一種鋼軌表面在線式等離子硬化裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種鋼軌表面在線式等離子硬化裝置，該裝置由導軌組件、移動組件、驅動組件和等離子槍組成：所述導軌組件由外導軌、內導軌和固定板組成，外導軌與內導軌之間相對位置固定，內外導軌通過固定板固定在鋼軌上；所述移動組件由滾子和連接桿組成,兩滾子分別與外導軌的外表面和內導軌的內表面接觸，兩滾子通過連接桿連接起來；所述驅動組件由大齒輪、小齒輪和銷軸組成，大齒輪與導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；所述等離子槍安裝在連接桿上。本發明可實現對鋼軌表面垂直等距加工，具有結構簡單、加工過程可靠的優點。
【專利說明】
一種鋼軌表面在線式等離子硬化裝置
技術領域
[0001]本發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輸用鋼軌表面在線式等離子硬化裝置。
【背景技術】
[0002]隨著社會經濟與科學技術的不斷發展與進步，鐵路運輸行業得到了飛速發展。鐵路運輸作為我國運輸行業的重要組成部分，一直承擔著重要的運輸職能，有效促進了國民經濟穩定持續發展，方便社會大眾的生活出行。
[0003]隨著列車速度和運量的增加，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化技術對鋼軌表面進行熱處理。由于激光表面強化技術的高加熱速度、高冷卻速度、硬化層深度有限和硬化層呈現應力狀態等特點，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。
[0004]為了克服激光相關缺陷，等離子體強化技術作為一種新興技術得到了發展。等離子技術將普通氣體電離以產生等離子體，使等離子體攜帶能量并傳輸給工件，和激光相比，等離子體技術具有加工應用便攜、設備成本低、安裝性高和功率大等優點。目前，國內還沒有采用等離子體技術對鋼軌進行熱處理的裝置。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種鋼軌表面在線式等離子硬化裝置，該裝置能夠對鋼軌軌頭表面進行硬化處理，具有體積小、重量輕和操作簡單的特點。
[0006]本發明采用以下技術方案。
[0007]本發明提供的一種鋼軌表面在現實在線式等離子硬化裝置由導軌組件、移動組件、驅動組件和等離子槍組成:
1)所述導軌組件由外導軌、內導軌和固定板組成;外導軌與內導軌之間相對位置固定，內外導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;兩滾子分別與外導軌的外表面和內導軌的內表面接觸，兩滾子固定在連接桿上；
3)所述驅動組件由大齒輪、小齒輪和銷軸組成;大齒輪與導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。
[0008]上述方案中，外導軌與內導軌是由鋼軌軌頭截面外輪廓等距偏移形成，兩導軌間的距離處處相等。
[0009]上述方案中，大齒輪位于外導軌和內導軌之間，且大齒輪為標準的圓柱形齒輪。
[0010]上述方案中，等離子槍的軸線方向與連接桿方向一致。
[0011]本發明所述的鋼軌表面在線等離子硬化裝置實現表面硬化的原理:以鋼軌軌頭截面外輪廓等距偏移形成內外導軌，使得內外導軌之間的距離保持不變。連接桿通過滾子安裝在內外導軌上，當小齒輪沿著大齒輪移動時，安裝在小齒輪上的銷軸會撥動連接桿移動。連接桿在內外軌上移動的過程中，由于內外導軌的幾何約束作用，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。
[0012]上述方案中，所述發明具有以下有益效果(優點):1、鋼軌軌頭截面外輪廓等距偏移形成的內外導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，使得實現對鋼軌垂直等距加工方式簡化；2、驅動部件主要是通過標準的圓柱齒輪傳動實現，使得驅動部分加工工藝性良好。
【附圖說明】
[0013]圖1是鋼軌表面在線式等離子硬化裝置的剖視圖。
[0014]圖2是鋼軌表面在線式等離子硬化裝置的主視圖。
[0015]圖3是鋼軌表面在線式等離子硬化裝置的三維圖。
[0016]圖4是鋼軌表面在線式等離子硬化裝置的原理圖。
[0017]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。
[0018]1-外導軌，2-內導軌，3-固定板，4-鋼軌，5-滾子，6_連接板，7_連接軸，8_內圓軌，9-外圓軌，10-滾子，11-連接軸，12-連板，13-小齒輪，14-電機，15-小軸承，16-等離子槍，17-等離子火焰。
【具體實施方式】
[0019]結合附圖，對本發明做進一步詳細說明。
[0020]如圖1所示，本發明提供了一種實施例的結構形式。本實施例中，鋼軌表面在線式等離子硬化裝置由導軌組件、移動組件、驅動組件和等離子槍組成:
所述導軌組件由外導軌(I)、內導軌(2)和固定板(3)組成;外導軌(I)與內導軌(2)之間相對位置固定，內外導軌通過固定板(3)固定在鋼軌(4)上；
所述移動組件由滾子(5 )、連接板(6)和連接軸(7)組成;兩滾子(5)分別與外導軌(I)的外表面和內導軌(2)的內表面接觸，兩滾子(5)通過連接軸(7)固定在連接板(6)上；
所述驅動組件由內圓軌(8)、外圓軌(9)、滾子(10)、連接軸(11)、連板(12)、小齒輪
(13)、電機(14)和小軸承(15)組成；內圓軌(8)和外圓軌(9)分別與內導軌(2)和外導軌(I)固連，兩滾子(10)—方面分別與內圓軌(8)的內表面和外圓軌(9)的外表面接觸，另一方面通過連接軸(11)固定在連板(12)上，電機(14)固定在連板(12)上，小齒輪(13)固定在電機
(14)軸上并與內圓軌(8)外圓周上的輪齒嚙合，小軸承(15)—方面固定在小齒輪(13)上，另一方面穿插在連接板(6)的滑槽中，
所述等離子槍(16)安裝在連接板(6)上。
[0021]上述方案中，外導軌(I)與內導軌(2)是由鋼軌(4)軌頭截面外輪廓等距偏移形成，兩導軌間的距離處處相等。
[0022]上述方案中，內圓軌(8)夕卜圓周輪齒位于外導軌(I)和內導軌(2)之間，內圓軌(8)為標準的圓柱形齒輪。
[0023]上述方案中，等離子槍(16)的軸線方向與連接桿(6)方向一致。
[0024]本發明的工作原理及工作過程如圖4、5所示。由于等離子槍(16)噴出的火焰(17)溫度存在梯度變化，為了保證表面硬化的質量，需保持等離子槍(16)的軸向方向與鋼軌(4)軌頭表面垂直且等離子槍(16)與鋼軌(4)軌頭表面之間的距離保持一定。為了滿足以上要求，具體的方案設計原理為:以鋼軌(4)軌頭截面外輪廓等距偏移形成內導軌(2)和外導軌(1)，使得內導軌(2)和外導軌(I)之間的距離保持不變。連接板(6)通過滾子(5)安裝在內導軌(2)和外導軌(I)上，當電機(14)驅動小齒輪(13)沿著內圓軌(8)移動時，安裝在小齒輪
(13)上的小軸承(15)會撥動連接板(6)移動。連接板(6)在內導軌(2)和外導軌(I)上移動的過程中，由于內導軌(2)和外導軌(I)的幾何約束作用，其方向始終指向鋼軌(4)軌頭表面的法向，且與鋼軌(4)軌頭表面的距離處處相等。而等離子槍(16)安裝在連接板(6)上，隨連接板(6)的移動而移動，通過噴出的等離子火焰(17)完成對鋼軌(4)軌頭表面的硬化處理。
【主權項】
1.一種鋼軌表面在線式等離子硬化裝置，其特征在于:其由導軌組件、移動組件、驅動組件和等離子槍組成； 所述導軌組件由外導軌、內導軌和固定板組成，外導軌與內導軌之間相對位置固定，內外導軌通過固定板固定在鋼軌上； 所述移動組件由滾子和連接桿組成，兩滾子分別與外導軌的外表面和內導軌的內表面接觸，兩滾子通過連接桿連接起來； 所述驅動組件由大齒輪、小齒輪和銷軸組成，大齒輪與導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； 所述等離子槍安裝在連接桿上。2.根據權利要求1所述的鋼軌表面在線式等離子硬化裝置，其特征在于:外導軌與內導軌是由鋼軌軌頭截面外輪廓等距偏移形成，兩導軌間的距離處處相等。3.根據權利要求1所述的鋼軌表面在線式等離子硬化裝置，其特征在于:大齒輪位于外導軌和內導軌之間，且大齒輪為標準的圓柱形齒輪。4.根據權利要求1所述的鋼軌表面在線式等離子硬化裝置，其特征在于:等離子槍的軸線方向與連接桿方向一致。
【文檔編號】E01B31/18GK106087620SQ201610563769
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月18日
【發明人】劉洋, 余德平, 向勇, 曹休全, 姚進
【申請人】四川大學