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1、(10)申请公布号 CN 103894675 A (43)申请公布日 2014.07.02 CN 103894675 A (21)申请号 201410159051.9 (22)申请日 2014.04.19 B23D 55/04(2006.01) B23D 55/06(2006.01) (71)申请人 吉林大学 地址 130012 吉林省长春市前进大街 2699 号 (72)发明人 马品奎 宋玉泉 (74)专利代理机构 长春吉大专利代理有限责任 公司 22201 代理人 朱世林 王寿珍 (54) 发明名称 铁路无缝钢轨垂向单斜焊接面的锯切装置 (57) 摘要 本发明涉及一种铁路无缝钢轨垂向单斜焊。
2、接 面的锯切装置。 该装置以带锯条为切削刀具， 由钢 轨压紧结构和垂向单斜截面锯切部分组成。钢轨 压紧结构由液压系统驱动， 对两根钢轨的被锯切 端实施定位和夹紧， 确保锯切角度准确稳定 ； 垂 向单斜截面锯切部分采用滑车立式结构， 可同时 对两根钢轨实施垂向单斜角度截面锯切 ； 控制系 统控制压紧和锯切过程顺利实施。该装置可一次 锯切加工出需要对焊在一起的两个垂向单斜焊接 截面， 具有锯切效率高、 角度精确， 刚度好、 工作稳 定， 带锯条寿命高， 锯切断面质量好等优点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发。
3、明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图7页 (10)申请公布号 CN 103894675 A CN 103894675 A 1/2 页 2 1. 一种铁路无缝钢轨垂向单斜焊接面的锯切装置， 由钢轨压紧结构和垂向单斜截面锯 切部分组成， 其特征在于 ： 所述钢轨压紧结构对钢轨 （1） 和钢轨 （6） 的被锯端进行定位和夹紧， 保证锯切的 角度准确稳定， 钢轨压紧结构中的钢轨的夹紧机构 （2、 3） 对钢轨实施夹紧和定位， 定位 标尺 （4） 为钢轨 （1） 定位时的检测标尺， 钢轨夹紧机构 （7、 8） 对钢轨 （6） 实施夹紧和 定位， 定位标尺 （9） 为钢轨 （6） 定位时的检测标尺。
4、 ； 所述垂向单斜截面锯切部分 （5） 采用 滑车立式结构， 对两根钢轨轨条实施垂向单斜角度截面的锯切 ； 所述钢轨的夹紧机构 （2、 3） 和钢轨的夹紧机构 （7、 8） 的结构与功能相同， 由夹紧 机构、 垂直方向定位机构和水平面内定位机构组成 ； 所述垂向单斜截面锯切部分 （5） 由锯架 （28） 及主传动系统、 锯切进给系统、 带锯条导 向机构和角度调整机构组成。 2. 如权利要求 1 所述的一种铁路无缝钢轨垂向单斜焊接面的锯切装置， 其特征在于 ： 所述夹紧机构由钳口 （10） 、 左、 右两侧压杆 （12、 13） 和夹紧液压缸 （17） 组成， 左、 右两 侧的压杆 （12、 1。
5、3） 分别通过轴承 （11、 15） 安装在钳口 （10） 上， 两个压杆 （12、 13） 的一端分 别与夹紧液压缸 （17） 的活塞杆顶端和缸体尾端铰接， 液压缸进给或回程时可带动两个压杆 分别绕轴承 （11、 15） 旋转， 由两根压杆的另一端实现对钢轨 （1） 的夹紧和松开。 3. 如权利要求 1 所述的一种铁路无缝钢轨垂向单斜焊接面的锯切装置， 其特征在于 ： 所述垂直方向定位机构由固定座 （16） 、 垂直移动楔形块 （19） 、 水平移动楔形块 （20） 和 垂直方向定位调节螺杆 （21） 组成， 水平移动楔形块 （20） 和垂直移动楔形块 （19） 的上、 下斜 面配合安装， 。
6、安装在固定座 （16） 内， 垂直移动楔形块 （19） 支撑钢轨轨底， 水平移动楔形块 （20） 和垂直方向定位调节螺杆 （21） 之间螺纹连接， 旋转垂直方向定位调节螺杆 （21） ， 水平 移动楔形块 （20） 沿水平方向移动， 带动竖直移动楔形块 （19） 沿竖直方向移动， 实现钢轨在 垂直方向定位。 4. 如权利要求 1 所述的一种铁路无缝钢轨垂向单斜焊接面的锯切装置， 其特征在于 ： 所述水平面内定位机构由水平定位支座 （18） 、 水平定位楔形导轨 （23、 24） 和水平定位 调节螺杆 （26） 组成， 水平定位支座 （18） 通过四组螺栓 （27） 安装在床身上， 水平定位楔形。
7、导 轨 （23、 24） 安装在水平定位支座 （18） 内组成燕尾槽， 钳口 （10） 的底部为燕尾结构， 安装在 定位楔形导轨 （23、 24） 组成的燕尾槽内， 四组水平间隙调整螺栓 （25） 和四组垂直间隙调整 螺栓 （22） 用于调整楔形导轨 （23、 24） 与钳口 （10） 底部燕尾之间的间隙， 钳口 （10） 与水平 定位调节螺杆 （26） 间螺纹连接， 旋转水平定位调节螺杆 （26） 可带动钳口 （10） 和夹紧机构 滑动， 从而实现水平面内定位。 5. 如权利要求 1 所述的一种铁路无缝钢轨垂向单斜焊接面的锯切装置， 其特征在于 ： 所述主传动系统由安装在锯架 （28） 顶端。
8、的被动锯轮 （29） 和带锯条张紧机构 （30） 、 安 装在锯架 （28） 底端的主动锯轮 （32） 、 涡轮减速器 （33） 和主电机 （37） 组成， 被动锯轮 （29） 的轴安装在调整张紧机构 （30） 的张紧滑块 （67） 上， 主动锯轮 （32） 的轴与涡轮减速器 （33） 输出轴连接， 带锯条 （31） 安装在被动锯轮 （29） 和主动锯轮 （32） 上， 调整带锯条张紧机构 （30） 可使带锯条张紧， 张紧后的带锯条 （31） 前、 后刃口平行， 由主电机 （37） 驱动， 经主动带 轮 （36） 、 皮带 （35） 和从动带轮 （34） 传动， 以及涡轮减速器 （33） 减速。
9、后， 带动主动锯轮 （32） 旋转， 从而带动张紧后的带锯条 （31） 回转， 形成回转切削运动， 回转速度的调节采用变频调 权 利 要 求 书 CN 103894675 A 2 2/2 页 3 速。 6. 如权利要求 1 所述的一种铁路无缝钢轨垂向单斜焊接面的锯切装置， 其特征在于 ： 所述锯切进给系统是将锯架 （28） 通过前、 后铰链 （38、 39） 安装在移动工作台 （41） 上， 移动工作台 （41） 与进给液压缸 （48） 的柱塞杆连接， 进给液压缸 （48） 驱动移动工作台 （41） 和锯架沿直线导轨 （44、 45） 移动， 形成切削进给运动， 进给调速通过控制液压系统的调速。
10、阀 实现无级调速。 7. 如权利要求 1 所述的一种铁路无缝钢轨垂向单斜焊接面的锯切装置， 其特征在于 ： 所述带锯条导向机构由上、 下导向臂 （52、 50） 、 导向导轨 （54）等组成， 上、 下导向臂 （52、 50） 由上、 下锁紧手轮 （53、 51） 锁紧在导向导轨 （54） 上， 导向臂 （52、 50） 的头部为凹形 槽结构， 带锯条 （31） 在凹槽内由顶部导向块 （72） 和前、 后导向块 （75、 74） 夹持， 调节导向调 节螺丝 （70） 使带锯条上前后锯切部位刃口平行， 且垂直于钢轨纵向轴线， 调节带锯条夹紧 力调节螺栓 （71） 调节对带锯条的夹紧力。 8. 如。
11、权利要求 1 所述的一种铁路无缝钢轨垂向单斜焊接面的锯切装置， 其特征在于 ： 所述角度调整机构是将锯架 （28）的顶端通过连接杆 （55）与丝杠副移动箱 （59）连 接， 连接杆两端连接处均采用无间隙铰链连接， 丝杠副移动箱 （59） 内有由丝杠螺母与丝杠 （57） 组成丝杠副， 步进电机 （61） 驱动丝杠 （57） 旋转可带动丝杠副移动箱 （59） 沿导轨 （58） 在水平方向移动， 从而带动锯架 （28） 绕铰链 （38、 39） 旋转， 铰链 （39） 处安装有绝对值编码 器 （40） 用来测量旋转角度。 9. 如权利要求 1 至 8 任一项所述的一种铁路无缝钢轨垂向单斜焊接面的锯切。
12、装置， 其 特征在于 ； 所述装置的所有夹紧和锯切进给运动均采用液压驱动， 控制单元采用 PLC+ 单片机控 制， 控制单片机控制角度调整时旋转角度输入、 步进电机旋转控制、 角度测量等， PLC 控制其 它部分运行。 权 利 要 求 书 CN 103894675 A 3 1/6 页 4 铁路无缝钢轨垂向单斜焊接面的锯切装置 技术领域 ： 0001 本发明涉及一种铁路无缝钢轨垂向单斜焊接面的锯切装置， 属高速列车无缝线路 钢轨焊接技术领域， 特别适用于与钢轨横向平行， 与垂向成一定角度的单斜截面的带锯锯 切加工。 背景技术 ： 0002 针对铁路无缝线路钢轨焊接应用， 本发明者提出了两个焊接结。
13、构专利申请案中， 申请案 1（申请号 ： 200910206270.7） 提出了一种与垂向 y 平行、 与横向 x 成角度 的单斜 焊接面 A， 这种斜面结构可消除车轮踏面通过焊缝时的上下颠簸， 而且斜焊接面面积比直 焊接面面积有所增加， 使纯正拉应力和纯剪应力减小， 增加了钢轨的承载能力。 申请案2 （申 请号 ： 201010250990.6） 提出了一种与横向 x 平行、 与垂向 y 成角度 的单斜焊接面 A， 这 种斜面结构可消除车轮轮缘通过轨头侧面焊缝时的左右震动， 而且斜焊接面面积比直焊接 面面积有所增加， 这可增加钢轨对轮对的承载能力， 提高焊接无缝钢轨的平顺性和稳定性。 针对这。
14、两种单斜截面结构钢轨焊接时焊接面的加工问题， 本发明者提出的申请案 3（申请 号 ： 2013106878180） 提出了一种钢轨横向单斜截面锯切装置， 用来加工申请案 1 所述的单 斜焊接面 A， 本专利则主要针对申请案 2 所述单斜焊接面 A的加工问题， 提出一种钢轨垂 向单斜截面锯切装置。 发明内容 ： 0003 本发明所要解决的技术问题是提出一种铁路无缝钢轨垂向单斜焊接面的锯切装 置， 即与横向 x 平行、 与垂向 y 成 角单斜焊接面 A的锯切装置， 具有刚度好， 切断面质量 高， 锯切角度精确， 效率高等优点。 0004 本发明的上述目的是这样实现的， 结合附图说明如下 ： 000。
15、5 一种铁路无缝钢轨垂向单斜焊接面的锯切装置， 由钢轨压紧结构和垂向单斜截面 锯切部分组成， 所述钢轨压紧结构对钢轨1和钢轨6的被锯端进行定位和夹紧， 保证锯 切的角度准确稳定， 钢轨压紧结构中的钢轨的夹紧机构 2、 3 对钢轨实施夹紧和定位， 定位标尺 4 为钢轨 1 定位时的检测标尺， 钢轨夹紧机构 7、 8 对钢轨 6 实施夹紧和定 位， 定位标尺9为钢轨6定位时的检测标尺 ； 所述垂向单斜截面锯切部分5采用滑车立式 结构， 对两根钢轨轨条实施垂向单斜角度截面的锯切 ； 0006 所述钢轨的夹紧机构 2、 3 和钢轨的夹紧机构 7、 8 的结构与功能相同， 由夹紧 机构、 垂直方向定位机。
16、构和水平面内定位机构组成 ； 0007 所述垂向单斜截面锯切部分 5 由锯架 28 及主传动系统、 锯切进给系统、 带锯条导 向机构和角度调整机构组成。 0008 所述夹紧机构由钳口 10、 左、 右两侧压杆 12、 13 和夹紧液压缸 17 组成， 左、 右两侧 的压杆 12、 13 分别通过轴承 11、 15 安装在钳口 10 上， 两个压杆 12、 13 的一端分别与夹紧液 压缸 17 的活塞杆顶端和缸体尾端铰接， 液压缸进给或回程时可带动两个压杆分别绕轴承 说 明 书 CN 103894675 A 4 2/6 页 5 11、 15 旋转， 由两根压杆的另一端实现对钢轨 1 的夹紧和松开。
17、。 0009 所述垂直方向定位机构由固定座16、 垂直移动楔形块19、 水平移动楔形块20和垂 直方向定位调节螺杆 21 组成， 水平移动楔形块 20 和垂直移动楔形块 19 的上、 下斜面配合 安装， 安装在固定座 16 内， 垂直移动楔形块 19 支撑钢轨轨底， 水平移动楔形块 20 和垂直方 向定位调节螺杆21之间螺纹连接， 旋转垂直方向定位调节螺杆21， 水平移动楔形块20沿水 平方向移动， 带动竖直移动楔形块 19 沿竖直方向移动， 实现钢轨在垂直方向定位。 0010 所述水平面内定位机构由水平定位支座 18、 水平定位楔形导轨 23、 24 和水平定位 调节螺杆26组成， 水平定位。
18、支座18通过四组螺栓27安装在床身上， 水平定位楔形导轨23、 24 安装在水平定位支座 18 内组成燕尾槽， 钳口 10 的底部为燕尾结构， 安装在定位楔形导 轨 23、 24 组成的燕尾槽内， 四组水平间隙调整螺栓 25 和四组垂直间隙调整螺栓 22 用于调 整楔形导轨 23、 24 与钳口 10 底部燕尾之间的间隙， 钳口 10 与水平定位调节螺杆 26 间螺纹 连接， 旋转水平定位调节螺杆 26 可带动钳口 10 和夹紧机构滑动， 从而实现水平面内定位。 0011 所述主传动系统由安装在锯架 28 顶端的被动锯轮 29 和带锯条张紧机构 30、 安装 在锯架28底端的主动锯轮32、 涡。
19、轮减速器33和主电机37组成， 被动锯轮29的轴安装在带 锯条张紧机构 30 的张紧滑块 67 上， 主动锯轮 32 的轴与涡轮减速器 33 输出轴连接， 带锯条 31 安装在被动锯轮 29 和主动锯轮 32 上， 调整带锯条张紧机构 30 可使带锯条张紧， 张紧后 的带锯条 31 前、 后刃口平行， 由主电机 37 驱动， 经主动带轮 36、 皮带 35 和从动带轮 34 传 动， 以及涡轮减速器 33 减速后， 带动主动锯轮 32 旋转， 从而带动张紧后的带锯条 31 回转， 形成回转切削运动， 回转速度的调节采用变频调速。 0012 所述锯切进给系统是将锯架 28 通过前、 后铰链 38。
20、、 39 安装在移动工作台 41 上， 移 动工作台 41 与进给液压缸 48 的柱塞杆连接， 进给液压缸 48 驱动移动工作台 41 和锯架沿 直线导轨 44、 45 移动， 形成切削进给运动， 进给调速通过控制液压系统的调速阀实现无级 调速。 0013 所述带锯条导向机构由上、 下导向臂52、 50、 导向导轨54等组成， 上、 下导向臂52、 50由上、 下锁紧手轮53、 51锁紧在导向导轨54上， 导向臂52、 50的头部为凹形槽结构， 带锯 条 31 在凹槽内由顶部导向块 72 和前、 后导向块 75、 74 夹持， 调节导向调节螺丝 70 使带锯 条上前后锯切部位刃口平行， 且垂直。
21、于钢轨纵向轴线， 调节带锯条夹紧力调节螺栓 71 调节 对带锯条的夹紧力。 0014 所述角度调整机构是将锯架 28 的顶端通过连接杆 55 与丝杠副移动箱 59 连接， 连 接杆两端连接处均采用无间隙铰链连接， 丝杠副移动箱 59 内有由丝杠螺母与丝杠 57 组成 丝杠副， 步进电机 61 驱动丝杠 57 旋转可带动丝杠副移动箱 59 沿导轨 58 在水平方向移动， 从而带动锯架28绕铰链38、 39旋转， 铰链39处安装有绝对值编码器40用来测量旋转角度。 0015 所述装置的所有夹紧和锯切进给运动均采用液压驱动， 控制单元采用 PLC+ 单片 机控制， 控制单片机控制角度调整时旋转角度输。
22、入、 步进电机旋转控制、 角度测量等， PLC 控 制其它部分运行。 0016 本发明的有益效果 ： 0017 1. 本发明装置可在一次锯切完成两根钢轨轨条垂向单斜焊接面的加工， 锯切角度 精确， 效率高 ； 0018 2. 锯切单元采用滑车立式结构， 刚性好， 工作稳定， 锯切过程带锯条受力状况好、 说 明 书 CN 103894675 A 5 3/6 页 6 寿命高， 锯切断面质量好， 精度高。 0019 3. 角度旋转单元由单片机控制， 采用步进电机驱动， 丝杠副带动锯架旋转， 绝对值 编码器测量旋转角度， 实现角度自动调节， 调节精度高。 0020 4. 控制系统采用 PLC+ 单片机。
23、控制， 操作简单， 自动化程度高。 附图说明 ： 0021 图 1a 与垂向 y 成 角单斜焊接面 A示意图 ； 0022 图 1b 为双轨压紧、 垂向单斜角度锯切示意图。 0023 图 2a 为压紧装置结构图 ； 0024 图 2b 是图 2a 的 B-B 剖面图 ； 0025 图 2c 是图 2a 的 C-C 剖面图 ； 0026 图 2d 是图 2c 的 D-D 剖面图。 0027 图 3a 为单斜面带锯锯切结构图 ； 0028 图 3b 是图 3a 的 E 向视图。 0029 图 4a 是图 3a 的 F 向放大图， 为张紧机构结构图 ； 0030 图 4b 是图 4a 的 G-G 剖。
24、面图。 0031 图 5a 为带锯条锯切部位导向装置结构图 ； 0032 图 5b 是图 5a 的 H-H 剖面图 ； 0033 图 5c 是图 5a 的 I-I 剖面图。 0034 图 6 为装置液压系统总图。 0035 图 7 为控制系统电路图。 0036 图中 ： 1- 钢轨， 2、 3- 钢轨的夹紧定位机构， 4- 钢轨的定位标尺， 5- 垂向单 斜截面锯切部分， 6-钢轨， 7、 8-钢轨的夹紧定位机构， 9-钢轨的定位标尺， 10-钳口， 11- 左侧轴承， 12- 左侧压杆， 13- 右侧压杆， 14- 定位标尺固定螺栓， 15- 右侧轴承， 16- 垂 直定位固定座， 17- 。
25、夹紧液压缸， 18- 水平定位支座， 19- 垂直移动楔形块， 20- 水平移动楔 形块， 21- 垂直方向定位调节螺杆， 22- 定位垂直间隙调整螺栓， 23、 24- 水平定位楔形导轨， 25- 定位水平间隙调整螺栓， 26- 水平定位调节螺杆， 27- 水平定位支座固定螺栓， 28- 锯 架， 29- 被动锯轮， 30- 带锯条张紧机构， 31- 带锯条， 32- 主动锯轮， 33- 涡轮减速器， 34- 从 动带轮， 35- 皮带， 36- 主动带轮， 37- 主电机， 38- 前铰链， 39- 后铰链， 40- 绝对值编码器， 41- 移动工作台， 42、 43- 前端直线导轨副滑块。
26、， 44、 45- 直线导轨， 46、 47- 后端直线导轨副 滑块， 48- 进给液压缸， 49- 工作台， 50- 下导向臂， 51- 下锁紧手轮， 52- 上导向臂， 53- 上锁 紧手轮， 54- 导向导轨， 55- 连接杆， 56- 丝杠左端轴承座， 57- 丝杠， 58- 丝杠副移动箱导轨， 59- 丝杠副移动箱， 60- 丝杠右端轴承座， 61- 步进电机， 62- 带锯条张紧机构座， 63- 张紧机 构固定螺栓， 64- 张紧导轨垂直间隙调整螺栓， 65、 66- 张紧楔形导轨， 67- 张紧滑块， 68- 张 紧导轨水平间隙调整螺栓， 69- 张紧调节丝杆， 70- 导向调节。
27、螺丝， 71- 带锯条夹紧力调节螺 栓， 72- 顶部导向块， 73- 后导向调节垫块， 74- 后导向块， 75- 前导向块， 76- 前导向调节垫 块， 77- 带锯条压紧压杆， 78- 带锯条压紧弹簧。 具体实施方式 ： 说 明 书 CN 103894675 A 6 4/6 页 7 0037 所述的钢轨压紧结构主要用于在锯切之前对钢轨轨条被锯切一端进行夹紧和定 位 ： 夹紧操作主要在保证钢轨轨条在锯切过程中保持稳定， 以保证断面质量和锯切角度稳 定 ； 定位操作则是指钢轨轨条在被锯切前调整被锯切端的位姿， 使钢轨轨条被锯切端 （纵向 轴线） 与锯切结构未旋转之前 （旋转角度为 0） 时带。
28、锯条上切割部位刃口侧面垂直， 保证 锯切角度准确。完成两根钢轨轨条同时锯切的压紧， 所采用的方案参阅图 1 所示， 钢轨 1 和钢轨 6 的被切端相对， 钢轨 1 由钢轨压紧机构 2 和 3 实施夹紧和定位， 另一条钢轨 6 由钢轨的压紧机构 7 和 8 实施夹紧和定位， 定位标尺 4 和 9 分别在对钢轨 1 和钢 轨 6 定位时作为检测标尺。 0038 所述钢轨 1 的压紧机构 2、 3 和钢轨 6 的压紧机构 7、 8 的结构与功能相同， 由 夹紧机构和定位机构组成， 定位机构又分为垂直方向定位机构和水平面内定位机构。所述 夹紧机构由钳口 10、 左、 右两侧压杆 12、 13 和夹紧液。
29、压缸 17 组成， 左、 右两侧的压杆 12 和 13 分别通过轴承 11 和 15 安装在钳口 10 上， 左、 右两侧压杆 12 和 13 的一端分别与夹紧液 压缸 17 的活塞杆顶端和缸体尾端铰接， 当夹紧液压缸 17 进给时压杆 12 绕轴承 11 顺时针 旋转， 同时压杆 13 绕轴承 15 逆时针旋转， 实现对钢轨 1 在水平方向和垂直方向的压紧， 反之， 当液压缸 17 回程时松开对钢轨 1 的压紧。 0039 钢轨的轨底在夹紧机构 2、 3、 7、 8 内由垂直方向定位机构支撑， 所述垂直方向定位 机构由固定座 16， 垂直移动楔形块 19， 水平移动楔形块 20 和垂直方向定。
30、位调节螺杆 21 组 成， 旋转垂直方向定位调节螺杆 21， 水平移动楔形块 20 沿水平方向移动， 将带动竖直移动 楔形块 19 沿竖直方向移动， 实现钢轨在垂直方向定位。 0040 夹紧机构 2、 3、 7、 8 的钳口低端均为燕尾结构， 安装在水平面内定位机构的燕尾槽 内， 所述水平定位机构由水平定位支座 18， 水平定位楔形导轨 23 和 24， 水平定位调节螺杆 26 组成， 钳口 10 的底部燕尾安装在水平定位楔形导轨 23、 24 组成的燕尾槽内， 调整垂直间 隙调整螺栓 22 和水平间隙调整螺栓 25， 使钳口 10 可在水平定位楔形导轨 23 和 24 组成的 燕尾槽内无间隙。
31、滑动， 旋转水平定位调节螺杆 26 可带动钳口 10 以及整个夹紧机构和钢轨 滑动， 从而实现水平面内定位。 0041 所述单斜面带锯锯切部分采用滑车立式结构， 主要由锯架 28、 主传动系统、 锯切进 给系统、 带锯条导向机构和角度调整机构组成。 0042 所述主传动系统由安装在锯架 28 顶端的被动锯轮 29 和带锯条张紧机构 30， 安装 在锯架 28 底端的主动锯轮 32、 涡轮减速器 33 和主电机 37 组成， 带锯条 31 安装在被动锯 轮 29 和主动锯轮 32 上， 由带锯条张紧机构 30 张紧， 并由带锯条导向机构调整对带锯条上 用来锯切钢轨的部分进行导向和压紧， 主电机 。
32、37 输出的旋转， 经主动带轮 36、 皮带 35 和从 动带轮 34 传动， 以及涡轮减速器 33 减速后， 带动主动锯轮 32 旋转， 从而带动张紧后的带锯 条 31 回转， 形成回转切削运动， 回转速度的调节采用变频调速。所述锯切进给系统是将锯 架 28 由前、 后铰链 38、 39 安装在移动工作台 41 上， 移动工作台 41 与进给液压缸 48 的柱塞 杆连接， 进给液压缸 48 进给和回程将驱动移动工作台 41 带动锯架沿直线导轨 44、 45 移动， 形成切削进给运动， 进给调速通过控制液压系统的调速阀实现无级调速。 0043 所述带锯条张紧机构由张紧机构座62、 张紧楔形导轨。
33、65和66、 垂直方向和水平方 向间隙调整螺栓 64 和 68、 张紧滑块 67、 张紧调节丝杆 69 组成， 调节张紧调节丝杆 69 可使 张紧滑块 67 沿张紧楔形导轨 65、 66 滑动， 从而带动被动锯轮 29 移动， 实现带锯条 31 张紧。 说 明 书 CN 103894675 A 7 5/6 页 8 0044 所述带锯条导向机构由上、 下导向臂52、 50、 导向导轨54等组成， 上、 下导向臂52、 50由上、 下锁紧手轮53、 51锁紧在导向导轨54上， 导向臂52、 50的头部为凹形槽结构， 带锯 条通过凹形槽， 并由导向块72、 74和75夹持， 调整向臂上前后的导向调节。
34、螺钉70， 可改变导 向调节垫块 73、 76 的角度， 从而调节带锯条上锯切部分的角度， 使锯条前、 后锯切部位刃口 平行且垂直于钢轨纵向轴线， 调节带锯条夹紧力调节螺栓 71 改变带锯条压紧弹簧 78 的压 缩比， 实现带锯条夹紧力调节。 0045 所述角度调整机构是将锯架 28 顶端和丝杠移动箱 59 用连接杆 55 连接， 连接部位 采用无间隙铰链连接， 丝杠移动箱 59 内有丝杠螺母与丝杠 57 组成丝杠副， 步进电机 61 驱 动丝杠 57 旋转， 可带动丝杠移动箱 59 沿导轨 58 在水平方向移动， 从而带动锯架 28 绕铰链 38、 39 旋转， 铰链 39 处安装有编码器 。
35、40 用来测量旋转角度。 0046 所述装置的所有夹紧和锯切进给运动均采用液压驱动， 控制单元采用控制采用 PLC+ 单片机控制， 单片机主要控制角度调整时旋转角度输入、 步进电机旋转控制、 角度测量 等， PLC 控制其它部分运行。 0047 附图 6 为所述装置的液压系统图， 齿轮泵输出压力油分两路 ： 一路经电磁换向阀 2 驱动进给油缸， 其中调速阀实现进给无极调速， 电磁阀1的Y1导通可实现快速回程 ； 另外一 路经电磁换向阀 3-6 驱动四个夹紧液压缸。 0048 附图 7 为所述装置电气系统图， 对所述装置控制采用 PLC+ 单片机控制， 单片机主 要控制角度调整时旋转角度输入、 。
36、步进电机旋转控制、 角度测量等， PLC 控制其它部分运行， 单片机与 PLC 之间可通过 RS-485 进行通信。 0049 以该装置在焊轨基地锯切 角度单斜截面应用为例， 所述装置在基地焊轨生产 线中的位置应位于轨头调直除锈工序之后， 闪光焊工序之前， 当第一根钢轨轨条完成轨头 调直和除锈工序后， 由传输线将其传输到所述单斜面锯切装置所在工位， 首先由所述装置 锯条上的左端刃口对第一根钢轨的头端 （即钢轨先到达所述装置处的一端） 进行单斜面锯 切 ； 第一根钢轨轨条头端锯切完成后， 将其进给至尾端达到锯条上右端刃口位置， 此时第二 根钢轨也完成轨头调直和除锈并达到锯切头端的左端刃口位置处，。
37、 开始对两根钢轨同时进 行单斜面锯切， 待锯切完成后， 将完成两端单斜面锯切的第一根钢轨轨条传输至闪光焊工 序处等待焊接， 然后对第二根钢轨轨条的尾端和第三根钢轨的头端开始锯切 ； 待第二根钢 轨完成两端锯切后， 传输至闪光焊工序处与第一根钢轨进行焊接， 与之同时， 第三根钢轨尾 端和第四根钢轨头端开始锯切 ； 以此重复， 直至最后一根钢轨时， 只需用右端刃口对尾端锯 切便可。每个 500m 长轨的两端可采取相应的保护措施， 以防止在运输过程中对已加工出的 两个单斜面产生损伤。下面进一步说明本发明的具体内容及使用方法。 0050 所述装置安装时须保证床身 49 的工作台面、 压紧机构 2、 3。
38、、 7 和 8 的水平方向定位 机构、 以及直线导轨 44、 45 和导轨 58 与水平面平行， 张紧后的带锯条在锯架 28 处于初始位 置 （0） 时垂直于水平面。所述装置安装后的调试主要包括 ： 1） 带锯条张紧力调节， 具体 方法是先调节带锯条张紧机构上的调节螺栓 64 和 68， 使张紧滑块 67 可以沿张紧楔形导轨 65、 66 无间隙滑动， 将带锯条 31 安装在主、 被动锯轮 32、 29 上， 用力矩扳手调节张紧调节丝 杆 69 至带锯条被张紧。2） 带锯条导向调节， 具体方法是首先松开手轮 51 和 53， 根据锯切 高度， 调节导向臂 50 和 52 的位置后锁紧， 然后调。
39、节导向臂头部的调节螺丝 70， 使带锯条刃 口与水平面垂直且平行于直线导轨 44 和 45， 并通过调节两导向头的带锯条夹紧力调节螺 说 明 书 CN 103894675 A 8 6/6 页 9 栓 71 对带锯条产生一定的压紧力。 0051 所述装置开始工作前其锯架 28 位于初始 0位置， 锯架旋转之前应先调节定位标 尺 4 和 9 的位姿， 使其能够作为钢轨在水平面内定位的参考标尺， 具体方法是 ： 将带锯条导 向调整完毕的锯架沿直线导轨进给， 在进给最小行程和最大行程处测量导向臂之间的带锯 条侧面与定位标尺上用于定位的一侧之间距离是否相等， 如果不等， 则压紧机构 2、 3、 7 和 。
40、8 中夹紧钳口 10 上的螺栓 14， 调整松开夹紧机构上的定位标尺 4 和 9 位置， 使在两处的距离 相等， 此调整过程反复多次， 保证带锯条上两导向臂之间部位侧面、 直线导轨 44、 45 与定位 标尺 4、 9 垂直。 0052 所述装置在当钢轨轨条传输到位后， 首先由压紧机构进行定位和夹紧， 以一条钢 轨轨条 1 的定位和夹紧为例， 其过程如下 ： 0053 1） 夹紧， 夹紧定位机构 2 和 3 的夹紧液压缸 17 进给， 左右压杆 12、 13 旋转压紧钢 轨 ； 0054 2） 竖直方向定位， 在钢轨 1 的轨顶放置一个水平仪， 并沿钢轨轴线移动， 观察是 否水平， 如果不水平。
41、， 则调节夹紧定位机构 2 和 3 中较低一端的垂直方向定位机构， 旋转其 垂直定位调节螺杆 21 使水平移动楔形块 20 水平向右移动， 带动竖直移动楔形块 19 沿竖直 方向上升， 直至钢轨完全水平， 实现垂直方向定位 ； 0055 3） 水平方向定位， 测量钢轨轨顶靠近定位标尺 4 的一侧与定位标尺 4 之间的间隙 沿定位标尺方向是否一致， 如果不一致则夹紧定位机构2或3中的水平定位调节螺杆26， 使 钳口 10 和钢轨在水平方向移动， 直至两者间隙一直， 实现钢轨在水平方向的定位 ； 0056 所述装置在钢轨轨条定位和夹紧后， 便可进行单斜面锯切， 具体过程为 ： 首先通过 所述控制系。
42、统的人机界面输入旋转角度 并启动角度调节， 步进电机 61 驱动丝杠 57 旋 转， 丝杠副移动箱 59 通过连接杆 55 带动锯架 28 旋转， 绝对值编码器 40 检测旋转角度， 直 至旋转达到 角度后自动停止 ； 启动主传动系统， 主电机 37 输出的旋转运动经主动带轮 36、 皮带 35 和从动带轮 34 传动， 以及涡轮减速器 33 减速后， 带动主动锯轮 32 旋转， 从而带 动张紧后的带锯条 31 回转， 形成回转切削运动， 回转速度的调节采用变频调速 ； 然后启动 锯切进给系统， 进给液压缸 48 驱动移动工作台 41 沿直线导轨 44、 45 在水平方向移动， 形成 削进给运。
43、动， 进给调速通过液压系统的调速阀实现无级调速 ； 切削完成后进给进给液压缸 48 驱动锯架返回， 松开夹紧机构后将已完成锯切的钢轨传输至下一工位进行闪光焊焊接， 同时待锯切钢轨就位， 开始下一次锯切。 说 明 书 CN 103894675 A 9 1/7 页 10 图 1（a） 图 1（b） 说 明 书 附 图 CN 103894675 A 10 2/7 页 11 图 2（a） 图 2（b） 图 2（c） 图 2（d） 说 明 书 附 图 CN 103894675 A 11 3/7 页 12 图 3（a） 说 明 书 附 图 CN 103894675 A 12 4/7 页 13 图 3（b） 图 4（a） 图 4（b） 说 明 书 附 图 CN 103894675 A 13 5/7 页 14 图 5（a） 图 5（b） 图 5（c） 说 明 书 附 图 CN 103894675 A 14 6/7 页 15 图 6 说 明 书 附 图 CN 103894675 A 15 7/7 页 16 图 7 说 明 书 附 图 CN 103894675 A 16 。