鋼軌焊縫打磨系統設計與研究

摘 要：本設計涉及鐵路設備焊接領域，具體的說，是涉及一種鋼軌焊縫打磨機。通過多個機構協同作用，能夠實現鋼軌軌頂、三角區、側面和軌底的全方位打磨，提高了打磨速度與精度，打磨產生的粉塵被除塵罩吸收，且打磨過程中工作人員進行遠程操作，無需停留在作業現場，克服了人工打磨精度低、效率低、打磨粉塵危害人體健康的弊端。

關鍵詞：焊縫打磨；鋼軌焊接；全自動

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.223

0 引言

高精度的鋼軌焊縫推凸余量打磨設備對于保證鋼軌焊接質量的可靠性和穩定性，提高生產線的生產能力起著關鍵作用。

目前鋼軌焊縫余量打磨方式，多為人工手持砂輪機進行打磨，打磨過程中，打磨量依靠人工經驗控制，造成打磨精度較低。同時在打磨過程中，會產生大量的粉塵，雖然工作人員佩戴有防護裝置，但是對身體健康的危害仍然較大。

因此，如何設計裝置，來實現對焊接后鋼軌的全方位精確打磨，是本領域技術人員所亟需解決的。

1 機械結構設計

本設計鋼軌打磨機，包括鋼軌頂面打磨機構、鋼軌軌頭側面打磨機構、鋼軌三角區打磨機構、鋼軌軌底打磨機構和走行線滾筒，鋼軌在走行線滾筒上滑動的過程中被鋼軌頂面打磨機構、鋼軌軌頭打磨機構、鋼軌三角區打磨機構和鋼軌軌底打磨機構；

其中，所述鋼軌軌底打磨機構包括中央底座，中央底座上固定連接有墊板，墊板上設置有Z向油缸和Z向導軌，Z向油缸帶動Z向滑座在Z向導軌上往復運動；

所述鋼軌三角區打磨機構包括鋼軌左三角區打磨機構和鋼軌右三角區打磨機構，鋼軌左三角區打磨機構和鋼軌右三角區打磨機構結構相同，分列于中央底座的兩側。

鋼軌左三角區打磨機構包括左側底座，左側底座上設置有墊板，墊板上設置有X向油缸和X向導軌，X向油缸帶動X向滑板在X向導軌上往復運動；

所述鋼軌軌頭側面打磨機構包括鋼軌左軌頭側面打磨機構和鋼軌右軌頭側面打磨機構，鋼軌左軌頭側面打磨機構與鋼軌左三角區打磨機構固定連接，鋼軌右軌頭側面打磨機構與鋼軌右三角區打磨機構固定連接，鋼軌左軌頭側面打磨機構和鋼軌右軌頭側面打磨機構結構完全相同。

該余量測量機構包括支架，支架上安裝有三個激光傳感器，相鄰的激光傳感器之間呈120°夾角，三個激光傳感器之間為鋼軌通過的空間。

2 測量機構

該余量測量機構包括支架，三個激光傳感器，且三個激光傳感器之間呈120°夾角，三個激光傳感器之間為鋼軌通過的空間。

在鋼軌向前進給的過程中，首先經過三個激光傳感器之間形成的空間，三個激光傳感器同時向鋼軌發出測量光幕，并將信號反饋給控制系統，則控制系統就根據反饋結果與標準鋼軌數據進行比對，自動計算出鋼軌各部分的余量，然后將打磨量傳遞給各個打磨機構，實現自動打磨。

因為三個激光傳感器之間呈120°夾角，而激光傳感器的單個測量角度是大于120°的，所以三個激光傳感器同時向鋼軌照射，能夠實現鋼軌被照射截面的全方位測量。

3 液壓傳動與控制系統

本設計的動力部分為液壓驅動，液壓泵將發動機輸出的機械能轉化為液壓能，是液壓系統的能源。液壓閥對液壓泵輸出的能量進行調節和分配，主要調節系統的壓力、流量和方向，主要控制各個功率支流的絕對值和相對值。液壓馬達和液壓缸又將液壓能轉化為機械能，驅動打磨執行機構工作[1]。

4 結論

本文介紹鋼軌焊縫推凸余量打磨機的目的是為克服現有技術的不足，提供一種鋼軌焊縫自動除銹設備，使用PLC液壓系統的控制實現全自動打磨過程，通過調節液壓泵的排量、發動機的轉速和控制閥的開度，即可滿足自動除銹機的各種工況要求，實現打磨機械的動力控制、節能控制、作業效率控制、速度控制和精細打磨控制。

該項技術已經獲得國家實用新型專利并同時申請了國家發明專利，實用新型專利號 ：ZL 2015 2 0138694.5；發明專利公開（公告）號：CN104625930A。

參考文獻：

[1]韓慧仙，曹顯利.《工程機械液壓控制系統技術體系分析》液壓氣動與密封，2010（05）.

[2]劉建.《基于PLC的磨線機個剝線機控制系統的設計與實現》[D].廣西師范大學碩士學位論文，2008.

[3]葉小龍.《探討非標機械產品設計準則與工程運用》[J].城市建設理論研究，2014.

[4]秦大同，謝里陽.《液壓傳動與控制設計》[M].化學工業出版社，2013.

作者簡介：戚恒，男，山東人，研究生，工程師，主要從事：鋼軌焊接研究。