CN114290259B - 水射流修复不同类型钢轨试验的自适应夹具及夹持方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水射流修复不同类型钢轨试验的自适应夹具，包括活动夹具体、固定夹具体、控制装置及驱动装置，所述固定夹具体的侧面安装有两个不同方向摆放的水平度检测装置,固定夹具体的底面安装多个水平度调节装置；所述活动夹具体包括可在固定夹具体上滑动的可调基座及固定基座，所述可调基座包括可在固定夹具体受驱动装置驱动的滑块及固定安装在滑块上端面上的V型块；所述固定基座和可调基座在结构上左右对称，但其下端和固定夹具体上端面固定连接；所述可调基座及固定基座的上端左右对称各设置一个向内翻折的可调型钢轨夹头；不易产生滑动和表面损坏，可适用于多种不同类型和尺寸大小钢轨的装夹。
Description
技术领域
本发明涉及钢轨试验的夹具，具体涉及一种水射流修复不同类型钢轨试验的自适应夹具及其夹持方法。
背景技术
钢轨是铁路轨道的主要组成部件，它的功用在于引导机车车辆的车轮前进，承受车轮的巨大压力，并传递到轨枕上。目前，对钢轨进行加工和修复的方法还是以传统的铣削、磨削等接触式加工方式为主，因此对钢轨进行修复加工时会产生金属火花及粉尘，且噪音巨大，不仅导致作业环境恶劣，且容易对环境造成污染。而用水射流修复加工钢轨是一种新型的钢轨修复方法，使用水射流修复钢轨具有成本低、无热应力、不污染环境等优点。在钢轨的修复或者加工过程中，由于没有专门的夹具装置，也无法根据不同钢轨进行自适应调整，钢轨往往只是简单固定在铣床上，导致钢轨加工精度不高，严重影响了钢轨加工质量。
发明的内容
本发明要解决的是通过水射流对钢轨的修复或者加工过程中，由于没有专门的夹具装置，也无法根据不同钢轨进行自适应调整，钢轨往往只是简单固定在铣床上，导致钢轨加工精度不高，严重影响了钢轨加工质量的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种水射流修复不同类型钢轨试验的自适应夹具，包括活动夹具体、固定夹具体、控制装置及驱动装置，所述固定夹具体的侧面安装有两个不同方向摆放的水平度检测装置,固定夹具体的底面安装多个水平度调节装置；所述活动夹具体包括可在固定夹具体上滑动的可调基座及固定基座，所述可调基座包括可在固定夹具体受驱动装置驱动的滑块及固定安装在滑块上端面上的V型块，控制装置控制驱动装置的驱动行程，V型块与滑块上端面连接的一面呈水平布置；所述固定基座和可调基座在结构上左右对称，但其下端和固定夹具体上端面固定连接；所述可调基座及固定基座的上端左右对称各设置一个向内翻折的可调型钢轨夹头；控制装置控制可调型钢轨夹头的夹持松紧程度。
进一步的，所述水平度检测装置为水准泡，水准泡安装在水平泡底座上，水平泡底座与固定夹具体用十字槽沉头螺钉连接。
进一步的，所述驱动装置用于驱动活动夹具体在固定夹具体上端面滑动；驱动装置包括步进电机及设置于固定夹具体内部的丝杠，丝杠和步进电机之间通过联轴器连接，丝杠上设置导螺母，导螺母的上端和滑块固定连接。
进一步的，所述可调型钢轨夹头包括向内倾斜的翻板，V型块上端与翻板下端相铰接，翻板角度的固定可以通过螺栓实现，拧紧螺栓时翻板角度固定，拧松螺栓时翻板可绕铰链转动以调节装夹角度；翻板上安装有两个电动推杆底座和两个电动推杆，翻板和电动推杆底座之间通过十字槽盘头螺钉连接。电动推杆在通电状态下会弹出，在断电状态下会收缩，弹出时压紧钢轨，收缩时释放钢轨。
进一步的，所述电动推杆顶端安装有可拆卸橡胶头。
进一步的，所述活动夹具体与钢轨之间还设置有防滑块，防滑块表面制作有菱形网纹。
进一步的，所述水平度调节装置的下端面设置底座。
进一步的，所述水平度调节装置有4个，分别设置于固定夹具体下端面的4角，为可顶推的液压缸或气压缸。进一步的，所述控制装置包括PLC可编程逻辑控制器；PLC可编程逻辑控制器可读入PLC程序，PLC可编程逻辑控制器的输出端分别连接水平度调节装置、驱动装置。
总体而言，通过本发明的所构思的以上设计方案与现有系统相比，能够取得下列有益效果：
1.本发明的修复不同类型钢轨试验的自适应夹具，固定夹具体的水平高度可调、固定夹具体与活动夹具体之间的距离可调、翻板的角度可调，可适用于多种不同类型和尺寸大小钢轨的装夹。
2.本发明的修复不同类型钢轨试验的自适应夹具，安装有防滑装夹体，防滑装夹体工作面上制有菱形网纹，增强了防滑装夹体与钢轨之间的摩擦力，使钢轨夹紧后不易产生滑动。
3.本发明的修复不同类型钢轨试验的自适应夹具，电动推杆顶部安装有可拆卸橡胶头，橡胶头可以缓冲电动推杆与钢轨之间的作用力，减轻刚性冲击的影响，同时还可以防止钢轨变形以及表面损坏。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的整体结构示意图；
图2是本发明较佳实施例的丝杠导螺母结构示意图；
图3是本发明较佳实施例的导螺母与活动夹具体连接示意图；
图4是本发明较佳实施例的控制系统组成模块图；
图5是本发明较佳实施例的控制逻辑流程图。
附图标记：1-底座，2-控制箱，3-步进电机，4-联轴器，5-防滑块，6-铰链，7-橡胶头，8-电动推杆，9-钢轨，10-翻板，11-十字槽盘头螺钉，12-电动推杆底座，13-活动夹具体，131-可调基座，1311-滑块，1312-V型块，132-固定基座，14-固定夹具体，15-挡圈，16-圆柱销，17-水平泡底座，18-液压缸，19-十字槽沉头螺钉，20-水平泡，21-垫圈，22-丝杠，23-导螺母，24-一字沉头螺钉，25-螺栓。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明的，并不用于限定本发明的。此外，下面所描述的本发明的各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参考图1，本发明涉及一种水射流修复不同类型钢轨试验的自适应夹具，包括活动夹具体13、固定夹具体14、控制装置2及驱动装置，所述固定夹具体14的侧面安装有两个不同方向摆放的水平度检测装置20,固定夹具体14的底面安装多个水平度调节装置18；实现水平高度可自适应调节；所述水平度调节装置18的下端面还设置用于保证底面平稳的底座1。
所述活动夹具体13包括可在固定夹具体上滑动的可调基座131及固定基座132，所述可调基座131包括可在固定夹具体14受驱动装置驱动的滑块1311及固定安装在滑块上端面上的V型块1312，控制装置控制驱动装置的驱动行程，V型块1312与滑块上端面连接的一面呈水平布置；所述固定基座132和可调基座131在结构上左右对称，但其下端和固定夹具体14上端面固定连接；所述可调基座131及固定基座132的上端左右对称各设置一个向内翻折的角度可调型钢轨夹头；可调型钢轨夹头用于夹持钢轨的轨底的上端面，V型块的水平内侧面用于夹持轨底的下端面。
所述水平度检测装置20为水准泡，水准泡20安装在水平泡底座17上，水平泡底座17与固定夹具体14用十字槽沉头螺钉19连接，通过两个不同方向安装的水平泡20可以判断固定夹具体14在水平位置的偏离方向。
所述可调型钢轨夹头包括向内倾斜的翻板10，V型块1312上端与翻板10下端相铰接，翻板10角度的固定可以通过螺栓配合铰链实现(也可以通过在V型块内侧安装可顶推翻板10的气缸实现)，拧紧螺栓时翻板10角度固定，拧松螺栓时翻板10可绕铰链6转动以调节装夹角度；翻板10上安装有两个电动推杆底座12和两个电动推杆8，翻板10和电动推杆底座12之间通过十字槽盘头螺钉11连接。电动推杆8在通电状态下会弹出，在断电状态下会收缩，弹出时压紧钢轨9，收缩时释放钢轨9。所述电动推杆8顶端安装有可拆卸橡胶头7，橡胶头7可缓冲电动推杆8和钢轨9之间的刚性冲击，既可以减轻电动推杆8顶端的磨损，还可以防止钢轨9轨底产生变形，破坏其表面，影响钢轨9的使用。
请参考图2、图3，所述驱动装置用于驱动活动夹具体13在固定夹具体14上端面滑动；驱动装置包括步进电机3及设置于固定夹具体14内部的丝杠22，丝杠22和步进电机3之间通过联轴器4连接，丝杠22上设置导螺母23，导螺母23的上端和滑块1311固定连接。具体的固定夹具体14和活动夹具体13之间通过丝杠22和导螺母23的传动实现左右移动。丝杠22通过垫圈21、挡圈15以及圆柱销16安装在固定夹具体14上，圆柱销16将丝杠22和挡圈15连接起来，实现了丝杠22的轴向固定；导螺母23通过螺栓25与活动夹具体13连接；丝杠22可以旋转运动但不能轴向运动，丝杠22的运动由步进电机3驱动，丝杠22和步进电机3之间通过联轴器4连接；步进电机3的顺逆时针方向转动带动丝杠22顺逆时针转动，从而带动导螺母23左右移动，最终实现固定夹具体14和活动夹具体13之间的左右移动；活动夹具体13的定位可由丝杠22的自锁功能实现。
作为优选的方案，所述活动夹具体13与钢轨之间还设置有防滑块5例如橡胶制作的块状物，防滑块5表面制作有菱形网纹，菱形网纹增强了防滑块与钢轨轨底下表面之间的摩擦力，可以有效防止钢轨在修复过程中产生移动。
作为优选的方案，所述水平度调节装置18有4个，分别设置于固定夹具体下端面的4角，为可顶推的液压缸或气压缸；所述液压缸可独立调节水平高度，实现所述固定夹具体的水平位置调节。
请参考图4，所述控制装置包括PLC可编程逻辑控制器、电磁换向阀、步进电机驱动器、按钮。PLC可编程逻辑控制器的输出端分别连接电磁换向阀、步进电机驱动器以及电动推杆8。电磁换向阀控制液压缸18的运动方向，步进电机驱动器控制步进电机3的旋转。
请参考图5，上述水射流修复不同类型钢轨试验的自适应夹具的夹持方法：首先将钢轨吊装至活动夹具体13的V型块内侧，然后通过水平度调节装置18将固定夹具体14调整至预定高度，再通过水平度检测装置20判断固定夹具体14是否处于水平位置，若是，则根据钢轨宽度，控制驱动装置将活动夹具体13推动到固定夹具体14上的预定宽度位置处，接着调节可调型钢轨夹头，将钢轨夹紧。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明的，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种水射流修复不同类型钢轨试验的自适应夹具，其特征在于:包括活动夹具体(13)、固定夹具体(14)、控制装置(2)及驱动装置；
所述固定夹具体(14)的侧面安装有两个不同方向摆放的水平度检测装置(20),固定夹具体(14)的底面安装多个水平度调节装置(18)；
所述活动夹具体(13)包括可在固定夹具体上滑动的可调基座(131)及固定基座(132)，所述可调基座(131)包括可在固定夹具体(14)受驱动装置驱动的滑块(1311)及固定安装在滑块上端面上的V型块(1312)，控制装置控制驱动装置的驱动行程，V型块(1312)与滑块上端面连接的一面呈水平布置；所述固定基座(132)和可调基座(131)在结构上左右对称，其下端和固定夹具体(14)上端面固定连接；所述可调基座(131)及固定基座(132)的上端左右对称各设置一个向内翻折的可调型钢轨夹头；所述驱动装置用于驱动活动夹具体(13)在固定夹具体(14)上端面滑动；驱动装置包括步进电机(3)及设置于固定夹具体(14)内部的丝杠(22)，丝杠(22)和步进电机(3)之间通过联轴器(4)连接，丝杠(22)上设置导螺母(23)，导螺母23的上端和滑块(1311)固定连接；
固定夹具体(14)和活动夹具体(13)之间通过丝杠(22)和导螺母(23)的传动实现左右移动；丝杠(22)通过垫圈(21)、挡圈(15)以及圆柱销(16)安装在固定夹具体(14)上，圆柱销(16)将丝杠(22)和挡圈(15)连接起来，实现了丝杠(22)的轴向固定；导螺母(23)通过螺栓(25)与活动夹具体(13)连接；丝杠(22)可以旋转运动但不能轴向运动，丝杠(22)的运动由步进电机(3)驱动，丝杠(22)和步进电机(3)之间通过联轴器(4)连接；步进电机(3)的顺逆时针方向转动带动丝杠(22)顺逆时针转动，从而带动导螺母(23)左右移动，最终实现固定夹具体(14)和活动夹具体(13)之间的左右移动；活动夹具体(13)的定位可由丝杠(22)的自锁功能实现；所述可调型钢轨夹头包括向内倾斜的翻板(10)，V型块(1312)上端与翻板(10)下端相铰接，翻板(10)角度的固定可以通过螺栓实现，拧紧螺栓时翻板(10)角度固定，拧松螺栓时翻板(10)可绕铰链(6)转动以调节装夹角度；翻板(10)上安装有两个电动推杆底座(12)和两个电动推杆(8)，翻板(10)和电动推杆底座(12)之间通过十字槽盘头螺钉(11)连接，电动推杆(8)在通电状态下会弹出，在断电状态下会收缩，弹出时压紧钢轨(9)，收缩时释放钢轨(9)。
2.根据权利要求1所述的水射流修复不同类型钢轨试验的自适应夹具，其特征在于:所述水平度检测装置(20)为水准泡，水准泡(20)安装在水平泡底座(17)上，水平泡底座(17)与固定夹具体(14)用十字槽沉头螺钉(19)连接。
3.根据权利要求1所述的水射流修复不同类型钢轨试验的自适应夹具，其特征在于:所述电动推杆(8)顶端安装有可拆卸橡胶头(7)。
4.根据权利要求1所述的水射流修复不同类型钢轨试验的自适应夹具，其特征在于:所述活动夹具体(13)与钢轨之间还设置有防滑块(5)，防滑块(5)表面制作有菱形网纹。
5.根据权利要求1所述的水射流修复不同类型钢轨试验的自适应夹具，其特征在于:所述水平度调节装置(18)的下端面设置底座(1)。
6.根据权利要求1所述的水射流修复不同类型钢轨试验的自适应夹具，其特征在于:所述水平度调节装置(18)有4个，分别设置于固定夹具体下端面的4角，为可顶推的液压缸或气压缸。
7.根据权利要求1所述的水射流修复不同类型钢轨试验的自适应夹具，其特征在于:所述控制装置包括PLC可编程逻辑控制器；PLC可编程逻辑控制器可读入PLC程序，PLC可编程逻辑控制器的输出端分别连接水平度调节装置(18)、驱动装置。
8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的水射流修复不同类型钢轨试验的自适应夹具的夹持方法，其特征在于：
首先将钢轨吊装至活动夹具体(13)的V型块内侧，然后通过水平度调节装置(18)将固定夹具体(14)调整至预定高度，再通过水平度检测装置(20)判断固定夹具体(14)是否处于水平位置，若是，则根据钢轨宽度，控制驱动装置将活动夹具体(13)推动到固定夹具体(14)上的预定宽度位置处，接着调节可调型钢轨夹头，将钢轨夹紧。
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