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专利号: 2023110209991
申请人: 太原理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.无砟轨道板三轴振动成型系统,包括四个z向振动装置、旋转台座、振动平移装置、弹簧减震器、x向振动装置、轨道板模具和定位升降柱,所述的振动平移装置中部设有旋转台座,旋转台座上固定有振动装置,所述的振动装置包括四个z向振动装置和x向振动装置,所述的四个z向振动装置对称分布在轨道板模具的底面四角,所述的x向振动装置对称分布在轨道板模具沿y向的两侧面端部,所述的轨道板模具沿x向两侧面对称设置四个y向振动接口,该振动接口用于将旋转后的x向振动装置与轨道板模具连接,所述的定位升降柱对称安装在轨道板模具底部,用于轨道板模具沿z向的定位;所述的振动平移装置用于调整旋转台座的位置,所述的旋转台座用于调整x向振动装置的方向,所述的z向振动装置用于给轨道板模具提供z向的振动力,所述的x向振动装置用于给轨道板模具提供x向和y向的振动力,位于旋转台座上的所述的弹簧减震器用于对x向振动装置进行辅助支撑,增加整体装置的工作安全性;

所述的旋转台座包括立柱、水平台、旋转伺服电机、小齿轮、齿轮盘和气缸,所述的立柱固定在振动平移装置中的平移台中部通孔内,立柱在振动平移装置的作用下沿着底座的十字槽移动,所述的水平台上方设有相互啮合的小齿轮和齿轮盘,所述的齿轮盘通过轴承安装在水平台上;所述的齿轮盘绕水平台转动,其边缘对称设有四个用于锁紧气缸的定位孔,所述的水平台侧方固定有用于锁紧齿轮盘的气缸;当旋转台座工作时,旋转伺服电机驱动小齿轮旋转,进而带动齿轮盘旋转;当齿轮盘旋转90°后,位于齿轮盘上的x向振动装置的工作方向由x向转为y向,此时,气缸的缸杆在外部气动系统驱动下进入齿轮盘上的定位孔,齿轮盘可靠锁紧。

2.根据权利要求1所述的无砟轨道板三轴振动成型系统,其特征是:所述的振动平移装置包括底座、平移台、连接头和四组液压缸;所述的底座上设有相互垂直的两条十字槽,固定在平移台上的旋转台座沿着十字槽移动;所述的四组具有相同结构的液压缸对称分布在平移台的四个侧边,所述的平移台位于底座上方,平移台的四个侧边设有用于安装连接头的圆孔,所述的连接头与对应液压缸的缸杆端部接触;所述的液压缸均由外部液压系统进行控制,当y向的两组液压缸不工作,仅有x向两组液压缸的缸杆由外部液压系统控制以相同的速率反向运动时,平移台在相应的缸杆推动下沿着十字槽中的x向凹槽移动;当x向的两组液压缸不工作,仅有y向两组液压缸的缸杆由外部液压系统控制以相同的速率反向运动时,平移台在相应的缸杆推动下沿着十字槽中的y向凹槽移动。

3.根据权利要求1所述的无砟轨道板三轴振动成型系统,其特征是:所述的z向振动装置包括z向伺服电机、z向传动系统、z向凸轮系统、z向振动板和z向底板,所述的z向伺服电机固定在z向底板上,所述的z向传动系统主要由两个z向带轮组成,该带轮用于将z向伺服电机的扭矩传递至z向凸轮系统;所述的z向凸轮系统固定在z向底板上方,所述的z向振动板固定在z向凸轮系统上方,z向凸轮系统中的凸轮推动上方的z向振动板往复运动;z向振动装置工作时,z向伺服电机首先收到来自控制系统的转速信号,然后由z向伺服电机通过z向传动系统将扭矩传递给z向凸轮系统,z向凸轮系统中的凸轮旋转产生的往复振动力即通过z向振动板传递给轨道板模具。

4.根据权利要求1所述的无砟轨道板三轴振动成型系统,其特征是:所述的x向振动装置包括x向伺服电机、x向传动系统、x向凸轮系统、x向振动板、x向底板和x向折板,所述的x向伺服电机固定在x向底板上,所述的x向底板右边固定有x向折板,所述的x向传动系统主要由两个x向带轮组成,该带轮用于将x向伺服电机的扭矩传递至x向凸轮系统,所述的x向凸轮系统固定在x向底板左侧,所述的x向振动板左侧固定有锁紧装置,所述的x向振动板固定在x向凸轮系统左侧,x向凸轮系统中的凸轮推动x向振动板往复运动;x向振动装置工作时,x向伺服电机首先收到来自控制系统的转速信号,然后由x向伺服电机通过x向传动系统将扭矩传递给x向凸轮系统,x向凸轮系统中的凸轮旋转产生的往复振动力即通过固定在x向振动板上的锁紧装置传递给轨道板模具。

5.根据权利要求1所述的无砟轨道板三轴振动成型系统,其特征是:所述的三轴振动成型系统产生三轴振动激励信号,完成对无砟轨道板三轴振捣成型工艺过程的具体步骤为:

步骤一:首先通过转运小车将轨道板模具运送到定位升降柱上方,定位升降柱上升完成轨道板模具沿z向的定位,然后分别将与z向和x向设定的振动波形对应的凸轮分别安装在四个z向凸轮系统和四个x向凸轮系统中,轨道板模具两侧的振动平移装置分别推动x向振动装置朝向模具侧边运动,进而将轨道板模具与四个x向振动装置连接,然后四个x向振动装置中的x向振动板分别与轨道板模具锁紧,定位升降柱下降到与轨道板模具分离;

步骤二:四个z向振动装置中的z向伺服电机和x向振动装置中的x向伺服电机同时执行复位程序,使得四个z向振动装置和x向振动装置中的z向凸轮系统和x向凸轮系统中的凸轮转到所设定的初始位置,然后各自的z向伺服电机和x向伺服电机将相应的凸轮分别转动设定初始角度,通过调节凸轮初始角度实现z向和x向振动波形初相位的有效调节;

步骤三:四个z向振动装置中的z向伺服电机和四个x向振动装置中的x向伺服电机同时以设定的转速工作,通过传动系统驱动对应的z向凸轮系统与x向凸轮系统运动,凸轮系统中的凸轮推动相应的振动板产生z向振动力和x向振动力;其中,四个z向振动装置中的z向伺服电机转速与转向均相同,以保证四个z向振动装置产生同步z向振动力;位于模具y向两侧面的x向振动装置中伺服电机的转速相同、转动方向相反,以保证模具y向两侧面的x向振动装置产生方向相反的x向振动力,进而分别将振动力作用在轨道板模具两侧,使模具沿x向以设定的振动轨迹运动;与此同时,由于所述的x向振动装置各自的x向折板下方与对应的z向振动装置中的z向振动板固连,z向振动板产生的z向振动力通过x向折板传递到x向振动装置中,此时,所述的无砟轨道板三轴振动成型系统即同时产生z向和x向的两轴同步振动;

步骤四:当z向与x向振动工艺结束后,定位升降柱上升到轨道板模具底部,x向振动装置中的x向振动板与轨道板模具取消锁紧状态,然后轨道板模具两侧的振动平移装置分别推动x向振动装置朝向远离模具的方向运动,进而将四个x向振动装置中的x向振动板与轨道板模具分离;

步骤五:旋转台座中的旋转伺服电机开始工作,四个x向振动装置在对应旋转台座的作用下绕z轴旋转,使四个x向振动装置均由x向转为y向,并分布于轨道板模具沿x向的两侧面端部,接着将所有x向凸轮系统中的凸轮更换为与y轴设定的振动波形所对应的凸轮,然后轨道板模具两侧的振动平移装置推动x向振动装置朝轨道板模具的方向运动,使x向振动装置分别与轨道板模具上的y向振动接口连接,进而将x向振动装置中的x向振动板与轨道板模具锁紧,定位升降柱下降到与轨道板模具分离;

步骤六:x向振动装置中的x向伺服电机执行复位程序,使各自对应的x向凸轮系统中的凸轮转到所设定的初始位置,然后各x向伺服电机将相应的凸轮转动设定初始角度,通过调节凸轮初始角度实现y向振动波形初相位的有效调节;

步骤七:x向振动装置中的x向伺服电机以设定的转速开始工作,通过x向传动系统驱动x向凸轮系统运动,凸轮系统中的凸轮推动各自的x向振动板产生y向振动力;其中,位于模具x向两侧面的x向振动装置中的x向伺服电机的转速相同、转动方向相反,以保证模具x向两侧面的x向振动装置产生方向相反的y向振动力,进而分别将振动力作用在轨道板模具两侧,使模具沿y向以设定的振动轨迹运动;

步骤八:当y向的振动工艺结束后,振动平移装置分别推动x向振动装置朝向远离模具的方向运动,进而将四个x向振动装置中的x向振动板与轨道板模具分离,三轴振捣成型工艺过程结束。