鋼軌橫向單斜無(wú)縫焊接面的鋸切裝置及控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種鋼軌橫向單斜無(wú)縫焊接面的鋸切裝置及控制方法。該裝置以帶鋸條為切削刀具，能夠一次鋸切兩個(gè)角度相等的橫向單斜截面，由鋼軌壓緊結(jié)構(gòu)，單斜面帶鋸切割結(jié)構(gòu)，切割液壓系統(tǒng)和控制電路系統(tǒng)等組成。鋼軌壓緊結(jié)構(gòu)對(duì)兩根被鋸切的鋼軌實(shí)施定位和夾緊，以保證鋸切時(shí)角度準(zhǔn)確和穩(wěn)定；單斜面帶鋸切割部分采用臥式龍門(mén)結(jié)構(gòu)，主要對(duì)兩根鋼軌實(shí)施橫向單斜角度焊接面的鋸切；切割液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)實(shí)施壓緊和鋸切時(shí)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，控制電路系統(tǒng)是控制整個(gè)壓緊和角度鋸切過(guò)程順利實(shí)施。該裝置可一次鋸切對(duì)焊在一起的兩個(gè)單斜焊接截面，具有角度精確，鋸切效率高，剛度好，工作穩(wěn)定，帶鋸條壽命高，切割斷面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鋼軌橫向單斜無(wú)縫焊接面的鋸切裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼軌無(wú)縫焊接線路所針對(duì)的橫向單斜無(wú)縫焊接面鋸切裝置，屬高速列車(chē)無(wú)縫線路鋼軌焊接【技術(shù)領(lǐng)域】，特別適用于與鋼軌垂向平行，與橫向成角度α的單斜截面的帶鋸鋸切加工。
【背景技術(shù)】:
[0002]鋼軌接頭是鐵路的薄弱環(huán)節(jié)之一，鐵路無(wú)縫鋼軌焊接面的幾何方位不僅對(duì)線路設(shè)備、機(jī)車(chē)或動(dòng)車(chē)的使用壽命、旅客舒適度、能源消耗有重要影響，而且還直接威脅著鐵路行車(chē)的安全。本
【發(fā)明者】的專(zhuān)利申請(qǐng)案(申請(qǐng)?zhí)?200910206270.7)，提出一種與垂向y平行，與橫向X成角度α單斜焊接面Aa的無(wú)縫鋼軌焊接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可消除車(chē)輪踏面通過(guò)焊縫時(shí)的上下顛簸，而且斜焊接面比直焊接面面積有所增加，使純正拉應(yīng)力和純剪應(yīng)力減小，增加了鋼軌的承載能力。因此，針對(duì)該單斜截面的鋸切下料便成為亟待解決的問(wèn)題，本發(fā)明就是為了解決這一問(wèn)題提出的?，F(xiàn)有的臥式帶鋸床是以帶鋸條作為切割刀具，用于切割橫截面為方形、圓形，以及各種異形金屬棒料。由于帶鋸切口窄，切割速度快，效率高，材料損失小，尺寸精度高等特點(diǎn)，是一種具有顯著節(jié)能、節(jié)材、加工效率高的切割設(shè)備。其中，臥式轉(zhuǎn)角帶鋸床能夠按設(shè)定角度實(shí)現(xiàn)對(duì)棒料的斜角度鋸切。由于廠焊是將50m或IOOm的短軌條焊成500m的長(zhǎng)軌條，這就要求只在鋼軌一端切掉盡量小的端頭，兩個(gè)端頭截面對(duì)接時(shí)，對(duì)斜切面的互換性或通用性的精度要求甚高。其中臥式橫向轉(zhuǎn)角帶鋸床可以在一定角度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)棒料的斜角度鋸切，必須解決鋼軌單斜焊接面鋸切時(shí)存在的以下問(wèn)題:
[0003]I)由于鋼軌條尺寸較長(zhǎng)，對(duì)軌頭進(jìn)行單斜截面鋸切時(shí)，鋼軌按設(shè)定方位可靠壓緊，是保證鋸切角度的準(zhǔn)確性的必須；
[0004]2)兩條需要焊接在一起的單斜焊接面的角度必須精確相等，最好能夠一次性加工出兩個(gè)單斜焊接面；
[0005]3)臥式轉(zhuǎn)角帶鋸床的角度調(diào)整一般采用手動(dòng)方式，必須解決人為隨機(jī)誤差和重復(fù)精度低的問(wèn)題；
[0006]4)現(xiàn)有帶鋸床均是將環(huán)形鋸帶張緊在鋸架的兩個(gè)鋸輪上，致使鋸架與垂直進(jìn)給方向成30°角，導(dǎo)致帶鋸條刃口與被切面不垂直。因此，必須使導(dǎo)向裝置將鋸帶的上鋸切部分扭轉(zhuǎn)一定角度，使其垂直于被切面，這就會(huì)影響帶鋸條的使用壽命。因此，本發(fā)明主要針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種鋼軌橫向單斜截面無(wú)縫焊接線路的鋸切裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007]針對(duì)以上存在的問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提出一種鋼軌橫向單斜截面(即與垂向y平行，與橫向X成a角單斜焊接面Aa的)無(wú)縫焊接線路的鋸切裝置，并且具有剛度好，切斷面質(zhì)量高，鋸切角度精確，鋸切速度快等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合附圖，將本發(fā)明的內(nèi)容分為鋼軌壓緊結(jié)構(gòu)，單斜面帶鋸切割結(jié)構(gòu)，切割液壓系統(tǒng)和控制電路系統(tǒng)等主要部分說(shuō)明如下。[0009]一種鋼軌橫向單斜無(wú)縫焊接面的鋸切裝置，該裝置以帶鋸條為切削刀具，在一次鋸切能夠完成兩個(gè)角度相等的橫向單斜截面加工，由鋼軌壓緊結(jié)構(gòu)、單斜面帶鋸切割結(jié)構(gòu)、切割液壓系統(tǒng)和控制電路系統(tǒng)組成，鋼軌壓緊結(jié)構(gòu)對(duì)兩根被鋸切鋼軌進(jìn)行定位和夾緊，以保證鋸切時(shí)角度準(zhǔn)確和穩(wěn)定；單斜面帶鋸切割部分采用臥式龍門(mén)結(jié)構(gòu)，主要對(duì)兩根鋼軌橫向單斜焊接面的角度鋸切；切割液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)壓緊和鋸切進(jìn)給，控制電路系統(tǒng)控制整個(gè)壓緊和鋸切過(guò)程順利實(shí)施。
[0010]所述鋼軌壓緊結(jié)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)相同的前、后端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)，鋸切后鋼板2的如端時(shí)，由結(jié)構(gòu)相冋的后端鋼軌甜口型定位夾緊機(jī)構(gòu)I 4和后端鋼軌甜口型定位夾緊機(jī)構(gòu)II 6進(jìn)行左右?jiàn)A緊和定位，由安裝在鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)上的垂直方向定位機(jī)構(gòu)和后端鋼軌框型夾緊機(jī)構(gòu)5實(shí)現(xiàn)上下定位和夾緊，后端鋼軌定位標(biāo)尺7用于水平定位檢測(cè)；鋸切前鋼軌I尾端時(shí)，由結(jié)構(gòu)相同的前端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)I 8和前端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)II 10實(shí)現(xiàn)左右?jiàn)A緊和定位，由安裝在鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)上的垂直方向定位機(jī)構(gòu)和前端鋼軌框型夾緊機(jī)構(gòu)9實(shí)現(xiàn)上下定位和夾緊，前端鋼軌定位標(biāo)尺11用于水平定位檢測(cè)。
[0011]所述鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)由鉗口 13、裝在鉗口 13內(nèi)的上下移動(dòng)滑塊14、左側(cè)水平移動(dòng)楔形塊16、右側(cè)水平移動(dòng)塊21、左、右側(cè)夾頭18、19和水平夾緊油缸23組成，所述左、右側(cè)夾頭18、19分別裝在左側(cè)水平移動(dòng)楔形塊16和右側(cè)水平移動(dòng)塊21上，并通過(guò)左側(cè)夾頭緊固螺栓17和右側(cè)夾頭緊固螺栓20固定，所述上下移動(dòng)滑塊14和左側(cè)水平移動(dòng)楔形塊16斜面配合裝配，上下移動(dòng)滑塊14通過(guò)水平定位調(diào)節(jié)螺桿15旋轉(zhuǎn)沿豎直方向移動(dòng)并帶動(dòng)左側(cè)水平移動(dòng)楔形塊16和左側(cè)夾頭18在水平方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鋼軌在水平方向的定位；夾緊油缸23推動(dòng)右側(cè)水平移動(dòng)塊21和右側(cè)夾頭19向左側(cè)移動(dòng)，與左側(cè)夾頭18 —起實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌在軌腰部位左右?jiàn)A緊，所述上下移動(dòng)滑塊14、左側(cè)水平移動(dòng)楔形塊16和鉗口 13之間的接觸部位均用燕尾槽連接。
[0012]所述垂直方向定位機(jī)構(gòu)安裝在鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)上，它由裝在鉗口 13內(nèi)的固定座25、豎直移動(dòng)楔形塊26、水平移動(dòng)楔形塊27和垂直方向定位調(diào)節(jié)螺桿28組成，所述豎直移動(dòng)楔形塊26和水平移動(dòng)楔形塊27的上下斜面裝配并裝在固定座25內(nèi)，所述豎直移動(dòng)楔形塊26支撐鋼軌軌底，通過(guò)旋轉(zhuǎn)垂直方向定位調(diào)節(jié)螺桿28，帶動(dòng)水平移動(dòng)楔形塊27在水平反向移動(dòng)，從而帶動(dòng)豎直移動(dòng)楔形塊26在豎直方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鋼軌在垂直方向定位。
[0013]所述后端鋼軌框型夾緊機(jī)構(gòu)5和前端鋼軌框型夾緊機(jī)構(gòu)9結(jié)構(gòu)相同，對(duì)鋼軌垂直方向夾緊，由上橫梁30、下橫梁32和左、右連接螺桿31、34組成，上橫梁30上安裝有垂直夾緊油缸29，垂直夾緊油缸29的柱塞端連接下壓塊35，垂直夾緊油缸29工作時(shí)對(duì)鋼軌頂部施加向下的力實(shí)現(xiàn)上下夾緊。
[0014]所述單斜面帶鋸切割結(jié)構(gòu)采用臥式龍門(mén)結(jié)構(gòu)，主要由龍門(mén)框架47、鋸架部分、主傳動(dòng)系統(tǒng)、鋸切進(jìn)給系統(tǒng)、以及角度調(diào)整系統(tǒng)組成，所述鋸架由連接橫梁48和左、右端L型移動(dòng)工作臺(tái)39、67組成，所述連接橫梁48將左、右端L型移動(dòng)工作臺(tái)39、67連接為一體，左、右端L型移動(dòng)工作臺(tái)39、67的豎直臺(tái)面外側(cè)與龍門(mén)框架47左、右立柱內(nèi)側(cè)間通過(guò)直線導(dǎo)軌副連接，并由左、右端導(dǎo)向套43、64壓緊。
[0015]所述主傳動(dòng)系統(tǒng)由安裝在左端L型移動(dòng)工作臺(tái)39水平臺(tái)面上的張緊機(jī)構(gòu)38和被動(dòng)鋸輪37，安裝在右端L型移動(dòng)工作臺(tái)67豎直臺(tái)面上的主電機(jī)56、水平臺(tái)面上的渦輪減速器60和主動(dòng)鋸輪61組成，被動(dòng)鋸輪37軸安裝在張緊機(jī)構(gòu)38的滑塊上，主動(dòng)鋸輪61軸與渦輪減速器60的輸出軸連接，帶鋸條36安裝在被動(dòng)鋸輪37和主動(dòng)鋸輪61上，并通過(guò)調(diào)整張緊機(jī)構(gòu)38張緊，張緊后的帶鋸條36前、后刃口平行且朝下，通過(guò)帶鋸條導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，使鋸條鋸切部位刃口豎直向下并施加一定的夾緊力，以保持鋸切部位在鋸切時(shí)穩(wěn)定，保證鋸切精度和斷面垂直度，所述主電機(jī)56輸出的旋轉(zhuǎn)，經(jīng)主動(dòng)帶輪57、皮帶58和從動(dòng)帶輪59傳動(dòng)，以及渦輪減速器60減速后，帶動(dòng)主動(dòng)鋸輪61旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)張緊后的帶鋸條36回轉(zhuǎn)，形成回轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)采用變頻調(diào)速。
[0016]所述帶鋸條導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由左、右導(dǎo)向臂51、53和左右導(dǎo)向頭54、55組成，左、右導(dǎo)向臂51、53由左、右導(dǎo)向臂鎖緊手輪50、52鎖緊在導(dǎo)向?qū)к?9上，導(dǎo)向?qū)к?9安裝在連接橫梁48上。
[0017]所述鋸切進(jìn)給系統(tǒng)是將左、右端進(jìn)給油缸78、68的活塞與連接橫梁48連接，左、右端進(jìn)給油缸78、68工作可驅(qū)動(dòng)鋸架和主傳動(dòng)系統(tǒng)沿直線導(dǎo)軌上下移動(dòng)，形成切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給調(diào)速通過(guò)液壓系統(tǒng)的調(diào)速閥實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，上、下限位開(kāi)關(guān)46、40限定其進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的范圍。
[0018]所述角度調(diào)整系統(tǒng)主要由旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)69、轉(zhuǎn)軸96、固定支座71、步進(jìn)電機(jī)77和絕對(duì)值編碼器100組成，所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)69上安裝有龍門(mén)框架47和左、右進(jìn)給油缸78、68，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)69的右端下面固定有轉(zhuǎn)軸96，轉(zhuǎn)軸96通過(guò)推力圓錐滾子軸承97和推力球軸承98組合安裝在固定旋轉(zhuǎn)臺(tái)固定支座71內(nèi)，鎖緊螺母99將工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸96和固定支座71連接為一體，固定支座71安裝在床身70的工作臺(tái)面上；旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)69的左端安裝有步進(jìn)電機(jī)77，步進(jìn)電機(jī)77旋轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)齒輪76和固定弧形齒條75嚙合傳動(dòng)帶動(dòng)工作臺(tái)69旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)龍門(mén)框架47、鋸架以及主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)，形成角度鋸切，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)69左端底部前后兩側(cè)安裝有兩個(gè)滾輪73，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)滾輪73在弧形滑道72內(nèi)滾動(dòng)，固定弧形齒條75和弧形滑道72安裝在床身70的固定工作臺(tái)上；轉(zhuǎn)軸96的自由端安裝有絕對(duì)值編碼器100，用來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)69的旋轉(zhuǎn)角度；鎖緊螺桿74與鎖塊101螺紋連接，旋轉(zhuǎn)鎖緊螺桿74使鎖塊101向上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)65的鎖緊。
[0019]以上所述的一種鋼軌橫向單斜無(wú)縫焊接面的鋸切裝置，所有夾緊和鋸切進(jìn)給均采用液壓驅(qū)動(dòng)，控制單元采用PLC+單片機(jī)控制，控制單元安裝在控制柜79內(nèi)，控制方法包括:
[0020](I)選擇鋼軌被鋸切部位，有單軌頭端、單軌尾端和雙軌等三種選擇，控制單元根據(jù)選擇的被切部位來(lái)確定使用哪一組夾緊機(jī)構(gòu)，單軌頭端或尾端用分別用一組夾緊機(jī)構(gòu)，雙軌則兩組夾緊機(jī)構(gòu)同時(shí)應(yīng)用。
[0021](2)選擇夾緊模式，夾緊模式分為聯(lián)動(dòng)和單動(dòng)兩種，在聯(lián)動(dòng)模式下控制單元根據(jù)選擇的被切部位不同，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)完成先左右、后上下的夾緊和松開(kāi)；單動(dòng)模式下左右、上下夾緊和松開(kāi)則手動(dòng)控制單獨(dú)完成。
[0022](3)選擇鋸切模式，鋸切模式分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種，自動(dòng)模式下按下鋸架進(jìn)給按鈕，鋸架進(jìn)給開(kāi)始鋸切，當(dāng)鋸切完成后自動(dòng)停止進(jìn)給并快速返回，然后自動(dòng)松開(kāi)夾緊機(jī)構(gòu)；手動(dòng)模式下鋸切完成后鋸架將自動(dòng)停止進(jìn)給，只有按下鋸架回程按鈕后鋸架快速返回，并手動(dòng)松開(kāi)夾緊機(jī)構(gòu)。
[0023](4)角度調(diào)節(jié)，輸入旋轉(zhuǎn)角度并按下角度調(diào)整按鈕，控制單元自動(dòng)控制完成角度調(diào)節(jié)。本發(fā)明的有益效果:
[0024]1.一次鋸切可完成需要對(duì)焊的兩個(gè)與鋼軌橫向成一定角度的單斜截面加工，不僅能提高鋸切效率，而且角度精確，可以更好的保證兩個(gè)單斜截面角度一致；
[0025]2.鋸切單元采用立柱臥式結(jié)構(gòu)，鋸架剛性好，工作穩(wěn)定、剛度持久，鋸切過(guò)程中帶鋸條受力狀況好、壽命高，切割斷面質(zhì)量好，精度高。
[0026]3.角度旋轉(zhuǎn)單元由單片機(jī)控制，采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，絕對(duì)值編碼器測(cè)量旋轉(zhuǎn)角度，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)角度旋轉(zhuǎn)，角度調(diào)節(jié)精度高。
[0027]4.控制系統(tǒng)采用PLC控制，操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0028]圖1a為雙軌壓緊、角度鋸切結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖1b為鋸切端面示意圖；
[0030]圖1c鋼軌的定位與夾緊方案；
[0031]圖2a為圖1a的A向放大示意圖(即壓緊裝置結(jié)構(gòu)圖)；
[0032]圖2b為圖2a的C-C放大示意圖；
[0033]圖2c為圖1a的B-B放大示意圖。
[0034]圖3a為單斜面帶鋸切割結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖3b為電器控制柜79位置示意圖。
[0036]圖4a為圖3a的D向放大示意圖(即張緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖)；
[0037]圖4b為圖4a的C-C放大示意圖。
[0038]圖5a為帶鋸條鋸切部位導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0039]圖5b為圖5a的F-F放大示意圖；
[0040]圖5c為圖5a的G-G放大示意圖。
[0041]圖6a為旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)圖；
[0042]圖6b為旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)鎖緊結(jié)構(gòu)圖。
[0043]圖7為裝置液壓系統(tǒng)總圖；
[0044]圖8為控制系統(tǒng)電路圖；
[0045]圖中:1-前端鋼軌，2-后端鋼軌，3-單斜面鋸切裝置，4-后端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)I，5_后端鋼軌框型夾緊機(jī)構(gòu)，6-后端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)II，7-后端鋼軌定位標(biāo)尺，8-前端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)I，9_前端鋼軌框型夾緊機(jī)構(gòu)，10-前端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)II，11-前端鋼軌定位標(biāo)尺，12-導(dǎo)軌，13-鉗口，14-上下移動(dòng)滑塊15-水平定位調(diào)節(jié)螺桿，16-左側(cè)水平移動(dòng)楔形塊，17-左側(cè)夾頭緊固螺栓，18-左側(cè)夾頭，19-右側(cè)夾頭，20-右側(cè)夾頭緊固螺栓，21-右側(cè)水平移動(dòng)塊，22-定位標(biāo)尺調(diào)節(jié)螺栓，23-水平夾緊油缸，24-鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)鎖緊螺栓，25-垂直方向定位裝置固定座，26-豎直移動(dòng)楔形塊，27-水平移動(dòng)楔形塊，28-垂直方向定位調(diào)節(jié)螺桿，29-垂直夾緊油缸，30-上橫梁，31-左端連接螺桿，32-下橫梁，33-框型夾緊機(jī)構(gòu)鎖緊螺栓，34-右端連接螺桿，35-下壓塊，36-帶鋸條，37-從動(dòng)帶輪，38-帶鋸條張緊機(jī)構(gòu)，39-左端L型移動(dòng)工作臺(tái)，40-下限位開(kāi)關(guān)，41-左端直線導(dǎo)軌，42-左端下滑塊，43-左端導(dǎo)向套，44-左端壓緊調(diào)節(jié)螺釘，45-左端上滑塊，46-上限位開(kāi)關(guān)，47-龍門(mén)框架，48-連接橫梁，49-導(dǎo)向臂導(dǎo)向?qū)к墸?0-左導(dǎo)向臂鎖緊手輪，51-左導(dǎo)向臂,52-右導(dǎo)向臂鎖緊手輪,53-右導(dǎo)向臂,54-左導(dǎo)向頭,55-右導(dǎo)向頭,56-主電機(jī)，57-主動(dòng)帶輪，58-皮帶，59-從動(dòng)帶輪，60-渦輪減速器，61-主動(dòng)鋸輪，62-右端直線導(dǎo)軌，63-右端上滑塊，64-右端導(dǎo)向套，65-右端壓緊調(diào)節(jié)螺釘，66-右端下滑塊，67-右端L型移動(dòng)工作臺(tái)，68-右端進(jìn)給油缸，69-旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，70-床身，71-固定支座，72-弧形滑道，73-滾輪，74-旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)鎖緊螺桿，75-弧形齒條，76-齒輪，77-步進(jìn)電機(jī)，78-左端進(jìn)給油缸，79-電器控制柜，80-張緊機(jī)構(gòu)座，81-張緊機(jī)構(gòu)固定螺栓，82-垂直方向間隙調(diào)整螺栓，83-張緊楔形導(dǎo)軌，84-張緊滑塊，85-水平方向間隙調(diào)整螺栓，86-張緊調(diào)節(jié)絲桿，87-導(dǎo)向調(diào)節(jié)螺栓，88-帶鋸條夾緊力調(diào)節(jié)螺桿，89-帶鋸條頂部導(dǎo)向塊，90-前導(dǎo)向調(diào)節(jié)墊塊，91-帶鋸條前導(dǎo)向塊，92-帶鋸條后導(dǎo)向塊，93-后導(dǎo)向調(diào)節(jié)墊塊，94-夾緊力調(diào)節(jié)壓桿，95-壓緊彈簧，96-旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸，97-推力圓錐滾子軸承，98-推力球軸承，99-鎖緊螺母，100-絕對(duì)值編碼器，101-旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)鎖塊
【具體實(shí)施方式】:
[0046]以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體內(nèi)容及實(shí)施方式。
[0047]所述的鋼軌壓緊結(jié)構(gòu)主要用于在鋸切之前對(duì)鋼軌被鋸切一端進(jìn)行定位和夾緊:定位操作主要調(diào)整鋼軌被鋸切端的位姿，使鋼軌被鋸切端的縱向軸線與鋸切單元未旋轉(zhuǎn)之前(旋轉(zhuǎn)角度為0° )時(shí)的鋸切平面垂直，保證鋸切角度準(zhǔn)確；夾緊操作主要在鋸切過(guò)程中保持鋼軌被鋸端穩(wěn)定，以保證斷面質(zhì)量和鋸切角度穩(wěn)定。鋼軌的定位與夾緊采用的方案參閱圖lc，左右定位和夾緊采用四點(diǎn)受力，其中Fxl與Fx3相對(duì)，F(xiàn)x2與Fx4相對(duì)，上下定位和夾緊采用三點(diǎn)受力，軌底受Fyl和Fy2，軌頂受力Fy3，F(xiàn)y3的作用點(diǎn)位于Fyl和Fy2作用點(diǎn)中點(diǎn)處。完成兩根鋼軌同時(shí)鋸切的壓緊采用的方案參閱圖1a所示，后鋼板2前端和前鋼軌I末端為被切端，兩端相對(duì)，后鋼板2如端由后端鋼軌甜口型定位夾緊機(jī)構(gòu)I 4、后端鋼軌甜口型定位夾緊機(jī)構(gòu)II 6完成左右定位和夾緊，由安裝在后端鋼軌甜口型定位夾緊機(jī)構(gòu)I 4、后端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)II 6上的垂直方向支撐定位機(jī)構(gòu)和框型夾緊機(jī)構(gòu)5完成上下定位和夾緊，后端鋼軌定位標(biāo)尺7用于水平定位檢測(cè)，前鋼軌I末端由前端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)I 8、前端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)II 10完成左右定位和夾緊，由安裝在前端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)8、前端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)II 10上的垂直方向支撐定位機(jī)構(gòu)和前端鋼軌框型夾緊機(jī)構(gòu)9完成上下定位和夾緊，前端鋼軌定位標(biāo)尺11用于水平定位檢測(cè)。
[0048]所述后端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)I 4、后端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)II 6、前端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)I 8、前端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)II 10的結(jié)構(gòu)與功能均相同，均由鉗口 13、上下移動(dòng)滑塊14、水平定位調(diào)節(jié)螺桿15、左側(cè)水平移動(dòng)楔形塊16、左側(cè)夾頭緊固螺栓17、左側(cè)夾頭18、右側(cè)夾頭19、右側(cè)夾頭緊固螺栓20、右側(cè)水平移動(dòng)塊21、定位標(biāo)尺調(diào)節(jié)螺栓22、右側(cè)夾緊油缸23組成，夾緊油缸23工作時(shí)推動(dòng)右側(cè)水平移動(dòng)塊21和右側(cè)夾頭19向左側(cè)移動(dòng)，和左側(cè)夾頭18 —起對(duì)鋼軌在軌腰部位左右?jiàn)A緊，松開(kāi)右、右側(cè)夾頭緊固螺栓17和20后，可以調(diào)節(jié)左右兩側(cè)夾頭18和19的高度，以適應(yīng)對(duì)不同尺寸規(guī)格鋼軌的夾緊要求，上下移動(dòng)滑塊14、左側(cè)水平移動(dòng)楔形塊16和鉗口 13接觸部位均用燕尾槽連接，旋轉(zhuǎn)水平定位調(diào)節(jié)螺桿15使上下移動(dòng)滑塊14沿豎直方向移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)左側(cè)水平移動(dòng)楔形塊16在水平方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鋼軌在水平方向的定位。
[0049]鋼軌的軌底在后端鋼軌甜口型定位夾緊機(jī)構(gòu)I 4、后端鋼軌甜口型定位夾緊機(jī)構(gòu)II 6、前端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)I 8、前端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)II 10內(nèi)由垂直方向支撐定位機(jī)構(gòu)支撐，所述垂直方向支撐定位機(jī)構(gòu)均由固定座25,豎直移動(dòng)楔形塊26,水平移動(dòng)楔形塊27和垂直方向定位調(diào)節(jié)螺桿28組成，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿28，將帶動(dòng)水平移動(dòng)楔形塊27在水平方向移動(dòng)，從而帶動(dòng)豎直移動(dòng)楔形塊26在豎直方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鋼軌在垂直方向定位。
[0050]所述后前端鋼軌框型夾緊機(jī)構(gòu)5和9的結(jié)構(gòu)與功能均相同，均由上橫梁30、下橫梁32和左右端連接螺桿31、34組成，上橫梁30上安裝有垂直夾緊油缸29，油缸29的柱塞端連接壓塊35，可對(duì)鋼軌頂部施加向下的力，鋼軌底部支撐由位于框型上下夾頭兩側(cè)的鉗口型夾頭鉗口內(nèi)底部支撐。所述鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)和框型上下夾緊機(jī)構(gòu)底部均安裝在導(dǎo)軌12上，并由鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)鎖緊螺栓24和框型夾緊機(jī)構(gòu)鎖緊螺栓33鎖緊，松開(kāi)鎖緊螺栓后可沿導(dǎo)軌移動(dòng)，以針對(duì)不同角度鋸切時(shí)調(diào)節(jié)定位夾緊機(jī)構(gòu)的位置，使夾緊和定位部位距離被鋸切端最近。
[0051]所述單斜面帶鋸切割結(jié)構(gòu)采用臥式龍門(mén)結(jié)構(gòu)，主要由龍門(mén)框架47、鋸架部分、主傳動(dòng)系統(tǒng)、鋸切進(jìn)給系統(tǒng)、以及角度調(diào)整系統(tǒng)組成。所述鋸架由連接橫梁48將左、右端L型移動(dòng)工作臺(tái)39和67連接為一體組成，左、右端L型移動(dòng)工作臺(tái)39和67的豎直臺(tái)面外側(cè)與龍門(mén)框架47左右立柱內(nèi)側(cè)間通過(guò)直線導(dǎo)軌副連接，并由左、右端導(dǎo)向套43和64壓緊；所述主傳動(dòng)系統(tǒng)由安裝在左端L型移動(dòng)工作臺(tái)39水平臺(tái)面上的張緊機(jī)構(gòu)38和被動(dòng)鋸輪37，安裝在右端L型移動(dòng)工作臺(tái)67豎直臺(tái)面內(nèi)側(cè)的主電機(jī)56、水平臺(tái)面上的渦輪減速器60和主動(dòng)鋸輪61等組成，被動(dòng)鋸輪37的軸安裝在張緊機(jī)構(gòu)38的滑塊上，主動(dòng)鋸輪61的軸與渦輪減速器60的輸出軸連接，帶鋸條36安裝在被動(dòng)鋸輪37和主動(dòng)鋸輪61上，并通過(guò)調(diào)整張緊機(jī)構(gòu)38張緊，張緊后的帶鋸條36的前、后刃口平行且朝下，前、后刃口經(jīng)導(dǎo)向臂51、53和左、右導(dǎo)向頭54、55等組成帶鋸條導(dǎo)向機(jī)構(gòu)調(diào)整后，使鋸切部位刃口豎直向下并施加一定的夾緊力，以保持鋸切部位在鋸切時(shí)穩(wěn)定，保證鋸切精度和斷面垂直度；主電機(jī)56輸出的旋轉(zhuǎn)，經(jīng)主動(dòng)帶輪57、皮帶58和從動(dòng)帶輪59傳動(dòng)，以及渦輪減速器60減速后，帶動(dòng)主動(dòng)鋸輪61旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)張緊后的帶鋸條36回轉(zhuǎn)，形成回轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)采用變頻調(diào)速；所述進(jìn)給系統(tǒng)是將左、右端進(jìn)給油缸78和68的活塞與連接橫梁48連接，左、右端進(jìn)給油缸78和68工作可驅(qū)動(dòng)鋸架和主傳動(dòng)系統(tǒng)沿直線導(dǎo)軌上下移動(dòng)，形成削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給調(diào)速通過(guò)液壓系統(tǒng)的調(diào)速閥實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，下上限位開(kāi)關(guān)40和46限定其進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的范圍。
[0052]所述帶鋸條張緊機(jī)構(gòu)由張緊機(jī)構(gòu)座80、張緊楔形導(dǎo)軌83、垂直方向間隙調(diào)整螺栓82和水平方向間隙調(diào)整螺栓85、張緊滑塊84、張緊調(diào)節(jié)絲桿86組成，張緊機(jī)構(gòu)由固定螺栓81固定在左端L型工作臺(tái)39的水平臺(tái)面上，調(diào)節(jié)張緊調(diào)節(jié)絲桿86可使張緊滑塊84沿張緊楔形導(dǎo)軌83滑動(dòng)，從而帶動(dòng)被動(dòng)鋸輪37移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)帶鋸條張緊。
[0053]所述帶鋸條導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由左右導(dǎo)向臂51、53和左右導(dǎo)向頭54、55等組成，左右導(dǎo)向臂51、53由左右導(dǎo)向臂鎖緊手輪50和52鎖緊在導(dǎo)向?qū)к?9上，導(dǎo)向?qū)к?9安裝在連接橫梁48上，左右導(dǎo)向頭51和52前后各有四組導(dǎo)向調(diào)節(jié)螺釘87和一個(gè)帶鋸條夾緊力調(diào)節(jié)螺栓88，左右導(dǎo)向頭51和52內(nèi)部由帶鋸條頂部導(dǎo)向塊89、前后導(dǎo)向調(diào)節(jié)墊塊90和93、前后帶鋸條后導(dǎo)向塊91和92、夾緊力調(diào)節(jié)壓桿94和壓緊彈簧95組成。
[0054]所述角度調(diào)整系統(tǒng)是將龍門(mén)鋸架47、左右端進(jìn)給油缸78和68均安裝在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)69上，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)69右端下面固定有旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸96，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸96通過(guò)推力圓錐滾子軸承97和推力球軸承98組合安裝在固定旋轉(zhuǎn)臺(tái)固定支座71內(nèi)，鎖緊螺母99將旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸96和固定支座71連接為一體，固定支座71安裝在床身70的工作臺(tái)面上；旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)69的左端安裝有步進(jìn)電機(jī)77，步進(jìn)電機(jī)77旋轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)齒輪76和固定弧形齒條75嚙合傳動(dòng)帶動(dòng)工作臺(tái)69旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)龍門(mén)框架47、鋸架以及主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)，形成角度鋸切，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)69左端底部安裝有滾輪73，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)滾輪73在弧形滑道72內(nèi)滾動(dòng)，固定弧形齒條75和弧形滑道72安裝在床身70的固定工作臺(tái)上；轉(zhuǎn)軸96的自由端安裝有絕對(duì)值編碼器100，用來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)69的旋轉(zhuǎn)角度；鎖緊螺桿74與鎖塊101螺紋連接，旋轉(zhuǎn)鎖緊螺桿74使鎖塊100向上移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)69的鎖緊。
[0055]所有夾緊和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均采用液壓驅(qū)動(dòng)，控制單元采用PLC控制，控制單元安裝在控制柜79內(nèi)，控制過(guò)程主要包括:(1)選擇鋼軌被鋸切部位有單軌頭端、單軌尾端和雙軌等三種選擇，控制單元根據(jù)選擇的被切部位來(lái)確定使用哪一組夾緊機(jī)構(gòu)，單軌頭端或尾端用分別用一組夾緊機(jī)構(gòu)，雙軌則兩組夾緊機(jī)構(gòu)同時(shí)應(yīng)用。(2)選擇夾緊模式夾緊模式分為聯(lián)動(dòng)和單動(dòng)兩種，在聯(lián)動(dòng)模式下控制單元根據(jù)選擇的被切部位不同，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)完成先左右、后上下的夾緊和松開(kāi)；單動(dòng)模式下左右、上下夾緊和松開(kāi)則手動(dòng)控制單獨(dú)完成。(3)選擇鋸切模式鋸切模式分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種，自動(dòng)模式下按下鋸架進(jìn)給按鈕，鋸架進(jìn)給開(kāi)始鋸切，當(dāng)鋸切完成后自動(dòng)停止進(jìn)給并快速返回，然后自動(dòng)松開(kāi)夾緊機(jī)構(gòu)；手動(dòng)模式下鋸切完成后鋸架將自動(dòng)停止進(jìn)給，只有按下鋸架回程按鈕后鋸架快速返回，并手動(dòng)松開(kāi)夾緊機(jī)構(gòu)。(4)角度調(diào)節(jié)輸入旋轉(zhuǎn)角度并按下角度調(diào)整按鈕，控制單元自動(dòng)控制完成角度調(diào)節(jié)。
[0056]附圖7為所述裝置的液壓系統(tǒng)圖，齒輪泵輸出壓力油分兩路:一路經(jīng)電磁換向閥2驅(qū)動(dòng)兩個(gè)鋸切進(jìn)給油缸，其中調(diào)速閥實(shí)現(xiàn)進(jìn)給無(wú)極調(diào)速，電磁閥I的Yi導(dǎo)通可實(shí)現(xiàn)快速回程；另外一路經(jīng)電磁換向閥4-9驅(qū)動(dòng)夾緊液壓缸1-6.[0057]附圖8為所述裝置電氣系統(tǒng)圖，對(duì)所述裝置控制采用PLC+單片機(jī)控制，單片機(jī)主要控制角度調(diào)整時(shí)旋轉(zhuǎn)角度輸入、步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)控制、角度測(cè)量等，PLC控制其它部分運(yùn)行，單片機(jī)與PLC之間可通過(guò)RS-485進(jìn)行通信。
[0058]以該裝置在焊軌基地鋸切α角度單斜面截面應(yīng)用為例，在焊軌基地一般是將IOOm的短軌焊成500m長(zhǎng)軌，所述裝置在基地焊軌生產(chǎn)線中的位置應(yīng)位于軌頭調(diào)直除銹工序之后，閃光焊工序之前，當(dāng)?shù)谝桓撥壨瓿绍夘^調(diào)直和除銹工序后，由傳輸線將其傳輸?shù)剿鰡涡泵驿徢醒b置所在工位，首先由所述裝置鋸條上的后刃口對(duì)第一根鋼軌的頭端(即鋼軌先到達(dá)所述裝置處的一端)進(jìn)行單斜面鋸切；第一根鋼軌頭端鋸切完成后，將其進(jìn)給至尾端達(dá)到鋸條上前刃口位置，此時(shí)第二根鋼軌也完成軌頭調(diào)直和除銹并達(dá)到鋸切頭端的后刃口位置處，開(kāi)始對(duì)兩根鋼軌同時(shí)進(jìn)行單斜面鋸切，待鋸切完成后，將完成兩端單斜面鋸切的第一根鋼軌傳輸至閃光焊工序處等待焊接，然后對(duì)第二根鋼軌的尾端和第三根鋼軌的頭端開(kāi)始鋸切；待第二根鋼軌完成兩端鋸切后，傳輸至閃光焊工序處與第一根鋼軌進(jìn)行焊接，與之同時(shí)，第三根鋼軌尾端和第四根鋼軌頭端開(kāi)始鋸切；以此重復(fù)，直至最后一根鋼軌時(shí)，只需對(duì)尾端鋸切便可。每個(gè)500m長(zhǎng)軌的兩端可采取相應(yīng)的保護(hù)措施，以防止在運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)已加工出的兩個(gè)單斜面產(chǎn)生破壞。下面進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體內(nèi)容及使用方法。
[0059]所述裝置安裝時(shí)須保證床身70的工作臺(tái)面、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)69、以及夾緊機(jī)構(gòu)安裝導(dǎo)軌12水平，龍門(mén)框架47與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)69臺(tái)面垂直。所述裝置安裝后的調(diào)試主要包括:1)帶鋸條張緊力調(diào)節(jié)，具體方法是先調(diào)節(jié)帶鋸條張緊機(jī)構(gòu)38上的調(diào)節(jié)螺栓82和85，使張緊滑塊84可以沿張緊楔形導(dǎo)軌83無(wú)間隙滑動(dòng)，將帶鋸條36安裝在主、從動(dòng)鋸輪61、37上，用力矩扳手調(diào)節(jié)張緊調(diào)節(jié)絲桿86至帶鋸條被張緊。2)帶鋸條導(dǎo)向調(diào)節(jié)，具體方法是首先松開(kāi)手輪50和52，根據(jù)鋸切寬度，調(diào)節(jié)導(dǎo)向臂51和53的位置，然后調(diào)節(jié)左、右導(dǎo)向頭54和55上的調(diào)節(jié)螺絲87，使帶鋸條刃口豎直向下，并通過(guò)調(diào)節(jié)兩導(dǎo)向頭的帶鋸條夾緊力調(diào)節(jié)螺桿88對(duì)帶鋸條產(chǎn)生一定的壓緊力。
[0060]所述裝置開(kāi)始工作前其旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)69位于初始0°位置，根據(jù)將要鋸切的角度大小，調(diào)整兩端壓緊機(jī)構(gòu)4、5、6和8、9、10的位置，使之距離鋼軌被鋸切端盡可能近，調(diào)節(jié)方法為:松開(kāi)鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)鎖緊螺栓24和框型夾緊機(jī)構(gòu)鎖緊螺栓33，拖動(dòng)兩端的鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)和框型夾緊機(jī)構(gòu)至合適位置，然后鎖緊鎖緊螺栓24和33。將直角尺的一個(gè)基準(zhǔn)面靠在帶鋸條36上位于兩導(dǎo)向頭54、55之間的鋸切部位平面，另一個(gè)基準(zhǔn)面靠近鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)上的前后端鋼軌定位標(biāo)尺11、7上靠近鋼軌一側(cè)，通過(guò)觀察直角尺基準(zhǔn)面和靠尺間的縫隙大小或用塞尺測(cè)縫隙，松開(kāi)鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)上的定位標(biāo)尺調(diào)節(jié)螺栓22，調(diào)節(jié)定位標(biāo)尺兩端的固定位置，使前后端鋼軌定位標(biāo)尺11、7上靠近鋼軌一側(cè)平面與帶鋸條鋸切平面垂直。
[0061]所述裝置在當(dāng)鋼軌傳輸?shù)轿缓?，首先由壓緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行定位和夾緊，以前鋼軌I的定位和夾緊為例，其過(guò)程如下:
[0062]I)夾緊，首先松開(kāi)鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)的右、右側(cè)夾頭緊固螺栓17和20，根據(jù)待鋸鋼軌的尺寸，調(diào)節(jié)左右兩側(cè)夾頭18和19的高度，使其夾緊部位在鋼軌軌腰后，鎖緊緊固螺栓17和20 ;隨后，用于夾緊前鋼軌I的鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)8和10的水平夾緊油缸23同時(shí)進(jìn)給，推動(dòng)右側(cè)水平移動(dòng)塊21和右側(cè)夾頭19向左側(cè)移動(dòng)，和左側(cè)夾頭18 —起在軌腰部位左右?jiàn)A緊；最后框型夾緊機(jī)構(gòu)9的上下夾緊油缸29進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)上下夾緊.[0063]2)豎直方向定位，在前鋼軌I的軌頂放置一個(gè)水平儀，并沿鋼軌軸線移動(dòng)，觀察是否水平，如果不水平，則旋轉(zhuǎn)垂直方向定位裝置的調(diào)節(jié)螺桿28，將帶動(dòng)水平移動(dòng)楔形塊27在水平方向移動(dòng)，從而帶動(dòng)豎直移動(dòng)楔形塊26在豎直方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鋼軌在垂直方向定位；
[0064]3)水平方向定位，測(cè)量前鋼軌I軌頂靠近定位標(biāo)尺11的一側(cè)與定位標(biāo)尺之間的間隙是否一致，如果不一致則進(jìn)行水平方向定位，具體方法是調(diào)節(jié)鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)8或10的水平定位調(diào)節(jié)螺桿15，上下移動(dòng)滑塊14沿豎直方向移動(dòng)時(shí)帶動(dòng)左側(cè)水平移動(dòng)楔形塊16在水平方向移動(dòng)，從而調(diào)整該部位鋼軌在水平方法的位置，實(shí)現(xiàn)鋼軌在水平方向的定位；
[0065]所述裝置在鋼軌定位和夾緊后，便可進(jìn)行單斜面鋸切，具體過(guò)程為:首先通過(guò)所述控制系統(tǒng)的人機(jī)界面輸入旋轉(zhuǎn)角度α和旋轉(zhuǎn)方向，按下啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)按鈕，步進(jìn)電機(jī)77開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，其輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)齒輪76和弧形齒條75嚙合傳動(dòng)，使旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)69左端底面滾輪73在弧形滑道72內(nèi)滾動(dòng)，右端轉(zhuǎn)軸96在推力圓錐滾子軸承97和推力球軸承98內(nèi)旋轉(zhuǎn)，絕對(duì)值編碼器100檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度，直至旋轉(zhuǎn)達(dá)到α角度后自動(dòng)停止，然后旋轉(zhuǎn)鎖緊螺桿74使鎖塊101向上移動(dòng)，將旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)69鎖緊。啟動(dòng)主傳動(dòng)系統(tǒng)，主電機(jī)56輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)主動(dòng)帶輪57、皮帶58和從動(dòng)帶輪59傳動(dòng)，以及渦輪減速器60減速后，帶動(dòng)主動(dòng)鋸輪61旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)張緊后的帶鋸條36回轉(zhuǎn)，形成回轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)采用變頻調(diào)速；然后啟動(dòng)鋸切進(jìn)給系統(tǒng)，左、右端進(jìn)給油缸78和68驅(qū)動(dòng)鋸架上下移動(dòng)，形成削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給調(diào)速通過(guò)液壓系統(tǒng)的調(diào)速閥實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，限位開(kāi)關(guān)40和46限定其進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的范圍；切削完成后進(jìn)給油缸驅(qū)動(dòng)鋸架返回，松開(kāi)夾緊機(jī)構(gòu)后將已完成兩端鋸切的鋼軌傳輸至下一工位進(jìn)行閃光焊焊接，同時(shí)待鋸切鋼軌就位，開(kāi)始下一次鋸切。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼軌橫向單斜無(wú)縫焊接面的鋸切裝置，該裝置以帶鋸條為切削刀具，在一次鋸切能夠完成兩個(gè)角度相等的橫向單斜截面加工，由鋼軌壓緊結(jié)構(gòu)、單斜面帶鋸切割結(jié)構(gòu)、切割液壓系統(tǒng)和控制電路系統(tǒng)組成，其特征在于: 鋼軌壓緊結(jié)構(gòu)對(duì)兩根被鋸切鋼軌進(jìn)行定位和夾緊，以保證鋸切時(shí)角度準(zhǔn)確和穩(wěn)定；單斜面帶鋸切割部分采用臥式龍門(mén)結(jié)構(gòu)，主要對(duì)兩根鋼軌橫向單斜焊接面的角度鋸切；切割液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)壓緊和鋸切時(shí)的進(jìn)給，在控制電路系統(tǒng)控制下保證整個(gè)壓緊和鋸切過(guò)程順利實(shí)施。 所述的鋼軌壓緊結(jié)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)相同的前、后端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)，銀切鋼軌(2)的如端時(shí)，由后端鋼軌甜口型定位夾緊機(jī)構(gòu)I (4)和后端鋼軌甜口型定位夾緊機(jī)構(gòu)II (6)進(jìn)行左右?jiàn)A緊和定位，由安裝在鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)(4)和(6)上的垂直方向定位機(jī)構(gòu)和后端鋼軌框型夾緊機(jī)構(gòu)(5)實(shí)現(xiàn)上下定位和夾緊，后端鋼軌定位標(biāo)尺(7)用于水平定位檢測(cè)；鋸切鋼軌(I)尾端時(shí)，由結(jié)構(gòu)相同的前端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)I (8)和前端鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)II (10)實(shí)現(xiàn)左右?jiàn)A緊和定位，由安裝在鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)(8)和(10)上的垂直方向定位機(jī)構(gòu)和前端鋼軌框型夾緊機(jī)構(gòu)(9)實(shí)現(xiàn)上下定位和夾緊，前端鋼軌定位標(biāo)尺(11)用于水平定位檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼軌橫向單斜無(wú)縫焊接面的鋸切裝置，其特征在于: 所述鋼軌鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)由鉗口( 13)、裝在鉗口( 13)內(nèi)的上下移動(dòng)滑塊(14)、左側(cè)水平移動(dòng)楔形塊(16)、右側(cè)水平移動(dòng)塊(21)、左、右側(cè)夾頭(18、19)和水平夾緊油缸(23)組成，所述左、右側(cè)夾頭(18、19)分別裝在左側(cè)水平移動(dòng)楔形塊(16)和右側(cè)水平移動(dòng)塊(21)上，并通過(guò)左側(cè)夾頭緊 固螺栓(17)和右側(cè)夾頭緊固螺栓(20)固定，所述上下移動(dòng)滑塊(14)和左側(cè)水平移動(dòng)楔形塊(16)斜面配合裝配，上下移動(dòng)滑塊(14)通過(guò)水平定位調(diào)節(jié)螺桿(15)旋轉(zhuǎn)沿豎直方向移動(dòng)并帶動(dòng)左側(cè)水平移動(dòng)楔形塊(16)和左側(cè)夾頭(18)在水平方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鋼軌在水平方向的定位；夾緊油缸(23)推動(dòng)右側(cè)水平移動(dòng)塊(21)和右側(cè)夾頭(19)向左側(cè)移動(dòng)，與左側(cè)夾頭(18) —起實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌在軌腰部位左右?jiàn)A緊，所述上下移動(dòng)滑塊(14)、左側(cè)水平移動(dòng)楔形塊(16)和鉗口(13)之間的接觸部位均用燕尾槽連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼軌橫向單斜無(wú)縫焊接面的鋸切裝置，其特征在于: 所述垂直方向定位機(jī)構(gòu)安裝在鉗口型定位夾緊機(jī)構(gòu)上，它由裝在鉗口(13)內(nèi)的固定座(25)、豎直移動(dòng)楔形塊(26)、水平移動(dòng)楔形塊(27)和垂直方向定位調(diào)節(jié)螺桿(28)組成，所述豎直移動(dòng)楔形塊(26)和水平移動(dòng)楔形塊(27)的上下斜面裝配并裝在固定座(25)內(nèi)，所述豎直移動(dòng)楔形塊(26)支撐鋼軌軌底，通過(guò)旋轉(zhuǎn)垂直方向定位調(diào)節(jié)螺桿(28)，帶動(dòng)水平移動(dòng)楔形塊(27)在水平反向移動(dòng)，從而帶動(dòng)豎直移動(dòng)楔形塊(26)在豎直方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鋼軌在垂直方向定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼軌橫向單斜無(wú)縫焊接面的鋸切裝置，其特征在于: 所述后端鋼軌框型夾緊機(jī)構(gòu)(5)和前端鋼軌框型夾緊機(jī)構(gòu)(9)結(jié)構(gòu)相同，對(duì)鋼軌垂直方向夾緊，由上橫梁(30)、下橫梁(32)和左、右連接螺桿(31、34)組成，上橫梁(30)上安裝有垂直夾緊油缸(29)，垂直夾緊油缸(29)的柱塞端連接下壓塊(35)，垂直夾緊油缸(29)工作時(shí)對(duì)鋼軌頂部施加向下的力實(shí)現(xiàn)上下夾緊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼軌橫向單斜無(wú)縫焊接面的鋸切裝置，其特征在于: 所述單斜面帶鋸切割結(jié)構(gòu)采用臥式龍門(mén)結(jié)構(gòu)，主要由龍門(mén)框架(47)、鋸架部分、主傳動(dòng)系統(tǒng)、鋸切進(jìn)給系統(tǒng)、以及角度調(diào)整系統(tǒng)組成，所述鋸架由連接橫梁(48)和左、右端L型移動(dòng)工作臺(tái)(39、67)組成，所述連接橫梁(48)將左、右端L型移動(dòng)工作臺(tái)(39、67)連接為一體，左、右端L型移動(dòng)工作臺(tái)(39、67)的豎直臺(tái)面外側(cè)與龍門(mén)框架(47)左、右立柱內(nèi)側(cè)間通過(guò)直線導(dǎo)軌副連接，并由左、右端導(dǎo)向套(43、64)壓緊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋼軌橫向單斜無(wú)縫焊接面的鋸切裝置，其特征在于: 所述主傳動(dòng)系統(tǒng)由安裝在左端L型移動(dòng)工作臺(tái)(39)水平臺(tái)面上的張緊機(jī)構(gòu)(38)和被動(dòng)鋸輪(37 )，安裝在右端L型移動(dòng)工作臺(tái)(67 )豎直臺(tái)面內(nèi)側(cè)的主電機(jī)(56 )、水平臺(tái)面上的渦輪減速器(60)和主動(dòng)鋸輪(61)組成，被動(dòng)鋸輪(37)軸安裝在張緊機(jī)構(gòu)(38)的滑塊上，主動(dòng)鋸輪(61)軸與渦輪減速器(60)的輸出軸連接，帶鋸條(36)安裝在被動(dòng)鋸輪(37)和主動(dòng)鋸輪(61)上，并通過(guò)調(diào)整張緊機(jī)構(gòu)(38)張緊，張緊后的帶鋸條(36)前、后刃口平行且朝下，通過(guò)帶鋸條導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，使鋸條鋸切部位刃口豎直向下并施加一定的夾緊力，以保持鋸切部位在鋸切時(shí)穩(wěn)定，保證鋸切精度和斷面垂直度，所述主電機(jī)(56)輸出的旋轉(zhuǎn)，經(jīng)主動(dòng)帶輪(57)、皮帶(58)和從動(dòng)帶輪(59)傳動(dòng)，以及渦輪減速器(60)減速后，帶動(dòng)主動(dòng)鋸輪(61)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)張緊后的帶鋸條(36)回轉(zhuǎn)，形成回轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)采用變頻調(diào)速。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鋼軌橫向單斜無(wú)縫焊接面的鋸切裝置，其特征在于: 所述帶鋸條導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由左、右導(dǎo)向臂(51、53)和左右導(dǎo)向頭(54、55)組成，左、右導(dǎo)向臂(51、53)由左、右導(dǎo)向臂鎖緊手輪(50、52)鎖緊在導(dǎo)向?qū)к?49)上，導(dǎo)向?qū)к?49)安裝在連接橫梁(48)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋼軌橫向單斜無(wú)縫焊接面的鋸切裝置，其特征在于: 所述鋸切進(jìn)給系統(tǒng)是將左、右端進(jìn)給油缸(78、68)的活塞與連接橫梁(48)連接，左、右端進(jìn)給油缸(78、68)工作可驅(qū)動(dòng)鋸架和主傳動(dòng)系統(tǒng)沿直線導(dǎo)軌上下移動(dòng)，形成切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給調(diào)速通過(guò)液壓系統(tǒng)的調(diào)速閥實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，上、下限位開(kāi)關(guān)(46、40)限定其進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋼軌橫向單斜無(wú)縫焊接面的鋸切裝置，其特征在于: 所述角度調(diào)整系統(tǒng)主要由旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(69)、轉(zhuǎn)軸(96)、固定支座(71)、步進(jìn)電機(jī)(77)和絕對(duì)值編碼器(100)組成，所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(69)上安裝有龍門(mén)框架(47)和左、右進(jìn)給油缸(78、68),旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(69)的右端下面固定有轉(zhuǎn)軸(96),轉(zhuǎn)軸(96)通過(guò)推力圓錐滾子軸承(97 )和推力球軸承(98 )組合安裝在固定旋轉(zhuǎn)臺(tái)固定支座(71)內(nèi)，鎖緊螺母(99 )將工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸(96)和固定支座(71)連接為一體，固定支座(71)安裝在床身(70)的工作臺(tái)面上；旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(69 )的左端安裝有步進(jìn)電機(jī)(77 )，步進(jìn)電機(jī)(77 )旋轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)齒輪(76 )和固定弧形齒條(75)嚙合傳動(dòng)帶動(dòng)工作臺(tái)(69)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)龍門(mén)框架(47)、鋸架以及主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)，形成角度鋸切，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(69)左端底部前后兩側(cè)安裝有兩個(gè)滾輪(73),旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)滾輪(73)在弧形滑道(72)內(nèi)滾動(dòng)，固定弧形齒條(75)和弧形滑道(72)安裝在床身(70)的固定工作臺(tái)上；轉(zhuǎn)軸(96)的自由端安裝有絕對(duì)值編碼器(100)，用來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(69)的旋轉(zhuǎn)角度；鎖緊螺桿(74)與鎖塊(101)間螺紋連接，旋轉(zhuǎn)鎖緊螺桿(74 )使鎖塊(101)向上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(65 )的鎖緊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的一種鋼軌橫向單斜無(wú)縫焊接面的鋸切裝置的控制方法，其特征在于:所有夾緊和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均采用液壓驅(qū)動(dòng)，控制單元采用PLC+單片機(jī)控制，控制單元安裝在控制柜(79)內(nèi)，具體控制步驟包括: (1)選擇鋼軌被鋸切部位，有單軌頭端、單軌尾端和雙軌等三種選擇，控制單元根據(jù)選擇的被切部位來(lái)確定使用哪一組夾緊機(jī)構(gòu)，單軌頭端或尾端用分別用一組夾緊機(jī)構(gòu)，雙軌則兩組夾緊機(jī)構(gòu)同時(shí)應(yīng)用。 (2)選擇夾緊模式，夾緊模式分為聯(lián)動(dòng)和單動(dòng)兩種，在聯(lián)動(dòng)模式下控制單元根據(jù)選擇的被切部位不同，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)完成先左右、后上下的夾緊和松開(kāi)；單動(dòng)模式下左右、上下夾緊和松開(kāi)則手動(dòng)控制單獨(dú)完成。 (3)選擇鋸切模式，鋸切模式分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種，自動(dòng)模式下按下鋸架進(jìn)給按鈕，鋸架進(jìn)給開(kāi)始鋸切，當(dāng)鋸切完成后自動(dòng)停止進(jìn)給并快速返回，然后自動(dòng)松開(kāi)夾緊機(jī)構(gòu)；手動(dòng)模式下鋸切完成后鋸架將自動(dòng)停止進(jìn)給，只有按下鋸架回程按鈕后鋸架快速返回，并手動(dòng)松開(kāi)夾緊機(jī)構(gòu)。 (4)角度調(diào)節(jié)，輸入旋 轉(zhuǎn)角度并按下角度調(diào)整按鈕，控制單元自動(dòng)控制完成角度調(diào)節(jié)。
【文檔編號(hào)】B23D55/04GK103722237SQ201310687818
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】馬品奎, 宋玉泉 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)