一种异型钢轨跟端加热装置的制作方法

1.本实用新型属于异型钢轨感应加热技术领域，具体涉及一种异型钢轨跟端加热装置。


背景技术：

2.铁路道岔尖轨采用非对称断面钢轨设计时，需将不对称的钢轨原材热锻成形为标准轨，由于热锻成形后钢轨性能不满足使用要求，所以在出厂前需要对热锻成形部位进行热处理，提高其整体性能。
3.由于异型钢轨种类比较多、型号杂，且异型钢轨原材段为非对称断面钢轨，为节约成本，同时减少生产过程中的频繁更换电感应加热炉，通常采用一套加热炉满足所有类型异型钢轨跟端热处理加热需求。感应加热由于存在“集肤效应”，工件距离感应线圈的距离直接影响到加热的温度，距离越近，加热温度越高。钢轨热处理时，加热的温度、均匀性直接影响到热处理的质量。
4.生产时，在加热炉后端布置固定支架，将异型钢轨原材段放置在支架上，人工将异型钢轨推送，进入加热炉加热。由于异型钢轨种类多，原材段的外形尺寸不一致，且同一种异型钢轨由于原材为非对称断面，导致其加热后效果不一致，无法满足热处理工艺需求，严重影响产品质量；由于加热炉为固定状态，不同种类异型钢轨在加热炉中的相对位置不一致，导致异型钢轨和加热炉腔的距离达不到工艺要求，导致热处理质量不稳定。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种异型钢轨跟端加热装置。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
6.一种异型钢轨跟端加热装置，包括加热炉、送料机构；所述加热炉设置在高度调节机构上，所述送料机构设置在所述加热炉的进料端一侧且位于所述加热炉的进料方向上；
7.所述送料机构包括横向移动机构、夹料机构以及纵向移动机构；所述横向移动机构设置在所述纵向移动机构的上方，所述夹料机构设置在所述横向移动机构的上方；
8.所述夹料机构包括基座、第一液压缸，所述第一液压缸竖直固定在所述横向移动机构上，所述基座固定在所述第一液压缸活塞杆端部，所述基座的上端对称滑动连接有一对夹紧块、对称铰接有一对卡爪，且所述卡爪分别位于所述夹紧块的下方；所述基座的中部竖直固定有第二液压缸，所述第二液压缸的活塞杆端部固定有活动块，且所述活动块位于所述卡爪之间；所述卡爪的一端侵入所述夹紧块的下端面、另一端侵入所述活动块的侧面，通过所述第二液压缸带动所述活动块向下移动，所述活动块带动所述卡爪同时向内转动，进而所述卡爪带动所述夹紧块同时向内水平滑动将所述异型钢轨夹紧，然后通过所述横向移动机构调整所述异型钢轨的横向位置，再通过所述纵向移动机构将所述异型钢轨送入所述加热炉内。
9.进一步地，所述纵向移动机构包括纵梁，所述纵梁上固定有第一齿条和第一导轨；
所述第一导轨上方滑动连接有底板，所述底板下方固定有第一电机，所述第一电机主轴上固定有第一齿轮，所述第一齿轮与第一齿条啮合；所述横向移动机构包括移动小车、第二齿条和第二导轨，所述第二齿条和第二导轨固定在所述底板上端面上且与第一齿条和第一导轨垂直设置，所述移动小车滑动连接在所述第二导轨上且其底部固定有第二电机，所述第二电机的主轴上固定有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第二齿条啮合；所述第一液压缸竖直固定在所述移动小车上，所述基座的两侧对称设有第一导向立柱，所述移动小车上设有第一导向套筒，且所述第一导向套筒套装在所述第一导向立柱上。
10.进一步地，所述高度调节机构包括上层框架、下层框架、升降机构以及第二导向立柱，所述上层框架固定在所述加热炉的下端；所述升降机构固定在所述下层框架上，且所述升降机构的上端与所述上层框架连接；所述第二导向立柱固定在所述下层框架上，所述上层框架与套装在所述第二导向立柱上的第二导向套筒连接，通过所述升降机构带动所述上层框架沿所述第二导向立柱上下运动。
11.进一步地，所述升降机构包括第三电机、减速机及升降机，所述第三电机通过减速机驱动升降机，所述升降机的上端与所述上层框架连接。
12.进一步地，所述加热装置还包括控制系统，所述控制系统分别与所述第一液压缸、第二液压缸、第一电机、第二电机、第三电机电连接。
13.进一步地，所述高度调节机构还包括拉绳式位移传感器，所述拉绳式位移传感器的底座安装在所述下层框架上，其端头安装在所述上层框架上；所述拉绳式位移传感器与所述控制系统电连接。
14.进一步地，所述高度调节机构还包括上限位开关、下限位开关以及限位块；所述限位块固定在所述上层框架的下方，所述上限位开关和下限位开关固定在所述下层框上且位于所述限位块的一侧；所述上限位开关和下限位开关分别与所述第三电机的电源线串联连接。
15.进一步地，所述加热装置还包括导向支架和送料支架，所述导向支架和送料支架均设置在所述加热炉的进料方向上，且所述导向支架位于所述加热炉的进料口外侧，所述送料支架位于所述送料机构的后方。
16.本实用新型的有益效果：
17.1、本实用新型的高度调节机构能根据异型钢轨的状态，自动调节加热炉的高度，利用横向移动机构能调整异型钢轨加热区域在加热炉中的左右位置，实现高度、轨底宽度以及非对称的端面不同的异型钢轨采用同一套送料机构、且可以用同一尺寸的加热炉加热，并且能确保异型钢轨热处理效果；
18.2、由于异型钢轨在利用本加热装置进行加热时，能够实现上下和左右的调整，在设计通用的仿形加热炉时，可将加热炉炉膛尺寸设计的更合理，从而提高加热效率；
19.3、该加热装置还实现了纵向自动送料，利用伺服电机和控制系统，可以精确控制纵向送料的长度，进而能保证工艺的稳定性和产品质量，同时纵向移动机构，高度调节机构以及横向移动机构均实现了自动调节，大大降低了劳动强度，提高了劳动效率，且操作简单，通用性强。
20.以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
21.图1为本实用新型的结构示意图；
22.图2为送料机构的结构示意图；
23.图3为高度调节机构的结构示意图；
24.图4为下层框架的结构示意图；
25.图5为上层框架的结构示意图；
26.图6为限位部分的结构示意图；
27.图7为本实用新型的控制原理示意图。
28.附图标记说明：
29.1-加热炉；2-送料机构；3-控制系统；4-高度调节机构；5-异型钢轨；6-导向支架；7-送料支架；2-1-横向移动机构；2-2-夹料机构；2-3-纵向移动机构；4-1-上层框架；4-2-下层框架；4-3-升降机构；4-4-第二导向立柱；4-5-第二导向套筒；4-6-拉绳式位移传感器；4-7-上限位开关；4-8-下限位开关；4-9-限位块；2-1-1-移动小车；2-1-2-第二齿条；2-1-3-第二导轨；2-1-4-第二滑块；2-1-5-第二电机；2-1-6-第一导向套筒；2-2-1-基座；2-2-2-第一液压缸；2-2-3-夹紧块；2-2-4-卡爪；2-2-5-第二液压缸；2-2-6-活动块；2-2-7-第一液压泵；2-2-8-第二液压泵；2-2-9-第一导向立柱；2-3-1-纵梁；2-3-2-第一齿条；2-3-3-第一导轨；2-3-4-第一滑块；2-3-5-底板；2-3-6-第一电机；2-3-7-第一齿轮；4-3-1-第三电机；4-3-2-减速机；4-3-3-升降机；4-3-4-传动轴。
具体实施方式
30.下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
31.请同时参见图1～图7，本实用新型实施例公开了一种异型钢轨跟端加热装置，包括加热炉1、送料机构2以及控制系统3；所述加热炉1设置在高度调节机构4上，所述送料机构2设置在所述加热炉1的进料端一侧且位于所述加热炉1的进料方向上；
32.所述送料机构2包括横向移动机构2-1、夹料机构2-2以及纵向移动机构2-3；所述横向移动机构2-1设置在所述纵向移动机构2-3的上方，所述夹料机构2-2设置在所述横向移动机构2-1的上方。
33.所述夹料机构2-2包括基座2-2-1、第一液压缸2-2-2，所述第一液压缸2-2-2竖直固定在所述横向移动机构2-1上，所述基座2-2-1固定在所述第一液压缸2-2-2活塞杆端部，所述基座2-2-1的上端对称滑动连接有一对夹紧块2-2-3、对称铰接有一对卡爪2-2-4，且所述卡爪2-2-4分别位于所述夹紧块2-2-3的下方；所述基座2-2-1的中部竖直固定有第二液压缸2-2-5，所述第二液压缸2-2-5的活塞杆端部固定有活动块2-2-6，且所述活动块2-2-6位于所述卡爪2-2-4之间；所述卡爪2-2-4的一端侵入所述夹紧块2-2-3的下端面、另一端侵入所述活动块2-2-6的侧面，通过所述第二液压缸2-2-5带动所述活动块2-2-6向下移动，所述活动块2-2-6带动所述卡爪2-2-4同时向内转动，进而所述卡爪2-2-4带动所述夹紧块2-2-3同时向内水平滑动将所述异型钢轨5夹紧，然后通过所述横向移动机构2-1调整所述异型钢轨5的横向位置，再通过所述纵向移动机构2-3将所述异型钢轨5送入所述加热炉1内，控制第一液压缸2-2-2、第二液压缸2-2-5的第一液压泵2-2-7和第二液压泵2-2-8均与所述
控制系统3电连接。
34.所述纵向移动机构2-3包括纵梁2-3-1，所述纵梁2-3-1上固定有第一齿条2-3-2和第一导轨2-3-3；所述第一导轨2-3-3上方通过第一滑块2-3-4滑动连接有底板2-3-5，所述底板2-3-5下方固定有第一电机2-3-6，所述第一电机2-3-6主轴上固定有第一齿轮2-3-7，所述第一齿轮2-3-7与第一齿条2-3-2啮合；第一电机2-3-6与所述控制系统3电连接，且第一电机2-3-6为伺服电机，控制系统3控制第一电机2-3-6的启停，同时第一电机2-3-6将第一齿轮2-3-7的行程发送给控制系统3；当第一电机2-3-6工作时，带动第一齿轮2-3-7旋转，第一齿轮2-3-7沿第一齿条2-3-2直线运动，同时第一滑块2-3-4沿第一导轨2-3-3直线运动，从而使得纵向移动机构2-3带动上方的横向移动机构2-1，横向移动机构2-1带动上方的夹料机构2-2实现纵向精确运动。
35.所述横向移动机构2-1包括移动小车2-1-1、第二齿条2-1-2和第二导轨2-1-3，所述第二齿条2-1-2和第二导轨2-1-3固定在所述底板2-3-5上端面上且与第一齿条2-3-2和第一导轨2-3-3垂直设置，所述移动小车2-1-1通过第二滑块2-1-4滑动连接在所述第二导轨2-1-3上且其底部固定有第二电机2-1-5，所述第二电机2-1-5的主轴上固定有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第二齿条2-1-2啮合；第二电机2-1-5与所述控制系统3电连接，且第二电机2-1-5为伺服电机，控制系统3控制第二电机2-1-5的启停，同时第二电机2-1-5将第二齿轮的行程发送给控制系统3；当第二电机2-1-5工作时，带动第二齿轮旋转，第二齿轮沿第二齿条2-1-2直线运动，同时使得第二滑块2-1-4沿第二导轨2-1-3直线运动，从而使得横向移动机构2-1上方的夹料机构2-2实现横向精确运动。
36.所述第一液压缸2-2-2竖直固定在所述移动小车2-1-1上，所述基座2-2-1的两侧对称设有第一导向立柱2-2-9，所述移动小车2-1-1上设有第一导向套筒2-1-6，且所述第一导向套筒2-1-6套装在所述第一导向立柱2-2-9上。当第一液压缸2-2-2工作时，活塞杆向上带动基座2-2-1向上运动，基座2-2-1上的第一导向立柱2-2-9沿第一导向套筒2-1-6向上运动，使得夹料机构2-2进入预备工作状态。
37.所述送料机构2固定异型钢轨5的轨肢并实现纵向送料，保证异型钢轨5入炉加热长度，同时该夹料机构2-2在横向移动机构2-1的作用下可以左右移动且自身具有上下移动功能，可调整异型钢轨5在加热炉1中的位置，保证异型钢轨5加热部分处于加热炉1的中心。
38.进一步地，所述高度调节机构4包括上层框架4-1、下层框架4-2、升降机构4-3以及第二导向立柱4-4，所述上层框架4-1固定在所述加热炉1的下端；所述升降机构4-3固定在所述下层框架4-2上，且所述升降机构4-3的上端与所述上层框架4-1连接；所述第二导向立柱4-4固定在所述下层框架4-2上，所述上层框架4-1与套装在所述第二导向立柱4-4上的第二导向套筒4-5连接，通过所述升降机构4-3带动所述上层框架4-1沿所述第二导向立柱4-4上下运动，从而使得上层框架4-1与下层框架4-2之间可发生相对运动，保证异型钢轨5在加热炉1内大的位置满足工艺要求。
39.该高度调节机构4设置有四个第二导向立柱4-4，位于下层框架4-2的四个边角处，加热炉1需要上下调节高度时，升降机构4-3控制上层框架4-1的升降，第二导向套筒4-5沿第二导向立柱4-4上下运动，起到导向作用，保证上下位移的准确。
40.具体地，所述升降机构4-3包括第三电机4-3-1、减速机4-3-2及升降机4-3-3，所述第三电机4-3-1通过减速机4-3-2驱动升降机4-3-3，所述升降机4-3-3固定在所述下层框架
4-2的两端，且其上端与所述上层框架4-1连接，第三电机4-3-1与减速机4-3-2之间，减速机4-3-2与升降机4-3-3之间均通过传动轴4-3-4连接；第三电机4-3-1与控制系统3电连接，控制系统3控制第三电机4-3-1的启停，从而控制升降机构4-3的升降。
41.考虑到设备的整体体积和安装，本实用新型选用了普通的第三电机，为了配合第三电机的使用，该高度调节机构4还包括拉绳式位移传感器4-6，所述拉绳式位移传感器4-6的底座安装在所述下层框架4-2上，其端头安装在所述上层框架4-1上；该拉绳式位移传感器4-6与所述控制系统3电连接，当需要上层框架4-1带着加热炉1往上抬高时，抬高距离由控制系统3设定并由拉绳式位移传感器4-6控制，当加热炉1抬高到设定距离时，拉绳式位移传感器4-6发送信号给控制系统3，控制系统3控制第三电机4-3-1停止运转。
42.为了保护加热炉1和整个高度调节机构4，所述高度调节机构4还包括上限位开关4-7、下限位开关4-8以及限位块4-9；所述限位块4-9固定在所述上层框架4-1的下方，所述上限位开关4-7和下限位开关4-8固定在所述下层框架4-2上且位于所述限位块4-9的一侧并与所述限位块4-9配合；所述上限位开关4-7和下限位开关4-8分别与所述第三电机4-3-1的电源线串联连接；当控制系统3产生故障，上限位开关4-7或下限位开关4-8被限位块4-9触发时，上限位开关4-7或下限位开关4-8就立即切断第三电机4-3-1的电源使其停止运转，从而使得高度调节机构4停止工作。
43.进一步地，该加热装置还包括导向支架6和送料支架7，所述导向支架6和送料支架7均设置在所述加热炉1的进料方向上，且所述导向支架6位于所述加热炉1的进料口外侧，所述送料支架7位于所述送料机构2的后方。
44.该加热装置的工作过程如下：
45.异型钢轨加热前由上料系统移动至加热炉的前端，并放置在导向支架和送料支架上，夹料机构的第一液压缸将基座顶升，使基座的顶面与异型钢轨底面接触后停止，此时基座上的第二液压缸收缩，驱动夹紧块向内水平移动将异型钢轨轨底部分夹紧，然后根据工艺要求(包括钢轨顶面与炉膛顶部的距离以及钢轨轨头需处于加热炉中心位置)以及入炉后的异型钢轨轨头状态，通过第一液压缸顶升基座，使得钢轨顶面与炉膛顶面距离符合工艺要求，并通过横向移动机构，使得异型钢轨加热部分的轨头处于加热炉的中心，同时根据异型钢轨跟端加热长度，控制系统控制纵向移动机构的第一电机启动，从而将异型钢轨送入加热炉，达到设定的加热长度后停止送料。
46.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。