專利名稱：鐵路軌道激光維修車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵路軌道車，特別是涉及一種鐵路軌道激光維修車。
鐵路軌道由鋼軌、道岔、接頭、連接件和軌下基礎(chǔ)組成。軌道有三大病害一是鋼軌病害，尤其是小曲線病害；二是道岔病害；三是接頭病害。這三大病害在鐵路全面提速后，仍然存在而且表現(xiàn)的更為突出。
鋼軌是鐵路軌道的重要組成部分，目前我國鋼軌鋪設(shè)總長度達(dá)16萬公里。為適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的需要，鐵路的速度、載重不斷提高。我國鐵路年均通過總重已超過3000萬噸公里，特別區(qū)段已達(dá)1.5-2億噸公里；主要干線客車速度將逐步提高到140-160Km/h，貨車速度將達(dá)到80-85Km/h。鐵道鋼軌直接承受列車荷載的反復(fù)作用，是適應(yīng)高速重載、強(qiáng)化軌道結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件，研究具有優(yōu)異使用性能的鐵道鋼軌、新的維修技術(shù)和維修車輛，是目前鐵路系統(tǒng)急待解決的重大問題。
我國鐵路主要干線目前使用的鋼軌是50型、60型，已超過6萬公里，約占全部干線的90％。國產(chǎn)這兩種鋼軌鋼種主要是U71Mn和U74，均為普通碳鋼鋼軌。在目前的運(yùn)輸條件下，這兩種鋼軌傷損日益嚴(yán)重，已暴露出承載力不足、使用壽命不長的問題，使重軌的優(yōu)越性得不到充分發(fā)揮。鋼軌在使用中出現(xiàn)的傷損主要是軌頭側(cè)磨，波磨，剝離和壓潰，尤以側(cè)磨傷損最為嚴(yán)重。繁忙線路上小曲線上目前鋼軌一年左右就需更換。
鋼軌傷損的主要原因是在接觸應(yīng)力作用下形成的接觸疲勞傷損，主要的傷損形式是金屬的塑性變形引起的塑性剝離。為解決鋼軌傷損問題，提高鋼軌使用壽命，國內(nèi)外對(duì)鋼軌的研究向著兩個(gè)方向；一個(gè)途徑是熱處理強(qiáng)化，日、美、獨(dú)聯(lián)體主要走熱處理強(qiáng)化的途徑，對(duì)鋼軌進(jìn)行全長淬火處理；另一個(gè)途徑是合金化，西歐一些國家主要是采取對(duì)鋼軌合金強(qiáng)化的方法。共同的目的是提高鋼軌材質(zhì)的強(qiáng)度與耐磨性。我國鋼軌在這二個(gè)途徑上已做了大量的試驗(yàn)。近年來鐵道部、冶金部聯(lián)合試制了PD2鋼軌、PD3鋼軌和稀土鋼軌，并進(jìn)口日本等12個(gè)國家的鋼軌80萬噸鋪設(shè)試驗(yàn)。鐵道部經(jīng)過對(duì)國內(nèi)外鋼軌大量試驗(yàn)后，大力提倡推廣全長淬火鋼軌。
道岔是鐵路軌道的重要組成部分，目前我國鐵道線路上鋪設(shè)有13萬組。隨著鐵路高速的發(fā)展，高的運(yùn)輸強(qiáng)度與低的軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的矛盾日益突出。道岔作為軌道三大薄弱環(huán)節(jié)之一，其技術(shù)性能，質(zhì)量成為強(qiáng)化軌道結(jié)構(gòu)，提高列車行車速度及運(yùn)輸安全的關(guān)鍵限制因素。我國解放后生產(chǎn)的道岔50年代主要是“55”型，“57”型。六十年代有“62”型。70年代80年代有“75”型。90年代初，我國使用的“75”型(含“62”型)道岔超過10萬組，占全部道岔的80％以上。90年代初又研制了“92”型快速道岔。今后在相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，低速鐵路(速度小于100km/h)仍將大量使用“75”型，“92”型道岔。90年代中期，為適應(yīng)鐵路提速要求，研制生產(chǎn)了適應(yīng)速度在160km/h的道岔，稱為提速道岔(準(zhǔn)高速)。今后還將研制適應(yīng)200km/h以上速度的道岔(高速)。目前，提速道岔正在各重要鐵路干線大量鋪設(shè)，尖軌是道岔的重要部件，尖軌病害和使用壽命是道岔使用壽命與運(yùn)營成本的重要限制因素。尖軌的主要傷損部位及使用壽命取決于尖軌軌尖部分的磨損剝離，其傷損部位大部分在橫截面10mm以前的尖端部位。軌尖部分在剝離掉塊之前，一般先出現(xiàn)比較明顯的金屬塑性變形，壓輾而出現(xiàn)飛邊現(xiàn)象。尖軌使用1-3個(gè)月就會(huì)出現(xiàn)飛邊，提速道岔尖軌磨損嚴(yán)重區(qū)段使用二個(gè)多月就必須更換。目前道岔尖軌是用普通軌或50AT軌和60AT軌加工而成，主要采用U71Mn軌鋼。尖軌在生產(chǎn)制造工藝上存在一些問題。由于加工后的尖軌在長度上呈現(xiàn)變截面，這樣一般淬火處理的質(zhì)量就不容易掌握，尖軌橫截面10mm之前的部分實(shí)際上淬不上火，但按設(shè)計(jì)要求淬火的尺寸應(yīng)達(dá)到尖軌截面5mm處，而在現(xiàn)場(chǎng)使用中正是這一部分的尖軌最容易發(fā)生磨耗剝離。道岔尖軌加工需大型專用機(jī)床，尖軌價(jià)格尤其提速道岔尖軌價(jià)格很貴。為節(jié)約成本，一些單位采用傳統(tǒng)手工焊的辦法，對(duì)尖軌磨耗部位進(jìn)行焊補(bǔ)。因尖軌尖端處寬度僅幾毫米，用電焊修補(bǔ)是不成功的。
護(hù)軌是道岔的重要部件。護(hù)軌是固定性轍叉的重要組成部分，設(shè)置在轍叉兩側(cè)，作用是控制車輪運(yùn)行方向，防止其在轍叉有害空間沖擊或爬上轍叉心軌尖端，是保證行車安全的重要設(shè)備。護(hù)軌由平直段、兩側(cè)緩沖段和兩端開口段組成。目前我國道岔護(hù)軌類型主要有鋼軌間隔鐵型、H型和槽型，提速道岔護(hù)軌類型為H型。護(hù)軌病害和使用壽命是道岔使用壽命與運(yùn)營成本的重要因素。護(hù)軌的主要傷損部位及使用壽命取決于護(hù)軌直線段部分的磨損。提速道岔護(hù)軌磨損嚴(yán)重區(qū)段月磨耗約1mm，使用一年左右就必須更換。目前道岔護(hù)軌一般是用普通鋼軌加工而成。為延長護(hù)軌使用壽命，要求其軌頭工作邊側(cè)面應(yīng)進(jìn)行淬火處理。
工業(yè)上為提高鋼軌表面硬度、耐磨性和抗拉強(qiáng)度，采取鋼軌頂端淬火。將軋后的鋼軌端部用感應(yīng)電流加熱至大約900℃，并維持幾分鐘，然后快速冷卻至大約550℃-650℃，一般用強(qiáng)制空冷，并在此溫度范圍保溫到奧氏體完全轉(zhuǎn)變成貝氏體為止。提高鋼軌端部的冷卻速度則減小珠光體片層間距，抗拉強(qiáng)度提高，硬度增強(qiáng)。鋼軌感應(yīng)淬火軌頭和軌側(cè)表面處硬度達(dá)280-400HV。實(shí)際上鋼軌、尖軌、護(hù)軌并不需要整個(gè)軌頭進(jìn)行淬火，僅僅要求其工作邊表面進(jìn)行淬火，這個(gè)要求一般的工業(yè)淬火是難以做到的。因尖軌、護(hù)軌要進(jìn)行軌頭機(jī)加工，淬火鋼軌加工有困難，用普通鋼軌加工后對(duì)尖軌尖端、護(hù)軌平直段進(jìn)行淬火亦有困難，事實(shí)上目前使用中的部分尖軌尖端、護(hù)軌平直段是未經(jīng)淬火處理的?，F(xiàn)場(chǎng)使用中提出的問題要求對(duì)尖軌尖端、護(hù)軌平直段能進(jìn)行簡(jiǎn)便實(shí)用的淬火處理并且要有比一般工業(yè)淬火有更高的強(qiáng)度和硬度。
轍叉是道岔的核心部件，其作用是使車輪在平面上交叉通過鋼軌。目前我國轍叉有固定和心軌可動(dòng)兩種，材料分別為高錳鋼與中碳鋼，其中高錳鋼固定式轍叉目前在正線上已普遍使用。高錳鋼轍叉在使用中主要問題是裂紋和表面剝落，最短的上線到運(yùn)行時(shí)間3個(gè)月，通過總重3000多萬噸，一般一年左右就要更換。目前正在普遍推廣KD286焊條就地修復(fù)技術(shù)，一般就地焊修后使用幾個(gè)月就得更換下道。錳叉問題在鐵道工務(wù)系統(tǒng)是個(gè)很頭痛的問題，目前仍無法解決。
鐵道線路接頭也是軌道的薄弱環(huán)節(jié)。為了消除接頭病害，鐵道部正在主要干線大力推廣軌道無縫線路技術(shù)，目前國內(nèi)最長的無縫線路已達(dá)230多公里。無縫線路是用國標(biāo)25米鋼軌在焊軌廠焊接成500米長鋼軌，長鋼軌拉到施工現(xiàn)場(chǎng)就地焊接成無縫線路。無縫線路目前仍存在嚴(yán)重的接頭病害，甚至可以說，有多少個(gè)焊接接頭，就可能有多少接頭病害。因?yàn)楹附咏宇^時(shí)，高溫溶解區(qū)與熱影響區(qū)的退火作用使得這些區(qū)域較鋼軌的其他部位硬度要低，如果不對(duì)焊接接頭重新進(jìn)行熱處理，上線運(yùn)行后，焊接接頭區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)磨耗，久之出現(xiàn)低接頭，線路狀態(tài)迅速惡化。這種接頭病害比有縫線路接頭病害還難以治理。鋼軌在焊軌廠焊接接頭還有辦法處理，在現(xiàn)場(chǎng)焊接的接頭熱處理目前還有很多問題。
激光技術(shù)是一項(xiàng)迅速發(fā)展的高新技術(shù)，激光表面改性技術(shù)是激光應(yīng)用的一個(gè)分支，目前已成為材料表面強(qiáng)化的最有效的手段之一。適用于軌道的激光表面改性技術(shù)有激光相變硬化，激光熔凝硬化，激光表面合金化，激光表面熔覆等。這些技術(shù)可以成為解決上述軌道病害的非常有效的手段，現(xiàn)場(chǎng)需要迫切，經(jīng)濟(jì)效益巨大。但要實(shí)施上述技術(shù)方案，前提是必須研究開發(fā)一種適用于鐵路軌道就地維修的激光加工車。
本發(fā)明的目的是提供一種適用于鐵路軌道就地維修的激光加工車，可以有效、機(jī)動(dòng)、周期性地對(duì)軌道就地進(jìn)行激光維修，緩解和克服目前鋼軌、道岔、鋼軌接頭諸多病害，以適應(yīng)鐵路提速后對(duì)軌道維修提出的更高地要求。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種鐵路軌道激光維修車，包括牽引及控制車(1)，軌道激光維修車(2)；牽引控制車(1)在鐵路軌道車的基礎(chǔ)上，新增牽引及控制系統(tǒng)(3)，發(fā)電及控制系統(tǒng)(4)，激光作業(yè)總控制臺(tái)(5)；軌道激光維修車(2)在鐵路平板車和鐵路客車底盤的基礎(chǔ)上，新增車輛減震系統(tǒng)(6)，激光器減震系統(tǒng)(7)，激光器系統(tǒng)(8)，激光光路及移動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)(9)，鋼軌面清洗系統(tǒng)(10)，鋼軌面吸光材料噴涂系統(tǒng)(11)，涂料烘干系統(tǒng)(12)，監(jiān)視及照明系統(tǒng)(13)；激光器供氣系統(tǒng)(14)，激光器供粉系統(tǒng)(15)，激光器冷卻系統(tǒng)(16)，激光器供風(fēng)系統(tǒng)(17)，激光車車體車廂密封除塵系統(tǒng)(18)；多輛鐵路軌道激光維修車可組合成軌道激光維修列車，多輛軌道激光維修車(2)組合配置一輛牽引及控制車(1)亦可組成軌道激光維修列車，軌道激光維修列車可將發(fā)電及控制系統(tǒng)(4)、激光器供氣系統(tǒng)(14)、激光器冷卻系統(tǒng)(16)、激光器供風(fēng)系統(tǒng)(17)設(shè)專車集中配送。牽引及控制車(1)將軌道激光維修車(2)拖拉到線路作業(yè)地點(diǎn)，啟動(dòng)發(fā)電及控制系統(tǒng)(4)，打開激光作業(yè)總控制臺(tái)(5)；啟動(dòng)激光器系統(tǒng)(8)，使激光器處于待機(jī)狀態(tài)；打開監(jiān)視系統(tǒng)(13)，光線弱同時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)(13)，通過激光光路及光路移動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)(9)調(diào)整對(duì)位，并設(shè)置好各種參數(shù)；準(zhǔn)備工作做完，牽引及控制系統(tǒng)(3)按規(guī)定速度前進(jìn)或推進(jìn)；開動(dòng)鋼軌面清洗系統(tǒng)(10)，依次啟動(dòng)鋼軌面吸光材料噴涂系統(tǒng)(11)和涂料烘干系統(tǒng)(12)；通過監(jiān)視及照明系統(tǒng)(13)對(duì)激光車下作業(yè)情況進(jìn)行監(jiān)視，待光頭走到規(guī)定位置時(shí)及時(shí)打開激光束開始技術(shù)作業(yè)并在軌面上形成設(shè)計(jì)的硬化層。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是把激光器從工廠固定式變成沿鐵路軌道的移動(dòng)式，使激光加工技術(shù)作業(yè)從車間走到了鐵路沿線現(xiàn)場(chǎng)，具有很強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性、靈活性、重復(fù)性和實(shí)用性；本發(fā)明可使激光加工技術(shù)在鐵路軌道上的種種設(shè)想變成現(xiàn)實(shí)，可以對(duì)線路上某點(diǎn)進(jìn)行激光維修，也可以對(duì)某一段線路進(jìn)行激光維修，還可以對(duì)某一組道岔、某一小曲線進(jìn)行專門激光維修，甚至可以對(duì)某一根尖軌、護(hù)軌或無縫線路接頭進(jìn)行特別激光維修；更感興趣的是，利用本發(fā)明，可以對(duì)鋼軌、道岔輪軌接觸面進(jìn)行周期性的激光強(qiáng)化計(jì)劃維修，如道岔通過總重4000萬噸可以進(jìn)行一次激光強(qiáng)化維修，鋼軌通過30000萬噸可以進(jìn)行一次激光強(qiáng)化維修；這意味著鋼軌、道岔輪軌接觸面可以近乎永久地保留一個(gè)激光硬化層，從而其使用壽命將大大提高；使用本發(fā)明對(duì)鋼軌、道岔進(jìn)行周期性的激光計(jì)劃維修，鋼軌、道岔的使用壽命至少可以翻一翻，即鋼軌通過總重12億---15億噸，道岔的通過總重1.5----2億噸；推廣使用本發(fā)明，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述

圖1是本發(fā)明構(gòu)造示意圖。
參照?qǐng)D1，牽引及控制車(1)在鐵路軌道車基礎(chǔ)上新增牽引及控制系統(tǒng)(3)、發(fā)電及控制系統(tǒng)(4)、激光作業(yè)總控制臺(tái)(5)三大部分。
牽引及控制系統(tǒng)(3)可以利用鐵路目前現(xiàn)有的軌道車生產(chǎn)線生產(chǎn)；發(fā)動(dòng)機(jī)采用大馬力柴油機(jī)，傳動(dòng)、走行部分充分利用現(xiàn)有設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)最高時(shí)速120KMm/h，尤其低速段速度要精心設(shè)計(jì)，低速可分3.6m/h，36m/h，360m/h，3.6Km/h，36Km/h檔段，每時(shí)速段內(nèi)務(wù)求均勻，以使激光束作用點(diǎn)時(shí)間一致，鋼材顯微組織、強(qiáng)度均衡。
發(fā)電及控制系統(tǒng)(4)的發(fā)電機(jī)功率要根據(jù)激光器額定輸出功率除以光電轉(zhuǎn)換效率并乘以大于1的系數(shù)來定，其控制系統(tǒng)可與激光作業(yè)總控制臺(tái)(5)一同設(shè)計(jì)。
激光作業(yè)總控制臺(tái)(5)是本發(fā)明的核心，下分6塊分控盤；其一是牽引時(shí)速控制盤，主要精確控制低速檔段；其二是激光加工作業(yè)先前工序作業(yè)控制盤，包括鋼軌面清洗系統(tǒng)(10)，鋼軌面吸光材料噴涂系統(tǒng)(11)，涂料烘干系統(tǒng)(12)；其三是激光器及其附屬系統(tǒng)控制盤，包括激光器供氣系統(tǒng)(14)，激光器供粉系統(tǒng)(15)，激光器冷卻系統(tǒng)(16)；其四是發(fā)電及控制系統(tǒng)(4)的控制盤；其五是監(jiān)視及照明系統(tǒng)(13)控制盤；其六是激光光路及光路移動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)(9)控制盤；6塊分控盤統(tǒng)一設(shè)計(jì)，由計(jì)算機(jī)集中控制。牽引及控制車(1)與激光加工車(2)底盤、車廂都連在一齊，兩車箱軟連接，留有車門，可供機(jī)務(wù)人員進(jìn)出；車箱外形與軌道車可以不同。
軌道激光維修車(2)在鐵路平板拖車的基礎(chǔ)上，新增車體與激光器減震系統(tǒng)、激光加工作業(yè)先前工序作業(yè)系統(tǒng)、激光器及其附屬系統(tǒng)、激光光路調(diào)整及控制系統(tǒng)、激光車車體車廂密封除塵系統(tǒng)(18)五大部分。
車體及激光器減震系統(tǒng)包括車輛減震系統(tǒng)(6)，激光器減震系統(tǒng)(7)；減震設(shè)計(jì)主要考慮120Km/h在軌道上拖拉時(shí)的振動(dòng)問題，在低速激光加工時(shí)的振動(dòng)問題可以不予考慮；車輛減震設(shè)計(jì)可以參照鐵路客車、機(jī)車的減震技術(shù)；激光器減震在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予充分考慮，包括諧振腔的固定，光路及鏡片的震動(dòng)，電極、電路板的連接，各種接頭連接，激光器底座的減震等。
激光加工作業(yè)先前工序作業(yè)系統(tǒng)包括鋼軌面清洗系統(tǒng)(10)，鋼軌面吸光材料噴涂系統(tǒng)(11)，涂料烘干系統(tǒng)(12)；鋼軌面清洗系統(tǒng)(10)包括置于轉(zhuǎn)向架前或后的4個(gè)清洗盤或清洗板，作用是清洗掉鋼軌面上的灰塵和油膩，清洗盤或板與鋼軌接觸面用有機(jī)纖維，可定期更換；鋼軌面吸光材料噴涂系統(tǒng)(11)包括1個(gè)儲(chǔ)料罐，4個(gè)噴嘴分置在光頭與車輪間靠近車輪處，風(fēng)管與激光器供風(fēng)系統(tǒng)連接；涂料烘干系統(tǒng)(12)包括4個(gè)紅外烘烤或電熱風(fēng)烘烤器，分置在涂料噴嘴與激光光頭間靠近涂料噴嘴側(cè)；上述系統(tǒng)如果激光加工車單向前進(jìn)，清洗盤、涂料噴嘴、烘烤器設(shè)置均減半。
激光器及其附屬系統(tǒng)包括激光器(8)，激光器供電及控制系統(tǒng)(4)，激光器供氣系統(tǒng)(14)，激光器供粉系統(tǒng)(15)，激光器冷卻系統(tǒng)(16)，激光器供風(fēng)系統(tǒng)(17)；激光器(8)為大功率CO2氣體激光器，目前國內(nèi)外商品化的大功率CO2氣體激光器功率可達(dá)5000瓦、8000瓦、10000瓦、20000瓦，對(duì)軌道激光加工來說，功率愈大愈好，因?yàn)榭梢蕴岣呒庸に俣?；激光器光軸與軌道中心線平行，兩臺(tái)激光器相對(duì)并與車輛幾何中心斜對(duì)稱放置；激光器供電及控制系統(tǒng)(4)發(fā)電機(jī)可以利用軌道車上攜帶的發(fā)電機(jī)，因?yàn)榧す馄麟姽廪D(zhuǎn)換效率目前只有10％左右，發(fā)電機(jī)功率確定可將激光器總功率乘以10加予留量，軌道車發(fā)電機(jī)功率應(yīng)與激光器功率配套；供電控制系統(tǒng)可隨激光器成套配置；激光器供氣系統(tǒng)(14)是為了防止激光加工中鋼軌表面激光溶池中的元素氧化而設(shè)置的，一般向激光溶池中吹入惰性氣體，如氦氣、氬氣等，系統(tǒng)由氣瓶、管道、噴嘴、開關(guān)組成；激光器供粉系統(tǒng)(15)是為激光合金化、激光溶覆工藝而設(shè)置的，在需要的時(shí)候，合金粉末隨上述的供氣系統(tǒng)吹入的惰性氣體一道進(jìn)入激光溶池；激光器冷卻系統(tǒng)(16)作用是隨時(shí)排除激光發(fā)生器產(chǎn)生的熱量，以維持激光器穩(wěn)定的輸出功率，、有風(fēng)冷、水冷兩種形式，一般隨激光器成套配置，水冷設(shè)備占地方大，激光車場(chǎng)地狹小，可用風(fēng)冷；激光器供風(fēng)系統(tǒng)(17)由小型空壓機(jī)、風(fēng)管、控制器組成。上述系統(tǒng)，與激光器在車間均同，區(qū)別在于要考慮激光車行駛時(shí)的振動(dòng)，還要考慮系統(tǒng)在激光車上的空間限制。
激光光路調(diào)整及控制系統(tǒng)包括監(jiān)視及照明系統(tǒng)(13)和激光光路及數(shù)控系統(tǒng)(9)；監(jiān)視及照明系統(tǒng)(13)的設(shè)置是為了方便和了解激光車下作業(yè)情況，照明系統(tǒng)(13)由激光車下的8個(gè)照明燈、電纜、控制器組成，監(jiān)視系統(tǒng)(13)由2組微型攝像頭、電纜、控制器、顯示器組成；激光光路及數(shù)控系統(tǒng)(9)的設(shè)置是為了精確的將激光束轉(zhuǎn)到鋼軌加工點(diǎn)上，由光路轉(zhuǎn)鏡、支架、滑軌、移動(dòng)裝置、光路保護(hù)裝置、電纜、數(shù)控軟件、光頭組成；光路設(shè)計(jì)一面水平鏡將光就近垂直于激光器光軸線轉(zhuǎn)出，光路上置一面垂直鏡將光導(dǎo)向鋼軌面；要求激光車停止時(shí)，光頭順鋼軌移動(dòng)的最大距離1000mm，這樣可以就地加工一個(gè)無縫線路接頭；最大工作高度200mm，是指光頭自鋼軌面需垂直下降的高度，60鋼軌高度176mm，這樣可以加工鋼軌、轍叉?zhèn)让娴娜我稽c(diǎn)；最大工作寬度200--600mm，是指光頭水平移動(dòng)的距離；直線段60軌鋼軌面寬73mm，考慮光頭加寬，最大工作寬度200mm；曲線段加上300m小曲線與車輛長度的矢度和光頭自身位置小于300mm；道岔加工轍叉時(shí)水平寬度需要600mm。
激光車車底車廂密封除塵系統(tǒng)(18)是考慮激光器工作環(huán)境惡劣，為延長激光器壽命、減少維修工作量而設(shè)置的，包括車內(nèi)空氣除塵凈化設(shè)備，車箱密封設(shè)計(jì)，車底板從結(jié)構(gòu)上、平面上要做特殊的密封、開啟設(shè)計(jì)；如果考慮光頭的活動(dòng)平面為1000*600mm，車底板上要留出兩個(gè)同樣尺寸的門洞供光頭運(yùn)動(dòng)；光頭作業(yè)結(jié)束，光頭要收進(jìn)車箱，車底板門洞要隨時(shí)密閉，重新作業(yè)時(shí)，門洞重新開啟；根據(jù)總控臺(tái)的指令和作業(yè)程序，門洞可由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制開啟的速度和幅度。
多輛鐵路軌道激光維修車可組合成軌道激光維修列車，多輛軌道激光維修車(2)組合配置一輛牽引及控制車(1)亦可組成軌道激光維修列車；軌道激光維修列車可將發(fā)電及控制系統(tǒng)(4)、激光器供氣系統(tǒng)(14)、激光器冷卻系統(tǒng)(16)、激光器供風(fēng)系統(tǒng)(17)設(shè)專車集中配送，如大型的軌道激光維修列車可配專屬的發(fā)電車。
權(quán)利要求
1.一種鐵路軌道激光維修車，包括牽引及控制車(1)和軌道激光維修車(2)，其特征在于牽引控制車(1)在鐵路軌道車的基礎(chǔ)上，增設(shè)牽引及控制系統(tǒng)(3)，發(fā)電及控制系統(tǒng)(4)，激光作業(yè)總控制臺(tái)(5)；軌道激光維修車(2)在鐵路平板車和鐵路客車底盤的基礎(chǔ)上，增設(shè)車輛減震系統(tǒng)(6)，激光器減震系統(tǒng)(7)，激光器系統(tǒng)(8)，激光光路及移動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)(9)，鋼軌面清洗系統(tǒng)(10)，鋼軌面吸光材料噴涂系統(tǒng)(11)，涂料烘干系統(tǒng)(12)，監(jiān)視及照明系統(tǒng)(13)；激光器供氣系統(tǒng)(14)，激光器供粉系統(tǒng)(15)，激光器冷卻系統(tǒng)(16)，激光器供風(fēng)系統(tǒng)(17)，激光車車底車廂密封除塵系統(tǒng)(18)；多輛鐵路軌道激光維修車可組合成軌道激光維修列車。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道激光維修車，其特征在于設(shè)計(jì)時(shí)速3.6m/h--120Km/h，其中低速段3.6m/h--36Km/h，可均勻設(shè)置時(shí)速，能使激光束作用點(diǎn)時(shí)間一致；牽引及控制車(1)與軌道激光維修車(2)底盤用車鉤連在一齊，兩車箱間軟連接并留有供機(jī)務(wù)人員進(jìn)出的車門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光作業(yè)總控制臺(tái)，其特征在于，激光作業(yè)總控制臺(tái)(5)由6塊分控盤組成(1)牽引時(shí)速控制盤；(2)激光加工作業(yè)先前工序作業(yè)控制盤；(3)激光器及其附屬系統(tǒng)控制盤；(4)發(fā)電及控制系統(tǒng)控制盤；(5)監(jiān)視及照明系統(tǒng)控制盤；(6)激光光路及光路移動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)控制盤；6塊分控盤統(tǒng)一設(shè)計(jì)，由計(jì)算機(jī)集中控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌面清洗系統(tǒng)，其特征在于，鋼軌面清洗系統(tǒng)(10)包括置于轉(zhuǎn)向架前或后的2個(gè)或4個(gè)清洗盤或清洗板，清洗盤或板與鋼軌接觸面設(shè)置可更換的有機(jī)纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌面吸光材料噴涂及烘干系統(tǒng)，其特征在于鋼軌面吸光材料噴涂系統(tǒng)(11)包括1個(gè)儲(chǔ)料罐，2個(gè)或4個(gè)噴嘴分置在光頭與車輪間靠近車輪處，風(fēng)管與激光器供風(fēng)系統(tǒng)連接；鋼軌面涂料烘干系統(tǒng)(12)包括2個(gè)或4個(gè)紅外烘烤或電熱風(fēng)烘烤器，分置在涂料噴嘴與激光光頭間靠近涂料噴嘴側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器系統(tǒng)，其特征在于，激光器系統(tǒng)(8)中的激光器在車平面上的設(shè)置位置為激光器光軸與軌道中心線平行，兩臺(tái)激光器相對(duì)并與車輛幾何中心斜對(duì)稱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視及照明系統(tǒng)，其特征在于，照明系統(tǒng)(13)由激光車下的照明燈、電纜、控制器組成；監(jiān)視系統(tǒng)(13)由車下設(shè)置的微型攝像頭、電纜、控制器、顯示器組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光光路及移動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于激光光路及移動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)(9)的光路設(shè)計(jì)，為一面鏡將激光在水平面上就近鋼軌側(cè)垂直于激光器光軸線轉(zhuǎn)出，在轉(zhuǎn)出的光路上另置一面鏡將激光垂直導(dǎo)向鋼軌面；激光光路及移動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)(9)的光頭移動(dòng)范圍，在激光車靜止時(shí)，光頭順鋼軌移動(dòng)的最大距離1000mm，光頭自鋼軌面垂直下降的最大工作高度200mm，光頭水平移動(dòng)的最大工作寬度直線200mm，曲線300mm，轍叉600mm；激光光路及移動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)(9)由光路轉(zhuǎn)鏡、支架、滑軌、移動(dòng)裝置、光路保護(hù)裝置、電纜、數(shù)控軟件、光頭組成，能精確地將激光束轉(zhuǎn)到鋼軌加工點(diǎn)上；激光車底板上有略大于激光光頭活動(dòng)的平面、由計(jì)算機(jī)控制開啟和密閉的門洞。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路軌道激光維修列車，其特征在于鐵路軌道激光維修列車是由多輛激光加工車(2)組合配置一輛牽引及控制車(1)組成軌道激光維修列車；軌道激光維修列車可將發(fā)電及控制系統(tǒng)(4)、激光器供氣系統(tǒng)(14)、激光器冷卻系統(tǒng)(16)、激光器供風(fēng)系統(tǒng)(17)設(shè)專車集中配送。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適用于鐵路軌道就地維修的激光維修車，包括牽引及控制車和激光加工車，多輛激光維修車可組成激光維修列車，使用本發(fā)明可以有效、機(jī)動(dòng)、周期性地對(duì)軌道就地進(jìn)行激光維修，緩解和克服目前鋼軌、道岔、鋼軌接頭諸多病害，以適應(yīng)鐵路提速后對(duì)軌道維修提出的更高地要求。
文檔編號(hào)E01B31/18GK1434170SQ0210009
公開日2003年8月6日 申請(qǐng)日期2002年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月22日
發(fā)明者張準(zhǔn)勝, 呂杰勝 申請(qǐng)人:張準(zhǔn)勝, 呂杰勝