钢轨淬火机床专用控风喷风装置及控风喷风方法

摘要

本发明涉及一种钢轨淬火机床专用控风喷风装置及控风喷风方法，由淬火冷却控风装置、淬火冷却喷风装置和PLC控制器构成；所述淬火冷却控风装置中储气罐设有总进风管路，多根出风支管分别通过各自电气比例阀自上而下与储气罐连通，测温仪出风支管通过电气比例阀与储气罐连通，多个压力传感器分别与电气比例阀出口连通，多个压力传感器的信号输出端接PLC控制器的信号输入端，PLC控制器的信号输出端接电气比例阀信号输入端；所述淬火冷却喷风装置中燕翅型箱上的进风口成阶梯状排均布箱体上部，喷风口蜂巢式分布在燕翅型箱喷风面上。

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够从根本上解决钢轨淬火冷却工序普遍出现的风压不稳定、调压操作不准确、以及淬火层硬度不稳定的钢轨淬火机床专用控风喷风装置及控风喷风方法，属钢轨淬火机床专用喷风装置制造领域。

背景技术

目前钢轨淬火机床冷却风压控制上，国内行业基本停留在机械仪表辅助、人工手动阀门操作，加工过程要靠操作者的生产经验来控制，大大制约了产品质量控制与生产效率；而且机械仪表控制稳定性、精确性、反馈性都不可靠；而钢轨淬火机床冷却风压喷风装置上，基本是风压平均分布式、三面喷风冷却器，未能根据淬火实际要求分布淬火冷却介质、未能有效的利用风能。造成钢轨表面淬火硬度不均、废品率高、能源浪费等不良后果。

201220457569.7、名称“淬火冷却装置”，包括水箱和冷却通道，水箱上设有滚轮，冷却通道设置在水箱上，水箱中设有下水管，下水管上设有下喷嘴，冷却通道内设有上水管，上水管上设有上喷嘴；工件通过滚轮摩擦进入到冷却通道，相比较于之前人力移动加工工件进入冷却通道变得省力且能大幅提高效率，通过冷却通道的加长和水流量的加大，使得加工件冷却的均衡性，冷却速度，冷却效果大幅加大，从而硬度和工件变形得到有效控制。该专利重点针对钢轨淬火机的控制系统中温度控制模块的硬、软件进行了设计，与本专利研究内容不同。

发明内容

设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种既能够克服钢轨淬火冷却工序普遍出现的风压不稳定、调压操作困难不准确、淬火层硬度不稳定，又能方便有效的控制风压压力、提供稳定的喷风风压及提高淬火层硬度的钢轨淬火机床专用控风喷风装置及控风喷风方法。

设计方案：为了实现上述设计目的。1、淬火冷却控风装置，采用风压闭环调压系统，风压自动检测并调节。采用7个高精度压力传感器和6个电气比例阀调节风压。分别采集1路总风压、5路工作风压和1路测温仪工作风压。在操作台上设定工作风压，通过压力传感器采集信号，通过PLC计算PID处理后，输出控制信号控制电气比例阀自动调节压力和流量自动检测总风压和工作风压，在供气源压力最大范围内，自动恒定工作风压，达到自动智能调节控制目的。2、淬火冷却喷风装置，采用进风口阶梯式布局、喷风口蜂巢式布局、燕翅型箱型结构。可以有效的提高淬火层硬度，使淬火层硬度分布均匀，金相组织稳定。 

技术方案1：一种钢轨淬火机床专用控风喷风装置，由淬火冷却控风装置、淬火冷却喷风装置和PLC控制器构成；所述淬火冷却控风装置中储气罐设有总进风管路，多根出风支管分别通过各自电气比例阀自上而下与储气罐连通，测温仪出风支管通过电气比例阀与储气罐连通，多个压力传感器分别与电气比例阀出口连通，多个压力传感器的信号输出端接PLC控制器的信号输入端，PLC控制器的信号输出端接电气比例阀信号输入端；所述淬火冷却喷风装置中燕翅型箱上的进风口成阶梯状排均布箱体上部，喷风口蜂巢式分布在燕翅型箱喷风面上。

技术方案2：一种钢轨淬火机床专用控风喷风装置的淬火冷却控风喷风方法，淬火冷却控风装置采用风压闭环调压系统，风压自动检测并调节，在PLC控制器上设定工作风压，压力传感器采集信号传送至PLC控制器信号输入端，PLC控制器计算PID处理后，PLC控制器输出控制信号控制电气比例阀自动调节压力和流量自动检测总风压和工作风压，在供气源压力最大范围内，自动恒定工作风压，达到自动智能调节控制目的；而淬火冷却喷风装置中的燕翅型箱上的进风口采用阶梯式布局，进风口分别与淬火冷却控风装置中的电气比例阀出风口连通，密布在燕翅型箱燕翅面蜂巢式布局的喷风口对钢轨喷风，有效的提高了钢轨淬火层硬度，使淬火层硬度分布均匀，金相组织稳定。

本发明与背景技术相比，一是本结构设计合理，简单实用，通用性强，安装维护方便，不仅适用道岔钢轨件淬火，而且试验用于线路钢轨热处理（TB/T2635—2004），可以代替三面喷风冷却器和喷雾装置的组合；二是能有效地提升已有道岔钢轨件热处理设备与技术水平，达到稳定和提升道岔产品质量、延长道岔使用寿命、提高生产效率的目的；三是实现了风压的稳定输出、精确便捷控制。

附图说明

图1是钢轨淬火机床专用控风喷风装置的结构原理示意图。

图2是钢轨淬火机床专用控风喷风装置的结构示意图。

图3是图1和图2中图示符号说明。

图4是图2中喷风面10的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：参照附图1-4。一种钢轨淬火机床专用控风喷风装置，由淬火冷却控风装置、淬火冷却喷风装置和PLC控制器构成；所述淬火冷却控风装置中储气罐设有总进风管路7，多根出风支管（2，3，4，5，6）分别通过各自电气比例阀（YV2，YV3，YV4，YV5，YV6）自上而下与储气罐连通，测温仪出风支管1通过电气比例阀（YV1）与储气罐连通，多个压力传感器（C1，C2，C3，C4，C5，C6）分别与电气比例阀（YV1，YV2，YV3，YV4，YV5，YV6）出口连通，多个压力传感器的信号输出端接PLC控制器的信号输入端，PLC控制器的信号输出端接电气比例阀信号输入端；所述淬火冷却喷风装置中燕翅型箱9上的进风口成阶梯状排均布箱体上部，喷风口蜂巢式分布在燕翅型箱9喷风面10上。测温仪出风支管1设置在出风支管2的上方。电气比例阀（YV1，YV2，YV3，YV4，YV5，YV6）进口分别与空气滤清器（L1，L2，L3，L4，L5，L6）连通。进风口成阶梯状排均布箱体上部，即从淬火风冷起点（a）到淬火风冷终点（b）间的5个进风口的间距，按照9:11:13:15的比例均布箱体上部。出风口按照外接圆为φ30的正六边形密集排布。

进风口成阶梯状排布：从淬火风冷起点a到淬火风冷终点b间的5个进风口的间距，按照9:11:13:15的比例均布箱体上部。

燕翅型箱型结构：适用于钢轨帽型的特点，使风压有效集中在钢轨帽型表面，可代替三面喷风冷却器。

出风口蜂巢式密集排布：出风口按照外接圆为φ30的正六边形密集排布，可以有效的减少出风压力干涉，提高出风压力的稳定性。

钢轨淬火工件运行方向。

实施例2：在实施例1的基础上，一种钢轨淬火机床专用控风喷风装置的淬火冷却控风喷风方法，淬火冷却控风装置采用风压闭环调压系统，风压自动检测并调节，在PLC控制器上设定工作风压，压力传感器采集信号传送至PLC控制器信号输入端，PLC控制器计算PID处理后，PLC控制器输出控制信号控制电气比例阀自动调节压力和流量自动检测总风压和工作风压，在供气源压力最大范围内，自动恒定工作风压，达到自动智能调节控制目的；而淬火冷却喷风装置中的燕翅型箱上的进风口采用阶梯式布局，进风口分别与淬火冷却控风装置中的电气比例阀出风口连通，密布在燕翅型箱燕翅面蜂巢式布局的喷风口对钢轨喷风，有效的提高了钢轨淬火层硬度，使淬火层硬度分布均匀，金相组织稳定。

例：

A、控风装置：

如图1，风源从0号支路（总进风支路DN100）通过手动阀门F0进入储气罐（容量1m3）,储气罐设有高精度压力传感器C0；出风支路共6个，1号支路为测温仪出风支路、2-6号支路为出风工作支路，每个支路都是DN30的管径，1号支路压缩空气经过空气精滤器L1、电气比例阀YV1、高精度压力传感器C1到达测温仪；2号-5号支路压缩空气经过空气精滤器L（2-6）、电气比例阀YV（2-6）、高精度压力传感器C（2-6）到达喷风装置。

B、喷风装置：如图2，

1、进风口（图2标号7）成阶梯状排布：从淬火风冷起点a到淬火风冷终点b间的5个进风口的间距，按照9:11:13:15的比例均布箱体上部。

2、燕翅型箱型结构（图2标号9）：适用于钢轨帽型的特点，使风压有效集中在钢轨帽型表面，可代替三面喷风冷却器。

3、出风口蜂巢式密集排布：出风口按照外接圆为φ30的正六边形密集排布，见图2中标号10，可以有效的减少出风压力干涉，提高出风压力的稳定性。

4、钢轨淬火工件运行方向，见图2中标号11。

需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。