CN106272004B - 一种气动恒压控制式钢轨除锈机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气动恒压控制式钢轨除锈机，其特征在于，包括底座、气动压力机构、移动机构和除锈机构，移动机构设于底座上，气动压力机构设于移动机构上，并与除锈机构相连。本发明在钢轨闪光焊接前，能够对钢轨的轨顶和轨底部位进行自动除锈，提高了闪光焊接的效果，从而也提高了整体钢轨生产线的生产效率。

Description

一种气动恒压控制式钢轨除锈机

技术领域

本发明涉及除锈机领域，更具体地说，涉及一种气动恒压控制式钢轨除锈机。

背景技术

钢轨在GAAS-80钢轨闪光接触焊前，都需要对钢轨的轨顶与轨底导电夹紧部位进行除锈处理，不然就会直接影响到焊接生产的效果，从而影响整条钢轨生产线的生产效率。

现在常用的除锈方式一般都有人工手动砂轮打磨或者使用非圆磨头除锈机进行除锈。但人工手动砂轮打磨方式，工人劳动强度大、效率低下、技术要求无法达到标准，钢轨除锈表面凹凸不平，影响焊接生产效果。

而圆磨头型的除锈机如见专利号为ZL200610026669.3公开的一种钢轨焊前校直除锈一体机及其应用方法，由校直主机、除锈主机、水平机座、防护部件、岸边夹紧、除湿部件、液压系统、电气控制系统、计算机及带触摸式操作显示屏的操作柜组成，其特征在于，所述水平机座上面左边固定有校直主机，右边固定有除锈主机，水平机座两边凸台上各安装有一个岸边夹紧；所述除锈主机包括除锈主机部件、除锈主机机架、上磨头、下磨头、刷轮、上弹簧缸、下弹簧缸、摆动缸、涨紧缸、除尘部件、砂带、配重；所述除锈主机机架中间设有上磨头和下磨头，上磨头和下磨头外面包有砂带，上磨头和下磨头的机架上分别装有与除锈主机机架固定连接的摆动缸和上弹簧缸、下弹簧缸，上磨头和下磨头上面分别通过钢丝绳连接配重；除锈主机机架左面安装有刷轮，后面设有涨紧缸；刷轮下面，上磨头和下磨头右边分别设置除尘部件。

但是，上述的除锈机除锈压力波动较大，机械易磨损，造成损伤钢轨母材或者除锈面未完全除锈干净，影响整条钢轨生产线的生产效率的缺陷。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种气动恒压控制式钢轨除锈机，在钢轨闪光焊接前，能够对钢轨的轨顶和轨底部位进行自动除锈，提高了闪光焊接的效果，从而也提高了整体钢轨生产线的生产效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种气动恒压控制式钢轨除锈机，包括底座、气动压力机构、移动机构和除锈机构，移动机构设于底座上，气动压力机构设于移动机构上，并与除锈机构相连；

所述的移动机构包括移动平台、驱动缸、模拟量液压比例阀和拉线电位器，移动平台通过驱动缸连接于底座上，模拟量液压比例阀设于驱动缸上，用以控制驱动缸的驱动行走，拉线电位器与移动平台相连，用以反馈移动平台的实际位置；

所述的气动压力机构包括电机基座、上气缸和下气缸，电机基座设于移动平台上，上气缸和下气缸上都还设有气压恒压装置，且上气缸和下气缸的一端都连接于电机基座的底部，上气缸和下气缸的另一端分别连接于除锈机构；

所述的除锈机构包括电机、上摆臂、下摆臂、上千叶轮和下千叶轮，上摆臂的一端与上气缸的另一端相连，上摆臂的另一端设有上千叶轮，上千叶轮与电机相连，下摆臂的一侧边与下气缸的另一端相连，下摆臂的一端连于上摆臂上，下摆臂的另一端设有下千叶轮，下千叶轮也与电机相连。

所述的气压恒压装置均包括PLC控制模块、以及与PLC控制模块电相连的气压比例阀，气压比例阀用以控制上气缸和下气缸的夹紧动作。

所述的气压比例阀包括总气管、二位五通电磁阀、电气比例阀、减压阀、数个单向阀和数个调速阀，总气管与二位五通电磁阀连通，二位五通电磁阀的一路依次连通减压阀、第二单向阀和第二调速阀后，再与上气缸或下气缸连通，第二调速阀上并联第四单向阀，减压阀、第二单向阀和第二调速阀上并联有第一旁路，第一旁路依次连通第一单向阀和第一调速阀，第一调速阀上并联第三单向阀；

二位五通电磁阀的另一线路依次连通电气比例阀、第六单向阀和第四调速阀后，再与上气缸或下气缸连通，第四调速阀上并联第八单向阀，电气比例阀、第六单向阀和第四调速阀上并联有第二旁路，第二旁路依次连通第五单向阀和第三调速阀，第三调速阀上并联第七单向阀。

所述的上千叶轮和下千叶轮各通过皮带与电机相连。

所述的驱动缸驱动行走的行程为300mm。

所述的模拟量液压比例阀包括减压阀、比例方向阀、节流阀、液控单向阀、原点开关和终点开关，减压阀、比例方向阀、节流阀和液控单向阀依次相连后，再与驱动缸相连，原点开关设于移动平台的起点，终点开关设于移动平台的终点。

在上述的技术方案中，本发明所提供的一种气动恒压控制式钢轨除锈机，具有以下几点有益效果：

1.本发明由于是恒压的控制方式，使得钢轨除锈的表面均匀平滑、光洁度高，不会对钢轨母材进行损伤，极大程度保证了钢轨的原有强度和刚度；

2.本发明的除锈长度可设定，满足了不同情况下的需要，减少了除锈的时间成本和满足了不同焊机的不同长度需要；

3.本发明的除锈速度可调节，减少了工作时间，满足了生产工艺的要求；

4.本发明的千叶轮具有耐磨性，大大减少了维修成本；

5.本发明操作简单，操作劳动强度低，而除锈效率高，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明结构的示意图；

图2是图1的左视图；

图3是本发明中模拟量液压比例阀的结构原理图；

图4是本发明中气压比例阀的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请结合图1至图2所示，本发明提供的一种气动恒压控制式钢轨除锈机，包括底座1、气动压力机构、移动机构和除锈机构，移动机构设于底座1上，气动压力机构设于移动机构上，并与除锈机构相连。

所述的移动机构包括移动平台2、驱动缸3、模拟量液压比例阀和拉线电位器28，移动平台2通过驱动缸3连接于底座1上，模拟量液压比例阀设于驱动缸3上，用以控制驱动缸3的驱动行走，拉线电位器28与移动平台2相连，用以反馈移动平台2的实际位置，由此形成一个闭环控制来实时控制移动平台2的速度和位置，可以适应满足各个现场的不同要求，来对钢轨进行除锈。

请结合图3所示，模拟量液压比例阀包括减压阀29、比例方向阀30、节流阀31、液控单向阀32、原点开关33和终点开关34，减压阀29、比例方向阀30、节流阀31和液控单向阀32依次相连后，并与驱动缸3相连，原点开关33设于移动平台2的起点，终点开关34设于移动平台2的终点，使得驱动缸3驱动行走的行程为300mm。

所述的气动压力机构包括电机基座4、上气缸5和下气缸6，电机基座4设于移动平台2上，上气缸5和下气缸6上都还设有气压恒压装置，且上气缸5和下气缸6的一端都连接于电机基座4的底部，上气缸5和下气缸6的另一端分别连接于除锈机构，气压恒压装置均包括PLC控制模块、以及与PLC控制模块电相连的气压比例阀，气压比例阀用以控制上气缸5和下气缸6的夹紧动作，通过PLC控制模块的模拟量电压来实时控制气动比例阀的压力值大小，从而使得气动比例阀能够控制上气缸5和下气缸6的进气量大小，当上气缸5或下气缸6的压力大于PLC控制模块控制的压力设定值时，气动比例阀自动减少进气量，来控制上气缸5或下气缸6的压力恒定保持在压力设定值，再通过气动比例阀的反馈显示来实时监控气动压力值，通过输出与反馈来保持压力的恒定控制，使本除锈机以一种恒定的动态平衡的压力方式接触钢轨的表面，即保证压力足够除锈完全干净，又保证压力不会过大而损伤钢轨母材。

所述的除锈机构包括电机7、上摆臂8、下摆臂9、上千叶轮10和下千叶轮11，上摆臂8的一端通过销轴与上气缸5的另一端相连，上摆臂8的另一端设有上千叶轮10，上千叶轮10与电机7相连，下摆臂9的一侧边通过销轴与下气缸6的另一端相连，下摆臂9的一端通过销轴连于上摆臂8上，下摆臂9的另一端设有下千叶轮11，下千叶轮11也与电机7相连，上千叶轮10和下千叶轮11各通过皮带与电机7相连。

本发明的工作过程是将钢轨的除锈起点固定在本除锈机上，启动电机7，通过皮带分别带动上千叶轮10和下千叶轮11开始旋转，再通过上气缸5和下气缸6输出的压力来推动上摆臂8和下摆臂9，使上摆臂8和下摆臂9夹紧钢轨，从而使得上千叶轮10和下千叶轮11以恒定的压力分别贴紧在钢轨的轨顶和轨底表面。通过模拟量液压比例阀控制驱动缸3将移动平台2行走移动至钢轨的除锈终点，然后自动控制移动平台2在钢轨的除锈起点和终点做反复行走运动，已达到钢轨除锈的标准，在反复循环除锈过程中，可以通过气压比例阀来控制压力的大小，达到更佳的除锈效果，当除锈完成后，上气缸5和下气缸6释放压力，使上摆臂8和下摆臂9脱离钢轨表面，移动平台2回到钢轨的除锈起点位置。

请结合图4所示，所述的气压比例阀包括总气管12、二位五通电磁阀13、电气比例阀14、减压阀15、数个单向阀和数个调速阀，总气管12与二位五通电磁阀13连通，二位五通电磁阀13的一路依次连通减压阀15、第二单向阀16和第二调速阀17后，再与上气缸5或下气缸6连通，第二调速阀17上并联第四单向阀18，减压阀15、第二单向阀16和第二调速阀17上并联有第一旁路，第一旁路依次连通第一单向阀19和第一调速阀20，第一调速阀20上并联第三单向阀21。

二位五通电磁阀13的另一线路依次连通电气比例阀14、第六单向阀22和第四调速阀23后，再与上气缸5或下气缸6连通，第四调速阀23上并联第八单向阀24，电气比例阀14、第六单向阀22和第四调速阀23上并联有第二旁路，第二旁路依次连通第五单向阀25和第三调速阀26，第三调速阀26上并联第七单向阀27。

通过现场的实际使用后可以得出，上汽缸的压力在0.1-0.2个兆帕的压力就足够使钢轨的轨顶表面的除锈完全干净，0.13个兆帕的压力产生的除锈效果可以达到除锈深度0.1个毫米左右，钢轨表面的氧化层是小于0.1个毫米，所以这样的深度已经达到标准，又远离于0.2毫米这个标准。气动比例阀就是控制气缸压力的大小，控制气缸的力稳定在0.1个兆帕左右，上气缸如果受到一个反馈的力，这时上气缸就会自动打开泄气，使得缸体的气体压力保持在0.1个兆帕左右。下汽缸的压力在0.3-0.5个兆帕的压力之间，0.35个兆帕的压力就可以达到0.1个毫米的深度要求。

因为钢轨除锈的标准是0.2个毫米以下，超过0.2毫米都是不合格品。而千叶轮上下夹紧力度的大小，会影响除锈的深度，压力的大小都控制在一个稳定压力下，这样就可以控制钢轨除锈最后的标准深度，当设定压力在除锈深度0.1个毫米时候，恒定的压力可以保证整个除锈范围所有的深度都在0.1个毫米左右，误差在0.02以内。平稳的压力就可以使除锈的表面均匀光滑，光洁度高。如果压力不稳定，产生波动，就造成了除锈表面的波浪痕迹，就有可能超过0.2毫米这个除锈标准或者除锈表面未完全除锈干净而产生黑斑痕迹，超过了0.2毫米这个标准就判定为损伤钢轨，破坏了钢轨原有的刚性与硬度。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种气动恒压控制式钢轨除锈机，其特征在于，包括底座、气动压力机构、移动机构和除锈机构，移动机构设于底座上，气动压力机构设于移动机构上，并与除锈机构相连；

所述的移动机构包括移动平台、驱动缸、模拟量液压比例阀和拉线电位器，移动平台通过驱动缸连接于底座上，模拟量液压比例阀设于驱动缸上，用以控制驱动缸的驱动行走，拉线电位器与移动平台相连，用以反馈移动平台的实际位置；

所述的气动压力机构包括电机基座、上气缸和下气缸，电机基座设于移动平台上，上气缸和下气缸上都还设有气压恒压装置，且上气缸和下气缸的一端都连接于电机基座的底部，上气缸和下气缸的另一端分别连接于除锈机构；

所述的除锈机构包括电机、上摆臂、下摆臂、上千叶轮和下千叶轮，上摆臂的一端与上气缸的另一端相连，上摆臂的另一端设有上千叶轮，上千叶轮与电机相连，下摆臂的一侧边与下气缸的另一端相连，下摆臂的一端连于上摆臂上，下摆臂的另一端设有下千叶轮，下千叶轮也与电机相连。

2.如权利要求1所述的一种气动恒压控制式钢轨除锈机，其特征在于，所述的气压恒压装置均包括PLC控制模块、以及与PLC控制模块电相连的气压比例阀，气压比例阀用以控制上气缸和下气缸的夹紧动作。

3.如权利要求2所述的一种气动恒压控制式钢轨除锈机，其特征在于，所述的气压比例阀包括总气管、二位五通电磁阀、电气比例阀、减压阀、数个单向阀和数个调速阀，总气管与二位五通电磁阀连通，二位五通电磁阀的一路依次连通减压阀、第二单向阀和第二调速阀后，再与上气缸或下气缸连通，第二调速阀上并联第四单向阀，减压阀、第二单向阀和第二调速阀上并联有第一旁路，第一旁路依次连通第一单向阀和第一调速阀，第一调速阀上并联第三单向阀；

二位五通电磁阀的另一线路依次连通电气比例阀、第六单向阀和第四调速阀后，再与上气缸或下气缸连通，第四调速阀上并联第八单向阀，电气比例阀、第六单向阀和第四调速阀上并联有第二旁路，第二旁路依次连通第五单向阀和第三调速阀，第三调速阀上并联第七单向阀。

4.如权利要求1所述的一种气动恒压控制式钢轨除锈机，其特征在于，所述的上千叶轮和下千叶轮各通过皮带与电机相连。

5.如权利要求1所述的一种气动恒压控制式钢轨除锈机，其特征在于，所述的驱动缸驱动行走的行程为300mm。

6.如权利要求1所述的一种气动恒压控制式钢轨除锈机，其特征在于，所述的模拟量液压比例阀包括减压阀、比例方向阀、节流阀、液控单向阀、原点开关和终点开关，减压阀、比例方向阀、节流阀和液控单向阀依次相连后，再与驱动缸相连，原点开关设于移动平台的起点，终点开关设于移动平台的终点。