CN210712398U - 钢轨焊缝测量打磨装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢轨焊缝测量打磨装置，其包括主控制器、高度调节机构及打磨头，高度调节机构与主控制器电性连接；打磨头包括安装座、驱动件、磨具及测量组件，安装座与高度调节机构连接，安装座开设有安装孔，驱动件穿设安装孔并与安装座连接，磨具与驱动件连接，测量组件与安装座连接，测量组件包括定位箱与红外测距仪，定位箱与安装座连接，红外测距仪设置于定位箱的内腔，红外测距仪与主控制器电性连接，红外测距仪用于测量钢轨上的焊瘤高度。上述钢轨焊缝测量打磨装置，通过红外测距仪对焊瘤高度进行测量，以利于主控制器调节打磨头的高度，从而实现对钢轨打磨深度的调节，提升了钢轨的打磨效果，保证了火车的安全行驶。

Description

钢轨焊缝测量打磨装置

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种钢轨焊缝测量打磨装置。

背景技术

钢厂生产的钢轨标准长度为25米或100米，标准长度的钢轨运输至钢轨焊接基地后，将钢轨焊接连成500米长的无缝钢轨，再运输到铁路线上进行铺设，铁路线现场铺设时再用专用设备将500米长钢轨依次焊接连成全线无缝钢轨，钢轨任何位置都不存在机械连接的狭缝，列车运行时非常平稳。钢轨在焊轨基地焊接时，每两根钢轨焊接处形成焊缝，焊缝厚度高于钢轨表面形成凸出于钢轨表面的焊瘤，焊瘤必须打磨掉，形成平滑的焊缝，使焊缝及焊缝左右钢轨都平顺过度，平顺过度也须达到行业技术标准要求才能形成合格的焊缝，才能使列车运行平稳、运行安全。

然而，传统的钢轨打磨装置在对轨段进行打磨时，主要通过设定装置的打磨时间或预定的打磨深度来消除焊缝处的焊瘤，由于焊瘤的高度并不均匀，采用传统钢轨打磨装置处理后的焊缝处易出现打磨过度，造成焊缝被磨亏，焊缝不合格，需要返工整条500米长钢轨的焊接和打磨，造成极大的浪费；或出现打磨量不足，焊缝处仍残留大量焊瘤，需要多次打磨，降低了生产效率。

实用新型内容

基于此，有必要针对打磨效果差的技术问题，提供一种钢轨焊缝测量打磨装置。

一种钢轨焊缝测量打磨装置，该钢轨焊缝测量打磨装置包括主控制器、高度调节机构及打磨头，高度调节机构与主控制器电性连接并与外部固定连接；打磨头包括安装座、驱动件、磨具及测量组件，安装座与高度调节机构连接，安装座开设有安装孔，驱动件穿设安装孔并与安装座连接，磨具与驱动件连接，磨具用于对钢轨进行打磨，测量组件与安装座连接，测量组件包括定位箱与红外测距仪，定位箱与安装座连接，红外测距仪设置于定位箱的内腔，红外测距仪与主控制器电性连接，红外测距仪用于测量钢轨上的焊瘤高度。

在其中一个实施例中，安装座包括固定板及限位块，固定板与高度调节机构连接，限位块与固定板连接，固定板开设有一半圆形通槽，限位块开设有另一半圆形通槽，两半圆形通槽连通并构成安装孔。

在其中一个实施例中，驱动件为双头主轴电机，磨具的数量为两个，一磨具与双头主轴电机的一端连接，另一磨具与双头主轴电机的另一端连接。

在其中一个实施例中，打磨头还包括防护壳，防护壳穿设驱动件并包围磨具，防护壳开设有打磨槽口，打磨槽口对应钢轨。

在其中一个实施例中，打磨头还包括驱动件壳体，驱动件壳体包覆驱动件并与安装座连接，驱动件壳体内开设有导槽，导槽螺旋环绕驱动件设置，导槽用于通入冷却水。

在其中一个实施例中，打磨头还包括冷水管，冷水管安装于驱动件壳体的内腔并螺旋环绕驱动件。

在其中一个实施例中，打磨头还包括绕线架，绕线架与安装座连接，绕线架开设有若干通孔，通孔用于穿设冷水管及各类线缆。

在其中一个实施例中，打磨头还包括磨具固定件，磨具具有转孔，磨具固定件穿设转孔并分别与磨具及驱动件连接。

在其中一个实施例中，定位箱包括容置盒及活动门，红外测距仪设置于容置盒，容置盒开设有开口，活动门与开口的边缘连接。

在其中一个实施例中，测量组件还包括微型气缸，微型气缸设置于容置盒，微型气缸的输入端用于与外部压缩气泵连通，微型气缸的输出端与活动门连接。

上述钢轨焊缝测量打磨装置，通过在安装座上装设红外测距仪，当磨具停止打磨时，红外测距仪对焊缝处的焊瘤高度进行测量，并将检测到的焊瘤的数据信息传递至主控制器，以利于主控制器对高度调节机构的高度进行调节，从而实现对钢轨打磨深度的调节，这样，避免了钢轨打磨深度过深或过浅的情况出现，提升了钢轨的打磨效果，从而保证了火车的安全行驶。

附图说明

图1为一个实施例中钢轨焊缝测量打磨装置的结构示意图；

图2为一个实施例中打磨头的结构示意图；

图3为一个实施例中打磨头的分解结构示意图；

图4为一个实施例中的驱动件壳体与驱动件位置关系的剖面结构示意图；

图5为另一实施例中的驱动件壳体与驱动件位置关系的剖面结构示意图；

图6为一个实施例中定位箱的结构示意图；

图7为一个实施例中定位箱的分解结构示意图；

图8为一个实施例中钢轨夹具的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

请一并参阅图1至图3，本实用新型提供了一种钢轨焊缝测量打磨装置10，该钢轨焊缝测量打磨装置10包括主控制器100、高度调节机构200及打磨头300，高度调节机构200与主控制器100电性连接并与外部固定连接。打磨头300包括安装座310、驱动件320、磨具330及测量组件340，安装座310与高度调节机构200连接，安装座310开设有安装孔311，驱动件320穿设安装孔311并与安装座310连接，磨具330与驱动件320连接，磨具330用于对钢轨进行打磨，测量组件340与安装座310连接，测量组件340包括定位箱341与红外测距仪342，定位箱341与安装座310连接，红外测距仪342设置于定位箱341的内腔，红外测距仪342与主控制器100电性连接，红外测距仪342用于测量钢轨上的焊瘤高度。

上述钢轨焊缝测量打磨装置10，通过在安装座310上装设红外测距仪342，当磨具330停止打磨时，红外测距仪342对焊缝处的焊瘤高度进行测量，并将检测到的焊瘤的数据信息传递至主控制器100，以利于主控制器100对高度调节机构200的高度进行调节，从而实现对钢轨打磨深度的调节，这样，避免了钢轨打磨深度过深或过浅的情况出现，提升了钢轨的打磨效果，从而保证了火车的安全行驶。

上述钢轨焊缝测量打磨装置的工作原理为：驱动件320在主控制器100的作用下接通电源后高速旋转，并带动与之连接的磨具330快速旋转，与此同时，主控制器100向高度调节机构200发出指令，控制高度调节机构200以预定运动轨迹动作。也就是说，高度调节机构200带动打磨头300逐渐靠近焊缝处的焊瘤部位，并以预定的打磨深度对焊瘤进行打磨，如此，旋转的磨具330与焊缝处的焊瘤接触并对焊瘤产生剪切力，使得焊瘤断裂，从而消除焊缝处的焊瘤，实现对钢轨的打磨。钢轨一次打磨作业后，红外测距仪342在主控制器100的作用下启动，并向钢轨发出红外光，红外光到达焊瘤部位后发生反射，反射的红外光沿原路返回至红外测距仪342并被红外测距仪342接收。红外测距仪342检测红外光从发出到反射接收的时间差，并将该信息传递至主控制器100，由主控制器100根据红外光的传播速度及时间信息进行运算，从而得到焊瘤各部位到红外测距仪342的距离，进而推算出剩余焊瘤的高度，随后主控制器100根据剩余焊瘤的高度信息再次控制高度调节机构200动作，使高度调节机构200带动打磨头300对钢轨进行二次打磨，直至完全除去钢轨上的焊瘤。可以理解为，通过主控制器100、高度调节机构200及打磨头300的配合，可实现对钢轨打磨作业的反馈调节，从而提高钢轨打磨作业的效率并提升打磨效果。

主控制器100用于控制高度调节机构200及打磨头300动作，以实现打磨头300高度的调节及磨具330的快速旋转，此外，主控制器100还用于控制红外测距仪342动作，从而实现对焊瘤高度的测量。一实施例中，钢轨焊缝测量打磨装置还包括配电柜，主控制器100收容于配电柜内，防止其他人员误碰主控制器100，以保证钢轨打磨作业的正常进行。

高度调节机构200用于夹持打磨头300，对打磨头300进行安装定位，此外，高度调节机构200还在主控制器100的控制下调节自身高度及水平位置，进而带动打磨头300靠近或远离钢轨，以实现钢轨的打磨作业。一实施例中，高度调节机构200为机械手。优选的，高度调节机构200为六轴机械臂，该六轴机械臂固定于厂房地面，该六轴机械臂与主控制器100电性连接且其末端与打磨头300连接。在钢轨的打磨作业过程中，主控制器100控制六轴机械臂的各轴运动，各轴配合共同调节六轴机械臂的末端的空间位置，从而实现对打磨头300位置及打磨头300对钢轨打磨深度的调整。

打磨头300用于对焊缝处的焊瘤进行打磨，以提高钢轨表面的平整度，减小钢轨对火车轮缘的摩擦力，从而延长火车轮缘的使用寿命，并保障火车的安全行驶。请参阅图1、图2和图3，安装座310与高度调节机构200连接，优选的，高度调节机构200的末端具有连接头210，安装座310与连接头210螺接。如此，当钢轨焊缝测量打磨装置出现故障时，松开安装座310与连接头210之间的螺钉，即可将打磨头300从高度调节机构200上取下，以利于打磨头300检修作业的进行。一实施例中，安装座310包括固定板312及限位块313，固定板312与高度调节机构200连接，优选的，固定板312与连接头210螺接。限位块313与固定板312可拆卸的连接，优选的，限位块313与固定板312螺接。固定板312开设有一半圆形通槽，限位块313开设有另一半圆形通槽，两半圆形通槽连通并构成安装孔311。通过使限位块313与固定板312可拆卸的连接，当驱动件320损坏失效时，可取下限位块313，对驱动件320进行更换，降低了装置维修作业的难度，提高了维修效率。一实施例中，安装座310设置有两个限位块313，固定板312为U型结构，固定板312的两端各开设有一半圆形通槽，固定板312的一端与一限位块313连接，固定板312的一半圆形通槽与该限位块313的半圆形通槽连通并构成一安装孔311，固定板312的另一端与另一限位块313连接，固定板312的另一半圆形通槽与该限位块313的半圆形通槽连通并构成另一安装孔311。如此，驱动件320的一端穿设一安装孔311并与安装座310的一端连接，驱动件320的另一端穿设另一安装孔311并与安装座310的另一端连接，这样，驱动件320上各部分所受支持力较为均匀，驱动件320在安装座310上不易晃动，从而提高了驱动件320与安装座310连接的稳定性。

驱动件320用于在主控制器100的控制下高速旋转，并带动磨具330转动，以实现对钢轨的打磨。请参阅图3，一实施例中，驱动件320为双头主轴电机，磨具330的数量为两个，一磨具330与双头主轴电机的一端连接，另一磨具330与双头主轴电机的另一端连接。可以理解为，打磨头300的两个磨具330在双头主轴电机的驱动下同步转动，并同时对焊缝处的焊瘤进行打磨，如此，打磨头300单位时间内可打磨的焊瘤的面积大大增加，从而提升了钢轨焊缝测量打磨装置的打磨效率。

一实施例中，打磨头300还包括磨具固定件350，磨具330具有转孔331，磨具固定件350穿设转孔331并分别与磨具330及驱动件320连接。通过设置磨具固定件350，可提高磨具330与驱动件320连接的稳定性，防止磨具330从驱动件320上滑落，进而砸伤作业人员或厂房内的设备，以保证钢轨打磨作业的安全性。一实施例中，打磨头300还包括防护壳360，防护壳360穿设于驱动件320并包围磨具330，防护壳360开设有打磨槽口361，打磨槽口361对应钢轨。在钢轨的打磨作业过程中，高度调节机构200带动打磨头300运动，并使防护壳360的打磨槽口361对准焊缝处的焊瘤，以利于磨具330与焊瘤接触，进而对焊瘤进行打磨。通过设置防护壳360，可防止作业人员误碰磨具330或外部设备撞击磨具330，保证作业人员的人身安全及财产安全，以进一步提高钢轨打磨作业的安全性。

请参阅图4，一实施例中，打磨头300还包括驱动件壳体370，驱动件壳体370包覆驱动件320并与安装座310连接，驱动件壳体370内开设有导槽371，导槽371螺旋环绕驱动件320设置，导槽371用于通入冷却水。在驱动件320的作业过程中，导槽371内持续通入冷却水，这样，驱动件320持续运转发热产生的热量将与冷却水产生热量交换，可以理解为，驱动件320的温度逐渐下降，冷却水的温度缓慢升高，升温的冷却水由导槽371的输出端导出，也就是说，导槽371的输入端源源不断的通入冷却水对驱动件320进行降温，防止驱动件320过热造成其内部线路烧蚀，以保证驱动件320的正常使用，进而延长驱动件320的使用寿命，降低钢轨焊缝测量打磨装置的使用成本。此外，通过使导槽371螺旋环绕驱动件320设置，可增大冷却水与驱动件320的热量交换面积，以加快冷却水与驱动件320的热交换速率，进而提升驱动件320的冷却效率。请参阅图5，一实施例中，打磨头300还包括冷水管380，冷水管380安装于驱动件壳体370的内腔并螺旋环绕驱动件320。优选的，冷水管380通过卡钉固定于驱动件壳体370。冷水管380用于持续通入冷却水，以实现对驱动件320的降温。通过设置冷水管380，可减少冷却水对导槽371的冲蚀，且当冷水管380破损失效时，可将冷水管380从驱动件壳体370上取下单独进行更换，而无需更换整个驱动件壳体370，有利于降低钢轨焊缝测量打磨装置的使用成本。

一实施例中，打磨头300还包括绕线架390，绕线架390与安装座310连接，绕线架390开设有若干通孔391，通孔391用于穿设冷水管380及各类线缆。通过设置绕线架390，冷水管380与各类线缆分别穿设绕线架390的通孔391并与外部水箱或主控制器100连接，这样，各线路束成一股，不易绕接在高度调节机构200上，有利于与线路检修作业的进行。同样的，在钢轨打磨作业过程中，作业人员不易误碰线缆或水路，各部件之间的连接稳定，保证了钢轨打磨作业的有效进行。

定位箱341用于安装红外测距仪342，以实现红外测距仪342在安装座310上的定位。请一并参阅图3、图6及图7，一实施例中，定位箱341包括容置盒341a及活动门341b，红外测距仪342设置于容置盒341a，容置盒341a开设有开口341c，活动门341b与开口341c的边缘可拆卸的连接。优选的，活动门341b与开口341c的边缘铰链连接，活动门341b用于开启或者闭合该开口341c。该开口341c开启时，红外测距仪342产生的红外线可对焊瘤进行测距。通过设置活动门341b，可对红外测距仪342进行保护，防止钢轨打磨作业过程中产生的焊瘤碎屑溅落在红外测距仪342上，进而造成红外测距仪342损毁。在钢轨的打磨作业过程中，活动门341b与开口341c的边缘相抵接，此时，红外测距仪342被封装在容置盒341a与活动门341b构成的封闭区域内，以防止焊瘤碎屑溅伤红外测距仪342。钢轨打磨作业结束后，打开活动门341b，红外测距仪342在主控制器100的控制下激发红外光，该红外光由容置盒341a的开口341c穿出，从而实现对焊缝处的焊瘤高度的测量。

一实施例中，测量组件340还包括微型气缸343，微型气缸343设置于容置盒341a，微型气缸343的输入端用于与外部压缩气泵连通，微型气缸343的输出端与活动门341b连接。钢轨一次打磨作业结束后，主控制器100控制驱动件320停止运转，同时控制微型气缸343进气，这样，微型气缸343的输入端由外部压缩气泵接入压缩空气，随着压缩空气通入微型气缸343的缸筒，缸筒内的气体压强逐渐增大，压缩空气将对微型气缸343的活塞及活塞杆产生推力，使得微型气缸343的活塞及活塞杆逐渐远离缸筒的输入端，换言之，活塞杆将推动活动门341b，使活动门341b以活动门341b与容置盒341a的连接部位为中心转动，以消除活动门341b对红外测距仪342发出的红外光的阻挡，保证红外测距仪342对焊瘤高度的测量作业的有效进行。主控制器100接收红外测距仪342传递的时间信息后，主控制器100控制微型气缸343放气，这样，缸筒内的压缩空气由微型气缸343的输入端排出，缸筒内的气体压强逐渐降低，也就是说，压缩空气对活塞及活塞杆的推力逐渐减小，当缸筒内的气压低于环境气压时，活塞在负压作用下逐渐向微型气缸343的输入端运动，并带动活塞杆及活动门341b复位，直至活动门341b与容置盒341a的开口341c的边缘相抵接，再次对红外测距仪342进行封装保护。

需要说明的是，钢轨焊缝测量打磨装置还包括钢轨夹具400，钢轨夹具400用于夹持待打磨的钢轨，并对待打磨钢轨进行定位。钢轨夹具400设置于高度调节机构200的侧下方，以便于安装在高度调节机构200上的打磨头300上的磨具330对准钢轨的焊缝，从而实现对焊瘤的精准打磨。请再参阅图8，一实施例中，钢轨夹具400包括安装架410、支撑座420、油缸430及夹持块440，支撑座420设置于安装架410上，支撑座420具有两个限位件421，油缸430与一限位件421连接，且油缸430的输出端与夹持块440连接，夹持块440与另一限位件421之间具有夹持空间450，夹持空间450用于收容待打磨钢轨，夹持块440与支撑座420共同用于夹持待打磨钢轨。在钢轨的安装过程中，外部油泵站向油缸430接入液体，这样，液体在油缸430的缸筒内将推动油缸430的活塞，相应的，油缸430的活塞杆在活塞的带动下将进一步推动夹持块440，使夹持块440与收容于夹持空间450内的待打磨钢轨的边缘相抵接，随着夹持块440向待打磨钢轨的不断靠近，待打磨钢轨分别与支撑座420的内表面及夹持块440相抵接，并在二者的约束下限制于夹持空间450内，从而实现待打磨钢轨的装夹固定。一实施例中，钢轨焊缝测量打磨装置还包括集尘箱，集尘箱设置于待打磨钢轨的下方，其用于承接钢轨打磨过程中产生的焊瘤废料，防止焊瘤打磨产生的废料在厂房内扩散，以减小焊瘤废料对作业人员的伤害。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种钢轨焊缝测量打磨装置，其特征在于，包括主控制器、高度调节机构及打磨头，

所述高度调节机构与所述主控制器电性连接并与外部固定连接；

所述打磨头包括安装座、驱动件、磨具及测量组件，所述安装座与所述高度调节机构连接，所述安装座开设有安装孔，所述驱动件穿设所述安装孔并与所述安装座连接，所述磨具与所述驱动件连接，所述磨具用于对钢轨进行打磨，所述测量组件与所述安装座连接，所述测量组件包括定位箱与红外测距仪，所述定位箱与所述安装座连接，所述红外测距仪设置于所述定位箱的内腔，所述红外测距仪与所述主控制器电性连接，所述红外测距仪用于测量所述钢轨上的焊瘤高度。

2.根据权利要求1所述的钢轨焊缝测量打磨装置，其特征在于，所述安装座包括固定板及限位块，所述固定板与所述高度调节机构连接，所述限位块与所述固定板连接，所述固定板开设有一半圆形通槽，所述限位块开设有另一半圆形通槽，两所述半圆形通槽连通并构成所述安装孔。

3.根据权利要求1所述的钢轨焊缝测量打磨装置，其特征在于，所述驱动件为双头主轴电机，所述磨具的数量为两个，一所述磨具与所述双头主轴电机的一端连接，另一所述磨具与所述双头主轴电机的另一端连接。

4.根据权利要求1所述的钢轨焊缝测量打磨装置，其特征在于，所述打磨头还包括防护壳，所述防护壳穿设所述驱动件并包围所述磨具，所述防护壳开设有打磨槽口，所述打磨槽口对应所述钢轨。

5.根据权利要求1所述的钢轨焊缝测量打磨装置，其特征在于，所述打磨头还包括驱动件壳体，所述驱动件壳体包覆所述驱动件并与所述安装座连接，所述驱动件壳体内开设有导槽，所述导槽螺旋环绕所述驱动件设置，所述导槽用于通入冷却水。

6.根据权利要求5所述的钢轨焊缝测量打磨装置，其特征在于，所述打磨头还包括冷水管，所述冷水管安装于所述驱动件壳体的内腔并螺旋环绕所述驱动件。

7.根据权利要求6所述的钢轨焊缝测量打磨装置，其特征在于，所述打磨头还包括绕线架，所述绕线架与所述安装座连接，所述绕线架开设有若干通孔，所述通孔用于穿设所述冷水管及各类线缆。

8.根据权利要求1所述的钢轨焊缝测量打磨装置，其特征在于，所述打磨头还包括磨具固定件，所述磨具具有转孔，所述磨具固定件穿设所述转孔并分别与所述磨具及所述驱动件连接。

9.根据权利要求1所述的钢轨焊缝测量打磨装置，其特征在于，所述定位箱包括容置盒及活动门，所述红外测距仪设置于所述容置盒，所述容置盒开设有开口，所述活动门与所述开口的边缘连接。

10.根据权利要求9所述的钢轨焊缝测量打磨装置，其特征在于，所述测量组件还包括微型气缸，所述微型气缸设置于所述容置盒，所述微型气缸的输入端用于与外部压缩气泵连通，所述微型气缸的输出端与所述活动门连接。

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