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一种脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置及工艺制造方法及图纸

技术编号:20155424 阅读:31 留言:0更新日期:2019-01-19 00:07
本发明专利技术公开一种脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置及工艺,采用脉冲电流辅助的感应加热方法对钢轨去除残余应力,感应线圈位于钢轨轨头踏面和钢轨轨头侧面,能够增大钢轨轨头感应加热面积,增大轨头单位面积的磁通密度,从而提高单位时间内钢轨轨头的加热效率;在进行感应加热时,轨头踏面的温度比侧面高,通过升降机构调整脉冲电流施加机构与钢轨之间的距离,调整好两个石墨棒之间的距离,并确保石墨棒与钢轨相抵接,对轨头施加辅助脉冲电流,能使脉冲电流大部分聚集在轨头侧面,对轨头强化层进行针对性的改善。本发明专利技术的脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置,提高了钢轨热处理的质量要求和生产效率,同时避免了由于钢轨热处理造成的环境污染。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置及工艺
本专利技术涉及钢轨热处理
,特别是涉及一种脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置及工艺。
技术介绍
钢轨是铁路轨道的主要组成部件。它的功用在于引导机车车辆的车轮前进,承受车轮的巨大压力,并传递到轨枕上,钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面。在电气化铁道或自动闭塞区段,钢轨还可兼做轨道电路之用。随着铁路轨道的不断发展,对钢轨的需求日益增大。由于不同时区环境不同,钢轨不断承受温度载荷、湿度载荷、轴向载荷和弯曲应力等联合作用,在不同的时区引发起不同的损坏形式。因此,对于钢轨的加工和热处理工艺提出了更为严格的要求。在热处理提高钢轨性能的过程中不可避免的会产生残余应力,残余应力是导致钢轨的强度和韧性降低的重要因素,对钢轨的耐磨性和承载能力存在关键的影响。现代钢轨生产企业热处理效果较差,加热不均匀,导致钢轨内部受力不均匀,并且加热效率不高、热量损失大,污染环境,无法满足我国市场对高质量钢轨的大量需求,因此高效清洁地大量生产高质量钢轨十分必要。公告号为207210863U的中国专利公开了一种钢轨纵向加热感应器,包括汇流板、水冷管和感应圈,能够提高单位时间内钢轨轨头踏面感应加热的热效率,改善钢轨轨头踏面加热慢、温度低的现象,但该装置不能保证淬火硬度和淬硬层深度的均匀性,不能生产出高质量的产品。因此,如何提高钢轨的热处理效率,同时避免钢轨热处理产生的环境污染现象,是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置及工艺,以解决上述现有技术存在的问题,提高钢轨热处理质量和效率,同时避免钢轨热处理产生的环境污染。为实现上述目的,本专利技术提供了如下方案:本专利技术提供一种脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置,包括机架、传送台、升降机构、脉冲电流施加机构和感应线圈,所述传送台与所述机架滑动连接,所述传送台能够承载钢轨,所述升降机构固定于所述机架上,所述脉冲电流施加机构设置于所述升降机构上,所述升降机构能够带动所述脉冲电流施加机构上下移动;所述脉冲电流施加机构包括支撑座、双向丝杠和两个滑块,所述支撑座与所述升降机构相连,所述双向丝杠具有两段旋向相反的螺纹,所述双向丝杠的一端穿过所述支撑座连接有第一步进电机,所述双向丝杠的另一端与所述支撑座转动连接,一个所述滑块与所述双向丝杠的一段螺纹螺纹连接,另一个所述滑块与所述双向丝杠的另一段螺纹螺纹连接,两个所述滑块分别连接有石墨棒,所述石墨棒均与外部脉冲电流相连,所述石墨棒均能够与钢轨轨头踏面相抵接;所述感应线圈工作时设置于钢轨轨头踏面和钢轨轨头侧面,且所述感应线圈的绕制方向与钢轨的长度方向相垂直,所述感应线圈上固定有U形导磁体,所述感应线圈通过正电极板和负电极板与外部电源相连。优选地,所述滑块连接有第一支架和第二支架,所述第一支架位于所述滑块和所述第二支架之间,所述第一支架和所述第二滑块之间设置螺杆,所述螺杆的一端为光杆,所述螺杆的光杆一端与所述第一支架滑动连接,所述螺杆的另一端穿过所述第二支架与绝缘柱相连,所述绝缘柱的另一端连接有电极片和石墨紧固件,所述电极片能够与外部脉冲电流相连,所述石墨紧固件由导电材质制成,所述石墨棒与所述石墨紧固件插接并用紧固螺钉固定,所述螺杆的外部套装有弹簧,所述弹簧设置于所述第一支架和所述第二支架之间。优选地,所述脉冲电流施加机构还包括导轨座、导轨和导轨滑块,所述导轨座与所述支撑座相连,所述导轨固定于所述导轨座上,所述导轨滑块与所述滑块相连,所述导轨滑块与所述导轨滑动相连,所述导轨的轴线与所述双向丝杠的轴线相平行。优选地,所述感应线圈的数量为两组,两组所述感应线圈串联相连。优选地,所述感应线圈的两侧还设置循环水管,所述循环水管包括进水口和出水口,所述进水口和所述出水口分别设置于所述感应线圈的两侧,所述所述循环水管能够与外部冷却水源相连。优选地,所述升降机构包括两个支撑板、一个主丝杠和三个副丝杠,所述主丝杠和所述副丝杠均与所述机架转动相连,所述脉冲电流施加机构分别与两个所述支撑板相连,一个所述支撑板的两端分别与所述主丝杠和一个所述副丝杠螺纹连接,另一个所述支撑板的两端分别与另两个所述副丝杠螺纹连接,两个所述支撑板相对设置,所述主丝杠连接有第二步进电机,所述主丝杠能够带动三个所述副丝杠同步转动。优选地,所述主丝杠和三个所述副丝杠上分别设置有齿轮,所述齿轮的轴线与所述主丝杠和所述副丝杠的轴线相平行,四个所述齿轮外设置有与所述齿轮相啮合的同步带,所述主丝杠通过所述齿轮和所述同步带带动所述副丝杠转动。优选地,所述升降机构还包括丝杠座,所述主丝杠和所述副丝杠分别与所述丝杠座转动连接,所述主丝杠和所述副丝杠与所述丝杠座之间均设置轴承,所述丝杠座与所述机架可拆卸连接。本专利技术还提供一种脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的工艺,包括如下步骤:步骤一、启动传送台,钢轨以5-10mm/s的速度运行至感应线圈下方区域后停止,调整传送台,保持钢轨轨头踏面与感应线圈的距离为4-6mm,轨头侧面距感应线圈5-8mm;步骤二、调整升降机构,令脉冲电流施加机构的石墨棒与钢轨踏面距离为30-50mm;步骤三,启动第一步进电机,令双向丝杠转动,调整两个滑块相连的石墨棒之间的距离为100-160mm;步骤四、再次调整升降机构,令两个石墨棒与钢轨踏面抵接;步骤五、打开脉冲电流开关和感应线圈相连的电源对钢轨进行加热。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果:本专利技术提供一种脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置及工艺,采用脉冲电流辅助的感应加热方法对钢轨去除残余应力,感应线圈位于钢轨轨头踏面和钢轨轨头侧面,能够增大钢轨轨头感应加热面积,增大轨头单位面积的磁通密度,从而提高单位时间内钢轨轨头的加热效率;在进行感应加热时,轨头踏面的温度比侧面高,通过升降机构调整脉冲电流施加机构与钢轨之间的距离,调整好两个石墨棒之间的距离,并确保石墨棒与钢轨相抵接,对轨头施加辅助脉冲电流,能使脉冲电流大部分聚集在轨头侧面,对轨头强化层进行针对性的改善。本专利技术的脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置,采用脉冲电流辅助的感应加热方法对钢轨去除残余应力,提高了钢轨热处理的质量要求和生产效率,同时避免了由于钢轨热处理造成的环境污染。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置的结构示意图;图2为本专利技术的脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置的机架和升降机构的结构示意图;图3为本专利技术的脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置的脉冲电流施加机构的结构示意图;图4为图3中部分零件的拆解示意图;图5为本专利技术的脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置的感应线圈的结构示意图;图6为本专利技术的脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置的工作过程中的局部示意图;其中,1为机架,2为传送台,3为升降机构,4为脉冲电流施加机构,5为感应线圈,6为支撑座,7为双向丝杠,8为滑块,9为石墨棒,10为U形导磁体,11为第一支架,12为第二支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置,其特征在于:包括机架、传送台、升降机构、脉冲电流施加机构和感应线圈,所述传送台与所述机架滑动连接,所述传送台能够承载钢轨,所述升降机构固定于所述机架上,所述脉冲电流施加机构设置于所述升降机构上,所述升降机构能够带动所述脉冲电流施加机构上下移动;所述脉冲电流施加机构包括支撑座、双向丝杠和两个滑块,所述支撑座与所述升降机构相连,所述双向丝杠具有两段旋向相反的螺纹,所述双向丝杠的一端穿过所述支撑座连接有第一步进电机,所述双向丝杠的另一端与所述支撑座转动连接,一个所述滑块与所述双向丝杠的一段螺纹螺纹连接,另一个所述滑块与所述双向丝杠的另一段螺纹螺纹连接,两个所述滑块分别连接有石墨棒,所述石墨棒均与外部脉冲电流相连,所述石墨棒均能够与钢轨轨头踏面相抵接;所述感应线圈工作时设置于钢轨轨头踏面和钢轨轨头侧面,且所述感应线圈的绕制方向与钢轨的长度方向相垂直,所述感应线圈上固定有U形导磁体,所述感应线圈通过正电极板和负电极板与外部电源相连。

【技术特征摘要】
1.一种脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置,其特征在于:包括机架、传送台、升降机构、脉冲电流施加机构和感应线圈,所述传送台与所述机架滑动连接,所述传送台能够承载钢轨,所述升降机构固定于所述机架上,所述脉冲电流施加机构设置于所述升降机构上,所述升降机构能够带动所述脉冲电流施加机构上下移动;所述脉冲电流施加机构包括支撑座、双向丝杠和两个滑块,所述支撑座与所述升降机构相连,所述双向丝杠具有两段旋向相反的螺纹,所述双向丝杠的一端穿过所述支撑座连接有第一步进电机,所述双向丝杠的另一端与所述支撑座转动连接,一个所述滑块与所述双向丝杠的一段螺纹螺纹连接,另一个所述滑块与所述双向丝杠的另一段螺纹螺纹连接,两个所述滑块分别连接有石墨棒,所述石墨棒均与外部脉冲电流相连,所述石墨棒均能够与钢轨轨头踏面相抵接;所述感应线圈工作时设置于钢轨轨头踏面和钢轨轨头侧面,且所述感应线圈的绕制方向与钢轨的长度方向相垂直,所述感应线圈上固定有U形导磁体,所述感应线圈通过正电极板和负电极板与外部电源相连。2.根据权利要求1所述的脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置,其特征在于:所述滑块连接有第一支架和第二支架,所述第一支架位于所述滑块和所述第二支架之间,所述第一支架和所述第二滑块之间设置螺杆,所述螺杆的一端为光杆,所述螺杆的光杆一端与所述第一支架滑动连接,所述螺杆的另一端穿过所述第二支架与绝缘柱相连,所述绝缘柱的另一端连接有电极片和石墨紧固件,所述电极片能够与外部脉冲电流相连,所述石墨紧固件由导电材质制成,所述石墨棒与所述石墨紧固件插接并用紧固螺钉固定,所述螺杆的外部套装有弹簧,所述弹簧设置于所述第一支架和所述第二支架之间。3.根据权利要求2所述的脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置,其特征在于:所述脉冲电流施加机构还包括导轨座、导轨和导轨滑块,所述导轨座与所述支撑座相连,所述导轨固定于所述导轨座上,所述导轨滑块与所述滑块相连,所述导轨滑块与所述导轨滑动相连,所述导轨的轴线与所述双向丝杠的轴线相平行。4.根据权利要求1所述的脉冲电流辅助钢轨在线感应加热的装置,其特征在于:所述感应线圈的数量为...

【专利技术属性】
技术研发人员:高新亮古风艺杜敏刘宇翔刘长星刘明皓李朋朋
申请(专利权)人:燕山大学
类型:发明
国别省市:河北,13

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