專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鋼軌銑磨車(chē)縱向進(jìn)給自適應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種銑磨進(jìn)給裝置，具體涉及一種適用于鋼軌修磨的鋼軌銑磨車(chē)縱向進(jìn)給自適應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
鋼軌是承載列車(chē)的主要基礎(chǔ)，隨著高速鐵路的速度的提升，對(duì)鋼軌的表面粗糙度和平順度等指標(biāo)提出了苛刻的要求，在列車(chē)高速運(yùn)行狀態(tài)下，鋼軌的磨損和病害容易加劇。目前針對(duì)鋼軌的修磨采用銑磨車(chē)的方式，先采用成型銑刀輪進(jìn)行高速銑削，然后采用寬砂輪成型磨削，消除銑削加工誤差和成型接口菱角，這種方式加工精度較高，磨削范圍較廣。傳統(tǒng)的磨裝置主要采用簡(jiǎn)易數(shù)控和人工控制結(jié)合的方式，通過(guò)伺服電機(jī)直接或間接驅(qū)動(dòng)絲桿驅(qū)使砂輪做縱向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，這是一種開(kāi)式控制方法，特別是在鋼軌修整過(guò)程中，無(wú)法感知砂輪的損耗，當(dāng)鋼軌上坡和下坡時(shí)，數(shù)控進(jìn)給系統(tǒng)也無(wú)法確定砂輪是否應(yīng)該進(jìn)刀或退刀，容易造成鋼軌磨削不平順，甚至磨廢鋼軌，工作效率低，安全隱患大。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有的鋼軌銑磨車(chē)采用的開(kāi)式控制的磨裝置進(jìn)給裝置無(wú)法針對(duì)砂輪磨損進(jìn)行反饋調(diào)整的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種鋼軌銑磨車(chē)縱向進(jìn)給自適應(yīng)裝置，采用閉環(huán)控制，在砂輪出現(xiàn)磨損或是鋼軌上坡和下坡時(shí)，自動(dòng)反饋并調(diào)整磨裝置，保證鋼軌修磨的質(zhì)
量，提高工作效率。針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種鋼軌銑磨車(chē)縱向進(jìn)給自適應(yīng)裝置，包括支撐架5、機(jī)體I、砂輪10和定位靴12，所述支撐架5固定在鋼軌銑磨車(chē)上，其上設(shè)有豎直方向的直線導(dǎo)軌4，所述機(jī)體I通過(guò)其一個(gè)側(cè)面設(shè)置的導(dǎo)向槽安裝在所述支撐架的直線導(dǎo)軌4上并可沿所述直線導(dǎo)軌4作直線運(yùn)動(dòng)，在所述機(jī)體I上固設(shè)有驅(qū)動(dòng)所述定位靴12在豎直方向運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)3，在機(jī)體I上設(shè)有與伺服電機(jī)3電連接的力矩檢測(cè)部件，所述砂輪10通過(guò)主軸11設(shè)置在所述機(jī)體I上。在所述支撐架5上方設(shè)有一橫梁17,所述豎直油缸6的一端固定在橫梁17上,另一端固設(shè)在機(jī)體I上并驅(qū)動(dòng)機(jī)體I沿所述支撐架5上的直線導(dǎo)軌4上下運(yùn)動(dòng)。所述豎直油缸6在修磨鋼軌時(shí)其上腔壓力大于下腔壓力。所述豎直油缸6的上腔和下腔分別設(shè)有壓力傳感器，上腔壓力傳感器和下腔壓力傳感器分別與伺服電機(jī)3電連。所述伺服電機(jī)3的主軸連接一豎直設(shè)置的絲桿13，所述絲桿13螺接一與所述定位靴12固連的連接塊16，所述連接塊16插裝在機(jī)體I上設(shè)置的導(dǎo)向腔內(nèi)。所述連接塊16與所述導(dǎo)向腔內(nèi)壁之間設(shè)有直線軸承15。所述力矩檢測(cè)部件為力矩電機(jī)2，通過(guò)檢測(cè)砂輪10在修磨鋼軌時(shí)力矩的變化控制伺服電機(jī)3的動(dòng)作。所述力矩電機(jī)2通過(guò)皮帶9與砂輪10的主軸11連接，驅(qū)動(dòng)砂輪10旋轉(zhuǎn)并實(shí)現(xiàn)砂輪10力矩的檢測(cè)。本實(shí)用新型以支撐架5作為固定基體，其他部件都裝配在機(jī)體I上，在豎直油缸6的驅(qū)動(dòng)下，整個(gè)機(jī)體I可相對(duì)支撐架5做上下運(yùn)動(dòng)，從而在豎直方向向鋼軌14縱向進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)修磨的大范圍粗進(jìn)給；定位靴12在伺服電機(jī)2和絲桿13的驅(qū)動(dòng)下，可相對(duì)機(jī)體I上下移動(dòng)，定位靴12的底面在鋼軌修磨時(shí)，壓在鋼軌14上表面。本實(shí)用新型在鋼軌進(jìn)行修磨時(shí)，首先通過(guò)伺服電機(jī)3驅(qū)動(dòng)定位靴12向下移動(dòng)，直到定位靴12底面低于砂輪10外圓，然后豎直油缸6的上腔和下腔同時(shí)進(jìn)油，當(dāng)豎直油缸的上、下腔壓力達(dá)到系統(tǒng)的設(shè)定值，此時(shí)上腔壓力大于下腔壓力并保持一定數(shù)值差，由于豎直油缸上、下腔的壓力差，可以驅(qū)動(dòng)整個(gè)架體縱向移動(dòng)；分別由油缸上、下腔壓力傳感器7、8控制，豎直油缸6上、下腔的壓差將整個(gè)機(jī)體I向下移動(dòng)，直到定位靴壓在鋼軌14上；此時(shí)，豎直油缸6上腔壓力上升，達(dá)到上腔壓力傳感器7的設(shè)定值時(shí)，伺服電機(jī)2驅(qū)動(dòng)定位靴12上移，整個(gè)機(jī)體I在豎直油缸3上、下腔壓力差的作用下繼續(xù)向下移動(dòng)，直到砂輪10磨削到鋼軌；力矩電機(jī)2檢測(cè)到砂輪的磨削扭矩達(dá)到設(shè)定值時(shí)，伺服電機(jī)3停止進(jìn)給；隨著整個(gè) 支撐架5向前移動(dòng)，砂輪10對(duì)鋼軌開(kāi)始進(jìn)行修磨。在磨削過(guò)程中，當(dāng)砂輪10逐漸磨損，磨削扭矩將產(chǎn)生變化，由力矩電機(jī)2檢測(cè)到砂輪的磨削扭矩小于設(shè)定值時(shí)，將發(fā)出信號(hào)，伺服電機(jī)3則驅(qū)動(dòng)定位靴12向上移動(dòng)，砂輪10和整個(gè)機(jī)體在豎直油缸6上、下腔壓力差的作用下向下進(jìn)給，直到砂輪10的磨削扭矩重新達(dá)到設(shè)定值范圍內(nèi)，伺服電機(jī)3停止驅(qū)動(dòng)定位靴向上運(yùn)動(dòng)。而當(dāng)砂輪10突然碰到鋼軌上的突起或有其他緊急情況時(shí)，磨削扭矩將突然增大，力矩電機(jī)2則會(huì)立即發(fā)出退刀信號(hào)，伺服電機(jī)3將快速驅(qū)動(dòng)定位靴12向下移動(dòng)，從而將整個(gè)機(jī)體I抬起，砂輪10離開(kāi)鋼軌表面，以保護(hù)砂輪10的安全。力矩電機(jī)2本身就是電機(jī)，可以直接驅(qū)動(dòng)砂輪主軸11，同時(shí)在力矩電機(jī)2的內(nèi)部安裝了電流、功率和扭矩等數(shù)據(jù)的檢測(cè)裝置，這些數(shù)據(jù)可以輸出到鋼軌銑磨車(chē)的數(shù)控系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)砂輪在磨削過(guò)程中力矩的變化。在磨削過(guò)程中，當(dāng)遇到鋼軌14為上坡時(shí)，定位靴12在砂輪10的前端，其對(duì)鋼軌坡面的壓觸力上升，此時(shí)定位靴12與豎直油缸6的力平衡打破，從而引起豎直油缸上腔壓力逐漸增大；在液壓回路中，豎直油缸6上下腔都設(shè)有當(dāng)壓力上升超過(guò)一個(gè)設(shè)定值后自動(dòng)溢流和壓力下降后自動(dòng)補(bǔ)油的功能，所以，當(dāng)上坡時(shí)(鋼軌坡度一般不會(huì)很大)，上腔壓力緩慢上升達(dá)到設(shè)定值時(shí)，定位靴12向下移動(dòng)，上腔壓力短時(shí)間上升，然后再次達(dá)到平衡，如果上坡坡度保持不變，就僅僅只在起始上坡時(shí)能引起上腔壓力變化，上腔壓力傳感器7驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)3驅(qū)動(dòng)定位靴12向下移動(dòng)，將砂輪10抬高，以免砂輪在磨削上坡時(shí)余量太大造成危險(xiǎn)；相反，在遇到鋼軌14為下坡時(shí)，定位靴12對(duì)鋼軌坡面的壓觸力變小，豎直油缸的下腔壓力逐漸變大，超過(guò)下腔壓力傳感器8的設(shè)定值時(shí)，將發(fā)出信號(hào)，伺服電機(jī)3驅(qū)動(dòng)定位靴12向上移動(dòng)，砂輪10在豎直油缸上下腔壓差的作用下向下進(jìn)給，保證能磨削到下坡的鋼軌；如果定位靴12在鋼軌上碰到一個(gè)較大的異常突起時(shí)，定位靴對(duì)鋼軌的接觸壓力突然加大，弓丨起豎直油缸上腔壓力突然上升到一定值時(shí)，上腔壓力傳感器7反饋信號(hào)給液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)將驅(qū)動(dòng)豎直油缸6將帶動(dòng)整個(gè)機(jī)體I全部抬起，砂輪10和定位靴12都遠(yuǎn)離鋼軌，避免危險(xiǎn)產(chǎn)生。本實(shí)用新型將豎直油缸的液壓壓力檢測(cè)控制和力矩電機(jī)的磨削扭矩檢測(cè)控制同時(shí)應(yīng)用于一套進(jìn)給裝置，形成多閉環(huán)控制回路，實(shí)現(xiàn)了多工況條件下的自適應(yīng)進(jìn)給功能；并且將豎直油缸的液壓進(jìn)給系統(tǒng)和伺服電機(jī)的伺服進(jìn)給系統(tǒng)同時(shí)應(yīng)用于進(jìn)給裝置中，分層次粗、精進(jìn)給和分層次安全保護(hù)，提高了進(jìn)給系統(tǒng)的進(jìn)給精度和安全性能。

圖I為鋼軌銑磨車(chē)縱向進(jìn)給自適應(yīng)裝置的主視圖。圖2為鋼軌銑磨車(chē)縱向進(jìn)給自適應(yīng)裝置的后視圖。圖3為鋼軌銑磨車(chē)縱向進(jìn)給自適應(yīng)裝置的俯視圖。圖中標(biāo)號(hào)1_機(jī)體，2-力矩電機(jī)，3-伺服電機(jī),4-直線導(dǎo)軌,5-支撐架,6-豎直油缸，7-上腔壓力傳感器，8-下腔壓力傳感器，9-皮帶，10-砂輪，11-主軸，12-定位靴，13- 絲桿，14-鋼軌，15-直線軸承，16-連接塊，17-橫梁。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例結(jié)合參加圖I、圖2和圖3，鋼軌銑磨車(chē)縱向進(jìn)給自適應(yīng)裝置，包括支撐架5、機(jī)體
I、砂輪10和定位靴12，支撐架5固定在鋼軌銑磨車(chē)上，其上設(shè)有豎直方向的直線導(dǎo)軌4，機(jī)體I通過(guò)其一個(gè)側(cè)面設(shè)置的導(dǎo)向槽安裝在支撐架的直線導(dǎo)軌4上，在支撐架5上方設(shè)有一橫梁17，豎直油缸6的一端固定在橫梁17上，另一端固設(shè)在機(jī)體I上并驅(qū)動(dòng)機(jī)體I沿支撐架5上的直線導(dǎo)軌4上下運(yùn)動(dòng)。豎直油缸6的上腔和下腔分別設(shè)有壓力傳感器，上腔壓力傳感器和下腔壓力傳感器分別與伺服電機(jī)3電連。在機(jī)體I上固設(shè)有驅(qū)動(dòng)定位靴12在豎直方向運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)3，伺服電機(jī)3的主軸連接一豎直設(shè)置的絲桿13，絲桿13螺接一與定位靴12固連的連接塊16，連接塊16插裝在機(jī)體I上設(shè)置的導(dǎo)向腔內(nèi)，連接塊16與導(dǎo)向腔內(nèi)壁之間設(shè)有直線軸承15。砂輪10通過(guò)主軸11設(shè)置在機(jī)體I上。在機(jī)體I上設(shè)有與伺服電機(jī)3電連接的力矩電機(jī)2，力矩電機(jī)2通過(guò)皮帶9與砂輪10與主軸11連接，在驅(qū)動(dòng)砂輪10在修磨鋼軌14時(shí)同時(shí)檢測(cè)力矩的變化控制伺服電機(jī)3的動(dòng)作。在本實(shí)施例中，支撐架5作為固定基體，其他部件都裝配在機(jī)體I上，在豎直油缸6的驅(qū)動(dòng)下，整個(gè)機(jī)體I可相對(duì)支撐架5做上下運(yùn)動(dòng)，從而在豎直方向向鋼軌14縱向進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)修磨的大范圍粗進(jìn)給；定位靴12在伺服電機(jī)2和絲桿13的驅(qū)動(dòng)下，可相對(duì)機(jī)體I上下移動(dòng)，定位靴12的底面在鋼軌修磨時(shí)，壓在鋼軌14上表面。在鋼軌進(jìn)行修磨時(shí)，首先通過(guò)伺服電機(jī)3驅(qū)動(dòng)定位靴12向下移動(dòng)，直到定位靴12底面低于砂輪10外圓，然后豎直油缸6的上腔和下腔同時(shí)進(jìn)油，當(dāng)豎直油缸6的上、下腔壓力達(dá)到系統(tǒng)的設(shè)定值，此時(shí)上腔壓力大于下腔壓力并保持一定數(shù)值差，由于豎直油缸上、下腔的壓力差，可以驅(qū)動(dòng)整個(gè)架體縱向移動(dòng)；分別由油缸上、下腔壓力傳感器7、8控制，豎直油缸6上、下腔的壓差將整個(gè)機(jī)體I向下移動(dòng)，直到定位靴壓在鋼軌14上；此時(shí)，豎直油缸6上腔壓力上升，達(dá)到上腔壓力傳感器7的設(shè)定值時(shí)，伺服電機(jī)2驅(qū)動(dòng)定位靴12上移，整個(gè)機(jī)體I在豎直油缸3上、下腔壓力差的作用下繼續(xù)向下移動(dòng)，直到砂輪10磨削到鋼軌；力矩電機(jī)2檢測(cè)到砂輪的磨削扭矩達(dá)到設(shè)定值時(shí)，伺服電機(jī)3停止進(jìn)給；隨著整個(gè)支撐架5向前移動(dòng)，砂輪10對(duì)鋼軌開(kāi)始進(jìn)行修磨。
權(quán)利要求1.一種鋼軌銑磨車(chē)縱向進(jìn)給自適應(yīng)裝置，其特征是包括支撐架(5)、機(jī)體(I)、砂輪(10)和定位靴(12)，所述支撐架(5)固定在鋼軌銑磨車(chē)上，其上設(shè)有豎直方向的直線導(dǎo)軌(4)，所述機(jī)體(I)通過(guò)其一個(gè)側(cè)面設(shè)置的導(dǎo)向槽安裝在所述支撐架的直線導(dǎo)軌(4)上并可沿所述直線導(dǎo)軌(4)作直線運(yùn)動(dòng)，在所述機(jī)體(I)上固設(shè)有驅(qū)動(dòng)所述定位靴(12)在豎直方向運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)(3)，在機(jī)體(I)上設(shè)有與伺服電機(jī)(3)電連接的力矩檢測(cè)部件，所述砂輪(10 )通過(guò)主軸(11)設(shè)置在所述機(jī)體(I)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋼軌銑磨車(chē)縱向進(jìn)給自適應(yīng)裝置，其特征在于在所述支撐架(5)上方設(shè)有一橫梁(17)，所述豎直油缸(6)的一端固定在橫梁(17)上，另一端固設(shè)在機(jī)體(I)上并驅(qū)動(dòng)機(jī)體(I)沿所述支撐架(5)上的直線導(dǎo)軌(4)上下運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋼軌銑磨車(chē)縱向進(jìn)給自適應(yīng)裝置，其特征在于所述豎直油缸(6)在修磨鋼軌時(shí)其上腔壓力大于下腔壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋼軌銑磨車(chē)縱向進(jìn)給自適應(yīng)裝置，其特征在于所述豎直油缸(6)的上腔和下腔分別設(shè)有壓力傳感器，上腔壓力傳感器和下腔壓力傳感器分別與伺服電機(jī)(3)電連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種鋼軌銑磨車(chē)縱向進(jìn)給自適應(yīng)裝置，其特征在于所述伺服電機(jī)(3)的主軸連接一豎直設(shè)置的絲桿(13)，所述絲桿(13)螺接一與所述定位靴(12)固連的連接塊(16)，所述連接塊(16)插裝在機(jī)體(I)上設(shè)置的導(dǎo)向腔內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋼軌銑磨車(chē)縱向進(jìn)給自適應(yīng)裝置，其特征在于所述連接塊(16 )與所述導(dǎo)向腔內(nèi)壁之間設(shè)有直線軸承(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種鋼軌銑磨車(chē)縱向進(jìn)給自適應(yīng)裝置，其特征在于所述力矩檢測(cè)部件為力矩電機(jī)(2)，通過(guò)檢測(cè)砂輪(10)在修磨鋼軌時(shí)力矩的變化控制伺服電機(jī)(3)的動(dòng)作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鋼軌銑磨車(chē)縱向進(jìn)給自適應(yīng)裝置，其特征在于所述力矩電機(jī)(2 )通過(guò)皮帶(9 )與砂輪(10 )的主軸(11)連接，驅(qū)動(dòng)砂輪(10 )旋轉(zhuǎn)并實(shí)現(xiàn)砂輪(10 )力矩的檢測(cè)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種鋼軌銑磨車(chē)縱向進(jìn)給自適應(yīng)裝置，包括支撐架、機(jī)體、砂輪和定位靴，在支撐架上設(shè)有豎直方向的直線導(dǎo)軌，機(jī)體通過(guò)一豎直油缸驅(qū)動(dòng)沿支撐架的直線導(dǎo)軌做豎直運(yùn)動(dòng)，在機(jī)體上固設(shè)有伺服電機(jī)在豎直方向驅(qū)動(dòng)定位靴，在機(jī)體上還設(shè)有力矩電機(jī)，砂輪通過(guò)主軸設(shè)置在機(jī)體上。本實(shí)用新型將豎直油缸的液壓壓力檢測(cè)控制和力矩電機(jī)的磨削扭矩檢測(cè)控制同時(shí)應(yīng)用于一套進(jìn)給裝置，形成多閉環(huán)控制回路，實(shí)現(xiàn)了多工況條件下的自適應(yīng)進(jìn)給功能；并且將豎直油缸的液壓進(jìn)給系統(tǒng)和伺服電機(jī)的伺服進(jìn)給系統(tǒng)同時(shí)應(yīng)用于進(jìn)給裝置中，分層次粗、精進(jìn)給和分層次安全保護(hù)，提高了進(jìn)給系統(tǒng)的進(jìn)給精度和安全性能。
文檔編號(hào)B23P23/02GK202726737SQ20122040624
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者彭克立, 陽(yáng)湘湘, 呂國(guó)慶, 黃貴剛, 張育平 申請(qǐng)人:湖南海捷精密工業(yè)有限公司