[发明专利]根治钢轨塑形变形的切割装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根治重载、高速铁路运营线路的钢轨塑形变形的切割装置。

背景技术

钢轨是铁路运营线路的基础，承受通过车轮传递来的机车车辆及其荷载的压力、冲击和磨损，其对钢轨的不断挤压，使钢轨轨顶不可避免地产生塑形变形，从而在钢轨轨顶两侧产生钢轨“肥边”现象。在钢轨弯道处，由于离心力的影响，产生的“肥边”更甚，严重破坏钢轨的几何尺寸、轨道的正常轨距。随着我国铁路客运提速、货运重载战略的实施，钢轨“肥边”产生的频次在加快、周期在缩短，对列车的安全运行造成了严重的威胁。所以，人们积极研究和实施对超出容许范围的钢轨“肥边”进行及时、高效根治的装置。

对运营状态下钢轨“肥边”的根治，人们主要采用以下三种根治方法：

一是采用角磨机磨削。

实施该方法的工序是：在野外运营线路现场，内燃工频发电机组为手持式电动角磨机提供现场作业动力电源，由砂轮磨头对钢轨“肥边”进行磨削。该方法对磨削施工人员技术要求低，所需设备配置简单、携带轻便、类型单一，但作业精度低，磨削效率慢，劳动强度大。

此后，人们又研制了一种类似于CN2621190Y公开的“肥边”根治方法，应用一种能在钢轨上人工推行的砂轮打磨小车。虽然一定程度上减轻了工人劳动强度，提高了磨削效率，但这种应用砂轮磨削钢轨的粗糙工艺，非常容易因人工操作不当，磨“糊”钢轨，即对该部位的钢轨退火，严重降低钢轨硬度。

总之，采用砂轮磨削原理对钢轨“肥边”的根治方法，一般只在钢轨塑形变形发生的初期或区间行车密度不大的早期营运时期实施。

二是采用通用车床切削。

实施该方法的工序是：通过营运线路“开天窗”， 在封锁行车的时间段里，用替补新轨将塑形变形量达到或超过最大极限值的整根“肥边”钢轨换下，搬运进钢轨加工专用设备厂，在厂房内再由通用的车削机床对换回的整根“肥边”钢轨，进行焊补和切削。该方法在通用车床上切削作业，切削时精度高、效率快、劳动强度低。但该方法实施时，涉及人员、部门众多，对施工人员的专业技术要求高，所需设备笨重，配套设备较多、较复杂，而且占用昂贵的营运线路行车时间，费时费力。目前铁路工务系统基本上不再采用此方法。

三是采用等离子切割。

实施该方法的基本设备主要包括：割炬（俗称电弧等离子体发生器、切割枪）、向割炬提供气体离子源的供气装置、向割炬提供等离子弧的维弧电流和主弧切割电流的等离子切割电源。由于维弧电流、主弧切割电流是工频电流，为此，在野外无市电电网或工作场地频繁变换地点的工况下，人们按照以下两个方向进行积极的研究应用：

第一种方法是“发电机组+等离子切割机+空压机+割炬小车”的钢轨“肥边”根治方法。

实施该方法的工序是：在野外运营线路现场，采用内燃发电机组为向割炬提供等离子弧的维弧电流、主弧切割电流的等离子切割主机提供现场作业工频电源；采用内燃机或电动机驱动的小型通用空压机为割炬提供气体离子源；通过人工推行安装有割炬的作业小车，对钢轨“肥边”进行快速切割。该方法采用的工频内燃发电机、内燃机或电动机驱动的空压机，均为通用定型产品，而所应用的常规空气等离子切割机，类似于CN101391340A、CN101602137A和CN201491363 U报道的等离子切割机，稍加改动就可适合铁路工务现场作业。设备通用性好，涉及人员、部门少，对施工人员的专业技术要求不高，切割时效率快、劳动强度低。但该方法实施时，所需设备数量较多，特别是内燃工频发电机组，重量较重，现场搬运困难，人工推行割炬切割钢轨“肥边”，切割精度受人为因素影响较多。

第二种的方法是“等离子电源+空压机+自自行走小车”的实施方法。

实施该方法的工序是：在野外运营线路现场，由较内燃工频发电机组轻得多的内燃式双转子双定子发电机，输出独立的中频电流和工频电流。其中：一组转子、定子输出中频电流经整流后，为割炬提供等离子弧的维弧电流、主弧切割电流。另一组转子、定子输出工频电流，则为向割炬提供气体离子源的通用空压机和安装有切割嘴的轨行作业小车提供动力电源；内燃机驱动的空压机，为割炬提供气体离子源；钢轨自自行走小车上安装等离子割炬。通过以上设备组合，实现钢轨“肥边”快速切割，类似于CN2797424Y、CN2818046Y和CN201342547Y报道的等离子切割机。