Автомат для технического обслуживания рельсов и способ применения такого автомата

Номер патента: 24964

Опубликовано: 30.11.2016

Автор: Сорон Жан

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1.Способ сварки локального участка (40) рельса или стрелочного перевода (15), включающий в себя этапы, на которых

позиционируют автомат (10) для электродуговой сварки вдоль по меньшей мере одного рельса или стрелочного перевода (15), при этом указанный автомат содержит раму (11) и сварочную горелку (13), в которую подается сварочная проволока с сердечником и которая снабжена средством (54, 56) перемещения в направлении по меньшей мере двух координат относительно рамы,

устанавливают горелку в исходное положение (Р0) относительно участка, подлежащего сварке,

сохраняют в системе отсчета, имеющей по меньшей мере две оси координат (X, Y), две пространственные координаты точек (Р), образующих по меньшей мере два многоугольника, определяющих по меньшей мере две отдельные рабочие поверхности (42, 43, 44) внутри участка, подлежащего сварке,

запускают программу (37) сварки, включающую в себя команду на перемещение горелки относительно рамы для последовательного выполнения сварки на всех вышеуказанных отдельных рабочих поверхностях, при этом во время операции сварки горелка перемещается так, что она

последовательно наплавляет первый сварной шов (45, 47) на каждой отдельной рабочей поверхности (42, 43, 44),

затем она последовательно наплавляет другой сварной шов (46) на каждой указанной рабочей поверхности, которая не является полностью закрытой,

при этом вышеуказанный последний этап повторяют до тех пор, пока по меньшей мере одна из рабочих поверхностей не будет полностью закрыта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пространственные координаты рабочих поверхностей определяют в системе отсчета, имеющей три координатные оси (X, Y, Z), при этом горелка (13) снабжена средствами (51, 54, 56) перемещения по трем координатным осям относительно рамы (11).

3. Способ по п.1 или 2, в котором сварные швы, наплавляемые горелкой, являются прямолинейными и, по существу, параллельными одному и тому же главному направлению перемещения горелки.

4. Способ по п.3, в котором перед запуском программы (37) сварки выбирают две точки (Р), координаты которых определяют главное направление перемещения горелки во время операции сварки.

5. Автомат (10) электродуговой сварки для осуществления способа по одному из пп.1-4, содержащий раму (11) и сварочное устройство (12), включающее в себя сварочную горелку (13), при этом рама снабжена по меньшей мере двумя средствами (16, 17) опоры на рельс или стрелочный перевод, а горелка содержит средства (54, 56) перемещения по меньшей мере по двум горизонтальным осям, при этом автомат снабжен средствами (14, 37), выполненными с возможностью в системе отсчета, являющейся, по меньшей мере, двухмерной, сохранять пространственные координаты точек (Р), образующих по меньшей мере два многоугольника, определяющих по меньшей мере две отдельные рабочие поверхности (42, 43, 44) внутри участка (40), подлежащего сварке, и выполнять программу (37) сварки, включающую в себя команду на перемещение горелки относительно рамы для последовательного выполнения сварки на всех вышеуказанных отдельных рабочих поверхностях, при этом программа сварки содержит следующие этапы, на которых

горелка последовательно наплавляет первый сварной шов (45, 47) на каждой отдельной рабочей поверхности (42, 43, 44),

затем горелка последовательно наплавляет другой сварной шов (46) на каждой вышеуказанной рабочей поверхности, которая не является полностью закрытой,

при этом вышеуказанный последний этап повторяют до тех пор, пока по меньшей мере одна из рабочих поверхностей не будет полностью закрыта.

6. Автомат по п.5, отличающийся тем, что горелка снабжена средствами (51, 54, 56) перемещения в направлении двух горизонтальных осей и одной вертикальной оси, и пространственные координаты рабочих поверхностей определены в системе отсчета, имеющей три координатных оси.

7. Автомат по любому из пп.5 или 6, отличающийся тем, что программа сварки выполнена с возможностью регулирования параметров сварки согласно характеристикам (61), хранящимся в памяти (33) и специально соответствующим сварочной проволоке с сердечником, которая подается к автомату, при этом указанные параметры включают в себя параметры, выбранные из рабочего напряжения, тока, скорости разматывания сварочной проволоки с сердечником, скорости перемещения горелки относительно рамы и высоты электрической дуги.

8. Автомат по любому из пп.5-7, отличающийся тем, что содержит температурный датчик (39), выполненный с возможностью измерения температуры рельса или стрелочного перевода во время операции сварки, при этом программа (37) сварки выполнена с возможностью разрешения наплавления сварного шва только в случае, если температура рельса находится в заданном интервале согласно типу металла участка, подлежащего сварке.

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

АВТОМАТ ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ РЕЛЬСОВ И СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ ТАКОГО АВТОМАТА Изобретение относится к автомату (10) электродуговой сварки для технического обслуживания или ремонта рельсов и стрелочных переводов, содержащему раму (11) и сварочное устройство(12), содержащее горелку (13) для сварки участка рельса, при этом рама снабжена по меньшей мере двумя средствами (16, 17) для опоры на рельс или стрелочный перевод, при этом эти два средства и горелка, по существу, выровнены, причем горелка включает в себя средства (51, 54,56) перемещения по меньшей мере по двум горизонтальным осям. Согласно изобретению автомат снабжен средствами (14, 37), выполненными с возможностью в системе отсчета, являющейся,по меньшей мере, двухмерной, сохранять пространственные координаты точек (Р), образующих по меньшей мере два многоугольника, определяющих по меньшей мере две отдельные рабочие поверхности (42, 43, 44) внутри участка (40), подлежащего сварке, и выполнять программу (37) сварки, включающую в себя перемещение горелки относительно рамы для последовательного выполнения сварки на всех вышеуказанных отдельных рабочих поверхностях. Изобретение также относится к способу сварки для технического обслуживания или ремонта рельсов или стрелочных переводов. Изобретение относится к области технического обслуживания и ремонта изношенных рельсов, например рельсов сетей железнодорожного транспорта. В частности, изобретение относится к способу ремонта и технического обслуживания рельсов и стрелочных переводов, а также к устройству, оборудованному средством для осуществления вышеуказанного способа. Движение транспортных средств, таких как поезда, влечет за собой износ рельсов. Этот износ проявляется в виде насечек или углублений в поверхности рельсов. Для поддержания рельсов в надлежащем рабочем состоянии рекомендуется заполнять эти насечки или углубления. Известно, что для технического обслуживания рельсов используются, в частности, автоматы, специально предназначенные для ремонта этих углублений посредством их заполнения сварочным материалом. Например, в документе ЕР 1145793 описывается сварочный автомат для технического обслуживания рельсов. Этот автомат содержит раму, сварочное устройство, включающее в себя горелку для сварки участка рельса, а также блок управления. Сварочный материал, который подается к горелке, образован сварочной проволокой с сердечником. Сварочная проволока с сердечником является длинным элементом, включающим в себя присадочный металл для дуговой сварки. Проволока обычно включает в себя металлическую оболочку, окружающую сердечник, выполненный из размельченных минералов. Во время сварки оболочка расплавляется и смешивается с сердечником, который включает в себя, например, антиоксиданты или металлические добавки для придания шву некоторых физических свойств. Между сердечником и оболочкой может находиться газ для повышения качества сварки. Согласно патенту ЕР 1145793 сварочная горелка снабжена средством перемещения в направлении двух осей в горизонтальной плоскости. Такая подвижность в двух направлениях обеспечивает способ сварки, содержащий этап ручного сохранения в памяти координат, по меньшей мере трех точек, определяющих поверхность рельса, подлежащую ремонту, и затем этап, во время которого автомат выполняет ремонт. Однако, иногда участок рельса содержит множество небольших изношенных зон, требующих ремонта, и этот участок необязательно надо обрабатывать полностью. Предложенное изобретение позволяет решить эту проблему, предлагая способ сварки локального участка рельса или стрелочного перевода, при этом способ включает в себя следующие этапы, на которых устанавливают автомат для электродуговой сварки вдоль по меньшей мере одного рельса или стрелочного перевода, при этом вышеуказанный автомат включает в себя раму и сварочную горелку, в которую подается сварочная проволока с сердечником, при этом вышеуказанная горелка снабжена средством перемещения в направлении по меньшей мере двух координат относительно рамы; устанавливают горелку в исходное положении относительно участка, подлежащего сварке; сохраняют в системе отсчета, имеющей по меньшей мере две координаты, две пространственные координаты по меньшей мере двух многоугольников, определяющих по меньшей мере две отдельные рабочие поверхности внутри участка, подлежащего сварке; запускают программу сварки, включающую в себя перемещение горелки относительно рамы для последовательного выполнения сварки на всех вышеуказанных отдельных рабочих поверхностях. Изобретение относится также к автомату для электродуговой сварки, предназначенному для внедрения такого способа. В частности, изобретение относится к автомату для электродуговой сварки для технического обслуживания или ремонта рельсов и стрелочных переводов, при этом автомат включает в себя раму и сварочное устройство, включающее в себя горелку для сварки участка рельса, при этом рама снабжена по меньшей мере двумя опорными средствами для обеспечения опоры на рельс или стрелочный перевод; эти два средства и горелка, по существу, выровнены, и горелка включает в себя средства перемещения по меньшей мере по двум горизонтальным осям; согласно изобретению автомат снабжен средствами для выполнения следующих этапов: сохраняют в системе отсчета, имеющей по меньшей мере две координаты, две пространственные координаты по меньшей мере двух многоугольников, определяющих по меньшей мере две отдельные рабочие поверхности внутри участка, подлежащего сварке; выполняют программу сварки, включающую в себя перемещение горелки относительно рамы для последовательного выполнения сварки на всех вышеуказанных отдельных рабочих поверхностях. Большинство поверхностей рельсов или стрелочных переводов, имеющих повреждения, расположено в горизонтальной плоскости. Однако, некоторые части стрелочного перевода, в частности концы клиньев сердечников, имеют трехмерные поверхности. Во время операции сварки рекомендуется изменить высоту горелки. Для этого согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения горелка снабжена средствами перемещения в трех направлениях относительно рамы, и пространственные координаты рабочих участков задаются в трехмерной системе отсчета. Операция сварки предпочтительно выполняется последовательно наплавленными валиками свароч-1 024964 ного материала, которые называются сварными валиками. Согласно варианту осуществления изобретения наплавление сварных валиков выполняется посредством прямолинейного перемещения горелки в направлении оси, координаты которой могут быть выбраны оператором. Кроме того, согласно альтернативному варианту осуществления горелка перемещается по синусоидальной траектории вокруг главной оси перемещения. Образующиеся сварные швы имеют волнистую или зубчатую форму. Некоторые рельсы и/или стрелочные переводы, в частности, изготовленные из литой марганцевой стали, требуют относительно низкой температуры, в частности ниже 250 С, для сохранения их механических свойств. Таким образом, важно, чтобы в используемом способе сварки металл рельса не подвергался нагреву до очень высокой температуры. Конкретный вариант осуществления изобретения позволяет решить эту проблему. Согласно этому варианту осуществления программа сварки содержит следующие этапы, на которых горелка последовательно наплавляет первый сварочный шов на каждой отдельной рабочей поверхности; затем горелка последовательно наплавляет другой сварной шов на каждой вышеуказанной рабочей поверхности, которая не является полностью закрытой; вышеуказанный последний этап повторяют до тех пор, пока по меньшей мере одна из рабочих поверхностей не будет полностью закрыта. Этот способ наплавления одного сварного шва после другого предотвращает локальный перегрев металла во время операции сварки. Такой перегрев мог бы иметь место на поверхности, полностью обработанной перед переходом к другой поверхности. Последовательная обработка рабочей поверхности,один сварной шов после другого, позволяет остыть каждому сварному шву перед наплавлением располагающегося рядом сварного шва. Изобретение станет понятным после изучения приведенного ниже описания со ссылкой на приложенные фигуры. Фигуры представлены в качестве примера и никоим образом не ограничивают изобретение. На фиг. 1 показан автомат согласно варианту осуществления изобретения, вид в перспективе; на фиг. 2 схематично показан элемент автомата, изображенного на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 схематично показаны рабочие участки автомата, изображенного на фиг. 1. На фиг. 1 показан автомат 10 согласно варианту осуществления изобретения. Автомат 10 содержит,в частности, раму 11, сварочное устройство 12, включающее в себя, в частности, горелку 13, а также блок 14 для выполнения операции сварки и управления этой операцией. На фиг. 1 автомат показан в положении на стрелочном переводе 15, который должен быть отремонтирован. Рама 11 имеет, по существу, форму прямоугольного параллелепипеда. Для ясности используются прямоугольные координаты, которые имеют три оси (X, Y, Z), показанные на фиг. 1. Края рамы 11, по существу, ориентированы в направлении осей (X, Y, Z), при этом ось Z направлена вертикально, и ось X,по существу, параллельна оси прокатки стрелочного перевода 15. Автомат 10 имеет два стопорных средства, которые предназначены для фиксации вышеуказанного автомата на стрелочном переводе 15, подлежащем ремонту. В примере, показанном на фиг. 1, каждое из этих средств содержит горизонтальную штангу (16, 17), по существу, расположенную в направлении осиY и снабженную подвижным зажимным устройством. Зажим может быть прижат к обеим сторонам стрелочного перевода 15 для крепления каждой штанги (16, 17) на стрелочном переводе. Рама 11 снабжена ползунами (18, 19), которые позволяют оператору перемещать вышеуказанную раму по штангам (16, 17) для установки сварочного устройства 12 в требуемое положение над стрелочным переводом 15 перед запуском автомата. В зависимости от конфигурации рельса или стрелочного перевода, подлежащего ремонту, могут быть использованы другие средства для фиксации автомата на вышеуказанном рельсе или стрелочном переводе. Стопорное средство, описанное в документе ЕР 1145793, может использоваться, в частности, в конструкции этого изобретения. Благодаря конфигурации стопорных средств (16, 17) рама 11 нависает над стрелочным переводом 15. Сварочное устройство 12 расположено на боковой стороне 20 рамы, и вышеуказанная сторона, по существу, расположена в направлении осей (X, Z). Сварочное устройство 12 расположено, в частности,между штангами (16, 17). Таким образом, горелка 13 может быть расположена перпендикулярно рельсу или стрелочному переводу, подлежащему ремонту. Согласно альтернативному варианту осуществления стопорные средства на стрелочном переводе включают в себя штанги, которые являются вертикальными или слегка наклонными относительно вертикали и по которым могут скользить ползуны (18, 19). В этой конфигурации горелка 13 может располагаться горизонтально в направлении боковой стороны рельса или стрелочного перевода, а не над ним. Эта вертикальная компоновка автомата 10 используется, например, для боковой сварки подвижных крестовин. Горелка 13 соединена с опорой 21 и системой 22 подачи сварочной проволоки с сердечником. По-2 024964 добная горелка и подобная система подачи описаны, в частности, в документе ЕР 1145793. Кроме того, горелка 13 и рама 11 имеют электрическое соединение с преобразователем (не показан), генерирующим электрическую сварочную дугу. Опора 21 снабжена средствами для перемещения горелки 13 относительно рамы 11 на определенное расстояние в направлении горизонтальных осей (X, Y), а также вертикальной оси Z. Расстояние, на которое горелка 13 может перемещаться относительно рамы 11, составляет, например, 2000 мм в направлении оси X, 400 мм в направлении оси Y и 100 мм в направлении оси Z. Эти значения приведены только для справки. На фиг. 2 показан детальный вид горелки 13 и опоры 21 из фиг. 1. Опора 21 соединена, в частности,со стойкой 50, расположенной в направлении оси Z. Двигатель 51 обеспечивает перемещение опоры 21 и горелки 13 по стойке 50 с помощью зубчатого колеса 52. Согласно альтернативному варианту осуществления перемещение в направлении оси Z не регулируется двигателем; двигатель 51 заменен системой,использующей клавишу для ручного регулирования положения горелки в направлении оси Z. Такая система описана в документе ЕР 1145793. Сама стойка 50 соединена со штангой 53, ориентированной в направлении оси Y. Двигатель 54 обеспечивает перемещение стойки 50 по штанге 53, например, с помощью системы, использующей рейку или червяк. Сама штанга 53 соединена с рамой 11 и может перемещаться относительно вышеуказанной рамы в направлении оси X с помощью системы, содержащей двигатель 56. Операция сварки управляется блоком 14 для выполнения операции сварки и управления этой операцией. Блок 14 схематично показан на фиг. 3. Блок 14 содержит, в частности, устройство 30 для управления автоматом 10. Устройство 30 включает в себя микропроцессор 31, память 33 для хранения данных, память 32 для хранения программ и по меньшей мере одну коммуникационную шину 34. С помощью интерфейса 35 устройство 30 соединено, в частности, с клавиатурой 36, расположенной с передней стороны блока 14. Эта клавиатура позволяет оператору передавать указания устройству 30. Устройство 30 также соединено с датчиком положения 38, расположенным на горелке 13. Память 32 содержит программу 37, некоторые характеристики которой будут подробно описаны ниже. Программа 37 направляет указания горелке 13 и/или ее опоре 21 через интерфейс 35. Программа 37 может приводить в действие, в частности, двигатели (51, 54, 56) для перемещения горелки в направлении осей X, Y и Z. Устройство 30 также управляет преобразователем 60, генерирующим электрическую дугу. С помощью такого блока 14 приведения в действие аппарата 10 и управления этим аппаратом выполняется ремонт или техническое обслуживание рельса или стрелочного перевода, такого как стрелочный перевод 15, например, следующим образом. Прежде всего, оператор устанавливает автомат 10 на стрелочный перевод 15, как показано на фиг. 1. Затем оператор регулирует положение ползунов (18, 19) рамы относительно штанг (16, 17), так чтобы горелка 13 располагалась, по существу, над участком стрелочного перевода 15, подлежащим ремонту. В качестве примера на фиг. 4 показан вид сверху участка 40. В примере, показанном на фиг. 14, участок 40 расположен на клине 41 сердечника, относящемся к стрелочному переводу 15. Клин 41 сердечника содержит несколько изношенных поверхностей (42, 43,44), имеющих углубления, например, в результате движения поездов. Рекомендуется заполнить эти углубления сварочным материалом с помощью горелки 13. Для этого оператор устанавливает горелку 13, снабженную датчиком 38 положения, вертикально относительно исходной точки Р 0. Эта точка Р 0 расположена, например, с края поверхности (42, 43, 44) или рядом с одной из этих поверхностей. Предпочтительно оператор устанавливает нижний конец 55 горелки таким образом, чтобы он контактировал с точкой Р 0. Для приведения горелки 13 в контакт с точкой Р 0 оператор перемещает горелку 13 относительно рамы 11, например, за счет приведения в действие средства перемещения (51, 54, 56), расположенного на опоре 21. Это приведение в действие выполняется, например, с помощью клавиатуры 36. Положение точки Р 0 относительно осей (X, Y, Z) сохраняется в памяти 33. Это положение предпочтительно сохраняется посредством приведения в действие клавиши управления на клавиатуре 36, в то время как вершина горелки контактирует с точкой Р 0. Затем со ссылкой на точку Р 0 и оси (X, Y, Z) оператор сохраняет координаты группы точек Р, соответствующих вершинам многоугольников, ограничивающих поверхности (42, 43, 44), подлежащие обработке. Эти поверхности (42, 43, 44) могут находиться рядом друг с другом или на некотором расстоянии друг от друга. Кроме того, рабочая поверхность (42, 43, 44) может быть неопределенным многоугольником, образованным некоторым количеством точек, равным 3 или более точкам. Координаты поверхностей (42, 43, 44) предпочтительно сохраняются посредством приведения вершины 55 горелки в контакт с каждой точкой Р и посредством одновременного приведения в действие клавиши управления клавиатуры 36. Предпочтительно датчик 38 может определять координаты каждой точки Р в направлении трех осей(X, Y, Z), а не только осей (X, Y). Фактически, элементы стрелочных переводов, такие как сердечники 41 крестовины, имеют трехмерные поверхности. Поверхности (42, 43, 44), подлежащие обработке, необязательно должны быть расположены в горизонтальной плоскости. Согласно варианту осуществления изобретения оператор может предварительно выбирать направление перемещения горелки 13 во время операции сварки, например в направлении оси X (операция сварки в продольном направлении) или Y (операция сварки в поперечном направлении). Этот тип операции сварки в продольном или поперечном направлении, в частности, адаптирован к сварке рельса. Согласно другому варианту осуществления изобретения во время сохранения координат точек Р,определяющих поверхность 42, оператор может выбрать две точки Р, определяющие направление перемещения горелки 13 во время операции сварки. Такое направление может быть неопределенным относительно осей (X, Y) или (X, Y, Z). Этот вариант осуществления адаптирован к стрелочным переводам,которые могут иметь конкретные формы. Перед запуском программы сварки оператор определяет параметры сварки. Эти параметры являются, в частности рабочим напряжением, током, скоростью разматывания проволоки и скоростью горелки относительно рамы. Другим параметром является "вылет", т.е. высота горелки относительно рабочей поверхности, которая соответствует высоте электрической дуги. Предпочтительно память 33 включает в себя "профили плавления" 61 каждого типа сварочной проволоки с сердечником, идентифицируемого устройством 30. Фактически, сварочные проволоки с сердечником специально разрабатываются в зависимости от природы металла того компонента, который подлежит сварке. Для каждого типа сварочной проволоки с сердечником можно идентифицировать оптимальное соотношение между определенными параметрами, указанными выше. Эти данные хранятся в памяти 33. Таким образом, предпочтительно оператор с помощью клавиатуры 36 выбирает тип сварочной проволоки с сердечником, которая подается в автомат 10. Таким образом, программа 37 сварки будет автоматически обеспечивать оптимальную комбинацию параметров, адаптированных к этому типу проволоки. Согласно варианту осуществления изобретения для каждого типа проволоки программа 37 по умолчанию обеспечивает оптимальную комбинацию параметров. Оператор может сделать выбор, чтобы модифицировать один из этих параметров вручную, например скорость разматывания проволоки. Программа 37 автоматически адаптирует другие параметры в зависимости от профиля 61. Когда в системе координат (Р 0, X, Y, Z) определены все поверхности (42, 43, 44) и определены параметры сварки, оператор может запустить программу 37 сварки. Программа приводит в действие средство (51, 54, 56) перемещения относительно рамы 11, расположенное на опоре 21, для установки горелки вертикально по отношению к первой рабочей поверхности 42. На фиг. 5 поверхности (42, 43, 44) показаны в увеличенном виде. Горелка 13 наплавляет первый сварной шов 45 на поверхности 42. Скорость перемещения горелки и подачи проволоки системой 22 управляются программой 37 согласно профилю 61 в памяти 33. В примере, показанном на фиг. 5, сварной шов 45 наплавляется по прямой линии по оси X для обеспечения соответствия направлению прокатки стрелочного перевода 15. Согласно варианту осуществления изобретения стрелочный перевод 15 изготовлен из углеродистой стали. Желательно, чтобы операция сварки выполнялась при высокой температуре, в частности при температуре выше 300 С. В этом случае перед наплавлением первого сварного шва 45 программа 37 содержит этап предварительного нагрева поверхности 42. Такой процесс предварительного нагрева может выполняться с помощью газовоздушной горелки или магнитной индукции. После наплавления первого сварного шва 45 горелка 13 наплавляет следующие сварные швы 46,параллельные поверхности 32, до тех пор, пока эта поверхность не будет полностью закрыта. Предпочтительно два смежных сварных шва частично перекрываются. В отдельном случае на поверхность 42 может быть наплавлен один или несколько слоев металла. Такой же предварительный нагрев и последующие операции по закрыванию поверхности повторяются на других поверхностях (43, 44). Затем могут быть выполнены чистовые операции, такие как шлифование или механическая обработка. Предпочтительно во время сварки программа 37 регулирует напряжение и ток электрической дуги, а также скорость наплавления присадочного металла для оптимизации объема металла, добавляемого для сведения к минимуму чистовых операций. Это регулирование выполняется согласно характеристикам профиля 61 используемой проволоки. Согласно другому варианту осуществления изобретения стрелочный перевод 15 выполнен из литой марганцевой стали. В этом случае желательно, чтобы сварка выполнялась при относительно низкой температуре, в частности при температуре ниже 250 С. В этом случае после наплавления первого сварного шва 45 на поверхность 42 программа 37 управляет перемещением горелки 13 над другой поверхностью 43, подлежащей обработке, при этом вышеуказанная поверхность 43 предпочтительно расположена на расстоянии от поверхности 42. Горелка 13 наплавляет сварной шов 47 на поверхность 43, и вышеуказанный сварной шов предпочтительно является прямолинейным и параллельным сварному шву 45. Затем горелка перемещается над другой поверхностью 44 и повторяет операцию наплавления сварного шва. После того, как на все рабочие поверхности (42, 43, 44), данные о которых хранятся в памяти, был нанесен первый сварной шов, горелка 13 наплавляет второй сварной шов 46 на первую поверхность 42. Время между наплавлением сварных швов 45 и 46 позволяет клину 41 сердечника охладиться на поверхности 42, чтобы поддерживать его температуру ниже 250 С. Операции наплавления сварных швов на каждую поверхность повторяются до тех пор, пока все вышеуказанные поверхности не будут полностью закрыты. Рабочие поверхности (42, 43, 44) обрабатываются последовательно, один сварной шов за другим,так чтобы обеспечить охлаждение между наплавлениями сварных швов. Затем могут быть выполнены чистовые операции, такие как шлифование или механическая обработка. Предпочтительно во время сварки программа 37 регулирует напряжение и ток электрической дуги, а также скорость наплавления присадочного металла для оптимизации объема металла, добавляемого для сведения к минимуму чистовых операций. Согласно альтернативному варианту осуществления изобретения во время сварки горелка перемещается в главном прямолинейном направлении, например в направлении оси X, и, кроме того, выполняет перемещение назад и вперед на определенное расстояние в направлении оси Y. В результате образуется сварной шов, имеющий синусоидальную или зубчатую форму. Такое колебательное движение позволяет получить более плоское наплавление на рабочих поверхностях посредством регулирования скорости колебаний относительно скорости перемещения горелки в главном направлении и скорости разматывания проволоки. Такое более плоское наплавление ограничивает операции шлифования прямолинейного сварного шва, который имеет, в общем, выпуклую форму. Согласно варианту осуществления изобретения автомат 10 содержит температурный датчик, который позволяет измерять температуру рельса или стрелочного перевода во время сварки. Датчик 39 температуры (фиг. 3) поддерживается, к примеру, горелкой 13 и соединен с устройством 30 управления. Этот датчик предпочтительно является инфракрасным датчиком. В случае сварки углеродистой стали датчик 39 может, к примеру, определять, что рабочая поверхность является достаточно горячей, например имеет температуру выше 300 С, перед началом наплавления сварного шва. Такой контроль температуры также полезен в случае клина сердечника из марганцевой стали с целью подтверждения, что температура металла не превышает заданное пороговое значение, например 250 С. Программа 37 может, в частности, задерживать наплавление второго сварного шва 46 на рабочей поверхности 42 до тех пор, пока первый сварной шов 45 не станет достаточно холодным. Автомат согласно изобретению адаптирован для технического обслуживания и ремонта рельсов и/или стрелочных переводов любых типов, в частности рельсов для железнодорожных поездов, трамваев или поездов метро. Операции сварки могут выполняться в цехе или на объекте без необходимости извлечения рельса и/или стрелочного перевода, подлежащего ремонту. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ сварки локального участка (40) рельса или стрелочного перевода (15), включающий в себя этапы, на которых позиционируют автомат (10) для электродуговой сварки вдоль по меньшей мере одного рельса или стрелочного перевода (15), при этом указанный автомат содержит раму (11) и сварочную горелку (13), в которую подается сварочная проволока с сердечником и которая снабжена средством (54, 56) перемещения в направлении по меньшей мере двух координат относительно рамы,устанавливают горелку в исходное положение (Р 0) относительно участка, подлежащего сварке,сохраняют в системе отсчета, имеющей по меньшей мере две оси координат (X, Y), две пространственные координаты точек (Р), образующих по меньшей мере два многоугольника, определяющих по меньшей мере две отдельные рабочие поверхности (42, 43, 44) внутри участка, подлежащего сварке,запускают программу (37) сварки, включающую в себя команду на перемещение горелки относительно рамы для последовательного выполнения сварки на всех вышеуказанных отдельных рабочих поверхностях, при этом во время операции сварки горелка перемещается так, что она последовательно наплавляет первый сварной шов (45, 47) на каждой отдельной рабочей поверхности (42, 43, 44),затем она последовательно наплавляет другой сварной шов (46) на каждой указанной рабочей поверхности, которая не является полностью закрытой,при этом вышеуказанный последний этап повторяют до тех пор, пока по меньшей мере одна из ра-5 024964 бочих поверхностей не будет полностью закрыта. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пространственные координаты рабочих поверхностей определяют в системе отсчета, имеющей три координатные оси (X, Y, Z), при этом горелка (13) снабжена средствами (51, 54, 56) перемещения по трем координатным осям относительно рамы (11). 3. Способ по п.1 или 2, в котором сварные швы, наплавляемые горелкой, являются прямолинейными и, по существу, параллельными одному и тому же главному направлению перемещения горелки. 4. Способ по п.3, в котором перед запуском программы (37) сварки выбирают две точки (Р), координаты которых определяют главное направление перемещения горелки во время операции сварки. 5. Автомат (10) электродуговой сварки для осуществления способа по одному из пп.1-4, содержащий раму (11) и сварочное устройство (12), включающее в себя сварочную горелку (13), при этом рама снабжена по меньшей мере двумя средствами (16, 17) опоры на рельс или стрелочный перевод, а горелка содержит средства (54, 56) перемещения по меньшей мере по двум горизонтальным осям, при этом автомат снабжен средствами (14, 37), выполненными с возможностью в системе отсчета, являющейся, по меньшей мере, двухмерной, сохранять пространственные координаты точек (Р), образующих по меньшей мере два многоугольника, определяющих по меньшей мере две отдельные рабочие поверхности (42, 43,44) внутри участка (40), подлежащего сварке, и выполнять программу (37) сварки, включающую в себя команду на перемещение горелки относительно рамы для последовательного выполнения сварки на всех вышеуказанных отдельных рабочих поверхностях, при этом программа сварки содержит следующие этапы, на которых горелка последовательно наплавляет первый сварной шов (45, 47) на каждой отдельной рабочей поверхности (42, 43, 44),затем горелка последовательно наплавляет другой сварной шов (46) на каждой вышеуказанной рабочей поверхности, которая не является полностью закрытой,при этом вышеуказанный последний этап повторяют до тех пор, пока по меньшей мере одна из рабочих поверхностей не будет полностью закрыта. 6. Автомат по п.5, отличающийся тем, что горелка снабжена средствами (51, 54, 56) перемещения в направлении двух горизонтальных осей и одной вертикальной оси, и пространственные координаты рабочих поверхностей определены в системе отсчета, имеющей три координатных оси. 7. Автомат по любому из пп.5 или 6, отличающийся тем, что программа сварки выполнена с возможностью регулирования параметров сварки согласно характеристикам (61), хранящимся в памяти (33) и специально соответствующим сварочной проволоке с сердечником, которая подается к автомату, при этом указанные параметры включают в себя параметры, выбранные из рабочего напряжения, тока, скорости разматывания сварочной проволоки с сердечником, скорости перемещения горелки относительно рамы и высоты электрической дуги. 8. Автомат по любому из пп.5-7, отличающийся тем, что содержит температурный датчик (39), выполненный с возможностью измерения температуры рельса или стрелочного перевода во время операции сварки, при этом программа (37) сварки выполнена с возможностью разрешения наплавления сварного шва только в случае, если температура рельса находится в заданном интервале согласно типу металла участка, подлежащего сварке.

МПК / Метки

МПК: E01B 31/18, B23K 9/00, B23P 6/00, G05B 19/18, B23K 9/235, B23K 9/23, B23K 9/028

Метки: применения, технического, рельсов, такого, автомата, обслуживания, способ, автомат

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/8-24964-avtomat-dlya-tehnicheskogo-obsluzhivaniya-relsov-i-sposob-primeneniya-takogo-avtomata.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Автомат для технического обслуживания рельсов и способ применения такого автомата</a>

Похожие патенты