一种波纹轨腰翼轨万能轧机
阅读说明：本技术 一种波纹轨腰翼轨万能轧机 (Universal rolling mill for corrugated rail web and wing rail ) 是由 董永刚 张京城 张晋府 尚虎城 潘恒志 董文杰 时迎港 王栋 于 2021-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种波纹轨腰翼轨万能轧机,包括机架、机架底座、端盖、轨头立辊、轨底立辊、一对齿形辊、轴承座、轧辊平移系统和驱动系统；机架底座固定在机架底部；机架上部为十字形结构,十字形结构的端面上设置有十字形通孔；轨头立辊和轨底立辊分别纵向设置在十字形通孔的上下两侧通孔内；一对齿形辊横向对称设置在十字形通孔的左右两侧通孔内；端盖对应固定连接在十字形结构的前侧；轨头立辊和轨底立辊分别通过轧辊平移系统纵向滑动连接在机架和端盖之间；齿形辊分别通过轧辊平移系统横向滑动连接在机架和端盖之间；所述驱动系统设置在机架上部的两侧,分别与一对齿形辊连接。本发明可生产出不同宽度和厚度的波纹轨腰翼轨,具有效率高、能耗低、操作简便加工尺寸范围大等明显的优点。(The invention relates to a corrugated rail waist wing rail universal rolling mill which comprises a rack, a rack base, an end cover, a rail head vertical roller, a rail bottom vertical roller, a pair of tooth-shaped rollers, a bearing seat, a roller translation system and a driving system, wherein the rack base is arranged on the rack; the frame base is fixed at the bottom of the frame; the upper part of the frame is of a cross structure, and the end surface of the cross structure is provided with a cross through hole; the rail head vertical roller and the rail bottom vertical roller are respectively and longitudinally arranged in through holes at the upper side and the lower side of the cross-shaped through hole; the pair of toothed rollers are transversely and symmetrically arranged in the through holes on the left side and the right side of the cross-shaped through hole; the end cover is correspondingly and fixedly connected to the front side of the cross-shaped structure; the rail head vertical roller and the rail bottom vertical roller are longitudinally connected between the rack and the end cover in a sliding manner through a roller translation system respectively; the toothed rollers are respectively connected between the rack and the end cover in a transverse sliding manner through a roller translation system; the driving system is arranged on two sides of the upper part of the frame and is respectively connected with the pair of toothed rollers. The invention can produce the corrugated rail waist wing rail with different widths and thicknesses and has the obvious advantages of high efficiency, low energy consumption, simple operation, large processing size range and the like.)
技术领域
本发明涉及波纹轨腰翼轨的轧制成型技术领域，尤其涉及一种波纹轨腰翼轨万能轧机。
背景技术
道岔作为铁路轨道重要的基础设施，是火车机车由一条轨道转辙到另一条轨道的重要轨道部件之一，道路辙叉是由翼轨和心轨组成的，实现道岔和交叉的两条轨线在平面上相交并对列车通路进行分岔的构件，而翼轨的断面与钢轨并不相同，轨头、轨腰、轨底的中心线相互不重合。翼轨的作用是保证机车车轮安全地通过两条钢轨的相互交叉处，具有一定的抗弯，抗扭强度，而波纹轨腰翼轨较普通翼轨具有更高的抗弯、抗扭强度及刚度和抗冲击振动性能。目前波纹轨腰钢轨在轨腰部分的波纹为连续不间断的波纹状，而本专利涉及的波纹轨腰翼轨在轨腰处，形状为圆弧波纹与一段直线光滑过度而成，波纹处表现出良好的力学性能，直线处方便钢轨连接。波纹轨腰翼轨轧制过程是钢坯放入预设好的四个轧辊间隙中，通过调节齿形辊系以及立辊系的间隙就可以生产处所需的不同宽度和厚度的波纹轨腰翼轨。目前，现有的用于波纹轨腰翼轨轧制设备还不存在，仅限于波纹腹板H型钢等的研究，首先是无法充分适应这项新的成形技术，其次轧辊形状与传统轧辊有较大区别，很难应用到实际生产设备中去。如果在现有的理论研究的基础上，对传统轧机轧辊进行改良，这样轧制出的波纹轨腰翼轨不仅拥有较高的抗弯、抗扭强度及刚度和抗冲击振动性能，还会大大提高翼轨的承载能力，使其整体力学性能进一步提升。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种波纹轨腰翼轨万能轧机，可以生产出不同的宽度和厚度的翼轨，具有效率高、能耗低、操作简便加工尺寸范围大等明显的优点。
本发明采用的技术方案如下：
本发明所提出的一种波纹轨腰翼轨万能轧机，包括机架、机架底座、端盖、轨头立辊、轨底立辊、一对齿形辊、轴承座、轧辊平移系统和驱动系统；所述机架底座固定连接在机架底部两侧；所述机架上部设置为十字形结构，所述十字形结构的端面上设置有十字形通孔；所述轨头立辊和轨底立辊分别纵向设置在十字形通孔的上下两侧通孔内，所述一对齿形辊横向对称设置在十字形通孔的左右两侧通孔内；所述端盖分别对应固定连接在十字形结构的前侧，且各所述端盖的中部分别设置有与各立辊和齿形辊对应的条形通孔；所述轨头立辊、轨底立辊和齿形辊的轴心处两侧分别设置有轴承座和轴；所述轨头立辊和轨底立辊两侧的轴承座分别通过轧辊平移系统纵向滑动连接在十字形通孔的上下两侧通孔与对应的端盖之间；所述齿形辊两侧的轴承座分别通过轧辊平移系统横向滑动连接在十字形通孔的左右两侧通孔与对应的端盖之间；所述驱动系统分别设置在机架上部的两侧，且分别与一对齿形辊的轴连接。
进一步的，所述轧辊平移系统包括轴承座连接件、液压缸、换向阀、液压泵、油箱和液压油管；所述轴承座连接件呈U形结构，且开口端的两侧设置有连接槽，闭口端的中部通过螺纹杆与液压缸的活塞螺纹配合连接；所述液压泵通过液压油管与液压缸连接；所述换向阀连接在液压泵和液压缸之间；所述油箱通过液压油管与液压泵连接；所述轧辊平移系统分别设置在十字形结构的四个端部，分别通过连接槽与轨头立辊、轨底立辊和齿形辊两侧的轴承座固定连接。
进一步的，所述驱动系统包括电机、减速器和万向联轴器；所述电机输出端与减速器输入端连接；所述万向联轴器与减速器输出端连接；所述万向联轴器与齿形辊轴心处的轴对应连接。
进一步的，所述齿形辊的辊身由两端圆弧和两段直线圆滑过度连接而成，且所述齿形辊采用阶梯轴的方式设计，保证齿形棍直径较大轴径较小的情况下仍能具有一定的强度和刚度。
进一步的，所述轨头立辊和轨底立辊的轴线设计为错位的形式。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明所轧制的翼轨轨腰为波纹轨腰，普通翼轨具有一定的抗弯，抗扭强度，而波纹轨腰翼轨较普通翼轨具有更高的抗弯、抗扭强度及刚度和抗冲击振动性能。目前波纹轨腰钢轨在轨腰部分的波纹为连续不间断的波纹状，而本方面涉及的波纹轨腰翼轨在轨腰处，形状为圆弧波纹与一段直线光滑过度而成，波纹处表现出良好的力学性能，直线处方便钢轨连接。具有效率高、能耗低、操作简便加工尺寸范围大等明显的优点。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1的后侧结构示意图；
图3是本发明的爆炸结构示意图；
图4是齿形辊的结构示意图；
图5是齿形辊和立辊的装配结构示意图；
图6是齿形辊与驱动系统装配的结构示意图；
图7是齿形辊与轧辊平移系统连接的结构示意图；
图8是轨底立辊与轧辊平移系统连接的结构示意图；
图9是机架的部分结构示意图；
图10是端盖的结构示意图。
其中，附图标记：1-机架；2-机架底座；3-端盖；4-轨头立辊；5-轨底立辊；6-齿形辊；7-轴承座；8-轧辊平移系统；9-驱动系统；10-轴；81-轴承座连接件；82-液压缸；83-换向阀；84-液压泵；85-油箱；86-液压油管；811-连接槽；812-螺纹杆；91-电机；92-减速器；93-万向联轴器。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。
参见附图1至10，给出了本发明所提出的一种波纹轨腰翼轨万能轧机的一个实施例的具体结构。所述轧机包括机架1、机架底座2、端盖3、轨头立辊4、轨底立辊5、一对齿形辊6、轴承座7、轧辊平移系统8和驱动系统9。
所述机架底座2固定连接在机架1底部两侧；所述机架1上部设置为十字形结构，所述十字形结构的端面上设置有十字形通孔；所述轨头立辊4和轨底立辊5分别纵向设置在十字形通孔的上下两侧通孔内，且所述轨头立辊4和轨底立辊5的轴线设计为错位的形式，目的是在四个轧辊配合工作时可以轧制出波纹轨腰的翼轨；所述轨头立辊4和轨底立辊5构成一对立辊系；所述一对齿形辊6分别横向对称设置在十字形通孔的左右两侧通孔内；为了轧制出具有更大的强度、刚度、稳定性的钢轨，所述齿形辊6的辊身由两端圆弧和两段直线圆滑过度连接而成，使得轧制后的钢轨轨腰为波纹轨腰，这样的钢轨不仅力学性能高于普通钢轨，而且方便于连接与固定；所述齿形辊6采用阶梯轴的方式设计，保证齿形棍直径较大轴径较小的情况下仍能具有一定的强度和刚度，从而延长齿形辊6的使用寿命；所述齿形辊6构成一对齿形辊系；所述立辊系和齿形辊系布置在同一个平面内，齿形辊系用于控制所成产钢轨的厚度并提供轧制力，立棍系用于控制所生产钢轨的宽度并提供轧制力。
所述端盖3设置有四组，分别对应固定连接在机架1十字形结构的前侧，且各所述端盖3的中部分别设置有与轨头立辊4和轨底立辊5和齿形辊6对应的条形通孔，且条形通孔的内端均为贯穿式；所述轨头立辊4、轨底立辊5和齿形辊6的轴心处两侧分别设置有轴承座7和轴10；所述轨头立辊4和轨底立辊5两侧的轴承座7分别通过轧辊平移系统8纵向滑动连接在十字形通孔的上下两侧通孔与对应的端盖3的条形通孔之间；所述齿形辊6两侧的轴承座7分别通过轧辊平移系统8横向滑动连接在十字形通孔的左右两侧通孔与对应的端盖3的条型通孔之间；所述驱动系统9分别设置在机架1上部的两侧，且分别与两侧齿形辊6的轴10对应连接。
其中，所述轧辊平移系统8包括轴承座连接件81、液压缸82、换向阀83、液压泵84、油箱85和液压油管86；所述轴承座连接件81呈U形结构，且开口端的两侧分别设置有连接槽811，闭口端的中部通过螺纹杆812与液压缸82的活塞螺纹配合连接；所述液压泵84通过液压油管86与液压缸82连接；所述换向阀83连接在液压泵84和液压缸82之间；所述油箱85通过液压油管86与液压泵84连接；所述轧辊平移系统8分别设置在机架1上部的十字形结构的四个端部，分别通过连接槽811与轨头立辊4、轨底立辊5和齿形辊6两侧的轴承座7固定连接。使得液压缸82活塞的往复远动可以通过轴承座连接件81带动轴承座7平移进而带动对应的轧辊平移，进而调节扎缝的尺寸来轧制不同宽度和厚度的翼轨。
本实施例中，所述机架1放置每一个轧辊的通孔的两侧均设有对应的滑道，目的是使轧辊的轴承座可以在滑道内的移动为直线移动，同时每一个轧辊都配有相应的端盖3，所述端盖3与轴承座7接触处也对应设置有滑道，这样使轴承座7在双滑道内直线移动，使其具有一定的稳定性；所述端盖3与机架1是两个分离的部件，这样方便轧辊的维修且拆装方便安全可靠。
所述驱动系统9包括电机91、减速器92和万向联轴器93；所述电机91输出端与减速器92输入端连接；所述万向联轴器93与减速器92输出端连接；所述万向联轴器93与齿形辊6轴心处的轴10对应连接。一对齿形辊6通过万向联轴器93与提供扭矩的带电机91的减速器92相连接，所述万向联轴器93可以保证减速器92输出轴与齿形辊6轴线有一定摆角时能够传递动力，一旦放入钢坯后，所述轨头立辊4和轨底立辊5就会在两个齿形辊6的驱动下实现从动，这样便实现了同步转动。而采用两对同样的带电机91的减速器92作为驱动系统，目的是使两个齿形辊6可以同步运动。为了给两对轧辊分别提供横向和纵向移动的自由度，是通过与轧辊连接的轧辊平移系统8来改变钢轨的宽度和厚度的。
本发明的工作原理在于：齿形辊6通过一对相同的带电机91的减速器92实现驱动并同步转动；齿形辊系用于控制所轧制翼轨的厚度并提供轧制力，立棍系用于控制所轧制翼轨的宽度并提供轧制力。齿形辊6与带电机的减速器通过万向联轴器相连，实现驱动，且万向联轴器可以保证减速器输出轴与齿形辊轴具有一定的摆角时也可以实现驱动，一旦放入钢坯后，轨头立辊4和轨底立辊5就会在两个齿形辊6的驱动下实现从动；机架1四个端部的轧辊平移系统8通过轴承座连接件81与各轧辊连接，轴承座连接件81一端设有连接槽与轧辊轴承座7相连接，另一端设有螺纹杆812与液压缸82的活塞螺纹配合连接，使得活塞的往复远动可以通过轴承座连接件81带动轴承座7平移进而带动对应的轧辊平移，进而调节扎缝的尺寸来轧制不同宽度和厚度的波纹轨腰翼轨。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
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