一種調矯鐵路貨車牆板焊接變形的裝置及調矯方法
2023-04-26 06:17:31 1
一種調矯鐵路貨車牆板焊接變形的裝置及調矯方法
【專利摘要】本發明涉及一種調矯鐵路貨車牆板焊接變形的裝置及調矯方法。包括高頻電磁感應式加熱器及溫控系統、調矯裝置底座及縱向走行機構、調矯裝置橫向移動臺、懸臂壓緊機構及液壓控制系統、工件支撐座及調矯裝置控制臺，因此，本發明具有如下優點：1.可確保工件加熱過程升溫快、受熱均勻、最大程度上避免工件表面的氧化及過氧化；2.可以保證加熱過程的可具監控性和方便調整；3.可保證為工件的調矯提供充足的動力；4.可保證調矯裝置的通用性及調矯效率的提升。
【專利說明】一種調矯鐵路貨車牆板焊接變形的裝置及調矯方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種調矯裝置及其調矯方法，尤其是涉及用於鐵路貨車車體端板及側板的一種調矯鐵路貨車牆板焊接變形的裝置及調矯方法。
【背景技術】
[0003]鐵路貨車車體鋼結構製造過程中，為消除薄板焊接過程中產生的焊接變形，保證其平面度滿足技術要求，鑑於薄板類工件採用常用焊接工藝方法很難有效控制其焊接變形，因此行業多採用調矯的方法消除薄板焊接變形。
[0004]目前國內鐵路貨車生產廠家普遍採用的調矯方法有:強力機械調矯，火焰加熱調矯。
[0005]目前國內鐵路貨車生產廠家普遍採用的調矯方法其缺點有:
1、調矯過程的強力性:因薄板結構類工件焊後普遍存在薄板的焊接變形，且變形面積大，薄板焊後應力無法自身消除，採用強力機械方式進行調矯難於保證工件調矯後的平整，且操作不當易造成板材表面損傷，板材局部塑形變形後平面度依舊難於滿足技術要求，夕卜觀質量較差，操作不當會導致工件內部應力更大，且調矯困難、耗時、隨意性大。。
[0006]2、火焰加熱調矯的受熱不均勻性:採用火焰加熱工件的調矯方式，因其加熱過程難於有效控制工件表面溫度，難於實時檢測工件表面溫度，且加熱過程的隨意性導致工件加熱部位受熱不均，易造成局部位置過熱，因此極易造成火焰加熱調矯後局部變形量增大。
[0007]3、火焰加熱過程易造成工件表面氧化嚴重:由於採用火焰方式加熱，升溫速度慢，工件長時間與火焰接觸，極易造成加熱過程中工件表面氧化嚴重。
[0008]4、火焰加熱效率低。採用火焰方式加熱工件，因系人工操作，因此其加熱效率受人為個體差異性的影響較大，加熱效率較為低下。
【發明內容】
[0009]本發明主要是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種可滿足不同厚度板材的、高效的用於鐵路貨車車體端板及側板焊接變形調矯裝置及其調矯方法。
[0010]本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:
一種調矯鐵路貨車牆板焊接變形的裝置，其特徵在於，包括縱向移動的走行及滑動機構、設置在縱向移動的走行及滑動機構上的調矯裝置底座、設置在調矯裝置底座上的橫向移動的走行及滑動機構、設置在橫向移動的走行及滑動機構上用於給被調矯工件加熱的高頻電磁感應式加熱組件；所述高頻電磁感應式加熱組件通過固定在調矯裝置底座上的液壓動力組件驅動其上下移動；所述調矯裝置底座上位於高頻電磁感應式加熱組件下方還設有電磁感應加熱器壓緊座；所述電磁感應加熱器壓緊座旁設有用於支撐被調矯工件的工件支撐裝置；用於鐵路貨車車體端板及側板焊接變形調矯裝置通過一個實時測控系統來給各個機構和組件供電以及控制各個機構和組件的運轉；
其中，縱向移動的走行及滑動機構包括至少兩條縱向移動軌道；所述調矯裝置底座設置在縱向移動軌道上並通過縱向驅動機構運動其縱嚮往復運動；橫向移動的走行及滑動機構包括橫向移動臺；所述調矯裝置底座上設有橫向移動槽，橫向移動臺設置在橫向移動槽內並通過橫向驅動機構運動其橫向嚮往復運動；
所述高頻電磁感應式加熱組件採用一個電磁感應加熱器，液壓動力組件包括一個固定在橫向移動臺的液壓動力系統，以及一個支柱；壓緊臂的中部鉸接在支柱上，所述壓緊臂的一端與液壓動力系統固定，另一端鉸接電磁感應加熱器。
[0011]一種調矯鐵路貨車牆板焊接變形的裝置及方法，其特徵在於，包括以下步驟:
步驟1，將工件落位於工件支撐裝置上，開啟調矯裝置橫向及縱向移動裝置，將高頻電磁感應加熱其及加熱器壓緊座與工件被調矯部位對正，開啟工件支撐裝置調整機構，調整工件高度，使工件高度與電磁感應加熱器壓緊座高度一致；
步驟2，開啟液壓動力系統，通過壓緊臂利用電磁感應加熱器及加熱器壓座的陶瓷壓板將工件壓緊；
步驟3，開啟電磁加熱器使工件調矯部位均勻受熱，調整加熱溫度及壓緊力，在合理的工作壓力及加熱溫度範圍內對工件進行保持夾緊狀態5分鐘；
步驟4，開啟壓緊臂，觀察工件調矯後的平面度，符合要求後關閉調矯裝置加熱系統及液壓動力系統，將調矯裝置退回至待用位置，待工件調矯部位冷卻後將工件吊離；
步驟5，如觀察工件經調矯後平面度雖有減小但仍未符合技術要求，可通過調整加熱器加熱溫度及調矯壓緊力的方式再次對工件進行調矯處理，直至符合要求為止。
[0012]因此，本發明具有如下優點:1.採用高頻電磁感應加熱的方式對工件進行加熱調矯，可確保工件加熱過程升溫快、受熱均勻、最大程度上避免工件表面的氧化及過氧化；
2.採用熱電偶對工件溫度進行實時檢測可以保證加熱過程的可具監控性和方便調整的特點；3.採用液壓系統為動力的壓緊系統，可保證為工件的調矯提供充足的動力；4.橫縱向可快速定位的走形機構可保證調矯裝置的通用性及調矯效率的提升。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的一種結構示意圖。
[0014]圖2為圖1的右視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。圖中，工件支撐裝置1、縱向移動軌道2、電磁感應加熱器壓緊座3、調矯裝置底座4、電磁感應加熱器5、壓緊臂6、支柱7、橫向移動臺8、液壓動力系統9、整機控制系統10。
[0016]實施例:
以下結合附圖對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。
[0017]本發明用於鐵路貨車車體薄板結構工件焊接變形調矯，裝置結構安全合理、具有通用特點。可以快速適應不同車型的鐵路貨車車體端側牆薄板結構類工件。
[0018]一、首先介紹一下本發明的機械結構。
[0019]本發明包括縱向移動的走行及滑動機構、設置在縱向移動的走行及滑動機構上的調矯裝置底座4、設置在調矯裝置底座4上的橫向移動的走行及滑動機構、設置在橫向移動的走行及滑動機構上用於給被調矯工件加熱的高頻電磁感應式加熱組件；高頻電磁感應式加熱組件通過固定在調矯裝置底座4上的液壓動力組件驅動其上下移動；調矯裝置底座4上位於高頻電磁感應式加熱組件下方還設有電磁感應加熱器5壓緊座3 ；電磁感應加熱器5壓緊座3旁設有用於支撐被調矯工件的工件支撐裝置I ;用於鐵路貨車車體端板及側板焊接變形調矯裝置通過一個實時測控系統來給各個機構和組件供電以及控制各個機構和組件的運轉；
其中，縱向移動的走行及滑動機構包括至少兩條縱向移動軌道2 ;調矯裝置底座4設置在縱向移動軌道2上並通過縱向驅動機構運動其縱嚮往復運動；橫向移動的走行及滑動機構包括橫向移動臺8 ;調矯裝置底座4上設有橫向移動槽，橫向移動臺8設置在橫向移動槽內並通過橫向驅動機構運動其橫向嚮往復運動；
高頻電磁感應式加熱組件採用一個電磁感應加熱器5，液壓動力組件包括一個固定在橫向移動臺8的液壓動力系統9，以及一個支柱7 ;壓緊臂6的中部鉸接在支柱7上，壓緊臂6的一端與液壓動力系統9固定,另一端鉸接電磁感應加熱器5。
[0020]在本實施例中，高頻電磁感應式加熱器，採用高頻電磁感應原理實現對工件的快速均勻加熱，工件與電磁感應線圈間採用陶瓷壓板作為工件壓緊工作面，通過控制輸入功率快速調整加熱溫度，通過陶瓷壓板表面鑲嵌的熱電偶實現對工件加熱溫度的實時檢測，軸向可轉動的加熱器座可實現工件壓緊過程中的自調整，從而滿足不同厚度的工件壓緊調矯。
[0021]調矯裝置底座4及縱向走行機構及調矯裝置橫向移動臺8，可適應長大工件不同位置的快速定位移動，通過快速移動調整裝置及高頻電磁感應加熱器5，從而提升調矯裝置的工作效率。以上所述快速移動定位均採用電機及配套減速器作為驅動力，縱向移動採用軌道方式實現，橫向移動採用蝸輪蝸杆方式實現。
[0022]懸臂壓緊機構及液壓控制系統。利用槓桿原理及液壓系統作為動力實現高頻電磁加熱器與工件的快速壓緊調矯，液壓系統可為調矯裝置提供充足的動力，並能快速調整，提高調矯效率。
[0023]二、工作時，本發明採用高頻電磁感應的方式進行對薄板類工件進行加熱壓緊調矯，加熱效率高，工件受熱均勻，液壓系統為動力的壓緊機構可為調矯提供充足的壓緊動力。
[0024]首先將工件落位於工件支撐裝置I上，開啟調矯裝置橫向及縱向移動裝置，將高頻電磁感應加熱其及加熱器壓緊座與工件被調矯部位對正，開啟工件支撐裝置I調整機構，調整工件高度，使工件高度與電磁感應加熱器5壓緊座3高度一致；
開啟液壓動力系統9，通過壓緊臂6利用電磁感應加熱器5及加熱器壓座的陶瓷壓板將工件壓緊；
開啟電磁加熱器使工件調矯部位均勻受熱，調整加熱溫度及壓緊力，在合理的工作壓力及加熱溫度範圍內對工件進行保持夾緊狀態5分鐘；
開啟壓緊臂6，觀察工件調矯後的平面度，符合要求後關閉調矯裝置加熱系統及液壓動力系統9，將調矯裝置退回至待用位置，待工件調矯部位冷卻後將工件吊離；
如觀察工件經調矯後平面度雖有減小但仍未符合技術要求，可通過調整加熱器加熱溫度及調矯壓緊力的方式再次對工件進行調矯處理，直至符合要求為止。
[0025]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬【技術領域】的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。
[0026]儘管本文較多地使用了工件支撐裝置1、縱向移動軌道2、電磁感應加熱器壓緊座
3、調矯裝置底座4、電磁感應加熱器5、壓緊臂6、支柱7、橫向移動臺8、液壓動力系統9、整機控制系統10等術語，但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。
【權利要求】
1.一種調矯鐵路貨車牆板焊接變形的裝置，其特徵在於，包括縱向移動的走行及滑動機構、設置在縱向移動的走行及滑動機構上的調矯裝置底座、設置在調矯裝置底座上的橫向移動的走行及滑動機構、設置在橫向移動的走行及滑動機構上用於給被調矯工件加熱的高頻電磁感應式加熱組件；所述高頻電磁感應式加熱組件通過固定在調矯裝置底座上的液壓動力組件驅動其上下移動；所述調矯裝置底座上位於高頻電磁感應式加熱組件下方還設有電磁感應加熱器壓緊座；所述電磁感應加熱器壓緊座旁設有用於支撐被調矯工件的工件支撐裝置；用於鐵路貨車車體端板及側板焊接變形調矯裝置通過一個實時測控系統來給各個機構和組件供電以及控制各個機構和組件的運轉； 其中，縱向移動的走行及滑動機構包括至少兩條縱向移動軌道；所述調矯裝置底座設置在縱向移動軌道上並通過縱向驅動機構運動其縱嚮往復運動；橫向移動的走行及滑動機構包括橫向移動臺；所述調矯裝置底座上設有橫向移動槽，橫向移動臺設置在橫向移動槽內並通過橫向驅動機構運動其橫向嚮往復運動； 所述高頻電磁感應式加熱組件採用一個電磁感應加熱器，液壓動力組件包括一個固定在橫向移動臺的液壓動力系統，以及一個支柱；壓緊臂的中部鉸接在支柱上，所述壓緊臂的一端與液壓動力系統固定，另一端鉸接電磁感應加熱器。
2.一種使用權利要求1所述的調矯鐵路貨車牆板焊接變形的裝置的調矯方法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟1，將工件落位於工件支撐裝置上，開啟調矯裝置橫向及縱向移動裝置，將高頻電磁感應加熱其及加熱器壓緊座與工件被調矯部位對正，開啟工件支撐裝置調整機構，調整工件高度，使工件高度與電磁感應加熱器壓緊座高度一致； 步驟2，開啟液壓動力系統，通過壓緊臂利用電磁感應加熱器及加熱器壓座的陶瓷壓板將工件壓緊； 步驟3，開啟電磁加熱器使工件調矯部位均勻受熱，調整加熱溫度及壓緊力，在合理的工作壓力及加熱溫度範圍內對工件進行保持夾緊狀態5分鐘； 步驟4，開啟壓緊臂，觀察工件調矯後的平面度，符合要求後關閉調矯裝置加熱系統及液壓動力系統，將調矯裝置退回至待用位置，待工件調矯部位冷卻後將工件吊離； 步驟5，如觀察工件經調矯後平面度雖有減小但仍未符合技術要求，可通過調整加熱器加熱溫度及調矯壓緊力的方式再次對工件進行調矯處理，直至符合要求為止。
【文檔編號】B21D1/12GK104174707SQ201410358178
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】王海峰, 江銳鋒, 左雲清, 劉軍祥, 陳文興, 郭文亮, 劉華學, 馬世銀, 朱帥, 劉湘桂 申請人:南車長江車輛有限公司