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用于焊接特别是在铺放轨道上的轨条的接头部位的两个对接端头的闪光对焊机与方法

摘要

铺放的钢轨的接头部位的两个端头进行闪光对焊的走行式电焊机它的两个借助于液压缸可沿钢轨纵向相对运动的机组半部分别具有一个通过液压夹紧缸连接的、用电/液压驱动的夹紧焊接夹钳副。内装有一个可液压驱动的焊瘤切除装置。一个拉轨或移轨装置在钢轨水平平面上环抱着装设焊接机组并且具有两个为夹紧紧挨着焊接机组前后设置的相邻的钢轨端部而设的、并可通过一个沿移轨装置的纵向伸展的液压缸活塞设备来驱动的、并与此设备相互连接在一起的钢轨夹钳。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2003-04-02

    专利权的终止未缴年费专利权终止

    专利权的终止未缴年费专利权终止

  • 2002-04-24

    其他有关事项 其他有关事项:1992年12月31日以前的发明专利申请,授予专利权且现仍有效的,其保护期限从15年延长到20年。根据国家知识产权局第80号公告的规定,下述发明专利权的期限由从申请日起十五年延长为二十年。在专利权的有效期内,所有的专利事务手续按照现行专利法和实施细则的有关规定办理。 申请日:19890201

    其他有关事项

  • 1993-02-17

    授权

    授权

  • 1992-05-20

    审定

    审定

  • 1989-09-20

    公开

    公开

  • 1989-08-23

    实质审查请求

    实质审查请求

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说明书

本发明涉及一种用以对在线路上或在轨道上沿纵向串联铺放的钢轨的接头部位的两个端头进行闪光对焊的走行式电焊机,它含有设置在电焊机的一个走行机构支承着的底盘框架上的驱动电动机、液压泵组、发电机、走行驱动机构和焊接过程控制装置和一台用以对左侧或右侧轨条进行加工的、通过驱动机构可进行横向和高度调节的闪光对焊机组,该闪光对焊机组的两个借助于液压缸可沿钢轨纵向相对运动的机组半部,分别具有一个通过液压夹紧缸连接的、用电/液压操纵的夹紧焊接夹钳付,以及必要时带有一个跟焊接机组装在一起、用液压操纵的焊瘤切除装置。

本发明的同一专利申请人所研制的一种公知的走行式闪光对焊电焊机-见1986年2月普拉塞与陶依尔产品说明书K355    ABD-有一个支承在走行机构上并通过走行驱动机构能自行的底盘框架。在电焊机上设有一个驱动电动机,它跟一个液压泵组及一个向焊接机组供电的发电机相连接。在设在两端的驾驶室之间还有一个发电机控制箱和一个焊接过程控制装置。两个驾驶室中的一个设计成能沿电焊机的纵向在相邻的电焊机区域内纵向移动,其端部是敞开的。在此区域内设有一个双臂的、可伸缩的悬臂起重装置。该起重装置跟底盘框架通过一根垂直轴可摆动地连接着。在其前面的自由端部通过一个悬挂装置跟闪光对焊机组相连的悬臂起重装置跟侧向摆动和纵向移动悬臂起重装置的液压驱动机构相连。在驾驶室往回推时,悬臂起重装置的作用范围大为加大,使它能侧向摆动到跟电焊机的纵轴线成直角的程度,从而焊接机组的中心可以移到距轨道中心线3250mm的地方。转移工作地点时,焊接机组用悬臂起重装置推入驾驶室内,然后将驾驶室移到底盘框架的端头与之相连。

通过悬挂装置可以调节高度的焊接机组,由两个沿钢轨的或电焊机的纵向接连着设置的机组半部组成,这两个半部借助于两个液压缸可沿钢轨的纵向相对移动。在每个机组半部的底部分别设置有一个用来在两面贴靠轨腰的夹紧焊接夹钳付,这夹钳付除起夹紧功能外,还充当传导焊接电流的电极使用。由于每个夹紧焊接夹钳付是按每一个机组半部的杠杆装置设计的,所以可以通过一个跟杠杆装置相连的液压夹紧缸而压在轨腰上。跟用于纵向移动的液压缸相连的焊接机组半部具有液压的切除装置以切除焊接时形成的焊瘤。焊接机组设有控制台以开动和停止焊接过程和监控重要的基本功能。

电焊机开到工地并将焊接机组降下并对准轨缝以后,通过启动两个液压夹紧缸使两个夹紧焊接夹钳付夹紧两个钢轨端部。在夹紧过程中,钢轨端头的高度和方向也同时进行最精确的校准。利用操作开关“自动”接通焊接电流和焊接作业程序。首先通过启动两个液压驱动装置,使夹紧焊接夹钳付夹紧的钢轨端头通过两个焊接机组半部以大约0.25mm/秒的速度相对移动。钢轨端头接触后,焊接电流由于形成短路而达到第一个峰值。电流表测到此峰值,立即停止钢轨的送进。此时钢轨端头高度发热。在强大电流下保持约一秒钟以后,使钢轨沿反方向移动,将可能已经粘在一起的钢轨端头再次拉开。为此沿相反方向操作两个液压驱动机构。两个钢轨端头脱离接触后,焊接电流即下降,随即又以给定速度再度送进钢轨。这个过程重复多次,使钢轨端头变得越来越热。钢轨端头接触点达到足够的热度以后,出现第一次焊接熔化过程。这个称为不稳定阶段保持大约30秒之后,继续加热施焊点,使之达到稳定阶段,此时两个钢轨端头以恒定的给定速度的送进、即相对运动即告结束。预选的焊接时间结束以后,开始升级阶段。在大约10秒之内将送进速度提高3至4倍。此时焊接电流相应升高,使施焊点达到最高温度。然后切断焊接电流,将夹紧焊接夹钳付当时所处位置存贮起来(gespeichert)。与此同时切断控制装置的液压流量控制阀,并接入一个加大流量的液压阀。为了进行所谓的最后顶镦,利用焊接阶段结束时所提高的压力的作用,以高速使两个钢轨端头猛烈地挤压在一起,直到焊接夹钳的行程变化达到预选的给定数值(大约达14毫米)。达到给定数值以后,即停止顶镦送进。夹紧焊接夹钳付将已经相互焊接在一起的钢轨端头再保持在这个状态下几秒钟,直到施焊点稍许冷却。然后在没有压力的情况下,对夹紧焊接夹钳付进行操纵,使之后退。此时切除装置的两与钢轨断面形状相适应的切刀此时已固定住,通过相应的焊接机组半部的再次送进,切去突出的焊瘤。最后将夹紧焊接夹钳付和切刀松开,并从钢轨上抬起焊接机组。此后,带有伸出的焊接机组的电焊机可走向下一个准备焊接的钢轨接头。本发明的同一专利申请人的这部移动式轨行闪光对焊机,其各种用途与作业方法,特别是焊接作业过程本身,在1987年10月份的“铁路杂志”(Railway Gazette)上有详细的介绍。

一种公知的、这种类型的电焊机的、按美国专利3,349,216的闪光对焊机组具有两个爪形夹紧装置以接合并牢固地夹紧焊件。这夹紧装置有一个共同转轴,通过两个相对于转轴相互错开的活塞杆使夹紧装置能沿转轴移动以进行熔化与顶镦。活塞杆跟焊件对称并与之处于同一平面上,并由它将夹紧装置互相连接在一起。夹紧装置的转轴设计成一根空心轴,其内装有一个用于均匀地操纵顶镦缸的控制滑阀,此时控制滑阀可通过装在空心轴上的机电驱动机构来操纵。

另一种公知的,这种类型的电焊机的、按英国专利1513014的闪光对焊机组,如前所述具有夹紧焊接夹钳付,可通过一个与液压夹紧缸相连的杠杆装置压紧在轨腰上。为在焊接过程结束后切除焊瘤而设的切除装置共有四把切刀,这四把切刀在工作位置时整个包围着钢轨截面轮廓,用这种一体带着的切除装置,可以用焊接机组顺利地切除焊瘤,而无需外加单独的设备。

为了拉动事先从轨枕上松开的单根轨条,以便能用这种电焊机进行闪光对焊,还有公知的所谓的拉轨装置,例如按英国专利1294216的那种。这种设计成环形结构单元的拉轨装置具有两个沿钢轨的纵向相互拉开设置的钢轨夹钳付,分别通过一个放置在钢轨上方的和一个放置在钢轨下方的横梁围绕一根垂直轴线可转动地相互连接在一起,钢轨夹钳通过短杠杆跟沿钢轨的纵向伸展的、用手动泵操纵的、平行于钢轨水平平面设置的液压缸或跟沿液压缸的纵向伸展的牵拉构件相连。启动两个液压缸,钢轨夹钳即压紧在轨腰上,继续促动液压缸,夹钳即带动钢轨端部相对运动。这种公知的拉轨装置用于为随后的用闪光对焊或铝热焊的焊接作业做准备,特别是用于使两条准备焊接的轨段的两个端头之间达到正确的距离。

另一种按英国专利1161307的拉轨装置同样具有跟液压缸或牵拉构件相连的、跟钢轨的纵向成横向设置的横梁或夹持构件。这些横梁还分别跟一对分别设计来贴靠在轨头侧面的楔键相连。由于拉力较小,只适用于拉动较短的轨段。

本发明的同一专利申请人和专利权持有人的美国专利4,272,664公开了,在焊接机组设置在电焊机的走行机构之间的情况下,为了便于拉近从轨枕上松开的钢轨,在电焊机走行机构的范围内设置一个设计成升降式支撑的支承装置。焊接作业开始之前,将升降式支撑降到轨枕上,使相邻的走行机构稍许抬离钢轨,这样,就可以将卸去电焊机荷载的钢轨顺利地沿钢轨接头方向移动,特别是在最后顶镦形成焊瘤的时候。

所述移动式钢轨焊接机组目前有足够的拉力以进行闪光对焊包括顶镦,并稍有裕量用于拉轨。这个拉力足以焊接短的钢轨或焊接放在滚柱上的长钢轨。焊接结束后,将钢轨从夹具中取出,加入一根合适的轨段以平衡焊接时发生的长度变化。在焊接较长的钢轨段时,特别是在焊接没有放在滚柱上的长钢轨时,在切除具有较大焊缝的所谓铝热焊接头而又必须用闪光对焊接头来代替时,在低于正常温度下进行最后焊接时,以及在无缝轨道上进行最后焊接时,则需要较大的拉力。

本发明的任务在于要创造一种本文开头所述的类型的走行式闪光对焊电焊机,通过这种电焊机可改进应用适应性,特别是在拉近轨条和在进行最后的顶镦时可达到较大的拉力。

这个任务通过本文开头所述的类型的电焊机这样来解决,一个拉轨或移轨装置跟闪光对焊机组协同工作,这移轨装置设置来在钢轨水平平面上环抱着装设焊接机组,并且具有至少两个为夹紧紧挨着焊接机组前后设置的相邻的钢轨端部而设的、并可通过一个沿移轨装置的纵向伸展的液压缸活塞设备来操纵、并与此设备相互连接在一起的钢轨夹钳付。移轨装置和闪光对焊机组采取这种非常简单而又有效的结合方式,就可以在不改变在运用中极为可靠的闪光对焊机组的结构的情况下,创造一种具有较大附加拉力或推力的电焊机,因为此时每一钢轨端头除焊接机组的夹紧焊接夹钳付之外,还附加有移轨装置的钢轨夹钳付来夹紧和移动钢轨。这一点对焊接重的长钢轨特别有利,因为不必花费人力和时间去安设滚柱支承就可以迅速而顺利地移动钢轨,只需事先松开钢轨紧固件就行。用按本发明设计的电焊机可以为闪光对焊的最后顶镦以及为最重的轨条提供所需之强大拉力或推力,从而提高了焊接的经济性和质量。由于拉轨装置采用环抱着焊接机组的结构形式,焊接机组和移轨装置的移轨作业由于拉力的加强而可以顺利地单独或共同进行。

本发明的电焊机还提供很多有利的应用可能性。例如在拉轨作业结束后,可以单独使用外加的钢轨夹钳或跟焊接机组的夹紧焊接夹钳一起用焊接机组进行焊接,而最后的顶镦则用焊接机组和移轨装置一起进行。此外,本发明的电焊机的移轨装置有利地可以与电焊机一起使用,也可以在准备工作中分开单独使用。

本发明的一个有利的发展在于,设计成环形机械结构单元的、并在钢轨接头左侧与右侧分别设有沿钢轨纵向伸展的液压驱动缸的移轨、特别是拉轨装置,具有一个内截面,其净内宽与净内长为了在钢轨水平平面上环抱着地容纳焊接机组,大于两个焊接机组半部相离调节到最大距离时其外周形成的截面的宽度与长度。由于这个足够“大”的环形结构,焊接机组可顺利地放入这个已放置在工作位置上的移轨装置内,并可进入其工作位置。此时,焊接机组和移轨装置的全部作业运动,均能各自不受干扰地进行。

本发明的另一个优良的结构在于移轨装置的液压缸活塞设备的两个分别设置在轨条左侧和右侧的液压驱动缸设计来提供一个在钢轨水平平面上和沿钢轨的纵向起作用的、大于120吨、最好约为130吨的总拉力或移动力。环抱着焊接机组的移轨装置的两个驱动缸具有如此巨大的拉力或移动力,就可以和焊接机组的液压缸一起顺利地移动重的长钢轨而无需花费人力和时间去铺放滚柱支承,直到两个钢轨端头之间达到焊接机组进行焊接所需之距离为止。用此装置甚至可以移动在平的砾石道床上新铺放的连同轨枕的轨排,以便进行焊接。

本发明的一个特别存利的发展是两个通过驱动缸及其活塞杆驱动的钢轨夹钳付分别由一个起曲柄作用或偏心作用的夹紧杠杆装置组成。起曲柄作用的夹紧杠杆装置使钢轨夹钳付可靠地压紧在轨腰上,这样就可以将两个驱动缸发出的巨大拉力或移动力不受干扰地、特别是不打滑地传递给钢轨。

本发明的另一个优良的结构在于移轨装置在其纵向上由两个相互绝缘的、接连排列的并分别对称于装置的纵向对称平面设置的节段组成,这两个节段只通过一个绝缘层分别用螺栓连接件固定连在一起。移轨装置的由两个只通过一个绝缘层相连接的节段组成的结构,其特殊优点在于能可靠地防止位于装置里面的焊接机组产生的妨碍焊接过程的短路。

本发明的一个特别有利的结构在于绝缘层分别在一个跟钢轨夹钳及相应的驱动缸的活塞杆相连接的、并沿拉动或推动钢轨的纵向伸展的牵拉构件内横向于其纵向伸展地装设着。采用这种结构,可以顺利地通过相应的、同样是绝缘的并垂直于绝缘层伸展的螺栓连接来传递装置的巨大拉力或推力。

本发明的另一个有利的发展在于移轨装置两个钢轨夹钳付的驱动缸和用以沿纵向移动带有焊接机组的夹紧焊接夹钳付的两个焊接机组半部的液压缸,连接在一个共同的液压驱动源或电焊机的液压泵组上。采用一个共同的液压泵组来操纵用以沿纵向移动夹紧焊接夹钳付的液压缸和用以沿纵向移动钢轨夹钳付的驱动缸,可以达到拉轨均匀,钢轨端头上的压力均匀。

本发明的另一个优选的发展是两个钢轨夹钳付与两个夹紧焊接夹钳付通过各自的液压驱动缸与液压缸以及控制装置,可按一个共同的进行焊接过程控制来操纵。由于通过焊接过程控制装置同时操纵驱动缸和液压缸,移轨装置的钢轨夹钳付的纵向移动和焊接机组的夹紧焊接夹钳付的纵向移动完全同步进行。这样,焊接机组与移轨装置实际上形成一个联合的功能性结构单元。

本发明的另一个有利发展在于跟钢轨夹钳付相连的驱动缸和用于纵向移动焊接机组两个半部的液压缸,通过液压管路并联连接,并跟控制装置的一个控制部件相连,这个控制部件具有一个四通三位换向阀、一个液压流量控制阀和一个跟一个四通二位换向阀相连的压力控制阀,在此,四通二位换向阀配设有一根另外的、跟流量控制阀的入口、或出口管路相互连接的液压管路。以这种简单的方式将控制装置和设计成这样的控制部件连接起来,就可以按照焊接过程控制均匀地操纵焊接机组的驱动缸和液压缸。

本发明的一个特别有利的结构是设计用来改变流过跟钢轨夹钳付和焊接机组半部相连的驱动缸与液压缸的工作油流量的液压流量控制阀,通过电导线跟用来改变活塞速度或移轨速度的控制装置相连,以按各自的焊接作业程序接收相应的模拟电信号。采用这种结构,就可以用液压流量控制阀按照所需之共同的给定速度来操纵液压缸和驱动缸的活塞前进或后退。此时一个模拟电信号强制工作油流量与此信号相适应。因此所有四个液压缸的速度与工作油流量成正比,从而可使每个液压缸具有均匀的和同样大小的行程。

本发明的另一个有利发展在于沿作业方向在电焊机的通过驱动装置可进行横向、高度和纵向调节的闪光对焊机组前面设置的、带有两个通过液压缸活塞设备相连的钢轨夹钳付的移轨装置跟设置在电焊机上的驱动机构相连接来进行横向、高度和纵向调节。焊接机组和移轨装置都能进行横向、纵向和高度调节,这样就可以以极简单的方式迅速而准确地对准准备焊接的钢轨接头。将焊接机组与移轨装置沿电焊机的纵向前后排列,保证工作人员易于接近和便于操作。

本发明的另一个有利结构在于焊接机组和移轨装置连同其驱动机构装设在电焊机的一辆用一个走行机构支承着的拖车上,其中焊接机组装设在一个设计成通过铰链支承在底盘框架上的中间的、拖车的桥形机器框架上,并通过液压驱动机构可沿纵向和横向导轨进行纵向和横向调节,并通过液压缸借助于一个悬挂装置可以调节高度,该移轨装置最好设计成在拖车驾驶室一个区域内通过一个可伸缩的、并通过一个驱动机构围绕着一个横向导轨可摆动地支撑着的液压悬臂、并借助于一个悬挂装置进行横向、纵向和高度调节。电焊机采用桥形机器框架形式的特殊框架结构,可使焊接机组和移轨装置迅速而不费力地从转移状态转换成作业状态或反过来。焊接机组与移轨装置沿电焊机的纵向前后排列,而且能互不影响地单独沿纵向、横向和上下移动,其特殊优点就在于必要时可以各自单独使用。

本发明的另一个优良结构是带有设计成跟钢轨连接的并配有带缘车轮的车轮轴的走行机构的拖车设计成可借助于可下放到轨枕上与/或到砾石道床上的液压驱动的升降式支撑来调节高度以卸去加在钢轨上的负载。在拖车上装设升降式支撑可将拖车抬起,以卸去位于拖车走行机构下面的钢轨的负载,必要时也可卸去加在轨枕上的负载。这样就可以使两根轨条中有一根轨条、特别是在焊接机组和移轨装置一起使用时可顺利地朝钢轨接头方向移动,而不受由于拖车或压在钢轨上的重量所引起的不利作用。

本发明的另一个有利结构是设计成环形结构单元的移轨、特别是拉轨装置的两个沿轨道的纵向伸展着装设的驱动缸,设计成具有接头以便用液压软管接通装设在电焊机底盘框架上的共用驱动源或液压泵组以进行液压操纵。带有这种液压软管,移轨装置就可以在桥形机器框架下面在相当大的范围内移动,同时可不受移轨装置当时所处状态的影响保证两个驱动缸的能量供应。

本发明还涉及一种借助于一个移动式闪光对焊机对两个对接端头、特别是在一个铺放轨道上的一根轨条的接头部位的对接端头进行闪光对焊的方法,该闪光对焊机具有一个可进行横向和高度调节的焊接机组,该焊接机组具有两个通过液压缸可沿钢轨纵向相对移动的、每个带有一个通过液压夹紧缸操纵的夹紧焊接夹钳付的机组半部,按照这种焊接方法,将焊接机组放置在钢轨接头或轨缝上,事先松开轨枕上的钢轨紧固件,同时两个钢轨端头分别由用电/液压驱动的夹紧焊接夹钳付夹持着,并借助于一个控制装置按一个焊接作业程序相向或相离地移动,并用最后液压顶镦焊接在一起,随后,必要时可再次驱动一个焊接机组半部的夹紧焊接夹钳付和连接有一个切除装置的另一焊接机组半部将突起的焊瘤切掉。

本发明的作业方法的焊接特点在于两个钢轨端头在紧挨着焊接机组的外面或前后的部位还附加地分别由拉轨或移轨装置的至少一个另外的、通过驱动缸操纵的钢轨夹钳付夹持着来夹紧和移动,特别是在进行准确焊接作业之前与/或在进行最后顶镦时用于配合焊接作业过程拉近长轨条。利用这样的作业方法,焊接机组和移轨装置可以非常有利的方式在钢轨接头的同一位置上结合并同时使用。这样就可以显著地加强焊接机组移动长钢轨的拉力或推力而无须进行花费很大的复杂的结构改装,因此只需松开相应的钢轨紧固件,而省掉特别花费时间和人工的、重的或长的钢轨用的滚柱支承。移轨装置还特别有利地可利用来为移动行程较大的、准备焊接的钢轨接头做准备工作,例如在切除铝热焊接头以后会出现这类情况。特别是在进行最后顶镦时,移轨装置还有助于焊接作业过程,此时两个加热到熔化温度的钢轨端头以特别大的力和较大的移动行程挤压在一起以形成焊接接头。这样就可以用非常经济和迅速的操作方式使很重的长钢轨也取得一个高质量的焊接效果和高质量的闪光对焊接头。

一个优良的派生方法的特点在于两个施加这些附加拉力或推力的附加驱动缸跟焊接机组的两个液压缸并联连接,并借助于控制装置通过一个共用的驱动源或液压泵组、并最好通过一个流量控制阀使驱动缸和液压缸以同等进给速度操作。由于驱动缸和液压缸是并联连接的,从而二者可以通过焊接过程控制装置同时而且以相同的速度进行操作。这样,非常复杂的焊接作业过程决不会被作为辅助设备环抱着焊接机组的移轨装置所妨碍。

本发明的另一个优良作业方法的步骤是首先将两个附加的在外边的钢轨夹钳对中心地安设在轨缝的两侧,并通过启动相关的两个驱动缸使钢轨夹钳夹持住两个钢轨端头,然后在两个钢轨夹钳之间的范围内安设焊接机组,并通过启动相关的夹紧缸使两个焊接机组半部的两个夹紧焊接夹钳夹持住所述的钢轨端头,必要时可在安设焊接机组之前、确切地说在两个夹紧焊接夹钳进行液压促动之前通过较强地促动跟两个在外边的钢轨夹钳相连的驱动缸将两根要串接在一起的轨条中的一根向钢轨接头拉近,使随后的准确的焊接作业借助于控制装置最好在所有的液压缸都在促动的状态下进行。用这个作业方法还可以顺利地焊接具有较大距离或轨缝的两个钢轨端头,为此,此轨缝可在焊接机组进行作业就位之前事先单独使用移轨装置来缩小。一俟焊接机组的夹紧焊接夹钳付可夹持住的小的钢轨端头间距达到以后,焊接机组和移轨装置就可以在一起有选择地进行移轨与/或顶镦作业。

最后,另一个优良的作业方法是:两个跟附加的钢轨夹钳付相连的驱动缸,至少在闪光对焊方法中两个钢轨端头进行最后顶镦时跟并联连接的、跟两个夹紧焊接夹钳付相配的液压缸一起液压促动,以得到一个同时的并均匀的、更大的移轨动作。这样就可以用焊接机组的液压驱动机构和移轨装置的驱动缸一起进行焊接过程需要特别大的力的最后顶镦。用这个方法可使大的轨缝、重钢轨和长钢轨都取得准确的高质量的焊接接头。

在下面将借助于图示的实施例来进一步阐明本发明。

图1是按本发明设计的、带有一个闪光对焊机组和一个与其相配的移轨装置的、用于对铺在轨道上的钢轨接头进行闪光对焊的电焊机的侧视图;

图2是图1所示电焊机的部份俯视图,闪光对焊机组和环抱着它的移轨装置处于轨条的两个准备焊接在一起的轨段上方的工作位置上;

图3是相当于图2所示的焊接机组和移轨装置所处状态的按本发明设计的电焊机的部分侧视图;

图4是闪光对焊机连同环抱着它的移轨装置在工作位置的放大细部侧视图;

图5是图4所示闪光对焊机组和移轨装置的俯视图;

图6是沿图5中的箭头Ⅵ所指的钢轨纵向的焊接机组连同移轨装置的正视图;

图7是按本发明设计的移轨装置连同其环抱着的焊接机组在工作位置的非常简略的侧视图;

图8是图7所示的移轨装置和焊接机组的非常简略的俯视图,带有通过焊接机组两个半部和移轨装置来共同控制钢轨纵向移动的电气-液压原理图。

图1所示的闪光对焊电焊机1由伸长的底盘框架2和驾驶室3组成,可通过一个走行驱动机构8通过走行机构4走行在一条由两根钢轨条5和轨枕6组成的轨道7上。紧接着具有一个控制装置9的驾驶室3的后面是一台驱动电动机10,它通过相应的传动装置驱动液压泵组11和发电机12。发电机通过导线与发电机控制箱13和焊接过程控制装置14连接。在电焊机1的一个支承在一根车轴17上的拖车18上,装设有一台闪光对焊机组15和移轨装置16。焊接机组15装设在一个设计成通过铰链支承在底盘框架2的中间的拖车18的桥形机器框架19上,并可通过液压驱动机构22、23沿纵向、横向导轨20、21纵向和横向移动;为横向移动而设的液压驱动机构23设计成带有一个小齿轮的液压马达,该小齿轮跟一根跟机器的纵向成横向伸展的齿条24啮合;为调节高度而设有一个液压缸25,该液压缸通过一个悬挂装置26跟焊接机组15连接。为了在转移工作地点时将焊接机组15跟底盘框架2连接起来,适当地设有两根可拆卸的固定连杆(图2中虚线所示中间位置)。焊接机组15通过供电导线27和液压管路28分别与焊接过程控制装置14及液压泵组11相连。

移轨装置16设计成在拖车18的装有控制装置30的驾驶室的区域内通过设计成液压悬臂的可伸缩的驱动机构31、通过另一个设计成滑车组(Seilzug)的驱动机构32和驱动液压悬臂围绕横向导轨33摆动的驱动机构34、并借助于一个悬挂装置35可进行纵向、横向和高度调节。为了转移工作地点(图2中虚线所示中间位置)时更好地保护移轨装置16,移轨装置用可拆卸的固定连杆36、37分别跟底盘框架2的伸出部件和拖车18的机器框架19连接。带有设计成跟钢轨连接的并配置有带缘车轮的车轮轴的走行机构38的拖车18,设计成可借助于可放到轨枕上与/或砾石道床上的液压操纵的升降式支撑40来调节高度以卸去加在钢轨上、必要时卸去加到轨枕上的负载。在底盘框架2的两个走行机构4之间至少还有另一个用以支承在轨枕6上的高度可调节的升降式支撑41。从图1和图2清楚地看出,移轨装置16设置在拉开距离设置的两根相邻钢轨端部42、43所形成的钢轨接头或轨缝44的上方。设置来可拆卸地连接钢轨5与轨枕6的钢轨紧固件用42表示。

如图2所示,处于工作位置的移轨装置16在钢轨水水平面上环抱着闪光对焊机组15。移轨装置16具有两个通过液压缸活塞设备46操纵的并与此设备相连的、用来夹紧紧靠着焊接机组15前后放置的两个相邻钢轨端部42、43的钢轨夹钳付47、48。设计成环形机械结构单元49的移轨装置16的液压缸活塞设备46具有两个相互平行伸展的驱动缸50。

从图2和放大比例的图4至6可清楚地看出,设有伸展在钢轨左右侧的液压驱动缸50的移轨装置、具体来说是拉轨装置16具有一个带净内宽B和净内长L的内侧截面,这内侧截面为了环抱着地容纳在钢轨水平平面上的焊接机组15,大于焊接机组的两个半部51、52在动程约为70cm的情况下相互调节到最大距离时其外周形成的截面的宽度b和长度l。在本最佳实施例中,一个约2.5吨重的焊接机组15在钢轨水平平面65的宽度b约为92.5cm,长度1约为162.5cm。重约650公斤的移轨装置16在钢轨夹钳在轨腰上压紧时,其净内宽B约为107cm净内长L约为172.5cm。

如图3所示,电焊机1的拖车18通过两个升降式支撑40支撑在轨枕6上,也可有选择地通过另一个辅助升降式支撑53支承在砾石道床上。通过这个支撑可将走行机构38从轨道7上抬起,从而使图中右侧的钢轨连同其钢轨端部43去掉拖车18的重量的负载。这样,右侧钢轨端部43在松开相应的紧固件45以后就可以顺利地被移向或拉向左侧钢轨端部42以进行钢轨接头的焊接。如有需要也可移动左侧钢轨端部42,可借助于跟电焊机1的靠近焊接机组15一侧的走行机构4相邻的、降到轨枕6上的升降式支撑41将该走行机构抬起。

图4,5和6所示的放大的移轨装置16在其纵向上由相互绝缘的、接连布置的并分别对称于装置16的纵向对称平面设置的节段54,55构成。这些节段只通过绝缘层56通过螺栓连接件牢固地连接在一起。绝缘层56分别在一个跟钢轨夹钳付47和相应的驱动缸50的活塞杆57连接的、并沿拉或推的纵向伸展的牵拉构件58内横向于其纵向伸展地装设着。两个通过驱动缸50及其活塞杆57操纵的并相互成镜象对称设置的钢轨夹钳付47、48分别由起曲柄作用的标号为59的夹钳杠杆装置构成。这夹紧杠杆装置由分别跟钢轨夹钳付47和48连接的夹紧杠杆60组成,这些夹紧杠杆在钢轨夹钳付47、48部位分别通过插栓61跟与电焊机的纵向成横向伸展的横梁62相连接。一个钢轨夹钳付47或48的夹紧杠杆60的相对设置的端头在右侧节段55中分别通过插栓63跟相应的驱动缸50相连接,并在左侧节段54中分别通过插栓64跟相应的牵拉构件58相连接。夹紧杠杆60如前所述是通过插栓61和横梁62可摆动地支撑着,此时,在下面的横梁62和各夹紧杠杆60之间设有一个最好跟下面的横梁62焊接在一起的间隔圈。

从图4可清楚地看出,移轨装置16的各件基本上设置在由两段钢轨的顶面形成的钢轨水平平面65上。每一根垂直于这钢轨水平平面伸展的插栓61、63、64在其上端连接有一个夹板66,而在其下端则接有一个可拆卸的开口销67。液压缸活塞设备46的分别设置在轨条左侧和右侧的两个液压驱动缸50提供一个大于120吨的总推力或移动力。两个插栓63、64沿推动或牵拉轴线68的纵向的距离,在本实施例中约为1.5米,这个距离通过驱动缸50的活塞动程而相应加大了约30cm。在活塞杆57伸出约一半时这个约1.5米的距离足以不受阻碍地环抱着闪光对焊机组15而不与任何部位碰上,此时两个相互平行伸展的推动或牵拉轴线68之间的距离在钢轨夹钳47、48压紧在钢轨上的情况下,大约为1.4米。沿轨道的纵向伸展着设置的两个驱动缸50设计成带有接头69,70以便通过挠性液压管路71、72进行液压操纵,这些管路通向电焊机1的泵组11。

两个焊接机组半部51、52的每一个具有一个夹紧焊接夹钳付73、74,可分别通过一个液压夹紧缸75压紧在轨腰上。为了使两个焊接机组半部51、52沿钢轨纵向相对移动,设有两个沿钢轨纵向伸展的液压缸76。随着两个焊接机组半部51、52的纵向移动(或一个半部移向另一个半部),夹紧焊接夹钳付73、74连同所夹持的钢轨端部42、43也一起沿纵向移动(或一个夹紧焊接夹钳付移向另一付)。设有固定在焊接机组15上的控制装置77以操纵焊接机组15和移轨装置16。与液压缸76相连的焊接机组半部51具有一个结合在一起的液压切除装置78以切除随后焊接所形成的焊瘤。

从图6可以看出钢轨夹钳付47或48贴靠轨腰的情况。为了传递巨大的夹紧力,在钢轨5的上方和下方分别设有一横梁62将两个横向相对设置的夹紧杠杆60连接在一起。钢轨夹钳付47、48分别焊在相应的夹紧杠杆60的下侧上,或与夹紧杠杆做成一体。在两个钢轨夹钳付47或48与轨腰之间,为了改进夹紧贴合与/或为了绝缘,设有如图5中用虚线圆圈所示的贴合夹钳。移轨装置16的两个在外面的驱动缸50和放置在移轨装置16里面的焊接机组15的液压缸76用虚线表示。夹紧力是通过垂直布置的夹紧缸75、通过在焊接机组15内的一套没有详细描述的杠杆装置传递到钢轨夹紧焊接夹钳付73、74。

从示意图图7同样可以看到压紧在轨腰上的两个夹紧焊接夹钳付73、74和两个在外面的钢轨夹钳付47、48。夹紧焊接夹钳付73、74同时起夹紧作用与电极作用,焊接电流通过导电线79或27(图1)经电极传给两个钢轨端部42、43。

如图8示意地示出,启动两个驱动缸50和两个液压缸76用的液压管路71、72通向液压控制部件81的四通三位换向阀80。从换向阀80有另一条带有一个逆止阀的液压管路82通向一个比例流量控制阀83。此外,液压控制部件81还有一个四通二位换向阀84,它配设有另一条跟流量控制阀83的进口、出口82、85相连接的液压管路86。这条液压管路86还有一个两级的压力控制阀87,它通过一条液压供应管路88或28(图1)与液压泵组11相连。控制部件81内的全部阀门80、83、84、87均通过导线89由设在焊接机组15上的控制装置77控制。控制装置77还与液压管路90或28(图1)相连以启动两个夹紧缸75。

下文将根据图1至图8对按本发明设计的闪光对焊电焊机的工作原理做进一步阐明。

电焊机1转移工作地点到达准备焊接的轨缝44以后,拆除固定移轨装置16用的连杆36、37和固定焊接机组15用的连杆。通过启动设计成滑车组的驱动机构32,移轨装置16连同驱动机构31和34横向移动,直到移轨装置16对称地位于准备连接的钢轨端部42、43之上。在这样的悬挂状态下拆下两个下横梁62(事先拆除开口销67)。然后启动驱动机构34将移轨装置16放到轨道7上或放在钢轨5上。此时外侧插栓61分别位于枕木盒中。随后将拆下的两个横梁62在轨枕6中间在钢轨5的下面穿过,再套在插栓61上,装上开口销67使两者连接起来。图1右侧所示的卸去负载的钢轨5的钢轨紧固件45,在焊接此根轨条时,最好由一个特定的作业小组事先予以松开。

如果两个钢轨端部42、43之间的距离过大,比如超过5cm,就可以先单独使用移轨装置16而不投入焊接机组15,来拉近或移近卸去负载的并具有钢轨端头43的轨条。为此启动驱动缸50,使活塞杆57最大可能地从缸中伸出。这样,两个钢轨夹钳付47、48之间的距离最大。然后按反方向启动两个驱动缸50,使夹紧杠杆60向钢轨5的方向摆动,使钢轨夹钳付47、48压紧在轨腰上。一俟这个微小的摆动运动结束,随着活塞杆57继续地缩入驱动缸50内,图1至图8所示实施例中的右侧钢轨端部43即被拉近,这是因为这个钢轨端部通过放下升降式支撑40而卸去走行机构38和拖车18的重量的负载。如果经过拉轨以后,两个钢轨端部间的距离或轨缝44仍太大,可以如前所述那样再次将钢轨夹钳付47、48相互拉开到最大程度-通过活塞杆57从驱动缸50中伸出-然后按箭头91所示方向(图5)起动一个新的拉轨或移轨过程。

根据需要也可以按虚线箭头92(图5)所示方向移动左侧钢轨端部42。为此最好将升降式支撑41-如图3中点划线所示-降落到轨枕上,将走行机构4抬离轨道7。此外要事先松开左侧轨条的相应紧固件45。当然也可以两个钢轨端部42、43在卸去电焊机走行机构的负荷的情况下同时相向地移动。

在进行上述一根轨条的拉轨作业的同时,可启动驱动机构22和23将焊接机组15移入移轨装置16的环形结构单元49内,并将它降落到两个钢轨端部42、43上。启动夹紧缸75将两个夹紧焊接夹钳付73、74压紧在轨腰上以后,就可以根据需要选定焊接机组15跟移轨装置16一起使用或单独用焊接机组15来进行拉轨作业。为了一起传递拉力或推力,通过共用的液压管路70、71(图8)同时启动焊接机组15的两个液压缸76和移轨装置16的驱动缸50。

活塞杆的进退,用液压流量调节阀83根据所需之额定速度进行控制。此时一个模拟电信号强制油的流量对应于该信号。液压缸及驱动缸76、50的速度与油流的容量成正比。要拉动很长的轨条就需要很大的拉力,可以例如多接上几个跟焊接机组15的液压缸76并联设置的驱动缸50,并且拉力通过外加的钢轨夹钳付47,48传到钢轨上。锁住的或贴靠在轨腰上的钢轨夹钳付47、48和夹紧焊接夹钳付73、74跟液压缸和驱动缸50、76一起组成一个紧凑的联合单元。各种活塞均以等同速度推动,因此只需液压流量控制阀83提供液压油总的需要量即可。根据活塞对液压油的有效面积的大小,将力分摊给各个缸体50、76。

一俟两个钢轨端部42、43之间达到焊接作业过程所需之距离,由焊接过程控制装置14自动控制的焊接作业即开始。此时根据液压油流量的大小按一个准确地控制的程序使钢轨端部42、43作小量的相向或相离的运动,直到钢轨端头加热到熔化温度为止。焊接作业过程的最后一步是两个钢轨端头在一个所谓顶镦装置的框架里通过给压力控制阀87接通大流量而产生的很大的力而挤压在一起。挤压时产生焊瘤,用切除装置78在顶镦后立即自动将焊瘤切掉。随后启动驱动机构25,再次将焊接机组15提起。然后再一次拆下移轨装置16的下横梁62,并通过将插栓63、64的夹板66跟设计成钢丝绳的悬挂装置35将移轨装置16吊起。然后下横梁62再次跟插栓61连接上。并在升降式支撑40升起以后,将电焊机1移向下一个钢轨接头44。

如有需要,也可以如前所述地在焊接作业过程中单独使用焊接机组的两个液压缸76,使钢轨端头作小量的相向或相离的运动。在这种情况下,要进行需要特大的力的最后顶镦就要接通移轨装置16的驱动缸50。

借助于图1至图8所描述实施例的部分工作原理,可知用所描述的电焊机焊接这样的沿纵向接连地铺放的轨条或轨段,可采取多种相互不同的有利的焊接方法。

用闪光对焊焊接方法焊接铺放在轨道上的轨条的接头部位的两个一起带动的端头的最佳的最主要的方法,可借助于下面描述的这种移动式闪光对焊电焊机来进行。这种作业方法可应用于各种类型的电焊机,但是焊接机组15本身必须是能横向和上下调节的,同时必须具有两个通过液压缸76可沿钢轨纵向相对移动的机组半部51、52,而每个机组半部必须带有通过液压夹紧缸75操纵的夹紧焊接夹钳付73、74。

将焊接机组15装设在钢轨接头44或轨缝上,此时两个钢轨端头分别由通过电/液压操纵的夹紧焊接夹具付73、74所夹持,并借助于一个控制装置14按焊接作业程序相向或相离地运动,并通过最后液压顶镦相互焊接在一起。随后通过再次启动焊接机组半部52的夹紧焊接夹钳付73、74和另一个连接有一个切除装置78的焊接机组半部51来切掉突出的焊瘤。按本发明的作业方法的步骤因此是,两个钢轨端头42、43,在紧靠着焊接机组15的外面、或在其前后部位,分别由外加的、至少一个另外的、通过液压缸活塞装置46的驱动缸50操纵的钢轨夹钳付47、48夹持住来进行夹紧和移动,尤其是在进行准确焊接作业前与/或在进行最后顶镦时用于配合焊接作业过程拉近长轨条。按本发明的另一个有利的派生作业方法是,为产生附加的拉力或推力用的附加驱动缸50跟焊接机组15的两个液压缸76并联设置,并借助于控制装置77通过一个共同驱动源或液压泵组11、并最好通过流量控制阀83以相同的进给速度进行操纵。

按本发明的另一个有利的派生作业方法是,首先将两个外加在外边的钢轨夹钳付47、48对中心地放置在轨缝的两侧,随着,通过启动相关的两个驱动缸50使钢轨夹钳付夹住两个钢轨端头。然后在这两个钢轨夹钳付47、48之间的范围内放置焊接机组15,并且通过启动相应的夹紧缸75使两个焊接机组半部51、52的两个夹紧焊接夹钳付73、74夹持住所述的钢轨端头。必要时可在放置焊接机组15之前、确切地说在两个夹紧焊接夹钳付73、74进行液压促动之前,通过较强地促动跟两个在外边的钢轨夹钳付47、48相连的驱动缸50将两根要串接在一起的轨条中的一根向钢轨接头44拉近,使随后的准确焊接作业借助于控制装置14最好在所有的液压缸50、75、76都在促动的状态下进行。两个跟外加的钢轨夹钳付47、48连接的驱动缸50,至少在闪光对焊焊接两个钢轨端头42、43的最后顶镦中,跟并联设置的、并跟两个夹紧焊接夹钳付73、74相连的液压缸76共同进行液压促动以实现一个同时的并均匀的加强的拉轨操作。

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