張家佳

GAAS80/580鋼軌閃光焊機(jī)自動對中系統(tǒng)調(diào)整與保養(yǎng)

張家佳

（呼和浩特鐵路局焊軌段，內(nèi)蒙古呼和浩特，010050）

鋼軌焊機(jī)自動對中系統(tǒng)的調(diào)整與保養(yǎng)對有效控制鋼軌焊接接頭錯邊量至關(guān)重要。以GAAS80/580鋼軌閃光焊機(jī)為例，基于其自動對中系統(tǒng)基本原理，提出了自動對中技術(shù)要點，從基本調(diào)整、設(shè)備感應(yīng)開關(guān)調(diào)整和設(shè)備焊后調(diào)整三方面，逐步達(dá)成了將焊接接頭調(diào)整至最佳狀態(tài)的目標(biāo)；并結(jié)合以上調(diào)整步驟，制定了設(shè)備保養(yǎng)制度。研究成果為今后鋼軌外形精整各工序提供了可靠質(zhì)量基礎(chǔ)，為行車質(zhì)量提供保障。

GAAS80/580焊機(jī)；錯邊量；自動對中；設(shè)備調(diào)整；鋼軌閃光焊機(jī)；鋼軌焊接；焊接接頭

引言

GAAS80/580鋼軌閃光焊機(jī)是瑞士施拉特公司生產(chǎn)的大型閃光焊機(jī)，用于長鋼軌焊接[1-3]。鋼軌焊接錯邊量是長鋼軌焊接的一大控制要點，直接制約今后鋼軌焊接接頭的外形精整質(zhì)量，進(jìn)而影響客運列車行車質(zhì)量。根據(jù)我國鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T 1632-2014對鋼軌焊接的要求，高速鐵路鋼軌焊接接頭軌頂面和工作邊錯邊量最大允許值為0.2 mm[4-5]。GAAS80/580鋼軌閃光焊機(jī)自動對中系統(tǒng)（以下簡稱自動對中系統(tǒng)）調(diào)整、保養(yǎng)的狀態(tài)好，可為保證鋼軌焊接接頭錯邊量的合格打下堅實基礎(chǔ)，為今后鋼軌外形精整各工序提供可靠質(zhì)量基礎(chǔ)，為行車質(zhì)量提供保障。

本文根據(jù)生產(chǎn)實際和多年經(jīng)驗積累進(jìn)行闡述，旨在為相關(guān)行業(yè)的技術(shù)人員提供借鑒。

1　自動對中系統(tǒng)工作原理

1.1自動對中過程

GAAS80/580鋼軌閃光焊機(jī)在自動對中前，兩支鋼軌的接觸位置移動到焊機(jī)鉗口中心位置，焊機(jī)在自動模式下夾持鋼軌。焊機(jī)自動進(jìn)入對中狀態(tài)，由上下電極與對中臂夾持、起拱輪起拱、軌腰夾持、自動對中四個階段完成。具體過程是：

（1）上下電極夾持與對中臂夾持同時完成，電極夾持鋼軌的垂直位置由上電極的機(jī)械限位決定，水平位置由對中臂決定；

（2）夾持完畢后，起拱輪開始上升，鋼軌接近起拱傳感器E15、E25（見圖1）時停止動作；

（3）開始軌腰夾持，完畢后執(zhí)行自動對中過程，根據(jù)工作邊選擇的不同，自動對中系統(tǒng)會根據(jù)不同的傳感器進(jìn)行對中。

圖1　起拱傳感器

1.2自動對中技術(shù)要點

為使焊接接頭在焊接處外形質(zhì)量良好，在焊機(jī)自動對中過程完成后，鋼軌狀態(tài)需達(dá)到以下幾點要求：

（1）鋼軌處于設(shè)備中心位置；

（2）兩側(cè)鋼軌錯邊量在合格范圍內(nèi)；

（3）焊機(jī)軌腰夾持在鋼軌中心位置；

（4）鋼軌兩側(cè)有相同的、適合生產(chǎn)實際情況的起拱量。

（5）合適的電極高度。

2　自動對中系統(tǒng)調(diào)整方法

2.1基本調(diào)整

2.1.1焊機(jī)水平調(diào)整

通過調(diào)整走行輪的高度，確保焊機(jī)處于水平狀態(tài)。應(yīng)注意的是需按逆時針順序調(diào)整，不得對角調(diào)整，以免造成設(shè)備扭曲。

2.1.2焊機(jī)起拱輪高度調(diào)整

焊機(jī)起拱輪高度調(diào)整的目的在于為焊機(jī)電極高度調(diào)整作準(zhǔn)備。我國60 kg/m鋼軌的標(biāo)準(zhǔn)高度為176 mm。結(jié)合GAAS80/580焊接說明書中提及的歐洲標(biāo)準(zhǔn)UIC-60有關(guān)參數(shù)：鋼軌高度為172 mm時，鋼軌與進(jìn)口側(cè)/出口側(cè)端口之間的標(biāo)準(zhǔn)間隙X（見圖2）為51 mm[6]，可推斷我國標(biāo)準(zhǔn)所對應(yīng)的X為47 mm。

調(diào)整時，首先將一根長度至少為6.18 m的鋼軌移入焊機(jī)，鋼軌外形要求標(biāo)準(zhǔn)、無彎曲，確保兩端起拱輪可以接觸到鋼軌，且兩端伸出長度盡量相等。其次，如圖3所示，調(diào)整支撐輪調(diào)整螺栓A，使中間兩個支撐輪剛好不再支撐鋼軌。隨后，調(diào)整焊機(jī)起拱輪行程限位螺栓B，直到鋼軌與進(jìn)口側(cè)/出口側(cè)端口之間的間隙X的測量值為47 mm。最后，鎖緊B，進(jìn)入OP7模塊的測量鋼軌高度界面，長按F2，將當(dāng)前位置保存為零位。此時，OP7界面顯示進(jìn)口/出口側(cè)均為0.0 mm。

圖2　鋼軌與進(jìn)口側(cè)/出口側(cè)端口之間的標(biāo)準(zhǔn)間隙示意圖

圖3　焊機(jī)起拱輪高度調(diào)整示意圖

2.1.3焊機(jī)電極高度調(diào)整

焊機(jī)電極高度的調(diào)整是利用起拱輪和超聲波傳感器，通過調(diào)整左上電極機(jī)械限位來確定鋼軌的焊接位置，再根據(jù)左上電極位置調(diào)整右上電極記憶油缸，以確定右上電極位置，最終使得鋼軌軌腰夾持到正中心。

在確認(rèn)焊機(jī)起拱輪高度正確的基礎(chǔ)上，操作設(shè)備回到零位，進(jìn)入手動模式。打開左上電極機(jī)械限位的鎖緊螺栓，將手柄推到最高位置+8，再將鎖緊螺栓插入定位，但暫不鎖緊。操作OP7模塊進(jìn)入測量鋼軌高度界面，再操作設(shè)備起拱手柄，直至鋼軌高度界面顯示測量值為22.5 mm為止，如圖4所示。繼續(xù)操作設(shè)備，使左上電極完全落下，這時左上電極與鋼軌之間還有一定距離。拔出左上電極機(jī)械限位鎖緊螺栓，通過調(diào)整手柄，使左上電極完全接觸到鋼軌表面，將鎖緊螺栓插入與左上電極機(jī)械限位最接近的螺栓孔，并鎖緊。萬一出現(xiàn)手柄螺栓孔處于兩個機(jī)械限位螺栓孔之間的情況，則選擇右側(cè)的螺栓孔，因為這會使得電極與鋼軌之間有良好的接觸面，有利于鋼軌焊接。緊接著，操作右上電極記憶油缸，使記憶油缸完全縮回后，再操作右上電極完全落下。這時，右上電極與鋼軌之間還存在一定距離，故操作右上電極記憶油缸緩緩伸出，使得右上電極逐漸接近鋼軌表面。當(dāng)右上電極剛剛接觸到鋼軌，但又不至于使鋼軌高度界面測量值改變時，停止操作。這時，若鋼軌高度界面測量值不變（仍是22.5 mm），則調(diào)整成功；若絕對誤差超過1 mm，則重新調(diào)整。

圖4　鋼軌高度調(diào)整示意圖

2.1.4焊機(jī)軌腰夾持裝置調(diào)整

雖然軌腰夾持裝置一般在出廠時已調(diào)試完畢，但萬一出現(xiàn)鋼軌與設(shè)備進(jìn)口處/出口處端口兩邊的間隙Y與Z（見圖5）不相等的情況，則仍需要調(diào)整。此時，松開軌腰夾持裝置的鎖緊螺母，調(diào)整連桿中間的調(diào)整螺母，直到Y(jié)與Z相等為止。調(diào)整完畢后，對推瘤系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，使鋼軌在軌腰夾持后處于設(shè)備中心線上。

圖5　鋼軌與設(shè)備進(jìn)口處/出口處端口兩邊的間隙示意圖

2.1.5設(shè)備對中臂調(diào)整

如圖6所示，利用10 mm的標(biāo)準(zhǔn)塊，調(diào)整對中臂上的8個對中桿，使對中桿距離標(biāo)準(zhǔn)鋼軌剛好10 mm，為后續(xù)調(diào)整環(huán)節(jié)做準(zhǔn)備。

圖6　設(shè)備對中臂調(diào)整示意圖

2.2設(shè)備感應(yīng)開關(guān)調(diào)整

2.2.1起拱感應(yīng)開關(guān)調(diào)整

起拱感應(yīng)開關(guān)調(diào)整的目的是利用標(biāo)準(zhǔn)軌將起拱量調(diào)整在較好范圍內(nèi)，為進(jìn)一步調(diào)整起拱量打好基礎(chǔ)。

首先，操作設(shè)備回零，使設(shè)備回到初始狀態(tài)。選擇手動模式，用起拱手柄將起拱輪抬升，直到鋼軌高度界面進(jìn)口側(cè)/出口側(cè)均顯示測量值為22.5 mm。其次，操作設(shè)備軌腰夾持和對中臂夾持，在OP7模塊中依照如下步驟進(jìn)行：

MAIN MENU > F2 Manual functions > Manual function: 65 > Running edge（1）

緊接著，向上撥動起拱手柄，觸發(fā)傳感器，此時PP17操作面板的兩個上電極指示燈會亮起或閃爍，此時分別調(diào)整動架側(cè)和固定側(cè)起拱傳感器調(diào)整螺桿，首先順時針旋轉(zhuǎn)至上電極指示燈閃爍，然后逆時針旋轉(zhuǎn)至上電極指示燈長亮?xí)r，調(diào)整完成。

2.2.2對中傳感器調(diào)整

在完成起拱感應(yīng)開關(guān)調(diào)整的基礎(chǔ)上，在操作面板中選擇以中心線對中，然后將左側(cè)手柄打向右，并保持至固定側(cè)對中桿夾緊指示燈閃爍為止，此時，固定側(cè)對中油缸完全收回；將左側(cè)手柄打向左，并保持至固定側(cè)對中桿夾緊指示燈停止閃爍為止，此時，固定側(cè)對中油缸完全伸出。同理，按照上述步驟操作右側(cè)手柄。最后，測量油缸伸出距離D（見圖7），檢測對中油缸。根據(jù)實際情況調(diào)整D，例如，D=151 mm。調(diào)整時，需注意保持固定側(cè)和動架側(cè)兩端對中油缸伸出距離測量值D相等。

圖7　油缸伸出距離示意圖

緊接著，在OP7模塊中再次執(zhí)行流程（1）的步驟，再以操作側(cè)為準(zhǔn)進(jìn)行對中，此時操作面板中對中桿夾緊指示燈會亮起或閃爍，故沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)焊機(jī)后側(cè)對中臂上端的兩個調(diào)整螺栓，直至對中桿夾緊指示燈閃爍為止；然后，沿順時針方向旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿，直至對中桿夾緊指示燈長亮為止。最后，選擇非操作側(cè)，沿順時針方向旋轉(zhuǎn)焊機(jī)后側(cè)對中臂下端的兩個調(diào)整螺栓，直至對中桿夾緊指示燈閃爍為止；然后，沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿，直至對中桿夾緊指示燈長亮?xí)r，調(diào)整完成。

2.3設(shè)備焊后調(diào)整

上述調(diào)整環(huán)節(jié)是利用標(biāo)準(zhǔn)軌將設(shè)備調(diào)整到相對良好的狀態(tài)，但仍未達(dá)到焊接接頭的質(zhì)量要求，故需模擬真實生產(chǎn)情況，進(jìn)一步加以調(diào)整。

將標(biāo)準(zhǔn)軌移出設(shè)備，放入兩支被原口鋸切的鋼軌。操作設(shè)備回零，設(shè)備具有以中心線、操作側(cè)、非操作側(cè)為準(zhǔn)的3種對中方式。在操作面板中選擇其中一種對中方式，選擇自動模式，將切口處置入鉗口中心，分別夾持兩支鋼軌，這時焊機(jī)會自動完成對中過程。完成后，手動調(diào)整右上電極記憶油缸，將兩支鋼軌的軌頂面對齊，然后利用塞尺測量兩支鋼軌工作邊錯邊量，根據(jù)所得數(shù)據(jù)，以固定側(cè)鋼軌為基礎(chǔ)，調(diào)整靜架側(cè)傳感器，然后操作設(shè)備回零，重新夾持，重復(fù)調(diào)整，直到兩支鋼軌錯邊量符合質(zhì)量要求為止。

利用3種對中方式各對中一次，調(diào)整好相應(yīng)的傳感器之后，為每一種對中方式焊接一個接頭并標(biāo)記。待接頭冷卻后，對焊接接頭的錯邊量、軌頂面起拱量、工作邊拱量進(jìn)行測量，根據(jù)所測數(shù)據(jù)再次調(diào)整相應(yīng)的傳感器。雖然先前調(diào)整的錯邊量一般處于比較好的狀態(tài)，但也有可能出現(xiàn)焊接接頭偏向操作側(cè)或非操作側(cè)的情況，此時從整體上看，焊接接頭是向操作面突出或凹陷的，兩支鋼軌在焊接接頭處不直，那么就需要同時調(diào)整兩側(cè)的傳感器，使兩支鋼軌盡量在共線，以期焊接接頭達(dá)到最好狀態(tài)。到此為止，全部調(diào)整過程完成。

3　自動對中系統(tǒng)保養(yǎng)

鋼軌在閃光焊接過程中，會產(chǎn)生大量焊渣和粉塵附著在對中臂和對中桿各處，使得自動對中系統(tǒng)暴露于比較惡劣的作業(yè)環(huán)境中，如果不加以保養(yǎng)維護(hù)，就會造成不同程度的損壞，影響對中系統(tǒng)精度。所以焊機(jī)自動對中系統(tǒng)的保養(yǎng)維護(hù)對焊接接頭質(zhì)量的保證極為重要。日常保養(yǎng)需建立制度，關(guān)鍵要做到：

（1）每焊接一個接頭，都要清理對中臂上及對中桿附近的焊渣；

（2）每焊接一支鋼軌，都需在對中桿上涂黃油；

（3）以日為單位，全面清理對中系統(tǒng)焊渣及粉塵；

（4）以周為單位，清理對中系統(tǒng)傳感器機(jī)身結(jié)構(gòu)，并涂油潤滑；

（5）以月為單位，檢查與清理對中桿、對中臂，必要時更換對中桿；

（6）以月為單位，對焊機(jī)自動對中系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整校準(zhǔn)。

4　結(jié)語

在生產(chǎn)實際和多年積累經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，總結(jié)了GAAS80/580鋼軌閃光焊機(jī)自動對中系統(tǒng)的調(diào)整方法。通過使用該方法焊接接頭錯邊量遠(yuǎn)小于我國鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T 1632-2014中規(guī)定的錯邊量最大允許值0.2 mm，提高了焊接接頭外觀質(zhì)量，提升了生產(chǎn)效率，減少了人為因素對焊接接頭質(zhì)量的影響。同時，針對生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的問題，制定了保養(yǎng)制度，對相關(guān)技術(shù)人員具有極大參考價值。

[1]周舸. 基于GAAS80/580 焊機(jī)的U71MnG 鋼軌焊接工藝調(diào)試[J]. 工程技術(shù): 文摘版, 2016(4): 258-260.

[2]陳海田. 50 kg/m武鋼U71Mn鋼軌閃光焊接性能探討[J]. 山東工業(yè)技術(shù), 2016(13): 30.

[3]許建學(xué). 淺談GAAS80/580閃光焊機(jī)工藝參數(shù)的優(yōu)化[J]. 甘肅科技, 2014, 30(10): 54-55.

[4]國家鐵路局. 中華人民共和國鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn): TB/T 1632.1-2014[S]. 北京: 中國鐵道出版社, 2015.

[5]國家鐵路局. 中華人民共和國鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn): TB/T 1632.2-2014[S]. 北京: 中國鐵道出版社, 2015.

[6]瑞士施拉特公司. GAAS80/580焊接說明書, Rev. 0603 [Z].

張家佳(1987-)，男，內(nèi)蒙古巴彥淖爾人，本科畢業(yè)于石家莊鐵道學(xué)院，助理工程師。研究方向：機(jī)電設(shè)備。

Adjustment and Maintenance for Automatic Centering System in GAAS80/580 Rail Flash Butt Welding Machine

ZHANG Jia-jia
(Hohhot Railway Bureau Rail Welding Section, Hohhot, Inner Mongolia, 010050, China)

Adjustment and maintenance for automatic centering system in a rail welding machine can provide help for the effective control on unfitness of welded butt joint. A case study on GAAS80/580 rail flash butt welding machine is carried out based on the basic theory of its automatic centering system. Under proposal of technical points of automatic centering system, target of an optimized welded joint is achieved through three aspects including adjustments of fundamental, device inductive switch and after welding. Also, maintenance disciplines are established based on above adjustment procedure. Harvest of this study is a reliable quality basis for rail profile finishing afterwards, and a guarantee for quality of running train.

GAAS80/580 Rail Welding Machine; Unfitness of Welded Butt Joint; Automatic Centering; Device Adjustment; Rail Flash Butt Welding Machine; Rail Welding; Welded Butt Joint

TN957.8+3

A

2095-8412 (2016) 05-859-04工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新 URL: http://www.china-iti.com

10.14103/j.issn.2095-8412.2016.05.007