一种利用废钢轨制造钢镐的设备及方法与流程

1.本发明属于钢镐制造技术领域，具体来说，涉及一种利用废钢轨制造钢镐的设备及方法。


背景技术：

2.钢镐的用途很广，可用于农业、工业和军事等，因此钢镐的市场前景较好。现有一部分钢镐生产厂家是通过利用回收的废弃钢轨制作钢镐，使用回收的废弃钢轨制作钢镐不仅可以实现资源的循环利用，还可以降低厂家生产钢镐的成本，帮助厂家获得更多的利润。利用回收的废钢轨制造钢镐时，由于废钢轨长期的闲置，表面铁锈和灰尘很多，需要对废钢轨进行清理的操作，废钢轨较重，人工清理不便，还会出现清理遗漏的可能性，无法满足钢镐制作精度的要求。
3.现有专利号为cn202010286011.6的中国发明专利，公开了一种火车轮片自动划钢镐线装置，包括有输送支架、固定支架、输送部件、夹笔画线部件、升降部件、电机、凸轮、下料部件、平台板、升降杆、固定套、第一弹簧、拨杆、平台支撑杆、杠杆和第二弹簧；通过对火车轮片进行自动的划钢镐线操作，改变了传统的火车轮片划钢镐线依赖人工进行作业的现象，操作简便快捷，提高了火车轮片划钢镐线的效率，降低了工作人员的劳动强度。
4.现有专利的缺陷在于，1、没有考虑到火车轮片的铁锈和灰尘清理步骤，无法大面积实用于废弃钢材制钢镐的工艺生产线；2、虽然设备结构紧凑，但是轮片划钢镐线的余料较多，导致钢材浪费较多，一整块轮片并不能完全利用于生产钢镐。


技术实现要素：

5.针对现有制造钢镐的设备钢材浪费较多和无法大面积实用于废弃钢材制钢镐的工艺生产线的问题，本发明提供了一种利用废钢轨制造钢镐的设备及方法。
6.为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
7.一种利用废钢轨制造钢镐的设备，包括上料单元、切割单元、清洗单元、传输单元、熔融炉、注塑成型单元和打磨抛光单元；
8.上料单元用于将回收的废钢轨运输至切割单元区域，并通过切割单元对废钢轨按照预设长度进行切割；
9.清洗单元用于对切割后的废钢轨表面的灰尘和部分铁锈进行冲刷式清洗；
10.传输单元用于将除锈以后的废钢轨传输到熔融炉中进行物理融化钢材，得到一定含碳比例的铁水；
11.注塑成型单元，用于将铁水注入模具中，经过冷却获取钢镐的初步模型；
12.打磨抛光单元，用于对钢镐的初步模型进行打磨抛光，得到成品钢镐。
13.进一步地，所述切割单元包括切割机和废钢轨定长测量装置，所述切割机包括切割本体、切割刀片、转动电机、滑块和滑轨，废钢轨定长测量装置由两个红外测距传感器组成；两个红外测距传感器分别设置在切割本体两侧，切割本体设置在传输单元两侧，切割本
体表面开设有滑轨，滑轨上设置滑块，滑块上安装有转动电机，转动电机输出轴上连接有切割刀片。
14.进一步地，传输单元传输方向靠前的红外测距传感器检测废钢轨的入场，传输单元传输方向靠后的红外测距传感器检测检测到废钢轨立即制停，两个红外测距传感器之间距离等于待切割废钢轨长度的0.5倍，切割刀片运行轨迹在两个红外测距传感器之间的中平分线上。
15.进一步地，滑轨竖直方向上正对的传输单元设有开口，开口底部设有废料收集箱。
16.进一步地，清洗单元包括高压水洗机构、抓取机构和抛丸机，高压水洗机构包括高压水管和喷头，抓取机构包括第一活动臂和抓手；传输单元尾部设有过滤网，过滤网底部设有清洗池，清洗池通过高压水管将水加压后传输至喷头；
17.第一活动臂包括转动杆、伸缩横杆和伸缩纵杆，转动杆安装在过滤网一侧，转动杆上端连接有横向伸缩的伸缩横杆，伸缩横杆一端与转动杆连接，另一端与伸缩纵杆顶端连接，伸缩纵杆底部连接有抓手，通过抓手将传输单元上切割后的废钢轨抓取到过滤网上，再通过喷头喷射高压水对其废钢轨上的灰尘和部分铁锈进行清洗；
18.抛丸机设置在过滤网尾端，用于对清洗后的废钢轨进行深度除铁锈，同时将深度除铁锈后的废钢轨传输到熔融炉中。
19.进一步地，抛丸机尾端的传输带将废钢轨传输到熔融炉中，熔融炉将废钢轨高温融化后得到一定含碳比例的铁水，并通过管道将铁水注入注塑成型单元中。
20.进一步地，注塑成型单元包括转动盘、模型槽和转动盘底部的伺服电机和电机包裹箱；转动盘设置在电机包裹箱上端，转动盘上表面开设有模型槽，伺服电机通过输出轴与转动盘底部连接，模型槽包括钢镐槽和钢镐连接口，钢镐槽与钢镐外形相同，钢镐连接口为隔离管，防止铁水流入。
21.进一步地，打磨抛光单元包括支撑台面、取钢镐臂和打磨抛光臂；
22.支撑台面上安装有取钢镐臂和打磨抛光臂；
23.取钢镐臂包括第二活动臂和t字型件，第二活动臂包括第一转动立柱、可翻折横杆和可伸缩杆，第一转动立柱安装在支撑台面上端，可翻折横杆一端底部与第一转动立柱上端连接，可翻折横杆另一端底部与可伸缩杆上端连接，中部设有转动轴控制可翻折横杆延竖直平面自由转动；可伸缩杆底部与t字型件上端连接，t字型件底部直径等于隔离管外径；
24.打磨抛光臂包括第二转动立柱、连接杆和打磨轮，第二转动立柱通过连接杆与打磨轮连接，打磨轮通过轴承与连接杆一端底部连接。
25.进一步地，注塑成型单元一侧还设有取隔离管机构，取隔离管机构包括第二活动臂结构相同的第三活动臂和t字型管件，t字型管件与第三活动臂一端连接，第三活动臂另一端与地面固定连接，t字型管件的底部管口内径与隔离管外径相等。
26.一种利用废钢轨制造钢镐的方法，包括步骤：
27.s1、将回收的废钢轨上料到切割区域；
28.s2、对该废钢轨进行定长切割；
29.s3、对切割后的废钢轨表面的灰尘和部分铁锈进行高压冲刷式清洗；
30.s4、对清洗后的废钢轨进行快速烘干，并完成抛丸除锈过程；
31.s5、对完成抛丸除锈的废钢轨传输到熔融炉中，得到一定含碳比例的铁水；
32.s6、将铁水注入模具中，经过冷却获取钢镐的初步模型；
33.s7、脱模后，打磨抛光得到成品钢镐。
34.本发明相比现有技术，具有如下有益效果：
35.通过本发明制造钢镐的设备及方法，对废钢轨进行清洗、融化和注塑打磨等过程得到高精度的钢镐。
36.通过清理、融化和注塑过程，使得制造钢镐方法和设备实用于更多废钢材制钢镐的领域；其钢材无较多浪费现象产生。
附图说明
37.图1为本发明一种利用废钢轨制造钢镐的设备的整体结构示意图；
38.图2为本发明一种利用废钢轨制造钢镐的设备的切割单元结构示意图；
39.图3为本发明一种利用废钢轨制造钢镐的设备的清洗单元部分结构示意图；
40.图4为本发明一种利用废钢轨制造钢镐的设备的熔融炉、注塑成型单元和打磨抛光单元结构示意图；
41.图5为本发明一种利用废钢轨制造钢镐的设备的转动盘俯视结构示意图；
42.图6为本发明一种利用废钢轨制造钢镐的方法流程图。
43.图中标记说明：1-上料单元，2-切割单元，21-切割机，211-切割本体，212-切割刀片，213-转动电机，214-滑块，215-滑轨，22-红外测距传感器，3-清洗单元，31-高压水洗机构，311-高压水管，312-喷头，32-抓取机构，321-第一活动臂，3211-转动杆，3212-伸缩横杆，3213-伸缩纵杆，322-抓手，33-抛丸机，4-传输单元，5-熔融炉，6-注塑成型单元，61-转动盘，62-模型槽，621-钢镐槽，622-钢镐连接口，63-伺服电机，64-电机包裹箱，7-打磨抛光单元，71-支撑台面，72-取钢镐臂，721-第二活动臂，7211-第一转动立柱，7212-可翻折横杆，7213-可伸缩杆，722-t字型件，73-打磨抛光臂，731-第二转动立柱，732-连接杆，733-打磨轮，8-开口，9-废料收集箱，10-过滤网，11-清洗池，12-喷头，13-高压水管，14-管道，15-取隔离管机构，151-第三活动臂，152-t字型管件，16-转动轴。
具体实施方式
44.为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
45.如图1-5所示，一种利用废钢轨制造钢镐的设备，包括上料单元1、切割单元2、清洗单元3、传输单元4、熔融炉5、注塑成型单元6和打磨抛光单元7。
46.上料单元1用于将回收的废钢轨运输至切割单元2区域，并通过切割单元2对废钢轨按照预设长度进行切割；切割单元2包括切割机21和废钢轨定长测量装置，所述切割机21包括切割本体211、切割刀片212、转动电机213、滑块214和滑轨215，废钢轨定长测量装置由两个红外测距传感器22组成；两个红外测距传感器22分别设置在切割本体211两侧，切割本体211设置在传输单元4两侧，切割本体211表面开设有滑轨215，滑轨215上设置滑块214，滑块214上安装有转动电机213，转动电机213输出轴上连接有切割刀片212。两个红外测距传感器22设置确保切割刀片212切割的长度可控，切割后的废钢轨长度便于清洗。切割刀片212可随着滑块214在滑轨215可滑动范围内自由滑动切割废钢轨，切割本体211设置位置为
切割刀片212切割提供定点切割定位。
47.传输单元4传输方向靠前的红外测距传感器22检测废钢轨的入场，传输单元4传输方向靠后的红外测距传感器22检测检测到废钢轨立即制停，两个红外测距传感器22之间距离等于待切割废钢轨长度的0.5倍，切割刀片212运行轨迹在两个红外测距传感器22之间的中平分线上。两个红外测距传感器22设置主要目的用于定量废钢轨需要切割的长度，即传输单元4传输方向靠后的红外测距传感器22距离切割刀片212之间的距离；若切割刀片212居于中部，则两个红外测距传感器22之间距离等于待切割废钢轨长度的0.5倍，采用线段比，即可得到预设切割废钢轨长度。
48.滑轨215竖直方向上正对的传输单元4设有开口8，开口8底部设有废料收集箱9。开口8和废料收集箱9设置的位置便于回收切割机21切割废钢轨产生的铁屑或其它灰尘。
49.清洗单元3用于对切割后的废钢轨表面的灰尘和部分铁锈进行冲刷式清洗；清洗单元3包括高压水洗机构31、抓取机构32和抛丸机33，高压水洗机构31包括高压水管13311和喷头12312，抓取机构32包括第一活动臂321和抓手322；传输单元4尾部设有过滤网10，过滤网10底部设有清洗池11，清洗池11通过高压水管13311将水加压后传输至喷头12312。
50.第一活动臂321包括转动杆3211、伸缩横杆3212和伸缩纵杆3213，转动杆3211安装在过滤网10一侧，转动杆3211上端连接有横向伸缩的伸缩横杆3212，伸缩横杆3212一端与转动杆3211连接，另一端与伸缩纵杆3213顶端连接，伸缩纵杆3213底部连接有抓手322，通过抓手322将传输单元4上切割后的废钢轨抓取到过滤网10上，再通过喷头12312喷射高压水对其废钢轨上的灰尘和部分铁锈进行清洗。
51.传输单元4用于将除锈以后的废钢轨传输到熔融炉5中进行物理融化钢材，得到一定含碳比例的铁水。其传输单元4包括清洗前的传输和清洗后传至熔融炉5的传输。
52.抛丸机33设置在过滤网10尾端，用于对清洗后的废钢轨进行深度除铁锈，同时将深度除铁锈后的废钢轨传输到熔融炉5中。
53.抛丸机33尾端的传输带将废钢轨传输到熔融炉5中，熔融炉5将废钢轨高温融化后得到一定含碳比例的铁水，并通过管道14将铁水注入注塑成型单元6中。
54.传输单元4用于将除锈以后的废钢轨传输到熔融炉5中进行物理融化钢材，得到一定含碳比例的铁水。废钢轨制钢镐的好处在于，其铁中的含碳比例一定，已经优先配比适合作为钢镐，无需在熔融炉5中进一步调节铁的含碳比例，所以节省了含碳比例的调节步骤。
55.注塑成型单元6，用于将铁水注入模具中，经过冷却获取钢镐的初步模型；注塑成型单元6包括转动盘61、模型槽62和转动盘61底部的伺服电机63和电机包裹箱64；转动盘61设置在电机包裹箱64上端，转动盘61上表面开设有模型槽62，伺服电机63通过输出轴与转动盘61底部连接，模型槽62包括钢镐槽621和钢镐连接口622，钢镐槽621与钢镐外形相同，钢镐连接口622为隔离管，防止铁水流入。伺服电机63的设置，便于控制转动盘61每次转动角度大小，配合铁水注入模型槽62中。
56.注塑成型单元6一侧还设有取隔离管机构15，取隔离管机构15包括第二活动臂721结构相同的第三活动臂151和t字型管件152，t字型管件152与第三活动臂151一端连接，第三活动臂151另一端与地面固定连接，t字型管件152的底部管口内径与隔离管外径相等。t字型管件152设置目的是用于将注塑后冷却的模型槽62内的隔离管取出，进一步方便打磨抛光单元7的t字型件722底部插入钢镐连接口622，通过t字型件722的底部管口内径与隔离
管外径相等的设置方式，便于将整个钢镐取出进一步打磨抛光操作。
57.打磨抛光单元7，用于对钢镐的初步模型进行打磨抛光，得到成品钢镐。打磨抛光单元7包括支撑台面71、取钢镐臂72和打磨抛光臂73；支撑台面71上安装有取钢镐臂72和打磨抛光臂73；取钢镐臂72包括第二活动臂721和t字型件722，第二活动臂721包括第一转动立柱7211、可翻折横杆7212和可伸缩杆7213，第一转动立柱7211安装在支撑台面71上端，可翻折横杆7212一端底部与第一转动立柱7211上端连接，可翻折横杆7212另一端底部与可伸缩杆7213上端连接，中部设有转动轴16控制可翻折横杆7212延竖直平面自由转动；可伸缩杆7213底部与t字型件722上端连接，t字型件722底部直径等于隔离管外径；打磨抛光臂73包括第二转动立柱731、连接杆732和打磨轮733，第二转动立柱731通过连接杆732与打磨轮733连接，打磨轮733通过轴承与连接杆732一端底部连接。取钢镐臂72的结构设置便于从模型中取钢镐和自由移动或者翻转钢镐配合打磨轮733进行打磨抛光。
58.如图6所示，一种利用废钢轨制造钢镐的方法，包括步骤：s1、将回收的废钢轨上料到切割区域；s2、对该废钢轨进行定长切割；s3、对切割后的废钢轨表面的灰尘和部分铁锈进行高压冲刷式清洗；s4、对清洗后的废钢轨进行快速烘干，并完成抛丸除锈过程；s5、对完成抛丸除锈的废钢轨传输到熔融炉5中，得到一定含碳比例的铁水；s6、将铁水注入模具中，经过冷却获取钢镐的初步模型；s7、脱模后，打磨抛光得到成品钢镐。
59.本发明相比现有技术，具有如下有益效果：
60.通过本发明制造钢镐的设备及方法，对废钢轨进行清洗、融化和注塑打磨等过程得到高精度的钢镐。
61.通过清理、融化和注塑过程，使得制造钢镐方法和设备实用于更多废钢材制钢镐的领域；其钢材无较多浪费现象产生。
62.以上对本技术提供的一种利用废钢轨制造钢镐的设备及方法进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。