CN109202006B - 一种铁路道岔钢轨锻造全自动生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路道岔钢轨锻造全自动生产线，沿钢轨输送方向包括一组储料架，一组上料架，输送装置和一组下料架，在输送装置一侧设有加热装置和锻造装置，储料架包括储料支架，在靠近储料支架上端面设有推料机构，在储料支架上设有驱动装置，推料机构包括安装在驱动装置上随驱动装置移动的活动板，在活动板上铰接有推料件；上料架包括底座，在靠近底座上端面一侧活动设有滑动支架，在滑动支架上铰接有推料板，在底座上固定有上料油缸，在底座上设有一对行程开关；输送装置包括一组输送轨道，在输送轨道上设有横移车，在横移车上设有纵向轨道，在纵向轨道上设有纵移车架，在纵移车架上设有能夹持住钢轨并能升降和翻转的工作架。

Description

一种铁路道岔钢轨锻造全自动生产线

技术领域

本发明涉及自动生产线，尤其涉及铁路道岔钢轨锻造的自动生产线。

背景技术

传统道岔钢轨锻造工艺为，操作人员利用起重设备将钢轨逐根吊运至加热炉内加热，加热完成后操作人员将钢轨吊运至模具内锻造成型，在锻造过程中需要人工推模具换模，并分段擀压成型，锻造完成后再由操作人员将钢轨吊运至下料位置。整个过程中操作人员需指挥起重设备并跟随钢轨控制其入炉加热和入模成型，在成型过程中操作人员需换模并频繁移动模具，工人劳动强度大，安全隐患多，分段擀压产品质量不稳定，操作人员的能力对产品质量影响很大。

另一种方法为改进型的半自动工艺，采用四轴联动操作机使钢轨在上下料架及模具和加热炉之间的转换，但是由于其使用单台加热炉且炉前装有送料机构，其应用比较局限，在锻造过程中还需要操作人员推动擀压板进行分段成型，在锻造完4-5根钢轨后需要重新逐根上料，不能保证钢轨连续自动化锻造成型。

以上两种方法都需要逐根上料，并在完成若干根工件后暂停作业，重新上料摆料后开始下一轮作业，不能形成连续不间断的自动生产作业。采用单炉体加热，并装有炉前送料装置，对于纵向有高差产品不能正常入炉，加热局限大，造成很多产品无法锻造成型。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，提供一种逐根上下料、入炉出炉、入模等工艺动作，降低工人劳动强度，提高工作效率的铁路道岔钢轨锻造全自动生产线。

一种铁路道岔钢轨锻造全自动生产线，沿钢轨输送方向包括一组储料架，一组上料架，输送装置和一组下料架，在所述的输送装置一侧设有对钢轨端部实施加热的加热装置和对加热部位实施锻造的锻造装置，所述的储料架包括储料支架，在靠近所述的储料支架上端面设有推料机构，在所述的储料支架上设有驱动推料机构沿送料方向往复移动的驱动装置，所述的推料机构包括安装在驱动装置上随驱动装置移动的活动板，在所述的活动板上铰接有一端能够伸出储料支架上端面且在外力作用下能缩回储料支架上端面的推料件；所述的上料架包括底座，在靠近所述的底座上端面一侧活动设有滑动支架，在所述的滑动支架上铰接有一端能够伸出底座上端面且在外力作用下能缩回底座上端面的推料板，在所述的底座上固定有驱动滑动支架移动的上料油缸，在所述的底座上设有一对限位上料油缸行程的上料行程开关；所述的输送装置包括一组输送轨道，在所述的输送轨道上设有能沿输送轨道移动的横移车，在所述的横移车上设有纵向轨道，在所述的纵向轨道上设有能沿纵向轨道纵向移动的纵移车架，在所述的纵移车架上设有能夹持住钢轨并能升降和翻转的工作架。

进一步的，所述的加热装置包括炉基座，在所述的炉基座上分别设有圆形通用炉和仿型炉，在所述的通用炉和仿型炉一侧分别设有检测各炉温度的红外线测温仪；在加热装置一侧还设有检测钢轨位置和长度的超声波测距装置。

进一步的，所述的锻造装置包括压力机，在所述的压力机中间滑动安装有上模座和下模座，在所述的上模座上固定有一组不同规格的上模，在所述的下模座上固定有一组与上模匹配的下模，在所述的压力机上设有驱动上模座和下模座一起移动的平移油缸，在所述的压力机上设有将上模座和下模座能夹紧固定在压力机上的夹紧油缸。

进一步的，所述的推料板沿送料方向等距均布有一组。

进一步的，在靠近所述的底座上端面沿送料方向的两端设有一对上料光电传感器；在所述的底座上设有滑轨，所述的滑动支架滑动设置在滑轨上；在所述的上料油缸自由端设有与上料行程开关配合的限位板，在所述的上料油缸回路的进油管上设有上料减速器；在所述的底座靠钢轨输送终点一端设有挡块，所述挡块与上料光电传感器临近；在所述的储料支架上设有安装活动板的滑道；所述的驱动装置为链条和链轮，所述的活动板固定在链条上随链条移动，在所述的活动板上设有限制推料件的限位块；在各所述的储料架之间设有将各链轮连接实现同步运动的转轴以及驱动转轴工作的送料电机。

进一步的，所述的工作架包括滑动设置在纵移车架上升降架，在所述的纵移车架上设有驱动升降架升降的升降油缸，在所述的升降架上设有夹持钢轨且能转动的卡钳，在所述的升降架上设有驱动卡钳转动的旋转电机。

进一步的，所述的下料架包括下料支架，在靠近所述的下料支架上端面滑动设置有下料滑板，在所述的下料滑板上铰接有能伸出下料支架上端面且能在外力作用下缩回下料支架上端面的下料推板，在所述的下料支架上端面设有一组支撑钢轨的滚子轴承，在所述的下料支架上设有驱动下料滑板移动的下料油缸以及一对控制下料油缸行程的下料行程开关，在所述的下料支架沿钢轨输送方向两端设有一对下料光电传感器，在所述的下料支架钢轨输送终点一端设有挡料板。

进一步的，在所述的下料油缸油路上设有调速器。

采用上面结构的道岔钢轨锻造生产线，优点是可以使钢轨锻造成型实现连续自动化生产，整个生产过程中不需要操作人员干预，全部按预先设定的程序进行，工艺重复性高，产品质量稳定，特别是自动化锻造生产线能大大减轻工人劳动强度，减少生产过程中的安全隐患，提高工作效率。采用清洁可再生能源电能加热钢轨，能够减少环境污染，保护生态环境。

本套铁路道岔钢轨锻造全自动生产线不仅能实现钢轨成型的全自动化，还设计了钢轨连续自动上料功能，能保证钢轨成型连续不间断的进行生产。采用双工位加热系统，能保证铁路道岔钢轨所有轨件的加热成型要求，大大提高了生产线的应用范围。采用四工位模具整体成型提高产品质量，能保证产品质量稳定。

本套铁路道岔钢轨锻造全自动生产线中，采用的两级上料单元实现锻造生产线的连续自动化成型设计和双工位加热模式，属于国内外首次运用，对其他行业的产品实现机械智能锻造具有重要的借鉴意义，填补了国内铁路钢轨锻造行业内不同产品结构或产品外形尺寸差别很大的产品在同一条自动锻压生产线上实现连续自动锻造成型的空白，同时还能保证产品的质量稳定， 较高的生产效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明储料架结构示意图；

图3为本发明上料架结构示意图；

图4为本发明输送装置结构示意图；

图5为本发明加热装置结构示意图；

图6为本发明锻造装置结构示意图；

图7为本发明锻造装置横向结构示意图；

图8为本发明下料架结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的铁路道岔钢轨锻造全自动生产线，沿钢轨输送方向包括一组储料架1，一组上料架2，输送装置3和下料架，在输送装置3一侧设有加热装置5和锻造装置6，钢轨运动轨迹是从储料架1到上料架2，之后通过输送装置3逐根传输到下料架4，输送装置3从上料架2将钢轨输送到下料架4的过程中使钢轨一端依次经过加热装置5和锻造装置，实现对铁路道岔钢轨锻造。

如图2所示储料架1包括储料支架1-1，在储料支架1-1上设有推料机构，推料机构靠近上储料支架1-1上端面，在储料支架1-1上设有驱动推料机构沿送料方向移动的驱动装置，该实施例中驱动装置为链条1-5和链轮1-6，通过链轮1-6驱动链条运动，推料机构固定在链条1-5上随链条1-5一起往复移动，推料机构包括活动板1-2，活动板1-2固定在链条1-5上，在储料支架1-1上还设有安装活动板1-2的滑道1-4，通过滑道1-4对活动板1-2起到制支撑导向作用，在活动板1-2上铰接有推料件1-3，推料件1-3能够绕铰接位置转动，自然状态下推料件1-3伸出储料支架1-1上表面，且推料件1-3的一个端面能够与放置在储料支架1-1上表面的钢轨轨底侧边接触，且在活动板1-2上设有限位块1-7使推料件1-3能够保持伸出的状态而不会再绕铰接点旋转，在向前推进送料时能够将钢轨向前输送；而在回程中伸出储料支架1-1上端面的推料件1-3受到钢轨的阻挡后绕铰接点转动缩回支架上端面，直到不再受到外力阻挡推料件1-3重新伸出储料支架1-1上表面（因为其受到限位件阻挡的一端相对较重），整个过程通过链轮1-6正反转来带动链条1-5上的活动板实现往复运动，从而将置于储料支架1-1上端面的钢轨主体推动向前输送。为了能够使各储料架1上的链轮1-6同步运动，在各储料架1之间设有一根转轴1-8，转轴1-8与各储料支架1-1上位于同侧的链轮1-6连接驱动各链轮1-6同步运动，从而能够使推料件1-3同步运动，在转轴1-8上设有驱动转轴1-8转动的送料电机1-9。

如图3所示上料架2包括底座2-1，在底座2-1上靠近底座2-1上端面位置设有滑动支架2-2，为了使滑动支架2-2移动稳定在底座2-1上设有安装滑动支架2-2的滑轨2-7，在滑动支架2-2上铰接有类似推料件1-3的推料板2-3，推料板2-3自然状态下一端始终伸出底座2-1上端面，且推料板2-3的一个端面能够与放置在底座2-1上端面的钢轨轨底侧边接触，且推料件1-3另一端能够抵靠在滑动支架2-2上保持伸出的状态而不会再绕铰接点旋转，在向前推进送料时能够将钢轨向前输送；而在回程中伸出底座2-1上端面的推料板2-3受到钢轨的阻挡后绕铰接点转动缩回底座2-1上端面，直到不再受到外力阻挡时推料板2-3重新伸出底座2-1上表面（因为其受到滑动支架阻挡的一端相对较重会自然落下顶靠在滑动支架上）。在底座2-1上还设有驱动滑动支架2-2移动的上料油缸2-4，通过上料油缸2-4驱动滑动支架2-2往复运动从而带动推料板2-3进行钢轨的输送，当然除了图中实施例外还可以采用电机和丝杆等常用的驱动方式，在底座2-1上端面沿送料方向两端设有一对上料光电传感器2-6，靠近储料架1一端的上料光电传感器2-6用于感应储料架1上钢轨是否到达上料架2位置，而相对远端的上料光电传感器2-6用于感应尾端是否有钢轨滞留，如果有感应到有钢轨滞留则上料油缸2-4停止向前送料工作。在底座2-1上还设有一对上料行程开关2-5，使靠最前端的钢轨行程正好能够到达送料最前端的上料光电传感器2-6，在上料油缸2-4自由端设有与上料行程开关2-5配合的限位板2-8。为了避免钢轨在底座2-1上端面移动速度稳定会过快产生惯性冲出底座2-1或撞坏底座，在上料油缸2-4回路上添加了上料减速器2-9。如图2所示的实施例中在滑动支架2-2上等距均布有三个推料板2-3，这样可以将放置在底座2-1上的钢轨同时多根等距向前输送，并始终保持靠近最前的钢轨能够送达最前的上料光电传感器2-6位置，提高输送效率，在底座2-1送料终点处设有挡块2-10阻挡钢轨，防止因惯性滑出底座2-1，并保持在终点的上料光电传感器2-6位置。除了图中实施例的三个一组的推料板2-3形式，实际使用中还可以为单个推料板或其他数量的推料板组合形式。

工作时钢轨放置到储料架1上，通过链轮1-6驱动链条1-5带动推料机构将钢轨送至上料架2与储料架1交接处，处于此处的光电感传感器传递信号使推料机构回程，同时上料油缸2-4驱动滑动支架2-2带动推料板2-3向前推送钢轨，当处于终点的光电传感器感应到有钢轨在这个位置时，则整个系统不再进行向前送料的动作，直到位于终点位置的钢轨被取走不再被上料光电传感器2-6感应到为止。

如图4所示的输送装置3包括一组输送轨道3-1，输送轨道3-1的长度方向与钢轨的输送方向一致，在输送轨道3-1上设有能沿输送轨道3-1移动的横移车3-2，在横移车3-2上设有驱动横移车3-2移动的横移电机，在横移车3-2上设有纵向轨道3-3，纵向轨道3-3与输送轨道3-1空间上相互垂直，在纵向轨道3-3上设有能沿纵向轨道3-3移动的纵移车架3-4，同样纵移车架3-4上设有驱动纵移车架3-4移动的纵移电机，在纵移车架3-4上设有工作架3-5，工作架3-5包括滑动设置在纵移车架3-4上的升降架3-51，在纵移车架3-4上设有驱动升降架3-51升降的升降油缸3-52，在纵移车架3-4上设有安装升降架3-51的导柱3-55，在升降油缸3-52驱动下能够使升降架3-51沿导柱3-55做升降运动，在升降架3-51上设有能加紧钢轨并能做旋转动作的卡钳3-53，在升降架3-51上设有驱动卡钳3-53转动的旋转电机3-54，实际工作中在卡钳3-53外圈设有齿牙，旋转电机3-54输出端设有与齿牙配合的齿轮来驱动卡钳3-53转动。整体系统中根据钢轨长度设置有多个输送装置，当有钢轨输送到上料架2末端时，上料光电传感器2-6感应到该位置有钢轨，横移车3-2移动到钢轨所处位置，之后升降油缸3-52将升降架3-51抬升使钢轨落入卡钳3-53中将钢轨卡紧，之后横移车3-2带动钢轨移出上料架2位置，进入到加热装置5工位后，纵移车架3-4移动将钢轨一端进入加热装置5中加热，完成后纵移车架3-4回程使钢轨与加热装置5分离，之后旋转电机3-54转动卡钳3-53使钢轨横卧，横移车3-2继续移动到达锻造装置6工位停止，纵移车架3-4将刚才加热的钢轨端部移动到锻造装置6中进行锻造，完成后移出锻造装置6，卡钳3-53旋转使钢轨竖立，横移车3-2移动将钢轨移动到下料架4位置，下料架4起始端的上料光电传感器2-6感应到钢轨后升降油缸3-52驱动升降架3-51下降，卡钳3-53松开钢轨将钢轨放置在下料架4上，之后横移车3-2移动使输送装置3返回初始位置进行下一次输送。

如图5所示加热装置5包括炉基座5-1，在炉基座5-1上设有圆形通用炉5-2和仿型炉5-3，仿型炉5-3可以加热钢轨截面尺寸一致的钢轨，其加热效率高，速度快，温度均匀。通用炉5-2可以加热钢轨纵向各处截面尺寸相差很大的钢轨，其加热速度慢，温度均匀，能保证钢轨加热质量防止钢轨局部过热过烧。该实施例中为双工位炉，是为了针对不同规格钢轨加热而实施，当只针对一种规格尺寸的钢轨实施时可以只采用其中一种加热炉。在通用炉5-2和仿型炉5-3一侧分别设有检测各炉温度的红外线测温仪5-4，在加热装置5一侧还设有超声波测距装置5-5，超声波测距装置5-5的超声发射口应与各加热炉入料口平齐，可精确测量钢轨位置，保证每根钢轨入炉长度及入模位置一致。

如图6和7所示锻造装置6包括压力机6-1，在压力机6-1中间滑动安装有上模座6-2和下模座6-3，在所述的上模座6-2上固定有一组不同规格的上模6-4，在下模座6-3上固定有一组与上模6-4匹配的下模6-5，在压力机6-1上设有驱动上模座6-2和下模座6-3一起移动的平移油缸6-6，由于对不同规格的钢轨需要进行锻造故模具设置有一组不同规格的，本实施例中设置有四组上下模块，通过平移油缸6-6驱动上下模座6-3移动使需要进行锻造的上下模块移动到压力机6-1中部位置，既能保护压力机6-1又能使模具锻造受力均衡，为了在锻造过程中模具稳定，在压力机6-1上设有一组夹紧油缸6-7，夹紧油缸6-7分别能将定位好的上模座6-2和下模座6-3夹紧在压力机6-1上，从而使的锻造过程更加稳定。

如图8所示的下料架4基本机构与上料架2类似，局部结构有所变化，其包括下料支架4-1，在靠近所述的下料支架4-1上端面滑动设置有下料滑板4-2，在下料架4上设有下料滑轨2-7用于安装下料滑板4-2，在所述的下料滑板4-2上铰接有能伸出下料支架4-1上端面且能在外力作用下缩回下料支架4-1上端面的下料推板4-3，在所述的下料支架4-1上端面设有一组支撑钢轨的滚子轴承4-4，在所述的下料支架4-1上设有驱动下料滑板4-2移动的下料油缸4-5以及一对控制下料油缸4-5行程的下料行程开关4-6，下料油缸4-5油路上设有调速器4-9，在所述的下料支架4-1沿钢轨输送方向两端设有一对下料光电传感器4-7，在所述的下料支架4-1钢轨输送终点一端设有挡料板4-8；工作时，输送装置3将锻造好的钢轨输送到下料支架4-1上，此时处于起始端的下料光电传感器4-7感应到钢轨，下料油缸4-5驱动下料滑板4-2移动，下料滑板4-2上的下料推板4-3将钢轨推送到滚子轴承4-4上，当下一根钢轨被推送到滚子轴承4-4上后，由于滚子轴承4-4上的钢轨摩擦力小就能推动前方已经处于滚子轴承4-4上的钢轨继续向前移动；下料滑板4-2回程中当下料推板4-3遇到已放置在下料支架4-1上的钢轨时缩回下料支架4-1内；下料油缸4-5的行程范围由一对下料行程开关4-6控制，在下料油缸4-5自由端设有下料限位杆4-10与下料行程开关4-6配合实现限位，另一个下料光电传感器设置在下料支架4-1输送钢轨方向的终点一端，用于检测位于下料支架4-1上的钢轨是否已经满载，满载后下料架4将停止工作，为了确保处于最终点端的钢轨不会滑出下料架4，在下料支架4-1终点一端设有挡料板4-8。

上面所介绍的生产线控制系统按设定的工艺动作由PLC编程进行控制，每个工位之间通过交换机或硬接线进行通讯，发送信号和反馈信号，实现钢轨锻造连续自动化生产。

Claims (5)

1.一种铁路道岔钢轨锻造全自动生产线，其特征在于：沿钢轨输送方向包括一组储料架（1），一组上料架（2），输送装置（3）和一组下料架（4），在所述的输送装置（3）一侧设有对钢轨端部实施加热的加热装置（5）和对加热部位实施锻造的锻造装置（6），所述的储料架（1）包括储料支架（1-1），在靠近所述的储料支架（1-1）上端面设有推料机构，在所述的储料支架（1-1）上设有驱动推料机构沿送料方向往复移动的驱动装置，所述的推料机构包括安装在驱动装置上随驱动装置移动的活动板（1-2），在所述的活动板（1-2）上铰接有一端能够伸出储料支架（1-1）上端面且在外力作用下能缩回储料支架（1-1）上端面的推料件（1-3）；所述的上料架（2）包括底座（2-1），在靠近所述的底座（2-1）上端面一侧活动设有滑动支架（2-2），在所述的滑动支架（2-2）上铰接有一端能够伸出底座（2-1）上端面且在外力作用下能缩回底座（2-1）上端面的推料板（2-3），所述的推料板（2-3）沿送料方向等距均布有一组，在所述的底座（2-1）上固定有驱动滑动支架（2-2）移动的上料油缸（2-4），在所述的底座（2-1）上设有一对限位上料油缸（2-4）行程的上料行程开关（2-5）；在靠近所述的底座（2-1）上端面沿送料方向的两端设有一对上料光电传感器（2-6）；在所述的底座（2-1）上设有滑轨（2-7），所述的滑动支架（2-2）滑动设置在滑轨（2-7）上；在所述的上料油缸（2-4）自由端设有与上料行程开关（2-5）配合的限位板（2-8），在所述的上料油缸（2-4）回路的进油管上设有上料减速器（2-9）；在所述的底座（2-1）靠钢轨输送终点一端设有挡块（2-10），所述挡块（2-10）与上料光电传感器（2-6）临近；在所述的储料支架（1-1）上设有安装活动板（1-2）的滑道（1-4）；所述的驱动装置为链条（1-5）和链轮（1-6），所述的活动板（1-2）固定在链条（1-5）上随链条（1-5）移动，在所述的活动板（1-2）上设有限制推料件（1-3）的限位块（1-7）；在各所述的储料架（1）之间设有将各链轮（1-6）连接实现同步运动的转轴（1-8）以及驱动转轴工作的送料电机（1-9）；所述的输送装置（3）包括一组输送轨道（3-1），在所述的输送轨道（3-1）上设有能沿输送轨道（3-1）移动的横移车（3-2），在所述的横移车（3-2）上设有纵向轨道（3-3），在所述的纵向轨道（3-3）上设有能沿纵向轨道（3-3）纵向移动的纵移车架（3-4），在所述的纵移车架（3-4）上设有能夹持住钢轨并能升降和翻转的工作架（3-5）；所述的下料架（4）包括下料支架（4-1），在靠近所述的下料支架（4-1）上端面滑动设置有下料滑板（4-2），在所述的下料滑板（4-2）上铰接有能伸出下料支架（4-1）上端面且能在外力作用下缩回下料支架（4-1）上端面的下料推板（4-3），在所述的下料支架（4-1）上端面设有一组支撑钢轨的滚子轴承（4-4），在所述的下料支架（4-1）上设有驱动下料滑板（4-2）移动的下料油缸（4-5）以及一对控制下料油缸（4-5）行程的下料行程开关（4-6），在所述的下料支架（4-1）沿钢轨输送方向两端设有一对下料光电传感器（4-7），在所述的下料支架（4-1）钢轨输送终点一端设有挡料板（4-8）。

2.根据权利要求1所述的一种铁路道岔钢轨锻造全自动生产线，其特征在于：所述的加热装置（5）包括炉基座（5-1），在所述的炉基座（5-1）上分别设有圆形通用炉（5-2）和仿型炉（5-3），在所述的通用炉（5-2）和仿型炉（5-3）一侧分别设有检测各炉温度的红外线测温仪（5-4）；在加热装置（5）一侧还设有检测钢轨位置和长度的超声波测距装置（5-5）。

3.根据权利要求1所述的一种铁路道岔钢轨锻造全自动生产线，其特征在于：所述的锻造装置（6）包括压力机（6-1），在所述的压力机（6-1）中间滑动安装有上模座（6-2）和下模座（6-3），在所述的上模座（6-2）上固定有一组不同规格的上模（6-4），在所述的下模座（6-3）上固定有一组与上模（6-4）匹配的下模（6-5），在所述的压力机（6-1）上设有驱动上模座（6-2）和下模座（6-3）一起移动的平移油缸（6-6），在所述的压力机（6-1）上设有将上模座（6-2）和下模座（6-3）能夹紧固定在压力机（6-1）上的夹紧油缸（6-7）。

4.根据权利要求1所述的一种铁路道岔钢轨锻造全自动生产线，其特征在于：所述的工作架（3-5）包括滑动设置在纵移车架（3-4）上升降架（3-51），在所述的纵移车架（3-4）上设有驱动升降架（3-51）升降的升降油缸（3-52），在所述的升降架（3-51）上设有夹持钢轨且能转动的卡钳（3-53），在所述的升降架（3-51）上设有驱动卡钳（3-53）转动的旋转电机（3-54）。

5.根据权利要求1所述的一种铁路道岔钢轨锻造全自动生产线，其特征在于：在所述的下料油缸（4-5）油路上设有调速器（4-9）。