RU2137875C1

RU2137875C1 - Automated device for chamfering

Info

Publication number: RU2137875C1
Application number: RU98110556A
Authority: RU
Inventors: В.В. Бирюлин; С.В. Левинзон; И.М. Пиковский; А.В. Пронченко; В.И. Самойлов; В.К. Синявский
Original assignee: ОАО "Калужский завод транспортного машиностроения"
Priority date: 1998-06-02
Filing date: 1998-06-02
Publication date: 1999-09-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: device is intended for chamfering track rails in repair and maintenance of railway facilities. Device has gripping unit for fixing on rail, chamfering unit, adjusting unit in the form of bar and spring, attachment and detachment unit, power drive unit, centering and countersinking units with cutting strips. Power drive unit is made in the form of electric motor, engaging handle, and gear reducer. Gripping unit is made in the form of bracket which is connected with clamp. Chamfering unit is represented by spindle having spiral grooves. Direction of spiral grooves coincides with direction of spindle rotation. Seated in grooves are two balls for transmitting rotation to countersinking tool. Centering unit is made in the form of cone which is intended for introduction into rail hole and for fixing of spindle end. Attachment and detachment unit includes handle which is connected with gripping unit. Spring is installed in adjusting unit between nut and countersinking tool. Aforesaid embodiment of chamfering device has cutting strips of longer service life. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области технологических процессов в машиностроении и может быть использовано в транспортном машиностроении, в частности в путевых железнодорожных инструментах. The invention relates to the field of technological processes in mechanical engineering and can be used in transport engineering, in particular in railway railway tools.

Известно устройство для снятия фасок [1], содержащее корпус, в котором расположен режущий инструмент, выполненный в виде полого цилиндра с режущими элементами, имеющими возможность радиального перемещения, при чем на каждом режущем элементе выполнены опорная ступень и коническая поверхность, а в полости цилиндра размещен подпружиненный шток с выполненным на нем цилиндрическим пояском, имеющим возможность взаимодействия с опорными ступенями, инструмент снабжен двумя втулками, одна из которых закреплена на корпусе и предназначена для взаимодействия с обрабатываемой деталью, а вторая закреплена на штоке и имеет возможность взаимодействия посредством выполненной на втулке конической поверхности режущих элементов. A device for chamfering [1] is known, comprising a housing in which a cutting tool is arranged, made in the form of a hollow cylinder with cutting elements capable of radial movement, wherein a supporting step and a conical surface are made on each cutting element, and is placed in the cylinder cavity a spring-loaded stem with a cylindrical belt made on it, which has the ability to interact with the supporting steps, the tool is equipped with two bushings, one of which is mounted on the housing and is designed to from interaction with the workpiece, and the second fixed on the rod and is able to interact through a sleeve formed on the conical surface of the cutting elements.

Недостатком устройства [1] является кинематическая сложность, наличие значительного числа деталей, требующих высокой точности обработки, невозможность непосредственного присоединения к рельсу. The disadvantage of the device [1] is the kinematic complexity, the presence of a significant number of parts requiring high precision machining, the inability to directly connect to the rail.

Известно также [2] устройство для снятия фасок в болтовых отверстиях железнодорожных рельсов. Оно имеет вид захвата, надеваемого на рельс поверх его головки. В просверленное болтовое отверстие с обеих сторон рельса вставляется две фрезы и поворотом рукоятки снимаются фаски. Устройство содержит узел захвата, надеваемый на рельс, узел снятия фасок, содержащий две фрезы и рукоятку, и узел закрепления и открепления, выполненный в виде рычагов, взаимодействующих с узлом захвата. It is also known [2] a device for chamfering in the bolt holes of railway rails. It has the form of a grip worn on a rail over its head. Two cutters are inserted into the drilled bolt hole on both sides of the rail and the chamfers are removed by turning the handle. The device comprises a gripping unit to be worn on a rail, a chamfering unit containing two cutters and a handle, and a fastening and detaching unit made in the form of levers interacting with the gripping unit.

Недостатком этого устройства является отсутствие жесткого замыкания конструкции на рельс, отсутствие ограничения величины снимаемой фаски, наличие специальных фрез, отсутствие возможности варьирования величиной подачи, отсутствие возможности регулирования усилия прижатия фрез, отсутствие узла настройки устройства на различные типы рельсов, низкая производительность труда, связанная с ручным управлением. The disadvantage of this device is the lack of a hard circuit of the structure on the rail, the absence of restrictions on the size of the chamfer being removed, the presence of special milling cutters, the lack of the ability to vary the feed rate, the lack of the ability to control the pressing force of the milling cutters, the absence of a device setting unit for various types of rails, low labor productivity associated with manual management.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для снятия фасок с двух сторон в отверстиях рельсов [3], содержащее узел захвата, надеваемый на рельс, узел снятия фаски и узел закрепления и открепления, при чем узел захвата выполнен в виде кронштейна с откидной планкой, соединяющегося через два разноплечих рычага с двумя ручками, передающими через храповые колеса и две оправки винтовое движение двум зенковкам, ограничителей величины фаски, кинематически связанных с зенковками и образующими узел снятия фаски, узел закрепления и открепления выполнен в виде винта и гайки, жестко соединенных с оправками и получающих вращение от двух маховиков. Closest to the proposed device is a device for chamfering from two sides in the holes of the rails [3], containing a gripping unit worn on the rail, a chamfering unit and a fixing and unfastening unit, wherein the gripping unit is made in the form of a bracket with a hinged bar connecting through two different levers with two handles transmitting through the ratchet wheels and two mandrels screw movement to two countersinks, chamfer limiters kinematically connected with countersinks and forming a chamfering unit, the fixing unit niya and detachment is made in the form of a screw and nut, rigidly connected to the mandrels and receiving rotation from two flywheels.

Недостатком этого устройства, принятого за прототип, является низкая производительность, т. к. оно является ручным, кроме того, возможно преждевременное выкрашивание режущих пластин зенковок из-за превышения сил резания. The disadvantage of this device, adopted as a prototype, is low productivity, because it is manual, in addition, it is possible to prematurely chamfer the countersink cutting plates due to excess cutting forces.

Целью изобретения является увеличение производительности путем обеспечения устройства механизированным приводом и увеличение долговечности режущих пластин путем автоматизации регулировки усилия прижатия зенковки к рельсу. The aim of the invention is to increase productivity by providing a device with a mechanized drive and increase the durability of the cutting inserts by automating the adjustment of the effort of pressing the countersink against the rail.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем узел захвата, надеваемый на рельс, узел снятия фаски, узел регулирования и узел закрепления и открепления, узел захвата выполнен в виде кронштейна и соединенного с ним прижима; узел снятия фаски выполнен в виде шпинделя с винтовыми канавками, по направлению совпадающими с направлением вращения шпинделя, в которые входят два шарика, передающие вращательный момент на зенковку с режущими пластинами, снимающими фаску, узел регулирования выполнен в виде гайки и пружины, установленной между гайкой и зенковкой, узел закрепления выполнен в виде рукоятки, соединенной с узлом захвата, введенный узел центрирования выполнен в виде конуса, входящего в отверстие рельса с возможностью фиксирования конца шпинделя, а введенный узел механизированного привода выполнен в виде электродвигателя, рукоятки включения и зубчатого редуктора. This goal is achieved by the fact that in the device containing the gripping unit, worn on the rail, the chamfering unit, the control unit and the fixing and unfastening unit, the gripping unit is made in the form of a bracket and a clamp connected to it; the chamfering unit is made in the form of a spindle with helical grooves in the direction coinciding with the direction of rotation of the spindle, which includes two balls transmitting torque to the countersink with chamfering inserts, the control unit is made in the form of a nut and a spring installed between the nut and countersink, the fixing unit is made in the form of a handle connected to the gripping unit, the introduced centering unit is made in the form of a cone entering the rail hole with the possibility of fixing the end of the spindle, and motorized drive unit is designed as an electric motor, turn the handle and gear reducer.

На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит рукоятку 1, шарнирно соединенную как с прижимом 2, снабженным упорным винтом 3, так и с кронштейном 4, несущим с одной стороны упор-ограничитель 5, а с другой - электродвигатель 6 с рукояткой включения 7. На валу электродвигателя нарезана шестерня 8, сцепляющаяся с зубчатыми колесами 9, 10, 11, которые образуют зубчатый редуктор, соединяющий электродвигатель со шпинделем 12, имеющим винтовые канавки с шариками 13, и несущим гайку 14, пружину 15 и зенковку 16 с режущими пластинами 17. Конец 18 шпинделя 12 фиксируется в отверстии конуса 19. The drawing shows the proposed device. The device comprises a handle 1, pivotally connected with both the clamp 2, equipped with a stop screw 3, and with an arm 4, bearing on one side the stop-limiter 5, and on the other hand, an electric motor 6 with a shift handle 7. Gear 8 is cut on the motor shaft, mating with gears 9, 10, 11, which form a gear reducer connecting the electric motor to the spindle 12, having helical grooves with balls 13, and bearing nut 14, spring 15 and countersink 16 with cutting plates 17. The end 18 of spindle 12 is fixed in the hole cone 19.

Устройство работает следующим образом. Перед началом устанавливается необходимая величина снимаемой фаски путем вращения (перемещения) упора-ограничителя 5 относительно кронштейна 4. При открытом захвате устройство надевается на рельс так, чтобы зенковка 16 вошла в отверстие рельса. Опускается рукоятка 1 до упора в винт 3, поворачивается прижим 2, конус 19 входит в отверстие рельса и центрирует конец 18 шпинделя 12, который перемещается к рельсу, сжимая пружину 15 пока упор-ограничитель 5 не упрется в шейку рельса. При повороте рукоятки 7 включается электродвигатель 6, вращение вал-шестерни 8 электродвигателя через зубчатые колеса 9, 10, 11 передается на шпиндель 12. Имеющиеся на шпинделе 12 винтовые канавки, в которые входят два шарика 13, передают вращение на зенковку 16. Упомянутая зенковка с режущими пластинами 17 снимает фаску. The device operates as follows. Before starting, the required value of the chamfer to be removed is established by rotating (moving) the stop-limiter 5 relative to the bracket 4. With an open grip, the device is put on the rail so that the countersink 16 fits into the hole of the rail. The handle 1 is lowered completely into the screw 3, the clamp 2 is turned, the cone 19 enters the hole of the rail and centers the end 18 of the spindle 12, which moves to the rail, compressing the spring 15 until the stop-stop 5 rests against the rail neck. When the handle 7 is turned, the electric motor 6 is turned on, the rotation of the gear-shaft 8 of the electric motor through the gears 9, 10, 11 is transmitted to the spindle 12. The screw grooves on the spindle 12, which include two balls 13, transmit the rotation to the countersink 16. The mentioned countersink with cutting plates 17 removes the chamfer.

При превышения сил резания на винтовых канавках шпинделя 12 возрастает осевая сила, которая с помощью шариков 13 передает ее на зенковку 16 и отводит от рельса, тем самым уменьшая силу прижатия зенковки к рельсу и снижая силы резания. Предварительно силу прижатия зенковки к рельсу устанавливают с помощью гайки 14, сжимающей пружину 15. When the cutting forces are exceeded on the helical grooves of the spindle 12, the axial force increases, which with the help of balls 13 transfers it to the countersink 16 and diverts it from the rail, thereby reducing the pressing force of the countersink against the rail and reducing the cutting forces. Previously, the force of pressing the countersink to the rail is set using the nut 14, compressing the spring 15.

Предлагаемое устройство обрабатывает различные типы рельсов (например, отечественные Р50, Р65, Р75). Осуществлено практически. Авторами изготовлен и испытан опытный образец со следующими техническими данными: размер снимаемых фасок 1,5 - 2,5х45^o, время снятия фаски - не более 8 с (при работе с ручным аналогом оно составляет около 1 мин. При этом требуются определенные физические усилия, зависящие от работника, температуры окружающей среды и др.), номинальная частота вращения зенковки 120 мин^-1, род тока - трехфазный переменный, напряжение и частота сети 220 В, 50 Гц, номинальная мощность электродвигателя 0,4 кВт, габаритные размеры (длина х ширина х высота) 540х210х310 мм.The proposed device processes various types of rails (for example, domestic P50, P65, P75). It is carried out practically. The authors made and tested a prototype with the following technical data: the size of the bevels being removed is 1.5 - 2.5x45 ^o , the time of chamfering is no more than 8 s (when working with a manual analog, it is about 1 min. In this case, certain physical efforts are required, depending on the worker, ambient temperature, etc.), rated countersink rotation frequency 120 min ^-1 , current type - three-phase alternating current, mains voltage and frequency 220 V, 50 Hz, rated electric motor power 0.4 kW, overall dimensions (length x width x height) 540x210x310 mm.

Испытания на нетермоупрочненных и закаленных рельсах показали, что автоматизированное снятие фасок повышает предел выносливости рельсов по отверстиям в среднем на 7-10% и эффективность обработки фасок предложенным устройством при испытании на циклический изгиб методом Локати (всего 5 млн. 272 тыс. циклов) соответствует эффективности их обработки с помощью специальных станков. Tests on non-heat-strengthened and hardened rails showed that automated chamfering increases the endurance limit of rails in holes by an average of 7-10% and the efficiency of chamfering with the proposed device when tested for cyclic bending by the Lokati method (total 5 million 272 thousand cycles) corresponds to the efficiency their processing using special machines.

Таким образом, предложенное устройство обладает характеристиками, значительно превышающими прототип по производительности и обеспечивает качественное снятие фаски, эквивалентное специальному оборудованию. Thus, the proposed device has characteristics significantly exceeding the prototype in terms of productivity and provides high-quality chamfering equivalent to special equipment.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. А. с. СССР N 1690961, МКИ В 23 В 29/034. Устройство для снятия фасок /М.Н. Фролов, Е.Ф.Черненко. Опубл. Бюл., 1991, N 42.SOURCES OF INFORMATION
1. A. p. USSR N 1690961, MKI V 23 V 29/034. Device for chamfering / M.N. Frolov, E.F. Chernenko. Publ. Bull., 1991, N 42.

2. Японское оборудование для работы с рельсами. Путь и путевое хозяйство. - М.: Транспорт, 1988, - С.46, рис. 6. 2. Japanese equipment for working with rails. Way and track facilities. - M.: Transport, 1988, - P. 46, Fig. 6.

3. Патент РФ по заявке N 97100593/02 от 23.01.97 г., МКИ В 23 В 45/08. Устройство для снятия фасок с двух сторон в отверстиях рельсов /В.В. Бирюлин и др. Решение о выдаче патента от 29 июля 1997 г. 3. RF patent on application N 97100593/02 of 01/23/97, MKI V 23 V 45/08. A device for chamfering from two sides in the holes of the rails / B.V. Biryulin et al. Decision to grant a patent of July 29, 1997

Claims

An automated device for chamfering in the holes of the rails, comprising a gripping unit for putting on the rail, a chamfering unit, a countersink, a control unit in the form of a nut and a spring, and a fixing and detaching unit, characterized in that it is equipped with a mechanized drive unit in the form of an electric motor, a handle switching on both the gear reducer and the centering unit in the form of a cone designed to enter the rail hole, while the gripping unit is made in the form of a bracket connected to the clamp, the chamfering unit is made with spindle with helical grooves coinciding in direction with the direction of rotation of the spindle, in which two balls are placed for transmitting torque to the countersink made with cutting inserts intended for chamfering, the fastening and detaching unit is made in the form of a handle connected to the gripping unit, with this spring in the control unit is installed between the nut and the countersink, and said cone has the ability to fix the end of the spindle.