一种铁路轨道激光维修车制造技术

本实用新型专利技术提供了一种适用于铁路轨道就地维修的激光维修车，包括牵引及控制车和激光作业车，多辆激光维修车可组成激光维修列车，使用本实用新型专利技术可以有效、机动、周期性地对铁路轨道就地进行激光维修，缓解和克服目前钢轨、道岔、钢轨接头诸多病害，以适应铁路提速后对轨道维修提出的更高要求。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种铁路轨道车，特别是涉及一种铁路轨道激光维修车。
技术介绍
铁路轨道由钢轨、道岔、接头、连接件和轨下基础组成。轨道有三大病害一是钢轨病害，尤其是小曲线病害；二是道岔病害；三是接头病害。这三大病害在铁路全面提速后，仍然存在而且表现的更为突出。1.钢轨病害钢轨是铁路轨道的重要组成部分；钢轨在使用中出现的伤损主要是轨头侧磨，波磨，剥离和压溃，尤以侧磨伤损最为严重；繁忙线路上小曲线上目前钢轨一年左右就需更换。钢轨伤损的主要原因是在接触应力作用下形成的接触疲劳伤损，主要的伤损形式是金属的塑性变形引起的塑性剥离。2.道岔病害；目前道岔作为轨道三大薄弱环节之首，其技术性能，质量成为提高列车行车速度及运输安全的关键限制因素。尖轨是道岔的重要部件，尖轨的主要伤损部位及使用寿命取决于尖轨轨尖部分的磨损剥离，其伤损部位大部分在横截面10mm以前的尖端部位；轨尖部分在剥离掉块之前，一般先出现比较明显的金属塑性变形，压辗而出现飞边现象，尖轨使用1-3个月就会出现飞边，提速道岔尖轨磨损严重区段使用二个多月就必须更换。护轨是道岔的重要部件，提速道岔护轨磨损严重区段月磨耗约1mm，使用一年左右就必须更换。辙叉是道岔的核心部件，其作用是使车轮在平面上交叉通过钢轨；高锰钢固定式辙叉目前在铁路正线上已普遍使用；高锰钢辙叉在使用中主要问题是裂纹和表面剥落，最短的上线到运行时间3个月，通过总重3000多万吨，一般一年左右就要更换；目前正在普遍推广KD286焊条就地修复技术，一般就地焊修后使用几个月就得更换下道；锰叉问题在铁道工务系统是个很头痛的问题，目前仍无法解决。3.接头病害；铁道线路接头也是轨道的薄弱环节。为了消除接头病害，铁道部正在主要干线大力推广轨道无缝线路技术，目前国内最长的无缝线路已达230多公里。无缝线路是用国标25米钢轨在焊轨厂焊接成500米长钢轨，长钢轨拉到施工现场就地焊接成无缝线路。无缝线路目前仍存在严重的接头病害，甚至可以说，有多少个焊接接头，就可能有多少接头病害。因为焊接接头时，高温溶解区与热影响区的退火作用使得这些区域较钢轨的其他部位硬度要低，如果不对焊接接头重新进行热处理，上线运行后，焊接接头区域就会出现磨耗，久之出现低接头，线路状态迅速恶化。这种接头病害比有缝线路接头病害还难以治理。上述的轨道三大病害，目前在铁路现场就地修理还没有有效的办法，唯一的措施就是更换，这就大大增加了铁路运营的成本。工业上为提高钢轨表面硬度、耐磨性和抗拉强度，采取工厂化的钢轨顶端淬火。将轧后的钢轨端部用感应电流加热至大约900℃，并维持几分钟，然后快速冷却至大约550℃--650℃，一般用强制空冷，并在此温度范围保温到奥氏体完全转变成贝氏体为止。提高钢轨端部的冷却速度则减小珠光体片层间距，抗拉强度提高，硬度增强。钢轨感应淬火轨头和轨侧表面处硬度达280-400HV。实际上钢轨、尖轨、护轨并不需要整个轨头进行淬火，仅仅要求其工作边表面进行淬火，这个要求一般的工业淬火是难以做到的。现场使用中提出的问题要求有新技术能对轨道三大病害进行有效、机动的就地修理并且要有比一般工业淬火有更高的强度和硬度。激光技术是一项迅速发展的高新技术，激光表面改性技术是激光应用的一个分支，目前已成为材料表面强化的最有效的手段之一。适用于铁路轨道的激光表面改性技术有激光相变硬化，激光熔凝硬化，激光表面合金化，激光表面熔覆等。这些技术可以成为解决上述轨道病害的非常有效的手段，现场需要迫切，经济效益巨大。但目前业内还没有铁路轨道激光维修的概念，更没有激光维修车这样的产品，要实施上述技术方案，前提是必须设计一种适用于铁路轨道就地维修的激光维修作业车。
技术实现思路
；本技术的目的是提供一种适用于铁路轨道就地维修的激光作业车，可以有效、机动、周期性地对轨道就地进行激光维修，缓解和克服目前钢轨、道岔、钢轨接头诸多病害，以适应铁路提速后对轨道维修提出的更高地要求。本技术是这样实现的一种铁路轨道激光维修车，包括牵引及控制车和轨道激光作业车；牵引控制车是在铁路轨道车的基础上改制的，主要区别在于铁路轨道车司机位置处设置激光作业总控制台；轨道激光作业车是在铁路客车的基础上改制的，其上设置有一台或两台大功率CO2激光器，激光器光轴与轨道中心线平行；当设置一台激光器时，激光器位于作业车中央，激光光路设计上用一面分光镜将激光束平分为两束水平光束垂直于激光器光轴线转出，其光路上分别置两面垂直镜将激光束导向钢轨面；当设置两台激光器时，两台激光器相对并与车辆几何中心对称或斜对称，激光光路设计上分别用两面水平镜将激光束就近垂直于激光器光轴线转出，其光路上再分别置两面垂直镜将激光束导向钢轨面；激光光路及数控系统的设置可精确的将激光束转到钢轨加工点上，由光路转镜、支架、滑轨、移动装置、光路保护装置、电缆、数控软件、光头组成；轨道激光作业车除激光器系统、激光光路及移动数控系统外，为保证轨道激光作业的顺利完成，还有车辆减震系统，激光器减震系统，钢轨面清洗系统，钢轨面吸光材料喷涂系统，涂料烘干系统，监视及照明系统；激光器供气系统，激光器供粉系统，激光器冷却系统，激光器供风系统，激光车车体车厢密封除尘系统。铁路轨道激光维修车工作时，牵引及控制车将轨道激光作业车拖拉到铁道线路作业地点，启动发电及控制系统，打开激光作业总控制台，启动激光器系统，使激光器处于待机状态；打开监视系统，光线弱同时启动照明系统，通过激光光路及光路移动数控系统调整对位，并设置好各种参数；准备工作做完，牵引及控制系统按规定速度前进或推进；开动钢轨面清洗系统，依次启动钢轨面吸光材料喷涂系统和涂料烘干系统；通过监视及照明系统对激光车下作业情况进行监视，待光头走到规定位置时及时打开激光束开始技术作业并在轨面上形成设计的激光强化硬化层。使用本技术可使激光加工技术在铁路轨道上的种种设想变成现实，可以对线路上某点进行激光维修，也可以对某一段线路进行激光维修，还可以对某一组道岔、某一小曲线进行专门激光维修，甚至可以对某一根尖轨、护轨或无缝线路接头进行特别激光维修；更感兴趣的是，利用本技术，可以对钢轨、道岔轮轨接触面进行周期性的激光强化计划维修，如道岔通过总重4000万吨可以进行一次激光强化维修，钢轨通过30000万吨可以进行一次激光强化维修；这意味着钢轨、道岔轮轨接触面可以近乎永久地保留一个激光硬化层，从而其使用寿命将大大提高。多辆铁路轨道激光维修车串联可组成轨道激光维修列车，多辆轨道激光维修车组合配置一辆牵引及控制车亦可组成轨道激光维修列车。轨道激光维修列车适合铁路现场作业的特点，可以大大提高作业效率，减少轨道作业封锁时间。轨道激光维修列车可将发电及控制系统、激光器供气系统、激光器冷却系统、激光器供风系统设专车集中配送。本技术的优点是把激光器从工厂固定式变成沿铁路轨道的移动式，使激光加工技术作业从车间走到了铁路沿线现场，具有很强的机动性、灵活性、维修的周期性和实用性；使用本技术对钢轨、道岔进行周期性的激光计划维修，钢轨、道岔的使用寿命至少可以翻一翻，即钢轨通过总重12亿---15亿吨，道岔的通过总重1.5----2亿吨。推广使用本技术，具有巨大的经济效益和社会效益。附图说明以下结合附图及实施例对本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路轨道激光维修车，包括由铁路轨道车改装的牵引控制车、铁路平板车或客车改装的轨道激光作业车，其特征在于：轨道激光作业车上设置有两台大功率ＣＯ↓［２］激光器，激光器光轴与轨道中心线平行，两台激光器相对并与车辆几何中心对称或斜对称，激光光路分别用两面水平镜将激光束向就近钢轨方向垂直于激光器光轴线转出，其光路上再分别置两面垂直镜将激光束导向钢轨面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张准胜，吕杰胜，
申请(专利权)人：张准胜，吕杰胜，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]