一种钢轨专用正火机床的制作方法

本发明属于铁路用机电一体化领域，涉及一种钢轨专用正火机床；更具体地涉及一种高度集成的钢轨专用正火机床，特别是钢轨专用正火机床作业过程中无需人员辅助，实现无人值守作业。

背景技术：

钢轨专用正火机床作业的目的是将钢轨焊缝处的力学性能拥有接近母材的力学性能。现有的钢轨专用正火机床各功能模块布局分散，没有全部集成到行走平板上，这种形式的功能布局导致谐振槽路较长，机床占地面积大、作业过程中机床自身损耗较大，不利于节能。现有的钢轨专用正火机床采用普通的三相异步电机进行驱动，行走平板的动态响应性能较差，不利于钢轨专用正火机床对钢轨焊缝的定位。操作人员需要反复定位，浪费作业时间，有时还会出现对位偏差，对热处理作业造成不利的质量影响。现有的钢轨专用正火机床需要人工辅助作业前的准备工作，而且无法判断上下工位不规范的操作，在作业过程中也需要时刻观察机床的运行状况和钢轨的相对状态，操作人员的作业环境差且工作强度较大。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种钢轨专用正火机床，包括行走平板、正火系统、控制柜、远程操作系统和电源供给系统；所述正火系统包括感应线圈、焊缝定位装置、线圈对中装置和喷风装置；所述远程操作系统包括工业电脑和监控系统；所述电源供给系统包括中频电源、电容、变压器；所述正火系统、电源供给系统、控制柜集成于行走平板上，可以随着行走平板在钢轨上移动；所述远程操作系统设置于作业地点附近，实现所述正火机床的远程控制。

优选地，所述正火系统、电源供给系统和控制柜通过防震加固底座固定在行走平板上。

优选地，所述中频电源、电容、变压器和感应线圈依次连接，形成谐振回路，用于提供钢轨正火所需的热量。

进一步优选地，所述行走平板采用齿轮传动，伺服系统控制。

优选地，所述中频电源为双中频电源。

优选地，所述感应线圈闭合时是钢轨仿形的线圈，上面设置有温度传感器，用于钢轨焊缝温度的检测和控制。

进一步优选地，所述焊缝定位装置可采用人工定位或焊缝自动定位装置定位，优选焊缝自动定位装置定位。

优选地，所述喷风系统采用高压气源供给气体。

进一步优选地，所述钢轨专用正火机床的控制线路全部接入控制柜。

本发明的有益效果是：设备采用模块化设计，将所有作业装置集成到行走平板上，设备结构更加合理，满足现场的作业要求；采用齿轮驱动，伺服系统驱动，正火机床移动过程更加平稳，钢轨正火位置更容易定位；采用焊缝自动定位系统确定焊缝位置，避免人工焊缝定位产生的误差，精确性更高，提高工作效率，而且可以节省人力成本；采用远程操作系统控制，设备作业过程无需人工参与，操作简单，安全性能好。

附图说明

图1是根据本发明的一种钢轨专用正火机床的结构示意图。

图中：1-行走平板；2-感应线圈；3-伺服系统；4-电源供给系统；5-控制柜；6-焊缝定位装置；7-线圈对中装置、8-温度传感器；9-喷风装置；10-远程操作系统；11-齿轮。

具体实施方式

下面将结合具体实施例和附图说明本发明提供的催化剂评价装置，但并不因此而限制本发明的范围。

本发明的一种钢轨专用正火机床，包括行走平板1、正火系统、控制柜5、远程操作系统10和电源供给系统4；所述正火系统包括感应线圈2、焊缝定位装置6、线圈对中装置7和喷风装置9；所述远程操作系统10包括工业电脑和监控系统；所述电源供给系统4包括中频电源、电容、变压器；所述正火系统、电源供给系统4、控制柜5集成于行走平板1上，可以随着行走平板1在钢轨上移动；所述远程操作系统10设置于作业地点附近，实现所述机床的远程控制。

正火系统、电源供给系统4和控制柜5通过防震加固底座固定在行走平板上1，以便将不同组成部分固定在行走平板1合适的位置，避免在作业过程中位置的移动，使机床的结构更加合理。

中频电源、电容、变压器和感应线圈2依次连接，形成谐振回路，用于提供钢轨正火所需的热量。

在本实施例中，中频电源为双中频电源。钢轨焊缝加热时，轨脚的比表面积相比轨顶更大，散热速度更快，因此在正火加热到相同的温度时需要获得的热量更多。单频电源的功率为1000hz，虽然能满足轨顶正火所需的热量，但是并不能满足轨脚正火所需的热量，采用单频电源加热会导致轨脚温度偏低；而双频电源的功率是2000hz，很好的克服了轨脚温度偏低的问题。

行走平板1采用齿轮11传动，伺服系统3控制，使行走平板1移动更加平稳。

感应线圈2闭合时是钢轨仿形的线圈，上面设置有温度传感器8，用于钢轨焊缝温度的检测和控制。在具体应用中，感应线圈2是钢轨仿形的线圈，线圈2上每个点到垂直于钢轨的点的距离是相等的，以便更均匀的加热钢轨；而且感应线圈2是可以开合的，开始作业之前，感应线圈2自动打开，固定在钢轨需要正火的位置，然后闭合开始正火。温度传感器8设置于感应线圈2的上方，用于实时检测钢轨的温度，使钢轨的温度在合适的范围内。

线圈对中装置7用于测量闭合后的对称感应线圈2上两个对称的点垂直于钢轨的距离，然后将所测数据反馈到plc，plc判断对称两侧的距离是否一致，如果不一致，线圈2的位置会自动微调，直至所测距离一致为止，从而保证钢轨两侧加热的一致性。

焊缝定位装置6可采用人工定位或焊缝自动定位装置定位，优选焊缝自动定位装置定位。无论是人工定位或焊缝自动定位装置都可以完成焊缝的定位过程，现有的设备都是通过人为判断焊缝的位置，容易造成选择的位置误差偏大，而且工作效率偏低。在本实施例中，采用自动焊缝定位装置定位，在设备移动的过程中，通过自动焊缝定位装置来检测距离钢轨的距离，根据焊缝处测得的距离与钢轨测得距离的差别来自动识别钢轨焊缝的位置，检测速度快，精确度高。

喷风系统9采用高压气源供给气体。正火完成后，及时在正火钢轨表面通入高压气源，可选择空气、氮气等气体，对其进行降温，并可以通过控制高压气源的流量来控制降温的速度，以确保钢轨焊缝处材料的结构和组成。

钢轨专用正火机床的控制线路全部接入控制柜5。所述控制柜内集成了机床所有的控制元件，包括控制plc等。

远程操作系统10包括工业电脑和监控系统，通过电缆连接到控制柜5，用于实现人机交互，对正火机床进行远程控制。

本实施例的钢轨专用正火机床的工作过程为：固定两个待焊接的钢轨，行走平板1缓慢移动，在移动的过程中，焊缝定位装置6检测焊缝的位置，检测到焊缝的位置后，感应线圈2自动就位，然后线圈对中装置7自动校准调整感应线圈2的位置，直至对称的感应线圈2两侧到钢轨的距离一致，感应线圈2获得电源供给系统4提供的能量，开始对钢轨焊缝处加热，温度传感器8实时检测钢轨温度；正火完成以后，喷风装置9自动启动，通过高压气源对钢轨正火部位逐渐降温，直至整个工艺完成。

技术特征：

技术总结
本发明属于铁路用机电一体化领域，具体涉及一种钢轨专用正火机床，包括行走平板、正火系统、控制柜、远程操作系统和电源供给系统；所述正火系统包括感应线圈、焊缝定位装置、线圈对中装置和喷风装置；所述远程操作系统包括工业电脑和监控系统；所述电源供给系统包括中频电源、电容、变压器；所述正火系统、电源供给系统、控制柜集成于行走平板上，可以随着行走平板在钢轨上移动；所述远程操作系统设置于作业地点附近，实现对正火机床的远程控制。本发明的钢轨专用正火机床作业过程中无需操作人员辅助，实现了无人值守作业，既避免了作业中的人为误差又节约了人工成本。

技术研发人员：王建军;梁景卫;娄亚峰;郑小满;胡运兴;于海波
受保护的技术使用者：北京弘燕高新技术有限公司
技术研发日：2019.04.30
技术公布日：2019.07.02