专利名称：钢轨焊缝数控精磨机及应用方法
技术领域：
本发明涉及一种焊缝精磨机及其应用方法，尤其是一种用于铁路焊接长钢轨生产厂或铺轨基地的生产线上，对焊接后钢轨焊缝处进行仿形磨削的数控精磨机及其应用方法。
背景技术：
目前，钢轨焊接采用的是闪光焊接工艺，熔融的钢轨在顶锻过程中不可避免的在焊缝处形成一个凸台。尽管可以通过手工方式进行修复，但对于时速200km/以上的客运专线用轨而言，是达不到其平顺性要求的。因此，需要有一种对钢轨进行仿形磨削的设备和工艺方法，而且还应适应各种规格50kg/m、60kg/m、75kg/m的钢轨。
发明内容
本发明是就是要解决钢轨焊接后精磨工艺所需仿形磨削的技术问题，而提供一种适应各种规格钢轨的，具有仿形磨削功能的钢轨焊缝数控精磨机及其应用方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种钢轨焊缝数控精磨机，包括机座，液压系统、转动支承机构、磨削横梁部件、带有振动传感器的钢轨端面磨削部件、水平运动部件、钢轨自动对中夹紧机构、触摸式操纵显示屏、电器控制系统，垂直运动部件。
机座下面设有水平运动部件，机座平台上面两端各设有一个钢轨自动对中夹紧机构，钢轨自动对中夹紧机构内侧机座上固定安装有左、右转动支承机构，转动支承机构上面安装有垂直运动部件，两个垂直运动部件中间设有磨削横梁部件，磨削横梁部件与垂直运动部件活动连接，磨削横梁部件上面安装带有振动传感器的钢轨端面磨削部件。
磨削横梁部件后面安装有除尘系统；精磨机外面罩有安全防护部件。
一种钢轨焊缝数控精磨机应用方法，其具体步骤是(1)修复钢轨焊缝处的平顺性数据采集钢轨焊缝通过校直机后，在焊缝为中的1.5米范围内，整体弯曲的变形量平滑不超过0.5mm。
(2)探位调整磨削横梁磨削部件的磨削砂轮自动依次对设定磨削长度的两端点进行探位，当完成了两个端点的探位后，计算机通过数值处理自动调整磨削横梁3的高低与钢轨上设定磨削长度两端点连成的直线平行。
(3)钢轨仿形拟合磨削对钢轨进行磨削时，磨削的进给量由程序设定或通过触摸屏进行修正；钢轨轮廓磨削采用多段小直线仿形拟合方法，即磨削横梁在转动支承机构的带动下，绕磨削钢轨轴线旋转，并按照设定的旋转角度和分度值对钢轨轨面的圆弧进行拟合磨削。
探位的具体方法是旋转的砂轮以慢速接近钢轨，当钢轨与砂轮发生接触磨削时，高灵敏度的振动传感器即刻输出信号，停止磨头的慢速进给，并将此刻磨头的高度位置交计算机贮存。
本发明弥补了钢轨焊接后精磨工艺所需仿形磨削的空白，具有结构简单、自动化程度高、仿形磨削精度高等特点，并能适应各种规格钢轨的焊接后精磨工艺的要求，以及能用于铁路焊接长钢轨生产厂或铺轨基地的生产线上，能对焊接后钢轨焊缝处1.0米内的范围进行仿形磨削，以修除焊接时产生的焊瘤，修整和修复钢轨表面的平直度。
图1是本实用新型结构正视图；图2是图1的左视图。
具体实施例方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
如图1，2所示，一种钢轨焊缝数控精磨机，包括机座11，液压系统1、转动支承机构2、磨削横梁部件3、除尘系统4、带有振动传感器的钢轨端面磨削部件5、水平运动部件6、安全防护部件7、钢轨自动对中夹紧机构8、触摸式操纵显示屏9、电器控制系统10，垂直运动部件12。
机座11下面设有水平运动部件6，机座11平台上面两端各设有一个钢轨自动对中夹紧机构8，钢轨自动对中夹紧机构8内侧机座11上固定安装有左、右转动支承机构2，转动支承机构2上面安装有垂直运动部件12，两个垂直运动部件12中间设有磨削横梁部件3，磨削横梁部件3与垂直运动部件12活动连接，磨削横梁部件3上面安装带有振动传感器的钢轨端面磨削部件5。磨削横梁部件3后面安装有除尘系统4；精磨机外面罩有安全防护部件7。
本发明的具体应用方法步骤是(1)修复钢轨焊缝处的平顺性数据采集(2)探位调整磨削横梁(3)钢轨仿形拟合磨削本发明的应用条件是修复钢轨焊接后长钢轨在焊缝处的平顺性，按照钢轨焊缝通过数控四向钢轨校直机后应该达到的校直技术要求，在焊缝为中的1.5米范围内，钢轨应呈上凸弯曲的形态，整体弯曲的变形量平滑且不超过0.5mm，这不包含焊缝处的局部突变，(但局部的凸出量不应过大，否则将会加长精磨的作业时间)。
本发明是基于上述初始加工条件下进行作业。作业时依据数控四向钢轨校直机最后的测量数据在精磨机显示屏上显示的弯曲形态来确定合适的磨削长度。根据两点形成一条直线的几何原理，磨削部件5的磨削砂轮自动依次对这设定磨削长度的两端点进行探位，(探位的具体步骤是旋转的砂轮以慢速接近钢轨，当钢轨与砂轮发生接触磨削时，磨削部件5的磨头与钢轨瞬间即会发生振动频率的改变，此时高灵敏度的振动传感器即刻输出信号，停止磨头的慢速进给，并将此刻磨头的高度位置交计算机贮存。)当完成了两个端点的探位后，计算机通过数值处理自动调整磨削横梁3的高低与钢轨上设定磨削长度两端点连成的直线平行，此时就能开始对钢轨进行磨削，磨削的进给量由程序设定，也可通过触摸屏进行修正。
钢轨的轴向截面轮廓是由多段圆弧组合成的，从磨削方法上是无法实现整体的轮廓磨削，只能是通过多段小直线仿形拟合的方法来解决。
磨削横梁3在转动支承机构2的作用于下，能够绕磨削钢轨轴线作180°旋转的结构，通过设定不同的旋转角度和粗细两档旋转分度来拟合磨削钢轨轨面的圆弧。对钢轨进行磨削时，磨削的进给量由程序设定或通过触摸屏进行修正。
钢轨轮廓磨削采用多段小直线仿形拟合方法，即磨削横梁3在转动支承机构2的带动下，绕磨削钢轨轴线旋转，并按照设定的旋转角度和分度值对钢轨轨面的圆弧进行拟合磨削。
本实用新型能用于铁路焊接长钢轨生产厂或铺轨基地的生产线上，能对焊接后钢轨焊缝处1.0米内的范围进行仿形磨削，以修除焊接时产生的焊瘤，修整和修复钢轨表面的平直度。
权利要求
1.一种钢轨焊缝数控精磨机，包括机座(11)，液压系统(1)、触摸式操纵显示屏(9)、电器控制系统(10)，其特征在于，还包括转动支承机构(2)、磨削横梁部件(3)、带有振动传感器的钢轨端面磨削部件(5)、水平运动部件(6)、钢轨自动对中夹紧机构(8)、垂直运动部件(12)；所述(11)下面设有水平运动部件(6)，机座(11)平台上面两端各设有一个钢轨自动对中夹紧机构(8)，钢轨自动对中夹紧机构(8)内侧机座(11)上固定安装有左、右转动支承机构(2)，转动支承机构(2)上面安装有垂直运动部件(12)，两个垂直运动部件(12)中间设有磨削横梁部件(3)，磨削横梁部件(3)与垂直运动部件(12)活动连接，磨削横梁部件(3)上面安装带有振动传感器的钢轨端面磨削部件(5)。
2.根据权利要求1所述的钢轨焊缝数控精磨机，其特征在于，所述磨削横梁部件(3)后面安装有除尘系统(4)。
3.根据权利要求1所述的钢轨焊缝数控精磨机，其特征在于，精磨机外面罩有安全防护部件(7)。
4.一种权利要求1的应用方法，其特征在于，具体步骤是(1)修复钢轨焊缝处的平顺性数据采集钢轨焊缝通过校直机后，在焊缝为中的1.5米范围内，整体弯曲的变形量平滑不超过0.5mm；(2)探位调整磨削横梁磨削部件(5)的磨削砂轮自动依次对设定磨削长度的两端点进行探位，当完成了两个端点的探位后，计算机通过数值处理自动调整磨削横梁(3)的高低与钢轨上设定磨削长度两端点连成的直线平行；(3)钢轨仿形拟合磨削对钢轨进行磨削时，磨削的进给量由程序设定或通过触摸屏进行修正；钢轨轮廓磨削采用多段小直线仿形拟合方法，即磨削横梁(3)在转动支承机构(2)的带动下，绕磨削钢轨轴线旋转，并按照设定的旋转角度和分度值对钢轨轨面的圆弧进行拟合磨削。
5.根据权利要求4所述的应用方法，其特征在于，所述探位的具体方法是旋转的砂轮以慢速接近钢轨，当钢轨与砂轮发生接触磨削时，高灵敏度的振动传感器即刻输出信号，停止磨头的慢速进给，并将此刻磨头的高度位置交计算机贮存。
全文摘要
本发明公开了一种钢轨焊缝数控精磨机及应用方法，包括机座，液压系统、转动支承机构、磨削横梁部件、带有振动传感器的钢轨端面磨削部件、水平运动部件、钢轨自动对中夹紧机构、触摸式操纵显示屏、电器控制系统，垂直运动部件。本发明的具体应用方法步骤是1.修复钢轨焊缝处的平顺性数据采集；2.探位调整磨削横梁；3.钢轨仿形拟合磨削。本发明弥补了钢轨焊接后精磨工艺所需仿形磨削的空白，具有结构简单、自动化程度高、仿形磨削精度高等特点。
文档编号B24B49/00GK1850446SQ200610026668
公开日2006年10月25日 申请日期2006年5月18日 优先权日2006年5月18日
发明者贺明健, 是跃, 孙茂兴, 姚济敏 申请人:上海理工大学附属二厂