本实用新型专利技术公开了一种用于钢轨在线检测及复能的车辆装置，包括数据采集系统、主控系统、快速热处理系统和钢轨修磨系统，主控系统分别与机车控制系统、数据采集系统、快速热处理系统和钢轨修磨系统相连；数据采集系统包括主水平轮廓光电传感器、边缘轮廓光电传感器、硬度计A、次水平轮廓光电传感器和硬度计B；钢轨修磨系统包括预磨砂轮机、修磨砂轮机、粗抛光机和精抛光机；快速热处理系统包括平板式淬火感应线圈、喷水枪、平板式回火感应线圈和水箱。本实用新型专利技术能够对轨道表面变形进行快速打磨和抛光，恢复其性能；采用快速感应加热淬火+回火克服因循环载荷对轨道踏面造成的反复弹塑性变形导致表面硬度降低的软化效应，维护效率高。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于铁路钢轨磨损修复技术，特别涉及一种用于钢轨在线检测及复能的车辆装置。
技术介绍
钢轨是轨道车辆的专有道路，轨道上表面是关键工作部位，称为“踏面”，车轮经过时承受局部很大的压力、剪切力和滑动-滚动磨损，经受复杂疲劳载荷。特别是所谓的“波磨”，造成表面局部产生磨损和微小塑性变形。而且经年累月暴露在大气环境中，经受大气腐蚀和露水、雾气、盐雾、雨水腐蚀，同时在车站、货场等许多特殊路段，还要承受矿渣、砂石、煤粉以及其他更苛刻的腐蚀性物质侵蚀，服役环境恶劣，造成踏面表面局部损坏、硬度与强度降低，服役性能衰减。与站场减速/加速频繁、编组次数多等因素叠加，造成轨道更容易损坏和破坏。这种累积式载荷作用造成的轨道踏面软化、磨损、变形，从而导致踏面接触不良、轨道截面变形甚至产生微裂纹，造成行车振动增大、车辆磨损加剧，导致车辆损坏加剧、牵引动力过渡消耗，严重时发生脱轨、轨道断裂等恶性事故。轨道线路广泛应用于支线和干线客货运输、区域铁路、矿山-矿井专用铁路、城市轨道客运线路以及高速客运铁路(客运专线)。高速列车由于运行速度高、编组密度高，对轨道的平直度、光滑度、硬度和强度等都有更高的要求。但是在站场、弯道、大坡度坡道等位置，轨道踏面机械损伤和性能衰减比较显著，更需要及时在线恢复功能。客货混用轨道既要承受客车的高速运行载荷，也要承担货运列车的低速高载荷，工作条件复杂，钢轨服役条件恶劣。就高速客车运行而言，轨道的平整程度、平直程度要求很高；而对于货运列车而言，由于载荷大、运行速度高低不等，对轨道的强度和刚度要求更为严格。当前一般采用人工修磨、严重时更换轨道等方法，不仅维修效率低、成本高、浪费大，而且严重影响行车运营。正在研发的修磨系统不具备快速热处理功能，不能恢复钢轨的硬度和强度，无法解决轨道功能的彻底修复。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种对因大负载和高频率循环作用造成的轨道表面变形进行快速打磨和抛光，采用快速感应加热淬火+回火克服因循环载荷对轨道踏面造成的反复弹塑性变形导致表面硬度降低的软化效应的钢轨快速在线检测复能装置。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于钢轨在线检测及复能的车 辆装置，包括设置在钢轨上的机车及其控制系统，安装在机车上的数据采集系统、主控系统、快速热处理系统和钢轨修磨系统，主控系统分别与机车控制系统、数据采集系统、快速热处理系统和钢轨修磨系统相连；数据采集系统用于检测检测钢轨的平顺度和硬度数据，并将采集到的数据传输至主控系统，数据采集系统包括安装在机车车头车身下方的主水平轮廓光电传感器、边缘轮廓光电传感器和硬度计A，以及安装在机车车尾车身下方的次水平轮廓光电传感器和硬度计B；钢轨修磨系统包括安装在机车车身下方的预磨砂轮机、修磨砂轮机、粗抛光机和精抛光机；快速热处理系统包括安装在机车车身下方的平板式淬火感应线圈和平板式回火感应线圈，与平板式淬火感应线圈和平板式回火感应线圈电连接的感应线圈电源，与感应线圈电源联动的喷水枪，以及安装在机车内部的水箱；喷水枪与水箱通过管道连接；预磨砂轮机安装在数据采集系统之后，用于对钢轨的表面进行预磨处理，使钢轨达到设定的淬火处理条件；平板式淬火感应线圈安装在预磨砂轮机后方，用于对已预磨的钢轨踏面和内侧上部轨缘进行预热，在感应线圈的热作用下将钢轨踏面的温度升高至钢轨淬火临界温度以上；喷水枪安装在平板式淬火感应线圈之后，用于对钢轨踏面和内侧上部轨缘进行淬火处理；平板式回火感应线圈安装在喷水枪之后，用于对淬火后的钢轨进行回火处理，利用中频感应回火装置，将钢轨踏面和内侧上部轨缘快速加热至预设温度进行回火处理；修磨砂轮机安装在平板式回火感应线圈之后，用于对热处理后的钢轨进行精磨；硬度计B安装在修磨砂轮机之后，用于采集经过修复的钢轨的硬度，并将采集到的数据发送至主控系统；次水平轮廓光电传感器安装在硬度计B之后，用于对钢轨的修复部位进行二次测量；粗抛光机和精抛光机依次安装在硬度计B之后，分别对修复后的钢轨进行粗抛光和精抛光处理。进一步地，本技术的车辆装置还包括供电系统，所述供电系统包括机车顶部的受电弓和机车车厢内的配电柜，受电弓与配电柜连接，配电柜分别为机车控制系统、数据采集系统、主控系统、快速热处理系统和钢轨修磨系统供电。进一步地，感应线圈电源采用中频电源供电，中频电源的电源输入端连接配电柜，中频电源的电源输出端分别与平板式淬火感应线圈和平板式回火感应线圈相连。进一步地，主水平轮廓光电传感器位于钢轨正上方对应位置的机车底部，边缘轮廓光 电传感器位于钢轨侧面方向对应位置的机车底部。本技术的有益效果是：本技术的装置根据设定的运行速度，对因大负载和高频率循环作用造成的局部飞边、表面扭拧、下陷、凸起、压塌等轨道表面变形进行快速打磨和抛光，恢复轨道表面的硬度和强度、平直度、光洁度，使钢轨恢复设计的硬度水平和形位精度及平滑光洁度；对钢轨踏面和内侧上部轨缘，采用快速感应加热淬火+回火进行处理，克服因循环载荷对轨道踏面造成的反复弹塑性变形导致表面硬度降低的软化效应，维护效率高、成本低，恢复设计的服役性能；实现了钢轨的在线检测和自动复能，维护效率高、成本低、精确度高、且不影响行车运营。附图说明图1为本技术的装置结构示意图；图2为本技术的装置工作流程图；附图标记说明：1-主水平轮廓光电传感器，2-边缘轮廓光电传感器，3-硬度计A，4-预磨砂轮机，5-中频电源，6-平板式淬火感应线圈，7-喷水枪，8-平板式回火感应线圈，9-修磨砂轮机，10-硬度计B，11-粗抛光机，12-精抛光机，13-配电柜，14-水箱，15-受电弓，16-主控系统，17-驾驶员门窗，18-机车，19-钢轨。具体实施方式下面结合附图进一步说明本技术的技术方案。如图1所示，一种用于钢轨在线检测及复能的车辆装置，包括设置在钢轨19上的机车18及其控制系统，机车18上设有驾驶员门窗17，安装在机车18上的数据采集系统、主控系统16、快速热处理系统和钢轨修磨系统，主控系统16分别与机车控制系统、数据采集系统、快速热处理系统和钢轨修磨系统相连；数据采集系统用于检测检测钢轨19的平顺度和硬度数据，并将采集到的数据传输至主控系统16，数据采集系统包括安装在机车18车头车身下方的主水平轮廓光电传感器1、边缘轮廓光电传感器2和硬度计A3，以及安装在机车18车尾车身下方的次水平轮廓光电传感器和硬度计B10；钢轨修磨系统包括安装在机车18车身下方的预磨砂轮机4、修磨砂轮机9、粗抛光机11和精抛光机12；快速热处理系统包括安装在机车18车身下方的平板式淬火感应线圈6和平板式回火感应线圈8，与平板式淬火感应线圈6和平板式回火感应线圈8电连接的感应线圈电源，与感应线圈电源联动的喷水枪7，以及安装在机车18内部的水箱14；喷水枪7与水箱14通过管道连接；预磨砂轮机4安装在数据采集系统之后，用于对钢轨19的表面进行预磨处理，使钢轨19达到设定的淬火处理条件；平板式淬火感应线圈6安装在预磨砂轮机4后方，用于对已预磨的钢轨踏面和内侧上部轨缘进行预热，在感应线圈的热作用下将钢轨踏面的温度升高至钢轨淬火临界温度以上；喷水枪7安装在平板式淬火感应线圈6之后，用于对钢轨踏面和内侧上部轨缘本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于钢轨在线检测及复能的车辆装置，其特征在于，包括设置在钢轨(19)上的机车(18)及其控制系统，安装在机车(18)上的数据采集系统、主控系统(16)、快速热处理系统和钢轨修磨系统，主控系统(16)分别与机车控制系统、数据采集系统、快速热处理系统和钢轨修磨系统相连；数据采集系统用于检测检测钢轨(19)的平顺度和硬度数据，并将采集到的数据传输至主控系统(16)，数据采集系统包括安装在机车(18)车头车身下方的主水平轮廓光电传感器(1)、边缘轮廓光电传感器(2)和硬度计A(3)，以及安装在机车(18)车尾车身下方的次水平轮廓光电传感器和硬度计B(10)；钢轨修磨系统包括安装在机车(18)车身下方的预磨砂轮机(4)、修磨砂轮机(9)、粗抛光机(11)和精抛光机(12)；快速热处理系统包括安装在机车(18)车身下方的平板式淬火感应线圈(6)和平板式回火感应线圈(8)，与平板式淬火感应线圈(6)和平板式回火感应线圈(8)电连接的感应线圈电源，与感应线圈电源联动的喷水枪(7)，以及安装在机车(18)内部的水箱(14)；喷水枪(7)与水箱(14)通过管道连接；预磨砂轮机(4)安装在数据采集系统之后，用于对钢轨(19)的表面进行预磨处理，使钢轨(19)达到设定的淬火处理条件；平板式淬火感应线圈(6)安装在预磨砂轮机(4)后方，用于对已预磨的钢轨踏面和内侧上部轨缘进行预热，在感应线圈的热作用下将钢轨踏面的温度升高至钢轨淬火临界温度以上；喷水枪(7)安装在平板式淬火感应线圈(6)之后，用于对钢轨踏面和内侧上部轨缘进行淬火处理；平板式回火感应线圈(8)安装在喷水枪(7)之后，用于对淬火后的钢轨(19)进行回火处理，利用中频感应回火装置，将钢轨踏面和内侧上部轨缘快速加热至预设温度进行回火处理；修磨砂轮机(9)安装在平板式回火感应线圈(8)之后，用于对热处理后的钢轨(19)进行精磨；硬度计B(10)安装在修磨砂轮机(9)之后，用于采集经过修复的钢轨的硬度，并将采集到的数据发送至主控系统(16)；次水平轮廓光电传感器安装在硬度计B(10)之后，用于对钢轨(19)的修复部位进行二次测量；粗抛光机(11)和精抛光机(12)依次安装在硬度计B(10)之后，分别对修复后的 钢轨(19)进行粗抛光和精抛光处理。...
【技术特征摘要】
1.一种用于钢轨在线检测及复能的车辆装置，其特征在于，包括设置在钢轨(19)上的机车(18)及其控制系统，安装在机车(18)上的数据采集系统、主控系统(16)、快速热处理系统和钢轨修磨系统，主控系统(16)分别与机车控制系统、数据采集系统、快速热处理系统和钢轨修磨系统相连；数据采集系统用于检测检测钢轨(19)的平顺度和硬度数据，并将采集到的数据传输至主控系统(16)，数据采集系统包括安装在机车(18)车头车身下方的主水平轮廓光电传感器(1)、边缘轮廓光电传感器(2)和硬度计A(3)，以及安装在机车(18)车尾车身下方的次水平轮廓光电传感器和硬度计B(10)；钢轨修磨系统包括安装在机车(18)车身下方的预磨砂轮机(4)、修磨砂轮机(9)、粗抛光机(11)和精抛光机(12)；快速热处理系统包括安装在机车(18)车身下方的平板式淬火感应线圈(6)和平板式回火感应线圈(8)，与平板式淬火感应线圈(6)和平板式回火感应线圈(8)电连接的感应线圈电源，与感应线圈电源联动的喷水枪(7)，以及安装在机车(18)内部的水箱(14)；喷水枪(7)与水箱(14)通过管道连接；预磨砂轮机(4)安装在数据采集系统之后，用于对钢轨(19)的表面进行预磨处理，使钢轨(19)达到设定的淬火处理条件；平板式淬火感应线圈(6)安装在预磨砂轮机(4)后方，用于对已预磨的钢轨踏面和内侧上部轨缘进行预热，在感应线圈的热作用下将钢轨踏面的温度升高至钢轨淬火临界温度以上；喷水枪(7)安装在平板式淬火感应线圈(6)之后，用于对钢轨踏面...
【专利技术属性】
技术研发人员：权高峰，周明扬，任凌宝，金维栋，梁威，江柱中，尹冬弟，张英波，曾迎，张卫华，李瑞淳，
申请(专利权)人：西南交通大学，权高峰，
类型：新型
国别省市：四川;51
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