移动式钢轨气压焊机的控制方法及其采用的设备技术

本发明专利技术公开了一种移动式钢轨气压焊机的控制方法和设备。移动式钢轨气压焊机的控制方法，使用钢轨气压焊机对钢轨进行焊接，通过位移传感器、位移变送器和记录仪对钢轨的相对膨胀位移量、压缩位移量和顶锻位移量进行监控；通过压力传感器和记录仪对焊接过程压力、焊接顶锻力进行监控；利用位移传感器、位移变送器和压力传感器的监控数据控制减压、顶锻工艺步骤的进程。还包括为了实现本发明专利技术的控制方法的设备。本发明专利技术具有以下优点：提高了移动式钢轨气压焊焊机的自动化水平、提高了钢轨的焊接准确性、提高了钢轨焊接接头落锤试验的合格率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铁路钢轨气压焊机控制
，特别是涉及一种移动式钢轨气压焊机的控制方法和设备。
技术介绍
在现有技术中，一般成套移动钢轨气压焊机由压接机、高压油泵、加热器、推瘤装置、燃气流量控制箱和冷却水循环系统组成。移动式钢轨气压焊接机分为夹腰式和夹轨底式，压接机主要是夹紧两根被焊钢轨，固定其相对位置，提供气压焊接过程中加热时的顶锻力，保证钢轨接头端面焊接和焊后完成推瘤的要求。这种气压焊机可以通过TB/T2622.1-95《移动式钢轨气压焊机设备压接机技术条件》、《75Kg/m全长淬火轨小型气压焊研究》(铁道建筑，1999，No.4，P29-P31)、《移动式钢轨气压焊接技术与应用》(沈阳铁路局锦州科研所编，1994年2月，P3--P9)、《铁路长钢轨移动式小型气压焊机的研究》(马征林，沈阳铁路局锦州科研所)等文献了解到。在实际应用中，由于焊机没有自动化记录和控制装置，钢轨焊接全靠操作人员凭经验作业，焊接过程中焊接减压和顶锻操作步骤、顶锻量等关键工艺参数靠肉眼观察判断，自动化程度低，工艺重现性差，导致焊后钢轨接头落锤试验合格率波动大，焊接接头质量不稳定。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述问题在原普通移动式钢轨气压焊机的基础上增加了控制装置，采取了相应的控制方法。本专利技术所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的移动式钢轨气压焊机的控制方法，使用钢轨气压焊机对钢轨进行焊接，通过位移传感器、位移变送器和记录仪对钢轨的相对膨胀位移量、压缩位移量和顶锻位移量进行监控；通过压力传感器和记录仪对焊接过程压力、焊接顶锻力进行监控；利用位移传感器、位移变送器和压力传感器的监控数据控制减压、顶锻工艺步骤的进程。该控制方法的步骤为(1)、通过压力传感器控制钢轨两端施加预紧压力为25-26MPa，并调整此时位移传感器的起始零点位置；(2)、用加热器对钢轨进行加热，钢轨受热膨胀产生向外的膨胀位移，加热到钢轨塑性变形点时，钢轨开始收缩，产生向内的收缩位移，通过位移传感器检测钢轨的位移变化；(3)、当位移传感器回复到起始零点位置时，进入钢轨的焊接工序，将钢轨两端压力减到15-17MPa；(4)、将钢轨继续加热，钢轨继续收缩，当位移传感器的位移量收缩到距起始零点位置2.5-4mm时，进入焊接的顶锻工序，并将钢轨两端的压力加到最大。(5)、当在顶锻工序中位移传感器的位移量达到30-35mm时，卸去钢轨两端的压力，完成顶锻工序。为了实现本专利技术的控制方法，所采用的设备，包括移动式钢轨气压焊机，在左横梁与右横梁之间安装有位移传感器，在油缸的油路上安装有压力传感器，上述压力传感器与位移传感器分别与记录仪相连。采用本专利技术提高了焊机的自动化水平，不仅可以保证精确控制焊接过程中减压、顶锻、推瘤等工艺操作步骤，实现焊接过程中钢轨的相对膨胀位移量、压缩位移量、顶锻位移量、焊接过程压力、焊接顶锻力、焊后推瘤顶锻力的时实监控和记录；而且可提高气压焊工艺的重现性，保证接头焊后落锤试验的合格率，提高钢轨焊接接头质量。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点1、在钢轨焊接过程中，能根据实测位移量的变化，精确控制焊接工艺操作，提高了移动式钢轨气压焊焊机的自动化水平。2、克服了靠人工经验判断进行减压、顶锻、推瘤等焊接工艺操作的弊端，减少了操作的人为影响，提高了钢轨的焊接准确性。3、焊接工艺稳定可靠、重现性好，提高了钢轨焊接接头落锤试验的合格率。4、精确记录钢轨气压焊过程中的位移量、顶锻量和顶锻压力等重要工艺参数，并可依此判断钢轨接头的焊接质量。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的移动式钢轨气压焊机的主视图；图2是图1的移动式钢轨气压焊机的俯视图；图3是本专利技术的移动式钢轨气压焊机的控制系统原理图。具体实施例方式移动式钢轨气压焊机的工作主机为压接机，压接机包括安装在导柱6上并可移动的左横梁1和右横梁2，位移传感器3安装在左横梁1和右横梁2上。位移传感器3通过位移变送器连接在记录仪上。在油泵与油缸的连接油路上设置有压力传感器，压力传感器也连接在记录仪上。记录仪采用函数记录仪、无纸记录仪或计算机的一种，记录仪起到记录和显示传感器所测量数据的作用。位移传感器是直流差动变压器式位移传感器，其量程为0-200mm；所述的压力传感器量程为0-60MPa。采用在移动式钢轨气压焊机上安装的位移传感器3、位移变送器对钢轨4的相对膨胀位移量、压缩位移量和顶锻位移量进行监控；通过压力传感器对焊接过程压力、焊接顶锻力进行监控；利用位移传感器、位移变送器和压力传感器的监控数据控制减压、顶锻工艺步骤的进程。进一步还可以控制推瘤工序步骤的工作。移动式钢轨气压焊机的控制方法包括以下步骤(1)、通过压力传感器控制钢轨两端施加预紧压力为25-26MPa，并调整此时位移传感器的起始零点位置；(2)、用加热器对钢轨进行加热，钢轨受热膨胀产生向外的膨胀位移，加热到钢轨塑性变形点时，钢轨开始收缩，产生向内的收缩位移，通过位移传感器检测钢轨的位移变化；(3)、当位移传感器回复到起始零点位置时，进入钢轨的焊接减压工序，将钢轨两端压力减到15-17MPa；(4)、将钢轨继续加热，钢轨继续收缩，当位移传感器的位移量收缩到距起始零点位置2.5-4mm时，进入焊接的顶锻工序，并将钢轨两端的压力加到最大。(5)、当顶锻位移时的位移传感器的位移量达到30-35mm时，卸去钢轨两端的压力，完成顶锻工序。在完成顶锻工序后，进行推瘤工序。实施例1将两支通过端磨和人工锉削预处理后的被焊钢轨4装入压接机，开启高压油泵，调整被焊钢轨4的焊缝位置以及压接机左横梁1和右横梁2间的距离，确保推瘤装置成功推除焊瘤。打紧夹腰式压接机的轨腰斜铁5或拧紧夹底式压接机的压紧螺栓，拧紧轨顶螺栓，保证被焊钢轨4的上下和左右平直度。放入推瘤刀垫，紧靠压接机左横梁1，为焊后推瘤做准备。开启仪表供电电源，选择记录仪的输入信号量程，对记录仪进行预调零。开启高压油泵，预加油压压力到26MPa，调整位移信号在当前压力下的起始零点位置。安装氧一乙炔或液化石油气火焰加热器7并与压接机的摇摆机构连接，通过摇柄摇动而使加热器7在导柱6上左右滑动。通过燃气流量控制箱高速氧气和乙炔气(或液化石油气)体积比值达到1.0-1.1，流量达到3.7--3.8M3/h。点火后，摇动加热器7加热钢轨4焊缝8左右10--15mm的距离范围。随加热温度的提高，钢轨4逐步开始受热膨胀，产生膨胀位移。当钢轨4加热到塑性变形点时，位移开始收缩，当位移量收缩回复到起始零点位置时(记录仪显示)，立即进行减压操作，降低油压压力到16MPa。继续加热，当记录仪显示钢轨位移量压缩到距起始零点位置2.5mm时，立即进行顶锻操作，最大程度地开启高压油泵阀门进行顶锻。当记录仪显示顶锻量达到32mm时，关闭高压油泵阀门停止顶锻。最后进入推瘤程序，迅速松开压接机左横梁1轨顶螺栓，打松左横梁轨腰斜铁5，高压油泵阀门换向使压接机后退，放进推瘤刀架，关闭氧一乙炔或液化石油气阀门，高压油泵换向推瘤，推除隆起的焊瘤。实施例2将两支通过端磨和人工锉削预处理后的被焊钢轨4装入压接机，开启高压油泵，调整被焊钢轨4的焊缝8位置以及压接机左横梁1和右横梁2之间的距离，确保推瘤装置成功推除焊瘤。打紧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动式钢轨气压焊机的控制方法，使用钢轨气压焊机对钢轨进行焊接，其特征在于：通过位移传感器、位移变送器和记录仪对钢轨的相对膨胀位移量、压缩位移量和顶锻位移量进行监控；通过压力传感器和记录仪对焊接过程压力、焊接顶锻力进行监控；利用位移传感器、位移变送器和压力传感器的监控数据控制减压、顶锻工艺步骤的进程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李大东，刁源生，郑会军，余腾义，李国安，林剑东，
申请(专利权)人：攀枝花钢铁有限责任公司钢铁研究院，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]