专利名称：道轨夹紧装置和道轨的闪光对焊装置的制作方法
(背景技术)由于近几年，随着铁路向高速度的发展，不断追求列车行驶的稳定性、铁轨接缝处噪声的降低、轨道保养维修费用的降低等指标，因而使用一种把长度为25米的标准尺寸的道轨焊接起来，加长到1.0公里～1.5公里程度的焊接长道轨。
道轨的焊接工艺中经常使用闪光对焊、加压气焊、强制成形电弧焊或铝热焊。闪光对焊能在非常短时间高效率地焊接道轨，同时能得到可靠性高的焊接接合部。
道轨的闪光对焊是把大电流加到端部被夹紧的两根道轨上，一边反复地进行接触和火花飞溅，一边加热接触面，当达到适当温度时急剧加上压力，通过镦焊(闪光对焊)使道轨压接的方法。
另一方面，道轨是在一定的尺寸容许公差下制造的，例如道轨的高度有+1.0mm～-0.5mm的容许公差，例如重60kg的道轨，头部的宽度有+0.8mm～-0.5mm的尺寸容许公差，因此每根道轨的尺寸和形状都有些偏差。在焊接这样的道轨时，为了列车行驶的稳定性和防止噪声等，必需对接合部的两侧道轨头部的上表面和内轨侧的侧面进行正确的找正。
为此，以前的方法是把要接合的2根道轨的头部上表面对位之后，用设置在固定头部和可动头部上的夹紧装置的夹紧爪把各根道轨的腹部两侧夹紧。在夹紧各根道轨的腹部两侧时，把调整用的垫片插到道轨腹部和夹紧爪之间，然后使2根道轨头部的内轨侧的侧面对位，例如日本专利公报特开昭63-238984号记载的那样，改变道轨腹部的左右之一侧的夹紧头的液压缸位置，使内轨侧的侧面对位后把道轨夹紧。
这样，如
图10的闪光对焊装置的正视图所示，在把道轨夹紧时，为了把要接合的左右道轨确实地夹紧，在固定头部12和可动头部13上分别设置两组夹紧装置2，分别在两个部位夹紧左右的道轨1的腹部。然后，一边从分别设置在固定头部12和可动头部13上的电极把大电流加到道轨1上，一边把在可动头部13上夹紧着的道轨1移动到固定头部12侧，在接合面上反复进行接触和火花飞溅，加热接合面，将道轨压接在一起。
如上所述，在把要接合的道轨头部内轨侧的侧面对位时，或使用调整用的垫片，或改变一侧的夹紧头的液压缸的位置，这时就必需反复替加调整用的垫片，或反复移动液压缸的位置，就难把要接合的道轨正确找正，因此有要花费较多的作业时间的问题。
虽然以前的方法是在把道轨夹紧的状态下，通过平稳移动进行找正对位，借此来吸收道轨的公差，但在这种情况下使装置的结构变得复杂，有使整个装置的尺寸加大的问题。
而且，以前的闪光对焊装置为了把要接合的左右道轨确实夹紧，在固定头部和可动头部上分别设置独立的2组夹紧装置，又在各个夹紧装置上设置为了进行道轨对位而改变一侧的液压缸位置的机构，除了夹紧装置以外还设置把电流加到道机上的电极，因此就使固定头部和可动头部的结构变得复杂，使固定头部和可动头部的尺寸变大，焊接装置本体的最低重量就达到20吨。因而虽能在工厂使用，但难以搬运到敷设道轨现场加以使用。
本发明就是为了解决上述的问题而作出的，其目的是提供一种能容易地使要接合的道轨对位的道轨夹紧装置，同时提供一种小型、轻量化的闪光对焊装置。
(本发明的公开)本发明的道轨夹紧装置的特征在于它具有夹持道轨的腹部而相对设置的第1夹紧头和第2夹紧头；各个夹紧头具有通电夹紧爪和液压缸，通电夹紧爪有夹紧爪和电极块；夹紧爪压贴着道轨的腹部将其保持，其后端部被固定在液压缸的活塞杆前端上，前端部有凹状的导引部；电极块把电力供给道轨，其前端部比夹紧爪的前端部稍微突出，被插入在夹紧爪的导引部里，后端部通过弹性构件被安装在夹紧爪上。
其特征还在于上述的第1夹紧头的液压缸具有行程可变部件；行程可变部件具有设置在液压缸后侧的活塞杆的顶端部上的螺纹部和拧在这螺纹部上的螺母；第1夹紧头的液压缸的推力被做成比第2夹紧头的液压缸的推力大。
另外，本发明的闪光对焊装置的特征在于它具有装有通电夹紧爪的夹紧装置、装着该夹紧装置的固定头部和可动头部、装在固定头部上的焊接变压器和装在可动头部上的飞边清除部；通电夹紧爪夹持着要进行接合的道轨腹部而相对设置，具有夹紧爪，其后端部被固定在液压缸的活塞杆前端上，前端部有凹状的导引部；以及电极块，其前端部比夹紧爪的前端部稍微突出并被插入在夹紧爪的导引部里，后端部通过弹性构件被安装在夹紧爪上，与焊接变压器相连接；安装着一侧的通电夹紧爪的液压缸配设着具有设置在后侧的活塞杆顶端部上的螺纹部和拧在这螺纹部上的螺母的行程可变部件；飞边清除部隔着道轨相对设置，具有前端部适合于道轨的形状而被分割成多个的切削刀和使这些切削刀沿着与道轨的长度方向相垂直的方向前进或后退的液压缸。
最好用Al-Zn合金形成上述闪光对焊装置的固定头部和可动头部。
在本发明中，由于把电极块插入在夹紧爪前端部的凹状导引部里安装，而夹紧爪又被固定在夹持着道轨的腹部相对设置的第1夹紧头和第2夹紧头的各个液压缸的活塞杆前端上，并且把固定道轨的夹紧爪和把电力加到道轨上的电极块作成一体，因而能把将道轨夹紧后对其供电的通电夹紧部的尺寸小型化，能使夹紧装置的结构简单化。
在把电极块安装到夹紧爪上时，通过电极块后端部上的弹性构件将其安装在夹紧爪上，使电极块的前端部比夹紧爪稍微突出，因而在用夹紧头夹紧道轨时，能依顺道轨腹部的表面使电极块紧密贴接，同时能用充分的压力把电极块压接在道轨腹部的表面上，能使电极块与道轨之间的接触电阻大幅度地降低。
而且在本发明中，把第1夹紧头的液压缸的缸体内径做成比第2夹紧头的液压缸的缸体内径大，或者把比供给第2夹紧头的液压缸压力高的致动油供给第1夹紧头的液压缸，使第1夹紧头的液压缸的推力比第2夹紧头的液压缸的推力大，通过第1夹紧头确定道轨腹部找正的基准位置，因而能简便地确定道轨腹部的找正和对位用的基准位置。
另外，由于本发明是通过改变拧在活塞后侧的活塞杆顶端部上所设置的螺纹部上的螺母位置来调整第1夹紧头的液压缸的活塞行程，并由此微调道轨腹部的找正和定位用的基准位置，进行道轨1的内轨侧的头部侧面对位，因而能简单、正确地进行要接合的道轨内轨侧的头部侧面对位。
由于在本发明的闪光对焊装置中，把装在固定头部和可动头部上的夹紧装置的夹紧道轨的部分和把电流加到道轨上的部分做成一体的通电夹紧爪，因而能使固定头部和可动头部的结构简单化，能使固定头部和可动头部小型化。
而且，通过使固定头部和可动头部的尺寸小型化，能在固定头部和可动头部之间设置较宽裕的间隔，能在可动头部的靠固定头部一侧所安装的飞边清除部上设置适合于道轨形状并分割成多个而且有部分重复的切削刀，因而用一次动作就能确实地除去在焊接部上产生的飞边。
此外，由于用磁通量密度非常小的Al-Zn合金形成固定头部和可动头部，降低了焊接时由流过的电流形成的涡流损耗，因而不仅能使固定头部和可动头部小型化，而且能使焊接变压器小型化，能使整个焊接装置小型、轻量化。
(附图的简单说明)图1是表示本发明的夹紧装置结构的断面图，图2是表示上述夹紧装置的夹紧爪的断面图，图3是表示夹紧爪的正视图，图4是上述夹紧装置的行程可变部件的正视图，图5是本发明闪光对焊装置的正视图，图6是表示上述闪光对焊装置的飞边清除部的断面图，图7是表示飞边清除部的切削刀的主体图，图8是表示上述闪光对焊装置的滑移检测器的正视断面图，图9是滑移检测器的侧向断面图，图10是表示以前的闪光对焊装置的正视图。
(实现本发明的最佳实施例)如图1表示本发明夹紧装置结构的断面图所示，夹紧道轨1的腹部的夹紧装置2具有夹持道轨1的腹部而相对设置的第1夹紧头3和第2夹紧头4。第1夹紧头3设有通电夹紧爪5a和液压缸6a，第2夹紧头4也设有通电夹紧爪5b和液压缸6b。通电夹紧爪5a、5b具有夹紧道轨1的夹紧爪7和把电流加到道轨1上的电极块8。夹紧爪7如图2的断面图和图3的正视图所示，在带有三角形纹槽的前端部71的中央部位设置着凹状的导引部72，后端部分别固定在液压缸6a、6b的活塞杆61的前端部上。电极块8被插入在夹紧爪7的导引部72里，其后端部通过多组碟簧、例如通过4组碟簧9被安装在夹紧爪7上。这电极块8的前端部比夹紧爪7的前端部71稍微突出一些。
第1夹紧头3的液压缸6a的缸体内径做成比第2夹紧头4的液压缸6b的缸体内径大，因而第1夹紧头3的液压缸6a的推力就比第2夹紧头4的液压缸6b的推力约大例如20%左右。
在第1夹紧头3的液压缸6a上设有行程可变部件10。行程可变部件10设置在液压缸6a的活塞62的后侧，有设置在贯穿液压缸端盖63的活塞杆64顶端部上的螺纹部65和拧在这螺纹部65上的螺母66。如图4的正视图所示，在螺母66的表面上有按等角度分割的刻度，在螺母66的周围有被安装在液压缸端盖63上的标识板67。
图5是使用具有上述结构的夹紧装置2的闪光对焊装置11的正视图。如图所示，闪光对焊装置11具有做成门式的固定头部12和可动头部13及配置部14。在固定头部12和可动头部13上分别设置着夹紧装置2。固定头部12和操作部14由沿着要进行接合的道轨1的长度方向设置的多个导引轴、例如由4根导引轴15连结着。可动头部13能自由滑动地支承在固定头部12和配置部14间的导引轴15上。而且可动头部13能通过安装在操作部14上的液压缸16沿导引轴15移动。
固定头部12和可动头部13及操作部14由磁通量密度非常小的Al-Zn合金的特超硬铝形成。
这样，由于在固定头部12和可动头部13上分别设置一个有把道轨1夹紧的夹紧爪7和电流加到道轨1上的电极块8一体成形的通电夹紧爪5a、5b的夹紧装置2，因而能使固定头部12和可动头部13的结构简单化，能使固定头部12和可动头部13小型化。通过用特超硬铝形成这小型化的固定头部12和可动头部13，就能大幅度地减轻固定头部12和可动头部13的重量。
在这固定头部12和可动头部13的门形的中央部位，如图1的断面图所示，预先使确定道轨1的头部上表面位置的基准校平器17的上下方向的位置一致并进行固定。
在固定头部12的上面设置着焊接变压器18，焊接变压器18的输出接头与设置在固定头部12和可动头部13上的夹紧装置2的各个电极块8连接着。可动头部13的靠固定头部12一侧的侧面上设置隔着道轨的一对飞边清除部19。如图6的断面图所示，飞边清除部19具有适合于道轨1断面形状的切削刀20和液压缸21。如图7的立体图所示，切削刀20分成切削道轨1头部飞边的头部切削刀20a和切削道轨1腹部飞边的腹部切削刀20b及切削道轨1底部飞边的底部切削刀20c；头部切削刀20a和底部切削刀20c及腹部切削刀20b设置在不同位置上，局部有重复。
在操作部14上设置着具有与图上没表示的液压组件相连接的电磁阀等构件的驱动控制部22，在固定头部12的外侧面中央和可动头部13靠操作部14一侧的侧面中央部位安装着滑移检测器23。如图8的正视断面图和图9的侧视断面图所示，滑移检测器23有回转型电位差计25、与电位差计25的回转轴相连结的可动部26、通过轴承27沿着与可动部26的回转轴垂直方向穿通并由压缩弹簧28保持着的可动件29以及安装在可动部26的回转轴上的多个回归用的弹簧30。另外，在可动头部13与操作部14之间还安装着有直线型电位差计的移动量检测器24。
下面说明用具有上述结构的闪光对焊装置11接合道轨1时的动作。
首先，使端面轻轻接触的两根道轨1配置在做成门型的闪光对焊装置11的中央部位上，使接合部定位在固定头部12和可动头部13间的中央部位上。接着，用升降装置(图中没表示)使两根道轨1上升，把道轨1的头部上表面压贴在固定头部12和可动头部13的基准校平器17上，使要进行接合的左右两根道轨1的头部上表面定位。在这状态下，把致动油供给分别设置在固定头部12和可动头部13上的夹紧装置2的第1夹紧头3和第2夹紧头4的各个液压缸6a、6b，使活塞62前进，用第1夹紧头3的通电夹紧爪5a的夹紧爪7和第2夹紧头4的通电夹紧爪5b的夹紧爪7把道轨1的腹部侧面夹住，由此将道轨1夹紧。在夹紧该道轨1时，因在两个位置上用前端部71上有凹部并分割成左右两部分的夹爪7把要进行接合的各个道轨1夹住而夹紧，因而能确实可靠地夹紧道轨1。
在这样夹紧道轨1时，由于把第1夹紧头3的液压缸6a的缸体内径做成比第2夹紧头4的液压缸6b的缸体内径大，第1夹紧头3的液压缸6a的推力比第2夹紧头4的液压缸6b的推力大，因而使第1夹紧头3的液压缸6a前进到最大行程，用第1夹紧头3的液压缸6a上所安装的夹紧爪7的前端面71确定使道轨1的腹部侧面定位的基准位置。
另外，在把第1夹紧头3的通电夹紧爪5a和第2夹紧头4的通电夹紧爪5b压贴在道轨1的腹部侧面上时，由于安装在各个夹紧爪7上的电极块8因其前端比夹紧爪7的前端突出，并且通过碟簧9而安装在夹紧爪7上，因而在使电极块8的前端压贴在道轨1的腹部侧面上时，能使电极块8依顺着道轨1的腹部表面而贴紧。因此，即使要进行接合的道轨1的形状、尺寸方面存在由尺寸容许误差引起的偏差，仍能把电极块8的整个前端面可靠地压接在道轨1的腹部表面上。又由于在把电极块8压贴在道轨1的腹部上时，只是电极块8前端的比夹紧爪7前端突出的那部分压缩碟簧9，因而能借助碟簧9的弹力，用充分的压力使电极块8压接在道轨1的腹部表面上。因此，能使电极块8和道轨1之间的接触电阻减小。
这样，用固定头部12和可动头部13的夹紧装置2把要进行接合的两根道轨1夹紧之后，确认两根道轨1的内轨侧的头部侧面是否一致。在该确认结果表明两根道轨1的内轨侧的头部侧面有偏离时，使第1夹紧头3和第2夹紧头4的液压缸6a、6b后退，根据偏离量，使设置在固定头部12或者可动头部13的第1夹紧头3上的行程可变部件10的螺母66顺时针方向或逆时针方向回转，改变第1夹紧头3的液压缸6a的行程。此后，使液压缸6a、6b前进，把道轨1夹紧，确认内轨侧的头部侧面是否一致。
如上所述，使行程可变部件10的螺母66回转，使第1夹紧头3的液压缸6a的行程得到微调，从而使道轨1的内轨侧的头部侧面找正而对位，因而能简单、正确地对要接合的道轨1进行找正和对位。
在把两根道轨1找正夹紧之后，把规定的电流从焊接变压器18通过电极块8流到固定头部12和可动头部13之间的道轨1上，用安装在操作部14上的液压缸16使可动头部13前进，同时使两根道轨1接合。虽然在把电流从焊接变压器18流到道轨1时，连接焊接变压器18和电极块8的通电用的导体是通过固定头部12和可动头部13的内部设置的，但由于用磁通量密度极小的Al-Zn合金形成固定头部12和可动头部13，因而能降低焊接时由流过通电用的导体的电流在固定头部12和可动头部13里产生的涡流损耗，不仅能使固定头部12和可动头部13小型化，而且能使焊接变压器18小型化。
在焊接时，由于一边用移动量检测器24检测由可动头部13夹紧的道轨1的移动量一边使其移动，因而能正确地控制可动头部13的移动量。又由于在电阻对接焊时，用滑移检测器23检测镦焊压力是否在用固定头部12和可动头部13分别夹紧的道轨1上产生滑移和滑移量，因而能自动地判断焊接合适与否。
在道轨1的焊接结束之后，使飞边清除部19的液压缸21前进到道轨1一侧，并且使可动头部13前进到固定头部12一侧，把焊接部上的飞边除去，从而结束焊接作业。由于在除去焊接部的飞边时，飞边清除部19的切削刀20被分割成头部切削刀20a和腹部切削刀20b及底部切削刀20c，而且有部分是重复的，因而用一次动作就能可靠地除去焊接部的飞边。
虽然上述的实施例对把第1夹紧头3的液压缸6a的缸体内径做成比第2夹紧头4的液压缸6b的缸体内径大，第1夹紧头3的液压缸6a的推力比第2夹紧头4的液压缸6b的推力大的情况进行说明，但是在第1夹紧头3和第2夹紧头4使用相同缸体内径的液压缸，使供到第1夹紧头3的液压缸里的致动油的压力比供到第2夹紧头4的液压缸里的致动油的压力大的情况下，仍能与上述实施例同样地确定道轨1的腹部的基准位置。
(产业上的利用可能性)从上述的说明可知，本发明是能够在把铁路用的道轨用闪光对焊加以连接，形成长的焊接加长道轨时使用的，尤其是在焊接时能容易地夹紧道轨，能提高找正的精度和使闪光对焊装置小型化、轻量化。
符号的说明符号名称1道轨2夹紧装置3第1夹紧头4第2夹紧头5a，5b通电夹紧爪6a，6b液压缸7夹紧爪
8电极块9碟簧10行程可变部件11闪光对焊装置12固定头部13可动头部14操作部15导引轴16液压缸17基准校平器18焊接变压器19飞边清除部20切削刀21液压缸22驱动控制部23滑移检测器
权利要求
1.一种对铁路用的道轨(1)进行闪光对焊时使用的道轨夹紧装置(2)，其特征在于具有夹持道轨(1)的腹部而相对设置的第1夹紧头(3)和第2夹紧头(4)；各个夹紧头(3)、(4)具有通电夹紧爪(5)和液压缸(6)，通电夹紧爪(5)有夹紧爪(7)和电极块(8)；夹紧爪(7)压贴在道轨的腹部将其保持，其后端部被固定在液压缸(6)的活塞杆前端上，前端部有凹状的导引部；电极块(8)把电力供给道轨，其前端部比夹紧爪(7)的前端部稍微突出，被插入在夹紧爪(7)的导引部里，后端部通过弹性构件(9)被安装在夹紧爪(7)上。
2.如权利要求1所述的道轨夹紧装置，其特征在于第1夹紧头(3)的液压缸(6a)具有行程可变部件(10)，行程可变部件(10)具有设置在液压缸(6a)后侧的活塞杆的顶端部上的螺纹部(65)和拧在这螺纹部(65)上的螺母(66)；第1夹紧头(3)的液压缸(6a)的推力被做成比第2夹紧头(4)的液压缸(6b)的推力大。
3.一种连接铁路用的道轨的闪光对焊装置(11)，其特征在于它具有装有通电夹紧爪(5a)、(5b)的夹紧装置(2)、装着这夹紧装置(2)的固定头部(12)和可动头部(13)、装在固定头部(12)上的焊接变压器(18)和装在可动头部(13)上的飞边清除部(19)；通电夹紧爪(5a)、(5b)夹持要进行接合的道轨的腹部相对设置，具有夹紧爪(7)，其后端部被固定在液压缸(6a)、(6b)的活塞杆前端上，前端部有凹状的导引部；电极块(8)，其前端部比夹紧爪(7)的前端部稍微突出，被插入在夹紧爪(7)的导引部里，后端部通过弹性构件(9)被安装在夹紧爪(7)上，与焊接变压器(18)相连接；安装着一侧的通电夹紧爪(5a)的液压缸(6a)配设着具有设置在后侧的活塞杆顶端部上的螺纹部(65)和拧在这螺纹部(65)上的螺母(66)的行程可变部件(10)；飞边清除部(19)隔着道轨相对设置，具有前端部适合于道轨的形状并被分割成多个的切削刀(20)和使这些切削刀(20)沿着与道轨的长度方向垂直的方向前进或后退的液压缸(21)。
4.如权利要求3所述的道轨的闪光对焊装置，其特征在于用Al-Zn合金形成固定头部(12)和可动头部(13)。
全文摘要
本发明用于闪光对焊铁路用的道轨，使其连接起来形成长的焊接加长道轨。电极块(8)插入在夹持道轨(1)的腹部相对设置的第一夹紧头(3)和第2夹紧头(4)上所固定的夹紧爪(7)前端部的凹状导引部里安装，把固定道轨(1)的夹紧爪(7)和把电流供给道轨的电极块(8)做成一体。第1夹紧头(3)的液压缸(6a)通过改变与设置在后侧的活塞杆前端部的螺纹部(65)进行螺纹接合的螺母(66)的位置而改变活塞的行程，从而调整道轨腹部定位用的基准位置。
文档编号B23K37/04GK1110473SQ94190337
公开日1995年10月18日 申请日期1994年5月31日 优先权日1993年6月4日
发明者松田英治, 森三郎, 关野昌治, 三井章雄, 藤井充 申请人:日本钢管工事株式会社, 日本钢管株式会社