一种弯曲变形可控的钢轨在线整体喷风淬火模拟实验装置制造方法及图纸

一种弯曲变形可控的钢轨在线整体喷风淬火模拟实验装置涉及钢轨在线喷风淬火模拟装置，特别是一种弯曲变形可控的钢轨在线整体喷风淬火模拟实验装置。本实用新型专利技术提供一种能在淬火过程中控制钢轨变形，并且能模拟百米钢轨生产线上钢轨的实际连续喷风淬火过程的喷风淬火模拟实验装置。本实用新型专利技术包括与气源相连的喷风压力控制系统和淬火系统，其特征在于：所述淬火系统包括具有环形轨道的机架，环形轨道上设置具有行走装置的钢轨固定架，机架上相应于环形轨道的上、下、左、右均排布设置有喷嘴，所述喷嘴与所述喷风压力控制系统相连；所述钢轨固定架上设置有纵向位移传感器和横向位移传感器。

An on-line integrated wind quenching simulation experiment device for steel rail with controllable bending deformation

A simulation experimental device for rail on-line integral air quenching with controllable bending deformation is involved in Rail Online quenching and quenching simulation device, especially a controllable experimental device for rail deformation on-line controlled by integral spray quenching. The utility model provides a wind quenching simulation experimental device for controlling the deformation of the rail in quenching process and simulating the continuous continuous air quenching process of the rails on the 100m rail production line. The utility model comprises a jet air pressure control system is connected with the gas source and quenching system, which is characterized in that the quenching system includes a frame having a circular orbit, a circular orbit is arranged on the fixed rack rail with the walking device, the frame corresponding to the circular orbit of the upper and lower, left and right are equipped with a nozzle arrangement, the nozzle and the jet air pressure control system is connected; the rail is arranged on the fixed frame longitudinal and transverse displacement sensor displacement sensor.

【技术实现步骤摘要】
一种弯曲变形可控的钢轨在线整体喷风淬火模拟实验装置
本技术涉及钢轨在线喷风淬火模拟装置，特别是一种弯曲变形可控的钢轨在线整体喷风淬火模拟实验装置。
技术介绍
铁路运输在我国国民经济的发展中一直起着非常重要的作用，其发展事关国计民生。高速、重载是世界铁路发展的总趋势，而铁路高速、重载和高密度的运输组织方式，必然导致轮轨滚动接触应力的增加，使得钢轨的使役条件进一步恶化，进而对钢轨的强韧性提出了更高的要求。而长期的实践证明，喷风淬火是钢轨强韧化方法中最为经济且成效显著的热处理工艺，已在国际上广泛应用，其是通过喷嘴将具有一定压力的空气喷射到钢轨表面进行冷却的热处理工艺。喷风淬火较之于钢轨水淬、雾淬等工艺的突出优点是：空气对钢轨表面状态影响较小，且喷嘴不会出现水雾淬火的堵塞现象，因而冷却性能稳定，淬火后钢轨性能较好，且波动小、质量稳定，同时还具有经济环保的优点。虽然，目前针对钢轨喷风淬火热处理工艺，出现了一种钢轨在线喷风淬火热处理模拟实验装置，专利公开（公告）号CN103131826A；其公开了一种钢轨喷风冷却的实验装置，该实验装置通过设定喷风参数的方式对钢轨最终的淬火结果进行采集，然后逐步获取最佳的喷风参数，其无法在淬火过程中对喷风参数尽心该调整，因此，其实验方式需要耗费大量能源和时间，效率极低；同时，上述的钢轨喷风淬火模拟实验装置由于规模和成本限制，无法真正模拟百米钢轨生产线上钢轨的实际连续喷风淬火过程，即钢轨以恒定速度（约1.5m/s）通过近百米的喷风淬火生产线的过程。
技术实现思路
本技术就是针对上述问题，提供一种能在淬火过程中控制钢轨变形，并且能模拟百米钢轨生产线上钢轨的实际连续喷风淬火过程的喷风淬火模拟实验装置。为了实现本技术的上述目的，本技术采用如下技术方案，本技术包括与气源相连的喷风压力控制系统和淬火系统，其特征在于：所述淬火系统包括具有环形轨道的机架，环形轨道上设置具有行走装置的钢轨固定架，机架上相应于环形轨道的上、下、左、右均排布设置有喷嘴，所述喷嘴与所述喷风压力控制系统相连；所述钢轨固定架上设置有纵向位移传感器和横向位移传感器。作为本技术的一种优选方案，所述机架上相应于环形轨道侧方排布设置有红外传感器，所述红外传感器与一电控系统相连，所述喷嘴和喷风压力控制系统之间设置有与电控系统相连的电磁阀；所述钢轨固定架上的纵向位移传感器和横向位移传感器均与所述电控系统相连。本技术的有益效果：1、本技术的喷风淬火系统在钢轨上下左右四个方位设置四组喷嘴，在使用过程中，可根据钢轨的运动位置由程序通过电磁阀对喷嘴喷风与否进行实时控制，只允许与钢轨相对应的几个喷嘴同时进行喷风，可保证较高的喷风压力和最大程度的减少实验成本，进而实现对钢轨进行整体喷风淬火的模拟。2、本技术可利用纵向位移传感器和横向位移传感器获取钢轨在喷风淬火过程中的纵向和横向弯曲变形，并可根据钢轨弯曲变形量通过喷风压力控制系统调节钢轨上下左右四组喷嘴的喷风压力，进而对钢轨的弯曲变形进行矫正；3、本技术利用环形轨道可实现钢轨以实际的恒定速度循环移动，进而可以很好地模拟百米钢轨生产线上钢轨的实际连续喷风淬火过程。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是淬火系统的结构示意图。图3是图2的A部放大图。图4是机架的结构示意图。图5是环形轨道、行走装置和钢轨固定架的结构示意图。图6是电磁阀的结构示意图。附图中1为空压机、2为储气罐、3为过滤器、4为冷干机、5为风箱、6为自动压力调节阀、7为管道、8为机架、9为辊道、10为加热炉、11为红外传感器、12为固定架、13为喷嘴、14为球形接口、15为钢轨、16为外轨、17为纵向位移传感器、18为横向位移传感器、19为行走轮、20为内轨、21为驱动电机、22为电磁阀。具体实施方式本技术包括与气源相连的喷风压力控制系统和淬火系统，其特征在于：所述淬火系统包括具有环形轨道的机架8，环形轨道上设置具有行走装置的钢轨固定架12，机架8上相应于环形轨道的上、下、左、右均排布设置有喷嘴13，所述喷嘴13与所述喷风压力控制系统相连；所述钢轨固定架12上设置有纵向位移传感器17和横向位移传感器18。作为本技术的一种优选方案，所述机架8上相应于环形轨道侧方排布设置有红外传感器11，所述红外传感器11与一电控系统相连，所述喷嘴13和喷风压力控制系统之间设置有与电控系统相连的电磁阀22；所述钢轨固定架12上的纵向位移传感器17和横向位移传感器18均与所述电控系统相连。所述喷嘴13设置为拉瓦尔扁缝喷嘴13。所述相互对应的上下左右喷嘴13为一组，相应于每组喷嘴13均设置有两个红外传感器11，两红外传感器11分别设置于环形轨道的内外两侧。所述气源包括空压机1、储气罐2、过滤器3、冷干机4；所述冷干机4内设置与电控系统相连的温度传感器、湿度传感器和流量传感器。可提供用于淬火空气的各项参数，保证压缩空气的稳定性。所述喷风压力控制系统包括风箱5和风箱5上四个与电控系统相连的自动压力调节阀6，自动压力调节阀6通过管道7与所述喷嘴13相连。所述环形轨道包括内轨20和外轨16，所述行走装置包括钢轨固定架12底部的行走轮19，行走轮19上设置有与所述内轨20和外轨16配合的凹槽；行走轮19下方设置有驱动电机21。所述纵向位移传感器17相应于钢轨15的底部设置于钢轨固定架12的中部，所述横向位移传感器18相应于钢轨15的侧面设置于钢轨固定架12的中部。用于检测钢轨15在喷风淬火过程中的纵向弯曲变形和横向弯曲变形。所述喷嘴13通过连接螺纹与所述机架8相连。所述喷嘴13上设置有球形接口14。本技术还包括具有辊道9的加热炉10，辊道9与所述机架8内的环形轨道入口相对应。机架8上相应于环形轨道的上、下、左、右均排布设置有30～80个拉瓦尔扁缝喷嘴13，相邻的两喷嘴13之间的间距为50mm～100mm，上方和下方的喷嘴13与钢轨15表面的距离（初始距离为50mm）通过调整机架8与喷嘴13之间的连接螺纹进行调节，调节范围为1mm～50mm，上下左右喷嘴13的喷风角度（初始角度为45°）可转动球形接口14进行调节，调节范围0°～90°，并根据钢轨15的运动位置由电控系统通过电磁阀22对喷嘴13喷风与否进行实时控制，一个电磁阀22控制相对应的上下左右四个喷嘴13，为保证较高的喷风压力，每组允许3～10个喷嘴13同时进行喷风（具体可根据钢轨15长度200mm～500mm进行调整，保证喷风范围覆盖整个钢轨15即可，进而实现对钢轨15进行整体喷风淬火，同时根据钢轨15弯曲变形检测系统所反馈的钢轨15在纵向和横向的弯曲变形量，来控制上下左右组喷嘴13的喷风压力，其规则是：若检测到钢轨15向上的弯曲变形量达到一定的阈值，则增大钢轨15下边的喷嘴13喷风压力，增强钢轨15轨底的冷却效果，进而使钢轨15在纵向方向重新恢复满足要求的平直度，其他情况以此类推；本技术的加热炉10负责将钢轨15重新加热到800℃～1000℃，达到预定温度后，通过辊道9将钢轨15运至钢轨固定架12上。本技术的工作方式如下：首先利用加热炉10按需要将钢轨15加热至800℃～1000℃，同时启动空压机1、冷干机4、自动压力调节阀6和电磁阀22，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弯曲变形可控的钢轨在线整体喷风淬火模拟实验装置，包括与气源相连的喷风压力控制系统和淬火系统，其特征在于：所述淬火系统包括具有环形轨道的机架（8），环形轨道上设置具有行走装置的钢轨固定架（12），机架（8）上相应于环形轨道的上、下、左、右均排布设置有喷嘴（13），所述喷嘴（13）与所述喷风压力控制系统相连；所述钢轨固定架（12）上设置有纵向位移传感器（17）和横向位移传感器（18）。

【技术特征摘要】
1.一种弯曲变形可控的钢轨在线整体喷风淬火模拟实验装置，包括与气源相连的喷风压力控制系统和淬火系统，其特征在于：所述淬火系统包括具有环形轨道的机架（8），环形轨道上设置具有行走装置的钢轨固定架（12），机架（8）上相应于环形轨道的上、下、左、右均排布设置有喷嘴（13），所述喷嘴（13）与所述喷风压力控制系统相连；所述钢轨固定架（12）上设置有纵向位移传感器（17）和横向位移传感器（18）。2.根据权利要求1所述的一种弯曲变形可控的钢轨在线整体喷风淬火模拟实验装置，其特征在于：所述机架（8）上相应于环形轨道侧方排布设置有红外传感器（11），所述红外传感器（11）与一电控系统相连，所述喷嘴（13）和喷风压力控制系统之间设置有与电控系统相连的电磁阀（22）；所述钢轨固定架（12）上的纵向位移传感器（17）和横向位移传感器（18）均与所述电控系统相连。3.根据权利要求2所述的一种弯曲变形可控的钢轨在线整体喷风淬火模拟实验装置，其特征在于：所述喷嘴（13）设置为拉瓦尔扁缝喷嘴（13）。4.根据权利要求1所述的一种弯曲变形可控的钢轨在线整体喷风淬火模拟实验装置，其特征在于：相互对应的上下左右喷嘴（13）为一组，相应于每组喷嘴（13）均设置有两个红外传感器（11），两红外传感器（11）分别设置于环形轨道的内外两侧。5.根据权利要求1所述的一种弯曲变形可控的钢轨在线整体喷风淬火模拟实验装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建，宋华，付丽华，高明昕，汪洋，韩淇，邵留圆，藏喜民，邓鑫，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21