專利名稱：道軌夾緊裝置和道軌的閃光對焊裝置的制作方法
(背景技術)由于近幾年，隨著鐵路向高速度的發展，不斷追求列車行駛的穩定性、鐵軌接縫處噪聲的降低、軌道保養維修費用的降低等指標，因而使用一種把長度為25米的標準尺寸的道軌焊接起來，加長到1.0公里～1.5公里程度的焊接長道軌。
道軌的焊接工藝中經常使用閃光對焊、加壓氣焊、強制成形電弧焊或鋁熱焊。閃光對焊能在非常短時間高效率地焊接道軌，同時能得到可靠性高的焊接接合部。
道軌的閃光對焊是把大電流加到端部被夾緊的兩根道軌上，一邊反復地進行接觸和火花飛濺，一邊加熱接觸面，當達到適當溫度時急劇加上壓力，通過鐓焊(閃光對焊)使道軌壓接的方法。
另一方面，道軌是在一定的尺寸容許公差下制造的，例如道軌的高度有+1.0mm～-0.5mm的容許公差，例如重60kg的道軌，頭部的寬度有+0.8mm～-0.5mm的尺寸容許公差，因此每根道軌的尺寸和形狀都有些偏差。在焊接這樣的道軌時，為了列車行駛的穩定性和防止噪聲等，必需對接合部的兩側道軌頭部的上表面和內軌側的側面進行正確的找正。
為此，以前的方法是把要接合的2根道軌的頭部上表面對位之后，用設置在固定頭部和可動頭部上的夾緊裝置的夾緊爪把各根道軌的腹部兩側夾緊。在夾緊各根道軌的腹部兩側時，把調整用的墊片插到道軌腹部和夾緊爪之間，然后使2根道軌頭部的內軌側的側面對位，例如日本專利公報特開昭63-238984號記載的那樣，改變道軌腹部的左右之一側的夾緊頭的液壓缸位置，使內軌側的側面對位后把道軌夾緊。
這樣，如
圖10的閃光對焊裝置的正視圖所示，在把道軌夾緊時，為了把要接合的左右道軌確實地夾緊，在固定頭部12和可動頭部13上分別設置兩組夾緊裝置2，分別在兩個部位夾緊左右的道軌1的腹部。然后，一邊從分別設置在固定頭部12和可動頭部13上的電極把大電流加到道軌1上，一邊把在可動頭部13上夾緊著的道軌1移動到固定頭部12側，在接合面上反復進行接觸和火花飛濺，加熱接合面，將道軌壓接在一起。
如上所述，在把要接合的道軌頭部內軌側的側面對位時，或使用調整用的墊片，或改變一側的夾緊頭的液壓缸的位置，這時就必需反復替加調整用的墊片，或反復移動液壓缸的位置，就難把要接合的道軌正確找正，因此有要花費較多的作業時間的問題。
雖然以前的方法是在把道軌夾緊的狀態下，通過平穩移動進行找正對位，借此來吸收道軌的公差，但在這種情況下使裝置的結構變得復雜，有使整個裝置的尺寸加大的問題。
而且，以前的閃光對焊裝置為了把要接合的左右道軌確實夾緊，在固定頭部和可動頭部上分別設置獨立的2組夾緊裝置，又在各個夾緊裝置上設置為了進行道軌對位而改變一側的液壓缸位置的機構，除了夾緊裝置以外還設置把電流加到道機上的電極，因此就使固定頭部和可動頭部的結構變得復雜，使固定頭部和可動頭部的尺寸變大，焊接裝置本體的最低重量就達到20噸。因而雖能在工廠使用，但難以搬運到敷設道軌現場加以使用。
本發明就是為了解決上述的問題而作出的，其目的是提供一種能容易地使要接合的道軌對位的道軌夾緊裝置，同時提供一種小型、輕量化的閃光對焊裝置。
(本發明的公開)本發明的道軌夾緊裝置的特征在于它具有夾持道軌的腹部而相對設置的第1夾緊頭和第2夾緊頭；各個夾緊頭具有通電夾緊爪和液壓缸，通電夾緊爪有夾緊爪和電極塊；夾緊爪壓貼著道軌的腹部將其保持，其后端部被固定在液壓缸的活塞桿前端上，前端部有凹狀的導引部；電極塊把電力供給道軌，其前端部比夾緊爪的前端部稍微突出，被插入在夾緊爪的導引部里，后端部通過彈性構件被安裝在夾緊爪上。
其特征還在于上述的第1夾緊頭的液壓缸具有行程可變部件；行程可變部件具有設置在液壓缸后側的活塞桿的頂端部上的螺紋部和擰在這螺紋部上的螺母；第1夾緊頭的液壓缸的推力被做成比第2夾緊頭的液壓缸的推力大。
另外，本發明的閃光對焊裝置的特征在于它具有裝有通電夾緊爪的夾緊裝置、裝著該夾緊裝置的固定頭部和可動頭部、裝在固定頭部上的焊接變壓器和裝在可動頭部上的飛邊清除部；通電夾緊爪夾持著要進行接合的道軌腹部而相對設置，具有夾緊爪，其后端部被固定在液壓缸的活塞桿前端上，前端部有凹狀的導引部；以及電極塊，其前端部比夾緊爪的前端部稍微突出并被插入在夾緊爪的導引部里，后端部通過彈性構件被安裝在夾緊爪上，與焊接變壓器相連接；安裝著一側的通電夾緊爪的液壓缸配設著具有設置在后側的活塞桿頂端部上的螺紋部和擰在這螺紋部上的螺母的行程可變部件；飛邊清除部隔著道軌相對設置，具有前端部適合于道軌的形狀而被分割成多個的切削刀和使這些切削刀沿著與道軌的長度方向相垂直的方向前進或后退的液壓缸。
最好用Al-Zn合金形成上述閃光對焊裝置的固定頭部和可動頭部。
在本發明中，由于把電極塊插入在夾緊爪前端部的凹狀導引部里安裝，而夾緊爪又被固定在夾持著道軌的腹部相對設置的第1夾緊頭和第2夾緊頭的各個液壓缸的活塞桿前端上，并且把固定道軌的夾緊爪和把電力加到道軌上的電極塊作成一體，因而能把將道軌夾緊后對其供電的通電夾緊部的尺寸小型化，能使夾緊裝置的結構簡單化。
在把電極塊安裝到夾緊爪上時，通過電極塊后端部上的彈性構件將其安裝在夾緊爪上，使電極塊的前端部比夾緊爪稍微突出，因而在用夾緊頭夾緊道軌時，能依順道軌腹部的表面使電極塊緊密貼接，同時能用充分的壓力把電極塊壓接在道軌腹部的表面上，能使電極塊與道軌之間的接觸電阻大幅度地降低。
而且在本發明中，把第1夾緊頭的液壓缸的缸體內徑做成比第2夾緊頭的液壓缸的缸體內徑大，或者把比供給第2夾緊頭的液壓缸壓力高的致動油供給第1夾緊頭的液壓缸，使第1夾緊頭的液壓缸的推力比第2夾緊頭的液壓缸的推力大，通過第1夾緊頭確定道軌腹部找正的基準位置，因而能簡便地確定道軌腹部的找正和對位用的基準位置。
另外，由于本發明是通過改變擰在活塞后側的活塞桿頂端部上所設置的螺紋部上的螺母位置來調整第1夾緊頭的液壓缸的活塞行程，并由此微調道軌腹部的找正和定位用的基準位置，進行道軌1的內軌側的頭部側面對位，因而能簡單、正確地進行要接合的道軌內軌側的頭部側面對位。
由于在本發明的閃光對焊裝置中，把裝在固定頭部和可動頭部上的夾緊裝置的夾緊道軌的部分和把電流加到道軌上的部分做成一體的通電夾緊爪，因而能使固定頭部和可動頭部的結構簡單化，能使固定頭部和可動頭部小型化。
而且，通過使固定頭部和可動頭部的尺寸小型化，能在固定頭部和可動頭部之間設置較寬裕的間隔，能在可動頭部的靠固定頭部一側所安裝的飛邊清除部上設置適合于道軌形狀并分割成多個而且有部分重復的切削刀，因而用一次動作就能確實地除去在焊接部上產生的飛邊。
此外，由于用磁通量密度非常小的Al-Zn合金形成固定頭部和可動頭部，降低了焊接時由流過的電流形成的渦流損耗，因而不僅能使固定頭部和可動頭部小型化，而且能使焊接變壓器小型化，能使整個焊接裝置小型、輕量化。
(附圖的簡單說明)圖1是表示本發明的夾緊裝置結構的斷面圖，圖2是表示上述夾緊裝置的夾緊爪的斷面圖，圖3是表示夾緊爪的正視圖，圖4是上述夾緊裝置的行程可變部件的正視圖，圖5是本發明閃光對焊裝置的正視圖，圖6是表示上述閃光對焊裝置的飛邊清除部的斷面圖，圖7是表示飛邊清除部的切削刀的主體圖，圖8是表示上述閃光對焊裝置的滑移檢測器的正視斷面圖，圖9是滑移檢測器的側向斷面圖，圖10是表示以前的閃光對焊裝置的正視圖。
(實現本發明的最佳實施例)如圖1表示本發明夾緊裝置結構的斷面圖所示，夾緊道軌1的腹部的夾緊裝置2具有夾持道軌1的腹部而相對設置的第1夾緊頭3和第2夾緊頭4。第1夾緊頭3設有通電夾緊爪5a和液壓缸6a，第2夾緊頭4也設有通電夾緊爪5b和液壓缸6b。通電夾緊爪5a、5b具有夾緊道軌1的夾緊爪7和把電流加到道軌1上的電極塊8。夾緊爪7如圖2的斷面圖和圖3的正視圖所示，在帶有三角形紋槽的前端部71的中央部位設置著凹狀的導引部72，后端部分別固定在液壓缸6a、6b的活塞桿61的前端部上。電極塊8被插入在夾緊爪7的導引部72里，其后端部通過多組碟簧、例如通過4組碟簧9被安裝在夾緊爪7上。這電極塊8的前端部比夾緊爪7的前端部71稍微突出一些。
第1夾緊頭3的液壓缸6a的缸體內徑做成比第2夾緊頭4的液壓缸6b的缸體內徑大，因而第1夾緊頭3的液壓缸6a的推力就比第2夾緊頭4的液壓缸6b的推力約大例如20%左右。
在第1夾緊頭3的液壓缸6a上設有行程可變部件10。行程可變部件10設置在液壓缸6a的活塞62的后側，有設置在貫穿液壓缸端蓋63的活塞桿64頂端部上的螺紋部65和擰在這螺紋部65上的螺母66。如圖4的正視圖所示，在螺母66的表面上有按等角度分割的刻度，在螺母66的周圍有被安裝在液壓缸端蓋63上的標識板67。
圖5是使用具有上述結構的夾緊裝置2的閃光對焊裝置11的正視圖。如圖所示，閃光對焊裝置11具有做成門式的固定頭部12和可動頭部13及配置部14。在固定頭部12和可動頭部13上分別設置著夾緊裝置2。固定頭部12和操作部14由沿著要進行接合的道軌1的長度方向設置的多個導引軸、例如由4根導引軸15連結著。可動頭部13能自由滑動地支承在固定頭部12和配置部14間的導引軸15上。而且可動頭部13能通過安裝在操作部14上的液壓缸16沿導引軸15移動。
固定頭部12和可動頭部13及操作部14由磁通量密度非常小的Al-Zn合金的特超硬鋁形成。
這樣，由于在固定頭部12和可動頭部13上分別設置一個有把道軌1夾緊的夾緊爪7和電流加到道軌1上的電極塊8一體成形的通電夾緊爪5a、5b的夾緊裝置2，因而能使固定頭部12和可動頭部13的結構簡單化，能使固定頭部12和可動頭部13小型化。通過用特超硬鋁形成這小型化的固定頭部12和可動頭部13，就能大幅度地減輕固定頭部12和可動頭部13的重量。
在這固定頭部12和可動頭部13的門形的中央部位，如圖1的斷面圖所示，預先使確定道軌1的頭部上表面位置的基準校平器17的上下方向的位置一致并進行固定。
在固定頭部12的上面設置著焊接變壓器18，焊接變壓器18的輸出接頭與設置在固定頭部12和可動頭部13上的夾緊裝置2的各個電極塊8連接著。可動頭部13的靠固定頭部12一側的側面上設置隔著道軌的一對飛邊清除部19。如圖6的斷面圖所示，飛邊清除部19具有適合于道軌1斷面形狀的切削刀20和液壓缸21。如圖7的立體圖所示，切削刀20分成切削道軌1頭部飛邊的頭部切削刀20a和切削道軌1腹部飛邊的腹部切削刀20b及切削道軌1底部飛邊的底部切削刀20c；頭部切削刀20a和底部切削刀20c及腹部切削刀20b設置在不同位置上，局部有重復。
在操作部14上設置著具有與圖上沒表示的液壓組件相連接的電磁閥等構件的驅動控制部22，在固定頭部12的外側面中央和可動頭部13靠操作部14一側的側面中央部位安裝著滑移檢測器23。如圖8的正視斷面圖和圖9的側視斷面圖所示，滑移檢測器23有回轉型電位差計25、與電位差計25的回轉軸相連結的可動部26、通過軸承27沿著與可動部26的回轉軸垂直方向穿通并由壓縮彈簧28保持著的可動件29以及安裝在可動部26的回轉軸上的多個回歸用的彈簧30。另外，在可動頭部13與操作部14之間還安裝著有直線型電位差計的移動量檢測器24。
下面說明用具有上述結構的閃光對焊裝置11接合道軌1時的動作。
首先，使端面輕輕接觸的兩根道軌1配置在做成門型的閃光對焊裝置11的中央部位上，使接合部定位在固定頭部12和可動頭部13間的中央部位上。接著，用升降裝置(圖中沒表示)使兩根道軌1上升，把道軌1的頭部上表面壓貼在固定頭部12和可動頭部13的基準校平器17上，使要進行接合的左右兩根道軌1的頭部上表面定位。在這狀態下，把致動油供給分別設置在固定頭部12和可動頭部13上的夾緊裝置2的第1夾緊頭3和第2夾緊頭4的各個液壓缸6a、6b，使活塞62前進，用第1夾緊頭3的通電夾緊爪5a的夾緊爪7和第2夾緊頭4的通電夾緊爪5b的夾緊爪7把道軌1的腹部側面夾住，由此將道軌1夾緊。在夾緊該道軌1時，因在兩個位置上用前端部71上有凹部并分割成左右兩部分的夾爪7把要進行接合的各個道軌1夾住而夾緊，因而能確實可靠地夾緊道軌1。
在這樣夾緊道軌1時，由于把第1夾緊頭3的液壓缸6a的缸體內徑做成比第2夾緊頭4的液壓缸6b的缸體內徑大，第1夾緊頭3的液壓缸6a的推力比第2夾緊頭4的液壓缸6b的推力大，因而使第1夾緊頭3的液壓缸6a前進到最大行程，用第1夾緊頭3的液壓缸6a上所安裝的夾緊爪7的前端面71確定使道軌1的腹部側面定位的基準位置。
另外，在把第1夾緊頭3的通電夾緊爪5a和第2夾緊頭4的通電夾緊爪5b壓貼在道軌1的腹部側面上時，由于安裝在各個夾緊爪7上的電極塊8因其前端比夾緊爪7的前端突出，并且通過碟簧9而安裝在夾緊爪7上，因而在使電極塊8的前端壓貼在道軌1的腹部側面上時，能使電極塊8依順著道軌1的腹部表面而貼緊。因此，即使要進行接合的道軌1的形狀、尺寸方面存在由尺寸容許誤差引起的偏差，仍能把電極塊8的整個前端面可靠地壓接在道軌1的腹部表面上。又由于在把電極塊8壓貼在道軌1的腹部上時，只是電極塊8前端的比夾緊爪7前端突出的那部分壓縮碟簧9，因而能借助碟簧9的彈力，用充分的壓力使電極塊8壓接在道軌1的腹部表面上。因此，能使電極塊8和道軌1之間的接觸電阻減小。
這樣，用固定頭部12和可動頭部13的夾緊裝置2把要進行接合的兩根道軌1夾緊之后，確認兩根道軌1的內軌側的頭部側面是否一致。在該確認結果表明兩根道軌1的內軌側的頭部側面有偏離時，使第1夾緊頭3和第2夾緊頭4的液壓缸6a、6b后退，根據偏離量，使設置在固定頭部12或者可動頭部13的第1夾緊頭3上的行程可變部件10的螺母66順時針方向或逆時針方向回轉，改變第1夾緊頭3的液壓缸6a的行程。此后，使液壓缸6a、6b前進，把道軌1夾緊，確認內軌側的頭部側面是否一致。
如上所述，使行程可變部件10的螺母66回轉，使第1夾緊頭3的液壓缸6a的行程得到微調，從而使道軌1的內軌側的頭部側面找正而對位，因而能簡單、正確地對要接合的道軌1進行找正和對位。
在把兩根道軌1找正夾緊之后，把規定的電流從焊接變壓器18通過電極塊8流到固定頭部12和可動頭部13之間的道軌1上，用安裝在操作部14上的液壓缸16使可動頭部13前進，同時使兩根道軌1接合。雖然在把電流從焊接變壓器18流到道軌1時，連接焊接變壓器18和電極塊8的通電用的導體是通過固定頭部12和可動頭部13的內部設置的，但由于用磁通量密度極小的Al-Zn合金形成固定頭部12和可動頭部13，因而能降低焊接時由流過通電用的導體的電流在固定頭部12和可動頭部13里產生的渦流損耗，不僅能使固定頭部12和可動頭部13小型化，而且能使焊接變壓器18小型化。
在焊接時，由于一邊用移動量檢測器24檢測由可動頭部13夾緊的道軌1的移動量一邊使其移動，因而能正確地控制可動頭部13的移動量。又由于在電阻對接焊時，用滑移檢測器23檢測鐓焊壓力是否在用固定頭部12和可動頭部13分別夾緊的道軌1上產生滑移和滑移量，因而能自動地判斷焊接合適與否。
在道軌1的焊接結束之后，使飛邊清除部19的液壓缸21前進到道軌1一側，并且使可動頭部13前進到固定頭部12一側，把焊接部上的飛邊除去，從而結束焊接作業。由于在除去焊接部的飛邊時，飛邊清除部19的切削刀20被分割成頭部切削刀20a和腹部切削刀20b及底部切削刀20c，而且有部分是重復的，因而用一次動作就能可靠地除去焊接部的飛邊。
雖然上述的實施例對把第1夾緊頭3的液壓缸6a的缸體內徑做成比第2夾緊頭4的液壓缸6b的缸體內徑大，第1夾緊頭3的液壓缸6a的推力比第2夾緊頭4的液壓缸6b的推力大的情況進行說明，但是在第1夾緊頭3和第2夾緊頭4使用相同缸體內徑的液壓缸，使供到第1夾緊頭3的液壓缸里的致動油的壓力比供到第2夾緊頭4的液壓缸里的致動油的壓力大的情況下，仍能與上述實施例同樣地確定道軌1的腹部的基準位置。
(產業上的利用可能性)從上述的說明可知，本發明是能夠在把鐵路用的道軌用閃光對焊加以連接，形成長的焊接加長道軌時使用的，尤其是在焊接時能容易地夾緊道軌，能提高找正的精度和使閃光對焊裝置小型化、輕量化。
符號的說明符號名稱1道軌2夾緊裝置3第1夾緊頭4第2夾緊頭5a，5b通電夾緊爪6a，6b液壓缸7夾緊爪
8電極塊9碟簧10行程可變部件11閃光對焊裝置12固定頭部13可動頭部14操作部15導引軸16液壓缸17基準校平器18焊接變壓器19飛邊清除部20切削刀21液壓缸22驅動控制部23滑移檢測器
權利要求
1.一種對鐵路用的道軌(1)進行閃光對焊時使用的道軌夾緊裝置(2)，其特征在于具有夾持道軌(1)的腹部而相對設置的第1夾緊頭(3)和第2夾緊頭(4)；各個夾緊頭(3)、(4)具有通電夾緊爪(5)和液壓缸(6)，通電夾緊爪(5)有夾緊爪(7)和電極塊(8)；夾緊爪(7)壓貼在道軌的腹部將其保持，其后端部被固定在液壓缸(6)的活塞桿前端上，前端部有凹狀的導引部；電極塊(8)把電力供給道軌，其前端部比夾緊爪(7)的前端部稍微突出，被插入在夾緊爪(7)的導引部里，后端部通過彈性構件(9)被安裝在夾緊爪(7)上。
2.如權利要求1所述的道軌夾緊裝置，其特征在于第1夾緊頭(3)的液壓缸(6a)具有行程可變部件(10)，行程可變部件(10)具有設置在液壓缸(6a)后側的活塞桿的頂端部上的螺紋部(65)和擰在這螺紋部(65)上的螺母(66)；第1夾緊頭(3)的液壓缸(6a)的推力被做成比第2夾緊頭(4)的液壓缸(6b)的推力大。
3.一種連接鐵路用的道軌的閃光對焊裝置(11)，其特征在于它具有裝有通電夾緊爪(5a)、(5b)的夾緊裝置(2)、裝著這夾緊裝置(2)的固定頭部(12)和可動頭部(13)、裝在固定頭部(12)上的焊接變壓器(18)和裝在可動頭部(13)上的飛邊清除部(19)；通電夾緊爪(5a)、(5b)夾持要進行接合的道軌的腹部相對設置，具有夾緊爪(7)，其后端部被固定在液壓缸(6a)、(6b)的活塞桿前端上，前端部有凹狀的導引部；電極塊(8)，其前端部比夾緊爪(7)的前端部稍微突出，被插入在夾緊爪(7)的導引部里，后端部通過彈性構件(9)被安裝在夾緊爪(7)上，與焊接變壓器(18)相連接；安裝著一側的通電夾緊爪(5a)的液壓缸(6a)配設著具有設置在后側的活塞桿頂端部上的螺紋部(65)和擰在這螺紋部(65)上的螺母(66)的行程可變部件(10)；飛邊清除部(19)隔著道軌相對設置，具有前端部適合于道軌的形狀并被分割成多個的切削刀(20)和使這些切削刀(20)沿著與道軌的長度方向垂直的方向前進或后退的液壓缸(21)。
4.如權利要求3所述的道軌的閃光對焊裝置，其特征在于用Al-Zn合金形成固定頭部(12)和可動頭部(13)。
全文摘要
本發明用于閃光對焊鐵路用的道軌，使其連接起來形成長的焊接加長道軌。電極塊(8)插入在夾持道軌(1)的腹部相對設置的第一夾緊頭(3)和第2夾緊頭(4)上所固定的夾緊爪(7)前端部的凹狀導引部里安裝，把固定道軌(1)的夾緊爪(7)和把電流供給道軌的電極塊(8)做成一體。第1夾緊頭(3)的液壓缸(6a)通過改變與設置在后側的活塞桿前端部的螺紋部(65)進行螺紋接合的螺母(66)的位置而改變活塞的行程，從而調整道軌腹部定位用的基準位置。
文檔編號B23K37/04GK1110473SQ94190337
公開日1995年10月18日 申請日期1994年5月31日 優先權日1993年6月4日
發明者松田英治, 森三郎, 關野昌治, 三井章雄, 藤井充 申請人:日本鋼管工事株式會社, 日本鋼管株式會社