CN103753372A - 数控道岔打磨机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铁路养护机械，特别是一种数控道岔打磨机。包括机架，应力杆，摆臂驱动机构，卡紧机构，测量机构，轴线定位器；左基板上装有摆臂驱动机构；摆臂驱动机构与左摆臂连接，右基板上装有垂直调整机构和水平调整机构，左基板和右基板的下端分别装有左、右卡紧机构，应力杆上装有行走机构；左、右摆臂的上端通过呈平行状态设置的圆柱光面导轨和圆柱齿面导轨连接，圆柱光面导轨和圆柱齿面导轨上装有滑台；滑台上装有滑台驱动机构测量机构；轴线定位器的内侧轮廓与道岔心轨的轨腰一致；轴线定位器的细沟槽与心轨断面中心线相重合。与现有技术相比，磨削的几何精度能满足高速铁路道岔的养护要求，磨削平面度好、降坡规范、过渡弧形准确。

Description

数控道岔打磨机
 
技术领域
本发明涉及一种铁路养护机械，特别是一种数控道岔打磨机。
背景技术
铁路线上的道岔，经过轮对长期碾压，多个部位的断面会发生变形。当变形达到一定程度时，须打磨修整至合格的断面尺寸，以保障行车安全。现有的道岔打磨机只能对道岔中断面相同的基本轨、护轨等部位进行机械磨削，对断面不同的芯轨，只能辅以人工打磨，难以达到高速铁路养护的精度要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有道岔打磨机的打磨精度低的缺陷而提供一种打磨精度高的数控道岔打磨机。
本发明采用如下技术方案：
一种数控道岔打磨机，包括机架，左基板，右基板，应力杆，摆臂驱动机构，滑台驱动机构，砂轮驱动机构，垂直调整机构，水平调整机构，卡紧机构，测量机构，轴线定位器； 机架的两侧分别装有左基板和右基板，左基板上装有摆臂驱动机构；摆臂驱动机构与左摆臂连接，右基板上装有垂直调整机构和水平调整机构，水平调整机构与右摆臂连接；左基板和右基板的下端分别装有左、右卡紧机构，左、右基板之间的应力杆上装有行走机构；左、右摆臂的上端通过呈平行状态设置的圆柱光面导轨和圆柱齿面导轨连接，圆柱光面导轨和圆柱齿面导轨上装有滑台；滑台上装有滑台驱动机构、砂轮驱动机构、测量机构；轴线定位器的内侧轮廓与道岔心轨的轨腰一致；轴线定位器的顶部设置有细沟槽，细沟槽的位置与心轨断面中心线相重合。
采用上述技术方案的本发明与现有技术相比，磨削的几何精度能满足高速铁路道岔的养护要求，磨削平面度好、降坡规范、过渡弧形准确，且自动化程度高。
本发明的优选方案是：
滑台驱动机构中的滑台步进电机置于滑台上方，步进电机的输出轴上装有齿轮，齿轮与圆柱齿面导轨相啮合。
砂轮驱动机构中的驱动电机下方连接主动带轮，主动带轮与从动带轮连接，从动带轮所在安装轴的下端连接砂轮，安装轴的上端连接砂轮进给机构。   
测量机构中的壳体置于滑台下表面的防护管内，壳体的上、下两端分别连接有上端盖和下端盖，壳体内设置有左弧形块和右弧形块，左弧形块和右弧形块两者之间装有位移传感器，位移传感器的上方和下方分别装有上弹簧和下弹簧，下弹簧的下端置于导柱的中心孔内，导柱的下端通过外套连接感应轮；上弹簧的上端置于上端盖下方，上端盖上方连接离合装置，离合装置中的传动轴与位移传感器的上端连接。
左摆臂与左基板之间装有第一弹簧。
左卡紧机构中的方孔导轨焊接于左基板的下方，方孔导轨中内设置有方轴，方轴内设置有传动螺杆，传动螺杆的一端与置于方孔导轨外的六方外套连接，方孔外套的下方连接卡爪；卡爪的底端呈弧面结构；弧面结构与翼轨的外侧腰部轮廓相适应。
应力杆呈平行状态设置为两条，两条应力杆之装通过回转轴装有支架，支架上装有行走装置中的行走轮；回转轴的一侧设置有挡杆，挡杆的两端分别与两条应力杆连接。
滑台与圆柱光面导轨通过直线轴承连接，滑台与圆柱齿面导轨通过尼龙轴承连接；滑台上装有激光标线器。
摆臂驱动机构中的摆臂驱动电机置于左基板上，摆臂驱动电机的输出轴上装有主动齿轮，主动齿轮通过中介齿轮与从动齿轮相啮合，从动齿轮的阶梯孔内通过关节轴承装有空心轴；空心轴内设置有尼龙轴，从动齿轮轴上套装有扭簧，扭簧的一端卡在左摆臂上，另一端卡在左基板上；空心轴与从动齿轮轴两者位于同一轴线上，左基板上设置有接近开关，接近开关与左摆臂上的感应元件相对应。
右摆臂下端通过关节轴承装有滑动轴，滑动轴一端装有锁紧螺母，滑动轴的外部套装有压力弹簧，滑动轴的另一端装有垂直调整机构中的垂直调整拉杆，垂直调整拉杆与水平滑块上部螺纹联接，垂直调整拉杆的下部与水平滑块滑动配合；水平滑块的一端装有水平调整机构中的水平调整拉杆，水平滑块的一端置于右基板的长孔内。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是图1的俯视图。
图3是摆臂驱动机构图。
图4是水平和垂直调整机构图。
图5是测量机构的结构示意图。
图6是滑台的结构示意图。
图7是图1的右视图。
图8是卡紧装置的结构示意图。
图9是图8的侧视图。
图10是图1的左视图。
图11是图1中的P向视图。
图12是行走装置的主视图。
图13是轴线定位器的主视图。
图14是图13的俯视图。
图15是图113的左视图。
图16是图13中的F部放大图。
图17是轴线定位器置于心轨上的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例详述本发明：
一种数控道岔打磨机，参见附图1至附图17；图中：机架1、摆臂驱动电机 2、左基板3、卡紧机构4、行走轮5、左摆臂6、感应元件601、应力杆7、圆柱齿面导轨8、测量机构9、防护管901、砂轮10、右摆臂11、水平调整机构12、垂直调整机构13、右基板14、滑台15、砂轮步进电机16、滑台步进电机17、砂轮驱动电机18；圆柱光面导轨19、第一弹簧20、关节轴承21、空心轴22、尼龙轴23、中介齿轮24、主动齿轮25、接近开关26、扭簧27、从动齿轮28、锁紧螺母29、压力弹簧30、滑动轴31、关节轴承32、水平滑块33、垂直调整拉杆34、水平调整拉杆35；感应轮36、下端盖37、左弧形块38、上端盖39、离合装置40、传动轴41、上弹簧42、数据线出口43、位移传感器44、右弧形板块45、壳体46、导柱47、外套48；直线轴承49、激光标线器50、尼龙轴承51、齿轮52、接近开关53；方孔导轨54、传动螺杆55、六方外套56、销钉57、滑动轴承58、卡簧59、卡爪60、方轴61；挡杆62、支架63、回转轴64；轴线定位器65、细沟槽66、盲孔67、强磁铁68、翼轨69；主动带轮70（附图1中）、皮带71（附图1中）、从动带轮72（附图1中）、安装轴73（附图1中）、下弹簧74（附图5）、心轨75。
本实施例中， 机架1的两侧分别装有左基板3和右基板14，左基板3上装有摆臂驱动机构；摆臂驱动机构与左摆臂6连接，右基板14上装有垂直调整机构和水平调整机构，水平调整机构与右摆臂11连接；左基板3和右基板14的下端分别装有左、右卡紧机构4，左、右卡紧机构4通过应力杆7连接，应力杆7上装有行走装置；机架1、左基板3、右基板14和应力杆7构成一个笼型结构。
左、右摆臂3、14的上端通过呈平行状态设置的圆柱光面导轨19和圆柱齿面导轨8连接，圆柱光面导轨19和圆柱齿面导轨8上装有滑台15。
滑台15上装有滑台驱动机构、砂轮驱动机构、测量机构。
轴线定位器65的内侧轮廓与道岔心轨75的轨腰轮廓一致；轴线定位器65的顶部为水平结构，轴线定位器65的顶部设置有细沟槽66，细沟槽66的对称中心与断面中心线相重合，轴线定位器65的外侧轮廓上设置有盲孔67，盲孔67内装有强磁铁68。使用时，在强磁铁68的作用下，轴线定位器65内侧与心轨75的轨腰密贴，此时顶部细沟槽66与心轨75轨向断面中心处于同一平面，等同心轨75的顶面中心线，用于定位。
滑台驱动机构中的滑台步进电机17置于滑台15的上方，滑台步进电机17的输出轴上装有齿轮52，齿轮52与圆柱齿面导轨8相啮合。
砂轮驱动机构中的砂轮驱动电机18下方连接主动带轮71，主动带轮71与从动带轮72连接，从动带轮72所在安装轴73的下端连接砂轮10，安装轴73的上端连接砂轮进给机构。
测量机构9中的壳体46置于滑台15下表面的防护管901内，壳体46的上、下两端分别连接有上端盖39和下端盖37，壳体46内设置有左弧形块38和右弧形块45，左弧形块38和右弧形块45两者之间装有位移传感器44，壳体46上连接数据线出口43。
位移传感器44的上方和下方分别装有上弹簧42和下弹簧74，下弹簧74的下端置于导柱47的中心孔内，导柱47的下端通过外套48连接感应轮36。
上弹簧42的上端置于上端盖39的下方，上端盖39上方连接离合装置，离合装置中的传动轴41与位移传感器44的上端连接。当感应轮36在被测面上起伏时，位移传感器44便产生相应的信号，通过壳体46上的数据线出口43传导至数控模块，为定位、磨削提供依据。
左摆臂6与滑台15之间装有第一弹簧20。第一弹簧20为扭矩弹簧，当左摆臂6绕支点倾斜时，摆臂驱动电机2的负荷加大，此时第一弹簧20会产生反方向的扭矩，部分抵消摆臂驱动电机2的负荷。左摆臂6和右摆臂11分别通过螺栓与圆柱光面导轨19和圆柱齿面导轨8的两端连接。
左、右卡紧机构的结构相同，左卡紧机构对称设置为两个，右卡紧机构也同样呈对称状态设置为两个。卡机机构用于在将本机卡在被打磨道岔翼轨69的两侧面上。
左卡紧机构中的方孔导轨54焊接于左基板3的下方，方孔导轨54中内设置有方轴61，方轴61的孔内设置有传动螺杆55，传动螺杆55的一端与置于方孔导轨54外的六方外套56连接，方孔外套56的下方连接卡爪60；卡爪60的底端呈弧面结构；弧面结构与基本轨69的外侧腰部轮廓相适应。当外力作用于六方外套56时，传动螺杆55驱动方轴61带动卡爪60移动，实现卡紧或松开。
应力杆7呈平行状态设置为两条，两条应力杆7之装通过回转轴64装有支架63，支架63上装有行走装置中的行走轮5。
行走轮5设置为四个，当磨削作业时，将行走轮5向上翻，在挡杆62的作用下，行走轮5被限位，当整机需要在钢轨或地面上行走时，将行走轮5下翻。
回转轴64的一侧设置有挡杆62，挡杆62的两端分别与两条应力杆7连接。
滑台15与圆柱光面导轨19通过直线轴承49连接，滑台15与圆柱齿面导轨8通过尼龙轴承51连接；滑台15上装有激光标线器50。滑台15的两端和砂轮进给电机16的一侧面分别置有接近开关53；共计三个。
激光标线器50置于滑台15的下表面上。
摆臂驱动机构中的摆臂驱动电机2置于左基板3上，摆臂驱动电机2的输出轴上装有主动齿轮25，主动齿轮25通过中介齿轮24与从动齿轮28相啮合，从动齿轮28的阶梯孔内通过关节轴承21装有空心轴22；从动齿轮28的外圆与左摆臂6过盈配装并栓接。
空心轴22内设置有尼龙轴23，从动齿轮28轴上套装有扭簧27，扭簧27的一端卡在左摆臂6的孔内；空心轴22置于左基板3上，左基板3上设置有接近开关26，接近开关26与左摆臂6上的感应元件601相对应。当接近开关26与感应元件601接近至最小距离时，触发指令信号。
右摆臂11的下端通过关节轴承32装有滑动轴31，滑动轴31一端装有锁紧螺母29，滑动轴31的外部套装有压力弹簧30，滑动轴31的另一端装有垂直调整机构中的垂直调整拉杆34，垂直调整拉杆34与水平滑块33上部螺纹联接，垂直调整拉杆34的下部与水平滑块33滑动配合。水平滑块33的一端装有水平调整机构中的水平调整拉杆35，水平滑块33的一端置于右基板14的长孔内，可在水平调整螺拉杆35的作用下，沿长孔移动。
本机的工作方式是：
将本机置于待打磨的道岔上，用卡紧机构4卡在两条翼轨69的外侧，操作水平调整拉杆34，使激光标线器50发生的红线，对准轴线定位器65的细沟槽66的对称中心，也就是道岔心轨75的断面中心线。沿圆柱光面导轨19和圆柱齿面导轨8移动滑台15，根据测量机构9显示的数据，操作垂直调整机构13中的垂直调整拉杆34。
将滑台15调整至与道岔心轨75顶面平行的状态。顺序开启砂轮驱动电机18和滑台步进电机17，然后根据测量机构9显示的磨削余量，选择合适的模式使砂轮10进给，完成道岔心轨75顶面的磨削。轨顶磨削完成后，选定对应的圆弧生成模式，同时启动摆臂步进电机2和砂轮步进电机16，两者在数控模块的支持下组合运动，磨削出心轨75顶面与侧面之间的过度圆弧面；侧面的磨削与顶面磨削的方式类同。

Claims (10)

1.一种数控道岔打磨机，包括机架，左基板，右基板，应力杆，摆臂驱动机构，滑台驱动机构，砂轮驱动机构，垂直调整机构，水平调整机构，卡紧机构，测量机构，轴线定位器；其特征在于：机架的两侧分别装有左基板和右基板，左基板上装有摆臂驱动机构；摆臂驱动机构与左摆臂连接，右基板上装有垂直调整机构和水平调整机构，水平调整机构与右摆臂连接；左基板和右基板的下端分别装有左、右卡紧机构，左、右基板之间的应力杆上装有行走机构；左、右摆臂的上端通过呈平行状态设置的圆柱光面导轨和圆柱齿面导轨连接，圆柱光面导轨和圆柱齿面导轨上装有滑台；滑台上装有滑台驱动机构、砂轮驱动机构、测量机构；轴线定位器的内侧轮廓与道岔心轨的轨腰一致；轴线定位器的顶部设置有细沟槽，细沟槽的位置与心轨断面中心线相重合。
2.根据权利要求1所述的数控道岔打磨机，其特征在于：滑台驱动机构中的滑台步进电机置于滑台上方，步进电机的输出轴上装有齿轮，齿轮与圆柱齿面导轨相啮合。
3.根据权利要求1所述的数控道岔打磨机，其特征在于：砂轮驱动机构中的驱动电机下方连接主动带轮，主动带轮与从动带轮连接，从动带轮所在安装轴的下端连接砂轮，安装轴的上端连接砂轮进给机构。
4.根据权利要求1所述的数控道岔打磨机，其特征在于：测量机构中的壳体置于滑台下表面的防护管内，壳体的上、下两端分别连接有上端盖和下端盖，壳体内设置有左弧形块和右弧形块，左弧形块和右弧形块两者之间装有位移传感器，位移传感器的上方和下方分别装有上弹簧和下弹簧，下弹簧的下端置于导柱的中心孔内，导柱的下端通过外套连接感应轮；上弹簧的上端置于上端盖下方，上端盖上方连接离合装置，离合装置中的传动轴与位移传感器的上端连接。
5.根据权利要求1所述的数控道岔打磨机，其特征在于：左摆臂与左基板之间装有第一弹簧。
6.根据权利要求1所述的数控道岔打磨机，其特征在于：左卡紧机构中的方孔导轨焊接于左基板的下方，方孔导轨中内设置有方轴，方轴内设置有传动螺杆，传动螺杆的一端与置于方孔导轨外的六方外套连接，方孔外套的下方连接卡爪；卡爪的底端呈弧面结构；弧面结构与翼轨的外侧腰部轮廓相适应。
7.根据权利要求1所述的数控道岔打磨机，其特征在于：应力杆呈平行状态设置为两条，两条应力杆之装通过回转轴装有支架，支架上装有行走装置中的行走轮；回转轴的一侧设置有挡杆，挡杆的两端分别与两条应力杆连接。
8.根据权利要求1所述的数控道岔打磨机，其特征在于：滑台与圆柱光面导轨通过直线轴承连接，滑台与圆柱齿面导轨通过尼龙轴承连接；滑台上装有激光标线器。
9.根据权利要求1所述的数控道岔打磨机，其特征在于：摆臂驱动机构中的摆臂驱动电机置于左基板上，摆臂驱动电机的输出轴上装有主动齿轮，主动齿轮通过中介齿轮与从动齿轮相啮合，从动齿轮的阶梯孔内通过关节轴承装有空心轴；空心轴内设置有尼龙轴，从动齿轮轴上套装有扭簧，扭簧的一端卡在左摆臂上，另一端卡在左基板上；空心轴与从动齿轮轴两者位于同一轴线上，左基板上设置有接近开关，接近开关与左摆臂上的感应元件相对应。
10.根据权利要求1所述的数控道岔打磨机，其特征在于：右摆臂下端通过关节轴承装有滑动轴，滑动轴一端装有锁紧螺母，滑动轴的外部套装有压力弹簧，滑动轴的另一端装有垂直调整机构中的垂直调整拉杆，垂直调整拉杆与水平滑块上部螺纹联接，垂直调整拉杆的下部与水平滑块滑动配合；水平滑块的一端装有水平调整机构中的水平调整拉杆，水平滑块的一端置于右基板的长孔内。
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