導(dǎo)語：鋼軌磨削機(jī)械臂設(shè)計與優(yōu)化一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：鋼軌倒棱常用便攜式倒棱機(jī)具進(jìn)行現(xiàn)場倒棱，存在作業(yè)精度不高，人工操作隨意，安全隱患大等風(fēng)險。設(shè)計專用鋼軌倒棱機(jī)械臂，對鋼軌軌頭橫斷面進(jìn)行自定位倒棱磨削加工，實現(xiàn)精確定量和微量控制的高精度磨削。鋼軌倒棱作業(yè)對鋼軌接頭的全壽命養(yǎng)護(hù)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：鋼軌磨削；機(jī)械臂；全壽命養(yǎng)護(hù)

鋼軌打磨機(jī)械是用于對鋼軌打磨作業(yè)，以實現(xiàn)鋼軌保養(yǎng)、維護(hù)等的機(jī)械設(shè)備。傳統(tǒng)鋼軌打磨機(jī)械主要由機(jī)架、傳動系統(tǒng)、砂輪以及行走裝置等部件組成，能夠較好地實現(xiàn)對鋼軌頂面、側(cè)面等的打磨。但是，現(xiàn)有的鋼軌打磨機(jī)械普遍存在體積、重量大，運(yùn)輸以及操作使用不便等諸多缺陷，致使對鋼軌軌頭端面倒棱磨削加工時，現(xiàn)場仍采用人工手握打磨機(jī)作業(yè)，打磨量依靠工人經(jīng)驗控制，因鋼軌端面棱邊呈弧狀形，從而造成整個加工面尺寸誤差過大，磨削精度較低，對后道工序加工帶來不良影響，并且全過程勞動強(qiáng)度極大。因此，如何設(shè)計一款專用鋼軌端面倒棱磨削機(jī)，使其重量小，拆裝方便，易于保證鋼軌端面棱邊加工面的尺寸精度，有效降低工人加工難度及勞動強(qiáng)度，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

1機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計

本設(shè)計鋼軌磨削機(jī)械臂由底座固定于鋼軌上，縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)聯(lián)接在底座上，橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)聯(lián)接在滑塊和絲母上，支臂聯(lián)接在滑塊與絲母上，打磨機(jī)固定在支臂上且打磨機(jī)磨具刀口與鋼軌端面縱向和橫向皆成45°角。這樣縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)通過絲母及滑塊帶動橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)作縱向（上下）進(jìn)給運(yùn)動，而橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)通過滑塊及絲母帶動支臂作橫向（前后）進(jìn)給運(yùn)動。從而實現(xiàn)打磨機(jī)同時進(jìn)行縱向（上下）、橫向（前后）運(yùn)動，形成弧線運(yùn)動軌跡，達(dá)到對鋼軌端面棱邊磨削加工的穩(wěn)定性，保證加工面尺寸精度。

2控制系統(tǒng)

該機(jī)械臂由支臂、夾頭、縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)，以及電氣控制系統(tǒng)組成。垂直運(yùn)動和水平運(yùn)動分別由步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動來完成?？刂葡到y(tǒng)設(shè)置有8個按鍵，用來操作機(jī)械臂的移動和切割：分別是+X向、-X向、+Y向、-Y向、快速、停止、復(fù)位、自動。由于導(dǎo)軌端面的外輪廓是由不同曲率半徑的曲線段組成的，所以機(jī)械臂的切削過程都是在微控器中程序的控制下完成的，以此來保證切削的軌跡能夠更加地符合導(dǎo)軌端面的實際輪廓。微控制器分別控制著X向和Y向兩個步進(jìn)電動機(jī)，讓其同時運(yùn)轉(zhuǎn)，通過內(nèi)部的插補(bǔ)算法程序，控制兩個方向的電機(jī)分別以不同的速度運(yùn)行，進(jìn)而插補(bǔ)出圓弧曲線。

3試驗與結(jié)果

使用本設(shè)計鋼軌磨削機(jī)械臂進(jìn)行現(xiàn)場試驗，在作業(yè)地點對60鋼軌實施倒棱作業(yè)。試切結(jié)果良好，如圖2所示，鋼軌倒棱尺寸精度高，表面粗糙度小，輪廓曲線與導(dǎo)軌弧面曲線重合度好。切削速度較高，自動切削有效減輕勞動強(qiáng)度，并有利于提高倒棱作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化操作。

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作者:石亮 張愛濤 王世旭 郎珊珊