下，又提高了钢轨的使用寿命，延长线路维护和保养周期，从而达到降低线路运营和维护保养成本的目的。

本方案是这样进行实现的：

一种移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机：包括细晶加热机构、竖向调直机构和横向调直调扭机构；所述细晶加热机构位于整形机端部，对钢轨焊缝及热影响区部位进行加热，且所述细晶加热机构的加热部件可绕竖向轴旋转实现开合动作；所述竖向调直机构和横向调直调扭机构对加热后的钢轨焊缝接头进行竖向、横向整形；所述横向调直调扭机构与钢轨接触工作端面的形状、结构与钢轨侧面轮廓的部分或全部表面特征相适配。

基于上述移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，所述细晶加热机构包括水平气缸、气缸连接座、竖直气缸、加热器组件和连接架；所述竖直气缸设置在连接架上，所述竖直气缸活塞杆端部与气缸连接座固定连接。

基于上述移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，所述连接架上设置有竖向调节导轨组件和横向调节导轨组件。

基于上述移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，所述水平气缸设置在气缸连接座上，所述水平气缸的活塞杆端部设置有开合推动座，所述开合推动座包括第一连接板和第二连接板；所述第一连接板与第二连接板相连接，所述第一连接板与水平气缸的活塞杆端部固定连接；所述第二连接板上设置有第一轴承；

所述加热器组件包括加热器安装座、加热器固定杆、定位板和加热器；所述加热器安装座套设在加热器固定杆外部，所述定位板和加热器与钢轨外轮廓相匹配，所述加热器和定位板绝缘绝热固定连接；

所述加热器安装座上分别设置有第二轴承和第一连接孔；所述第一连接孔与第一轴承通过销轴连接，所述第二轴承与气缸连接座通过销轴连接。

基于上述移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，所述整形机还包括机架，所述竖向调直机构设置在机架的顶部位置，所述横向调直调扭机构设置在机架的侧面位置，所述竖向调直机构包括竖向调直油缸和竖向调直组件，竖向调直油缸的活塞杆端部与竖向调直组件连接；

所述竖向调直组件包括铰接头、竖向调直拉块、调直机构座板、调直钩头；所述铰接头与竖向调直油缸的活塞杆端部连接，所述铰接头与竖向调直拉块铰接，所述调直钩头分别对称设置在竖向调直拉块两侧，所述调直机构座板设置在调直钩头两侧，所述调直钩头上端部与竖向调直拉块滑动连接，所述调直机构座板与两个调直钩头通过轴铰接。

基于上述移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，所述调直机构座板与钢轨接触面的形状与钢轨顶面接触，所述调直钩头与钢轨的接触面形状与钢轨的轨下颚或轨底相适配。

基于上述移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，所述横向调直调扭机构包括横向调直油缸和横向调直调扭定位夹紧块；所述横向调直油缸和横向调直调扭定位夹紧块对称设置在钢轨的两侧，所述横向调直油缸的活塞杆端部与横向调直调扭定位夹紧块连接。

基于上述移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，所述横向调直调扭定位夹紧块通过与钢轨的轨头侧面、轨下颚、轨腰、轨底上表面、轨底角边中的一个或多个部位接触进行调直调扭。

基于上述移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，所述机架上设置有辅助轮组，所述辅助轮组设置在机架的前后两端，所述辅助轮组包括轨侧轮、轨顶轮；所述轨侧轮、轨顶轮均与机架连接，所述轨侧轮设置在轨顶轮两侧位置。

基于上述移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，所述机架上对称设置有四只支腿油缸，所述支腿油缸分别设置在机架的前端和后端两侧位置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本设备解决了目前使用最广泛的现场移动式闪光焊机和气压焊机，焊接后焊缝晶粒粗大的问题。进一步提高了焊缝的强度、冲击韧性、耐磨性，是当前轨道交通领域高质量闪光焊机和气压焊机性能的有益补充和拓展延伸。

2、由于我国不同钢厂、不同生产批次、不同炉号等钢轨都自身存在各种尺寸制造误差，再加上运输、吊装过程中都有可能导致轨端变形或弯曲。现有各种移动式闪光焊机和气压焊机，都很难实现各种不同尺寸不同变形程度，待焊钢轨端的精确对中问题，导致焊后的焊接接头的平直度外观尺寸总体上比较差。本设备通过焊后热整形，并冷却定形。有效解决了钢轨尺寸误差大，现有各种焊机难以保证的平顺性问题。减少焊后打磨对钢轨焊缝附近母材的伤害，大大提高了焊缝接头的使用寿命，从而也延长了钢轨的维修周期，尽可能减少工程浩大的线路换修换铺工作，节约铁路维护维修成本。也为高速铁路系统向更高速度方向发展消除了一大障碍和安全隐患。

3、该细晶平顺整形机可以搭载多种不同的细晶热源系统，比如气体燃烧加热系统、电磁感应加热系统、等离子加热系统、激光加热系统等或其中某几种的组合系统，为探索和创新各种新型钢轨焊缝细晶平顺整形方法和设备提供了一种广阔的思路和方向。

4、该细晶平顺整形机只需要通过更换加热器、定位零件、整形块等少量零部件，就可以适用于各种不同型号、不同种类钢轨焊缝接头的细晶和平顺整形，是一台轨道交通领域的通用性细晶平顺整形机。该设备是一种全线路(包括正线、站线、岔线等各种铁路干线、支线、专线等等几乎所有新建和运营线路)可以通用的焊后热处理正火及调直设备；将本属于正火和调直两种不同设备的功能融为一体；大大节约铁路钢轨焊后处理领域的设备投入成本。

5、将细晶加热机构部件与整形机主体部件分开的好处是：整形机总体结构更加紧凑、横截面(垂直于钢轨纵向轴线)尺寸更小、重量更轻，在截面尺寸较小的情况下，保证设备调直所需要的自身刚性。且有效避免了加热器组件对其附近部件的热辐射影响和电磁涡流产生的热影响及能量损耗，也避免了为消除以上影响采用特殊无磁不锈钢、绝热材料、附近部件通水冷却等复杂的辅助结构和材料的使用，简化了设备结构，使设备生产成本和可靠性大大提高。

6、将加热器组件的开合动作设置成绕竖直轴旋转实现开合的结构，较当前大量使用绕水平轴旋转或水平平移等运动方式实现开合动作的机械结构。加热器开合动作所需要的空间大大减小，使开合动作更加简单、实用、可靠；设备细晶加热机构部件总体垂直于钢轨(纵向/轴向)方向的截面尺寸也大大缩小，重量减轻。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的轴测结构示意图；

图3是本实用新型的侧视结构示意图；

图4是本实用新型中加热器安装座的俯视结构示意图；

图5是本实用新型中竖向调直机构的结构示意图；

图6是本实用新型中横向调直调扭定位夹紧块主视结构示意图；

图7是本实用新型中钢轨的结构示意图；

图中：1、细晶加热机构；2、竖向调直机构；3、横向调直调扭机构；4、机架；5、钢轨；6、焊缝；11、水平气缸；12、气缸连接座；13、竖直气缸；14、加热器组件；15、连接架；16、竖向导轨；17、竖向滑块；18、横向导轨；19、横向滑块；151、加热器安装座；152、加热器固定杆；153、定位板；154、加热器；155、第二轴承；156、第一连接孔；201、铰接头；202、竖向调直拉块；203、调直机构座板；204、调直钩头；205、竖向调直油缸；301、横向调直油缸；302、横向调直调扭定位夹紧块；303、第一调直夹紧面；304、第二调直夹紧面；305、第一调扭定位面；306、第二调扭定位面；307、轨腰调直夹紧面；501、轨下颚；502、轨底上表面；503、轨头侧面；504、轨底角；505、轨腰；601、吊装部件；602、支腿油缸；603、轨侧轮；604、轨顶轮。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1

请参阅图1～7，本实用新型提供一种技术方案：

一种钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，包括细晶加热机构1、竖向调直机构2、横向调直调扭机构3；所述细晶加热机构1对钢轨5焊缝接头进行加热，所述竖向调直机构2和横向调直调扭机构3对加热后的焊缝接头进行竖向和横向整形；

所述竖向调直机构2、横向调直调扭机构3构成钢轨整形机构，所述细晶加热机构1设置在整形机构前端，对钢轨5焊缝接头先进行加热，后再进行整形处理。

所述细晶加热机构位于整形机前端部，对钢轨焊缝及热影响区部位进行加热，且所述细晶加热机构的加热器可绕竖向轴旋转实现开合动作；所述竖向调直机构和横向调直调扭机构对加热后的钢轨焊缝接头进行竖向、横向整形；所述横向调直调扭机构与钢轨接触工作端面的形状、结构与钢轨侧面的轮廓表面特征相适配；

所述调直机构座板203与钢轨顶面接触，所述调直钩头204与钢轨接触面的形状和尺寸与钢轨的轨下颚或轨底部相适配；所述横向调直调扭机构3前端部的形状和结构与钢轨5轨头侧面503工作边及轨底角504竖向侧面的形状和的尺寸相适配。

所述细晶加热机构1包括水平气缸11、气缸连接座12、竖直气缸13、加热器组件14和连接架15；所述竖直气缸13设置在连接架15上，所述竖直气缸13与气缸连接座12竖向连接，气缸连接座12在竖直气缸的作用下，在竖直方向上进行往复升降运动；

所述连接架15上设置有竖向导轨16，所述连接座上设置有竖向滑块17，所述竖向导轨16与竖向滑块17相匹配设置，通过竖向滑块17对气缸连接座12在竖直方向上的升降运动进行导向；所述竖向导轨16和竖向滑块17形成竖向导轨组件。

所述连接架15与竖向导轨16相反的另一侧面上设置有横向导轨18和横向滑块19，通过横向导轨18和横向滑块19使细晶加热机构1能够横向自由移动；以使加热器能通过定位板153自适应钢轨焊缝相对于机架中心线在水平方向上的偏差；所述横向导轨18和横向滑块19形成横向导轨组件。

所述水平气缸11设置在气缸连接座12上，所述水平气缸11的活塞杆端部设置有开合推动座，所述开合推动座的截面为“L”形结构，所述开合推动座包括第一连接板和第二连接板；所述第一连接板与第二连接板垂直固定连接，所述第一连接板与水平气缸11的活塞杆端部固定连接；

所述第二连接板上设置有第一轴承，通过第一轴承将第二连接板与加热器组件14滚动连接；

所述加热器组件14包括加热器安装座151、加热器固定杆152、定位板153和加热器154；所述加热器安装座151套设在加热器固定杆152外部，加热器安装座151将加热器154上端部稳固夹持住，所述定位板153和加热器154与钢轨外形轮廓匹配设置，所述加热器154和定位板153绝缘绝热的固定连接，加热器安装座151在水平气缸的推动下旋转，加热器安装座151带动整个加热器组件旋转，从而实现加热器154的开合动作，所述加热器组件14沿钢轨竖向对称中心平面左右对称设置。

所述两个定位板153所形成的定位腔与钢轨5的外形轮廓相同，所述两个加热器154所形成的加热机构与导轨的截面形状相适配，根据细晶加热工艺确定与钢轨外形表面保持合适的间距；当定位板153与钢轨5沿周接触时，即保证加热器154与钢轨5的间隔距离合适，保证钢轨断面上各部位的加热温度均匀性和可控性。

所述加热器安装座151上分别设置有第二轴承155和第一连接孔156；所述第一连接孔156与第一轴承通过销轴连接，所述第二轴承155与气缸连接座12的顶部位置通过销轴固定连接。当水平气缸11推动开合推动座向左移动时，开合推动座的第二连接板通过第一轴承滚动接触，推动加热器组件14绕第二轴承155由如图所示的闭合状态向外转动90°，实现加热器的打开状态，便于加热器套入钢轨或脱离钢轨；同样的，当水平气缸11推动开合推动座向右移动时，加热器的转动方向相反，实现加热器的闭合和自适应调整状态，为细晶加热作好准备，采用这种旋转运动实现加热器开合功能的好处是大大缩小了加热器开合所需要的工作空间尺寸范围，为设备轻型化创造了较好的条件；应用到气压焊设备领域，可进一步优化缩小减轻气压焊设备的整体尺寸和重量。

所述整形机还包括机架4，所述竖向调直机构2设置在机架4的顶部位置，所述横向调直调扭机构3设置在机架4的两侧位置，所述竖向调直机构2包括竖向调直油缸205和竖向调直组件，竖向调直油缸的活塞杆端部与竖向调直组件连接，通过竖向调直油缸的伸缩动作带动竖向调直组件对钢轨5进行竖向调直，保证钢轨焊缝接头具有合适的起拱量和足够的精磨余量。

所述竖向调直组件包括铰接头201、竖向调直拉块202、调直机构座板203、调直钩头204；所述铰接头201与竖向调直油缸的活塞杆端部连接，所述铰接头201与竖向调直拉块202铰接，所述调直钩头204分别设置在竖向调直拉块202下部两端，所述调直机构座板203设置在调直钩头204两侧，所述调直钩头204上端部与竖向调直拉块202滑动连接，所述调直机构座板203与两个调直钩头204通过轴铰接；

当竖向调直油缸活塞杆向上运动时，调直钩头204在各个铰接部件的作用下，对钢轨进行夹持，并向上提轨；当竖向调直油缸活塞杆向下运动时，调直钩头204在各个铰接部件的作用下，松开释放钢轨；

所述调直机构座板203与钢轨5顶面接触，所述调直钩头204与钢轨5接触面的形状与钢轨5的轨下颚或轨底部相适配。

所述竖向调直机构2在机架4上可设置为两组或多组，根据当前钢轨焊缝接头实际状况和调直工艺确定选用所需组数。

所述横向调直调扭机构3包括横向调直油缸301和横向调直调扭定位夹紧块302；所述横向调直油缸301和横向调直调扭定位夹紧块302对称设置在钢轨5的两侧，所述横向调直油缸301的活塞杆端部与横向调直调扭定位夹紧块302连接，所述横向调直油缸301带动横向调直调扭定位夹紧块302水平地向远离或靠近钢轨5的方向运动，位于钢轨两侧处于同一水平和高度位置的横向调直油缸301和横向调直调扭定位夹紧块302同步动作，但活塞杆运动方向相反，且主调直油缸内的油压力高于另一侧辅助调扭油缸内的油压力，实现对钢轨5的扭曲和旁弯缺陷的整形功能。

所述横向调直调扭定位夹紧块302包括第一调直夹紧面303、第二调直夹紧面304、第一调扭定位面305、第二调扭定位面306和轨腰调直夹紧面307；所述第一调直夹紧面303下端与第一调扭定位面305连接，所述第二调直夹紧面304的上端面与第二调扭定位面306连接，所述轨腰调直夹紧面307的上下端面分别与第一调扭定位面305、第二调扭定位面306连接；

所述横向调直调扭定位夹紧块302通过与轨下颚501、轨底上表面502或轨头侧面503、轨底角边504或轨下颚501、轨底上表面502、轨头侧面503、轨底角504三种方式进行调扭或调直；

所述轨下颚501、轨底上表面502、轨头侧面503、轨底角边504和轨腰505的结构如图所示

本实施例进对其中一种调扭方式进行详述：

所述第一调扭定位面305的形状、大小、角度与钢轨5轨下颚501形状相匹配，所述第二调扭定位面306的形状、大小、角度与钢轨的轨底上表面502形状相匹配；所述轨腰调直夹紧面307的形状与钢轨5轨腰505形状相匹配；

在对钢轨5横向进行调直时，对称设置的横向调直油缸301带动横向调直调扭定位夹紧块302同向运动；钢轨5两侧的第一调直夹紧面303和第二调直夹紧面304分别对钢轨5的轨头和轨底部位进行水平方向夹紧调直；或所述钢轨5两侧的轨腰调直夹紧面307作用于钢轨5的轨腰505进行水平方向调直；所述钢轨5两侧的第一调扭定位面305和第二调扭定位面306对钢轨5进行调扭；或整体上对钢轨侧面全侧面接触进行调直调扭。

所述横向调直调扭机构3在机架4上沿钢轨纵向一组或多组布置；通过横向调直调扭机构3分别对焊缝6两端的钢轨接头进行调直调扭。

实施例2

本实施例与实施例1类似，其不同之处在于，所述机架4还包括吊装部件601，所述吊装部件601设置在机架4中心位置，通过吊装部件601对整形机进行收放和左右股钢轨焊缝接头处理切换工作。

所述机架4上对称设置有四只支腿油缸602，所述支腿油缸602分别设置在机架4的前后两端位置，支腿油缸602为整体机提供钢轨起道功能，使钢轨离开地面一定距离，便于加热器套入钢轨。

所述机架4上设置有辅助轮组，所述辅助轮组对称设置在机架4的前后两端，通过辅助轮组可将整形机放置在钢轨5上，并方便于沿钢轨纵向调整移动整形机的位置，使焊缝对齐加热器或调直机构的中心位置。

所述辅助轮组包括轨侧轮603、轨顶轮604；所述轨侧轮603、轨顶轮604均与机架4连接，所述轨侧轮603对称设置在轨顶轮604的两侧位置，轨侧轮603与钢轨的轨头侧面接触且具有上下可以移动自由度，防止整形机倾覆，所述轨顶轮604与钢轨顶部接触，使整形机总体能够在钢轨上沿钢轨纵向进行移动。

所述机架4中部设置有喷风冷却装置，在细晶加热完成后，迅速沿钢轨纵向移动整形机，使焊缝对齐喷风冷却装置的喷风口位置，也是钢轨焊缝接头的整形位置。启动喷风系统；同时启动调直作业程序，对钢轨进行调扭调直工作。喷风冷却既可以提高钢轨表面硬度，又可以对钢轨进行快速冷却定型，缩短焊缝处理时间。所述喷风冷却系统为现有技术，本实用新型未作改进。

所述机架4和细晶加热机构1之间设置有角度自适应机构，所述角度自适应机构为现有装置，不属于本方案的发明点，再次进不在进行赘述。通过角度自适应机构可以使细晶加热机构1与焊接扭曲的钢轨焊缝接头进行扭曲自适应自动调节。

本方案的工作过程为：

第一步，细晶平顺整形机移动到焊缝6所处位置附近钢轨5上方，使细晶加热机构1大致位于焊缝6所处位置的正上方。

第二步，细晶平顺整形机下落，将待处理钢轨5导入到定位板153中，使整形机构两端粗定位的轨顶轮604和呈“八”字形的轨侧轮603分别与钢轨5的轨顶面和轨头侧面503接触，其中轨侧轮603具有可上下移动的自适应自由度，粗定位细晶平顺整形机，防止倾覆。

第三步，沿钢轨5纵向微调细晶平顺整形机位置，使焊缝6中心对齐加热器154加热器的预置中心位置。

第四步，基本参数输入：根据焊缝6所在钢轨5属于左股或右股，对应选定右工作边或左工作边；根据焊缝6所处位置是在铁道线路的直线区段还是曲线区段，直线区段为默认模式，无需设定参数；如果焊缝6处于曲线区段，还需要输入曲线半径和指明焊缝6所在钢轨5属于曲线的下股(内半径)还是上股(外半径)；将系统压力旋钮开关转到“低压”状态。

第五步，竖向调直机构2动作，抓住钢轨5轨头下颚或轨底部位并保持低压状态下较小的提紧力，“横向夹紧”旋钮转到夹紧状态，以较小的压力夹紧钢轨5的轨腰505部位对中，将细晶平顺整形机固定在钢轨5上；然后细晶平顺整形机的四个小支腿油缸602动作，支腿伸出，将钢轨5和细晶平顺整形机一起整体抬升到合适高度，避开轨枕螺栓等钢轨的扣件系统的阻挡和干涉空间，便于加热器154通过钢轨下方合拢并套上钢轨5。

第六步，启动加热器组件14“下降”按钮，两半加热器组件14分别沿钢轨5的两侧下降到位；然后启动加热器组件14“闭合”按钮，两半加热器组件14各自旋转90°闭合，包络整个钢轨5焊缝6沿周，并自适应地自动调整加热器154与钢轨之间的相对位置，使钢轨5焊缝6沿周上各点与加热器组件14之间的距离达到设计的理想状态。

第七步，启动细晶加热系统(加热系统为现有技术，本实用新型未作改进)，开始进入细晶加热过程，经过一段时间的加热控制系统程序运行，钢轨5各部位达到所需要的细晶加热温度，细晶加热过程完成。停止加热，关掉细晶加热系统，细晶加热过程结束。

第八步，程序自动控制或手动迅速启动加热器154“分开”按钮，两半加热器组件14分别绕各自的竖直轴旋转90°分开；启动加热器组件14“上升”按钮，两半加热器组件14分别沿钢轨5两侧上升复位至初始位置状态。

第九步，步骤五中的支腿油缸602的支腿缩回，钢轨5放回路面，竖向调直机构2动作释放所夹持的轨头；步骤五中的“横向夹紧”旋钮，打到“松开”状态；释放钢轨5。

第十步，在轨顶轮604和轨侧轮603的支撑作用下，快速沿钢轨5纵向(长度方向)移动细晶平顺整形机，使焊缝6中心处于整形机中部，并对齐喷风冷却装置的喷风口位置，也是钢轨焊缝接头的整形位置。

第十一步，油缸压力旋钮开关转到“高压”状态；启动“整形”按钮；程序控制竖向调直机构2动作，抓住焊缝6附近轨头下颚或轨底部并保持高压状态下的大调直力，竖向整形提升位移由程序、比例阀和位移传感器控制；细晶平顺整形机的四个支腿油缸602动作伸出，将钢轨5和细晶平顺整形机一起整体抬升到合适高度，避开轨枕螺栓等钢轨5扣件系统的阻挡和干涉空间；根据步骤四中所选定工作边和设定的基本参数，由程序、比例阀和位移传感器控制横向(水平)整形机构动作及水平方向的位移量。

第十二步，调直动作及调直位移量到位后，喷风系统随即启动，按程序设定风流量和冷却速度对焊缝6钢轨5表面进行喷风冷却并将整形所得的平直度进行冷却定形保持，提高表面硬度，以达到提高焊接接头的冲击韧性、耐磨性和平顺性的目的。

第十三步，当冷却达到所需工艺温度，释放钢轨。一个钢轨焊缝接头完整的细晶平顺整形过程全部完成。为处理下一个焊接接头作准备。

当细晶加热完成后，焊头还处于钢轨再结晶温度以上的红热状态，此时进行塑性变形的调直作业非常容易，可以大大降低焊头调直所需要的能量，且不会导致裂纹和断裂等质量问题的产生。与钢轨焊缝接头冷却到环境温度或蓝脆温度范围内时的冷矫直相比，由于冷却后焊头的韧性、塑性下降，焊缝6残余应力大，产生裂纹甚至断裂的概率大大增加。

正火后进行调直喷风冷却，使焊缝6及热影响区的硬度分布均匀化，减少线路上钢轨5焊缝6投入使用过程中马鞍形磨耗现象发生，从而提高钢轨的使用寿命；也减少了线路维护保养的打磨工作量和打磨频次，从而也节约劳动力成本和线路维护保养成本。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，其特征在于：包括细晶加热机构、竖向调直机构和横向调直调扭机构；所述细晶加热机构对钢轨焊缝及热影响区部位进行加热，所述细晶加热机构的加热部件可绕竖向轴旋转实现开合动作；所述竖向调直机构和横向调直调扭机构对加热后的钢轨焊缝接头进行竖向、横向整形；所述横向调直调扭机构与钢轨接触工作端面的形状、结构与钢轨侧面轮廓的部分或全部表面特征相适配。

2.根据权利要求1所述的一种移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，其特征在于：所述细晶加热机构包括水平气缸、气缸连接座、竖直气缸、加热器组件和连接架；所述竖直气缸设置在连接架上，所述竖直气缸活塞杆端部与气缸连接座固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，其特征在于：所述连接架上设置有竖向调节导轨组件和横向调节导轨组件。

4.根据权利要求2所述的一种移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，其特征在于：所述水平气缸设置在气缸连接座上，所述水平气缸的活塞杆端部设置有开合推动座，所述开合推动座包括第一连接板和第二连接板；所述第一连接板与水平气缸的活塞杆端部固定连接；所述第二连接板上设置有第一轴承；

所述加热器组件包括加热器安装座、加热器固定杆、定位板和加热器；所述加热器安装座套设在加热器固定杆外部，所述定位板和加热器与钢轨外形轮廓相匹配，所述加热器和定位板绝缘绝热固定连接；

所述加热器安装座上分别设置有第二轴承和第一连接孔；所述第一连接孔与第一轴承通过销轴连接，所述第二轴承与气缸连接座通过销轴连接。

5.根据权利要求4所述的一种移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，其特征在于：所述整形机还包括机架，所述竖向调直机构设置在机架的顶部位置，所述横向调直调扭机构设置在机架的侧面位置，所述竖向调直机构包括竖向调直油缸和竖向调直组件，竖向调直油缸的活塞杆端部与竖向调直组件连接；

所述竖向调直组件包括铰接头、竖向调直拉块、调直机构座板、调直钩头；所述铰接头与竖向调直油缸的活塞杆端部连接，所述铰接头与竖向调直拉块铰接，所述调直钩头分别设置在竖向调直拉块下部两端，所述调直机构座板设置在调直钩头两侧，所述调直钩头上端部与竖向调直拉块滑动连接，所述调直机构座板与两个调直钩头通过轴铰接。

6.根据权利要求5所述的一种移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，其特征在于：所述调直机构座板与钢轨顶面接触，所述调直钩头与钢轨接触面的形状与钢轨的轨下颚或轨底部相适配。

7.根据权利要求6所述的一种移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，其特征在于：所述横向调直调扭机构包括横向调直油缸和横向调直调扭定位夹紧块；所述横向调直油缸和横向调直调扭定位夹紧块设置在钢轨侧面，所述横向调直油缸的活塞杆端部与横向调直调扭定位夹紧块连接。

8.根据权利要求7所述的一种移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，其特征在于：所述横向调直调扭定位夹紧块通过与钢轨的轨头侧面、轨下颚、轨腰、轨底上表面、轨底角边中的一个或多个部位接触进行调直调扭。

9.根据权利要求8所述的一种移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，其特征在于：所述机架上设置有辅助轮组，所述辅助轮组包括轨侧轮、轨顶轮；所述轨侧轮、轨顶轮均与机架可转动连接，所述轨侧轮设置在轨顶轮两侧位置。

10.根据权利要求9所述的一种移动式钢轨焊缝接头细晶平顺整形机，其特征在于：所述机架上设置有支腿油缸。

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