專利名稱：一種鋼軌氣壓焊數(shù)控液壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所屬領(lǐng)域本實用新型涉及一種數(shù)控式氣壓焊機的部件，尤其涉及一種鋼軌氣壓焊數(shù)控液壓裝置。
背景技術(shù)：
由于鋼軌無縫線路施工現(xiàn)場焊接目前主要采用氣壓焊，其特點為頻繁流動作業(yè)，焊接機具靠人工搬遷，要求設(shè)備輕便、靈活，因此，液壓動力采用超高液壓。而目前無超高液壓的自動控制裝置，氣壓焊均采用手動控制，存在如下問題1、氣壓焊的液壓泵站操作人員必須是經(jīng)過長時間培訓(xùn)的熟練工人，培訓(xùn)花費大；操作時由于現(xiàn)場發(fā)電機帶動負(fù)載多，油壓必須時刻監(jiān)控，工人勞動強度大，且控制精度不高。
2、現(xiàn)場焊接工況復(fù)雜，油壓的大小控制和轉(zhuǎn)換需由看火人員與油泵操作人員協(xié)調(diào)配合，且油壓切換時間由人工計時，焊接接頭受人為因素影響大。
3、現(xiàn)場焊接基本上都要求保壓推凸，以防止鋼軌焊接完成后在高溫時被拉開，而保壓推凸要求推凸閥和頂鍛閥之間的嚴(yán)格操作順序，人工很難保證準(zhǔn)確的操作順序，焊接接頭時有被拉開的現(xiàn)象。
4、高壓轉(zhuǎn)低壓的時間，由肉眼觀察焊接接頭的變形量來確定；誤差大，容易影響焊接接頭質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于解決現(xiàn)在現(xiàn)場氣壓焊所存在的問題，提供一種操作方便、油壓控制精確、焊接控制接頭質(zhì)量穩(wěn)定的氣壓焊數(shù)控液壓裝置。
本實用新型解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為一種鋼軌氣壓焊數(shù)控液壓裝置，含有油箱、油路集成塊、高壓泵、溢流閥和調(diào)節(jié)器，其結(jié)構(gòu)特點是調(diào)節(jié)器為由控制機構(gòu)控制的調(diào)壓機構(gòu)及換向機構(gòu)組成的數(shù)控調(diào)節(jié)器，且控制機構(gòu)連有傳感器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是由傳感器檢測出系統(tǒng)壓力、位置信號送入控制機構(gòu)，經(jīng)控制機構(gòu)運算處理后，控制調(diào)壓機構(gòu)對油壓進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，并控制換向機構(gòu)對油路方向進(jìn)行準(zhǔn)確的換向操作。取代原手動控制，大大降低操作工人的勞動強度和技術(shù)要求；其操作方便，控制準(zhǔn)確，從而穩(wěn)定的提高了焊接接頭質(zhì)量。
上述的控制機構(gòu)的組成為位置傳感器與數(shù)字控制模塊的接口相連，連接于高壓泵輸出油路的壓力變送器經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換口與數(shù)字控制模塊相連；參數(shù)預(yù)置和顯示模塊與數(shù)字控制模塊的對應(yīng)接口相連；數(shù)字控制模塊的調(diào)壓輸出口與調(diào)壓電機的驅(qū)動電路相連，數(shù)字控制模塊的換向輸出口與換向電機的驅(qū)動電路相連。
該控制機構(gòu)的控制原理為參數(shù)預(yù)置、顯示模塊可以設(shè)置焊接過程中各階段的壓力大小，以適應(yīng)不同鋼軌軌性和不同焊接工況；壓力變送器將高壓泵輸出油路的壓力信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，送入數(shù)字控制模塊中，并與設(shè)定值進(jìn)行比較，同時數(shù)字控制模塊檢測位置傳感器的信號，并通過一定的控制算法進(jìn)行運算，輸出信號到調(diào)壓電機的驅(qū)動電路及換向電機的驅(qū)動電路，實現(xiàn)對調(diào)壓機構(gòu)與換向機構(gòu)的控制。
上述的調(diào)壓機構(gòu)的組成為調(diào)壓電機的輸出軸上固定有調(diào)壓外齒輪，調(diào)壓外齒輪與調(diào)壓內(nèi)齒輪嚙合，調(diào)壓內(nèi)齒輪固定在中心軸上部，且調(diào)壓內(nèi)齒輪外套定位套，定位套固定在調(diào)壓安裝支架及調(diào)壓電機殼體上；中心軸的下部螺紋固定在調(diào)壓安裝支架的中心孔上端，中心軸的中部置于調(diào)壓安裝支架的腔內(nèi)，且中心軸的中部固定套有三個定位環(huán)，三個定位環(huán)的外緣均設(shè)有感應(yīng)塊，在調(diào)壓安裝支架的腔上與三個定位環(huán)對應(yīng)位置設(shè)有高壓位、中壓位、零壓位位置傳感器；中心軸下端與調(diào)壓安裝支架中心孔內(nèi)的鋼珠、防溢件、彈簧、錐閥順序相壓，錐閥下錐面壓在主油路連接器的出油孔上；主油路連接器螺紋連接于調(diào)壓安裝支架中心孔的下端，調(diào)壓安裝支架固定在油箱上。
該調(diào)壓機構(gòu)的工作原理為控制機構(gòu)控制調(diào)壓電機的正、反轉(zhuǎn)，調(diào)壓電機的旋轉(zhuǎn)通過輸出軸帶動調(diào)壓外齒輪及調(diào)壓內(nèi)齒輪正、反向旋轉(zhuǎn)，調(diào)壓內(nèi)齒輪再帶動中心軸正、反向旋轉(zhuǎn)。由于中心軸的下部螺紋固定在調(diào)壓安裝支架的中心孔上端，故中心軸在正、反向轉(zhuǎn)動的同時，還將在支架的中心孔內(nèi)上、下移動。中心軸向下移動時，推動與其下端順序相壓的安裝支架中心孔內(nèi)的鋼珠、防溢件、彈簧、錐閥相應(yīng)下移，使錐閥下錐面壓向主油路連接器的出油孔上；相反，中心軸向上移動時，主油路連接器內(nèi)的高壓液壓油通過其出油孔向錐閥施以向上的壓力，推動中心孔內(nèi)的錐閥、彈簧、防溢件、鋼珠相應(yīng)上移，錐閥下錐面遠(yuǎn)離主油路連接器的出油孔。如此，錐閥上下移動，錐閥下錐面與主油路連接器的出油孔的間隙大小得以調(diào)整，從而實現(xiàn)了主油路壓力的受控調(diào)節(jié)。
與上述調(diào)壓機構(gòu)相配的控制機構(gòu)的組成為高壓位、中壓位、零壓位位置傳感器分別與數(shù)字控制模塊的對應(yīng)數(shù)字輸入口相連；連接于高壓泵輸出油路的壓力變送器經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換口與數(shù)字控制模塊相連；參數(shù)預(yù)置和顯示模塊與數(shù)字控制模塊的對應(yīng)接口相連；數(shù)字控制模塊的調(diào)壓輸出口與調(diào)壓電機的驅(qū)動電路相連，數(shù)字控制模塊的換向輸出口與換向電機的驅(qū)動電路相連。
該種控制機構(gòu)工作原理的特點為壓力變送器將高壓泵輸出油路的壓力信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，送入數(shù)字控制模塊中，并與設(shè)定值進(jìn)行比較，同時調(diào)壓機構(gòu)的高壓位、中壓位、零壓位位置傳感器檢測出的信號，也送入數(shù)字控制模塊中，通過一定的控制算法進(jìn)行運算，輸出指令信號到調(diào)壓電機驅(qū)動電路，驅(qū)動調(diào)壓電機正、反轉(zhuǎn)及其轉(zhuǎn)動幅度，調(diào)節(jié)錐閥的位置，對壓力進(jìn)行恒值控制與切換，實現(xiàn)鋼軌氣壓焊的三段壓力控制。
上述的換向機構(gòu)的組成為換向電機固定在高壓換向閥的閥體上，換向電機的輸出軸上固定有換向外齒輪，換向外齒輪與換向內(nèi)齒輪嚙合，在換向內(nèi)齒輪外緣設(shè)有三個感應(yīng)塊，換向內(nèi)齒輪置于齒輪腔內(nèi)，在齒輪腔上與三個感應(yīng)塊對應(yīng)位置設(shè)有退缸、保持、進(jìn)缸位置傳感器，齒輪腔與高壓換向閥的閥體固定連接，齒輪腔同時經(jīng)軸承與高壓換向閥的閥芯組件相連，換向內(nèi)齒輪通過鍵與高壓換向閥的閥芯組件連接，閥芯組件與閥芯座之間嵌有連接軸，連接軸外套有換向彈簧，閥芯組件內(nèi)的四個油道通過四根液壓管件與閥芯座的四個油道相連，閥芯座壓在高壓換向閥的閥座組件上；閥座組件上部固定在閥體上、下部固定在液壓集成塊上。
該換向機構(gòu)的工作原理為控制機構(gòu)控制固定在高壓換向閥的閥體上的換向電機正、反轉(zhuǎn)，并通過輸出軸、換向外齒輪、換向內(nèi)齒輪帶動閥芯組件及閥芯座正、反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)閥芯座與閥座組件的相對轉(zhuǎn)動，使閥芯座的四個油道與閥座組件的四個油道產(chǎn)生不同的連通組合，實現(xiàn)油路流動方向的切換。當(dāng)控制機構(gòu)發(fā)出頂鍛缸或推凸缸進(jìn)缸指令時，換向外齒輪正轉(zhuǎn)，至進(jìn)缸位置傳感器檢測到換向外齒輪上的感應(yīng)塊時，換向電機停止轉(zhuǎn)動，此時壓接機上的頂鍛缸或推凸缸處于進(jìn)缸狀態(tài)，實現(xiàn)頂鍛或推凸功能。當(dāng)控制機構(gòu)發(fā)出頂鍛缸或推凸缸退缸指令時，換向外齒輪反轉(zhuǎn)至退缸位置傳感器檢測到換向外齒輪上的感應(yīng)塊時，換向電機停止轉(zhuǎn)動，此時頂鍛缸或推凸缸處于退缸狀態(tài)，實現(xiàn)頂鍛缸松開或推凸缸退缸功能。當(dāng)控制機構(gòu)發(fā)出保持指令時，換向外齒輪自動向一個方向轉(zhuǎn)動，至保持位置傳感器檢測到換向外齒輪上的感應(yīng)塊時，換向電機停止轉(zhuǎn)動，此時頂鍛缸或推凸缸處于保持狀態(tài)(既不進(jìn)缸，也不退缸)。
與上述換向機構(gòu)相配的控制機構(gòu)的組成為進(jìn)缸、保持、退缸位置傳感器分別與數(shù)字控制模塊的對應(yīng)數(shù)字輸入口相連；連接于高壓泵輸出油路的壓力變送器經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換口與數(shù)字控制模塊相連；參數(shù)預(yù)置和顯示模塊與數(shù)字控制模塊的對應(yīng)接口相連；數(shù)字控制模塊的調(diào)壓輸出口與調(diào)壓電機的驅(qū)動電路相連，數(shù)字控制模塊的換向輸出口與換向電機的驅(qū)動電路相連。
與上述換向機構(gòu)相配的控制機構(gòu)特有的工作原理為退缸、保持、進(jìn)缸位置傳感器檢測到的信號，送入數(shù)字控制模塊，數(shù)字控制模塊據(jù)以確定換向機構(gòu)的狀態(tài)，并和預(yù)設(shè)的動作進(jìn)行邏輯運算，輸出進(jìn)缸或保持或退缸指令信號到換向電機驅(qū)動電路驅(qū)動換向電機正、反轉(zhuǎn)，并根據(jù)退缸、保持、進(jìn)缸位置傳感器檢測到的信號實時確定換向機構(gòu)是否到達(dá)退缸、保持、進(jìn)缸位置，到位時換向電機停轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)退缸、保持、進(jìn)缸功能。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步的描述。


圖1是本實用新型實施例的控制原理示意圖。
圖2是本實用新型實施例調(diào)壓機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實用新型實施例換向機構(gòu)的結(jié)構(gòu)意圖。
具體實施方式
實施例本實用新型的一種具體實施方式
為一種鋼軌氣壓焊數(shù)控液壓裝置，含有油箱、油路集成塊、高壓泵、溢流閥和調(diào)節(jié)器。其調(diào)節(jié)器為由控制機構(gòu)控制的調(diào)壓機構(gòu)及換向機構(gòu)組成的數(shù)控調(diào)節(jié)器，且控制機構(gòu)連有傳感器。
圖1示出，本實施例的控制機構(gòu)組成為位置傳感器52與數(shù)字控制模塊48的接口相連，連接于高壓泵輸出油路的壓力變送器10經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換口53與數(shù)字控制模塊48相連；參數(shù)預(yù)置和顯示模塊49與數(shù)字控制模塊48的對應(yīng)接口相連；數(shù)字控制模塊48的調(diào)壓輸出口與調(diào)壓電機3的驅(qū)動電路50相連，數(shù)字控制模塊48的換向輸出口與換向電機30的驅(qū)動電路51相連。
圖2示出，本實施例的調(diào)壓機構(gòu)的組成為調(diào)壓電機3的輸出軸3a上固定有調(diào)壓外齒輪16，調(diào)壓外齒輪16與調(diào)壓內(nèi)齒輪18嚙合，調(diào)壓內(nèi)齒輪18固定在中心軸29上部，且調(diào)壓內(nèi)齒輪18外套定位套17，定位套17固定在調(diào)壓安裝支架2及調(diào)壓電機3殼體上；中心軸29的下部螺紋固定在調(diào)壓安裝支架2的中心孔上端，中心軸29的中部置于調(diào)壓安裝支架2的腔內(nèi)，且中心軸29的中部固定套有三個定位環(huán)19，三個定位環(huán)19的外緣均設(shè)有感應(yīng)塊20，在調(diào)壓安裝支架2的腔上與三個定位環(huán)19對應(yīng)位置設(shè)有三個傳感器52，分別是高壓位、中壓位、零壓位位置傳感器52a、52b、52c。中心軸29下端與調(diào)壓安裝支架2中心孔內(nèi)的鋼珠21、防溢件22、彈簧23、錐閥24順序相壓，錐閥24下錐面壓在主油路連接器25的出油孔上；主油路連接器25螺紋連接于調(diào)壓安裝支架2中心孔的下端，調(diào)壓安裝支架2固定在油箱上。
本實施例的調(diào)壓機構(gòu)的高壓位、中壓位、零壓位位置傳感器52a、52b、52c分別與控制機構(gòu)中的數(shù)字控制模塊48的對應(yīng)數(shù)字輸入口相連。它能高壓位、中壓位、零壓位位置傳感器52a、52b、52c檢測出的信號，送入數(shù)字控制模塊48，連同與壓力變送器10轉(zhuǎn)換送入數(shù)字控制模塊48的信號，一起通過一定的控制算法進(jìn)行運算，輸出指令信號到調(diào)壓電機3驅(qū)動電路50，驅(qū)動調(diào)壓電機3正、反轉(zhuǎn)及其轉(zhuǎn)動幅度。
圖3示出，本實施例的換向機構(gòu)的組成為換向電機30固定在高壓換向閥的閥體35上，換向電機30的輸出軸30a上固定有換向外齒輪31，換向外齒輪31與換向內(nèi)齒輪32嚙合，在換向內(nèi)齒輪32外緣設(shè)有三個感應(yīng)塊46，換向內(nèi)齒輪32置于齒輪腔33內(nèi)，在齒輪腔33上與三個感應(yīng)塊46對應(yīng)位置設(shè)有三個位置傳感器52，分別是退缸、保持、進(jìn)缸位置傳感器52d、52e、52f。齒輪腔33與高壓換向閥的閥體35固定連接，齒輪腔33同時經(jīng)軸承42與高壓換向閥的閥芯組件34相連，換向內(nèi)齒輪32通過鍵30b與高壓換向閥的閥芯組件34連接，閥芯組件34與閥芯座47之間嵌有連接軸39，連接軸39外套有換向彈簧40，閥芯組件34內(nèi)的四個油道通過四根液壓管件41與閥芯座47的四個油道相連，閥芯座47壓在高壓換向閥的閥座組件36上；閥座組件36上部固定在閥體35上，下部固定在液壓集成塊37上。
本例的換向機構(gòu)的位置傳感器52d、52e、52f，分別與控制機構(gòu)的數(shù)字控制模塊48的對應(yīng)數(shù)字輸入口相連。以將檢測出的退缸、保持、進(jìn)缸位置信號，送入數(shù)字控制模塊48，連同與壓力變送器10轉(zhuǎn)換送入數(shù)字控制模塊48的信號，一起通過一定的控制算法進(jìn)行運算，輸出指令信號驅(qū)動換向電機30進(jìn)行受控轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)退缸、保持、進(jìn)缸功能。
將本實用新型的換向機構(gòu)與推凸缸相連，可以實現(xiàn)氣壓焊中推凸缸的換向控制；將換向機構(gòu)與頂鍛缸相連，則可以實現(xiàn)氣壓焊中頂鍛缸的換向控制；一套控制機構(gòu)控制兩套換向機構(gòu)，則可以同時對推凸缸、頂鍛缸的進(jìn)行換向控制，實現(xiàn)推凸缸和頂鍛缸的進(jìn)缸、退缸功能。
權(quán)利要求1.一種鋼軌氣壓焊數(shù)控液壓裝置，含有油箱、油路集成塊、高壓泵、溢流閥和調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述的調(diào)節(jié)器為由控制機構(gòu)控制的調(diào)壓機構(gòu)及換向機構(gòu)組成的數(shù)控調(diào)節(jié)器，且控制機構(gòu)連有傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼軌氣壓焊數(shù)控液壓裝置，其特征在于所述的控制機構(gòu)的組成為位置傳感器(52)與數(shù)字控制模塊(48)的接口相連，連接于高壓泵輸出油路的壓力變送器(10)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換口(53)與數(shù)字控制模塊(48)相連；參數(shù)預(yù)置和顯示模塊(49)與數(shù)字控制模塊(48)的對應(yīng)接口相連；數(shù)字控制模塊(48)的調(diào)壓輸出口與調(diào)壓電機(3)的驅(qū)動電路(50)相連，數(shù)字控制模塊(48)的換向輸出口與換向電機(30)的驅(qū)動電路(51)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼軌氣壓焊數(shù)控液壓裝置；其特征在于所述的調(diào)壓機構(gòu)的組成為調(diào)壓電機(3)的輸出軸(3a)上固定有調(diào)壓外齒輪(16)，調(diào)壓外齒輪(16)與調(diào)壓內(nèi)齒輪(18)嚙合，調(diào)壓內(nèi)齒輪(18)固定在中心軸(29)上部，且調(diào)壓內(nèi)齒輪(18)外套定位套(17)，定位套(17)固定在調(diào)壓安裝支架(2)及調(diào)壓電機(3)殼體上；中心軸(29)的下部螺紋固定在調(diào)壓安裝支架(2)的中心孔上端，中心軸(29)的中部置于調(diào)壓安裝支架(2)的腔內(nèi)，且中心軸(29)的中部固定套有三個定位環(huán)(19)，三個定位環(huán)(19)的外緣均設(shè)有感應(yīng)塊(20)，在調(diào)壓安裝支架(2)的腔上與三個定位環(huán)(19)對應(yīng)位置設(shè)有高壓位、中壓位、零壓位位置傳感器(52a、52b、52c)；中心軸(29)下端與調(diào)壓安裝支架(2)中心孔內(nèi)的鋼珠(21)、防溢件(22)、彈簧(23)、錐閥(24)順序相壓，錐閥(24)下錐面壓在主油路連接器(25)的出油孔上；主油路連接器(25)螺紋連接于調(diào)壓安裝支架(2)中心孔的下端，調(diào)壓安裝支架(2)固定在油箱上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋼軌氣壓焊數(shù)控液壓裝置，其特征在于所述的控制機構(gòu)的組成為高壓位、中壓位、零壓位位置傳感器(52a、52b、52c)分別與數(shù)字控制模塊(48)的對應(yīng)數(shù)字輸入口相連；連接于高壓泵輸出油路的壓力變送器(10)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換口(53)與數(shù)字控制模塊(48)相連；參數(shù)預(yù)置和顯示模塊(49)與數(shù)字控制模塊(48)的對應(yīng)接口相連；數(shù)字控制模塊(48)的調(diào)壓輸出口與調(diào)壓電機(3)的驅(qū)動電路相連，數(shù)字控制模塊(48)的換向輸出口與換向電機(30)的驅(qū)動電路(51)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼軌氣壓焊數(shù)控液壓裝置；其特征在于所述的換向機構(gòu)的組成為換向電機(30)固定在高壓換向閥的閥體(35)上，換向電機(30)的輸出軸(30a)上固定有換向外齒輪(31)，換向外齒輪(31)與換向內(nèi)齒輪(32)嚙合，在換向內(nèi)齒輪(32)外緣設(shè)有三個感應(yīng)塊(46)，換向內(nèi)齒輪(32)置于齒輪腔(33)內(nèi)，在齒輪腔(33)上與三個感應(yīng)塊(46)對應(yīng)位置設(shè)有退缸、保持、進(jìn)缸位置傳感器(52d、52e、52f)，齒輪腔(33)與高壓換向閥的閥體(35)固定連接，齒輪腔(33)同時經(jīng)軸承(42)與高壓換向閥的閥芯組件(34)相連，換向內(nèi)齒輪(32)通過鍵(30b)與高壓換向閥的閥芯組件(34)連接，閥芯組件(34)與閥芯座(47)之間嵌有連接軸(39)，連接軸(39)外套有換向彈簧(40)，閥芯組件(34)內(nèi)的四個油道通過四根液壓管件(41)與閥芯座(47)的四個油道相連，閥芯座(47)壓在高壓換向閥的閥座組件(36)上；閥座組件(36)上部固定在閥體(35)上，下部固定在液壓集成塊(37)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋼軌氣壓焊數(shù)控液壓裝置，其特征在于所述的控制機構(gòu)的組成為退缸、保持、進(jìn)缸位置傳感器(52d、52e、52f)分別與數(shù)字控制模塊(48)的對應(yīng)數(shù)字輸入口相連；連接于高壓泵輸出油路的壓力變送器(10)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換口(53)與數(shù)字控制模塊(48)相連；參數(shù)預(yù)置和顯示模塊(49)與數(shù)字控制模塊(48)的對應(yīng)接口相連；數(shù)字控制模塊(48)的調(diào)壓輸出口與調(diào)壓電機(3)的驅(qū)動電路相連，數(shù)字控制模塊(48)的換向輸出口與換向電機(30)的驅(qū)動電路(51)相連。
專利摘要本實用新型公開了一種鋼軌氣壓焊數(shù)控液壓裝置，其調(diào)節(jié)器為由控制機構(gòu)、控制調(diào)壓機構(gòu)及換向機構(gòu)組成的數(shù)控調(diào)節(jié)器，且控制機構(gòu)連有傳感器。它能大大降低操作工人的勞動強度和技術(shù)要求，操作方便、油壓控制精確、焊接控制接頭質(zhì)量穩(wěn)定。
文檔編號B23K5/22GK2860705SQ20052003568
公開日2007年1月24日 申請日期2005年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月5日
發(fā)明者譚克利, 呂其兵, 戴虹, 駱德陽 申請人:西南交通大學(xué)