[發(fā)明專利]一種鋼軌表面在線式等離子硬化裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610563769.3
• 申請日: 2016-07-18
• 公開（公告）號: CN106087620B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余德平;向勇;劉洋;曹修全;姚進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: E01B31/18
• 分類號: E01B31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種等離子硬化裝置，尤其涉及一種適用于鐵路、地鐵和輕軌等軌道運(yùn)輸用鋼軌表面在線式等離子硬化裝置。

背景技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，鐵路運(yùn)輸行業(yè)得到了飛速發(fā)展。鐵路運(yùn)輸作為我國運(yùn)輸行業(yè)的重要組成部分，一直承擔(dān)著重要的運(yùn)輸職能，有效促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，方便社會大眾的生活出行。

隨著列車速度和運(yùn)量的增加，鋼軌傷損情況大大加劇。鋼軌的傷損主要包括銹蝕、磨耗和折斷等，其中以鋼軌磨耗最為嚴(yán)重。為了提高鋼軌的使用壽命，提高鋼軌的硬度，增加其耐磨性成了有效手段之一。目前，主要是通過激光表面強(qiáng)化技術(shù)對鋼軌表面進(jìn)行熱處理。由于激光表面強(qiáng)化技術(shù)的高加熱速度、高冷卻速度、硬化層深度有限和硬化層呈現(xiàn)應(yīng)力狀態(tài)等特點(diǎn)，鋼軌表面形成硬度高、韌性好的隱針馬氏體組織，使得鋼軌表面耐磨性顯著提高。然而，激光成本高、一次性投資大，功率也較小，并不適合大批量生產(chǎn)。

為了克服激光相關(guān)缺陷，等離子體強(qiáng)化技術(shù)作為一種新興技術(shù)得到了發(fā)展。等離子技術(shù)將普通氣體電離以產(chǎn)生等離子體，使等離子體攜帶能量并傳輸給工件，和激光相比，等離子體技術(shù)具有加工應(yīng)用便攜、設(shè)備成本低、安裝性高和功率大等優(yōu)點(diǎn)。目前，國內(nèi)還沒有采用等離子體技術(shù)對鋼軌進(jìn)行熱處理的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鋼軌表面在線式等離子硬化裝置，該裝置能夠?qū)︿撥壾夘^表面進(jìn)行硬化處理，具有體積小、重量輕和操作簡單的特點(diǎn)。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

本發(fā)明提供的一種鋼軌表面在現(xiàn)實(shí)在線式等離子硬化裝置由導(dǎo)軌組件、移動組件、驅(qū)動組件和等離子槍組成：

1）所述導(dǎo)軌組件由外導(dǎo)軌、內(nèi)導(dǎo)軌和固定板組成；外導(dǎo)軌與內(nèi)導(dǎo)軌之間相對位置固定，內(nèi)外導(dǎo)軌通過固定板固定在鋼軌上；

2）所述移動組件由滾子和連接桿組成；兩滾子分別與外導(dǎo)軌的外表面和內(nèi)導(dǎo)軌的內(nèi)表面接觸，兩滾子固定在連接桿上；

3）所述驅(qū)動組件由大齒輪、小齒輪和銷軸組成；大齒輪與導(dǎo)軌組件之間相對位置固定，小齒輪與大齒輪嚙合，銷軸與小齒輪固連并穿插在連接桿的滑槽中；

4）所述等離子槍安裝在連接桿上。

上述方案中，外導(dǎo)軌與內(nèi)導(dǎo)軌是由鋼軌軌頭截面外輪廓等距偏移形成，兩導(dǎo)軌間的距離處處相等。

上述方案中，大齒輪位于外導(dǎo)軌和內(nèi)導(dǎo)軌之間，且大齒輪為標(biāo)準(zhǔn)的圓柱形齒輪。

上述方案中，等離子槍的軸線方向與連接桿方向一致。

本發(fā)明所述的鋼軌表面在線等離子硬化裝置實(shí)現(xiàn)表面硬化的原理：以鋼軌軌頭截面外輪廓等距偏移形成內(nèi)外導(dǎo)軌，使得內(nèi)外導(dǎo)軌之間的距離保持不變。連接桿通過滾子安裝在內(nèi)外導(dǎo)軌上，當(dāng)小齒輪沿著大齒輪移動時(shí)，安裝在小齒輪上的銷軸會撥動連接桿移動。連接桿在內(nèi)外軌上移動的過程中，由于內(nèi)外導(dǎo)軌的幾何約束作用，其方向始終指向鋼軌軌頭表面的法向，且與鋼軌軌頭表面的距離處處相等（等離子槍噴出的火焰溫度存在梯度變化，為了保證表面硬化的質(zhì)量，需保持等離子槍軸向方向與鋼軌軌頭表面垂直且等離子槍與鋼軌軌頭表面之間的距離保持一定）。等離子槍安裝在連接桿上，隨連接桿的移動而移動，通過噴出的等離子火焰完成對鋼軌表面的硬化處理。

上述方案中，所述發(fā)明具有以下有益效果（優(yōu)點(diǎn)）：1、鋼軌軌頭截面外輪廓等距偏移形成的內(nèi)外導(dǎo)軌通過幾何約束作用限制連接桿的方向始終處于鋼軌表面法向，且離鋼軌表面的距離處處相等，使得實(shí)現(xiàn)對鋼軌垂直等距加工方式簡化；2、驅(qū)動部件主要是通過標(biāo)準(zhǔn)的圓柱齒輪傳動實(shí)現(xiàn)，使得驅(qū)動部分加工工藝性良好。

附圖說明

圖1是鋼軌表面在線式等離子硬化裝置的剖視圖。

圖2是鋼軌表面在線式等離子硬化裝置的主視圖。

圖3是鋼軌表面在線式等離子硬化裝置的三維圖。

圖4是鋼軌表面在線式等離子硬化裝置的原理圖。

圖5是鋼軌表面在線式等離子硬化裝置的等離子槍加工過程圖。

1-外導(dǎo)軌，2-內(nèi)導(dǎo)軌，3-固定板，4-鋼軌，5-滾子，6-連接板，7-連接軸，8-內(nèi)圓軌，9-外圓軌，10-滾子，11-連接軸，12-連板，13-小齒輪，14-電機(jī)，15-小軸承，16-等離子槍，17-等離子火焰。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)形式。本實(shí)施例中，鋼軌表面在線式等離子硬化裝置由導(dǎo)軌組件、移動組件、驅(qū)動組件和等離子槍組成：