[发明专利]道岔尖轨自5mm断面淬火方法及其装置

说明书

本发明属铁路道岔尖轨轨头热处理方法及其装置。

本发明的背景技术：已有的道岔尖轨轨头表面淬火方法是：尖轨的跟端与淬火夹具的引轨连接，淬火夹具的底板则与机床床面板用螺栓固定。轨头中频加热感应器置于引轨轨头之上。加热自引轨开始，然后过渡到尖轨跟端。尖轨相对于感应器以一定的工艺速度连续从跟端加热到尖端。与此同时，在加热感应器之后一定距离，即导向轮之后安装顶向喷雾器组。当轨头被加热到奥氏体化温度后，顶向喷雾器对其连续喷雾冷却。最终尖轨轨头获得“帽形”淬火层形状，细珠光体组织。不足点是：当轨头加热感应器连续加热到尖轨≤10mm断面时，由于轨头断面积减小，感应器漏磁很大，有效功率很低，因此，加热温度低于800℃。由于喷雾器和感应器之间有一定距离，此距离是为了使轨头温度能均匀化，但此时尖端断面降温却极快，故5～6S之后再喷雾冷却并不能使其淬硬。其次，尖轨淬火时，其尖端呈悬臂梁状态，感应器框架上的导向轮不能驶出尖轨，还在感应器之后一定距离的喷雾器就无法继续冷却已被加热了的尖端断面。因此，已有的尖轨轨头表面淬火技术不能满足道岔尖轨自5mm断面淬火技术要求。

本发明的目的在于提供一种能使尖轨自5mm断面淬火的工艺方法及其装置。

本发明的设计方案是：尖轨感应加热自尖端5mm断面开始并连续喷雾冷却淬火到跟端。实现这一方法的关键工艺装置有二：其一是尖端引轨淬火夹具，见附图2和3。尖端引轨(4)分前后两部分，其后半部分为整轨头，前半部分为U型开口。在尖轨装夹时，其尖端伸到U型缺口中。引轨的轨腰装一长轴(15)，轴的两端分别装有滚轮(14)，滚轮在两角型架(11)的导向槽中可前后滚动。同时，引轨以长轴为转轴，可做前仰或后倾一定角度。为了防止尖轨淬火时横向位移，在轨底两侧设置两锥形压滚(16)安装在角形架中。上述引轨和压轨夹具都安装在一块(大)底板(12)上。大底板则与机床床面板用螺栓(13)固定。其二：在感应器之后和导向轮之间设置尖端两侧喷雾器组。其喷雾器单元结构图见附图4。一定压力的压缩空气自管接头(19)进入内芯(24)经过缩颈部分后沿喇叭口喷出。一定压力和流量的水则管接头(20)进入外套(21)与内芯之间的环形室内，然后经过内芯法兰周围的小孔进入内套(23)与内芯之间的环形室内。当压缩空气以一定流速经过内芯喇叭口周围的小孔时，将水自小孔带出一起混合雾化喷到轨头尖端的两侧面。螺母(22)将外套、与内芯、内套固定成一个喷雾单元。其结构方案：1、一种道岔尖轨自5mm断面淬火方法，尖轨(1)置于支承辊(2)之上，使其尖端端面紧靠定位板(3)，将引轨(4)推至尖轨尖端，使引轨的U型槽套住尖轨尖端，放下感应器(5)，使后导向轮(6)置于引轨的整断面处，前导向轮(7)则置于尖轨之上，侧向喷雾器组(8)安装在后导向轮与感应器之间，顶向喷雾器组(9)安装在后导向轮之后，侧向喷雾器组与顶向喷雾器组都安装在感应器的框架(10)上，其尖轨感应加热自尖端5mm断面开始中频加热功率为140～160KW，加热时间40S～50S，工艺速度520～550mm/mim尖轨感应加热自尖端5mm断面开始同时，尖端两侧喷雾器组连续喷雾冷却淬火列跟端，其中侧向喷雾器组风压为0.05MPa±0.02，耗水量为801/h±0.5，顶向喷雾器组风压为0.1MPa±0.02、耗水量为901/h±10。2、一种道岔尖轨自5mm断面淬火装置，由尖端引轨淬火夹具(18)、尖端两侧喷雾器组(8,9)、感应器(5)、框架(10)及前后导向轮(7,6)构成，前后导向轮(6,7)连接在框架(10)两端底部，感应器(5)位于框架(10)上，尖端两侧喷雾器组中的侧向喷雾器组(8)位于后导向轮(6)与感应器(5)之间，顶向喷雾器组(9)位于后导向轮(6)之后，侧向喷雾器组与顶向喷雾器组均位于感应器的框架(10)上。尖端引轨淬火夹具中长轴(15)的两端分别装有滚轮(14)且位于两角型架(11)中的导向槽中且可前后滚动，两角型架(11)位于底板(12)上且位于尖端引轨(4)的两侧，尖端引轨(4)位于底板(12)上且位于长轴(15)上，两锥形压滚(16)通过角形架(17)位于底板(12)中轨底的两侧，支承辊(2)通过角形架位于底板(12)上。尖端引轨(4)分前后两部分，其后半部分为整轨头，前半部分为U型开口，底板(12)上设有与机床床面板固定连接的螺栓(13)。尖端两侧喷雾器组由侧向喷雾器组(8)和顶向喷雾器组(9)构成，侧向喷雾器组和顶向喷雾器组中的各喷雾器单元结构相同，其单元喷雾器由空气管接头(19)、水管接头(20)、外套(21)、螺母(22)、内套(23)及内芯(24)构成，螺母将外套(21)与内芯(24)、内套(23)固成一个喷雾单元，空气管接头(19)与内芯(24)连通，水管接头(20)与外套(21)、内芯(24)之间构成的环形室内连通，内芯(24)中的法兰与内套(5)之间构成环形室内。内芯(24)法兰上没有若干个小孔且与内套(23)连通，内芯(24)由缩颈部和喇叭口构成，并且在喇叭口的壁上开有若干小孔(25)。