一種鋼軌氣壓焊數控液壓裝置的製作方法

2023-06-05 11:13:56

專利名稱：一種鋼軌氣壓焊數控液壓裝置的製作方法
技術領域：
所屬領域本實用新型涉及一種數控式氣壓焊機的部件，尤其涉及一種鋼軌氣壓焊數控液壓裝置。
背景技術：
由於鋼軌無縫線路施工現場焊接目前主要採用氣壓焊，其特點為頻繁流動作業，焊接機具靠人工搬遷，要求設備輕便、靈活，因此，液壓動力採用超高液壓。而目前無超高液壓的自動控制裝置，氣壓焊均採用手動控制，存在如下問題1、氣壓焊的液壓泵站操作人員必須是經過長時間培訓的熟練工人，培訓花費大；操作時由於現場發電機帶動負載多，油壓必須時刻監控，工人勞動強度大，且控制精度不高。
2、現場焊接工況複雜，油壓的大小控制和轉換需由看火人員與油泵操作人員協調配合，且油壓切換時間由人工計時，焊接接頭受人為因素影響大。
3、現場焊接基本上都要求保壓推凸，以防止鋼軌焊接完成後在高溫時被拉開，而保壓推凸要求推凸閥和頂鍛閥之間的嚴格操作順序，人工很難保證準確的操作順序，焊接接頭時有被拉開的現象。
4、高壓轉低壓的時間，由肉眼觀察焊接接頭的變形量來確定；誤差大，容易影響焊接接頭質量。

發明內容
本實用新型的目的在於解決現在現場氣壓焊所存在的問題，提供一種操作方便、油壓控制精確、焊接控制接頭質量穩定的氣壓焊數控液壓裝置。
本實用新型解決其技術問題，所採用的技術方案為一種鋼軌氣壓焊數控液壓裝置，含有油箱、油路集成塊、高壓泵、溢流閥和調節器，其結構特點是調節器為由控制機構控制的調壓機構及換向機構組成的數控調節器，且控制機構連有傳感器。
與現有技術相比，本實用新型的有益效果是由傳感器檢測出系統壓力、位置信號送入控制機構，經控制機構運算處理後，控制調壓機構對油壓進行精確調節，並控制換向機構對油路方向進行準確的換向操作。取代原手動控制，大大降低操作工人的勞動強度和技術要求；其操作方便，控制準確，從而穩定的提高了焊接接頭質量。
上述的控制機構的組成為位置傳感器與數字控制模塊的接口相連，連接於高壓泵輸出油路的壓力變送器經A/D轉換口與數字控制模塊相連；參數預置和顯示模塊與數字控制模塊的對應接口相連；數字控制模塊的調壓輸出口與調壓電機的驅動電路相連，數字控制模塊的換向輸出口與換向電機的驅動電路相連。
該控制機構的控制原理為參數預置、顯示模塊可以設置焊接過程中各階段的壓力大小，以適應不同鋼軌軌性和不同焊接工況；壓力變送器將高壓泵輸出油路的壓力信號轉換為電壓信號，送入數字控制模塊中，並與設定值進行比較，同時數字控制模塊檢測位置傳感器的信號，並通過一定的控制算法進行運算，輸出信號到調壓電機的驅動電路及換向電機的驅動電路，實現對調壓機構與換向機構的控制。
上述的調壓機構的組成為調壓電機的輸出軸上固定有調壓外齒輪，調壓外齒輪與調壓內齒輪嚙合，調壓內齒輪固定在中心軸上部，且調壓內齒輪外套定位套，定位套固定在調壓安裝支架及調壓電機殼體上；中心軸的下部螺紋固定在調壓安裝支架的中心孔上端，中心軸的中部置於調壓安裝支架的腔內，且中心軸的中部固定套有三個定位環，三個定位環的外緣均設有感應塊，在調壓安裝支架的腔上與三個定位環對應位置設有高壓位、中壓位、零壓位位置傳感器；中心軸下端與調壓安裝支架中心孔內的鋼珠、防溢件、彈簧、錐閥順序相壓，錐閥下錐面壓在主油路連接器的出油孔上；主油路連接器螺紋連接於調壓安裝支架中心孔的下端，調壓安裝支架固定在油箱上。
該調壓機構的工作原理為控制機構控制調壓電機的正、反轉，調壓電機的旋轉通過輸出軸帶動調壓外齒輪及調壓內齒輪正、反向旋轉，調壓內齒輪再帶動中心軸正、反向旋轉。由於中心軸的下部螺紋固定在調壓安裝支架的中心孔上端，故中心軸在正、反向轉動的同時，還將在支架的中心孔內上、下移動。中心軸向下移動時，推動與其下端順序相壓的安裝支架中心孔內的鋼珠、防溢件、彈簧、錐閥相應下移，使錐閥下錐面壓向主油路連接器的出油孔上；相反，中心軸向上移動時，主油路連接器內的高壓液壓油通過其出油孔向錐閥施以向上的壓力，推動中心孔內的錐閥、彈簧、防溢件、鋼珠相應上移，錐閥下錐面遠離主油路連接器的出油孔。如此，錐閥上下移動，錐閥下錐面與主油路連接器的出油孔的間隙大小得以調整，從而實現了主油路壓力的受控調節。
與上述調壓機構相配的控制機構的組成為高壓位、中壓位、零壓位位置傳感器分別與數字控制模塊的對應數字輸入口相連；連接於高壓泵輸出油路的壓力變送器經A/D轉換口與數字控制模塊相連；參數預置和顯示模塊與數字控制模塊的對應接口相連；數字控制模塊的調壓輸出口與調壓電機的驅動電路相連，數字控制模塊的換向輸出口與換向電機的驅動電路相連。
該種控制機構工作原理的特點為壓力變送器將高壓泵輸出油路的壓力信號轉換為電壓信號，送入數字控制模塊中，並與設定值進行比較，同時調壓機構的高壓位、中壓位、零壓位位置傳感器檢測出的信號，也送入數字控制模塊中，通過一定的控制算法進行運算，輸出指令信號到調壓電機驅動電路，驅動調壓電機正、反轉及其轉動幅度，調節錐閥的位置，對壓力進行恆值控制與切換，實現鋼軌氣壓焊的三段壓力控制。
上述的換向機構的組成為換向電機固定在高壓換向閥的閥體上，換向電機的輸出軸上固定有換向外齒輪，換向外齒輪與換向內齒輪嚙合，在換向內齒輪外緣設有三個感應塊，換向內齒輪置於齒輪腔內，在齒輪腔上與三個感應塊對應位置設有退缸、保持、進缸位置傳感器，齒輪腔與高壓換向閥的閥體固定連接，齒輪腔同時經軸承與高壓換向閥的閥芯組件相連，換向內齒輪通過鍵與高壓換向閥的閥芯組件連接，閥芯組件與閥芯座之間嵌有連接軸，連接軸外套有換向彈簧，閥芯組件內的四個油道通過四根液壓管件與閥芯座的四個油道相連，閥芯座壓在高壓換向閥的閥座組件上；閥座組件上部固定在閥體上、下部固定在液壓集成塊上。
該換向機構的工作原理為控制機構控制固定在高壓換向閥的閥體上的換向電機正、反轉，並通過輸出軸、換向外齒輪、換向內齒輪帶動閥芯組件及閥芯座正、反轉，實現閥芯座與閥座組件的相對轉動，使閥芯座的四個油道與閥座組件的四個油道產生不同的連通組合，實現油路流動方向的切換。當控制機構發出頂鍛缸或推凸缸進缸指令時，換向外齒輪正轉，至進缸位置傳感器檢測到換向外齒輪上的感應塊時，換向電機停止轉動，此時壓接機上的頂鍛缸或推凸缸處於進缸狀態，實現頂鍛或推凸功能。當控制機構發出頂鍛缸或推凸缸退缸指令時，換向外齒輪反轉至退缸位置傳感器檢測到換向外齒輪上的感應塊時，換向電機停止轉動，此時頂鍛缸或推凸缸處於退缸狀態，實現頂鍛缸鬆開或推凸缸退缸功能。當控制機構發出保持指令時，換向外齒輪自動向一個方向轉動，至保持位置傳感器檢測到換向外齒輪上的感應塊時，換向電機停止轉動，此時頂鍛缸或推凸缸處於保持狀態(既不進缸，也不退缸)。
與上述換向機構相配的控制機構的組成為進缸、保持、退缸位置傳感器分別與數字控制模塊的對應數字輸入口相連；連接於高壓泵輸出油路的壓力變送器經A/D轉換口與數字控制模塊相連；參數預置和顯示模塊與數字控制模塊的對應接口相連；數字控制模塊的調壓輸出口與調壓電機的驅動電路相連，數字控制模塊的換向輸出口與換向電機的驅動電路相連。
與上述換向機構相配的控制機構特有的工作原理為退缸、保持、進缸位置傳感器檢測到的信號，送入數字控制模塊，數字控制模塊據以確定換向機構的狀態，並和預設的動作進行邏輯運算，輸出進缸或保持或退缸指令信號到換向電機驅動電路驅動換向電機正、反轉，並根據退缸、保持、進缸位置傳感器檢測到的信號實時確定換向機構是否到達退缸、保持、進缸位置，到位時換向電機停轉，從而實現退缸、保持、進缸功能。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的描述。


圖1是本實用新型實施例的控制原理示意圖。
圖2是本實用新型實施例調壓機構的結構示意圖。
圖3是本實用新型實施例換向機構的結構意圖。
具體實施方式
實施例本實用新型的一種具體實施方式
為一種鋼軌氣壓焊數控液壓裝置，含有油箱、油路集成塊、高壓泵、溢流閥和調節器。其調節器為由控制機構控制的調壓機構及換向機構組成的數控調節器，且控制機構連有傳感器。
圖1示出，本實施例的控制機構組成為位置傳感器52與數字控制模塊48的接口相連，連接於高壓泵輸出油路的壓力變送器10經A/D轉換口53與數字控制模塊48相連；參數預置和顯示模塊49與數字控制模塊48的對應接口相連；數字控制模塊48的調壓輸出口與調壓電機3的驅動電路50相連，數字控制模塊48的換向輸出口與換向電機30的驅動電路51相連。
圖2示出，本實施例的調壓機構的組成為調壓電機3的輸出軸3a上固定有調壓外齒輪16，調壓外齒輪16與調壓內齒輪18嚙合，調壓內齒輪18固定在中心軸29上部，且調壓內齒輪18外套定位套17，定位套17固定在調壓安裝支架2及調壓電機3殼體上；中心軸29的下部螺紋固定在調壓安裝支架2的中心孔上端，中心軸29的中部置於調壓安裝支架2的腔內，且中心軸29的中部固定套有三個定位環19，三個定位環19的外緣均設有感應塊20，在調壓安裝支架2的腔上與三個定位環19對應位置設有三個傳感器52，分別是高壓位、中壓位、零壓位位置傳感器52a、52b、52c。中心軸29下端與調壓安裝支架2中心孔內的鋼珠21、防溢件22、彈簧23、錐閥24順序相壓，錐閥24下錐面壓在主油路連接器25的出油孔上；主油路連接器25螺紋連接於調壓安裝支架2中心孔的下端，調壓安裝支架2固定在油箱上。
本實施例的調壓機構的高壓位、中壓位、零壓位位置傳感器52a、52b、52c分別與控制機構中的數字控制模塊48的對應數字輸入口相連。它能高壓位、中壓位、零壓位位置傳感器52a、52b、52c檢測出的信號，送入數字控制模塊48，連同與壓力變送器10轉換送入數字控制模塊48的信號，一起通過一定的控制算法進行運算，輸出指令信號到調壓電機3驅動電路50，驅動調壓電機3正、反轉及其轉動幅度。
圖3示出，本實施例的換向機構的組成為換向電機30固定在高壓換向閥的閥體35上，換向電機30的輸出軸30a上固定有換向外齒輪31，換向外齒輪31與換向內齒輪32嚙合，在換向內齒輪32外緣設有三個感應塊46，換向內齒輪32置於齒輪腔33內，在齒輪腔33上與三個感應塊46對應位置設有三個位置傳感器52，分別是退缸、保持、進缸位置傳感器52d、52e、52f。齒輪腔33與高壓換向閥的閥體35固定連接，齒輪腔33同時經軸承42與高壓換向閥的閥芯組件34相連，換向內齒輪32通過鍵30b與高壓換向閥的閥芯組件34連接，閥芯組件34與閥芯座47之間嵌有連接軸39，連接軸39外套有換向彈簧40，閥芯組件34內的四個油道通過四根液壓管件41與閥芯座47的四個油道相連，閥芯座47壓在高壓換向閥的閥座組件36上；閥座組件36上部固定在閥體35上，下部固定在液壓集成塊37上。
本例的換向機構的位置傳感器52d、52e、52f，分別與控制機構的數字控制模塊48的對應數字輸入口相連。以將檢測出的退缸、保持、進缸位置信號，送入數字控制模塊48，連同與壓力變送器10轉換送入數字控制模塊48的信號，一起通過一定的控制算法進行運算，輸出指令信號驅動換向電機30進行受控轉動，實現退缸、保持、進缸功能。
將本實用新型的換向機構與推凸缸相連，可以實現氣壓焊中推凸缸的換向控制；將換向機構與頂鍛缸相連，則可以實現氣壓焊中頂鍛缸的換向控制；一套控制機構控制兩套換向機構，則可以同時對推凸缸、頂鍛缸的進行換向控制，實現推凸缸和頂鍛缸的進缸、退缸功能。
權利要求1.一種鋼軌氣壓焊數控液壓裝置，含有油箱、油路集成塊、高壓泵、溢流閥和調節器，其特徵在於，所述的調節器為由控制機構控制的調壓機構及換向機構組成的數控調節器，且控制機構連有傳感器。
2.根據權利要求1所述的一種鋼軌氣壓焊數控液壓裝置，其特徵在於所述的控制機構的組成為位置傳感器(52)與數字控制模塊(48)的接口相連，連接於高壓泵輸出油路的壓力變送器(10)經A/D轉換口(53)與數字控制模塊(48)相連；參數預置和顯示模塊(49)與數字控制模塊(48)的對應接口相連；數字控制模塊(48)的調壓輸出口與調壓電機(3)的驅動電路(50)相連，數字控制模塊(48)的換向輸出口與換向電機(30)的驅動電路(51)相連。
3.根據權利要求1所述的一種鋼軌氣壓焊數控液壓裝置；其特徵在於所述的調壓機構的組成為調壓電機(3)的輸出軸(3a)上固定有調壓外齒輪(16)，調壓外齒輪(16)與調壓內齒輪(18)嚙合，調壓內齒輪(18)固定在中心軸(29)上部，且調壓內齒輪(18)外套定位套(17)，定位套(17)固定在調壓安裝支架(2)及調壓電機(3)殼體上；中心軸(29)的下部螺紋固定在調壓安裝支架(2)的中心孔上端，中心軸(29)的中部置於調壓安裝支架(2)的腔內，且中心軸(29)的中部固定套有三個定位環(19)，三個定位環(19)的外緣均設有感應塊(20)，在調壓安裝支架(2)的腔上與三個定位環(19)對應位置設有高壓位、中壓位、零壓位位置傳感器(52a、52b、52c)；中心軸(29)下端與調壓安裝支架(2)中心孔內的鋼珠(21)、防溢件(22)、彈簧(23)、錐閥(24)順序相壓，錐閥(24)下錐面壓在主油路連接器(25)的出油孔上；主油路連接器(25)螺紋連接於調壓安裝支架(2)中心孔的下端，調壓安裝支架(2)固定在油箱上。
4.根據權利要求3所述的一種鋼軌氣壓焊數控液壓裝置，其特徵在於所述的控制機構的組成為高壓位、中壓位、零壓位位置傳感器(52a、52b、52c)分別與數字控制模塊(48)的對應數字輸入口相連；連接於高壓泵輸出油路的壓力變送器(10)經A/D轉換口(53)與數字控制模塊(48)相連；參數預置和顯示模塊(49)與數字控制模塊(48)的對應接口相連；數字控制模塊(48)的調壓輸出口與調壓電機(3)的驅動電路相連，數字控制模塊(48)的換向輸出口與換向電機(30)的驅動電路(51)相連。
5.根據權利要求1所述的一種鋼軌氣壓焊數控液壓裝置；其特徵在於所述的換向機構的組成為換向電機(30)固定在高壓換向閥的閥體(35)上，換向電機(30)的輸出軸(30a)上固定有換向外齒輪(31)，換向外齒輪(31)與換向內齒輪(32)嚙合，在換向內齒輪(32)外緣設有三個感應塊(46)，換向內齒輪(32)置於齒輪腔(33)內，在齒輪腔(33)上與三個感應塊(46)對應位置設有退缸、保持、進缸位置傳感器(52d、52e、52f)，齒輪腔(33)與高壓換向閥的閥體(35)固定連接，齒輪腔(33)同時經軸承(42)與高壓換向閥的閥芯組件(34)相連，換向內齒輪(32)通過鍵(30b)與高壓換向閥的閥芯組件(34)連接，閥芯組件(34)與閥芯座(47)之間嵌有連接軸(39)，連接軸(39)外套有換向彈簧(40)，閥芯組件(34)內的四個油道通過四根液壓管件(41)與閥芯座(47)的四個油道相連，閥芯座(47)壓在高壓換向閥的閥座組件(36)上；閥座組件(36)上部固定在閥體(35)上，下部固定在液壓集成塊(37)上。
6.根據權利要求5所述的一種鋼軌氣壓焊數控液壓裝置，其特徵在於所述的控制機構的組成為退缸、保持、進缸位置傳感器(52d、52e、52f)分別與數字控制模塊(48)的對應數字輸入口相連；連接於高壓泵輸出油路的壓力變送器(10)經A/D轉換口(53)與數字控制模塊(48)相連；參數預置和顯示模塊(49)與數字控制模塊(48)的對應接口相連；數字控制模塊(48)的調壓輸出口與調壓電機(3)的驅動電路相連，數字控制模塊(48)的換向輸出口與換向電機(30)的驅動電路(51)相連。
專利摘要本實用新型公開了一種鋼軌氣壓焊數控液壓裝置，其調節器為由控制機構、控制調壓機構及換向機構組成的數控調節器，且控制機構連有傳感器。它能大大降低操作工人的勞動強度和技術要求，操作方便、油壓控制精確、焊接控制接頭質量穩定。
文檔編號B23K5/22GK2860705SQ20052003568
公開日2007年1月24日 申請日期2005年10月5日 優先權日2005年10月5日
發明者譚克利, 呂其兵, 戴虹, 駱德陽 申請人:西南交通大學