一种应用于铁路废旧钢轨修复的多自由度多孔钻方法
阅读说明：本技术 一种应用于铁路废旧钢轨修复的多自由度多孔钻方法 (Multi-degree-of-freedom porous drilling method applied to railway waste steel rail repair ) 是由 吴斌 陈宝民 牙马忠 王世淼 沈军 刘辉 孔维荣 郝旭 潘坤 纪永康 于 2021-07-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种应用于铁路废旧钢轨修复的多自由度多孔钻方法,包括以下步骤：设备预调整：根据加工需要设置万向节钻杆组件数量,通过液压控制调整万向节钻杆组件和导向装置的高度,调整多个锥柄麻花钻的间距,调整多个导向圈的间距,导向圈和锥柄麻花钻处于同一水平位置,锥柄麻花钻穿过导向圈与所述变径套间隙配合；钢轨运输至对应位置通过限位装置固定；打开电机,通过动力箱系统带动所述万向节钻杆组件旋转；进给油缸系统控制所述万向节钻杆组件进给实现钻孔。本发明在保证钻孔精度前提下,能够满足不同规格铁路废旧钢轨多孔同时钻削,从而解决了以往单孔依次钻削效率低、平行度无法保证的难题,提高了铁路废旧钢轨钻孔效率和自动化程度。(The invention discloses a multi-degree-of-freedom porous drilling method applied to railway waste steel rail repair, which comprises the following steps of: pre-adjusting equipment: the number of universal joint drill rod assemblies is set according to the processing requirement, the heights of the universal joint drill rod assemblies and the guiding devices are adjusted through hydraulic control, the intervals of the multiple taper shank twist drills are adjusted, the intervals of the multiple guiding rings are adjusted, the guiding rings and the taper shank twist drills are located at the same horizontal position, and the taper shank twist drills penetrate through the guiding rings to be in clearance fit with the reducing sleeves; the steel rail is transported to a corresponding position and fixed through a limiting device; turning on a motor, and driving the universal joint drill rod assembly to rotate through a power box system; and the feeding oil cylinder system controls the universal joint drill rod assembly to feed to realize drilling. On the premise of ensuring the drilling precision, the invention can meet the requirement of simultaneously drilling multiple holes of the waste steel rails of different specifications of railways, thereby solving the problems of low efficiency and incapability of ensuring the parallelism of the previous single-hole sequential drilling and improving the efficiency and the automation degree of the drilling of the waste steel rails of railways.)
技术领域
本发明属于轨道交通装备制造领域，尤其涉及一种应用于铁路废旧钢轨修复的多自由度多孔钻方法。
背景技术
铁路废旧钢轨再利用是铁路废旧物资循环使用的一项重要工作。通常，铁路废旧钢轨钻孔大多是采用在普通卧式钻床上对各孔逐个进行加工，一根钢轨端头需钻取三个孔，而一次装夹只能钻一个孔，因此使用普通卧式钻床进行钢轨钻孔加工存在耗时长、效率低、废品率高等诸多问题，而且钻模板容易磨损，钻孔精度差、各孔同轴度不能保证。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种应用于铁路废旧钢轨修复的多自由度多孔钻方法。
本发明的具体技术方案如下：
一种应用于铁路废旧钢轨修复的多自由度多孔钻方法，采用一种铁路废旧钢轨修复用多自由度多孔钻设备，该设备包括电机、动力箱系统、若干万向节钻杆组件、进给油缸系统、导向装置以及限位装置；
所述万向节钻杆组件包括双十字万向联轴器、工作轴、莫氏锥套、锥柄麻花钻，所述锥柄麻花钻嵌入所述莫氏锥套并由固定螺母旋紧固定，所述莫氏锥套与所述工作轴成锥度配合，所述工作轴与所述双十字万向联轴器一端刚性连接，所述双十字万向联轴器连接所述平行输出轴；
所述万向节钻杆组件还包括钻杆调整板，所述钻杆调整板上开设若干钻杆调整孔和一个环形安装槽，所述钻杆调整孔上设有工作轴安装板，所述工作轴安装板通过螺栓与所述环形安装槽的配合可移动地固定在所述钻杆调整孔，所述工作轴可转动地安装于所述工作轴安装板；
所述导向装置在垂直方向由液压控制调整上下高度；
所述导向装置包括导向板和变径套，所述导向板设有若干导向孔和导向安装槽，对应所述导向孔设置导向圈，所述导向圈的尺寸小于所述导向孔尺寸，所述导向圈通过螺栓与所述导向安装槽的配合可移动地固定在所述导向孔，所述变径套安装于所述导向圈上；
所述进给油缸系统用于为所述万向节钻杆组件提供进给力；
所述电机通过所述动力箱系统带动所述万向节钻杆组件旋转，以实现钻孔；
所述万向节钻杆组件的钻孔端设置所述导向装置；
包括以下步骤：
设备预调整：根据加工需要设置万向节钻杆组件数量，通过液压控制调整万向节钻杆组件和导向装置的高度，调整多个锥柄麻花钻的间距，调整多个导向圈的间距，其中，所述导向圈和所述锥柄麻花钻处于同一水平位置，所述锥柄麻花钻穿过所述导向圈与所述变径套间隙配合；
钢轨运输至对应位置通过限位装置固定；
打开所述电机，通过所述动力箱系统带动所述万向节钻杆组件旋转；
所述进给油缸系统控制所述万向节钻杆组件进给实现钻孔。
作为优选的技术方案，所述动力箱系统包括一个电机输入端、两个传动轴、若干个平行输出轴，所述电机输入端通过齿轮传动将动力传递至两个传动轴，两个传动轴通过齿轮传动将动力传输至若干个平行输出轴，若干个平行输出轴同向、同步转动。
作为优选的技术方案，所述莫氏锥套与所述工作轴之间设有过渡套。
作为优选的技术方案，所述限位装置包括液压抵杆和限位座，所述液压抵杆安装在所述限位座上，用于抵压固定钢轨。
作为优选的技术方案，所述变径套的内孔与所述锥柄麻花钻间隙配合。
作为优选的技术方案，所述平行输出轴和所述万向节钻杆组件均设置为3个。
作为优选的技术方案，所述万向节钻杆组件，在垂直方向通过液压控制使万向杆组件沿环形轨道槽进行高度调整。
有益效果在于：
本发明在钢轨上料时对废旧钢轨端头设有限位装置，钢轨到达指定位置后即可对钢轨多孔同时进行钻孔加工，改变以往多次调整、多次装夹、多次钻孔的模式，提高了生产效率降低劳动强度；
本发明采用2级齿轮传动方式，实现3个平行输出轴同步、同向带动3个锥柄麻花钻同时钻孔，且该设备及其方法首次应用于铁路废旧钢轨循环使用领域；
本发明中，各锥柄麻花钻间距、高度以及导向装置间距、高度可以调整，各锥柄麻花钻大小可灵活更换，能够满足不同规格废旧钢轨钻孔高度、间距及孔径大小的需要。
本发明对于废旧钢轨的快速、高效、准确钻孔有着重要意义，能够为铁路废旧物资循环使用提供助力，铁路废旧钢轨多自由度多孔钻是该专利的重要保护点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明
具体实施方式
或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1是本发明实施例中的一种铁路废旧钢轨修复用多自由度多孔钻设备的整体示意图。
图2是本发明实施例中的动力箱系统齿轮传动原理示意图。
图3是本发明实施例中的万向节钻杆组件剖视图。
图4是本发明实施例中的万向节钻杆组件的立体图。
图5是本发明实施例中的导向装置立体图。
图中，1为电机，2为动力箱系统，3为万向节钻杆组件，301为双十字万向联轴器，302为工作轴，303为莫氏锥套，304为锥柄麻花钻，305为过渡套，306为钻杆调整板，307为钻杆调整孔，308为环形安装槽，309为工作轴安装板，4为进给油缸系统，5为导向装置，501为导向孔，502为导向板，503为导向安装槽，504为导向圈，505为变径套，6为限位装置，601为液压抵杆，602为限位座。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
现在结合说明书附图对本发明做进一步的说明。
请参考图1所示，本发明实施例是一种应用于铁路废旧钢轨修复的多自由度多孔钻方法，采用一种铁路废旧钢轨修复用多自由度多孔钻设备，其包括电机1、动力箱系统2、若干万向节钻杆组件3、进给油缸系统4、导向装置5以及限位装置6；
请继续参考图2所示，是动力箱系统齿轮传动原理示意图，所述动力箱系统2包括一个电机输入端、两个传动轴、三个平行输出轴，所述电机输入端通过齿轮传动将动力传递至两个传动轴，两个传动轴通过齿轮传动将动力传输至三个平行输出轴，三个平行输出轴同向、同步转动；
所述进给油缸系统4用于为所述万向节钻杆组件3提供进给力；
所述电机1通过所述动力箱系统2带动所述万向节钻杆组件3旋转，以实现钻孔；
所述万向节钻杆组件3的钻孔端设置所述导向装置5；
所述限位装置6包括液压抵杆601和限位座602，所述液压抵杆601安装在所述限位座602上，用于抵压固定钢轨。
本实施例中，请参考图3所示，所述万向节钻杆组件3包括双十字万向联轴器301、工作轴302、莫氏锥套303、锥柄麻花钻304、过渡套305，所述锥柄麻花钻304嵌入所述莫氏锥套303并由固定螺母旋紧固定，所述莫氏锥套303与所述工作轴302成锥度配合，所述工作轴302与所述双十字万向联轴器301一端刚性连接，所述双十字万向联轴器301连接所述平行输出轴，所述莫氏锥套303与所述工作轴302之间设有过渡套305。
请继续参考图4所示，所述万向节钻杆组件3还包括钻杆调整板306，所述钻杆调整板306上开设若干钻杆调整孔307和一个环形安装槽308，所述钻杆调整孔307上设有工作轴安装板309，所述工作轴安装板309通过螺栓与所述环形安装槽307的配合可移动地固定在所述钻杆调整孔307，所述工作轴302可转动地安装于所述工作轴安装板309。
进一步，所述万向节钻杆组件3，在垂直方向通过液压控制使万向杆组件沿环形轨道槽进行高度调整。
请参考图5所示，所述导向装置5，设有若干个间距可调的导向孔501，导向装置5在垂直方向由液压控制调整上下高度，以满足不同规格钢轨产品钻孔间距及高度需要。
具体的，所述导向装置5包括导向板502，所述导向板502设有若干导向孔501和导向安装槽503，对应所述导向孔501设置导向圈504，所述导向圈504的尺寸小于所述导向孔501尺寸，所述导向圈504通过螺栓与所述导向安装槽503的配合可移动地固定在所述导向孔501。所述导向装置5还包括变径套505，所述变径套505安装于所述导向圈504上。所述变径套505的内孔与所述锥柄麻花钻304间隙配合。
具体包括以下步骤：
设备预调整：根据加工需要设置万向节钻杆组件3数量，通过液压控制调整万向节钻杆组件3和导向装置5的高度，调整多个锥柄麻花钻304的间距，调整多个导向圈504的间距，其中，所述导向圈504和所述锥柄麻花钻304处于同一水平位置，所述锥柄麻花钻304穿过所述导向圈504与所述变径套505间隙配合；
钢轨运输至对应位置通过限位装置固定；
打开所述电机1，通过所述动力箱系统2带动所述万向节钻杆组件3旋转；
所述进给油缸系统4控制所述万向节钻杆组件3进给实现钻孔。
本发明实施例，适用的铁路废旧钢轨包含多种规格型号钢轨产品，如75kg/m、60kg/m、50kg/m、43kg/m、38kg/m等多种重型钢轨、轻型钢轨。在进行加工前，应当根据加工需要，通过液压控制调整钻杆调整板306的高度，随后通过调整工作轴安装板309在钻杆调整孔307中的位置，通过螺栓固定，实现工作轴302的位置调整，进而可以调整各个锥柄麻花钻304的间距，以满足不同钻孔间距和高度的需求。调整万向节钻杆组件高度以及锥柄麻花钻间距时，双十字万向联轴器301可以在一定角位移实现动力稳定传递，满足由动力箱系统到万向节钻杆组件(具体为锥柄麻花钻304)的动力稳定传递。
导向装置5起到导向的作用，应当根据万向节钻杆组件3的调整进行对应的调整，调整要求是其变径套505的内孔与锥柄麻花钻304间隙配合，变径套505可更换以配合不同大小锥柄麻花钻304，其作用是为锥柄麻花钻304钻孔导向，保证孔的平行度要求。具体导向装置的位置调整与如上所述的万向节钻杆组件3的调整原理一致，通过液压控制调整导向装置5的高度，通过调整导向圈504在导向孔501的相对位置，使得锥柄麻花钻304能够穿过导向圈504与所述变径套505间隙配合，完成锥柄麻花钻304的导向，保证孔的平行度要求。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。