一种等离子切割机及其应用制造技术

一种等离子切割机及其应用。该切割机主机是由内燃机驱动的中频发电机，其发电机转子的磁极对数为６～１２对，对应的发电机定子槽为３６～７２槽；该中频发电机的输出端与一个整流模块的输入端相联，该整流模块的输出端分别与一个高频发生器和一个电抗器相联，该高频发生器与电抗器分别联接在切割机割炬的两个电极上。该割炬的进气口最终与一台空气压缩机联通。在转子轴上还可以设置一个工频发电机的转子。本实用新型专利技术是方便移动的轻型化的自发电的等离子切割机，当把其割炬安装在一台用于切割铁轨肥边的行走车上后，就使切除铁轨肥边多了一种高质、高效的技术工艺手段。它切割位置准确，割痕整齐、清爽，热影响区极小，切割后立刻就能让火车通行。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及等离子切割机，具体涉及等离子切割机的轻型化及其该轻型化的等离子切割机的应用。
技术介绍
在切割技术方面，与火焰切割(例如乙炔焰)相比较，等离子(弧)切割有一些比较突出的优点。例如切割速度，后者是前者10～20倍；切割面粗糙度，前者毛糙、凸凹不平，后者相对整齐、光整；热影响区，后者平均不到前者的1/10。因为，后者等离子弧的温度高达30000～50000℃，是前者的10多倍，瞬间切割后既能移开。所以，切割一些厚度不大的材料时，后者的热影响区几乎可以忽略不计。因此，近年来，等离子切割得到了大力推广和广泛的应用。然而，在一些不断改变工作场地的环境中，例如在处理铁轨肥边的工作中，等离子切割技术目前还没有被利用上。而火焰切割又因其火焰温度只有二千多度(摄氏)，切割速度慢，造成热影响区过大而禁止用在切割铁轨肥边上。铁轨肥边，是由于火车车轮长期地、重复地对铁轨进行着碾压和撞击，在铁轨的轨面边缘被挤出的一种多余的边(与凿子被榔头长期敲击后，被敲击的头部会产生向四周铺张开的毛边的性质类似)。随着时间的延长，该肥边越来越大，尤其是在多了离心力作用的铁轨弯道上。无论是在直道、还是在弯道，只要该肥边生长在两条铁轨的内侧，越来越大肥边均要改变原有的正常轨距，列车的行车安全也就受到了严重的威胁。所以，必须经常地检查轨距，发现肥边过大一点后，就应当将它们除去。然而，目前去除肥边的方式或手段确十分落后，绝大多数是采用砂轮来打磨掉它们。用砂轮打磨不但效率低、效果差，而且工人的劳动强度大、粉尘和噪声的污染严重。另外，也有用铣削法去除肥边的。但该法仍有费工费时的不足，特别是在弯道上铣削，效率则更低。为什么不把等离子切割技术用在去除铁轨肥边的工作中呢？这里，就需要介绍一下现有的等离子切割机。现有的等离子切割机包括，割炬(也称电弧等离子体发生器，在不会引起误会的场合，也称为切割枪)、向割炬提供气体离子源的供气装置、直接向割炬提供起弧电流和维持等离子弧的电流的切割机主机。该切割机主机的输入电流绝大部分来自外界电网的工频电流，少部分由工频发电机供给。在不断改变工作场地的环境中，由电网供电显然是不方便的，特别是在铁路上更加明显。而由工频发电机供电的切割机，又由于切割机主机本身有一定的体积和重量、工频发电机也有较大的体积与重量，它们总的体积与重量就更大了。这样，仅仅从搬运或移动这些笨重装置的这一项辅助性工作来讲，就成了把现有等离子切割机用在切割铁轨肥边工作中的障碍。因此，在去除铁轨肥边工作中，至今仍没发现有用到等离子切割机的。
技术实现思路
本技术的第一目的是，提供一种轻型化的，适合于搬运或移动的等离子切割机。本技术的第二目的是，把本技术的等离子切割机与其他装置结合，用于切割铁轨肥边。实现所述第一目的是这样一种等离子切割机，它包括有割炬和切割机主机。其改进之处是，该切割机主机是由内燃机驱动的中频发电机，其发电机转子的磁极对数为6～12对，对应的发电机定子槽为36～72槽；该中频发电机的输出端与一个整流模块的输入端相联，该整流模块的输出端分别与一个高频发生器和一个电抗器相联，该高频发生器与电抗器分别联接在所述割炬的两个电极上(当然，所有等离子切割炬均有的引弧电极也应在适当的位置接出)。该割炬的进气口最终与一台空气压缩机联通。也就是说，该切割机是自发电的空气等离子切割机，它的割炬当然就是直流电弧等离子体发生器了。本领域的技术人员应当有这样一个常识，在相同输出功率的发电机中，输出电流是中频交流电的比工频交流电的体积小得多，当然重量也轻许多。原因是发电机在保持大输出功率的情况下，而又要轻型化，只有增加磁极对数，而磁极对数增加后，线圈和铁芯的数量和重量将会成倍地减少；运用这个原理，一台体积小、重量轻、功率大、适合于搬运或移动的等离子切割机就能设计制造出来。除进入整流模块前的中频交流电是由改进后的发电装置提供外，其余所需元器件与现有的等离子切割机相同——当然个别参数的适应性调整是必须且正常的，本领域的技术人员完全不需专利意义的创造性劳动，就能很好地办到。实现第二专利技术目的的方案涉及到上述等离子切割机的应用，即把该等离子切割机的割炬安装在一台用于切割铁轨肥边的行走车上；该行走车包括可在铁轨的轨面上滚动的行走轮和夹在铁轨未变形部分的两侧面并利用该部分铁轨导向的导向轮。换言之，在导向轮的引导下，随着行走车在轨道上移动，该割炬就成为逐渐地切割掉铁轨肥边的专用切割枪了。为了进一步实现自动化，且在增加功能及其设施后，不致使应用本技术的装置体积增加过大、重量增加过多。针对实现第一专利技术目的的方案，还可有如下进一步的改进在该发电机的转子轴上还设置一个工频发电机的转子，该工频发电机转子安装在一个工频发电机的定子中。当然，各台发电机所需的必配元器件是各自独立的。结合所述的进一步改进，实现第二专利技术目的的应用方案同样也有如下的进一步改进，即其中的行走轮是两个，它们分别为一个主动轮和一个从动轮，它们间为链条传动联接；其主动轮与一台变速器联接，该变速器与一台电动机相联，该电动机由所述工频发电机供电。显然，该进一步改进后的等离子切割机的中频发电机部分输出的电流，最终仍是供给割炬；而其工频发电机部分，则为行走车上的电动机和空气压缩机提供电源。显然，该部分工频发电机是小功率的，满足电动机和空气压缩机的功率要求即可。从上述等离子切割机及其应用的各两个方案中，可以首先看到，本技术把由工频电网供电或工频发电机供电的等离子切割机改进成为自发电的、在其整流前是中频交流电的切割机。如在方案中所述，这样做的结果是该等离子切割机的体积和重量大量减小，完全适合于在铁路系统等流动性大的工作场合使用。这样，也就自然克服了在切除铁轨肥边的工作中，现有的等离子切割机因笨重和不能自发电而不适用的缺陷。有了这样的切割机，并把其割炬安装在带有导向轮行走车上，在切割铁轨肥边的工作中，自然它就能始终能切割到、也仅仅能切割到需去除的铁轨肥边，即切割位置准确。在进一步的改进及其应用中，只要根据最佳切割速度来调节变速器，就能使去除肥边后的铁轨割痕整齐、清爽，不需要再去修整和打磨。另外，与某些试验用过的乙炔焰切割相比较，本技术切割的热影响区域极小。由于等离子弧的温度高达30000℃以上，被切肥边的切口不是熔化而是升华为钢的蒸汽，故切割速度极快，瞬切即过。所以，切割后的铁轨立刻就能让火车通行。切割试样的金相检测表明，该热影响区域在完全在许可范围之内。以下结合附图，用具体实施方式对本技术作进一步的说明。附图说明图1——本技术的电路、气路框图图2——本技术的割炬安装在行走车上、行走车在铁轨上的示意图图3——图2的仰视图图4——图2的左视图图5——图4中的坐标调整架的俯视放大图图6——图5的A-A向视图 具体实施方式一种等离子切割机(参考图1)，它包括有割炬3和切割机主机。该切割机主机是由内燃机驱动的中频发电机，其发电机转子的磁极对数为6～12对(本具体实施方式采用12对)，对应的发电机定子槽为36～72槽(本具体实施方式采用72槽)。该中频发电机的输出端与一个整流模块的输入端相联，该整流模块的输出端分别与一个高频发生器和一个电抗器相联，该高频发生器与电抗器分别联接在所述割炬3的两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子切割机，它包括有割炬（３）和切割机主机，其特征在于，所述切割机主机是由内燃机驱动的中频发电机，其发电机转子的磁极对数为６～１２对，对应的发电机定子槽为３６～７２槽；该中频发电机的输出端与一个整流模块的输入端相联，该整流模块的输出端分别与一个高频发生器和一个电抗器相联，该高频发生器与电抗器分别联接在所述割炬（３）的两个电极上；该割炬（３）的进气口最终与一台空气压缩机联通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周大凱，
申请(专利权)人：周大凱，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]