无砟轨道板三轴振动成型系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及的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z向振动装置和x向振动装置，z向振动装置对称分布在轨道板模具的底面四角，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，所述的定位升降柱对称安装在轨道板模具底部。本发明专利技术的无砟轨道板三轴振动成型系统组成结构简单，通过对轨道板模具施加三轴振动激励，可使混凝土在轨道板模具中分布更加均匀，在提升振捣成型效率的同时大幅提高无砟轨道板成型质量，与传统单轴振动成型系统及方法相比具有更好地工况适应性。及方法相比具有更好地工况适应性。及方法相比具有更好地工况适应性。

【技术实现步骤摘要】
无砟轨道板三轴振动成型系统及方法


[0001]本专利技术涉及高铁无砟轨道板生产领域，具体为一种无砟轨道板三轴振动成型系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，基于钢筋混凝土结构建造的无砟轨道板是我国高铁基建领域的新发展成果，已在全国范围内广泛使用。无砟轨道板的预制过程包括清模、安装预埋件、张拉、振动成型、蒸养、放张、脱模、水养和轨道板检测等复杂工序，其中，振动成型工艺是将铺设好钢筋网的轨道板模具转移至激振器上进行振捣处理，去除混凝土中夹杂的气泡，提升混凝土与钢筋网结合的密实程度，使模具中混凝土分布更加均匀，进而有效提高无砟轨道板的最终成型质量。
[0003]为了提高混凝土在轨道板模具中的振捣均匀性，现有无砟轨道板振捣成型技术通常在模具底部均匀布置若干振动电机作为激振器，但是该方法对模具施加自下而上的单轴振动激励，存在振动效率低、安装人工投入大、振动过程不可控和工艺效果差等问题，易导致混凝土内有大量的气泡残留，影响混凝土的密实性，进而影响轨道板的成型质量。为此，中国专利201611256789.2设计了一种高速铁路无砟轨道板流水机组生产线振动成型装置，该装置通过振动电机的自动快速拆装解决了无砟轨道板成型过程中存在的效率低及安装人工投入大等问题。中国专利202011416859.2设计了一种轨道板独立式振动台，该振动台通过液压动力源控制系统驱动动作缸及振动电机，实现轨道板振动成型过程的智能控制，进而有效提升工艺效果。但是，上述方法及装置只能实现对轨道板模具的单轴振动激励，对模具内混凝土振捣的均匀性提升效果有限，轨道板的成型质量不高，单轴振动还会导致远离振动电机安装位置的混凝土出现蜂窝麻面现象，进一步降低轨道板的最终成型质量。此外，由于无砟轨道板成型中混凝土向模具内不同部位逐渐浇筑过程中的上料速度不一致问题的影响，各激振器安装的模具部位通常还存在负载不均问题。为此，无砟轨道板振捣成型过程需由传统单轴振动激励模式提升为三轴振动激励模式，进而通过调节三轴振动的频率和轨迹，对负载变化的轨道板模具施加特定频率及维度更高的振动激励，使混凝土在模具中分布更加均匀，提高混凝土与钢筋网结合的密实性，在提升振捣成型效率的同时大幅提高无砟轨道板的成型质量。

技术实现思路

[0004]为有效解决传统轨道板单轴振动成型过程中存在的振动效率低、振动过程不可控及振捣工艺效果差等问题，本专利技术提出一种可给模具内的混凝土施加三个维度振动力的高均匀性及高质量无砟轨道板三轴振动成型系统及方法。
[0005]所述的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，所述的位于旋转台座上的弹簧减震器用于对x向振动装置进行辅助支撑，进而避免大质量x向振动装置产生侧向倾覆，增加整体装置的工作安全性。
[0006]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可沿着十字槽移动。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。
[0007]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，立柱可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。所述的齿轮盘可绕水平台转动，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。
[0008]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可推动上方的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可通过z向振动板传递给轨道板模具。
[0009]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可推动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
的往复振动力即可通过固定在x向振动板上的锁紧装置传递给轨道板模具。
[0010]结合上述三轴振动成型系统的结构以及工作原理，进一步对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描述如下：
[0011]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，进而将轨道板模具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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，所述的位于旋转台座上的弹簧减震器用于对x向振动装置进行辅助支撑，进而避免大质量x向振动装置产生侧向倾覆，增加整体装置的工作安全性。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可沿着十字槽移动。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，立柱可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。所述的齿轮盘可绕水平台转动，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。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可推动上方的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可通过z向振动板传递给轨道板模具。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可推...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭飞，冯凌华，黄斌，杜涛涛，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：