一種多功能鋼鋁復合軌生產(chǎn)線的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種多功能鋼鋁復合軌生產(chǎn)線，屬于對軌道交通供電用的器材的生產(chǎn)設備。其主要采用包括主機(8)和二臺牽引機(11)及若干臺輸料機(12)組成生產(chǎn)線，主機(8)中含有預復合器(1)、主復合器(2)、重復合器(3)、垂直調(diào)節(jié)器(4)及水平調(diào)節(jié)器(7)等，其特征是主機(8)中含有整形器(5)和定形器(6)，可以快速生產(chǎn)內(nèi)包式鋼鋁復合軌(20)，當垂直調(diào)節(jié)器(4)更換成焊接裝置(40)時可以中速生產(chǎn)外包式鋼鋁復合軌(36)。本實用新型生產(chǎn)速度快、功能多，產(chǎn)品直線度好，不銹鋼與鋁復合牢固，鋼與鋁接觸電阻小。
【專利說明】一種多功能鋼鋁復合軌生產(chǎn)線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種多功能鋼鋁復合軌生產(chǎn)線，屬于對軌道交通供電用的器材的生產(chǎn)設備。
【背景技術(shù)】
[0002]本實用新型作出以前，在已有技術(shù)中，關(guān)于城市軌道交通供電系統(tǒng)的鋼鋁復合導電軌，例如專利號為201110053436.3的鋼鋁復合軌生產(chǎn)線僅能生產(chǎn)由工字形鋁型材上部外側(cè)二個支耳來抱緊不銹鋼槽的鋼鋁復合軌一即“內(nèi)包式”鋼鋁復合軌；卻不能生產(chǎn)由二個“J”形鋼帶合在工字形鋁型材上后中間焊接的鋼鋁復合軌一即“外包式”鋼鋁復合軌。國際軌道交通行業(yè)還沒有一種“內(nèi)包式”和“外包式”鋼鋁復合軌都能生產(chǎn)的新型鋼鋁復合軌生產(chǎn)線。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種多功能的鋼鋁復合導電軌的制造技術(shù)及其專用生產(chǎn)線，使不銹鋼帶和工字形鋁型材復合成一體，完成“內(nèi)包式”和“外包式”的鋼鋁復合導電軌的主要生產(chǎn)過程，優(yōu)質(zhì)快速地將零件變成產(chǎn)品。
[0004]本實用新型的解決方案是這樣實現(xiàn)的:主要采用包括主機(8)和二臺牽引機(11)及若干臺輸料機(12)組成生產(chǎn)線，主機(8)中含有預復合器(I)、主復合器(2)、重復合器
(3)、垂直調(diào)節(jié)器(4)及水平調(diào)節(jié)器(7)等，其特征是主機(8)中含有整形器(5)和定型器
(6)，可以快速生產(chǎn)內(nèi)包式鋼鋁復合軌(20)，當垂直調(diào)節(jié)器(4)更換成焊接裝置(40)時，可以中速生產(chǎn)外包式鋼鋁復合軌(36)。
[0005]本實用新型與已有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
[0006]1、本實用新型功能多，既可生產(chǎn)內(nèi)包式鋼鋁復合軌，又可生產(chǎn)外包式鋼鋁復合軌。
[0007]2、自動化程度高，工字形鋁型材(24)和不銹鋼槽(25)，或者工字形帶孔鋁型材
(37)和J形不銹鋼(38)，從生產(chǎn)線左邊進去，到生產(chǎn)線右邊變成鋼鋁復合導電軌成品(20)或(36)。
[0008]3、生產(chǎn)速度快，由于增加了定形器出)，進一步抑制了鋁合金與不銹鋼的彈性回彈，在生產(chǎn)內(nèi)包式鋼鋁復合軌(20)時生產(chǎn)線的線速度可達2?20米/分鐘。由于采用了等離子焊機(42)，外包式鋼鋁復合軌(36)的生產(chǎn)速度可達0.5?5米/分鐘。且節(jié)省了在J形鋼38上開焊接坡口的工序。
[0009]4、鋼與鋁接觸電阻小、成品率高，鋼鋁復合軌長度可達24米以上。產(chǎn)品直線度好?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]圖1:本實用新型用于內(nèi)包式鋼鋁復合軌生產(chǎn)時的主機側(cè)視圖。
[0011]圖2:本實用新型用于內(nèi)包式鋼鋁復合軌生產(chǎn)時的俯視圖。
[0012]圖3:用本實用新型加工的內(nèi)包式鋼鋁復合軌20的產(chǎn)品橫剖面圖。[0013]圖4:本實用新型中的重復合器3的橫剖面圖。
[0014]圖5:本實用新型中的垂直調(diào)節(jié)器4的橫剖面圖。
[0015]圖6:本實用新型中的整形器5的橫剖面圖。
[0016]圖7:本實用新型中的整形輪31與內(nèi)包式鋼鋁復合軌20的局部放大圖。
[0017]圖8:本實用新型中的水平調(diào)節(jié)器7的橫剖面圖。
[0018]圖9:本實用新型中的水平調(diào)節(jié)器7的俯視圖。
[0019]圖10:本實用新型加工的外包式鋼鋁復合軌36的產(chǎn)品橫剖面圖。
[0020]圖11:本實用新型用于外包式鋼鋁復合軌生產(chǎn)時的主機側(cè)視圖。
[0021]圖12:本實用新型中的焊接裝置40的俯視圖。
【具體實施方式】
[0022]下面本實用新型結(jié)合附圖中的實施例作進一步描述:
[0023]圖1為本實用新型用于內(nèi)包式鋼鋁復合軌20生產(chǎn)時的主機(8)的側(cè)視圖。從左至右依次為預復合器1、主復合器2、重復合器3、垂直調(diào)節(jié)器4、整形器5、定形器6、水平調(diào)節(jié)器7。主機(8)的左邊三部分將內(nèi)包式鋼鋁復合軌20的鋁型材24上部二側(cè)支耳27從外到內(nèi)逐步轉(zhuǎn)動而貼緊不銹鋼槽25的二個彎邊的外側(cè)。中間的垂直調(diào)節(jié)器4的作用是對鋼鋁復合軌20的縱向直線度作垂直方向的調(diào)節(jié)。整形器5的整形輪31對鋁型材支耳26施加從上向下的作用力，使鋁型材支耳26更加貼緊不銹鋼槽25。定形器6可消除鋼鋁復合軌20在前幾道工序中鋁合金和不銹鋼在變形后的彈性回彈作用，從而使生產(chǎn)線速度加快至20米/分鐘時保證不銹鋼槽25的內(nèi)表面貼緊鋁型材24的上表面，鋼與鋁的接觸電阻更小。水平調(diào)節(jié)器7則可校正鋼鋁復合軌在水平面內(nèi)的縱向直線度。
[0024]圖2是本實用新型用于內(nèi)包式鋼鋁復合軌生產(chǎn)時的俯視圖。左邊的輸料機12放上工字形鋁型材24，扣上不銹鋼槽25，在主機左側(cè)的牽引機11主動輥轉(zhuǎn)動作用下，另件鋁型材24和不銹鋼槽25被向右進入主機(8)。預復合器I的主動旋轉(zhuǎn)的固定側(cè)壓輪17和被動旋轉(zhuǎn)的活動側(cè)壓輪21雖然二者側(cè)壓輪的圓周表面是平整的，但這一對側(cè)壓輪的間隙小于復合前的鋁型材支耳27的總寬度約2_ ;預復合器I的下壓輪13與上壓輪22之間的間隙比工字形鋁型材24和不銹鋼槽25的總厚度還小0.02mm,因此過預復合器I后，工字形鋁型材24和不銹鋼槽25在上下壓緊狀態(tài)下得以初步復合。在圖2和圖4中本實用新型中的預復合器1、主復合器2、重復合器3和定型器6在機械結(jié)構(gòu)上基本相同，只是后三者的固定側(cè)壓輪17和活動側(cè)壓輪21的側(cè)壓輪圓周表面開有凹槽，該凹槽的形狀與預定的鋼鋁復合軌20的上部的側(cè)面形狀大概一致。重復合器3的側(cè)壓輪凹槽為標準形狀，主復合器2的側(cè)壓輪凹槽淺0.2mm，定形器6的側(cè)壓輪凹槽比標準的深0.1mm。
[0025]在圖2和圖4中，每對側(cè)壓輪之間的間隙最大值，以凹槽底部計算，主復合器2為92.5mm,重復合器3為91.8mm,定形器為91.7mm,過定形器6后鋼招復合軌20的寬度為92±0.1mm。而每對上下壓輪之間的間隙，主復合器2為104.94mm,重復合器3為104.90mm,定形器6為104.85mm,過定形器6后鋼招復合軌20的高度為105±0.15mm。
[0026]在圖2中電控柜9里有同操器，可使二臺牽引機11與主機8以同樣的線速度運行，轉(zhuǎn)速范圍最快時為最慢時的10倍。動力組合10內(nèi)有一臺30kw的調(diào)速電機，經(jīng)過二臺減速箱后動力經(jīng)鏈輪鏈條傳到主機8上各個部分。在批量生產(chǎn)內(nèi)包式鋼鋁復合軌20時，二臺減速箱的傳動比為1/20和1/10 ;而在批量生產(chǎn)外包式鋼鋁復合軌36時二臺減速箱的傳動比分別為I /20和I /40，即動力組合IO共有三臺減速箱，傳動比I /20的固定不動，傳動比I /10和1/40的要替換。圖2中右邊的牽引機11將主機8復合好的鋼鋁復合軌20或36傳送到最右邊的輸料機12上，完成產(chǎn)品的主要生產(chǎn)過程。
[0027]圖3是用本實用新型加工的內(nèi)包式鋼鋁復合軌20的產(chǎn)品橫剖面圖。工字形鋁型材24上部外側(cè)復合前的二個支耳27是外翻的，便于不銹鋼槽25扣進去，使其內(nèi)底面與鋁型材24的上表面接觸。復合后的鋁型材支耳26則貼緊不銹鋼槽25的二個彎邊，由于不銹鋼槽25的二個彎角處被銑出個90°直角來，復合后鋁型材支耳26的內(nèi)凹直角在此相配合，保證了鋼與鋁的主接觸面貼緊，鋼與鋁接觸電阻小。工字形鋁型材24截面大，體積電阻小，可有效傳輸4000A電流，不銹鋼槽25則可耐受大電流滑動接觸產(chǎn)生的電火花，保證使用壽命50年。
[0028]圖4是本實用新型中的重復合器3的橫剖面圖，也是主復合器2和定形器6的橫剖面圖，而預復合器I的橫剖面圖也與此圖相似，僅側(cè)壓輪17和21的圓周表面無凹槽。主機8的底座上二側(cè)各裝一個支承架18，并裝有水平下主軸14的軸承座。動力經(jīng)鏈條帶動鏈輪15和軸14轉(zhuǎn)動，一對傘齒輪16使固定側(cè)壓輪組合17的豎軸同步轉(zhuǎn)動，使軸14上的下壓輪13與固定側(cè)壓輪17和活動側(cè)壓輪21具有相同的的線速度。下壓輪13和上壓輪22的直徑較大，使其對鋼鋁復合軌20或36的壓力大而壓強小，壓力大有利于減小鋼與鋁的接觸電阻，壓強小就不易使工字形鋁型材24或37的腰部產(chǎn)生變形和扭曲。絲桿調(diào)節(jié)機構(gòu)23在數(shù)顯裝置19配合下可精確控制上壓輪組合22的高低位置，保證對鋼鋁復合軌施加壓力的壓強的精確度。
[0029]圖5是本實用新型中的垂直調(diào)節(jié)器4的橫剖面圖，主機8的底座上裝上過渡支架28，再裝上支承架18，下滾輪29的上表面與整形輪31之間高度略小于鋼鋁復合軌20的高度約0.1mm,下滾輪29的軸的軸承座與整形輪31的軸的軸承座被連板30連結(jié)起來，左右絲桿調(diào)節(jié)機構(gòu)23同步或上或下移動整形輪31和下滾輪29，就可調(diào)節(jié)鋼鋁復合軌的直線度。由于本實用新型中下壓輪13主動旋轉(zhuǎn)，上壓輪22被動旋轉(zhuǎn)，且與下壓輪接觸的鋁型材摩擦系數(shù)約0.2，而與上壓輪接觸的不銹鋼摩擦系數(shù)為0.1，一般情況下會導致鋼鋁復合軌20右端向上撓，故整形輪31和下滾輪29應同步向下移動，從而校正鋼鋁復合軌的直線度。
[0030]圖6是本實用新型中的整形器5的橫剖面圖。動力組合經(jīng)鏈條帶動鏈輪及其軸和下壓輪13轉(zhuǎn)動。支承架18下方的左右一對軸承座固定不動。安裝整形輪31的軸的左右軸承座則隨絲桿調(diào)節(jié)機構(gòu)控制而上下移動，使整形輪31產(chǎn)生從上往下的作用力來迫使鋼鋁復合軌的鋁型材24的二個支耳26進一步壓緊不銹鋼槽25。明顯提高復合質(zhì)量。一對側(cè)導輥33可保證鋼鋁復合軌縱向中心線不偏移，避免整形輪劃傷鋁型材24的支耳。
[0031]圖7是本實用新型中整形輪31與鋼鋁復合軌20的局部放大圖。內(nèi)包式鋼鋁復合軌20的底面被下滾輪29的上表面支承，整形輪31高度下降后整形輪的弧線34壓在鋼鋁復合軌20的二個支耳26的外側(cè)弧線上，使支耳26進一步貼緊不銹鋼槽25的外側(cè)面。整形輪弧線34的半徑略大于支耳26的外側(cè)弧線的半徑，因而支耳26上不會留下壓痕，使鋼鋁復合軌20外形美觀。整形輪的尖角35與支耳26的內(nèi)側(cè)最高點位置重合，使復合后的鋁型材支耳26與不銹鋼槽25之間的間隙為零，既美觀，又防止灰塵進入二者的復合面，有利于鋼與鋁的接觸電阻保持恒定。[0032]圖8是本實用新型中的水平調(diào)節(jié)器7的橫剖面圖。主機8的底座上裝有支承架18。固定側(cè)壓輪17與活動側(cè)壓輪21夾住了鋼鋁復合軌20的上半部。左右支承架的對稱中心線與鋼鋁復合軌的中心線相差23_。水平調(diào)節(jié)器本身無動力。
[0033]圖9是本實用新型中的水平調(diào)節(jié)器7的俯視圖。鋼鋁復合軌20在中間從左向右移動。上下一對支承架18上裝有一對活動側(cè)壓輪21，絲桿調(diào)節(jié)機構(gòu)可調(diào)節(jié)活動側(cè)壓輪21之間的間隙。由于前幾道工序中主動旋轉(zhuǎn)的壓輪都在上方，被動旋轉(zhuǎn)的側(cè)壓輪都在下方，鋼鋁復合軌會在右方向下彎曲。而通過力學分析和計算，二組活動側(cè)壓輪21的中心錯開距離L，就能恢復鋼鋁復合軌20的縱向直線度。左右二對導輥32對調(diào)節(jié)鋼鋁復合軌的縱向直線度有一定輔助作用。
[0034]圖10是本實用新型加工的外包式鋼鋁復合軌36的產(chǎn)品橫剖面圖。帶孔的工字形鋁型材37上部反向放置二條J型不銹鋼38，其中間留有0.5至1.0mm的縫隙，由于采用等離子焊接，J形鋼上不必開坡口，從而省下一道工序。焊接后焊縫內(nèi)的不銹鋼焊料的冷卻既使左右J形鋼38連成一體，又使左右J形鋼38緊緊抱住鋁型材37，形成外包式鋼鋁復合軌36。由于鋁型材37上部中間開有約Φ14的圓孔，系擠壓成型時產(chǎn)生。在等離子焊接時，該Φ14圓孔使多余的熱能被圓孔中的氣流帶走，傳到鋁型材37的工字形腰部及下部的能量已不足以使鋁型材37的彈性模量降低，從而保持其產(chǎn)品撓度小于標準值，即簡支梁狀態(tài)下支點距離5m，在中間150kg載荷下的撓度小于7mm，這是在別的生產(chǎn)線上用氬弧焊生產(chǎn)的鋼鋁復合軌所達不到的。
[0035]圖11為本實用新型用于外包式鋼鋁復合軌生產(chǎn)時的主機8的側(cè)視圖。圖的中間部位是焊接裝置40，圖的左邊是預復合器1，主復合器2和重復合器3，圖的右邊是整形器5，定形器6和水平調(diào)節(jié)器7。重復合器3和定形器6配有數(shù)顯裝置19，使這二個部分的機構(gòu)精度達到微米級，從而保證了鋼鋁復合軌36的產(chǎn)品精度。與圖1相比，僅是圖1中的垂直調(diào)節(jié)器4換成了圖11中的焊接裝置40。焊接裝置40包括底下的十字拖板41。銑床架43。等離子焊機42。送絲機44。水箱45。氬氣瓶46等。等離子焊槍固定在銑床架43的主軸上。其垂向調(diào)節(jié)機構(gòu)可用手動確定等離子焊槍的高低，從而控制等離子火焰的高低，確保二條J形鋼38被焊透，保證其焊接牢度。等離子焊接一般不需要焊絲，為了確保二條J形鋼的焊後無缺陷，采用送絲機44添加少量不銹鋼焊絲。銑床架43的電機被拆掉，等離子焊接的冷卻水源于水箱45和水泵。在外包式鋼鋁復合軌36的生產(chǎn)過程中，所有下壓輪13和上壓輪22及固定側(cè)壓輪17和活動側(cè)壓輪21起到將鋼鋁復合軌36上下左右夾緊后嚴格沿著預定的縱向中心線從左向右推進，從而保證等離子火焰始終噴射在二條J形鋼8預留的寬0.5?1.0mm深5?6_的縫隙內(nèi)，焊接質(zhì)量就有了保證。固定側(cè)壓輪17和活動側(cè)壓輪21的圓周凹槽應符合外包式鋼鋁復合軌36的外形尺寸，或套上使其表面平順的輪套。
[0036]圖12是本實用新型中焊接裝置40的俯視圖。主機8的底座上裝置的十字拖板41相對于縱向中心線向二邊垂直移動銑床架43的位置，從而確保等離子火焰不偏離二條J形鋼38的0.5?1.0mm的縫隙中心位置。導輥32托住鋼鋁復合軌36保證其空間高度不變，等離子焊機42，送絲機44、水箱45和氬氣瓶46不放在十字拖板41上，而是直接放在主機
(8)的底座上或地面上。外包式鋼鋁復合軌36沿著焊接裝置40的中心(即銑床架43的主軸中心)從左向右以0.5?5米/分鐘的速度移動，J形不銹鋼厚度薄一些，移動速度可快一些，在保證焊接質(zhì)量的前提工藝條件下提高生產(chǎn)效率。[0037]多功能鋼鋁復合軌生產(chǎn)線圖示編號與對應名稱
[0038]1.預復合器 24.工字形鋁型材
[0039]2.主復合器 25.不銹鋼槽
[0040]3.重復合器 26.復合后的鋁型材支耳
[0041]4.垂直調(diào)節(jié)器 27.復合前的鋁型材支耳
[0042]5.整形器28.過渡支架
[0043]6.定形器29.下滾輪和軸
[0044]7.水平調(diào)節(jié)器 30.連板
[0045]8.主機和底座 31.整形輪和軸
[0046]9.電控柜32.導輥
[0047]10.動力組合 33.側(cè)導輥
[0048]11.牽引機 34.整形輪弧線
[0049]12.輸料機 35 .整形輪尖角
[0050]13.下壓輪 36.外包式鋼鋁復合軌
[0051]14.水平下主軸 37.工字形帶孔鋁型材
[0052]15.鏈輪38.J形不銹鋼
[0053]16.傘齒輪39.焊縫
[0054]17.固定側(cè)壓輪組合40.焊接裝置
[0055]18.支承架 41.十字拖板
[0056]19.數(shù)字顯示裝置 42.等離子焊機
[0057]20.內(nèi)包式鋼鋁復合軌43.銑床架
[0058]21.活動側(cè)壓輪組合44.送絲機
[0059]22.上壓輪組合 45.水箱和水泵
[0060]23.絲桿調(diào)節(jié)機構(gòu) 46.氬氣瓶
【權(quán)利要求】
1.一種多功能鋼鋁復合軌生產(chǎn)線，包括主機(8)和二臺牽引機(11)及若干臺輸料機(12)組成生產(chǎn)線，主機(8)中含有預復合器(I)、主復合器(2)、重復合器(3)、垂直調(diào)節(jié)器(4)及水平調(diào)節(jié)器(7)等，其特征是主機(8)中含有整形器(5)和定形器(6)，可以快速生產(chǎn)內(nèi)包式鋼鋁復合軌(20)，當垂直調(diào)節(jié)器(4)更換成焊接裝置(40)時，可以中速生產(chǎn)外包式鋼鋁復合軌(36)，主機的動力組合(10)經(jīng)鏈條帶動鏈輪及其軸和下壓輪(13)轉(zhuǎn)動，整形器(5)的支承架(18)下方的左右一對軸承座固定不動，安裝整形輪(31)的軸的左右軸承座則隨螺桿調(diào)節(jié)機構(gòu)控制而上下移動，一對側(cè)導輥(33)可保證鋼鋁復合軌縱向中心線不偏移，整形輪(31)高度下降后整形輪的弧線(34)壓在鋼鋁復合軌(20)的二個支耳(26)的外側(cè)弧線上，整形輪的尖角(35)與支耳(26)的內(nèi)側(cè)最高點位置重合，定形器(6)的側(cè)壓輪間隙最大值為91.7mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能鋼鋁復合軌生產(chǎn)線，其特征是焊接裝置(40)中的十字拖板(41)可以調(diào)節(jié)焊接火炬的側(cè)向位置，銑床架(43)可以調(diào)節(jié)焊接火炬的上下位置。
【文檔編號】B60M1/30GK203805723SQ201420182878
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】李雷 申請人:李雷