轨道车辆车轮的修复设备、方法及采用的铁基合金粉末的制作方法_2

文档序号:9919988阅读:来源:国知局
并将获得的三维信息输送至计算机,所述计算机将该三维信息与参考轮子模型比对,并处理生成修复运动参数;
[0024]所述PLC控制单元根据该修复运动参数控制第一电机带动车轮旋转和控制机器人带动激光头对车轮进行修复,通过所述激光器为激光头提供能源,通过所述送粉单元提供所述铁基合金粉末;
[0025]通过三维扫描仪对经激光修复后的该车轮进行扫描,并将获得的三维信息输送至计算机,所述计算机将该三维信息与参考轮子模型比对,并处理生成切削运动参数;
[0026]所述PLC控制单元根据该切削运动参数控制第一电机带动车轮旋转和控制切削加工模块对车轮切削,以切削成与参考轮子模型相同的车轮。
[0027]进一步地,所述支撑模块包括支撑单元、工作台和导轨,所述车轮为具有轴和两个轮子的轮对结构,所述轴架设在支撑单元上且轮子悬设在工作台上方,所述支撑单元固定在工作台上,所述工作台与导轨滑动连接,所述修复设备还包括第二电机,所述PLC控制单元和第二电机连接,先完成对一个轮子的切削,再通过所述第二电机驱动工作台在导轨上滑动以对另一个轮子进行激光修复和切削,在对车轮切削后,所述修复方法还包括:对完成修复的车轮进行金相分析和硬度测试。
[0028]本发明提供了一种轨道车辆车轮的修复设备、方法及采用的铁基合金粉末,该粉末与CL60基材有良好的匹配性,熔覆层润湿性好,无气孔和裂纹产生,熔覆层耐磨性好。其修复后的车轮完全满足TB/T 2078-1996标准技术中的金相组织和无损检测要求,具有良好的耐磨性,且在使用过程中不易产生疲劳裂纹,能够延长车轮使用寿命,能减少车轮的更换频率。
【附图说明】
[0029]图1为本发明实施例提供的轨道车辆车轮的修复设备的结构示意图;
[0030]图2示意出了本发明实施例提供的支撑模块的结构示意图;
[0031 ]图3为本发明实施例提供的经金相分析获得的基体组织的示意图;
[0032]图4为本发明实施例提供的经金相分析获得的过渡区组织的示意图;
[0033]图5为本发明实施例提供的经金相分析获得的熔覆层组织的示意图;
[0034]图6为本发明实施例提供的显微硬度测试的结果示意图。
[0035]图中,1、计算机;2、光纤激光器;3、PLC控制单元;4、送粉单元;5、机器人;6、激光头;7、三维扫描仪;8、机械手臂;9、第一电机;10、第二电机;11、支撑架;12、工作台;13、导轨;14、车轮;15、惰性气体输送单元;16、氧气输送单元。
【具体实施方式】
[0036]下面将结合示意图对本发明的【具体实施方式】进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0037]CL60车轮激光修复的粉末选择除了考虑粉末自身特性外,还要考虑粉末与车轮基体材料的热膨胀系数、熔点等物理参数的匹配性。
[0038]本发明提供了一种铁基合金粉末,用于修复轨道车辆车轮,所述车轮为CL60车轮,所述铁基合金粉末由如下按重量百分比分配的修复材料组成:铁:75?85,络:10?20,娃:O?2,镍:0.5?5,磷:0?0.05,硫:0?0.05,碳:0?0.6。该粉末优点在于:与基材有良好的匹配性,熔覆层润湿性好,无气孔和裂纹产生,熔覆层耐磨性好。
[0039]其中,铁的质量百分比可为75、76、77、78、79、80、81、82、83、84或85,铬的质量百分比可为10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20,硅的质量百分比可为0、0.5、1、1.5或2,镍的质量百分比可为0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5,磷的质量百分比可为0、0.01、0.02、
0.03、0.04或0.05,硫的质量百分比可为0、0.01、0.02、0.03、0.04或0.05,碳的质量百分比为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5或0.6。例如,所述铁基合金粉末由如下按重量百分比分配的修复材料组成:铁:80,铬:18,硅:I,镍:0.55,磷:0.02,硫:0.03,碳:0.4,但本发明并不以此为限。
[0040]如图1?2所示,本发明还提供了一种轨道车辆车轮的修复设备,采用所述的铁基合金粉末修复车轮,且包括:
[0041]支撑模块和第一电机9,分别用于支撑车轮14和用于驱动车轮14旋转;
[0042]激光修复模块,包括机器人5、激光头6、激光器2和送粉单元4,所述激光头6分别与激光器2、送粉单元4和机器人5连接;
[0043]切削加工模块,包括机械手臂8、夹持刀架(图未标注)和刀具(图未标注),所述刀具通过夹持刀架固定在机械手臂8上,刀具用于切削待加工的轨道车辆车轮;
[0044]PLC控制单元3、三维扫描仪7和计算机I,所述PLC控制单元3分别与所述计算机1、激光器2、送粉单元4、机器人5、机械手臂8和第一电机9连接,所述三维扫描仪7与计算机I连接;
[0045]其中,所述计算机I通过三维扫描仪7获取所述车轮14的待修复区域的信息,并与参考轮子模型比对且处理生成修复运动参数,所述PLC控制单元3根据该修复运动参数控制第一电机9带动车轮14旋转和控制机器人5带动激光头6对车轮14进行修复,通过所述激光器2为激光头6提供能源,通过所述送粉单元4提供所述铁基合金粉末,所述计算机I还通过三维扫描仪7获取经激光修复后该车轮14的信息,并与参考轮子模型比对且处理生成切削运动参数,所述PLC控制单元3根据该切削运动参数控制第一电机9带动车轮14旋转和控制切削加工模块对车轮14切削,以切削成与参考轮子模型相同的车轮。
[0046]在本实施例中,请参考图2,所述支撑模块包括支撑单元、工作台12和导轨13,所述车轮14为具有轴和两个轮子的轮对结构,所述轴架设在支撑单元上且轮子悬设在工作台12上方,所述支撑单元固定在工作台12上,所述工作台12与导轨13滑动连接,所述修复设备还包括第二电机10,所述PLC控制单元3和第二电机10连接,通过所述第二电机10驱动工作台12在导轨13上滑动对轮对结构中的两个轮子完成修复操作(包括激光修复操作和切削操作)。
[0047]在本实施例中,所述支撑单元包括支撑架11、辅助轴箱(未图示)和辅助轴承(未图示),所述支撑架11与辅助轴箱可拆卸连接,所述辅助轴承与辅助轴箱可拆卸连接。其优点是:可装载已拆卸轴承的轮对,或未拆卸轴箱的轮对,并且对不同型号的轮对具有很好的通用性。进一步地,所述支撑架为V型支撑架或U型支撑架,所述激光器为光纤激光器或半导体激光器,所述轮对14的轴头架设在所述支撑单元上,通过所述第一电机9驱动所述轴位于两个轮子之间的部分使得轮对旋转,所述机器人5为六轴机器人。
[0048]在本实施例中,
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