一种铁路钢轨及道岔等离子3D打印移动修复设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种铁路钢轨及道岔等离子3D打印移动修复设备，其特征在于：包括等离子打印装置、保护气装置、三维运动装置、探伤扫描装置、控制装置以及用于承载它们的轨道小车，其中控制装置分别与等离子打印装置、保护气装置、三维运动装置及探伤扫描装置相连。本实用新型专利技术达到的有益效果为：由人工焊补改为设备自动修复，大大降低了人员劳动强度并提高了焊补质量及工作效率。

A type of plasma 3D printing mobile repair equipment for railway rail and turnout

\u672c\u5b9e\u7528\u65b0\u578b\u516c\u5f00\u4e86\u4e00\u79cd\u94c1\u8def\u94a2\u8f68\u53ca\u9053\u5c94\u7b49\u79bb\u5b503D\u6253\u5370\u79fb\u52a8\u4fee\u590d\u8bbe\u5907\uff0c\u5176\u7279\u5f81\u5728\u4e8e\uff1a\u5305\u62ec\u7b49\u79bb\u5b50\u6253\u5370\u88c5\u7f6e\u3001\u4fdd\u62a4\u6c14\u88c5\u7f6e\u3001\u4e09\u7ef4\u8fd0\u52a8\u88c5\u7f6e\u3001\u63a2\u4f24\u626b\u63cf\u88c5\u7f6e\u3001\u63a7\u5236\u88c5\u7f6e\u4ee5\u53ca\u7528\u4e8e\u627f\u8f7d\u5b83\u4eec\u7684\u8f68\u9053\u5c0f\u8f66\uff0c\u5176\u4e2d\u63a7\u5236\u88c5\u7f6e\u5206\u522b\u4e0e\u7b49\u79bb\u5b50\u6253\u5370\u88c5\u7f6e\u3001\u4fdd\u62a4\u6c14\u88c5\u7f6e\u3001\u4e09\u7ef4\u8fd0\u52a8\u88c5\u7f6e\u53ca\u63a2\u4f24\u626b\u63cf\u88c5\u7f6e\u76f8\u8fde\u3002 The beneficial effect of the utility model is that the manual welding repair is changed to the automatic repair of the equipment, which greatly reduces the labor intensity of the personnel and improves the quality and efficiency of the welding repair.

【技术实现步骤摘要】
一种铁路钢轨及道岔等离子3D打印移动修复设备
本技术涉及铁路钢轨修复技术，具体涉及一种铁路钢轨及道岔等离子3D打印移动修复设备。
技术介绍
近年来随着轨道交通运营量的增加和运行速度的逐步提高，铁路钢轨表面的损伤问题也越来越突出，尤其道岔位置更是薄弱环节，容易出现缺损、裂缝等问题，如果得不到及时有效的修复，将严重影响到列车运行时舒适性、甚至行车安全及钢轨的使用寿命。目前铁路钢轨修复技术主要采用手持的焊接设备人工进行焊接，但人工方式劳动强度较大，且由于焊接时温度高达1000℃以上，导致焊接处钢轨母材分子结构发生变化，焊补层脆弱易开裂。随着科技的发展，近年来也有利用激光熔覆技术进行轨道修复的情况，激光熔覆的热量集中，加热快冷却快热影响区小，但是相关设备、零部件及维修费用比较昂贵且效率低，且焊补所用的金属粉末限制严格，必须采用精细的金属粉末，稍大粉末便不能正常送达，焊接修复的成本进一步增加，使激光熔覆的使用范围受到限制。等离子熔覆技术近几年也逐步发展起来，该技术采用等离子弧作为热源，热量集中且加热速度快，研究表明等离子熔覆的效率约为激光熔覆的6～10倍。等离子弧产生的高温将金属粉末与母材表面迅速加热并一起融化、混合、扩散、凝固，等离子束离开后自激冷却，熔覆工件表面温度较低，不会损伤母材近体结构，且可形成一层高性能的合金层；等离子发生装置的电源、喷枪、送粉器等技术门槛低，容易制造，可靠性好，维护使用简单，对金属粉末材料的适应广泛、利用率也高，与激光熔覆相比等离子熔覆技术各方面成本都比较低，但焊接效果相当，因此将等离子熔覆技术应用到铁路钢轨修复必然有广阔的应用前景。技术内容本技术提供了一种铁路钢轨及道岔等离子3D打印移动修复设备，采用等离子熔覆技术、三维技术及数控相结合，并设计了专用轨道小车，可对轨道进行快速探伤及修复，由人工焊补改为设备自动修复，大大降低了人员劳动强度并提高了焊补质量及工作效率。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是：一种铁路钢轨及道岔等离子3D打印移动修复设备，其特征在于：包括等离子打印装置、保护气装置、三维运动装置、探伤扫描装置、控制装置以及用于承载它们的轨道小车，其中控制装置分别与等离子打印装置、保护气装置、三维运动装置及探伤扫描装置相连。进一步的技术方案在于：所述等离子打印装置包括等离子发生器、焊接用枪头、水冷器及送粉器及用于承载它们的安装小车；所述水冷器的出水口与等离子发生器的入水口相连，所述等离子发生器的出水口与枪头入水口相连，所述枪头的出水口与水冷器入水口相连从而构成一个水冷循环可对等离子发生器及枪头进行降温；所述等离子发生器设有电源输出口并分别与送粉器及枪头正负极相连为其提供电力输入；所述保护气装置的出气口分别与等离子发生器及送粉器相连用于提供保护气及吹粉。进一步的技术方案在于：所述三维运动机构包括使用时与钢轨平行设置的X轴滑台、处于同一水平面且与X轴滑台平行设置的导轨、垂直的固定在X轴滑台滑块及导轨滑块间的Y轴滑台、垂直于Y轴滑台且固定其滑块上的Z轴滑台、平行于Y轴滑台且垂直的固定在Z轴滑台的Y2滑台、一端固定在Y2滑台滑块上另一端垂直向下延伸的枪头夹具；所述X轴滑台及导轨下方设有安装用定位凸起；所述枪头夹具上设有锁定机构。进一步的技术方案在于：所述X轴滑台、Y轴滑台、Z轴滑台、Y2滑台为一端设有步进电机或伺服电机的直线丝杠导轨滑台。进一步的技术方案在于：所述探伤扫描装置通过夹具固定在三维运动装置下方，在轨道小车行进过程中对钢轨表面进行快速扫描测量，得到钢轨缺陷的三维轮廓数据；所述探伤扫描装置连接并传递三维轮廓数据传递至控制装置。进一步的技术方案在于：所述控制装置内置专业的三维造型软件及分层处理软件，在其获得各层三维轮廓数据后可利用内置软件转换为可执行的数控代码；所述控制装置分别与等离子发生器、水冷器、送粉器、三维运动装置及探伤扫描装置相连并可向它们发送数控代码进而进行动作控制。进一步的技术方案在于：所述轨道小车包括承载架、轨道车轮及用于连接承载架及轨道车轮的支架；所述承载架采用轻质金属管材焊接成整体为矩形的网格状骨架结构；所述轨道车轮采用绝缘材料的台阶轴状T形轮，所述轨道车轮轴线垂直于轨道，且均为小轴端面向外安装；所述承载架一端与轨道平行的两侧边缘对称的设有两组三维运动装置定位孔。进一步的技术方案在于：所述安装小车包括车轮及架体，其架体采用轻质金属管材焊接而成，根据承载物的形状及空间布局需要可设置为两层或多层；所述架体最上层边缘处适当位置设有用于推动安装小车的扶手及用于放置枪头的卡槽。进一步的技术方案在于：所述保护气装置包括氩气瓶及小推车；所述小推车上设有氩气瓶固定机构。进一步的技术方案在于：所述控制装置还可以设有手动控制板用于单独控制三维运动机构的动作。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：由人工改焊补为设备自动修复，大大降低了人员劳动强度并提高了焊补质量及工作效率。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1是本技术的装配示意图(不含线路连接)；图2是本技术的轨道小车结构示意图；图3是本技术的安装小车结构示意图；图4是本技术的三维运动装置示意图；图5-a是钢轨缺陷示意图；图5-b是开启Y2滑台时枪头运动轨迹示意图。其中：1-轨道小车，2-等离子打印装置，3-保护气装置，4-三维运动装置，5-探伤扫描装置，6-控制装置，7-钢轨，101-承载架,102-轨道车轮,103-支架,104-定位孔，201-安装小车，2011-车轮，2012-架体，2013-扶手，2014-卡槽,202-等离子发生器，203-水冷器，204-送粉器，205-枪头,301-氩气瓶，302-小推车，401-X轴滑台,402-导轨,403-Y轴滑台,404-Z轴滑台,405-Y2滑台,406-枪头夹具，4011-X轴滑台定位凸起，4021-导轨定位凸起，701-钢轨缺陷。具体实施方式下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。如图1-4所示，一种铁路钢轨及道岔等离子3D打印移动修复设备，其特征在于：包括等离子打印装置2、保护气装置3、三维运动装置4、探伤扫描装置5、控制装置6以及用于承载它们的轨道小车1，其中控制装置6分别与等离子打印装置2、保护气装置3、三维运动装置4及探伤扫描装置5相连。等离子打印装置2及保护气装置3自身重量均为几十公斤，作业时如果连同它们一起搬送到轨道上劳动强度极大，因此以上各装置均卡装在轨道小车1上，且可从轨道小车1上卸下来作为独立的单元单独使用。优选的，所述等离子打印装置2包括等离子发生器202、焊接用枪头205、水冷器203及送粉器204及用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路钢轨及道岔等离子3D打印移动修复设备，其特征在于：包括等离子打印装置(2)、保护气装置(3)、三维运动装置(4)、探伤扫描装置(5)、控制装置(6)以及用于承载它们的轨道小车(1)，其中控制装置(6)分别与等离子打印装置(2)、保护气装置(3)、三维运动装置(4)及探伤扫描装置(5)相连。

【技术特征摘要】
1.一种铁路钢轨及道岔等离子3D打印移动修复设备，其特征在于：包括等离子打印装置(2)、保护气装置(3)、三维运动装置(4)、探伤扫描装置(5)、控制装置(6)以及用于承载它们的轨道小车(1)，其中控制装置(6)分别与等离子打印装置(2)、保护气装置(3)、三维运动装置(4)及探伤扫描装置(5)相连。2.根据权利要求1所述的一种铁路钢轨及道岔等离子3D打印移动修复设备，其特征在于：所述等离子打印装置(2)包括等离子发生器(202)、焊接用枪头(205)、水冷器(203)及送粉器(204)及用于承载它们的安装小车(201)；所述水冷器(203)的出水口与等离子发生器(202)的入水口相连，所述等离子发生器(202)的出水口与枪头(205)入水口相连，所述枪头(205)的出水口与水冷器(203)入水口相连从而构成一个水冷循环可对等离子发生器(202)及枪头(205)进行降温；所述等离子发生器(202)设有电源输出口并分别与送粉器(204)及枪头(205)正负极相连为其提供电力输入；所述保护气装置(3)的出气口分别与等离子发生器(202)及送粉器(204)相连用于提供保护气及吹粉。3.根据权利要求1所述的一种铁路钢轨及道岔等离子3D打印移动修复设备，其特征在于：所述三维运动装置(4)包括使用时与钢轨平行设置的X轴滑台(401)、处于同一水平面且与X轴滑台平行设置的导轨(402)、两端侧边垂直的固定在X轴滑台滑块及导轨滑块上的Y轴滑台(403)、垂直于Y轴滑台且底板一端固定在Y轴滑块上的Z轴滑台(404)、平行于Y轴滑台且底板一端垂直的固定在Z轴滑台的Y2滑台(405)、一端固定在Y2滑台滑块上另一端垂直向下延伸的枪头夹具(406)；所述X轴滑台(401)及导轨(402)下方设有安装用定位凸起(4011、4021)；所述枪头夹具(406)上设有锁定机构。4.根据权利要求3所述的一种铁路钢轨及道岔等离子3D打印移动修复设备，其特征在于：所述X轴滑台(401)、Y轴滑台(403)、Z轴滑台(404)及Y2滑台(405)为一端设有步进电机或伺服电机的直线丝杠导轨滑台。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：粟敦，范科鹏，张旭，任成贵，程国君，向秀锋，王兰和，
申请(专利权)人：中研新材料股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13