CN102817290B - 铁路铺轨机的导轨自动化回送系统 - Google Patents

Abstract

一种铁路铺轨机的导轨自动化回送系统，其包含主机和辅机，其用于将平行的两根导轨进行操作，该主机包含至少一个主机控制台、两个第一缓冲装置、主机车体、两个第一封车装置、多个第一主托辊和第一副托辊；该辅机包含至少一个辅机控制台、两个第二缓冲装置、辅机车体、两个第二封车装置、多个第二主托辊和第二副托辊；本发明采用了机械化作业模式完成导轨回送功能，改变了以往的人工施工工法，降低了施工作业人员劳动强度，保护导轨不变形,降低了作业的安全风险。

Description

铁路铺轨机的导轨自动化回送系统

技术领域

本发明涉及铁路铺轨机的装置，尤其涉及一种铁路铺轨机的导轨自动化回送系统。 

背景技术

铁路铺轨机是铺设轨排的专用设备，为提高铺设效率，轨排以轨排垛（5层或6层或7层或8层）的方式进行装车，通过列车运输到工地，倒装放置在辅机的导轨上，辅机运输轨排垛与主机对接，通过主机的拖拉机构，把辅机上的轨排垛运送到主机上，主机进行铺轨作业，当轨排垛铺设完毕，导轨应回送到辅机上。为了提高作业效率，铺轨机上设有两组导轨（每组两根），设有主托辊和副托辊，主托辊是轨排垛的载体，副托辊主要完成回送导轨的载体。 

而在导轨回送时，现有的铺设通常采用人工进行施工回送，但在现有的人工操作中主要有以下三个缺点： 

①现场人员多，作业强度大； 

②由于人工操作容易导致受力不均，将提高导轨变形的可能性，同时作业人员容易受到伤害； 

③操作效率低，时间长，不能适应发展的要求。 

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种铁路铺轨机的导轨自动化回送系统，以克服上述缺陷。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁路铺轨机的导轨自动化回送系统，其采用了机械化作业模式完成导轨回送功能，改变了以往的人工施工工法，降低了施工作业人员劳动强度，保护导轨不变形，降低了作业的安全风险。 

为实现上述目的，本发明公开了一种铁路铺轨机的导轨自动化回送系统，其包含有主机和辅机，其特征在于： 

该主机包含至少一个主机控制台、两个第一缓冲装置、主机车体、两个第一封车装置、多个第一主托辊和第一副托辊； 

该主机控制台设置于主机车体的一端，且该两个第一缓冲装置并列设置于主机车体上表面的一侧以提供导轨的缓冲减振，该两个第一封车装置并列设置于主机车体上表面的另一侧以提供导轨的定位封固，该多个第一主托辊成对的间隔设置于主机车体的上表面，该多个第一副托辊分别对应设置于第一主托辊的内侧； 

该辅机包含至少一个辅机控制台、两个第二缓冲装置、辅机车体、两个第二封车装置、多个第二主托辊和第二副托辊； 

该辅机控制台设置于辅机车体的一端，且该两个第二缓冲装置并列设置于辅机车体上表面的一侧，该两个第二封车装置并列设置于辅机车体上表面的另一侧，该多个第二主托辊成对的间隔设置于辅机车体的上表面，该多个第二副托辊分别对应设置于第二主托辊的内侧。 

其中：该主机或辅机均包含有至少两套顶轨分轨同步机构，该顶轨分轨同步机构具有相对设置且结构相同的同步结构，各同步结构包含有滑台、滑座、分轨油缸、顶轨油缸和拉线式位移器，该顶轨油缸固定于该主机车体或辅机车体上，该滑台固定连接于该顶轨油缸垂直移动的活塞杆，滑座可左右滑动的设置于该滑台上，分轨油缸固定设置于滑台上且可驱动该滑座左右滑动，该拉线式位移器固定于滑台上以检测滑座的移动距离。 

其中：滑台上设置有检测滑台相对顶轨油缸 

垂直位移的垂直位移器。 

其中：该顶轨分轨同步机构设置有十二个滑轮，该十二个滑轮分成两组，每六个分别设置于一个同步结构上。 

其中：该主机和辅机均包含有至少两套导轨锁紧装置，各导轨锁紧装置具有相对设置且结构相同的锁紧结构，各锁紧结构包含有锁紧油缸、固定销、支撑杆、锁紧杆及锁紧轮，其中，该锁紧油缸和该固定销固定于该主机车体或辅机车体上，两根对称的支撑杆的一端固定于该锁紧油缸的活塞杆，另一端分别与锁紧杆的一端铰接，该两根锁紧杆形状相同 且对应设置，两根锁紧杆的中部铰接于该固定销且一端向内弯曲延伸，其端部设置有锁紧轮。 

其中：该锁紧轮为截圆锥状以提供导轨表面的锁紧。 

其中：该主机和辅机均包含有至少两套回送驱动机构，该回送驱动机构具有相对设置且结构相同的驱动结构，各驱动结构包括驱动橡胶轮和驱动马达，该驱动橡胶轮通过支架固定于主机车体或辅机车体上，驱动马达连接于该驱动橡胶轮以驱动该驱动橡胶轮旋转。 

其中：该第一封车装置和第二封车装置均包含有封车油缸、封车挡轨器和支点，该封车油缸的一端铰接于主机车体或辅机车体上，该封车油缸的活塞杆固定连接于封车挡轨器的一端，该封车挡轨器的另一端铰接于该主机车体或辅机车体上的支点。 

通过上述结构，本发明的铁路铺轨机的导轨自动化回送系统实现了如下技术效果： 

①本发明提供了一种用于铁路铺轨机导轨回送的机械化作业模式，改变了以往的人工施工工法，降低了施工作业人员劳动强度，同时提高作业的安全性的回送自动化。 

②本发明通过液压驱动，平稳地同步顶升（下降）和同步平移，解决了原有人工移轨易导致导轨变形的问题，有效地延长了导轨的使用寿命，提高了作业的安全性。 

③本发明的方案采用电气控制自锁技术和液压控制自锁技术的双保险措施，有效地降低了勿操作的风险。 

④本发明的顶轨分轨同步机构的顶升方案采用机械式同步装置，实现顶升和下降的同步功能，有效地降低了制造成本。 

⑤本发明的导轨回送驱动机构采用液压马达驱动，降低了施工作业人员劳动强度，提高了机械化施工水平。 

⑥本发明的导轨锁紧装置利用了蓄能器和压力传感开关，有效地控制了导轨与驱动橡胶轮之间的摩擦力，确保导轨回送的连续性和可靠性。 

本发明将通过下面的具体实施例进行进一步的详细描述，且进一步结合对附图的说明将得到更加清楚和明显的了解。 

附图说明

图1显示了本发明的铁路铺轨机的导轨自动化回送系统的整体结构示意图。 

图2显示了本发明的导轨自动化回送系统的纵向示意图。 

图3显示了本发明的顶轨分轨同步机构的结构示意图。 

图4A-C显示了本发明的顶轨分轨同步机构的动作示意图。 

图5显示了本发明的导轨锁紧装置的结构示意图。 

图6A-B显示了本发明的导轨锁紧装置的动作示意图。 

图7显示了本发明的导轨回送驱动装置的结构示意图。 

图8显示了本发明的封车装置的结构示意图。 

图9A-B显示了本发明的封车装置的动作示意图。 

图10显示了本发明的液压系统的组成示意图。 

图11A-B显示了本发明的同步顶升原理示意图。 

图12显示了本发明的同步顶升的滑轮设置图。 

具体实施方式

参见图1和图2，显示了本发明的铁路铺轨机的导轨自动化回送系统的整体结构示意图，该导轨自动化回送系统包含有主机1和辅机2，其用于将平行的两根导轨3进行回送及其他操作。 

其中，该主机1包含至少一个主机控制台11、两个第一缓冲装置12、主机车体13、主机控制箱14、主机液压站15、两个第一封车装置16、多个第一主托辊17和第一副托辊18，且该主机1还包含有一套电气系统和一套液压系统。 

该主机控制台11设置于主机车体13的一端，且该两个第一缓冲装置12并列设置于主机车体13上表面的一侧以提供导轨3的缓冲减振，主机控制箱14和主机液压站15均设置于主机车体的适当位置，该两个第一封车装置17并列设置于主机车体13上表面的另一侧以提供导轨3的定位封固，参见图2，该多个第一主托辊17成对的间隔设置于主机车体13的上表面，该多个第一副托辊18分别对应设置于第一主托辊17的内侧，由此，导轨3可通过该第一主托辊17和第一副托辊18铺设于主机车体上。 

其中，该辅机2包含至少一个辅机控制台21、两个第二缓冲装置22、辅机车体23、辅机控制箱24、辅机液压站25、两个第二封车装置26、多 个第二主托辊和第二副托辊，且该辅机2还包含有一套电气系统和一套液压系统。 

该辅机控制台21设置于辅机车体23的一端，且该两个第二缓冲装置22并列设置于辅机车体23上表面的一侧以提供导轨3的缓冲减振，辅机控制箱24和辅机液压站25均设置于辅机车体的适当位置，该两个第二封车装置27并列设置于辅机车体23上表面的另一侧以提供导轨3的定位封固，该第二主托辊和第二副托辊与第一主托辊和第二副托辊基本相同（未示出），既该多个第二主托辊成对的间隔设置于辅机车体23的上表面，该多个第二副托辊分别对应设置于第二主托辊的内侧，导轨3可通过该第二主托辊和第二副托辊铺设于辅机车体上。 

该主机1或辅机2均包含有至少两套顶轨分轨同步机构4，参见图3，显示了该顶轨分轨同步机构4应用于主机1上的具体结构示意图，但可以理解的是，应用于辅机2上的具有相同的结构，该顶轨分轨同步机构4具有相对设置且结构相同的同步结构，各同步结构包含有滑台41、滑座42、分轨油缸43、顶轨油缸44及拉线式位移器45，该顶轨油缸44固定于该主机车体13上，该滑台41固定连接于该顶轨油缸44垂直移动的活塞杆，可承接导轨3的滑座42可左右滑动的设置于该滑台41上，其可通过凸起和滑槽的配置实现滑座42的左右滑动，而凸台和滑槽可相对设置于滑座和滑台中的任意一个，分轨油缸43固定设置于滑台41上且可驱动该滑座42左右滑动，可选的是，该分轨油缸43的驱动活塞杆直接固定连接于滑座42，也可通过减振元件或中间元件进行连接，该拉线式位移器45固定于滑台41上以检测滑座42在滑台41上的左右移动距离，为了使承接导轨3的滑座42的移动在两侧同步，可通过检测位移器45的信号来得到两侧滑座42的移动距离，并控制分轨油缸43的活塞杆的移动距离来使两侧滑座42的左右移动尽可能的同步，而导轨3的上下移动可通过顶轨油缸44进行，可以想到的是，可于滑台41上设置有垂直位移器（未示出），该垂直位移器可检测滑台41相对顶轨油缸44既主机车体13的垂直位移，并控制顶轨油缸44的活塞杆的移动距离来使两侧滑台41的上下移动尽可能的同步。 

优选的是，为了实现顶轨时的同步，本发明还可通过设置于该顶轨分轨同步机构4上的十二个滑轮46实现顶轨同步，该十二个滑轮46分成两组，每六个分别设置于一个同步结构上，先描述其基本原理，如图11A 所示，当左侧滑轮上升（或下降）1刻度而右侧滑轮不动作时，左侧刻度盘将上升（或下降）2刻度，当右侧滑轮上升（或下降）1刻度而左侧滑轮不动作时，左侧刻度盘会下降（或上升）2刻度，当左侧滑轮与右侧滑轮同时上升（或下降）时，刻度盘将保持原状，不会上升也不会下降。现为了保证两侧的顶轨油缸同步升降，把刻度盘设置为固定约束点，在右侧上下两滑轮之间加设张紧机构，让钢丝绳有一定的调整范围，如图11B所示，当左侧顶轨油缸顶升工作时，左侧顶升时右侧必需同步顶升才能动作，否则左侧顶缸油缸不能实现顶升。因此，通过该原理，为了达到该机构同步顶升和同步下降的目的，利用图11B的原理对本机构采用四种不同安装方法组合（图12）（即左右对称和上下对称），实现同步顶升和同步下降的功能。 

参见图4A-C，显示了该顶轨分轨同步机构的一个动作示意图，当顶轨油缸把第一主托辊上的导轨顶起（如图4A），分轨油缸通过滑块把导轨移到第一副托辊上方（如图4B），顶轨油缸下降，导轨落在第一副托辊上（如图4C）；由此，实现了该顶轨分轨同步机构将导轨从第一主托辊移动至第一副托辊上，而从第一副托辊移动至第一主托辊上同样可参见这样的动作。 

该主机1和辅机2均包含有至少两套导轨锁紧装置5，参见图5，显示了该导轨锁紧装置5应用于主机1上的具体结构示意图，可以理解的是，应用于辅机2上的导轨锁紧装置具有相同的结构，该导轨锁紧装置5具有相对设置且结构相同的锁紧结构，各锁紧结构包含有锁紧油缸51、固定销52、支撑杆53、锁紧杆54及锁紧轮55，其中，该锁紧油缸51和该固定销52固定于主机车体13上，该固定销52位于该锁紧油缸51的正上方，两根对称的支撑杆53的一端固定于该锁紧油缸51的活塞杆，另一端分别与锁紧杆54的一端铰接，该两根锁紧杆54形状相同且对应设置，两根锁紧杆54的中部铰接于该固定销52且一端向内弯曲延伸，其端部设置有锁紧轮55，该锁紧轮55为截圆锥状以提供导轨3表面的锁紧，从而使得导轨3能移动稳定，避免了晃动。 

参见图6A-B，显示了该导轨锁紧装置5的动作示意图，随锁紧油缸51的活塞杆的上下移动，带动支撑杆53的一端上下移动，从而驱动位于锁 紧杆54端部的锁紧轮55可进行圆周运动以在锁紧位置（图6A）和解锁位置（图6B）之间移动。 

该主机1还和辅机2均包含有至少两套回送驱动机构6，参见图7，显示了该回送驱动机构6应用于主机1上的具体结构示意图，可以理解的是，应用于辅机2上的回送驱动机构具有相同的结构，该回送驱动机构6具有相对设置且结构相同的驱动结构，各驱动结构包括驱动橡胶轮61和驱动马达62，该驱动橡胶轮61通过支架固定于主机车体13上，驱动马达62连接于该驱动橡胶轮以驱动该驱动橡胶轮61旋转，由此，当导轨3放置于驱动橡胶轮61上时，可通过该驱动马达62驱动导轨前后移动。 

参见图8，显示了本发明的第一封车装置16和第二封车装置26的具体结构示意图，其中以第一封车装置为实例，可以理解的是，该第二封车装置26具有与该第一封车装置相同的结构，该封车装置16包含有封车油缸161、封车挡轨器162和支点163，该封车油缸161的一端铰接于主机车体13上，该封车油缸161的活塞杆固定连接于封车挡轨器162的一端，该封车挡轨器162的另一端铰接于该主机车体13上的支点163，由此，参见图9A-B，当封车油缸161的活塞杆上下移动时，该封车挡轨器162也随之上下摆动以形成对导轨3的封闭定位。 

参见图10，显示了本发明的主机1的液压系统7，其包括一个双联油泵71、四个溢流阀72、一个压力传感开关73、两个压力表74、三个单向阀75、至少一个蓄能器76、十个双向节流阀77、四个单向节流阀78、十个电磁换向阀79，其具体结构如图所示。 

通过本发明，实现了自动化的导轨回送，现详细描述本发明的具体实施步骤： 

1、铺轨机将车体内的轨排组铺设完毕时，导轨位于主机车体的第一主托辊上，主机上的滑块位于第一主托辊位，辅机上的滑块位于第二副托辊位。滑块与导轨接触的工作面的最低高度均低于第一、第二副托辊与导轨接触的工作面。 

2、在主机控制台启动液压站同时电磁换向阀中的1DT得电，并让电磁换向阀中的9DT得电，顶轨油缸通过滑块顶升导轨，在顶轨分轨同步机构的约束下每套同步平衡上升到极限位后，让9DT失电。 

3、在主机控制台让电磁换向阀中的7DT得电，分轨油缸通过滑块平移导轨，在顶轨分轨同步机构的约束下每套同步向内平移到极限位后，让7DT失电。 

4、在主机控制台让电磁换向阀中的10DT得电，顶轨油缸通过滑块下降导轨，在顶轨分轨同步机构的约束下每套同步平衡下降到极限位，导轨落在第一副托辊上后，让10DT失电；在主机控制台让电磁换向阀中的8DT得电，分轨油缸带动滑块平移，在顶轨分轨同步机构的约束下每套同步向内平移到极限位后，让8DT失电，导轨留在第一副托辊上，滑块回到第一主托辊位。 

5、在主机控制台让电磁换向阀中的1DT失电，锁紧油缸通过锁紧杆驱动两个锁紧向下压紧导轨，当压力达到设定值时，压力传感开关让1DT得电，锁紧油缸不再增大锁紧力。 

6、在主机和辅机控制台让电磁换向阀中的3DT和5DT得电，封车装置的封车油缸带动封车挡轨器解锁导轨后，3DT和5DT失电。 

7、在主机控制台让电磁换向阀中的4DT得电，驱动马达带对驱动橡胶轮在摩擦力的作用下把导轨向后方推送，当锁紧油缸锁紧力不足时，压力传感开关让1DT失电，锁紧油缸增加锁紧力达到增大摩擦力的目的，保证导轨推送的连续。 

8、当导轨推送超过辅机的导轨锁紧装置后，让电磁换向阀中的4DT失电，主机和辅机控制台同时启动液压站，同时重复第5步动作。 

9、在主机和辅机控制台同时重复第7步动作，此时为双驱动。 

10、当导轨快离开主机的回送驱动装置前，主机和辅机控制台同时让4DT失电，停止推送；主机控制台让1DT和2DT同时得电，主机锁紧油缸卸载并在弹簧的推动下油缸活塞回位，锁紧油缸带动锁紧杆，让锁紧轮回位，解除锁紧轮对导轨的约束。 

11、辅机控制台同时重复第7步动作，继续推送向后导轨，直到导轨撞到辅机尾部的缓冲装置，辅机控制台让4DT失电，停止推送。 

12、辅机控制台让1DT和2DT同时得电，主机锁紧油缸卸载并在弹簧的推动下油缸活塞回位。 

13、辅机控制台让1DT得电，并让9DT得电，顶轨油缸通过滑块顶升导轨，在顶轨分轨同步机构的约束下每套同步平衡上升到极限位后，让9DT失电。 

14、在辅机控制台让8DT得电，分轨油缸通过滑块平移导轨，在顶轨分轨同步机构的约束下每套同步向内平移到极限位后，让8DT失电。 

15、在辅机控制台让10DT得电，顶轨油缸通过滑块下降导轨，在顶轨分轨同步机构的约束下每套同步平衡下降到极限位，导轨落在第二主托辊上后，让10DT失电；在辅机控制台让电磁换向阀中的7DT得电，分轨油缸带动滑块平移，在顶轨分轨同步机构的约束下每套同步向内平移到极限位后，让7DT失电，导轨留在第二主托辊上，滑块回到第二副托辊位。 

16、在主机和辅控制台让电磁换向阀中的3DT和6DT得电，第一、第二封车装置的封车油缸带动封车挡轨器锁定导轨后，3DT和6DT失电。 

17、作业完毕。 

本发明的优点在于： 

①本发明提供了一种用于铁路铺轨机导轨回送的机械化作业模式，改变了以往的人工施工工法，降低了施工作业人员劳动强度，同时提高作业的安全性的回送自动化。 

②本发明通过液压驱动，平稳地同步顶升（下降）和同步平移，解决了原有人工移轨易导致导轨变形的问题，有效地延长了导轨的使用寿命，提高了作业的安全性。 

③本发明的方案采用电气控制自锁技术和液压控制自锁技术的双保险措施，有效地降低了勿操作的风险。 

④本发明的顶轨分轨同步机构的顶升方案采用机械式同步装置，实现顶升和下降的同步功能，有效地降低了制造成本。 

⑤本发明的导轨回送驱动机构采用液压马达驱动，降低了施工作业人员劳动强度，提高了机械化施工水平。 

⑥本发明的导轨锁紧装置利用了蓄能器和压力传感开关，有效地控制了导轨与驱动橡胶轮之间的摩擦力，确保导轨回送的连续性和可靠性。 

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中 描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。 

Claims (8)

1.一种铁路铺轨机的导轨自动化回送系统，其包含有主机和辅机，其特征在于：

该主机包含至少一个主机控制台、两个第一缓冲装置、主机车体、两个第一封车装置、多个第一主托辊和第一副托辊；

该主机控制台设置于主机车体的一端，且该两个第一缓冲装置并列设置于主机车体上表面的一侧以提供导轨的缓冲减振，该两个第一封车装置并列设置于主机车体上表面的另一侧以提供导轨的定位封固，该多个第一主托辊成对的间隔设置于主机车体的上表面，该多个第一副托辊分别对应设置于第一主托辊的内侧；

该辅机包含至少一个辅机控制台、两个第二缓冲装置、辅机车体、两个第二封车装置、多个第二主托辊和第二副托辊；

该辅机控制台设置于辅机车体的一端，且该两个第二缓冲装置并列设置于辅机车体上表面的一侧，该两个第二封车装置并列设置于辅机车体上表面的另一侧，该多个第二主托辊成对的间隔设置于辅机车体的上表面，该多个第二副托辊分别对应设置于第二主托辊的内侧。

2.如权利要求1所述的导轨自动化回送系统，其特征在于：该主机或辅机均包含有至少两套顶轨分轨同步机构，该顶轨分轨同步机构具有相对设置且结构相同的同步结构，各同步结构包含有滑台、滑座、分轨油缸、顶轨油缸和拉线式位移器，该顶轨油缸固定于该主机车体或辅机车体上，该滑台固定连接于该顶轨油缸垂直移动的活塞杆上，滑座可左右滑动的设置于该滑台上，分轨油缸固定设置于滑台上且可驱动该滑座左右滑动，该拉线式位移器固定于滑台上以检测滑座的移动距离。

3.如权利要求2所述的导轨自动化回送系统，其特征在于：滑台上设置有检测滑台相对顶轨油缸的垂直位移的垂直位移器。

4.如权利要求2所述的导轨自动化回送系统，其特征在于：该顶轨分轨同步机构设置有十二个滑轮，该十二个滑轮分成两组，每六个分别设置于一个同步结构上。

5.如权利要求1-4中任一所述的导轨自动化回送系统，其特征在于：该主机和辅机均包含有至少两套导轨锁紧装置，各导轨锁紧装置具有相对设置且结构相同的锁紧结构，各锁紧结构包含有锁紧油缸、固定销、支撑杆、锁紧杆及锁紧轮，其中，该锁紧油缸和该固定销固定于该主机车体或辅机车体上，两根对称的支撑杆的一端固定于该锁紧油缸的活塞杆，另一端分别与锁紧杆的一端铰接，该两根锁紧杆形状相同且对应设置，两根锁紧杆的中部铰接于该固定销且一端向内弯曲延伸，其端部设置有锁紧轮。

6.如权利要求5所述的导轨自动化回送系统，其特征在于：该锁紧轮为截圆锥状以提供导轨表面的锁紧。

7.如权利要求5所述的导轨自动化回送系统，其特征在于：该主机和辅机均包含有至少两套回送驱动机构，该回送驱动机构具有相对设置且结构相同的驱动结构，各驱动结构包括驱动橡胶轮和驱动马达，该驱动橡胶轮通过支架固定于主机车体或辅机车体上，驱动马达连接于该驱动橡胶轮以驱动该驱动橡胶轮旋转。

8.如权利要求1-4、6或7中任一所述的导轨自动化回送系统，其特征在于：该第一封车装置和第二封车装置均包含有封车油缸、封车挡轨器和支点，该封车油缸的一端铰接于主机车体或辅机车体上，该封车油缸的活塞杆固定连接于封车挡轨器的一端，该封车挡轨器的另一端铰接于该主机车体或辅机车体上的支点。

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