无砟轨道板电磁激振成型装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高速铁路用无砟轨道板电磁激振成型装置。本发明专利技术设置具有较好的振动加速度幅值及相位控制性能的多个电磁激振器代替传统情况使用的振动电机，配有程控信号源、功率放大器、加速度传感器、信号采集器、控制模块，可实现无砟轨道板振动成型加速度幅值及相位的同步控制。电磁激振器设置激振体和可输出电磁激振力的激振端头，激振端头设置有与模具可靠连接的锁定件，多个电磁激振器连接模具。无砟轨道板电磁激振成型装置组成结构简单，操作流程简便，对振动激励器输出振动信号的幅值及相位具有较高的同步控制精度及控制效率。

【技术实现步骤摘要】
无砟轨道板电磁激振成型装置
本专利技术涉及一种高速铁路用无砟轨道板电磁激振成型装置，可实现无砟轨道板振动成型加速度幅值及相位的同步控制。
技术介绍
随着我国高铁、城铁等领域的高速发展及技术进步，作为铁路轨道基础的无砟轨道板等混凝土预制构件需求量越来越大，品质要求也越来越高。该类无砟轨道板在混凝土浇筑成型过程中需进行振动工艺处理，使成型模具内的混凝土获得一定的振动加速度。当振动加速度使混凝土颗粒间接触界面上的应力超过内聚力时，混凝土颗粒间产生相对位移，进而释放夹杂的空气，使最终成型的无砟轨道板均匀且密实，达到提高产品质量的目的。无砟轨道板流水线生产振动成型过程中，通常由多台均匀安装在成型模具上的振动电机作为激振器，为浇筑成型过程提供足够大的振动加速度。特别地，当各激振器为振动成型过程提供等幅值、同相位振动加速度时，可以使成型模具内各部位混凝土同时达到相同的振动峰值，获得更加均匀且密实的无砟轨道板产品，有效提高振动成型效率，降低功率消耗。一般情况下，振动成型过程需逐渐将混凝土浇筑到成型模具中的各个部位，而且给料速度也很难做到非常均匀，所以，各激振器会承受不均匀负载的作用，对其控制性能提出了较高要求。然而，传统情况使用的振动电机输出振动加速度可控性较差，对不均匀负载的适应性也较差，很难为振动成型混凝土提供等幅值、同相位的振动激励加速度，导致整个振动成型过程效率较低，成型质量也受到限制。
技术实现思路
为有效解决传统情况使用振动电机进行无砟轨道板振动成型过程中存在的效率低、成型质量受限等问题，本专利技术提出一种无砟轨道板电磁激振成型装置，可实时修正无砟轨道板振动成型过程中多个激励器输出振动加速度幅值及相位的偏差，实现对各部位混凝土的等幅值、同相位振动加速度激励，获得更加均匀且密实的无砟轨道板产品，有效提高振动成型效率，降低功率消耗。无砟轨道板电磁激振成型装置，包括轨道板模具及与其连接的多个振动装置，振动装置包括具有较好的振动加速度幅值及相位控制性能的电磁激振器，用于代替传统情况使用的振动电机；轨道板模具上的选定部位连接振动装置，保证对模具施加均匀激振力。电磁激振器配有：程控信号源：依据控制模块的输出指令，产生各个电磁激振器的输入激励信号；功率放大器：用于将输入激励信号放大后驱动电磁激振器产生振动加速度；加速度传感器及其放大器或适配器：用于检测每一个电磁激振器的输出振动加速度信号；信号采集器：将所述输出振动加速度信号转换为数字信号后送入控制模块：控制模块：通过不断修正各激振器的输出振动加速度信号幅值及相位，使各激振器输出等幅值、同相位的振动加速度信号。控制模块包括：谐波分析模块：基于FFT分析算法，计算得到各激振器输出振动加速度信号的基频幅值及相位；同步判别模块：选取基频幅值最大值对应的激振器的输出振动加速度信号为参考振动加速度信号，基于参考振动加速度信号的基频幅值及相位，计算得到其余各激振器输出振动加速度信号与参考振动加速度信号的基频幅值及相位偏差，并做如下选择：若幅值偏差及相位偏差均小于幅值偏差要求值及相位偏差要求值，则保持当前状态进行振动成型过程；若幅值偏差或相位偏差有任意一项大于或等于幅值偏差要求值及相位偏差要求值，则选取修正模块进行振动加速度信号修正；修正模块：基于各激振器输出振动加速度信号基频幅值与参考振动加速度信号基频幅值间的比例关系及相位与参考相位间的差值关系，根据补偿法原理，对输入激励信号进行幅值及相位迭代修正，使各激振器输出等幅值、同相位的振动加速度信号。电磁激振器包括：激振体、激振端头，激振端头由激振体内伸出，激振体内输出电磁激振力到激振端头，激振端头外型为圆柱体，激振端头圆柱体外周设置有锁定件，模具内设置有与激振端头适配的圆柱孔体和与所述锁定件适配的环槽。优选地，激振端头外周面设置有环槽，环槽内设置有弹性卡环，锁定件具体为设置于环槽内的、设有断开切口的弹性卡环，圆柱体内还设置同轴环腔，环腔内设置有通过轴向滑动撑挤弹性卡环的楔环。优选地，楔环包括导向段和功能段，其中，导向段外周为圆柱面，内外周面均设置密封槽，功能段外周为圆锥面，同轴环腔被所述楔环分为两腔，其中，位于导向段一侧腔体为压力腔，位于功能段一侧腔体为弹簧腔，所述弹簧腔设置弹性推压楔环处于所述压力腔一侧的弹簧，压力腔配有通道外接控制油/气。优选地，激振端头体内还设置有液控阀，通道接液控阀，液控阀的主腔和控制腔外接至激振端头外。优选地，弹性卡环的截面为异形截面，弹性卡环自截面外至内依次为锁定部、滑动部、推顶部，其中，锁定部外侧为弧形，滑动部顶面及底面为平面，推顶部内侧设置有与所述楔环功能段圆锥面配合的接触面。优选地，弹性卡环推顶部设置两个接触面，两接触面上下对称设置，两接触面之间为弧形的过渡面。优选地，弹性卡环的截面为圆形。优选地，无砟轨道板电磁激振成型装置的模具连接方法：激振端头进入模具圆柱孔体内，液控阀的主腔外接控制油/气，控制油/气通过液控阀、通道进入环腔，作用于楔环，压缩弹簧产生轴向位移，楔环功能段撑开弹性卡环沿环槽挤出，挤出的弹性卡环卡入卡环槽内，从而使激振端头与模具固定连接一体，当楔环复位时，液控阀控制腔接入控制油或气，液控阀使同轴环腔泄压，弹性卡环依靠弹性恢复收缩回环槽内保持原状，弹性卡环脱出卡环槽，激振端头轴向脱出模具。总体而言，本专利技术所述无砟轨道板电磁激振成型装置，基于对各激振器输出振动加速度信号幅值及相位关系的计算，得到程控信号源产生的输入激励信号的修正值，通过迭代控制过程实时修正无砟轨道板振动成型过程中多个激振器输出振动加速度信号幅值及相位的偏差，实现对各部位混凝土的等幅值、同相位振动激励。本专利技术所述无砟轨道板电磁激振成型装置组成结构简单，操作流程简便，对激振器输出振动信号的幅值及相位具有较高的同步控制精度及控制效率。附图说明图1是本专利技术激振器结构示意图；图2是本专利技术激振器的激振端头连接模具接口的局部示意图；图3是本专利技术激振器端头结构示意图；图4是本专利技术激振器端头体采用圆形截面弹性卡环的结构示意图；图5是本专利技术截面为异形的弹性卡环示意图；图6是图5弹性卡环异形截面示意图；图7是本专利技术截面为圆形的弹性卡环示意图；图8为振动成型加速度同步控制原理图；图9为振动成型加速度同步控制流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进行详细说明：无砟轨道板电磁激振成型装置，包括轨道板模具及与其连接的多个振动装置，振动装置包括具有较好的振动加速度幅值及相位控制性能的电磁激振器2，用于代替传统情况使用的振动电机；轨道板模具上的选定部位连接振动装置，保证对模具施加均匀激振力。如图1-3，电磁激振器2包括：激振体201、激振端头202、弹性卡环205、楔环204，其中，激振端头202由激振体201内伸出，激振体201内输出电磁激振力到激振端头202，激振端头202外型为圆柱体，圆柱体外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无砟轨道板电磁激振成型装置，包括轨道板模具及与其连接的多个振动装置，其特征在于：所述振动装置包括电磁激振器，所述电磁激振器配有：/n程控信号源：依据控制模块的输出指令，产生各个电磁激振器的输入激励信号；/n功率放大器：用于将输入激励信号放大后驱动电磁激振器产生振动加速度；/n加速度传感器及其放大器或适配器：用于检测每一个电磁激振器的输出振动加速度信号；/n信号采集器：将所述输出振动加速度信号转换为数字信号后送入控制模块；/n控制模块：通过不断修正各激振器的输出振动加速度信号幅值及相位，使各激振器输出等幅值、同相位的振动加速度信号。/n

【技术特征摘要】
1.无砟轨道板电磁激振成型装置，包括轨道板模具及与其连接的多个振动装置，其特征在于：所述振动装置包括电磁激振器，所述电磁激振器配有：
程控信号源：依据控制模块的输出指令，产生各个电磁激振器的输入激励信号；
功率放大器：用于将输入激励信号放大后驱动电磁激振器产生振动加速度；
加速度传感器及其放大器或适配器：用于检测每一个电磁激振器的输出振动加速度信号；
信号采集器：将所述输出振动加速度信号转换为数字信号后送入控制模块；
控制模块：通过不断修正各激振器的输出振动加速度信号幅值及相位，使各激振器输出等幅值、同相位的振动加速度信号。


2.根据权利要求1所述的无砟轨道板电磁激振成型装置，其特征在于：所述控制模块包括：
谐波分析模块：基于FFT分析算法，计算得到各激振器输出振动加速度信号的基频幅值及相位；
同步判别模块：选取基频幅值最大值对应的激振器的输出振动加速度信号为参考振动加速度信号，基于参考振动加速度信号的基频幅值及相位，计算得到其余各激振器输出振动加速度信号与参考振动加速度信号的基频幅值及相位偏差，并做如下选择：若幅值偏差及相位偏差均小于幅值偏差要求值及相位偏差要求值，则保持当前状态进行振动成型过程；若幅值偏差或相位偏差有任意一项大于或等于幅值偏差要求值及相位偏差要求值，则选取修正模块进行振动加速度信号修正;
修正模块：基于各激振器输出振动加速度信号基频幅值与参考振动加速度信号基频幅值间的比例关系及相位与参考相位间的差值关系，根据补偿法原理，对输入激励信号进行幅值及相位迭代修正，使各激振器输出等幅值、同相位的振动加速度信号。


3.根据权利要求1或2所述的无砟轨道板电磁激振成型装置，其特征在于：所述电磁激振器包括：激振体（201）、激振端头（202），所述激振端头（202）由激振体（201）内伸出，所述激振体内输出电磁激振力到激振端头（202），所述激振端头（202）外型为圆柱体，所述激振端头（202）圆柱体外周设置有锁定件，所述模具内设置有与激振端头（202）适配的圆柱孔体和与所述锁定件适配的环槽。


4.根据权利要求3所述的无砟轨道板电磁激振成型装置，其特征在于：所述激振端头（202）外周面设置有环槽（202-1），所述环槽（202-1）内设置有弹性卡环（205），所述锁定件具体为设置于环槽（202-1）内的、设有断开切口的弹性卡环（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭飞，胡天恩，权龙，李凯，王朝林，徐忠勇，
申请(专利权)人：太原理工大学，山西高行液压股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14