鋼軌磨削機(jī)械臂設(shè)計(jì)與優(yōu)化_優(yōu)秀論文

1、 鋼軌磨削機(jī)械臂設(shè)計(jì)與優(yōu)化摘要：鋼軌倒棱常用便攜式倒棱機(jī)具進(jìn)行現(xiàn)場倒棱, 存在作業(yè)精度不高, 人工操作隨意, 安全隱患大等風(fēng)險(xiǎn)。設(shè)計(jì)專用鋼軌倒棱機(jī)械臂, 對(duì)鋼軌軌頭橫斷面進(jìn)行自定位倒棱磨削加工, 實(shí)現(xiàn)精確定量和微量控制的高精度磨削。鋼軌倒棱作業(yè)對(duì)鋼軌接頭的全壽命養(yǎng)護(hù)具有重要意義。關(guān)鍵詞：鋼軌磨削；機(jī)械臂；全壽命養(yǎng)護(hù)鋼軌打磨機(jī)械是用于對(duì)鋼軌打磨作業(yè), 以實(shí)現(xiàn)鋼軌保養(yǎng)、維護(hù)等的機(jī)械設(shè)備。傳統(tǒng)鋼軌打磨機(jī)械主要由機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)、砂輪以及行走裝置等部件組成, 能夠較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌頂面、側(cè)面等的打磨。但是, 現(xiàn)有的鋼軌打磨機(jī)械普遍存在體積、重量大, 運(yùn)輸以及操作使用不便等諸多缺陷, 致使對(duì)鋼軌軌頭端面倒棱

2、磨削加工時(shí), 現(xiàn)場仍采用人工手握打磨機(jī)作業(yè), 打磨量依靠工人經(jīng)驗(yàn)控制, 因鋼軌端面棱邊呈弧狀形, 從而造成整個(gè)加工面尺寸誤差過大, 磨削精度較低, 對(duì)后道工序加工帶來不良影響, 并且全過程勞動(dòng)強(qiáng)度極大。因此, 如何設(shè)計(jì)一款專用鋼軌端面倒棱磨削機(jī), 使其重量小, 拆裝方便, 易于保證鋼軌端面棱邊加工面的尺寸精度, 有效降低工人加工難度及勞動(dòng)強(qiáng)度, 是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。1機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)鋼軌磨削機(jī)械臂由底座固定于鋼軌上, 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)聯(lián)接在底座上, 橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)聯(lián)接在滑塊和絲母上, 支臂聯(lián)接在滑塊與絲母上, 打磨機(jī)固定在支臂上且打磨機(jī)磨具刀口與鋼軌端面縱向和橫向皆成45角。這樣縱向進(jìn)

3、給機(jī)構(gòu)通過絲母及滑塊帶動(dòng)橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)作縱向（上下）進(jìn)給運(yùn)動(dòng), 而橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)通過滑塊及絲母帶動(dòng)支臂作橫向（前后）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)打磨機(jī)同時(shí)進(jìn)行縱向（上下）、橫向（前后）運(yùn)動(dòng), 形成弧線運(yùn)動(dòng)軌跡, 達(dá)到對(duì)鋼軌端面棱邊磨削加工的穩(wěn)定性, 保證加工面尺寸精度。2控制系統(tǒng)該機(jī)械臂由支臂、夾頭、縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu), 以及電氣控制系統(tǒng)組成。垂直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)分別由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)來完成?？刂葡到y(tǒng)設(shè)置有8個(gè)按鍵, 用來操作機(jī)械臂的移動(dòng)和切割：分別是+X向、-X向、+Y向、-Y向、快速、停止、復(fù)位、自動(dòng)。由于導(dǎo)軌端面的外輪廓是由不同曲率半徑的曲線段組成的, 所以機(jī)械臂的切削過程都是在微控器中程序的控制

4、下完成的, 以此來保證切削的軌跡能夠更加地符合導(dǎo)軌端面的實(shí)際輪廓。微控制器分別控制著X向和Y向兩個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī), 讓其同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn), 通過內(nèi)部的插補(bǔ)算法程序, 控制兩個(gè)方向的電機(jī)分別以不同的速度運(yùn)行, 進(jìn)而插補(bǔ)出圓弧曲線。3試驗(yàn)與結(jié)果使用本設(shè)計(jì)鋼軌磨削機(jī)械臂進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn), 在作業(yè)地點(diǎn)對(duì)60鋼軌實(shí)施倒棱作業(yè)。試切結(jié)果良好, 如圖2所示, 鋼軌倒棱尺寸精度高, 表面粗糙度小, 輪廓曲線與導(dǎo)軌弧面曲線重合度好。切削速度較高, 自動(dòng)切削有效減輕勞動(dòng)強(qiáng)度, 并有利于提高倒棱作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化操作。參考文獻(xiàn)1蔡昌勝.鋼軌在線銑磨維護(hù)技術(shù)分析與研究J.鐵道建筑, 2012（9）：119-121.2胡傳亮.鋼軌銑磨車銑削精度的研究J.科技與企業(yè), 2015（17）：220-222.3劉月明.鋼軌打磨技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢J.中國鐵道科學(xué), 2014, 35（4）：29-