КОНТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРОД РЕЛЬСОСВАРОЧНОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к области контактной стыковой сварки оплавлением и осадкой торцов свариваемых деталей и может применяться при конструировании, изготовлении и эксплуатации контактных электродов рельсосварочных машин.
По международной заявке WO 94/29065 известен электрод сварочной машины, являющийся частью блока (8), к которому прикреплена токопроводящая шина. Блок (8) присоединен к челюсти (7) гидрозажима (3) или (4). Контактная поверхность электрода параллельна шейке рельса.
Основным недостатком известного электрода являются его ограниченные функциональные возможности, что объясняется следующим причинами:
- в заявке не решен вопрос охлаждения электрода, что не позволяет выполнять сварку большого количества стыков рельсов, так как происходит значительный разогрев электрода, что при отсутствии его охлаждения вызовет выход электрода из строя, что вызывает необходимость затраты времени на его естественное охлаждение, в результате чего снижается производительность сварки рельсов.
Известен контактный электрод по международной заявке WO 2009/039915, выбранный в качестве прототипа.
Электрод (6) установлен с возможностью вращения на оси (11) на нижнем конце (13) электродного рычага (12), соединенного посредством оси (15) с приводом (14). Электрод имеет две, отделенные друг от друга контактные поверхности (7), верхняя из которых налагается на нижнюю поверхность (9) головки (10) рельса, а нижняя - на верхнюю поверхность (8) подошвы рельса.
Недостатком прототипа являются его ограниченные функциональные возможности, что объясняется следующим причинами:
- в заявке не решен вопрос охлаждения электрода, поэтому весьма проблематично его применение при сварке большого количества стыков рельсов, так как при этом значительно нагревается электрод, что может привести к выходу его из строя, что вызывает необходимость затраты времени на его естественное охлаждение, в результате чего снижается производительность сварки рельсов.
Другим недостатком электрода является недостаточная точность центровки свариваемых рельсов относительно друг друга, что снижает качество сварного шва. Это объясняется тем, что при выполнении размеров и формы рельсов в пределах максимальных допускаемых отклонений, а размеров и формы электродов в пределах минимальных допускаемых отклонений, невозможен полноценный контакт прижимных поверхностей электрода с поверхностями рельсов, что приведет к недостаточной точности центровки рельсов друг относительно друга.
Задачей и техническим результатом предложенной полезной модели является устранение недостатков прототипа, а именно, повышение производительности сварки рельсов и повышение точности центровки свариваемых рельсов друг относительно друга.
Технический результат достигается следующими решениями, объединенными общим изобретательским замыслом.
Согласно первого решения в контактном электроде рельсосварочной машины, содержащем корпус с контактной для стенки рельса поверхностью, в корпусе выполнены каналы системы охлаждения, в резьбовых концах которых установлены подводящие и отводящие воду штуцеры, электрод снабжен центрирующими рельс устройствами, установленными в корпусе и содержащими размещенные в глухих отверстиях корпуса металлические шарики, поджимаемые тарельчатыми пружинами, а также упорные крышки с центральными отверстиями, диаметры которых меньше диаметров шариков, выступание шариков над наружными поверхностями крышек составляет по меньшей мере половину радиуса шарика, при этом одно центрирующее устройство установлено в корпусе с возможностью контактирования шарика с шейкой рельса, а три центрирующих устройства установлены в корпусе с возможностью контактирования шариков с нижней поверхностью головки рельса.
Согласно второго решения в контактном электроде рельсосварочной машины, содержащем корпус с контактной для стенки рельса поверхностью, корпус содержит один канал системы охлаждения, выполненный в виде медной трубки, уложенной в паз в корпусе и состоящей из двух продольных ветвей, соединенных радиусным участком, причем на концах трубки выполнены расширения для подсоединения к системе охлаждения сварочной машины, электрод снабжен центрирующими рельс устройствами, установленными в корпусе и содержащими размещенные в глухих отверстиях корпуса металлические шарики, поджимаемые тарельчатыми пружинами, а также упорные крышки с центральными отверстиями, диаметры которых меньше диаметров шариков, причем шарики расположены таким образом, что выступают над наружными поверхностями крышек, по меньшей мере, на половину своего радиуса, при этом одно центрирующее устройство установлено в корпусе с возможностью контактирования шарика с шейкой рельса, а три центрирующих устройства установлены в корпусе с возможностью контактирования шариков с нижней поверхностью головки рельса.
К корпусу электрода могут быть прикреплены с помощью сварки медные пластины, одна из которых выполнена с возможностью обеспечения контакта корпуса электрода с проводниками токоведущей шины и поверхностью шейки рельса, а другая - с возможностью обеспечения контакта корпуса электрода с поверхностью шейки рельса.
Медная пластина, выполненная с возможностью обеспечения контакта корпуса электрода с проводниками токоведущей шины и поверхностью шейки рельса, может быть дополнительно прикреплена к корпусу резьбовыми штифтами.
К корпусу электрода может быть прикреплена с помощью сварки изогнутая медная пластина, служащая для контакта корпуса электрода с проводниками токоведущей шины и контакта корпуса электрода с поверхностью шейки рельса, а второй контактной поверхностью служит рифленая поверхность стального корпуса электрода, выполненная для обеспечения контакта с шейкой рельса на одном уровне с медной пластиной.
Выполнение в корпусах электродов каналов позволяет подключить электроды к общей системе охлаждения рельсосварочной машины. Это обеспечивает нормальный температурный режим электродов, что позволяет с их помощью производить сварку большего количества стыков рельсов в единицу времени, чем по прототипу, иначе - повышает производительность сварки рельсов.
Снабжение электродов центрирующими стыкуемые рельсы устройствами, установленными в корпусах, при чем одно из которых установлено с возможностью контактирования шарика со шейкой рельса, а три центрирующих устройства установлены с возможностью контактирования шариков с нижней поверхностью головки рельса, обеспечивает за счет поджима шариков пружинами к поверхностям рельсов компенсацию погрешностей изготовления как рельсов, так и электродов, что позволяет на порядок повысить степень точности центровки свариваемых рельсов друг относительно друга.
Величина выступания шариков над наружными поверхностями упорных крышек, составляющая по меньшей мере половину радиуса шариков, определена опытным путем, и является оптимальной для сварки рельсов различных типоразмеров.
Сущность полезной модели поясняется рисунками.
На фиг.1 изображен вид на контактный электрод сбоку.
На фиг.2 показан разрез А-А на фиг.1.
На фиг.3 показан разрез Б-Б на фиг.1.
На фиг.4 изображен разрез В-В на фиг.3.
На фиг.5 представлен разрез корпуса с прикрепленными к нему
медными пластинами, одна из которых является контактной для
поверхности шейки рельса, а второй контактной поверхностью
является поверхность электрода.
На фиг.6 изображен вид Г на фиг.5.
На фиг.7 представлен разрез корпуса с прикрепленными к нему
медными пластинами, две из которых являются контактными для
поверхности шейки рельса.
На фиг.8 изображена схема установки пары электродов на
железнодорожном рельсе.
Контактный электрод содержит корпус 1, в котором выполнены глухие отверстия 2, в которых установлены металлические шарики 3, опирающиеся на сжатые тарельчатые пружины 4. Шарики зафиксированы упорными крышками 5 со сквозными отверстиями, диаметры которых меньше диаметра шариков. В корпусе 1 выполнены каналы 6, 7 и 8 водяного охлаждения корпуса 1. В резьбовых отверстиях корпуса 1 установлены подводящие и отводящие воду штуцеры 10 и 11.
Корпус 1 может быть снабжен одним каналом системы охлаждения, выполненным в виде медной трубки 12, уложенной в паз 13 в корпусе 1, и состоящей из двух продольных ветвей 14, соединенных радиусным участком 15. На концах трубки 12 выполнены расширения 16 для подсоединения к системе охлаждения сварочной машины.
К корпусу 1 электрода могут быть прикреплены с помощью сварки медные пластины 17 и 18 (см. фиг.7). Пластина 17 служит для контакта корпуса 1 электрода с проводниками токоведущей шины и шейкой рельса. Пластина 18 служит для контакта корпуса 1 электрода с поверхностью шейки рельса.
В варианте корпуса 1, изображенном на фиг.5 и 6, пластина 18 отсутствует, при этом второй контактной поверхностью является рифленая поверхность 19 корпуса 1 электрода, выполненная на одном уровне с медной пластиной 17, на поверхности 19 электрода нанесены поперечные рифления. Медная пластина 17 дополнительно прикреплена к корпусу 1 резьбовыми штифтами 20.
Электроды попарно устанавливают на свариваемые рельсы согласно схемы, приведенной на фиг.8.
Корпуса 1 контактных электродов установлены в рычагах 22 корпуса сварочной машины. С помощью гидроцилиндров 23 осуществляется поворот рычагов 22 на оси 24. В результате этого корпуса 1 электродов входят в пространства между головкой и подошвой рельса 25 и прижимаются к поверхностям шейки рельса. Шарики 3 центрирующих устройств контактируют с поверхностями рельсов, обеспечивая центровку их относительно друг друга.