RU1834946C - Тангенциальна шлифовальна машина - Google Patents

Abstract

Использование: дл  шлифовани  профильных деталей, преимущественно рельсов. Сущность: тангенциальна  шлифовальна  машина содержит раму с колесами, шлифовальное устройство, выполненное в виде смонтированных на поворотном элементе опор дл  креплени  абразивных секторов, св занных с элементами их радиального смещени  на величину износа. На поворотном элементе между абразивными секторами закреплены датчики контактного типа, св занные через систему управлени  с элементами радиального смещени . В шлифовальной машине предусмотрены различные узлы и устройства, конструкции которых обеспечивают регулирование положени  шлифовального устройства и абразивных секторов относительно обрабатываемого рельса. 13 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Изобретение относитс  к области абразивной обработки и может быть использовано при шлифовании профильных деталей, преимущественно рельсов.

Цель изобретени  - повышение эффективности шлифовани .

На фиг. 1 -схематически изображен вид сбоку машины; на фиг.2 - вид сверху машины , показанной на фиг.1; на фиг.З - вид спереди машины, показанной на фиг.1; на фиг.4 - вид в увеличенном масштабе шлифовального устройства и расположенного под ним роликового узла; на фиг,5 - вертикальный разрез А-А на фиг.4; на фиг.6 - частично перспективный вид шлифовального устройства , показанного на фиг.4; на фиг,7 - показанный в увеличенном масштабе частичный вид сбоку шлифовального устройства; на фиг.З - вид двух установленных с разным наклоном шлифовальных устройств, действующих на один и тот же рельс; на фиг.9 - вид спереди доводочного устройства; на фиг.10 - вид сбоку машины с транспортирующим локомотивом; на фиг.11 - машина во врем  работы.

Шлифовальна  машина содержит основную раму 1, установленную на колесах 2, кат щихс  по рельсам 3. На раме 1 установлены две поперечные направл ющие балки 4 дл  колес 5, которыми снабжена подвижна  конструкци  6. Подвижна  конструкци  6 содержит шлифовальное устройство 7 и поддерживающий роликовый узел 8.

В частности, подвижна  конструкци  6 содержит нижнюю раму 9, котора  после выбора поперечного положени  конструкции 6 на балках 4 может быть заблокирована в этом положении с помощью любого традиционного средства, и верхнюю раму 10, соединенную с нижней рамой 9 посредЁ

00 00

%:

2

О

о:

CYBOM параллелограммной системы шар- имрно соединенных рычагов.

Верхн   рама 10 несет на себе суппорт 11, шарнирно присоединенный на одном конце к раме посредством оси 12, позвол ющей небольшой осевой лифт, и шарнирно соединенный на другом конце с той же рамой посредством ст жного элемента 13, обеспечивающего возможность регулировани  положени  суппорта по вертикали. Соединение между ст жным элементом 13 и верхней рамой 10  вл етс  соединением шарнирного типа, допускающим ограниченное осевое перемещение, дл  обеспечени  возможности правильного поперечного приспосабливани  шлифовального устройства 7 к шлифовальному рельсу даже при наличии неизбежных колебаний ширины рельсовой колеи. Суппорт 11 поддерживает шлифовальное устройство 7, а рама 10, котора  поддерживает суппорт 11, опираетс  на роликовый узел 8 посредством оси 14 качани .

Роликовый узел 8 содержит два продольных бруса 15, между которыми установлено несколько поддерживающих роликов 16. Длина брусьев 15 и, следовательно, роликового узла 8 зависит от конкретных эксплуатационных требований. Так, в случае рельсов дл  железнодорожных поездов, предъ вл ющих высокие требовани  к плоскостности рельсов, роликовый узел вделают длиннее, даже несмотр  на то, что это приводит к увеличению количества материала , снимаемого во врем  шлифовани , а в случае рельсов дл  трамваев и поездов метро , которые могут допускать небольшие продольные волнообразные неровности, роликовый узел 8 может быть короче.

Ролики 16 расположены на двух концевых част х роликового узла 8, а посередине оставлена свободна  зона дл  прохождени  вращающегос  элемента шлифовального устройства 7.

Верхн   рама 10 может быть перемещена относительно нижней рамы 9 подвижной конструкции 6 посредством гидравлических или пневматических силовых цилиндров 17, расположенных между ними.

Суппорт 11 снабжен несколькими направл ющими роликами 18, проход щими сбоку от роликов 16 с возможностью контакта их с одной из двух боковых сторон шлифуемого рельса. Их прижимают к этому рельсу посредством пневматического силового цилиндра 19, расположенного между суппортом и основной рамой 1.

Шлифовальное устройство 7, закрепленное на суппорте 11. содержит поворотный элемент 20 в виде цилиндрического

стального корпуса со сьемной передней крышкой. Он закреплен на валу 21, поддерживаемом на концах посредством двух шарикоподшипников 22, установленных на

суппорте 11, и св занном с приводом его вращени .

В корпусе 20 заключен диск 23 с внешним зацеплением, установленный на валу 21 с возможностью свободного вращени 

вокруг него. На торцевой поверхности, обращенной к дну 24 корпуса 20, диск 23 имеет спиральную канавку 25 с посто нным шагом , в которую вход т зубь  26, выполненные в шести ползунах 27, расположенных с

5 угловым между ними промежутком, равным 60°, и установленных с возможностью скольжени  по радиальным направл ющим, образованным в дне 24 корпуса.

Каждый ползун 27 удерживают в соот0 ветствующей направл ющей посредством двух металлических планок 28, прикрепленных снаружи в дну 24 и вход щих в продольные канавки 29, выполненные по бокам в каждом ползуне 27.

5 к наружному концу каждого ползуна 27 прикреплен зажим 30, удерживающий абразивный материал. В частности, к каждому ползуну 27 прикреплена посредством двух шпонок 31 и винтов 32 пластина 33, образу0 юща  опору дл  зажима 30. Эта пластина, имеюща  приблизительно форму сектора круга, содержит вблизи ее закругленного кра  два наружных отверсти  и открытую наружу центральную выемку 34. В два на5 ружных отверсти  вход т, соответственно, два пальца 35 шарнира дл  серег 36, к которым шарнирно присоединен зажим 30, центрированный относительно пластины 33 благодар  наличию распорных элементов

0 37. Через центральную выемку 34 проход т два пальца 38, снабженные резьбами, на которые навинчены гайки 39 дл  прит гивани  двух губок зажима 30 к абразивному сектору 40.

5 Отверстие, посредством которого серьги 36 установлены с возможностью качани  на пальце 35, выполнено в форме паза дл  обеспечени  возможности радиального перемещени  всего зажима в направлении

0 внутрь, как будет описано ниже.

В зоне внутреннего периметра корпуса 20 размещены три зубчатых колеса 41, расположенных по окружности с угловым между ними промежутком, равным 120°, и

5 наход щихс  в зацеплении с зубчатым венцом диска 23. Вал 42 каждого зубчатого колеса 41 имеет опору в двух противоположных стенках корпуса 20 посредством втулок 43 и выходит наружу через крышку корпуса 20 в виде части, соединенной посредством обгонной муфты 44 с одним концом рычага 45 управлени , другой конец которого соединен с пневматическим поршнем 46, питаемым от внешнего компрессора посредством соединител  47 вращательного типа и канала 48, образованного в валу 21.

На наружной цилиндрической поверхности корпуса 20 в промежутках между соседними абразивными секторами 40 установлены с угловым промежутком, равным 120°, три опоры 49 дл  трех контактных датчиков 50, действующих в трех разных плоскост х, перпендикул рных оси вала 21. Датчики 50 соединены через каналы, выполненные в валу 21, с комплектом 51 контактных колец дл  передачи сигналов наружу. Печатна  плата с электронной схемой 52 принимает сигналы, сн тые посредством комплекта 51 контактных колец и управл ет соленоидным клапаном (на чертеже не показан ), который регулирует подачу сжатого воздуха в канал 48.

Шлифовальное устройство 7 содержит также профилирующий ролик 53. прикрепленный к суппорту 11 и прилегающий к абразивным секторам 40 в месте, диаметрально противоположном зоне контакта со шлифуемым рельсом.

Кроме шлифовального устройства 7 на основной раме 1 установлено также доводочное устройство 54. Оно содержит кронштейн 55, в котором закреплены приводной ролик 56 и несколько поддерживающих (холостых ) роликов 57, которые охватывает абразивна  лента 58, проход ща  в плоскости, перпендикул рной к продольной оси шлифуемого рельса 59. Доводочное устройство содержит планку 60 с профилем, соответствующим верхнему профилю рельса 59, котора  может быть прижата к рельсу посредством пневматической системы 61. Дл  обеспечени  возможности регулировани  положени  доводочного устройства 54 относительно рамы 1 в поперечном направлении к планке 60 прикрепл ют направл ющие ролики 62, которые ввод т в сцепление с боковыми поверхност ми рельса 59, подлежащего шлифованию, и тем самым обес- печивают центрирование планки относительно верхнего профил  рельса.

Шлифовальна  машина содержит дополнительные средства, такие как место дл  оператора-водител , электродвигатель с регулируемой скоростью дл  продвижени  ма- шины вперед при выполнении шлифовальных работ, пульт управлени  дл  различных стадий работы и др.

При приведении машины в действие ее нужно сначала транспортировать на место.

где находитс  подлежащий шлифованию рельс 59. Эту транспортировку предпочтительно осуществл ют с помощью локомотива , который может быть снабжен также 5 генератором дл  автономного электрического питани  шлифовальной машины, особенно , если подлежащий шлифовке путь не электрифицирован или если электрепита- ние было временно прекращено во врем 

ремонтных работ. Можно,.конечно, установить генераторную установку на самой раме 1, но предпочтительнее использовать электричество , подаваемое либо по питающему кабелю от неподвижно закрепленной розет5 «и, либо от генераторной установки, размещенной на вспомогательной платформе, которую располагают (в частности, во врем  проведени  работ в туннеле) на подход щем рассто нии от машины, в основном дл 

0 исключени  загр знени  воздуха. В любом случае желательно устанавливать на раме 1 устройства 63 дл  намотки кабел .

После транспортировки шлифовальной машины на место проведени  работы нужно

5 провести ее наладку дл  правильного выполнени  работы. Дл  этого необхЪдимо сначала установить профилирующий ролик 53, соответствующий профилю подлежащего шливанию рельса 59, и точно располо0 жить на балках4 подвижную конструкцию О. Затем в соответствии с типом и степенью деформации рельса, подлежащего шлифованию , определ ют плоскость, в которой роликовый узел 8 опираетс  на сам рельс. В

5 том случае, когда верхн   поверхность этого рельса находитс  на ином уровне, чем тот, на котором машина перемещалась по своим направл ющим рельсам, необходимо опустить раму 10, которую во врем  транс0 портировки держали в подн том положении , в направлении к рельсу 59, подлежащему шлифованию, пока роликовый узел 8 не с дет на этот рельс.

Следующа  регулировка относитс  к ве5 личине врезани  шлифовального устройства 7 относительно опорной плоскости роликового узла 8. Величина выступани  различных вращающихс  абразивных секторов 40 и, следовательно, величина сн ти 

0 материалов с рельса завис т от степени деформации рельса и от заданной величины врезани . Во всех случа х врезание регулируют посредством ст жного устройства 13.

5 Затем устанавливают три датчика 50 так, чтобы они действовали на идеальной окружности шлифовани , т.е. в наружном положении, достигнутом под действием центробежных сил зажимами 30, соединенными с соответстаующими опорами.

И наконец, немного поворачивают суппорт 11 вокруг продольной оси дл  обеспечени  небольшого наклона оси шлифовального устройства 7 к плоскости, в которой находитс  рама 1, опирающа с  на рельсы 3, чтобы приспособить плоскость вращени  шлифовального устройства к продольной плоскости подлежащего шлифованию рельса, поскольку эта плоскость немного наклонена. Теперь машина готова к работе. Включают электродвигатель с регулируемой скоростью дл  продвижени  машины вперед по рельсам и одновременно подают энергию на электродвигатель, который вращает шлифовальное устройство 7 и, если требуетс , на электродвигатель, соединенный с приводным роликом 56 доводочного устройства 54, которое ранее было установлено в требуемое положение, соответствующее рельсу 59, подлежащему шлифованию . Очевидно, что этим рельсом может быть либо один из двух рельсов, образующих колею, либо центральный заземл ющий рельс, либо боковой рельс дл  подвода электроэнергии.

При вращении вала 21 вращаетс  корпус 20 и, следовательно, ползуны 27, опор- ры 33, зажимы 30 и абразивные секторы 40, которые под действием центробежной силы занимают наружное в радиальном направлении положение. При вращении корпуса 20 и продвижении шлифовальной машины вперед рельс 59 шлифуетс  в соответствии с поперечным профилем абразивных секторов 40, Однако, поскольку это истирающее действием дает в результате не только сн тие части материала рельса 59, но и износ абразивных секторов 40, то через некоторый период времени датчики 50, концы которых были установлены на уровне начальной шлифующей поверхности абразивных секторов, выступают за пределы этой поверхности и вход т в контакт со шлифуемым рельсом 59. Вырабатываемый при этом контакте сигнал принимает электронна  схема 52, котора  управл ет импульсной подачей сжатого воздуха через канал 48 и, следовательно, работой трех поршней 46. Каждый поршень 46 в свою Очередь приводит в действием соответствующий рычаг 45, который заставл ет зубчатое колесо 41 совершить небольшой поворот. Этот поворот , общий дл  трех зубчатых колес, вызывает соответствующий поворот зубчатого венца диска 23, который вследствие зацеплени  между спиральной канавкой 25 и ползунами 27 заставл ет последние совершить одновременное перемещение в направлении наружу дл  восстановлени  начальной шлифующей поверхности, котора , снима 

материал со шлифуемого рельса, преп тствует при этом приведению в действие датчиков 50.

В принципе, устройство обеспечивает

возможность выполнени  операции шлифовани  с поддержанием при этом посто нного диаметра активной шлифующей поверхности.

Однако сказанное выше имеет некото0 рые практические ограничени .

В этом отношении следует сказать, что, кроме продольной деформации (волнистости ), определ емой изготовлением, укладкой и эксплуатацией рельса, рельс

5 подвергаетс  также поперечной деформации , показанной на,фиг.5, где сплошной линией показан начальный поперечный профиль рельса, а пунктирной линий - дефб- мированный профиль (показано с преувели0 чением). В этом случае, хот , с одной стороны, шлифующее действие обеспечивает шлифование рельса, с другой стороны, оно приводит к неравномерному износу аб- разивых секторов 40, в результате чего че5 рез некоторое врем  поперечный профиль будет оставатьс  по крайней мере частично деформированным даже после шлифовани .

Дл  автоматического решени  этой

0 проблемы предусмотрен профилирующий ролик 53. Он установлен в месте, диаметрально противоположном месту контакта между абразивными секторами 40 и рельсом 59,.и изготовлен из армированного ал5 мазами материала, т.е. из материала, намного более твердого, чем материал, составл ющий абразивные элементы, причем его профиль соответствует профилю рельса 59. Таким образом, если поперечна  дефор0 маци  шлифуемого профил  приводит к неравномерному износу абразивных секторов 40 шлифовального круга, то наиболее изношенные части открывают датчики 50, которые , сработав, вызывают перемещение,, ,,„,

5 упом нутых секторов в направлении наружу и врезание в них профилирующего ролика 53, в результате чего их начальный профиль восстанавливаетс . Очевидно, таким образом , что профилирующий ролик обычно без0 действует, но вс кий раз, когда датчики 50 обнаруживают неравномерный износ поперечного профил  абразивных секторов 40, они заставл ют его автоматически вмешиватьс  в работу шлифовального круга дл 

5 восстановлени  его начального профил .

Неизбежные колебани  ширины колеи вызывают колебани  положени  рельса 59 относительно движущейс  машины во врем  работы, что компенсируют, во-первых, посредством боковых направл ющих роликов 18, к; которым прижимают суппорт 11 шлифовального устройства 7 посредством пневматического цилиндра 19, и, во-вторых, путем обеспечени  осевого люфта между суппортом и ос ми 12 и 14. на которых подвешена к верхней раме 10 подвижна  конструкци  6.

Если нужно обработать одновременно два рельса, то предлагаетс  использбвать либо две машины, движущиес  с одинаковой скоростью, либо одну машину, на которой установлены две подвижные конструкции 6.

Если в некоторых конкретных случа х невозможно или нецелесообразно шлифовать рельс 59 посредством одного комплекта абразивных секторов, установленного на одном корпусе 20, то предлагаетс  установка на одной машине и, возможно, на одной и той же подвижной конструкции 6 двух отдельных шлифовальных устройств - одного , действующего в-основном в наклонной плоскости дл  удалени  большей части асимметричной деформации рельса 59, а другого, действуюа его следом за первым, в вертикальной плоскости дл  восстановлени  первоначального профил .

Claims (14)

1.Тангенциальна  шлифовальна  машина дл  профильных деталей, преимущественно рельсов, содержаща  раму с колесами, смонтированное на ней по крайней мере одно шлифовальное устройство с поворотным элементом и систему управлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности шлифовани , шлифовальное устройство выполнено в виде смонтированных на поворотном элементе опор дл  креплени  абразивных секторов, св занных с элементами их радиального смещени  на величину износа, и снабжено датчиками контактного типа, закрепленными на поворотном элементе между абразивными секторами на рассто нии предельного износа от оси поворотного элемента и св занными через систему управлени  с элементами радиального смещени .

2.Машина поп.1,отличающа с  тем, что она снабжена установленной на основной раме с возможностью регулировани  положени  по высоте верхней рамой с шарнирно св занными с ней суппортом, несущим приводной элемент с шлифовальным устройством, и роликовым узлом, пред- назначенным дл  контакта с обрабатываемым профилем.

3.Машина по пп.1 и 2. о т л и ч а ю щ а-   с   тем, что роликовый узел выполнен в виде двух продольных брусьев с расположенными между ними роликами с горизонтальной осью с образованием в централь ной зоне пространства дл  размещени  шлифовального устройства.

4.Машина по пп.1 и 2, о т г, и чаю щ.а- 5  с  тем, что рама снабжена поперечными

направл ющими балками, на которых установлена с возможностью перемещени  верхн   рама.Q

5.Машина по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ з- 0   с   тем, что суппорт снабжен роликами с

вертикальной осью и установлен в раме с возможностьюупругого поджатип роликов к боковой поверхности профил .

6 Машина по п.1, о т л и ч а ю щ а   с  

5 тем, что она снабжена смонтированным на основной раме доводочным устройством, выполненным в виде расположенной в поперечной плоскости бесконечной абразип ной ленты, св занной с приводом ее

0 перемещений, и профильной планки, установленной с возможностью упругого поджати  ленты к обрабатываемому профилю.

7.Машина по пп.1 и 4, о.т л и ч а ю щ а-   с   тем, .что она снабжена дополнитель5 ными шлифовальными устройствами, смонтированными на верхней раме,

8.Машина по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ а-   с   тем, что суппорт с шлифовальным устройством установлен с возможностью

0 наклона и расположени  оси последнего под углом к плоскости основной рамы.

9.Машина по п.1, о т л-и чаю щ а   с   тем, что поворотный элемент выполнен в виде полого цилиндрического корпуса с не5 сколькими радиальными направл ющими в егоднедл  размещени  элементов радиального смещени  опор с абразивными секторами .

10.Машина по пп.1 и 9, о т л и ч а ю щ а- 0  с  тем, что элементы радиального смещени  опор выполнены в виде смонтированного ,внутри поворотного элемента концентрично ему диска с зубчатым венцом на наружной поверхности и спиральной ка5 навкой с посто нным .шагом, на обращенном к дну поворотного -элемента торце, в которой размещень; зубь  ползунов, расположенных в радиальных направл ющих поворотного элемента.

0

11. Машина по пп.1, 9. 10, о т л и ч а ю- ща с  тем, что она снабжена вход щими в зацепление с зубчатым венцом диска зуб чатыми колесами с обгонными муфтами и рычагами,установленными с возможностью

5 возвратно-вращательного движени  и св занными с контактными датчиками поср д- ством введенных в машину гидроцилиндр зв и соленоидных .клапанов.

12. Машина по п.1, о т л и ч а ю щ а   - с   тем, что датчики расположены в разных

плоскост х, перпендикул рных к оси вращени  поворотного элемента,

13. Машина по пп.1, 9, 10, о т л и ч a tout а   с   тем, что кажда  опора дл  креплени  абразивного сектора выполнена в виде закрепленной на ползуне пластины и зажима со съемными губками дл  абразивного сектора, установленных с возможностью относительного радиального перемещени  и св занных между собой посредством двух пар серег, имеющих на своих концах отвер0

стие и паз, в которых размещены пальцы, закрепленные соответственно в пластине и зажиме.

14. Машина по п.1, о т л и ч а ю щ а   - с   тем, что она снабжена профилирующим роликом из армированного алмазами материала с профилем, соответствующим обрабатываемому профилю, установленным на суппорте с возможностью контакта с абразивными секторами в зоне, диаметрально противоположной рабочей зоне.

13

10,

гг

Фиг.2

54 58

N 3

Pus.f

It 1012

7-{

Ч «ЖГТ

7

8

м

frЈ

Ofr

ft

ОБ

6Ј 8C

.

в

к; W

«са

со со

Л.

из

.U

а