專利名稱：鋼軌焊接接頭的熱處理裝置及其加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鋼軌焊接接頭的熱處理裝置及其加熱器，其中本發(fā)明的熱處 理裝置及其加熱器無需水冷結(jié)構(gòu)。 因此，提供一種用在鋼軌焊接接頭熱處理裝置中的加熱器。該鋼軌包括軌頭、軌腰 和軌底。加熱器包括多個火孔。該加熱器圍繞該焊接接頭且配置成使用燃氣通過該多個火 孔對該焊接接頭進行熱處理。其中，該加熱器由具有不小于350W/(m，k)的導(dǎo)熱系數(shù)的金 屬制成，且該加熱器具有不小于240000mm2的散熱表面積。 通常，加熱器在工作時，火孔內(nèi)的溫度不能高于燃氣的燃點。 一旦溫度高于燃氣的 燃點，很可能導(dǎo)致燃氣在加熱器內(nèi)部(火孔內(nèi))燃燒，即引起回火和爆鳴。為控制加熱器溫 度上升，現(xiàn)有的加熱器均采用水冷結(jié)構(gòu)。發(fā)明人認識到，為了提供無水冷結(jié)構(gòu)的加熱器而且 該加熱器在工作時其內(nèi)部(火孔內(nèi))的溫度不引起燃氣的回火和爆鳴，需要改進加熱器的 散熱，具體地說，改進加熱器的導(dǎo)熱系數(shù)和散熱表面積。 本發(fā)明的加熱器與現(xiàn)有技術(shù)相比顯著地改進了加熱器的導(dǎo)熱性能，其中現(xiàn)有技術(shù) 的加熱器常采用普通黃銅制成，并且現(xiàn)有的加熱器的制造材料所具有的導(dǎo)熱系數(shù)通常只有 150W/(m*k)左右。本發(fā)明的加熱器總體上采用導(dǎo)熱系數(shù)不小于350W/(m，k)的金屬制成。 優(yōu)選為導(dǎo)熱系數(shù)不小于350W/(m'k)的同合金制成。根據(jù)本發(fā)明的加熱器與現(xiàn)有技術(shù)的加 熱器相比，顯著地增大了加熱器的制造材料的導(dǎo)熱系數(shù)。 此外，根據(jù)本發(fā)明的加熱器具有不小于240000mm2的散熱表面積。在本文中，加熱 器的散熱表面積是指除設(shè)置火孔的部位外的加熱器其余表面積。典型的現(xiàn)有加熱器的散熱 表面積不超過70000mm2。與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明的加熱器顯著地增大了加熱器的散 熱表面積。 正是由于根據(jù)本發(fā)明在加熱器的制造材料以及散熱表面積上做出的改進，從而本 發(fā)明提供了一種無需水冷卻機構(gòu)的加熱器，顯著地降低了鋼軌焊接接頭的熱處理裝置及其 加熱器的重量。根據(jù)實驗，在本發(fā)明的加熱器使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的燃氣(乙炔)對鋼 軌焊接接頭進行熱處理的過程中測得的加熱器的溫度始終未超過26(TC，大大低于該燃氣 的燃點，因此不會引起加熱器的回火和爆鳴。而在對照實驗中，發(fā)明人采用現(xiàn)有的鋼軌焊接 接頭熱處理裝置(氣壓焊機)在拆除其加熱器的水冷結(jié)構(gòu)的情況下對鋼軌的焊接接頭進行 熱處理，僅在很短暫的數(shù)十秒的時間內(nèi)即發(fā)生了回火，無法完成對鋼軌焊接接頭的熱處理。
根據(jù)本發(fā)明的進一步特征，為了減小燃氣回流的可能性從而減小回火的可能性， 所述多個火孔具有大于5mm的深度。此外，為了能夠提供合適的燃燒溫度而同時又避免加 熱器過熱，所述多個火孔優(yōu)選具有范圍在0. 5至2. Omm的直徑。 優(yōu)選地，多個火孔包括10-18個布置成對著軌頭的火孔、20-30個布置成對著軌腰 的火孔和10-20個布置成對著軌底的火 L。這樣的火孔配置有利于鋼軌焊接接頭熱處理時 受熱均勻以及利于加熱器的散熱。 此外，由于現(xiàn)有的加熱器為了用于加熱溫度較高(例如125(TC以上)的焊接，燃氣不得不采用熱值較高的乙炔，從而也得承受乙炔所具有的缺點燃點低(306°C )、性質(zhì)不穩(wěn) 定和容易回火和爆鳴。根據(jù)本發(fā)明的加熱器由于僅用于焊接接頭熱處理，因此加熱溫度可 以較低(100(TC以下)，所述燃氣可以選用熱值比乙炔低但足以提供想要的加熱溫度且同 時具有較高燃點(例如燃點不小于40(TC)的燃燒材料。具體地，所述燃氣包括液化石油氣 或丙烷?；蛘?，所述燃氣包括液化石油氣和丙烷。此外，所述燃氣可以包括天然氣。在本文 中所提及的燃氣是指在加熱器的工作溫度和壓力環(huán)境下，呈現(xiàn)為氣體形態(tài)并且可燃燒以為 鋼軌焊接接頭提供熱量的物質(zhì)，而未排除符合上述要求但在特定環(huán)境下呈現(xiàn)其它形態(tài)的物 質(zhì)。特別地，根據(jù)本發(fā)明的燃氣不排除液化石油氣。 根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，加熱器具有圍繞所述鋼軌的外輪廓面，所述多個火孔 布置在該內(nèi)輪廓面上。且該內(nèi)輪廓面與該鋼軌的表面之間的間距的范圍可以為大于25mm 且小于或等于50mm ;優(yōu)選大于等于28mm且小于等于35mm?，F(xiàn)有的加熱器為了用于加熱溫 度較高的氣壓焊，其內(nèi)輪廓面與鋼軌表面的間距相對較小，因此可放入鋼軌焊接接頭的凸 起余量方面會受到很大限制。與之相比，由于本發(fā)明的加熱器僅用于焊后的焊接接頭熱處 理，所以所需的加熱溫度相對較低，因此加熱器的內(nèi)輪廓面與鋼軌表面的間距可以相對較 大，從而可以適用于多種類型接頭，尤其可適用于鋁熱焊的焊接接頭。 本發(fā)明還提供一種用于鋼軌焊接接頭的熱處理裝置，其包括相對于所述鋼軌固定 設(shè)置的支撐結(jié)構(gòu)、根據(jù)本發(fā)明的加熱器和具有第一端和第二端的滑動機構(gòu)。該滑動機構(gòu)配 置成被該支撐結(jié)構(gòu)支撐且可在鋼軌延伸方向上滑動。且該加熱器安裝在該滑動機構(gòu)上。
根據(jù)本發(fā)明的熱處理裝置由于具有根據(jù)本發(fā)明的不帶水冷結(jié)構(gòu)的加熱器而具有 減小的重量。由于本發(fā)明的熱處理裝置是專用于焊接接頭熱處理，故不帶焊接設(shè)備從而具 有進一步減小的重量。 優(yōu)選地，該熱處理裝置還包括對中機構(gòu)。該對中機構(gòu)包括可在橫向于鋼軌方向上 作動于所述第二端的水平調(diào)節(jié)機構(gòu)和可在垂向上作動于該第二端的豎直調(diào)節(jié)機構(gòu)，且其中 所述加熱器安裝在所述第一端上。根據(jù)本發(fā)明的對中機構(gòu)可以通過調(diào)節(jié)兩個參量(橫向 和數(shù)值)實現(xiàn)加熱器的對中。且根據(jù)本發(fā)明的對中機構(gòu)，可以使得加熱器的對中精度達到 士lmm，滿足了加熱器進行熱處理的對中精度要求。 根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述加熱器包括對開式的兩個部件。且所述滑動 機構(gòu)包括將該兩個部件分別支持在滑動機構(gòu)上的支持件和保持該兩個部件彼此不可相對 運動的保持件。在該實施例中，熱處理裝置可以很容易地應(yīng)用在鋼軌鋪設(shè)現(xiàn)場，并且加熱器 的裝配簡單方便。 為了實現(xiàn)自動擺火，根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施例，根據(jù)本發(fā)明的熱處理裝置包括 使所述滑動機構(gòu)滑動的致動器和控制所述致動器的控制器。


以下，結(jié)合附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例，其中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的鋼軌焊接接頭熱處理裝置的一個實施例；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的熱處理裝置的加熱器的一個實施例；
圖3是鋁熱焊鋼軌的焊接接頭示意圖； 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的熱處理裝置的一個實施例的定位結(jié)構(gòu)；
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的熱處理裝置的一個實施例的對中機構(gòu)； 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的熱處理裝置的一個實施例，其中顯示了該熱處理裝置的
加熱器的裝配。 附圖標(biāo)記說明 1夾緊旋鈕；2火孔；3導(dǎo)軌；4加熱器；5掛鉤；6進氣孔；7支架；8軌頭定位塊；9 鋼軌；10軌底定位塊；11水平調(diào)節(jié)軌；12豎直調(diào)節(jié)旋鈕；13豎直防旋轉(zhuǎn)塊；14軌頭鎖緊塊； 15防旋轉(zhuǎn)塊；16致動器；17固定旋鈕；18滑軌端板。
具體實施例方式
現(xiàn)總體參考圖l，總體示出了鋼軌焊接接頭熱處理裝置。該熱處理裝置包括加熱 器4、支撐結(jié)構(gòu)和滑動機構(gòu)(導(dǎo)軌3)。在該實施例中，如下文將會詳述，支撐裝置被支撐固 定在鋼軌上。具有第一端和第二端的滑動機構(gòu)被支撐在支撐結(jié)構(gòu)上，且可以在鋼軌延伸的 方向上往復(fù)滑動。加熱器4安裝在滑動機構(gòu)上，具體地在導(dǎo)軌3的第一端的端板上，從而使 得加熱器4圍繞著焊接接頭。為了清楚起見，在圖1中并未示出完整的焊接接頭且鋼軌被 截短，但應(yīng)理解本發(fā)明的裝置同樣可以對延伸的長鋼軌進行熱處理。 現(xiàn)在具體參考圖2，示出了加熱器4的設(shè)計，該加熱器4使用燃氣對鋼軌焊接接頭 進行加熱。如圖2所示，加熱器4總體上呈矩形塊體的構(gòu)造，且加熱器4具有與鋼軌相匹配 的中空部分，由此加熱器4形成了面向鋼軌的內(nèi)輪廓面。在該內(nèi)輪廓面上布置有多個火孔 2。加熱器4還具有用于輸送燃氣的進氣孔6。所述火孔2與進氣孔6通過設(shè)置在加熱器 4內(nèi)的通道(未示出)連通。所述多個火孔2在加熱器的內(nèi)輪廓面上的布置將會在下文詳 述。如圖2所示，為了便于攜帶和軌道鋪設(shè)現(xiàn)場的應(yīng)用，所述加熱器4是對開式的，即包括 左右兩個部件。這兩個部件在拆卸和攜帶熱處理裝置的各部件時可以分開，在裝配并使用 該熱處理裝置時被保持在一起。 根據(jù)本發(fā)明的加熱器4與現(xiàn)有技術(shù)加熱器相比的顯著進步在于取消了水冷結(jié)構(gòu) (即采用空冷)。發(fā)明人認識到對加熱器4的制造材料、整體結(jié)構(gòu)、散熱方式、火孔選型和燃 氣材料這幾個方面的要素進行改進可以獲得取消水冷結(jié)構(gòu)的顯著進步。具體地，選擇在一 定范圍內(nèi)的導(dǎo)熱系數(shù)的制造材料；增大加熱器的熱傳導(dǎo)體積和面積；根據(jù)鋼軌截面的熱分 布特征確定火孔2面積及布局；為進一步有助于防止加熱器4的回火(爆鳴)，火孔2的深 度需滿足一定要求。在一個優(yōu)選實施例中，根據(jù)本發(fā)明的加熱器4采用導(dǎo)熱系數(shù)大于350W/ (m*K)的銅合金制成。但是可以理解的是也可以使用可以獲得的導(dǎo)熱系數(shù)大于350W/(m，K) 的其它金屬或合金。此外，在優(yōu)選的實施例中，根據(jù)本發(fā)明的加熱器4的散熱表面積不小于 240000mm2。根據(jù)發(fā)明人試驗，根據(jù)本發(fā)明的熱處理裝置(加熱器4)在不具有水冷結(jié)構(gòu)的 同時，避免了回火和爆鳴。 如圖2所示，本發(fā)明的加熱器4具有布置在其面向鋼軌的內(nèi)輪廓面上的多個火孔 2。根據(jù)本發(fā)明的加熱器4包括10-18個對著鋼軌9的軌頭的火孔、20-30個對著軌腰的火 孔和10-20個對著軌底的火孔。在所示的實施例中，火孔2呈圓形并具有在0. 5-2. Omm范 圍的直徑?？梢韵氲降氖牵鹂滓部梢跃哂衅渌线m的形狀，且優(yōu)選具有O. 625 Ji -1 Ji mm2的 面積范圍。此外，隨著火孔的深度加大，可減少燃燒氣體回流的可能性，從而減小了回火的 可能性。優(yōu)選地，火孔2的深度大于5mm。根據(jù)圖2示出的優(yōu)選方案，火孔2并非均勻分布
6的，例如在軌頭和軌腰以及軌腰和軌底交接處布置得較緊密，在其它區(qū)域布置得較稀疏。當(dāng)然，也可以根據(jù)需要以其它方式布置，甚至是均勻分布。現(xiàn)有的加熱器的火孔尺寸、構(gòu)造和布置通常只是考慮到需要提供足夠的熱量，而未考慮到其對加熱器散熱的影響，根據(jù)本發(fā)明的加熱器的火孔尺寸、構(gòu)造和布置可以獲得改進的加熱器散熱，并且可以為鋼軌焊接接頭提供更均勻的加熱(熱處理)。 如上所述，加熱器4通過進氣孔6通入燃氣以加熱焊接接頭。現(xiàn)有技術(shù)中已知的加熱器通常采用乙炔作為燃氣對鋼軌的焊接接頭進行加熱。根據(jù)本發(fā)明的加熱器4可以采用液化石油氣或丙烷作為燃氣?，F(xiàn)有的加熱器由于用在氣壓焊機上進行焊接，且焊接所要求的溫度較高(比如125(TC以上)，需要采用燃燒值高的乙炔。但因為乙炔燃點較低(約306°C )，因此特別容易引起回火和爆鳴。而本發(fā)明的加熱器只是用于焊接接頭的熱處理，只需要不超過100(TC的加熱溫度(比如約900°C )。因而可以采用燃燒值比乙炔低但燃點較高(例如45(TC以上)的液化石油氣或丙烷在足以對焊接接頭熱處理的情況下，能有效提升本發(fā)明的加熱器防止回火和爆鳴的能力?？梢韵氲剑部梢圆捎萌魏纹渌线m的燃氣，例如具有大于約90(TC的燃燒溫度且燃點大于400°C。 如上所述，在現(xiàn)有的熱處理裝置(例如氣壓焊機)中的加熱器為了提供相對較高的溫度(例如125(TC以上)以進行氣壓焊接，其內(nèi)輪廓面與鋼軌表面之間的間距通常較小，以提供更好的加熱性能。本文所說的間距是指，在兩個不接觸的物體中，一個物體上距離另一物體最近的一點到該另一物體的最短距離中。因此，加熱器的內(nèi)輪廓面與鋼軌表面的間距是指加熱器內(nèi)輪廓面上距離鋼軌表面最近的一點到該鋼軌表面的最短距離。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白加熱器的內(nèi)輪廓面上各點距鋼軌表面的最短距離(間距)大致相等，即加熱器的內(nèi)輪廓面具有與鋼軌表面形狀的相似的形狀。例如，以用于75kg/m鋼軌的焊接接頭的現(xiàn)有的熱處理裝置(氣壓焊機)為例，加熱器的內(nèi)輪廓面與鋼軌表面之間的間距通常為約20mm，至多25mm。因此當(dāng)鋼軌是用鋁熱焊進行焊接時，在鋼軌焊接接頭的軌腰和軌底處會具有從鋼軌表面突出的焊筋A(yù)(如圖3所示)的情況下，加熱器的內(nèi)輪廓面與焊筋之間的間距通常僅為約11-12mm，甚至在極端情況下會小于10mm，在這種距離下無法實現(xiàn)對鋁熱焊焊接接頭進行熱處理。此外，由于現(xiàn)有的加熱器的內(nèi)輪廓面與鋼軌表面之間的間隔僅為約20mm，因此加熱器的散熱受到了很大影響，不得不依賴水冷卻機構(gòu)進行水冷。
與之相對地，本發(fā)明的加熱器4由于不需提供如此高的加熱溫度，從而加熱器4可以具有內(nèi)輪廓面與鋼軌表面之間的較大間距。在根據(jù)本發(fā)明一實施例中，根據(jù)本發(fā)明的加熱器4的內(nèi)輪廓面與鋼軌表面之間的間距為大于25mm且小于或等于50mm。根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例，加熱器4的內(nèi)輪廓面與鋼軌表面之間的間距在28mm-35mm的范圍中。因此，根據(jù)本發(fā)明的加熱器(熱處理裝置)在用于鋁熱焊焊接接頭時，加熱器的內(nèi)輪廓面與焊筋之間的間距通常仍可以大于15mm，從而可以實現(xiàn)對鋁熱焊焊接接頭進行熱處理的能力。因此，本發(fā)明的加熱器和熱處理裝置可以用于多種場合，尤其是用于在鋪設(shè)現(xiàn)場被廣泛應(yīng)用的鋁熱焊焊接接頭。 現(xiàn)參考圖1、圖2和圖6，示出了加熱器4安裝在導(dǎo)軌3的第一端上。如上所述，加熱器4是對開式的，即具有兩個部件。因此，在使用中需要把該兩個部件拼成一整體以圍繞著鋼軌9安裝在導(dǎo)軌3的第一端上。因此在導(dǎo)軌3的第一端上裝有用于安裝加熱器4的安裝結(jié)構(gòu)。安裝結(jié)構(gòu)包括用于將加熱器的兩個部件分別地支撐在第一端上的支持件和用于將
7該兩個部件保持成一體(即不可相互運動)的保持件。如圖6所示，在導(dǎo)軌3的第一端上的端板上裝有一對掛鉤(支持件)5，以用于加熱器4掛在其上。對應(yīng)地，加熱器4在其上部分具有對應(yīng)的方 L。此外，在端板上加熱器4的寬度范圍附近設(shè)有夾緊旋鈕(保持件)1，以使得該對開式加熱器以成一整體的形式固定安裝在導(dǎo)軌3的第一端上。可以看出，該夾緊旋鈕1還起到固定加熱器4的作用?？梢韵氲娇刹捎闷渌线m的安裝結(jié)構(gòu)，例如，使用一對設(shè)在掛鉤5位置處的夾緊旋鈕，其能將所述加熱器4支承在導(dǎo)軌3的第一端上并且其在擰緊時能夠?qū)⒃搶﹂_式加熱器4緊固成一整體。 參考圖1、4和5，現(xiàn)具體描述上文提到的熱處理裝置的支撐結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的支撐結(jié)構(gòu)包括軌頭定位塊8、軌底定位塊10和支架7。在圖4中，軌頭定位塊8剛好夾住鋼軌軌頭，軌頭定位塊8螺紋連接地安裝在支架7上。軌底定位塊10夾住軌底，且軌底定位塊10螺紋連接地安裝在支架7上。兩側(cè)從而完成機器的定位。在本實施例中軌頭定位塊8和軌底定位塊10僅夾持定位在鋼軌9上以支撐本熱處理裝置，但它們不是完全緊固在鋼軌上以利于加熱器4的對中調(diào)節(jié)。根據(jù)鋼軌型號的不同，可以選用不同的軌型軌頭定位塊8和軌底定位塊10，因此根據(jù)本發(fā)明的這種構(gòu)造在通用性方面有特別的益處。此外，如圖5所示，本發(fā)明的支撐結(jié)構(gòu)還包括軌頭卡緊塊14。該軌頭鎖緊塊14包括鎖緊旋鈕17。軌頭鎖緊塊14具有朝下的凹槽，且該凹槽的尺寸比軌頭的尺寸大。在使用中，使鋼軌9的軌頭伸入該凹槽中，并且將鎖緊旋鈕17旋緊以將該鎖緊塊14鎖緊，且該鎖緊塊14又安裝到支架7上，從而實現(xiàn)了本發(fā)明的裝置在鋼軌上的支撐定位。優(yōu)選地，軌頭鎖緊塊14還包括防旋轉(zhuǎn)塊15，其用于當(dāng)旋轉(zhuǎn)按鈕17時防止鎖緊塊14的不想要的轉(zhuǎn)動或晃動。支架7具有筒狀部分，該筒狀部分其直徑等于或稍大于導(dǎo)軌3。且導(dǎo)軌3被放置在該筒狀部分中，并可沿該筒狀部分的縱向軸線滑動，從而導(dǎo)軌3被支撐在支撐結(jié)構(gòu)上。 為了對焊接接頭進行更好的熱處理，熱處理裝置還可以包括用于調(diào)節(jié)加熱器的位置以使其合適地圍繞焊接接頭(例如用于使得加熱器內(nèi)側(cè)每一點處與焊接接頭之間的最短距離基本上一致)的對中機構(gòu)。 如圖5所示，本發(fā)明的對中機構(gòu)包括與導(dǎo)軌3的第二端相關(guān)聯(lián)的水平調(diào)節(jié)軌11和豎直調(diào)節(jié)旋鈕12。在本實施例中，水平調(diào)節(jié)軌11與支架7固定相連，且可橫向滑動地設(shè)在軌頭鎖緊塊14上的對應(yīng)的凹槽中。在水平對中調(diào)節(jié)時，操作者橫向推動水平調(diào)節(jié)軌ll，從而支架7跟隨著該調(diào)節(jié)軌11橫向移動。因?qū)к?裝設(shè)在支架7的筒狀部分中，從而支架7的橫向移動使得導(dǎo)軌3的第二端橫向移動。由此，導(dǎo)軌3以位于其中部附近的軌頭定位塊8和/或軌底定位塊10為支點，在杠桿作用下使得位于第一端上的加熱器向著相反方向橫向移動，進而實現(xiàn)了加熱器4的水平對中調(diào)節(jié)。 如圖5所示，豎直旋鈕12抵靠著支架7上的突出塊，且該突出塊容納在豎直防旋塊13中。當(dāng)進行豎直對中調(diào)節(jié)時，旋擰豎直旋鈕12向下，從而旋鈕12作用于支架上的突出塊使其向下運動?；蛘咝龜Q豎直旋鈕12向上，從而支架7上的突出塊在杠桿作用下向上運動直至抵靠豎直旋鈕。因為在導(dǎo)軌3的第一端上裝有加熱器4，因而導(dǎo)軌3的第一端顯著重于第二端。因此當(dāng)旋鈕12向上時，第二端失去了平衡力，第一端上的重量會以軌頭定位塊8為支點使得第二端以及支架7鄰近該第二端的部分向上運動，同時第一端以及加熱器在重量的作用下相應(yīng)地向下運動，直至支架7的突出塊再次抵靠旋鈕12(即第一和第二端再次力平衡)。優(yōu)選地，裝設(shè)豎直防旋塊13，從而在旋擰豎直旋鈕12以豎直調(diào)節(jié)加熱器使其在豎直方向上對中時，豎直防旋塊13防止了支架7的突出部載水平方向上的晃動影響水平調(diào)節(jié)的結(jié)果。 雖然本說明書先提到水平對中調(diào)節(jié)，但不意味著對本發(fā)明的對中調(diào)節(jié)步驟的限制，例如也可以先進行豎直對中調(diào)節(jié)后進行水平對中調(diào)節(jié)。如圖5所示，軌頭鎖緊塊14具有兩個緊固螺母，其用于在對中調(diào)節(jié)之后將支架7緊固在軌頭鎖緊塊14上。
在示出的實施例中，對中調(diào)節(jié)機構(gòu)是通過作動于支架7鄰近于導(dǎo)軌3的第二端的部分而間接地作動于導(dǎo)軌3的第二端。然而，而可以采用其它的方式直接或間接地作動于導(dǎo)軌3的第二端，只要是以軌頭定位塊8和/或軌底定位塊10為支點，根據(jù)杠桿原理而使得加熱器4實現(xiàn)水平、豎直的調(diào)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明的對中機構(gòu)和方法，避免了現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)雜的對中裝置和方法，只需簡單地調(diào)整水平和豎直兩個參量即可實現(xiàn)對中調(diào)節(jié)。經(jīng)過試驗，本發(fā)明的對中機構(gòu)可以實現(xiàn)lmm精度的對中調(diào)節(jié)。 此外，該熱處理裝置還包括致動器16和控制器(未示出)。致動器16連接到導(dǎo)軌3的第二端的滑軌端板18上，并且通過驅(qū)動導(dǎo)軌從而驅(qū)動裝在第一端上的加熱器擺火。致動器和控制器實現(xiàn)了加熱器4的自動擺火并且加熱器4的運動方向、速度和時間可根據(jù)需要設(shè)定，例如，根據(jù)鋼軌型號(50kg/m、60kg/m或75kg/m等)使得加熱器以特定的速度和特定的時間在鋼軌方向上往復(fù)運動，或者根據(jù)鋼軌焊接方法(閃光焊、氣壓焊、鋁熱焊或窄間隙電弧焊等)使加熱器以特定的速度和特定的時間在鋼軌方向上往復(fù)運動?？梢愿鶕?jù)需要用編程器對致動器16的運行方向、速度和時間等控制過程進行編程，將控制指令輸入和/或預(yù)編程到控制器，由控制器控制驅(qū)動器16完成擺火動作。在本實施例中，致動器16優(yōu)選為直線電機。 結(jié)合以上實施例，描述本發(fā)明熱處理裝置的實施例的操作方法。
首先，選擇合適規(guī)格的軌頭定位塊8和軌底定位塊10安裝到支架7上，并且將導(dǎo)軌3插入支架7的筒狀部分中。其中，軌頭鎖緊塊14已經(jīng)連接到支架7上。然后該支架7放到鋼軌9上的適當(dāng)位置處，即軌頭定位塊8和軌底定位塊10以及軌頭鎖緊塊被放在鋼軌9上，以使得導(dǎo)軌3的第一端位于鋼軌焊縫(即使得以后安裝的加熱器4能居中地位于鋼軌焊縫的位置處)。擰緊固定旋鈕17，即完成了支撐結(jié)構(gòu)在鋼軌上的固定。支撐結(jié)構(gòu)固定后，進行加熱器4安裝。安裝加熱器4包括1)將加熱器4從鋼軌9的兩側(cè)合并且掛在導(dǎo)軌3的第一端的方形掛鉤5上，使加熱器被支撐??；2)旋緊夾緊旋鈕1從而將加熱器4夾緊固定。完成加熱器4的固定后，再對加熱器4進行對中調(diào)節(jié)，包括1)旋轉(zhuǎn)加熱器豎直調(diào)節(jié)旋鈕12，使導(dǎo)軌支架7鄰近于導(dǎo)軌3的第二端的部分下移進而使得該第二端下移，由此導(dǎo)致加熱器上移，反之亦然，從而實現(xiàn)加熱器豎直方向的調(diào)節(jié)；2)水平移動加熱器水平調(diào)整軌11使其在軌頭卡緊塊14的凹槽中沿水平方向移動，進而使得導(dǎo)軌3的第二端水平移動，從而使得位于第一端上的加熱器在水平方向上沿反向移動，從而實現(xiàn)加熱器的水平對中調(diào)節(jié)。可以想到的是，也可以先進行水平對中調(diào)節(jié)，再進行豎直對中調(diào)節(jié)。加熱器對中調(diào)節(jié)完成后，即可進行熱處理步驟。通入燃氣，用明火點燃氣體后，再打開電器開關(guān)使致動器16按照預(yù)先設(shè)定的程序致動，加熱器4按照程序規(guī)定的擺動速度和位移動作。完成熱處理步驟后，關(guān)閉燃氣閥門和致動器開關(guān)。然后旋松夾緊旋鈕1，并將對開式加熱器4從掛鉤5上取下，從而拆除加熱器4。拆除加熱器4后，旋松固定旋鈕17，即可將支架7從鋼軌上取下。然后即可取下導(dǎo)軌3以及軌頭定位塊8和軌底定位塊10。
在本發(fā)明中，該熱處理裝置及其加熱器由于在結(jié)構(gòu)上取消了水冷結(jié)構(gòu)，從而大大降低了熱處理裝置的重量(例如，熱處理裝置的總重控制在35kg以下(不包括燃氣源))，從而該熱處理裝置具有顯著改進的便攜性。 根據(jù)使用本發(fā)明的熱處理裝置對鋼軌鋪設(shè)現(xiàn)場的鋼軌焊接接頭進行熱處理的試驗結(jié)果表明，鋼軌焊接接頭的伸長率和沖擊吸收功可提高55% 100%，其塑性和韌性大幅度提高。 本發(fā)明還具有容易替換和互換的特點。此外，本發(fā)明還可以提供一種適合于多種軌型的焊接接頭的熱處理成套裝備。該成套裝備的部件基本上類似于以上所述的部件，不同之處在于該成套設(shè)備包括分別適用于各種軌型(50kg/m、60kg/m或75kg/m等)的軌頭定位塊、軌底定位塊和加熱器。
權(quán)利要求
一種用在鋼軌焊接接頭熱處理裝置中的加熱器，該鋼軌包括軌頭、軌腰和軌底，該加熱器包括多個火孔，該加熱器圍繞該焊接接頭且配置成通過所述多個火孔用燃氣對該焊接接頭進行熱處理，其特征是，該加熱器由具有不小于350W/(m·k)的導(dǎo)熱系數(shù)的金屬制成，并且該加熱器具有不小于240000mm2的散熱表面積。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱器，其特征是，該加熱器由銅合金制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱器，其特征是，所述多個火孔具有大于5mm的深度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱器，其特征是，所述多個火孔具有范圍在0. 5mm至2. 0mm的直徑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的加熱器，其特征是，所述多個火孔包括10-18個布置成對著該軌頭的火孔、20-30個布置成對著該軌腰的火孔和10-20個布置成對著該軌底的火孔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱器，其特征是，所述燃氣包括液化石油氣或丙烷。
7. —種用于鋼軌焊接接頭的熱處理裝置，該裝置包括相對于所述鋼軌固定設(shè)置的支撐結(jié)構(gòu)；根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的加熱器；禾口具有第一端和第二端的滑動機構(gòu)，其配置成被該支撐結(jié)構(gòu)支撐且可在鋼軌延伸方向上滑動，其中該加熱器安裝在該滑動機構(gòu)上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征是，所述裝置包括對中機構(gòu)，該對中機構(gòu)包括可沿鋼軌延伸方向的橫向作動于所述第二端的水平調(diào)節(jié)機構(gòu)和可在豎向上作動于所述第二端的豎直調(diào)節(jié)機構(gòu)，其中所述加熱器安裝在所述第一端上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征是，該加熱器由對開式的兩個部件構(gòu)成，所述滑動機構(gòu)包括將該兩個部件分別支持在該滑動機構(gòu)上的支持件和保持所述兩個部件彼此不可相對運動的保持件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征是，還包括用于使所述滑動機構(gòu)滑動的致動器和控制所述致動器的控制器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用在鋼軌焊接接頭熱處理裝置中的加熱器。該加熱器包括多個火孔。該加熱器圍繞該焊接接頭且配置成通過該多個火孔用燃氣對該焊接接頭進行熱處理。該加熱器由具有不小于350W/(m·k)的導(dǎo)熱系數(shù)的金屬制成且具有不小于240000mm2的散熱表面積。本發(fā)明還提供一種用于鋼軌焊接接頭的熱處理裝置。該裝置包括相對于所述鋼軌固定設(shè)置的支撐結(jié)構(gòu)、根據(jù)本發(fā)明的加熱器和具有第一端和第二端的滑動機構(gòu)。該滑動機構(gòu)配置成被該支撐結(jié)構(gòu)支撐且可在鋼軌延伸方向上滑動。加熱器安裝在滑動機構(gòu)上。
文檔編號E01B31/00GK101761002SQ200910242839
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者丁韋, 劉艷紅, 宋宏圖, 李力, 王貴山, 高振坤, 高文會 申請人:中國鐵道科學(xué)研究院金屬及化學(xué)研究所