轨道板独立式振动台的制作方法

[0001]
本发明属于混凝土板预制技术领域，具体是一种轨道板独立式振动台。


背景技术：

[0002]
高速铁路大规模建设带来了无砟轨道板的大量需求，轨道板由混凝土及预应力钢筋浇筑而成，包含预应力钢筋的模具在混凝土浇筑过程中，需要去除混凝土中的气泡，使混凝土密实结合，消除混凝土的蜂窝麻面等现象，以提高其结构强度，保证混凝土构件的质量，需要合理的振动装置设计及分布连接控制。
[0003]
目前现有的振动设备方法有如下几种：1. 模具底部安装振动电机，模具流转需要人工分离拆卸振动电机，流转工作效率低、模具损伤大、效果差。
[0004]
2. 振动台为一整体式刚性振动平台，模具放置振动平台上进行非固定连接进行振动，整体式刚性振动平台振动时模具随动，振动效率低、效果差。
[0005]
3. 振动台为多个气囊或者空气弹簧支持的振动平台升降托负模具进行连接振动，压缩空气支撑平稳性差，影响混凝土浇筑，压缩空气安全性差，充压泄压速度慢影响效率。
[0006]
4. 以弹簧为支持的固定式振动台，振动台采用机械连接模具，振动损害造成的故障率高，振动台本体不可升降，弹簧使用过程中存在负载不均的问题，影响布料均匀性。
[0007]
上述几种应用还存在振动过程不可控，无法施加主/被动控制，无法解决自动化流水作业生产轨道板的实际应用需求，克服以上问题的新技术设备急需进行开发。


技术实现要素：

[0008]
本发明为了解决轨道板预制过程中更好去除混凝土中的气泡，使混凝土密实结合的问题，发明一种轨道板独立式振动台。
[0009]
本发明采取以下技术方案：轨道板独立式振动台：包括下底座、连接座、弹性部件、动作缸、振动电机、液压动力源控制系统、主控制系统、模具。
[0010]
下底座具体包括底板、上板、筋板；相对平行的底板与上板通过竖立的多个筋板固定连接，上板分布设置两个上杆通孔，上杆通孔上平面口为凹型口，下平面口为凸型口，凸型口外环台设置密封圈，上杆通孔的内孔设置密封圈，底板同样分布设置两个下杆通孔，底板分布设置的两下杆通孔与上板分布设置的两上杆通孔分别同轴线，下底板的底面边侧设置两平行滑槽，滑槽沿下底板体长度方向延伸，底面边侧设置两平行滑槽通过对称固定设置的挡板封闭，形成单燕尾封闭槽。
[0011]
动作缸具体包括：缸体、下油口、上油口、一体活塞杆、碟簧、力传感器；其中，缸体设置于底板、上板之间的上杆通孔同轴位置，缸体上内孔与凸型口适配，缸体下端为设有杆过孔的缸底，缸底杆过孔适配活塞杆伸出，杆过孔内设置沟槽放置轴用密封，一体活塞杆为
活塞与双向伸出杆一体的结构形式，活塞设置孔用密封与缸体内径适配，从而将缸体内分割成上腔k与下腔m，缸体上设置的上油口连接上腔k，缸体下设置的下油口连接下腔m，下腔内组合叠放多片碟簧，碟簧与缸底之间同轴设置环状的力传感器，前述的下杆通孔直径略大于一体活塞杆下杆体直径，且一体活塞杆下杆体端伸入下杆通孔，下杆通孔径向面的底板设置振动传感器，一体活塞杆的杆体轴向设置贯穿的孔道i、孔道ii，一体活塞杆上杆体穿过上杆通孔向上延伸出。
[0012]
弹性部件具体包括：橡胶套、减震簧、导向内套轴、上卡环、下卡环，导向内套轴设置内孔套设于一体活塞杆上杆体轴，导向内套轴下端设置环台沉入上杆通孔的凹型口内定位，导向内套轴外周环套减震簧，减震簧外周环套橡胶套，减震簧与橡胶套还可以是硫化一体形式，连接座底面设置上卡环连接固定橡胶套上端，下底座上平面设置下卡环连接固定橡胶套下端，导向内套轴上端高于连接座底面。
[0013]
连接座具体包括：座体、液控阀、液控滑球，座体为长矩形体，外型与模具底部振动器安设位适配，座体底部设置有可分别连接两动作缸上杆体的杆孔，座体内设置有两液控阀，每个液控阀的控制油路连通杆孔内腔底，动作缸上杆体与杆孔底部焊接一体，液控阀的控制油路与孔道i、孔道ii分别导通，液控滑球包括钢球、球导孔、压簧、小活塞，球导孔对称设置于座体两长侧面，球导孔孔口设置有内环台，球导孔内装设钢球，内环台可防止钢球脱出球导孔，球导孔内还装设小活塞，小活塞一端面固定设置推杆，推杆设置端朝向钢球圆心，小活塞与钢球之间的球导孔内还装设压簧，座体两侧两个液控滑球轴向对应，共同连接一个液控阀受控，具体为球导孔底端通过孔iii互连通，孔iii连接液控阀的保压腔，液控阀包括动作腔和控制腔，动作腔内设置锥阀及其匹配的小弹簧，控制腔设置动作柱塞，动作柱塞推杆可推顶锥阀芯压缩小弹簧实现泄压形成压力通路，控制腔上腔通过泄压孔外泄实现动作柱塞动作压力变化，控制腔下腔连通孔道ii外连受控，孔道i连通动作腔的推杆推顶腔；当钢球受外界压力时，可压缩压簧回退，钢球可完全沉入球导孔。
[0014]
每个独立的振动台可以设置多个弹性部件，两弹性部件之间的连接座底部固定安装振动电机。
[0015]
地面敷设异形滑轨，下底座滑槽连接地面敷设的异形滑轨,沿异形滑轨延伸方向还设置还有驱动单体振动台位移的驱动机构，包括驱动缸、驱动缸杆端的旋挂气缸、下底座底面还设置有钩挂凹槽。
[0016]
动作缸的下油口、上油口分别连接液压动力源控制系统，上油口与液压动力源控制系统之间设置有伺服阀一，下油口与液压动力源控制系统之间设置有伺服阀二，上油口与下油口之间通过设置有伺服阀三的回路连通，孔道i、孔道ii分别连接液压动力源控制系统，主控制系统分别连接液压动力源控制系统、力传感器、振动传感器、振动电机。
[0017]
模具两边模-下的底模-边侧底部适配有与上述的座体适配的定位槽-，槽内两侧面间隔分布多个对称的定位球坑-，定位球坑-设定位与单体振动台的四个液控滑球设定位适配，定位球坑-与钢球突出部分适配。定位槽-开口处设置有引进倒角-，地面敷设异形滑轨与定位槽-同向。
[0018]
如模具底部可对称设置多组振动台，优选八个多个独立的振动台可根据模具的尺寸规格及模具内预浇混凝土分布点、预浇量进行位移间距调整，还可与模具进行主动分离/合体。
[0019]
与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：独立的振动台高度可自升降，无需运转模具的车辆设置升降机构来放置模具到振动浇筑工位，多个分布设置独立的振动台分别设置压力传感器，可感测模具平稳放置时或浇筑过程中模具的均衡性，并通过控制系统及液压动力源控制系统主动控制调整受力点高度，还可根据模具规格尺寸变化，多个独立的振动台可自主调整分布间距及参与振捣的数量，设置振动传感器可感知浇筑振动过程中，振动频率及振幅是否超出合理区间，实施主动振动增量控制及主动振动抑制，当振动电机在合理区间工作时，控制系统及可驱动部件可被动跟随，振动台实现液动可靠锁紧。
[0020]
本发明实现了轨道板预制振捣过程的智能控制，更好的满足实际工作应用需求，振捣效果可控，有效去除混凝土中的气泡，使混凝土密实结合，生产批次统一可追溯。
附图说明
[0021]
图1是本发明振动台正视示意图；图2是本发明图1a-a剖向示意图；图3是发明振动台装载模具示意图；图4是本发明图3b处放大图；图5是本发明与振动器安装设置的模具定位槽局部剖视图；图6是本发明的振动台工作状态三维视图；图7是本发明控制方法原理示意图；图8是本发明控制实施例2的组成连接关系示意图；图9是本发明连接座剖面结构示意图。
[0022]
其中，1-底板、2-上板、3-筋板、4-凸型口、5-上杆通孔、6-下杆通孔、7-滑槽、8-挡板、9-缸体、10-轴用密封、11-下油口、12-上油口、13-一体活塞杆、14-孔用密封、15-孔道i、16-孔道ii、17-碟簧、18-振动传感器、19-力传感器、20-橡胶套、21-减震簧、22-导向内套轴、23-上卡环、24-下卡环、25-座体、26-杆孔、27-控制腔、28-动作腔、29-锥阀芯、30-动作柱塞、31-泄压孔、32-孔iii、33-球导孔、34-压簧、35-小活塞、36-内环台、37-钢球、38-振动电机、39-异形滑轨、40-主控制系统、41-液压动力源控制系统、42-伺服阀三、43-伺服阀一、44-伺服阀二、45-模具、45-1-边模、45-2-底模、45-3定位槽、45-4-引进倒角、45-5-定位球坑、46-驱动缸、47-旋挂气缸47、48-钩挂凹槽，49-小弹簧。
具体实施方式
[0023]
如图1-9所示，轨道板独立式振动台：包括下底座、连接座、弹性部件、动作缸、振动电机38、液压动力源控制系统41、主控制系统40、模具45。
[0024]
如图2所示，下底座具体包括底板1、上板2、筋板3；相对平行的底板1与上板2通过竖立的多个筋板3固定连接，上板2分布设置两个上杆通孔5，上杆通孔5上平面口为凹型口，下平面口为凸型口4，凸型口4外环台设置密封圈，上杆通孔5的内孔设置密封圈，底板1同样分布设置两个下杆通孔6，底板1分布设置的两下杆通孔6与上板2分布设置的两上杆通孔5分别同轴线，下底板1的底面边侧设置两平行滑槽7，滑槽7沿下底板1体长度方向延伸，底面边侧设置两平行滑槽7通过对称固定设置的挡板8封闭，形成单燕尾封闭槽。
[0025]
如图2所示，动作缸具体包括：缸体9、下油口11、上油口12、一体活塞杆13、碟簧17、力传感器19；其中，缸体9设置于底板1、上板2之间的上杆通孔5同轴位置，缸体9上内孔与凸型口4适配，缸体9下端为设有杆过孔的缸底，缸底杆过孔适配活塞杆伸出，杆过孔内设置沟槽放置轴用密封10，一体活塞杆13为活塞与双向伸出杆一体的结构形式，活塞设置孔用密封14与缸体内径适配，从而将缸体9内分割成上腔k与下腔m，缸体上设置的上油口12连接上腔k，缸体下设置的下油口11连接下腔m，下腔内组合叠放多片碟簧17，碟簧17与缸底之间同轴设置环状的力传感器19，前述的下杆通孔6直径略大于一体活塞杆13下杆体直径，且一体活塞杆13下杆体端伸入下杆通孔6，下杆通孔6径向面的底板1设置振动传感器18，一体活塞杆13的杆体轴向设置贯穿的孔道i15、孔道ii16，一体活塞杆13上杆体穿过上杆通孔5向上延伸出。
[0026]
如图2所示，弹性部件具体包括：橡胶套20、减震簧21、导向内套轴22、上卡环23、下卡环24，导向内套轴22设置内孔套设于一体活塞杆13上杆体轴，导向内套轴22下端设置环台沉入上杆通孔5的凹型口内定位，导向内套轴22外周环套减震簧21，减震簧21外周环套橡胶套20，减震簧21与橡胶套20还可以是硫化一体形式，连接座底面设置上卡环23连接固定橡胶套上端，下底座上平面设置下卡环24连接固定橡胶套下端，导向内套轴22上端高于连接座底面。
[0027]
如图2、图9所示，连接座具体包括：座体25、液控阀、液控滑球，座体25为长矩形体，外型与模具底部振动器安设位适配，座体25底部设置有可分别连接两动作缸上杆体的杆孔26，座体25内设置有两液控阀，每个液控阀的控制油路连通杆孔内腔底，动作缸上杆体与杆孔26底部焊接一体，液控阀的控制油路与孔道i15、孔道ii16分别导通，液控滑球包括钢球37、球导孔33、压簧34、小活塞35，球导孔33对称设置于座体25两长侧面，球导孔33孔口设置有内环台36，球导孔33内装设钢球37，内环台36可防止钢球37脱出球导孔33，球导孔33内还装设小活塞35，小活塞35一端面固定设置推杆，推杆设置端朝向钢球37圆心，小活塞35与钢球37之间的球导孔33内还装设压簧34，座体25两侧两个液控滑球轴向对应，共同连接一个液控阀受控，具体为球导孔33底端通过孔iii32互连通，孔iii32连接液控阀的保压腔，液控阀包括动作腔28和控制腔27，动作腔28内设置锥阀29及其匹配的小弹簧49，控制腔27设置动作柱塞30，动作柱塞30推杆可推顶锥阀芯29压缩小弹簧实现泄压形成压力通路，控制腔27上腔通过泄压孔31外泄实现动作柱塞动作压力变化，控制腔27下腔连通孔道ii16外连受控，孔道i15连通动作腔28的推杆推顶腔；当钢球37受外界压力时，可压缩压簧34回退，钢球37可完全沉入球导孔33。
[0028]
两弹性部件之间的连接座底部固定安装振动电机38。
[0029]
如图1-4，地面敷设异形滑轨39，下底座滑槽7连接地面敷设的异形滑轨39,沿异形滑轨39延伸方向还设置还有驱动单体振动台位移的驱动机构，包括驱动缸46、驱动缸杆端的旋挂气缸47、下底座底面还设置有钩挂凹槽48。
[0030]
如图1-4，动作缸的下油口11、上油口12分别连接液压动力源控制系统41，上油口12与液压动力源控制系统之间设置有伺服阀一43，下油口11与液压动力源控制系统之间设置有伺服阀二44，上油口12与下油口11之间通过设置有伺服阀三42的回路连通，孔道i15、孔道ii16分别连接液压动力源控制系统，主控制系统40分别连接液压动力源控制系统41、力传感器19、振动传感器18、振动电机38。
[0031]
如图1-5，模具45两边模45-1下的底模45-2边侧底部适配有与上述的座体25适配的定位槽45-3，槽内两侧面间隔分布多个对称的定位球坑45-5，定位球坑45-5设定位与单体振动台的四个液控滑球设定位适配，定位球坑45-5与钢球37突出部分适配。定位槽45-3开口处设置有引进倒角45-4，地面敷设异形滑轨39与定位槽45-3同向。
[0032]
如图6，模具45底部可对称设置多组振动台，优选八个多个独立的振动台可根据模具的尺寸规格及模具内预浇混凝土分布点、预浇量进行位移间距调整，还可与模具进行主动分离/合体。
[0033]
工作方式为：如图1-6，第一阶段，模具45的规格尺寸参数输入主控制系统，主控制系统依据设定匹配对应的振动参数及安装位分布方案；步骤1，对异形滑轨39上滑设的独立式振动台进行相邻间距调整，驱动缸46伸缩使杆端的旋挂气缸47对位下底座底面设置的钩挂凹槽48，旋挂气缸47旋转钩挂，驱动缸46伸缩调整振动台沿异形滑轨39位移，振动台行进至预设位。
[0034]
步骤2，模具45可由小车输送至振动工位，托载模具45的小车无需进行升降放置，可预先降低独立式振动台自高，具体实现方式为通过主控制系统输出信号至液压动力源控制系统输出压力/流量，伺服阀三42关闭，伺服阀一43、伺服阀二44控制输入油压至缸体9内的上腔k，下腔m回流，多片碟簧17压缩，一体活塞杆13下行，使焊接的连接座下行并压缩弹性部件，下行高度大于模具定位槽45-3深度。
[0035]
步骤3，主控制系统控制液压动力源控制系统41输出控制油压通过孔道i15，进入动作腔28的推顶腔，压力油推压锥阀芯29打开进入孔iii32，输入至球导孔33的小活塞35无杆腔端，小活塞35克服压缩压簧34轴向位移，同时小活塞35的推杆设置端推顶钢球37进入振动台预设位的定位球坑45-5设定位，锥阀芯29受到小弹簧作用力，锥面封闭，孔iii32油压建立高压，液控阀油压锁紧，钢球37被小活塞35推顶限位，使连接座连接固定于模具45，具备浇筑振动条件，液压动力源控制系统41控制孔道i15油压卸荷。
[0036]
第二阶段，振动控制，方法如下：如图2-4，单体振动控制方法1，主控制系统控制振动电机38工作，同时模具内进行混凝土布料，连接座受到振动电机38激振力作用跟随振动，一体活塞杆13随动，上腔k和下腔m之间容积变化通过伺服阀三42调节，通过伺服阀一43、伺服阀二44伺服控制进行油压及流量主动补偿/被动补偿，主控制系统通过振动传感器18、力传感器19感知振动频率及振幅，测算出上腔k和下腔m的容积压力交变差，通过计算输出控制液压动力源控制系统41、伺服阀三42、伺服阀一43、伺服阀二44，从而调节上腔k和下腔m在振动工况下的等频率压力/流量波动。
[0037]
如图1-9，实施例1，单个独立式振动台控制，每个独立式振动台设置两套包括弹性部件、动作缸组成z和z’振动控制机构，主控制系统控制振动电机38工作，同时模具内进行混凝土布料，连接座受到振动电机38激振力作用跟随振动，振动控制机构z和z’的一体活塞杆分别随动，各自上腔k和下腔m之间容积变化通过伺服阀三调节，通过伺服阀一、伺服阀二伺服控制进行油压及流量主动补偿/被动补偿，主控制系统通过振动控制机构z和z’分别设置的振动传感器、力传感器感知振动频率及振幅，测算出二者对应的上腔k和下腔m的容积压力交变差，通过叠加计算输出控制液压动力源控制系统、伺服阀三、伺服阀一、伺服阀二，
调节上腔k和下腔m在振动工况下得等频率压力/流量波动。
[0038]
实施例2，多台独立式振动台连接模具同步工作，如图6-8，模具45优选分布连接八个独立式振动台，编号为1#～8#，每个独立式振动台通过感测z和z’两套振动控制机构的数据输出叠加计算后分别输出至主控制系统内的比较模块，进行数据对比，实施判断其中一个或多个独立式振动台工作偏差是否超过合理区间，振动台工作偏差是指单台设备运行的超差，以及浇筑过程中混凝土分布不均、其他负载不均衡等特殊工况，振动参数低于或高于运行区间的独立式振动台受到控制模块主动控制，主动控制调节在设定工况、设定时间范围内无法稳定运行，临时停机进行振动分布点调整，预先解锁液控阀，液压动力源控制系统输出压力油至被调整独立式振动台的孔道ii16，油压推顶控制腔27内的动作柱塞30打开锥阀芯29，使球导孔33小活塞35无杆腔侧泄压，钢球37自由活动，然后执行第一步的步骤1、步骤2，锁紧连接模具，进行振动浇筑。
[0039]
独立式振动台在模具45的规格尺寸变化成小规格时，可减少独立式振动台参与振动工艺的数量，方法为：不参与振动动作的独立式振动台执行第一步的步骤2中的可预先降低独立式振动台自高，脱离模具得以实现。