CN114346405B - 中间件旋转钢轨摩擦焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中间件旋转钢轨摩擦焊接装置，所述中间件旋转钢轨摩擦焊接装置包括支架、卡持组件、两个夹持组件、第一驱动件和第二驱动件。卡持组件与支架连接且相对支架绕第一轴线可转动，卡持组件包括卡盘，卡盘适于卡持中间件，第一轴线垂直于卡盘所在的平面，两个夹持组件均连接在支架上且相对支架沿第一轴线的延伸方向可移动，且两个夹持组件在第一轴线的延伸方向上分别位于卡持组件的两侧，第一驱动件可驱动两个夹持组件沿第一轴线的延伸方向并朝向彼此靠近的方向移动，第二驱动件可驱动卡持组件转动。本发明的中间件旋转钢轨摩擦焊接装置可以实现钢轨的摩擦焊接，有利于降低环境污染，提高了焊接效率和接头质量。

Description

中间件旋转钢轨摩擦焊接装置

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体地，涉及一种中间件旋转钢轨摩擦焊接装置。

背景技术

随着我国铁路运输之客运、货运量的高速增长，铁路运输系统朝着高速、重载方向持续迈进。钢轨及其焊接接头和无缝轨道线路是铁路运输系统平稳可靠运行的重要基础。闪光焊、气压焊、铝热焊等焊接方式是将超长定尺钢轨分阶段连接为无缝轨道线路的常用方式，然而，这些焊接方法获得的钢轨焊接接头与高强度钢轨母材之间存在程度不同的性能差异，且无法完全解决焊接工艺方法本身导致出现的诸如夹杂、偏析和冶金缺陷等问题，焊接接头质量不能完全令人满意和有效适应新一代高强高韧钢轨发展和应用的需要，且上述焊接方式均存在不同程度的环境污染问题。

相关技术中提出了以旋转摩擦焊为代表的钢轨固相焊接技术，旋转摩擦焊具有焊接接头质量好、无污染且生产效率高等优点。但是，相关技术并未提出能够将旋转摩擦焊应用到实际钢轨焊接生产的设备，无法实现理念向生产的转化，如何将旋转摩擦焊应用到钢轨实际焊接生产中，成为了亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种中间件旋转钢轨摩擦焊接装置，所述中间件旋转钢轨摩擦焊接装置可以实现钢轨的固相焊接，有利于降低环境污染，同时提高了焊接效率和质量，且钢轨和中间件可自动对接并压紧，操作方便。

本发明实施例的中间件旋转钢轨摩擦焊接装置包括：支架；卡持组件，所述卡持组件与所述支架连接且相对所述支架绕第一轴线可转动，所述卡持组件包括卡盘，所述卡盘适于卡持所述中间件，所述第一轴线垂直于所述卡盘所在的平面；两个夹持组件，两个所述夹持组件均连接在所述支架上且相对所述支架沿所述第一轴线的延伸方向可移动，且两个所述夹持组件在所述第一轴线的延伸方向上分别位于所述卡持组件的两侧，两个所述夹持组件可对应夹持两个所述钢轨；第一驱动件，所述第一驱动件可驱动两个所述夹持组件沿所述第一轴线的延伸方向并朝向彼此靠近的方向移动；第二驱动件，所述第二驱动件可驱动所述卡持组件转动。

本发明实施例的中间件旋转钢轨摩擦焊接装置，卡持组件与支架连接并相对支架绕第一轴线可转动，两个用于夹持钢轨的夹持组件沿第一轴线的延伸方向分别位于卡持组件的两侧，第一驱动件可驱动两个夹持组件朝向中间件运动以使两侧钢轨与中间件接触、摩擦，钢轨朝向中间件施加轴向压力，第二驱动件可驱动卡持组件高速旋转以带动中间件高速旋转，从而可以通过中间件旋转及其两侧钢轨与中间件之间的接触和顶锻压力施加，实现钢轨的摩擦焊接，有利于降低环境污染，同时提高了焊接效率和质量，且钢轨和中间件可自动对接并压紧，操作方便。

在一些实施例中，所述支架包括主体和导杆，所述导杆沿所述第一轴线的延伸方向穿设在所述主体上，所述夹持组件连接在所述导杆上且相对所述导杆可移动。

在一些实施例中，所述主体包括基座和主轴保持架，所述主轴保持架连接在所述基座上并竖向设置，所述导杆沿所述第一轴线的延伸方向穿设在所述主轴保持架上，所述第二驱动件安装在所述基座上。

在一些实施例中，所述卡持组件还包括中空轴，所述中空轴穿设在所述主轴保持架上并相对所述主轴保持架可转动，所述中空轴具有沿所述第一轴线的延伸方向延伸的空腔，所述空腔的两端开口，所述卡盘连接在所述中空轴的一端开口处。

在一些实施例中，所述第二驱动件包括驱动电机和传动齿轮组，所述驱动电机通过所述传动齿轮组带动所述中空轴转动。

在一些实施例中，所述夹持组件包括滑块和夹持件，所述滑块套设在所述导杆上并相对所述导杆可移动，所述夹持件与所述滑块连接，所述夹持件可夹持所述钢轨。

在一些实施例中，所述夹持件包括夹紧油缸和夹钳，所述夹持组件还包括枢轴，所述枢轴沿第一方向延伸并与所述滑块连接，所述夹钳通过所述枢轴与所述滑块可转动地连接，所述夹紧油缸适于驱动所述夹钳绕所述枢轴转动以夹紧或释放所述钢轨。

在一些实施例中，所述夹钳包括第一夹钳和第二夹钳，所述枢轴包括第一枢轴和第二枢轴，且所述第一枢轴和所述第二枢轴在第一方向上间隔布置，所述第一方向正交于所述第一轴线的延伸方向，所述夹紧油缸可驱动所述第一夹钳绕所述第一枢轴转动，以及驱动所述第二夹钳绕所述第二枢轴转动，所述第一夹钳和所述第二夹钳可夹紧或释放所述钢轨。

在一些实施例中，所述中间件旋转钢轨摩擦焊接装置还包括固定板，所述固定板与所述导杆连接，所述滑块位于所述固定板和所述卡持组件之间，所述第一驱动件与所述固定板连接，且所述第一驱动件的输出端可推动所述滑块沿所述第一轴线的延伸方向移动。

在一些实施例中，所述第一驱动件为液压油缸。

附图说明

图1是根据本发明实施例的中间件旋转钢轨摩擦焊接装置的结构示意图。

图2是图1中沿A-A方向的剖视图。

附图标记：

支架1，基座11，主轴保持架12，导杆13，卡持组件2，卡盘21，中空轴22，夹持组件3，滑块31，夹紧油缸32，夹钳33，第一夹钳331，第二夹钳332，枢轴34，第一枢轴341，第二枢轴342，第一驱动件4，第二驱动件5，驱动电机51，传动齿轮组52，固定板6，立柱7，钢轨8，中间件9。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1和图2所示，本发明实施例的中间件旋转钢轨摩擦焊接装置包括支架1、卡持组件2、两个夹持组件3、第一驱动件4和第二驱动件5。

如图1所示，卡持组件2与支架1连接且相对支架1绕第一轴线可转动，卡持组件2包括卡盘21，卡盘21适于卡持中间件9，第一轴线垂直于卡盘21所在的平面，两个夹持组件3均连接在支架1上且相对支架1沿第一轴线的延伸方向可移动，且两个夹持组件3在第一轴线的延伸方向上分别位于卡持组件2的两侧，两个夹持组件3可对应夹持两个钢轨8。

进一步地，第一驱动件4可驱动两个夹持组件3沿第一轴线的延伸方向并朝向彼此靠近的方向移动，也就是说，两个夹持组件3可夹持两个钢轨8沿正交于卡盘21的方向移动，即两个钢轨8从中间件9的两侧朝向中间件9呈压紧趋势运动，从而使中间件9和两个钢轨8实现接触及轴向压力的施加。

进一步地，第二驱动件5可驱动卡持组件2转动。可以理解的是，卡持组件2转动可带动装配在卡盘21上的中间件9转动，而第一驱动件4控制两个夹持有钢轨8的夹持组件3分别从中间件9的两侧朝向中间件9运动，以将两个钢轨8与中间件9的两侧抵紧，从而可以通过中间件9旋转及其两侧钢轨8与中间件9之间的轴向压力施加，实现钢轨8的摩擦焊接。

本发明实施例的中间件旋转钢轨摩擦焊接装置，卡持组件与支架连接并相对支架绕第一轴线可转动，两个用于夹持钢轨的夹持组件沿第一轴线的延伸方向分别位于卡持组件的两侧，第一驱动件可驱动两个夹持组件朝向中间件运动以使两侧钢轨与中间件接触、摩擦，并朝向中间件向钢轨施加轴向压力，第二驱动件可驱动卡持组件高速旋转以带动中间件高速旋转，从而可以通过中间件旋转及其两侧钢轨与中间件之间的接触和顶锻压力施加，实现钢轨的摩擦焊接，有利于降低环境污染，同时提高了焊接效率和质量，且钢轨和中间件可自动对接并压紧，操作方便。

进一步地，如图1所示，支架1包括主体和导杆13，导杆13沿第一轴线的延伸方向穿设在主体上，夹持组件3连接在导杆13上且相对导杆13可移动。如图1所示，导杆13的部分位于夹持组件3的一侧，另一部分位于夹持组件3的另一侧，两个夹持组件3分别连接在夹持组件3两侧的导杆13上。由此，导杆13可以引导和限制夹持组件3的移动轨迹，保证钢轨8和中间件9按预设工位完成对接。

优选地，导杆13为多个，多个导杆13呈矩阵式排列。

进一步地，如图1所示，主体包括基座11和主轴保持架12，主轴保持架12连接在基座11上并竖向设置，导杆13沿第一轴线的延伸方向穿设在主轴保持架12上，第二驱动件5安装在基座11上。

进一步地，如图1所示，卡持组件2还包括中空轴22，中空轴22穿设在主轴保持架12上并相对主轴保持架12可转动，中空轴22具有沿所述第一轴线的延伸方向延伸的空腔，空腔的两端开口，卡盘21连接在中空轴22的一端开口处。可以理解的是，两个钢轨8分别位于卡持组件2的两侧，卡盘21位于中空轴22的一端，则空腔可允许位于中空轴22另一侧的钢轨8穿过，使两个钢轨8可以实现与中间件9的对接。

优选地，卡盘21通过法兰与中空轴22连接，卡盘21为多爪卡盘(例如四爪卡盘)以将中间件9卡持在卡盘21的中央，多爪卡盘可卡持和释放中间件9并调节中间件9的位置，该类卡盘为机械设备领域内的常用结构，在此不作赘述。

在一些实施例中，如图1所示，第二驱动件5包括驱动电机51和传动齿轮组52，所述驱动电机51通过所述传动齿轮组52带动所述中空轴22转动。换言之，驱动电机51通过齿轮传动以驱动卡盘21转动，齿轮传动稳定且精确性高，并可传输较大的扭矩。另外，传动齿轮组52可以包括多个齿轮，具体地，以实际工况下，中间件9的转速要求及电机的输出功率而定。

优选地，主轴保持架12为中空结构，传动齿轮组52设于主轴保持支架1内，提高装置整体的结构紧凑性。

在一些实施例中，如图1所示，夹持组件3包括滑块31和夹持件，滑块31套设在导杆13上并相对导杆13可移动，夹持件与滑块31连接，夹持件可夹持所述钢轨8。

具体地，如图1所示，夹持件包括夹紧油缸32和夹钳33，夹持组件3还包括枢轴34，枢轴34沿第一方向延伸并与滑块31连接，夹钳33通过枢轴34与滑块31可转动地连接，夹紧油缸32适于驱动夹钳33绕枢轴34转动以夹紧或释放钢轨8。

可选地，如图2所示，夹钳33包括第一夹钳331和第二夹钳332，枢轴34包括第一枢轴341和第二枢轴342，且第一枢轴341和第二枢轴342在第一方向上间隔布置，第一方向正交于第一轴线的延伸方向，夹紧油缸32可驱动第一夹钳331绕第一枢轴341转动，以及驱动第二夹钳332绕第二枢轴342转动，第一夹钳331和第二夹钳332可夹紧或释放钢轨8。

进一步地，夹持件可以为多个，多个夹持件在第一轴线的延伸方向上间隔布置，以提高夹持组件3对钢轨8夹持的可靠性。

在一些实施例中，如图1所示，中间件旋转钢轨摩擦焊接装置还包括固定板6，固定板6与导杆13连接，滑块31位于固定板6和卡持组件2之间，第一驱动件4与固定板6连接，且第一驱动件4的输出端可推动滑块31沿第一轴线的延伸方向移动。

具体地，如图1所示，固定板6为两个，两个固定板6分别位于卡持组件2的两侧，第一驱动件4为两个，两个第一驱动件4分别连接在两个固定板6上。

可选地，第一驱动件4为液压油缸。

具体地，如图1所示，液压油缸的缸体与固定板6连接，活塞杆朝向滑块31伸出并止抵滑块31朝向固定板6的侧面，活塞杆伸出可推动滑块31朝向卡盘21运动，滑块31带动夹持件运动，以实现朝向中间件9压迫钢轨8的目的。

进一步地，基座11上还设有立柱7，立柱7可支撑固定板6，以支撑导杆13的另一端，提高装置的稳定性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种中间件旋转钢轨摩擦焊接装置，其特征在于，包括：

支架，所述支架包括主体和导杆；

卡持组件，所述卡持组件与所述支架连接且相对所述支架绕第一轴线可转动，所述卡持组件包括卡盘和中空轴，所述中空轴具有沿所述第一轴线的延伸方向延伸的空腔，所述空腔的两端开口，所述卡盘连接在所述中空轴的一端开口处，所述卡盘适于卡持所述中间件，所述第一轴线垂直于所述卡盘所在的平面，所述导杆沿所述第一轴线的延伸方向穿设在所述主体上；

两个夹持组件，两个所述夹持组件均连接在所述导杆上且相对所述导杆可移动，且两个所述夹持组件在所述第一轴线的延伸方向上分别位于所述卡持组件的两侧，两个所述夹持组件可对应夹持两个所述钢轨；

第一驱动件，所述第一驱动件可驱动两个所述夹持组件沿所述第一轴线的延伸方向并朝向彼此靠近的方向移动；

第二驱动件，所述第二驱动件可驱动所述卡持组件转动。

2.根据权利要求1所述的中间件旋转钢轨摩擦焊接装置，其特征在于，所述主体包括基座和主轴保持架，所述主轴保持架连接在所述基座上并竖向设置，所述导杆沿所述第一轴线的延伸方向穿设在所述主轴保持架上，所述第二驱动件安装在所述基座上。

3.根据权利要求2所述的中间件旋转钢轨摩擦焊接装置，其特征在于，所述中空轴穿设在所述主轴保持架上并相对所述主轴保持架可转动。

4.根据权利要求3所述的中间件旋转钢轨摩擦焊接装置，其特征在于，所述第二驱动件包括驱动电机和传动齿轮组，所述驱动电机通过所述传动齿轮组带动所述中空轴转动。

5.根据权利要求1所述的中间件旋转钢轨摩擦焊接装置，其特征在于，所述夹持组件包括滑块和夹持件，所述滑块套设在所述导杆上并相对所述导杆可移动，所述夹持件与所述滑块连接，所述夹持件可夹持所述钢轨。

6.根据权利要求5所述的中间件旋转钢轨摩擦焊接装置，其特征在于，所述夹持件包括夹紧油缸和夹钳，所述夹持组件还包括枢轴，所述枢轴沿第一方向延伸并与所述滑块连接，所述夹钳通过所述枢轴与所述滑块可转动地连接，所述夹紧油缸适于驱动所述夹钳绕所述枢轴转动以夹紧或释放所述钢轨。

7.根据权利要求6所述的中间件旋转钢轨摩擦焊接装置，其特征在于，所述夹钳包括第一夹钳和第二夹钳，所述枢轴包括第一枢轴和第二枢轴，且所述第一枢轴和所述第二枢轴在第一方向上间隔布置，所述第一方向正交于所述第一轴线的延伸方向，所述夹紧油缸可驱动所述第一夹钳绕所述第一枢轴转动，以及驱动所述第二夹钳绕所述第二枢轴转动，所述第一夹钳和所述第二夹钳可夹或释放所述钢轨。

8.根据权利要求5所述的中间件旋转钢轨摩擦焊接装置，其特征在于，还包括固定板，所述固定板与所述导杆连接，所述滑块位于所述固定板和所述卡持组件之间，所述第一驱动件与所述固定板连接，且所述第一驱动件的输出端可推动所述滑块沿所述第一轴线的延伸方向移动。

9.根据权利要求1所述的中间件旋转钢轨摩擦焊接装置，其特征在于，所述第一驱动件为液压油缸。

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