本發明涉及鋼軌在線噴風淬火模擬裝置，特別是一種彎曲變形可控的鋼軌在線整體噴風淬火模擬實驗裝置。

背景技術：

鐵路運輸在我國國民經濟的發展中一直起著非常重要的作用，其發展事關國計民生。高速、重載是世界鐵路發展的總趨勢，而鐵路高速、重載和高密度的運輸組織方式，必然導致輪軌滾動接觸應力的增加，使得鋼軌的使役條件進一步惡化，進而對鋼軌的強韌性提出了更高的要求。

而長期的實踐證明，噴風淬火是鋼軌強韌化方法中最為經濟且成效顯著的熱處理工藝，已在國際上廣泛應用，其是通過噴嘴將具有一定壓力的空氣噴射到鋼軌表面進行冷卻的熱處理工藝。噴風淬火較之于鋼軌水淬、霧淬等工藝的突出優點是：空氣對鋼軌表面狀態影響較小，且噴嘴不會出現水霧淬火的堵塞現象，因而冷卻性能穩定，淬火后鋼軌性能較好，且波動小、質量穩定，同時還具有經濟環保的優點。

雖然，目前針對鋼軌噴風淬火熱處理工藝，出現了一種鋼軌在線噴風淬火熱處理模擬實驗裝置，專利公開（公告）號cn103131826a；其公開了一種鋼軌噴風冷卻的實驗裝置，該實驗裝置通過設定噴風參數的方式對鋼軌最終的淬火結果進行采集，然后逐步獲取最佳的噴風參數，其無法在淬火過程中對噴風參數盡心該調整，因此，其實驗方式需要耗費大量能源和時間，效率極低；同時，上述的鋼軌噴風淬火模擬實驗裝置由于規模和成本限制，無法真正模擬百米鋼軌生產線上鋼軌的實際連續噴風淬火過程，即鋼軌以恒定速度（約1.5m/s）通過近百米的噴風淬火生產線的過程。

技術實現要素：

本發明就是針對上述問題，提供一種能在淬火過程中控制鋼軌變形，并且能模擬百米鋼軌生產線上鋼軌的實際連續噴風淬火過程的噴風淬火模擬實驗裝置。

為了實現本發明的上述目的，本發明采用如下技術方案，本發明包括與氣源相連的噴風壓力控制系統和淬火系統，其特征在于：所述淬火系統包括具有環形軌道的機架，環形軌道上設置具有行走裝置的鋼軌固定架，機架上相應于環形軌道的上、下、左、右均排布設置有噴嘴，所述噴嘴與所述噴風壓力控制系統相連；所述鋼軌固定架上設置有縱向位移傳感器和橫向位移傳感器。

作為本發明的一種優選方案，所述機架上相應于環形軌道側方排布設置有紅外傳感器，所述紅外傳感器與一電控系統相連，所述噴嘴和噴風壓力控制系統之間設置有與電控系統相連的電磁閥；所述鋼軌固定架上的縱向位移傳感器和橫向位移傳感器均與所述電控系統相連。

本發明的有益效果：1、本發明的噴風淬火系統在鋼軌上下左右四個方位設置四組噴嘴，在使用過程中，可根據鋼軌的運動位置由程序通過電磁閥對噴嘴噴風與否進行實時控制，只允許與鋼軌相對應的幾個噴嘴同時進行噴風，可保證較高的噴風壓力和最大程度的減少實驗成本，進而實現對鋼軌進行整體噴風淬火的模擬。

2、本發明可利用縱向位移傳感器和橫向位移傳感器獲取鋼軌在噴風淬火過程中的縱向和橫向彎曲變形，并可根據鋼軌彎曲變形量通過噴風壓力控制系統調節鋼軌上下左右四組噴嘴的噴風壓力，進而對鋼軌的彎曲變形進行矯正；

3、本發明利用環形軌道可實現鋼軌以實際的恒定速度循環移動，進而可以很好地模擬百米鋼軌生產線上鋼軌的實際連續噴風淬火過程。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是淬火系統的結構示意圖。

圖3是圖2的a部放大圖。

圖4是機架的結構示意圖。

圖5是環形軌道、行走裝置和鋼軌固定架的結構示意圖。

圖6是電磁閥的結構示意圖。

附圖中1為空壓機、2為儲氣罐、3為過濾器、4為冷干機、5為風箱、6為自動壓力調節閥、7為管道、8為機架、9為輥道、10為加熱爐、11為紅外傳感器、12為固定架、13為噴嘴、14為球形接口、15為鋼軌、16為外軌、17為縱向位移傳感器、18為橫向位移傳感器、19為行走輪、20為內軌、21為驅動電機、22為電磁閥。

具體實施方式

本發明包括與氣源相連的噴風壓力控制系統和淬火系統，其特征在于：所述淬火系統包括具有環形軌道的機架8，環形軌道上設置具有行走裝置的鋼軌固定架12，機架8上相應于環形軌道的上、下、左、右均排布設置有噴嘴13，所述噴嘴13與所述噴風壓力控制系統相連；所述鋼軌固定架12上設置有縱向位移傳感器17和橫向位移傳感器18。

作為本發明的一種優選方案，所述機架8上相應于環形軌道側方排布設置有紅外傳感器11，所述紅外傳感器11與一電控系統相連，所述噴嘴13和噴風壓力控制系統之間設置有與電控系統相連的電磁閥22；所述鋼軌固定架12上的縱向位移傳感器17和橫向位移傳感器18均與所述電控系統相連。

所述噴嘴13設置為拉瓦爾扁縫噴嘴13。

所述相互對應的上下左右噴嘴13為一組，相應于每組噴嘴13均設置有兩個紅外傳感器11，兩紅外傳感器11分別設置于環形軌道的內外兩側。

所述氣源包括空壓機1、儲氣罐2、過濾器3、冷干機4；所述冷干機4內設置與電控系統相連的溫度傳感器、濕度傳感器和流量傳感器。可提供用于淬火空氣的各項參數，保證壓縮空氣的穩定性。

所述噴風壓力控制系統包括風箱5和風箱5上四個與電控系統相連的自動壓力調節閥6，自動壓力調節閥6通過管道7與所述噴嘴13相連。

所述環形軌道包括內軌20和外軌16，所述行走裝置包括鋼軌固定架12底部的行走輪19，行走輪19上設置有與所述內軌20和外軌16配合的凹槽；行走輪19下方設置有驅動電機21。

所述縱向位移傳感器17相應于鋼軌15的底部設置于鋼軌固定架12的中部，所述橫向位移傳感器18相應于鋼軌15的側面設置于鋼軌固定架12的中部。用于檢測鋼軌15在噴風淬火過程中的縱向彎曲變形和橫向彎曲變形。

所述噴嘴13通過連接螺紋與所述機架8相連。

所述噴嘴13上設置有球形接口14。

本發明還包括具有輥道9的加熱爐10，輥道9與所述機架8內的環形軌道入口相對應。

機架8上相應于環形軌道的上、下、左、右均排布設置有30～80個拉瓦爾扁縫噴嘴13，相鄰的兩噴嘴13之間的間距為50mm～100mm，上方和下方的噴嘴13與鋼軌15表面的距離（初始距離為50mm）通過調整機架8與噴嘴13之間的連接螺紋進行調節，調節范圍為1mm～50mm，上下左右噴嘴13的噴風角度（初始角度為45°）可轉動球形接口14進行調節，調節范圍0°～90°，并根據鋼軌15的運動位置由電控系統通過電磁閥22對噴嘴13噴風與否進行實時控制，一個電磁閥22控制相對應的上下左右四個噴嘴13，為保證較高的噴風壓力，每組允許3～10個噴嘴13同時進行噴風（具體可根據鋼軌15長度200mm～500mm進行調整，保證噴風范圍覆蓋整個鋼軌15即可，進而實現對鋼軌15進行整體噴風淬火，同時根據鋼軌15彎曲變形檢測系統所反饋的鋼軌15在縱向和橫向的彎曲變形量，來控制上下左右組噴嘴13的噴風壓力，其規則是：若檢測到鋼軌15向上的彎曲變形量達到一定的閾值，則增大鋼軌15下邊的噴嘴13噴風壓力，增強鋼軌15軌底的冷卻效果，進而使鋼軌15在縱向方向重新恢復滿足要求的平直度，其他情況以此類推；本發明的加熱爐10負責將鋼軌15重新加熱到800℃～1000℃，達到預定溫度后，通過輥道9將鋼軌15運至鋼軌固定架12上。

本發明的工作方式如下：首先利用加熱爐10按需要將鋼軌15加熱至800℃～1000℃，同時啟動空壓機1、冷干機4、自動壓力調節閥6和電磁閥22，將壓縮空氣調整至需要的溫度、濕度和壓力，然后，將鋼軌15從加熱爐10中取出通過輥道9將鋼軌15運至鋼軌固定架12上，啟動驅動電機21使鋼軌15以恒定速度沿環形軌道運動，然后由電控系統根據紅外傳感器11返回的信號，判斷鋼軌15的運動位置，并通過電磁閥22控制上下左右四組噴嘴13的噴風時間，進而實現對鋼軌15整體進行連續噴風淬火。噴風淬火過程中，根據縱向位移傳感器17和橫向位移傳感器18所反饋的鋼軌15在縱向和橫向的彎曲變形量，通過自動壓力調節閥6來控制上下左右四組噴嘴13的噴風壓力。

可以理解的是，以上關于本發明的具體描述，僅用于說明本發明而并非受限于本發明實施例所描述的技術方案，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發明進行修改或等同替換，以達到相同的技術效果；只要滿足使用需要，都在本發明的保護范圍之內。