CN104153262A - 一种便携式精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便携式精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损的设备，该设备包括对地铁弯道钢轨波浪形磨损进行探测的激光测距传感器(9)和进行修复的磨削组件(7)，还包括驱动磨削组件(7)分别在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向运动的驱动组件和控制组件，以及安装所述设备的各组成部件的可拆卸式机架。与现有技术相比，本发明装置可现场安装，由人力推行前进，针对指定位置主动精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损，在钢轨弯道曲率半径小时，精确地考虑径向错位补偿，并且能够简单地、可重复地进行再成型。磨削组件可以沿轨道方向及轨道径向移动，并且可以精确地升降移动，研磨轮与轨道夹角可以调整，具有使用方便、效率高、成本低、精度高等优点。

Description

一种便携式精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损的设备

技术领域

本发明涉及钢轨研磨技术领域，特别是涉及一种曲率半径较小的地铁钢轨弯道波浪形磨损修复技术。

背景技术

钢轨是所有铁路走行设备的载体，钢轨质量的好坏直接影响走行设备的运行品质及运行安全。由于列车的动力作用、自然环境和钢轨本身质量等原因，钢轨表面易产生磨损、不平顺、波浪、飞边、锈蚀等缺陷。这些缺陷，缩短了钢轨自身寿命，增加了养护工作量与养护成本，影响着车辆运行品质和旅客舒适度，甚至关系到列车运行安全。国内城市轨道交通采用钢轨打磨车，实施PLC(可编程控制器)或计算机控制，对线路钢轨头部滚动表面打磨，用以消除钢轨表面缺陷，将轨头轮廓恢复到原始设计要求。目前，打磨车磨头较多，作业中途需要更换磨石，加注润滑油，施工后还需加注柴油，操作繁琐复杂；打磨时会产生大量火星，车上需配备消防系统及规定容量的水箱，轴重较大，搬运困难；价格昂贵、运行成本高；打磨前准备工作繁重，打磨作业时间长，遍数多，设备保养任务重，作业条件也要求严苛；针对钢轨弯道修复快速打磨技术，并无较好的解决方案，无法针对指定钢轨的研磨以及发现异常及时解决，做到防患于未燃；在进行曲率半径较小的弯道打磨时，不能精确考虑径向错位补偿。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种拆装操作简便，可弯道打磨修复，可径向错位补偿，工作效率高，研磨精度高，安装运输方便的便携式精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损的设备。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种便携式精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损的设备，其特征在于，该设备包括对地铁弯道钢轨波浪形磨损进行探测的激光测距传感器和进行修复的磨削组件，还包括驱动磨削组件分别在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向运动的驱动组件，以及用于安装各组成部件的可拆卸式机架；将所述设备夹设在地铁弯道钢轨上，通过激光测距传感器探测其磨损程度，当磨损超过设定值时，驱动组件驱动磨削组件贴紧地铁弯道钢轨，并沿地铁弯道钢轨来回运动修复磨损。

所述的驱动组件包括X轴向驱动组件，Y轴向驱动组件和Z轴向驱动组件，其中：

X轴向驱动组件包括X轴方向丝杆及电机，X轴方向滑轨，X轴方向滑块，所述的X轴方向滑轨安装在机架上，所述的X轴方向滑块设置在X轴方向滑轨上，所述的X轴方向丝杆及电机驱动X轴方向滑块沿X轴方向滑轨在X轴方向上前后运动；

Y轴向驱动组件包括Y轴定位装置承载板、Y轴随行定位装置，所述的Y轴随行定位装置安装在Y轴定位装置承载板上，所述的Y轴随行定位装置沿地铁弯道钢轨运动；

Z轴向驱动组件包括丝杆电机、电机支撑座、T型连接板，所述的丝杆电机和T型连接板分别安装在电机支撑座上下两侧，所述的电机支撑座安装在X轴方向滑块上，所述的Y轴定位装置承载板安装在T型连接板上，所述的Y轴定位装置承载板连接一磨削组件承载板，所述的磨削组件安装在磨削组件承载板上；所述的丝杆电机驱动T型连接板带动磨削组件在Z轴方向上上下运动；所述的Y轴随行定位装置带动磨削组件沿地铁弯道钢轨随行运动。

所述的激光测距传感器安装在Y轴定位装置承载板上，并位于Y轴随行定位装置正前方。

所述的X轴方向丝杆及电机通过一个小滑块连接X轴方向滑块。

所述的T型连接板上设置有与丝杆电机的丝杆连接的小滑块，以及与Y轴定位装置承载板连接的Y轴方向滑轨。

所述的Y轴定位装置承载板上设有滑槽，与设置在T型连接板上的Y轴方向滑轨滑动连接。

所述的Y轴随行定位装置包括两个紧贴轨道侧面的圆柱体。

所述的磨削组件包括磨削电机及磨削砂轮，安装在磨削组件承载板上，所述的磨削组件承载板与Y轴定位装置承载板连接，其上设有U型槽。

所述的机架包括纵向车架和横向车架，所述的纵向车架两端底部各设有一个与地铁弯道钢轨相接处的整车行走及夹紧装置，所述的驱动组件均设置在纵向车架上，所述的横向车架一端垂直固定在纵向车架上，另一端底部也设有一整车行走及夹紧装置，与纵向车架底部设置的两个整车行走及夹紧装置形成三角状架设在地铁弯道钢轨上。

还包括控制柜，该控制柜与驱动组件连接，并安装在横向车架上。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)能对弯道钢轨波浪形磨损进行精确修复打磨，该发明设备的走行随行装置、多自由度磨具以及径向错位补偿装置可实现对弯道钢轨磨损的精确打磨修复；

(2)弯道曲率半径小时，精确考虑径向错位补偿：由于设置在磨削组件承载板上的U型槽及Y轴定位装置承载板上的滑槽，可手动调整磨削组件与轨道的夹角及在Y轴方向的位置，在进行较小曲率半径的弯道打磨时能精确考虑径向错位补偿；

(3)结构简单紧凑，安装运输方便：该设备是一种小型可分解轨道精确打磨车，能够分为3个拆分段，每段不超过80公斤，可由人力从地铁进站口运送，现场组装，由人力推行前进；

(4)能够针对指定位置打磨，发现异常及时解决：由于本设备相对于现有设备的便携性，对于指定位置的钢轨波浪形磨损，特别是钢轨波浪形磨损在较长的钢轨上离散分布时，若采用钢轨打磨车必然费时费力，同时也增加了不必要的运行成本；

(5)操作简便，工作效率高：本设备采用控制装置实现磨削过程控制，只需要按照规定的流程操作即可，本设备的磨削效率可以达到15米/小时；

(6)运行成本低，研磨精度高：由于本设备重量轻，在轨道上行走时可采用人力推行的方式，运行成本主要为磨削组件进刀及走刀时电机消耗的电能，相对于现有设备已大大减少了运行成本，此外本设备的研磨精度可以达到0.02mm。

附图说明

图1为：本发明正视图；

图2为：本发明俯视图；

图中：1为纵向车架，2为丝杆电机，3为电机支撑座，4为T型连接板，5为Y轴定位装置承载板，6为磨削组件承载板，7为磨削组件，8为Y轴定随行位装置，9为激光测距传感器，10为整车走行及夹紧装置，11为X轴方向滑轨，12为X轴方向滑块，13为纵向车架，14为控制柜，15为X轴方向丝杆及电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1～2所示，一种便携式精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损的设备，该设备包括对地铁弯道钢轨波浪形磨损进行探测的激光测距传感器9和进行修复的磨削组件7，还包括驱动磨削组件7分别在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向运动的驱动组件和控制组件，以及安装所述设备的各组成部件的可拆卸式机架；

所述的驱动组件包括X轴向驱动组件，Y轴向驱动组件和Z轴向驱动组件，其中：

X轴向驱动组件包括X轴方向丝杆及电机15，X轴方向滑轨11，X轴方向滑块12，所述的X轴方向滑轨11安装在机架上，所述的X轴方向滑块12设置在X轴方向滑轨11上，所述的X轴方向丝杆及电机15通过一个小滑块连接X轴方向滑块12，所述的X轴方向丝杆及电机15驱动X轴方向滑块12沿X轴方向滑轨11在X轴方向上前后运动；

Y轴向驱动组件包括Y轴定位装置承载板5、Y轴随行定位装置8，所述的Y轴随行定位装置8安装在Y轴定位装置承载板5上，所述的Y轴随行定位装置8沿地铁弯道钢轨运动；所述的激光测距传感器9安装在Y轴定位装置承载板5上，并位于Y轴随行定位装置8正前方；Y轴随行定位装置8包括两个紧贴轨道侧面的圆柱体。

Z轴向驱动组件包括丝杆电机2、电机支撑座3、T型连接板4，所述的丝杆电机2和T型连接板4分别安装在电机支撑座3上下两侧，所述的电机支撑座3安装在X轴方向滑块12上，所述的Y轴定位装置承载板5安装在T型连接板4上，T型连接板4上设置有与丝杆电机2的丝杆连接的小滑块，以及与Y轴定位装置承载板5连接的Y轴方向滑轨。所述的Y轴定位装置承载板5上设有滑槽，与设置在T型连接板4上的Y轴方向滑轨滑动连接；所述的Y轴定位装置承载板5连接一磨削组件承载板6，所述的磨削组件7安装在磨削组件承载板6上；所述的丝杆电机2驱动T型连接板4带动磨削组件7在Z轴方向上上下运动；所述的Y轴随行定位装置8带动磨削组件7沿地铁弯道钢轨随行运动。

所述的磨削组件7包括磨削电机及磨削砂轮，安装在磨削组件承载板6上，所述的磨削组件承载板6与Y轴定位装置承载板5连接，其上设有U型槽。

所述的机架包括纵向车架1和横向车架13，所述的纵向车架两端底部各设有一个与地铁弯道钢轨相接处的整车行走及夹紧装置10，所述的驱动组件均设置在纵向车架1上，所述的横向车架13一端垂直固定在纵向车架1上，另一端底部也设有一整车行走及夹紧装置，与纵向车架底部设置的两个整车行走及夹紧装置10形成三角状架设在地铁弯道钢轨上。所述的控制组件为控制柜14，安装在横向车架13上。

使用时，将所述便携式精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损的设备在轨道上推进1.0米，三个整车行走及夹紧装置10将整个设备固定在钢轨上，X轴方向丝杆及电机15带动X轴方向滑块12及安装在其上的Z轴丝杆电机2、磨削组件7、Y轴随行定位装置8、激光测距传感器9等部件沿X轴方向滑轨11滑动，激光测距传感器9检测1.1米范围内轨道高度的变化并将数据记录到电脑中，由软件分析所测1.1米范围内高度变化，确定研磨总量及研磨起点、终点高度。在进行曲率半径较小的弯道打磨时，设置在磨削组件承载板6上的U型槽可以手动调整研磨角度，设置在Y轴定位装置支撑板5上的滑槽可手动调整磨削组件Y方向位置，直至径向错位得到调整，调整完成后开始研磨，磨削开始时与砂轮连接的电机开启，此时砂轮旋转，Z轴丝杆电机2控制进刀，X轴丝杆电机及电机15控制走刀。研磨完成后再次由激光测距传感器9检测轨道顶面高度，合格后收起液压装置轨道车再次前行1.0米。

Claims (10)

1.一种便携式精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损的设备，其特征在于，该设备包括对地铁弯道钢轨波浪形磨损进行探测的激光测距传感器(9)和进行修复的磨削组件(7)，还包括驱动磨削组件(7)分别在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向运动的驱动组件，以及用于安装各组成部件的可拆卸式机架；将所述设备夹设在地铁弯道钢轨上，通过激光测距传感器(9)探测其磨损程度，当磨损超过设定值时，驱动组件驱动磨削组件(7)贴紧地铁弯道钢轨，并沿地铁弯道钢轨来回运动修复磨损。

2.根据权利要求1所述的一种便携式精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损的设备，其特征在于，所述的驱动组件包括X轴向驱动组件，Y轴向驱动组件和Z轴向驱动组件，其中：

X轴向驱动组件包括X轴方向丝杆及电机(15)，X轴方向滑轨(11)，X轴方向滑块(12)，所述的X轴方向滑轨(11)安装在机架上，所述的X轴方向滑块(12)设置在X轴方向滑轨(11)上，所述的X轴方向丝杆及电机(15)驱动X轴方向滑块(12)沿X轴方向滑轨(11)在X轴方向上前后运动；

Y轴向驱动组件包括Y轴定位装置承载板(5)、Y轴随行定位装置(8)，所述的Y轴随行定位装置(8)安装在Y轴定位装置承载板(5)上，所述的Y轴随行定位装置(8)沿地铁弯道钢轨运动；

Z轴向驱动组件包括丝杆电机(2)、电机支撑座(3)、T型连接板(4)，所述的丝杆电机(2)和T型连接板(4)分别安装在电机支撑座(3)上下两侧，所述的电机支撑座(3)安装在X轴方向滑块(12)上，所述的Y轴定位装置承载板(5)安装在T型连接板(4)上，所述的Y轴定位装置承载板(5)连接一磨削组件承载板(6)，所述的磨削组件(7)安装在磨削组件承载板(6)上；所述的丝杆电机(2)驱动T型连接板(4)带动磨削组件(7)在Z轴方向上上下运动；所述的Y轴随行定位装置(8)带动磨削组件(7)沿地铁弯道钢轨随行运动。

3.根据权利要求2所述的一种便携式精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损的设备，其特征在于，所述的激光测距传感器(9)安装在Y轴定位装置承载板(5)上，并位于Y轴随行定位装置(8)正前方。

4.根据权利要求2所述的一种便携式精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损的设备，其特征在于，所述的X轴方向丝杆及电机(15)通过一个小滑块连接X轴方向滑块(12)。

5.根据权利要求2所述的一种便携式精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损的设备，其特征在于，所述的T型连接板(4)上设置有与丝杆电机(2)的丝杆连接的小滑块，以及与Y轴定位装置承载板(5)连接的Y轴方向滑轨。

6.根据权利要求5所述的一种便携式精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损的设备，其特征在于，所述的Y轴定位装置承载板(5)上设有滑槽，与设置在T型连接板(4)上的Y轴方向滑轨滑动连接。

7.根据权利要求2所述的一种便携式精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损的设备，其特征在于，所述的Y轴随行定位装置(8)包括两个紧贴轨道侧面的圆柱体。

8.根据权利要求2所述的一种便携式精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损的设备，其特征在于，所述的磨削组件(7)包括磨削电机及磨削砂轮，安装在磨削组件承载板(6)上，所述的磨削组件承载板(6)与Y轴定位装置承载板(5)连接，其上设有U型槽。

9.根据权利要求1所述的一种便携式精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损的设备，其特征在于，所述的机架包括纵向车架(1)和横向车架(13)，所述的纵向车架两端底部各设有一个与地铁弯道钢轨相接处的整车行走及夹紧装置(10)，所述的驱动组件均设置在纵向车架(1)上，所述的横向车架(13)一端垂直固定在纵向车架(1)上，另一端底部也设有一整车行走及夹紧装置，与纵向车架底部设置的两个整车行走及夹紧装置(10)形成三角状架设在地铁弯道钢轨上。

10.根据权利要求9所述的一种便携式精确修复地铁弯道钢轨波浪形磨损的设备，其特征在于，还包括控制柜(14)，该控制柜(14)与驱动组件连接，并安装在横向车架(13)上。