本發(fā)明涉及一種砂輪，特別涉及一種可陣列式面域拋磨的砂輪。

背景技術(shù)：

對于鋼軌在線打磨，目前大規(guī)模使用的是從美國引進(jìn)的鋯剛玉砂輪組合打磨辦法。這種辦法是把48片鋯剛玉樹脂結(jié)合砂輪放置在三臺機(jī)車上從不同方向?qū)﹁F軌同時(shí)打磨，打磨行進(jìn)速度最快只有每小時(shí)18公里，粉塵隨處擴(kuò)散，直接污染沿路電氣設(shè)備。從歐洲引進(jìn)的最新型打磨機(jī)車，其工作速度也只有每小時(shí)30公里，工作時(shí)，鐵路全線封閉。很顯然，這兩者不能滿足我國高速鐵軌打磨的需要。

在線鋼軌打磨是典型的面域打磨，本應(yīng)由柔性較好的砂帶完成，但傳統(tǒng)砂帶只能在低速低壓條件下使用，不能滿足高速、大磨削量的要求。因此，需要一種能長時(shí)間工作、大磨削量、耐高速?zèng)_擊、能進(jìn)行面域打磨的磨具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可陣列式面域拋磨的砂輪，既能像傳統(tǒng)砂輪一樣提供長壽命磨削，又能進(jìn)行面域磨削，能像傳統(tǒng)砂帶一樣對面域進(jìn)行彈性磨削。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種可陣列式面域拋磨的砂輪，包括一砂輪主體；在所述砂輪主體的靠邊緣位置沿圓周設(shè)置若干可滑動(dòng)的剛性或半剛性的磨塊，所述磨塊的滑動(dòng)方向沿所述砂輪主體的徑向。

作為優(yōu)選，對應(yīng)每個(gè)磨塊設(shè)有一個(gè)滑動(dòng)設(shè)于所述砂輪主體上的滑動(dòng)模塊；所述磨塊設(shè)于所述滑動(dòng)模塊的遠(yuǎn)離所述砂輪主體的中心的一端；每個(gè)滑動(dòng)模塊設(shè)置在一個(gè)氣缸的伸縮桿上，所述氣缸設(shè)置在所述砂輪主體上；所述滑動(dòng)模塊的靠近所述砂輪中心的一端設(shè)有一伸出桿，所述伸出桿套設(shè)有彈簧，所述伸出桿由所述伸縮桿供應(yīng)推力。

作為優(yōu)選，所述滑動(dòng)模塊設(shè)有若干個(gè)軸向延伸并貫穿所述滑動(dòng)模塊的第一氣流散熱通道；所述第一氣流散熱通道包括通過第二伸出桿貫穿磨塊的子通道。

作為優(yōu)選，所述砂輪主體對應(yīng)每個(gè)滑動(dòng)模塊設(shè)有導(dǎo)槽，所述滑動(dòng)模塊設(shè)置在所述導(dǎo)槽內(nèi)，所述導(dǎo)槽側(cè)壁設(shè)置有若干個(gè)軸向延伸的第二氣流散熱通道。

作為優(yōu)選，所述磨塊上設(shè)有磨粒，所述磨粒為人造金剛玉或立方氮化硼或碳化硅或剛玉質(zhì)或煅燒氧化鋁或陶瓷磨料或氧化鈰或稀土或碳碳或石墨稀中其中一種或幾種材料組合而成的磨粒。

作為優(yōu)選，所述磨塊設(shè)有若干軸向延伸的第三氣流散熱通道；所述磨塊通過磨塊緊固件與所述滑動(dòng)模塊連接，所述第三氣流散熱通道全部或部分貫穿磨塊緊固件。

作為優(yōu)選，所述砂輪主體的中部設(shè)有一個(gè)或若干個(gè)用于儲(chǔ)存壓縮空氣的儲(chǔ)氣空腔，所述氣缸的進(jìn)氣口與所述儲(chǔ)氣空腔相通。

作為優(yōu)選，所述氣缸上或所述儲(chǔ)氣腔內(nèi)設(shè)有用于探測氣壓及載荷變化的傳感器。

作為優(yōu)選，所述砂輪主體上設(shè)有一個(gè)或若干個(gè)小型空氣壓縮機(jī)，所述小型空氣壓縮機(jī)的出氣口與所述儲(chǔ)氣空腔或與所述氣缸的進(jìn)氣口連通。

作為優(yōu)選，所述砂輪主體中設(shè)有用于向散熱通道輸送高壓高速氣流的高壓鼓風(fēng)機(jī)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

通過上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明所述的可陣列式面域拋磨的砂輪能夠：(1)在被磨工件不移動(dòng)的情況下在工件上磨出一個(gè)面域，而傳統(tǒng)的砂輪只能磨出一個(gè)弧。傳統(tǒng)砂輪只有在工件移動(dòng)的情況下才能磨出一個(gè)面域。面域可以是平面，也可以是曲面。本發(fā)明所述的砂輪由于自帶彈性磨削壓力可以進(jìn)行貼面磨削，同時(shí)磨削平面及曲面，這種屬性對高速鐵軌打磨尤為重要。(2)傳統(tǒng)砂輪屬典型剛性磨削，鐵軌被磨壞的風(fēng)險(xiǎn)較高；本發(fā)明所述的砂輪是彈性磨削，鐵軌被磨壞的風(fēng)險(xiǎn)低。(3)在砂輪主軸不移位的情況下，傳統(tǒng)砂輪的磨削壓力不能改變；而本發(fā)明所述的砂輪可通過調(diào)整氣壓的方式隨時(shí)調(diào)整磨削壓力。這種屬性可防止工件在高速打磨時(shí)被燒傷。(4)傳統(tǒng)砂帶可進(jìn)行面域彈性磨削，但受基材所限，其磨削線速度慢，多在每秒20－25米之間；而本發(fā)明所述砂輪的磨削線速度高達(dá)每秒數(shù)百米，可實(shí)現(xiàn)每小時(shí)350公里以上的在線打磨。(5)傳統(tǒng)砂帶一次性攜帶的磨粒數(shù)量有限，磨削壽命短；而本發(fā)明所述砂輪的磨塊可攜帶大量磨粒，磨削壽命長，可滿足長時(shí)間在線鐵軌打磨的需要。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖a

圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖b。

圖中：

1—砂輪主體；11—儲(chǔ)氣空腔；12—導(dǎo)槽；121—第二氣流散熱通道；2—?dú)飧祝?—滑動(dòng)模塊；31—彈簧；32—第一氣流散熱通道；4—磨塊；41—磨塊緊固件；42—第三氣流散熱通道；43—磨粒；5—小型空氣壓縮機(jī)；6—傳感器；7—鼓風(fēng)機(jī)。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

本發(fā)明提供一種可陣列式面域拋磨的砂輪，包括以砂輪主體，砂輪主體為一剛性旋轉(zhuǎn)輪。

砂輪主體的中部設(shè)有一個(gè)或若干個(gè)用于儲(chǔ)存壓縮空氣的儲(chǔ)氣空腔；砂輪主體上設(shè)有一個(gè)或若干個(gè)小型空氣壓縮機(jī)，小型空氣壓縮機(jī)的出氣口與儲(chǔ)氣空腔連通，小型空氣壓縮機(jī)的開啟關(guān)閉及調(diào)速受搖控裝置控制。砂輪主體中設(shè)有用于向氣流散熱通道輸送高壓高速氣流的高壓鼓風(fēng)機(jī)，氣流散熱通道包括下文所述的第一氣流散熱通道、第二氣流散熱通道、第三氣流散熱通道。小型空氣壓縮機(jī)可遠(yuǎn)程遙控；高壓鼓風(fēng)機(jī)及小型空氣壓縮機(jī)設(shè)置在儲(chǔ)氣空腔外，砂輪主體內(nèi)。

在砂輪主體的靠邊緣上設(shè)置以砂輪中心軸為基準(zhǔn)軸陣列設(shè)置若干導(dǎo)槽，即砂輪主體的導(dǎo)槽沿圓周分布，相鄰導(dǎo)槽之間的間隔相同，導(dǎo)槽的軸向與砂輪主體的徑向相同。導(dǎo)槽的內(nèi)腔可為圓柱內(nèi)腔或長方體內(nèi)腔。導(dǎo)槽可沿砂輪的中心軸軸向設(shè)置為若干層，每一層的導(dǎo)槽皆沿砂輪主體圓周分布，從而導(dǎo)槽形成軸方向陣列。

在砂輪主體上對應(yīng)每個(gè)導(dǎo)槽設(shè)有一個(gè)氣缸，氣缸的伸縮桿伸入導(dǎo)槽靠近砂輪主體的中心的一端開口；氣缸的進(jìn)氣口與儲(chǔ)氣空腔相通。每個(gè)導(dǎo)槽內(nèi)設(shè)有滑動(dòng)模塊，滑動(dòng)模塊的后端設(shè)有第一伸出桿，第一伸出桿上套設(shè)有彈簧；第一伸出桿與伸縮桿相頂接觸，由伸縮桿供應(yīng)推力，滑動(dòng)模塊在伸縮桿的帶動(dòng)下在導(dǎo)槽內(nèi)滑動(dòng)?；瑒?dòng)模塊可為圓形或方形。彈簧不超出氣缸的伸縮桿所在的端面所正對的范圍，以便在氣缸不起作用時(shí)仍然維持一定的徑向推力。

滑動(dòng)模塊的前端設(shè)有第二伸出桿，第二伸出桿通過磨塊緊固件與剛性或半剛性的磨塊固定連接。磨塊上設(shè)有磨粒，磨粒為人造金剛玉或立方氮化硼或碳化硅或剛玉質(zhì)或煅燒氧化鋁或陶瓷磨料或氧化鈰或稀土或碳碳或石墨稀中其中一種或幾種材料組合而成的磨粒。從砂輪主體的徑向觀察，磨塊可以是圓形、正方形或長方形或其它多邊形；從砂輪主體的徑向觀察，磨削面為弧面或多弧面或其它形狀，或沿徑向或軸向呈幾種形狀交替陣列。

滑動(dòng)模塊的圓周方向上設(shè)有若干個(gè)軸向延伸且貫穿滑動(dòng)模塊的第一氣流散熱通道，必要時(shí)，這些第一氣流散熱通道通過第二伸出桿、模塊緊固件直接貫穿磨塊的子通道。導(dǎo)槽側(cè)壁設(shè)置有若干個(gè)軸向延伸且貫穿滑動(dòng)模塊的第二氣流散熱通道。磨塊設(shè)有若干軸向延伸的第三氣流散熱通道，必要時(shí)，這些第三氣流散熱通道全部或部分貫穿磨塊緊固件。相鄰磨塊之間存有一定間隙，起散熱、去屑緩沖作用。

氣缸上或儲(chǔ)氣腔內(nèi)設(shè)有用于探測氣壓及載荷變化的傳感器。

本發(fā)明中氣缸、小型空氣壓縮是為了實(shí)現(xiàn)氣缸的正常運(yùn)作的氣動(dòng)系統(tǒng)的兩個(gè)裝置，氣動(dòng)系統(tǒng)中的其它裝置及連接方式為本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)手段所知。

本發(fā)明工作時(shí)，當(dāng)將本發(fā)明所述的砂輪安裝在砂光機(jī)、磨軌機(jī)等有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的裝置內(nèi)，并以接觸輸電或無線輸電的方式向砂輪內(nèi)小型空氣壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、傳感控制器等輸電。砂輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)，磨塊在離心力、彈簧力、氣缸推力及磨削壓力的共同作用下與滑動(dòng)模塊一起沿砂輪主體徑向做伸縮運(yùn)動(dòng)，對工件某面域保持相對穩(wěn)定的有彈性的磨削壓力。與此同時(shí)鼓風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)，從砂輪內(nèi)部對易發(fā)熱處進(jìn)行強(qiáng)行散熱。

本發(fā)明中具有以下特點(diǎn)：

1、可對面域進(jìn)行彈性磨削

本發(fā)明所述的可陣列式面域拋磨的砂輪是靠軸陣列(即氣缸沿旋轉(zhuǎn)輪分布一圈，而且每個(gè)氣缸的軸與參照軸垂直)排布的可伸縮磨塊制造磨削的，由離心力、彈簧和氣缸(壓縮空氣)提供彈性能量。單一磨塊從一開始接觸工件(磨削對象)到結(jié)束一次磨削周期，對工件的磨削壓力始終富有彈性，而且這種彈性壓力變化極少，特別是在氣動(dòng)壓力作用下。換言之，它能夠像傳統(tǒng)砂帶一樣對被磨削的面域始終保持比較均衡的磨削壓力。在軸陣列間隔弧度較小，拋磨模塊伸縮行程增加的情況下，可實(shí)現(xiàn)數(shù)磨塊在某一面域范圍內(nèi)同時(shí)作用，大范圍保持磨削均衡性。

2、可進(jìn)行高線速度面域拋磨

受柔性基材及接頭的限制，傳統(tǒng)砂帶不能在高線速度下使用，然高線速度恰恰是高效拋磨的重要條件。傳統(tǒng)砂帶的工作線速度一般不超過每秒25米，超過此速度，很容易造成接頭破裂或基體撕裂。本發(fā)明所述的可陣列式面域拋磨的砂輪是局部可伸縮的剛性砂輪，其工作線速度可在每秒數(shù)百米以上。

3、可實(shí)時(shí)調(diào)整磨削壓力

可陣列式面域拋磨的砂輪對磨削對象的接觸是剛性或半剛性材料彈性接觸，其磨削壓力是離心力、彈簧力、壓縮空氣通過氣缸輸出的彈性推力。由于氣壓可調(diào)，磨削壓力可在離心力、彈簧力之上任意調(diào)整。這種功能對一些不可犯錯(cuò)磨削對象的拋磨(如高速鐵軌在軌打磨)尤為重要。

4、快速散熱

傳統(tǒng)砂帶磨削，整個(gè)磨削面相對封閉，中間缺少散熱的地方。3M公司一款打磨圓片，圓片上有數(shù)個(gè)穿孔，打磨時(shí)讓氣流經(jīng)穿孔帶走部分熱量及去屑物。本發(fā)明的磨塊按軸陣列呈圓周分布，即便數(shù)個(gè)同時(shí)作用在同一平面，兩個(gè)模塊之間自動(dòng)形成一個(gè)緩沖的空間，便于熱量在此擴(kuò)散，其作用相當(dāng)于3M圓片中的穿孔，但這個(gè)緩沖空間大多了。

5、使用壽命長

本發(fā)明可陣列式面域拋磨的砂輪把磨塊固定在滑動(dòng)模塊的上，可攜帶的磨粒數(shù)量相當(dāng)可觀，是傳統(tǒng)砂帶的倍數(shù)，因而可長時(shí)間磨削。當(dāng)末端磨塊消耗殆盡時(shí)，只需更換磨塊，即可繼續(xù)使用。磨塊可以由傳統(tǒng)磨粒制成，也可由人造金剛玉、立方氮化硼等超硬磨粒制成或它們的合成，輕易實(shí)現(xiàn)長壽命磨削。磨塊可以是剛性的，也可以是半剛性的，甚至柔軟的，靈活多樣，滿足不同拋磨要求。

本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，如果對本發(fā)明的各種改動(dòng)或變型不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動(dòng)和變型屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變動(dòng)。