一种集成超声波去应力的T型导轨自动矫直机

摘要

本发明公开了一种集成超声波去应力的T型导轨自动矫直机。在原有矫直机的U形压力矫直头上安装由两个滑动汽缸和超声激励装置组成的超声激振机构；其中超声激励装置包括由变幅杆和换能器组成的超声激振头、两个气缸和两个气缸定位块，两个气缸定位块设置在T型导轨同一侧的U形压力矫直头上，两个气缸的推杆均与超声激振头相连接；变幅杆正对T型导轨的一侧导向面并且位于压头的上方；两个滑动汽缸安装在U形压力矫直头上另一侧并且设置在激光传感器两侧，其推杆都正对T型导轨的另一侧导向面。超声激励可以消除矫直过程中导轨内部产生的内应力，减小残余应力对矫直质量的影响，降低了导轨在出厂后的质量隐患；自动化程度高。

权利要求

1.一种集成超声波去应力的T型导轨自动矫直机，包括设置在机座(1)两侧的导轨支撑辊上安装被矫直的T型导轨(4)，在两个导轨支撑辊内侧分别安装一组固定支架，每组固定支架中的两个固定支架分别安装在T型导轨(4)两边的机座(1)上，每组固定支架内侧分别设置一个压头，每个压头均位于T型导轨(4)底端部的两侧，两根滑动导轨设置在两组固定支架中间的机座(1)上，U形压力矫直头(6)上部横跨在T型导轨(4)两边，U形压力矫直头(6)下部与两根滑动导轨滑动连接，U形压力矫直头(6)上的压头位于T型导轨(4)底端部的两侧，安装在机座(1)上的伺服液压缸(2)的推杆与U形压力矫直头(6)连接，在同一侧的两个固定支架和U形压力矫直头(6)上均设置一个激光位移传感器，激光位移传感器均位于每个压头上方，三个激光位移传感器正对T型导轨(4)的同侧导向面；其特征在于：在U形压力矫直头(6)上安装由两个滑动气缸和超声激励装置(7)组成的超声激振机构；其中超声激励装置(7)包括由变幅杆(14)和换能器(12)组成的超声激振头、两个气缸和两个气缸定位块，两个气缸定位块设置在T型导轨(4)同一侧的U形压力矫直头上，两个气缸尾部分别与各自气缸定位块相连接，两个气缸的推杆均与超声激振头相连接；变幅杆正对T型导轨(4)的一侧导向面并且位于压头的上方；两个滑动气缸安装在U形压力矫直头上另一侧并且设置在中间激光位移传感器两侧，两个滑动气缸的推杆都正对T型导轨(4)的另一侧导向面。

说明书

一种集成超声波去应力的T型导轨自动矫直机

技术领域

[0001] 本发明涉及T型导轨自动矫直机，尤其是涉及一种集成超声波去应力的T型导轨自动矫直机。

背景技术

[0002] 压力反弯矫直是目前电梯T型导轨矫直的一种流行的方法。矫直利用“矫枉必须过正”的规律施加载荷把原始弯曲的导轨反向压弯，使反向压弯量正好等于弹复量以达到矫直的目的。在矫直加载过程中导轨一部分发生的弹塑性变形，由导轨两侧边缘开始渐渐产生塑性变形区并逐渐向弹性区过渡直至中性层，在卸去载荷后，已经发生塑性变形的部分不能恢复其原来尺寸，必将阻碍弹性部分变形的恢复，从而从内部产生相互作用的应力，即残余应力，从能量角度看会在导轨内部产生残余能量，只要残余应力的平衡不被打破，这个内能就不会释放，它随着塑性变形区面积的增大而增大，在支点中间最大反弯挠度处的截面上达到最大，然后向两支点处逐渐减小直至完全弹性变形的那个截面处变为零。

[0003] 所以这样得到的矫直结果只是外形上的暂时矫直，它只是导轨中性层两侧弹性区的欠弯曲与外层塑性区的过弯曲相互平衡的一种新状态。然而这种平衡状态并不是很稳定，在外界条件的影响下就很容易失衡使已经矫直后的导轨再次变弯。这是用压力反弯发矫直时不可避免的一个问题，它使得导轨即使在出厂交货时没有问题，但其日后也必有一些隐患。因此，在矫直过程中最好采用一些措施去尽量消除导轨内部的残余应力，以减小日后的质量隐患。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种集成超声波去应力的T型导轨自动矫直机，该设备结构紧凑，而且在矫直过程中利用超声激励头消除导轨内部的残余应力，自动化程度高。

[0005] 为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

[0006] 它包括设置在机座两侧的导轨支撑辊上安装被矫直的T型导轨，在两个导轨支撑辊内侧分别安装一组固定支架，每组固定支架中的两个固定支架分别安装在T型导轨两边的机座上，每组固定支架内侧分别设置一个压头，每组压头均位于T型导轨底端部的两侧，两根滑动导轨设置在两组固定支架中间的机座上，U形压力矫直头上部横跨在T型导轨两边，U形压力矫直头下部与两根滑动导轨滑动连接，U形压力矫直头上的压头位于T型导轨底端部的两侧，安装在机座上的伺服液压缸的推杆与U形压力矫直头连接，在同一侧的两个固定支架和U形压力矫直头上均设置一个激光位移传感器，激光位移传感器均位于每个压头上方，三个激光位移传感器正对T型导轨的同侧导向面。在U形压力矫直头上安装由两个滑动汽缸和超声激励装置组成的超声激振机构；其中超声激励装置包括由变幅杆和换能器组成的超声激振头、两个气缸和两个气缸定位块，两个气缸定位块设置在T型导轨同一侧的U形压力矫直头上，两个汽缸尾部分别与各自气缸定位块相连接，两个气缸的推杆均与超声激振头相连接；变幅杆正对T型导轨的一侧导向面并且位于压头的上方；两个滑动汽缸安装在U形压力矫直头上另一侧并且设置在激光传感器两侧，两个滑动气缸的推杆都正对T型导轨的另一侧导向面。

[0007] 本发明具有的有益的效果是：

[0008] 本发明是针对T型导轨矫直及消除导轨矫直后残余应力的一种自动矫直机。超声激励可以消除矫直过程中导轨内部产生的内应力，明显减小残余应力对矫直质量的影响，降低了导轨在出厂后的质量隐患；自动化程度高，可以根据导轨矫直的直线度指标对导轨进行必要的去应力工作。其矫直精度及矫后导轨质量的稳定性均优于传统的人工压力矫直，而且大幅度减轻了工人的劳动强度，可实现对T型导轨侧面的分段压力矫直。

附图说明

[0009] 图1是矫直机的总体结构示意图。

[0010] 图2是图1的A向局部结构示意图。

[0011] 图3是图1的B向局部结构示意图。

[0012] 图4是超声激振装置的结构示意图。

[0013] 图5是整个矫直机系统的工作流程图。

[0014] 图中：1、机座；2、伺服液压缸；3、固定支架；4、T型导轨；5、滑动导轨；6、U形压力矫直头；7、超声激励装置；8、滑动气缸；9、导轨支撑辊；10、激光位移传感器；11、气缸；12、换能器；13、气缸定位块；14、变幅杆；15、压头。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图及实施例对本发明做进一步描述。

[0016] 如图1、图2、图3、图4所示，包括设置在机座1两侧的导轨支撑辊9上安装被矫直的T型导轨4，在两个导轨支撑辊9内侧分别安装一组固定支架3，每组固定支架3中的两个固定支架3分别安装在T型导轨4两边的机座1上，每组固定支架3内侧分别设置一个压头15，每组压头均位于T型导轨4底端部的两侧，两根滑动导轨5设置在两组固定支架3中间的机座1上，U形压力矫直头6上部横跨在T型导轨4两边，U形压力矫直头6下部与两根滑动导轨5滑动连接，U形压力矫直头6上的压头位于T型导轨4底端部的两侧，安装在机座1上的伺服液压缸2的推杆与U形压力矫直头6连接，在同一侧的两个固定支架和压力矫直头6上均设置一个激光位移传感器10，激光位移传感器10均位于每个压头15上方，三个激光位移传感器正对T型导轨4的同侧导向面。在U形压力矫直头6上安装由两个滑动汽缸8和超声激励装置7组成的超声激振机构；其中超声激励装置7包括由变幅杆14和换能器12组成的超声激振头、两个气缸11和两个气缸定位块13，两个气缸定位块设置在T型导轨4同一侧的U形压力矫直头上，两个汽缸尾部分别与各自气缸定位块相连接，两个气缸的推杆均与超声激振头相连接；变幅杆正对T型导轨4的一侧导向面并且位于压头的上方；两个滑动汽缸安装在U形压力矫直头上另一侧并且设置在激光传感器两侧，两个滑动气缸的推杆都正对T型导轨4的另一侧导向面。

[0017] 本发明包括矫直机构，测量机构和超声激励机构。矫直支点和压力点处分别设计有测量头以方便地测量T型导轨矫直段的挠度，即把测量头布置在两端支架及U形矫直压力头6上，测量点选在T型导轨4的导向面上，这样可使测量结果更为准确；超声激励机构固定在U压力矫直头6上，可在两个气缸和两个滑动气缸的驱动下快速完成与T型导轨的接触与分离的运动。

[0018] 矫直机构主要包括矫直机机座1、固定支架、U形压力矫直头6、滑动导轨、伺服液压缸2。其中四个固定支架固定在机座1上构成了两个矫直支点；U形压力矫直头6布置在两支点连线的中点位置，由固定在机座1上的滑动导轨导向，这样可使U形压力矫直头6的定位精度更高，在大负载(约100KN的力)下运行更为平稳；伺服液压缸2与U形压力矫直头6相连接，并固定于机座1上；U形压力矫直头6采用U形结构，可实现单个伺服液压缸下的导轨的双向矫直加载，使结构更为紧凑，成本也相应减小。

[0019] 导轨支撑辊9设计采用直线运动轴承，主要为了减小导轨在矫直及去应力过程中的摩擦阻力。

[0020] 测量机构主要有三个激光位移传感器构成，测量中将位移值转化为坐标值以便于进行数据的处理，在使用之前要仔细地进行零坐标的标定工作。

[0021] 超声激励机构主要由超声激励装置7和两个滑动气缸8组成，在滑动汽缸顶端安装有工具头以便更好地与T型导轨4接触。两个滑动气缸用于在超声激振过程中对T型导轨4进行固定，使T型导轨振动更为平稳。

[0022] 超声激励装置7包括超声激振头、两个气缸、两个气缸定位块。其中超声激振头由压电陶瓷式换能器和变幅杆组成，由变幅杆直接作用于T型导轨4振动，整个超声激振头均可按照结构与性能的需要在市场中购得，气缸推杆与变幅杆的节面相连带动激振头运动。

[0023] 整个矫直机系统的工作流程如图5所示，如果T型导轨的挠度δ达到了规定的直线度要求m，即δ≤m，那就直接启动送料步进电机将导轨向前推进，否则就要对T型导轨进行矫直，首先通过T型导轨待矫直段的挠度δ自动判断导轨矫直后是否需要去应力，当δ大于某一设定挠度值n时(n可以根据矫直要求人为设定)就有必要在一次矫直后对T型导轨进行激振一段时间去应力，每次激振后还要通过激光位移传感器再次测量导轨挠度以检测残余变形释放的情况，当T型导轨挠度与前一次激振相比不再有明显变化时就不再激振了，否则需要继续激振，因为当挠度不变时说明T型导轨由残余应力产生的残余变形已经完全释放，没必要继续激振下去，激振停止后再根据T型导轨去应力稳定后的挠度δ判断T型导轨是否达到矫直的直线度要求即δ≤m，若达到就启动送料步进电机将T型导轨向前推进，否则要再次循环上述过程直到达到矫直的直线度要求为止。

[0024] 激振频率和振幅以及每次激振的时间、T型导轨的直线度要求等指标都可人为设定输入控制器中，这样就使控制更加灵活，可以根据生产的实际情况更改一些参数或者切换控制方式使效率更高。