CN104260736A - 用于高原铁路钢轨的多功能检测探伤车 - Google Patents

Abstract

提供一种用于高原铁路钢轨的多功能检测探伤车，包括牵引车和检测车，牵引车后端与检测车一端连接带动检测车行走，检测车的前转向架上装有钢轨探伤装置，后转向架上装有钢轨轮廓检测装置，检测车后端车架下方装有轨道状态巡检装置，车组装配了ITCS、海事卫星电话等先进列车控制、通信设备并成功的引入航空制氧机技术。本发明结构简易合理实用，功能全面，能够满足铁路轨道超声波检测、钢轨轮廓、钢轨磨耗、轨底坡、钢轨表面及侧面、扣件缺失等检测要求，整车具有良好的运行平稳性，能够满足高原环境、超声波探伤检测平直道最高持续作业时速80km/h的要求。

Description

用于高原铁路钢轨的多功能检测探伤车

技术领域

本发明属高原铁路钢轨养护设备技术领域，具体涉及一种用于高原铁路钢轨的多功能检测探伤车，尤其适用于海拔5100m以下，平直道最高持续作业时速80km/h的钢轨探伤检测。

背景技术

随着青藏铁路的开通运营，其线路及设施的检测和维修工作都迫在眉睫，钢轨内部各种伤损的检测、线路表面状态的巡视检测、钢轨轮廓的精确测量等检测精度也在不断提高。青藏铁路格拉线处于青藏高原腹地，具有海拔高、气压低、缺氧、高寒、温差大、风沙大等恶劣的气候条件，其海拔之高、坡道之长都是世界铁路史无前例的，因此要求多功能检测探伤车要具有足够的动力和制动力，以保证探伤及其他检测系统能够正常工作。为了做好青藏公司探伤车研制工作，原铁道部有关部门对方案进行了评审，要求在解决动力能力问题的同时，充分考虑青藏铁路特殊的气候、线路条件，研制中高可靠性放在首位，在确保可靠性的前提下兼顾先进性，现有高原探伤车在速度上和结构上均不能满足要求，特别是动力单元与检测设备同置于一台车上，噪音和震动对检测设备影响很大，导致检测结果不够准确，且探伤车作业时，司乘人员长期在车上食宿，车上没有完善的应用的生活设施，因此用于青藏高原作业的探伤检测车的研发势在必行。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种用于高原铁路钢轨的多功能检测探伤车，解决高原环境作业的车辆动力系统选型匹配问题，采用美国康明斯QSX15系列柴油机，双机动力装机功率806kW、最大起动牵引力114kN；探轮承载机构采用转向架安装模式，弥补了小车安装形式过道岔护轨滑块偏磨问题，将探轮承载机构和钢轨轮廓检测装置分别安装在前后转向架上，能够满足平直道最高持续作业时速80km/h的探伤检测的要求，同时为确保高原环境司乘人员作业需求，加装制氧设备及防寒、防紫外线装置。

本发明采用的技术方案：用于高原铁路钢轨的多功能检测探伤车，具有牵引车Ⅰ和检测车Ⅱ，所述牵引车Ⅰ和检测车Ⅱ通过折棚风挡Ⅲ和车钩Ⅳ连接，所述牵引车Ⅰ上布置有司机室、维修间、机器间、厨房间和卫生间，所述检测车Ⅱ车上布置有耦合介质室、卧铺区、探轮恒温控制室和检测工作区，所述机器间内设有两套QSX15系列柴油机，装机功率806kW，功率能随海拔高度自动修正，满足海拔高度≤5100m检测所需的动力需求，所述两套动力装置分体式安装且分别驱动前后两个转向架，机器间内和车架下部均安装有双发电机组功率为118kW，满足高海拔整车用电66kW需求的发电机组Ⅰ和发电机组Ⅰ；所述耦合介质室内设置有美国GE公司生产ITCS加强型列车控制设备，所述探轮恒温控制室内安装有铁路轨道车专用LD1301-75空气制氧装置，所述检测工作区内设有卧铺柜、PLC控制柜、钢轨探伤装置控制柜、钢轨探伤装置操作台、钢轨轮廓检测及轨道状态巡检控制柜及其操作台；所述检测车Ⅱ的前转向架上装有钢轨探伤装置且钢轨探伤装置与PLC控制柜和钢轨探伤装置控制柜通过电缆、气动管路连接，检测车Ⅱ的后转向架上装有钢结构低温性能好、激光摄像式非接触测量技术的钢轨轮廓检测装置，检测车Ⅱ前端下部装有钢结构低温性能好、多维图像采集的轨道状态巡检装置；所述牵引车Ⅰ和检测车Ⅱ上安装有青藏客车车窗的玻璃组合，上玻璃为钢化中空玻璃、下玻璃采用电加热式的车窗；所述牵引车Ⅰ和检测车Ⅱ上的电缆采用阻燃、无卤、使用温度范围宽的铰链聚烯烃机车电缆。

其中，所述动力装置由美国康明斯QSX15系列柴油机、液力变扭器和液力变速箱构成，所述液力变扭器与液力变速箱通过传动轴连接；所述液力变速箱输出端与传动轴一端连接，所述传动轴另一端与车轴齿轮箱I一端连接，所述车轴齿轮箱I通过传动轴与车轴齿轮箱II相连接，所述车轴齿轮箱I和车轴齿轮箱II驱动轮对转动；其中，所述QSX15柴油机通过微机控制使其功率随海拔高度自动修正以充分利用不同海拔下的发动机功率。

进一步地，所述钢轨探伤装置安装在检测车Ⅱ的前转向架的轮对之间且对钢轨探伤装置防寒防紫外线处理。

进一步地，所述美国康明斯QSX15系列柴油机低温启动采用发动机水套预热与油底壳预热相结合，为柴油机启动供电的N200Ah型铅酸蓄电池采取防寒措施。

进一步地，所述探轮恒温控制室内设有的制氧机，先经油水分离器和空气干燥器净化的压力空气，经制氧机旁上方的空气加热器进一步净化及加热，经制氧机的膜式分离和压力调整且系统稳定后，输出富氧空气供司乘人员使用。

进一步地，所述车窗的玻璃由上窗玻璃和下窗玻璃构成，所述上窗玻璃采用带有自平衡装置的钢化中空玻璃，无电加热，所述下窗玻璃采用电加热式玻璃，其中，上窗玻璃和下窗玻璃均防紫外线。

本发明与现有技术相比的优点：

1、动力系统采用QSX15系列柴油机，改变以往的动力布局，将双动力单元布置在机器间内，降低司机室噪音，高原专用发动机通过微机控制使发动机功率随海拔高度自动修正，以充分利用不同海拔下的发动机功率；

2、将探轮承载机构安装在检测车一个转向架轮对之间，且探轮承载机构钢结构低温性能好，水、气管路采用高原防紫外线PVC管材，并采取伴热带、防寒材料包扎；

3、在检测车上增加了适应高原环境作业的钢轨轮廓检测装置、轨道状态巡检装置，能够更加全面的对钢轨进行检测，提高了检测车的功能；

4、发动机通过微机控制使发动机功率随海拔高度自动修正，以充分利用不同海拔下的发动机功率，发动机低温启动采用发动机水套预热与油底壳预热相结合，蓄电池采取防寒措施；

5、探轮恒温控制室内加装制氧机，制氧机工作时经油水分离器和空气干燥器净化的压力空气,经制氧机旁上方的空气加热器进一步净化及加热，经制氧机的膜式分离和压力调整,系统稳定10分钟后，输出富氧空气；

6、车组上布置有卧铺区、检测区，共布置有卧铺10套，能解决10位司乘人员休息问题，为工作人员提供了良好的工作和生活环境；

7、结构简易合理实用，功能全面，能够满足高原环境铁路轨道多种检测要求。

附图说明

图1为本发明结构主视图；

图2为本发明结构俯视图；

图3为本发明的动力传动结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-3描述本发明的实施例。

用于高原铁路钢轨的多功能检测探伤车，具有牵引车Ⅰ和检测车Ⅱ，所述牵引车Ⅰ和检测车Ⅱ通过折棚风挡Ⅲ和车钩Ⅳ连接，所述牵引车Ⅰ上布置有司机室1、维修间2、机器间3、厨房间4和卫生间5，所述检测车Ⅱ车上布置有耦合介质室10、卧铺区11、探轮恒温控制室13和检测工作区14，所述机器间3内设有两套装机功率共806kW的发动机，满足海拔高度≤5100m检测所需的动力装置6，所述两套动力装置6分体式安装且分别驱动前后两个转向架7，转向架7等主要部件采用低温性能好的材料，减振垫采用低温性能好、抗辐射的橡胶减震垫；具体说，所述动力装置6由QSX15柴油机31、液力变扭器32和液力变速箱33构成，所述液力变扭器32与液力变速箱33通过传动轴34连接；所述液力变速箱33输出端与传动轴35一端连接，所述传动轴35另一端与车轴齿轮箱I36一端连接，所述车轴齿轮箱I36通过传动轴与车轴齿轮箱II37相连接，所述车轴齿轮箱I36和车轴齿轮箱II37驱动轮对12转动；其中，所述QSX15柴油机31通过微机控制使其功率随海拔高度自动修正以充分利用不同海拔下的发动机功率。QSX15柴油机31低温启动采用发动机水套预热与油底壳预热相结合，N200Ah型铅酸蓄电池采取防寒措施；

机器间3内和车架下部均安装有总功率为118kW的发电机组Ⅰ8和发电机组Ⅰ9；所述耦合介质室10内设置有美国GE公司生产的ITCS加强型列车控制设备15，提高了行车安全度和行车密度，设备可靠性高，技术先进，满足高原环境使用需求；所述探轮恒温控制室13内安装有铁路轨道车专用LD1301-75制氧机16，油水分离器和空气干燥器净化的压力空气，经制氧机16旁上方的空气加热器进一步净化及加热，经膜式分离和压力调整且系统稳定后输出富氧空气供司乘人员使用，探轮恒温控制室13内加装的制氧机引入航空制氧机技术，高原缺氧的环境下，可为15人提供氧气纯度40％的氧气，避免乘车人员及司机的因缺氧而出现高原反应；所述检测工作区14内设有卧铺柜17、PLC控制柜18、钢轨探伤装置控制柜19、钢轨探伤装置操作台20、钢轨轮廓检测及轨道状态巡检控制柜21及其操作台22；所述检测车Ⅱ的前转向架23上装有钢轨探伤装置24且钢轨探伤装置24与PLC控制柜18和钢轨探伤装置控制柜19通过电缆连接。具体说，钢轨探伤装置24安装在检测车Ⅱ的前转向架23的轮对之间且对钢轨探伤装置24防寒防紫外线处理；设置在检测车Ⅱ的耦合介质室10后端的两个耦合水箱38为钢轨探伤装置24提供一定温度和压力的耦合水，设置在检测车Ⅱ的耦合介质室10前端的一个防冻液箱，为装有探伤装置的转向架轮对提供润滑液，以消除车辆过曲线时因轮轨作用产生的噪声对超声波探伤系统的影响；耦合介质室10后端的两个耦合水箱通过PLC控制柜18中的电磁阀来控制喷嘴的喷水量；钢轨探伤装置控制柜19内部安装有钢轨探伤装置24所需板卡及检测软件等；钢轨探伤装置操作台20左侧由主操作手通过键盘和鼠标操作实现探伤检测软件控制参数的修改以及观察钢轨伤损B型显示画面，右侧由副操作手通过键盘、鼠标、操作手柄、触摸屏、对讲机等设备，可以实现伤损数据回放、探轮升降和对中、耦合水控制以及电视机监视屏幕切换等功能。钢轨轮廓检测及轨道状态巡检控制柜21和操作台22，可完成钢轨轮廓检测及轨道状态等数据采集结果进行分析处理。

检测车Ⅱ的后转向架26上装有钢结构低温性能好的钢轨轮廓检测装置25且钢轨轮廓检测装置25与钢轨轮廓检测及轨道状态巡检控制柜21电缆连接，钢轨轮廓检测装置25用于线路表面状态的巡视检测、钢轨轮廓的精确测量；检测车Ⅱ前端下部装有钢结构低温性能好的轨道状态巡检装置27，用于对钢轨表面及侧面、扣件缺失等图像的动态采集；所述牵引车Ⅰ和检测车Ⅱ上安装有车窗28，具体说，所述车窗28采用青藏客车车窗的玻璃组合，车窗28的玻璃由上窗玻璃和下窗玻璃构成，即上玻璃采用带有自平衡装置的钢化中空玻璃，无电加热；下窗玻璃采用电加热式玻璃。所述牵引车Ⅰ和检测车Ⅱ上的电缆采用阻燃、无卤、使用温度范围宽的铰链聚烯烃机车电缆。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (6)

1.用于高原铁路钢轨的多功能检测探伤车，具有牵引车Ⅰ和检测车Ⅱ，所述牵引车Ⅰ和检测车Ⅱ通过折棚风挡Ⅲ和车钩Ⅳ连接，所述牵引车Ⅰ上布置有司机室(1)、维修间(2)、机器间(3)、厨房间(4)和卫生间(5)，所述检测车Ⅱ车上布置有耦合介质室(10)、卧铺区(11)、探轮恒温控制室(13)和检测工作区(14)，其特征在于：所述机器间(3)内设有两套配置满足海拔高度≤5100m检测所需的动力装置(6)，所述两套动力装置(6)分体式安装且分别驱动前后两个转向架(7)，机器间(3)内和车架下部均安装有满足高海拔整车供电需求的发电机组Ⅰ(8)和发电机组Ⅰ(9)；所述耦合介质室(10)内设置有ITCS加强型列车控制设备(15)，所述探轮恒温控制室(13)内安装有满足高原环境作业所需氧气供给的制氧机(16)，所述检测工作区(14)内设有卧铺柜(17)、PLC控制柜(18)、钢轨探伤装置控制柜(19)、钢轨探伤装置操作台(20)、钢轨轮廓检测及轨道状态巡检控制柜(21)及其操作台(22)；所述检测车Ⅱ的前转向架(23)上装有钢轨探伤装置(24)且钢轨探伤装置(24)与PLC控制柜(18)和钢轨探伤装置控制柜(19)通过电缆、气动管路传输信号，检测车Ⅱ的后转向架(26)上装有适应高原环境的钢轨轮廓检测装置(25)且钢轨轮廓检测装置(25)与钢轨轮廓检测及轨道状态巡检控制柜(21)通过电缆连接，检测车Ⅱ前端下部装有适应高原环境的轨道状态巡检装置(27)；所述牵引车Ⅰ和检测车Ⅱ上安装有采用夹胶电加热玻璃防紫外线的车窗(28)；所述牵引车Ⅰ和检测车Ⅱ上的电缆采用阻燃、无卤、使用温度范围宽的铰链聚烯烃机车电缆。

2.根据权利要求1所述的高原多功能检测钢轨探伤车，其特征在于：所述动力装置(6)由高原专用发动机(31)、液力变扭器(32)和液力变速箱(33)构成，所述液力变扭器(32)与液力变速箱(33)通过传动轴(34)连接；所述液力变速箱(33)输出端与传动轴(35)一端连接，所述传动轴(35)另一端与车轴齿轮箱I(36)一端连接，所述车轴齿轮箱I(36)通过传动轴与车轴齿轮箱II(37)相连接，所述车轴齿轮箱I(36)和车轴齿轮箱II(37)驱动轮对(12)转动；其中，所述高原专用发动机(31)通过微机控制使其功率随海拔高度自动修正以充分利用不同海拔下的发动机功率。

3.根据权利要求1所述的用于高原铁路钢轨的多功能检测探伤车，其特征在于：所述钢轨探伤装置(24)安装在检测车Ⅱ的前转向架(23)的轮对之间且对钢轨探伤装置(24)防寒防紫外线处理。

4.根据权利要求2所述的用于高原铁路钢轨的多功能检测探伤车，其特征在于：所述高原专用发动机(31)低温启动采用发动机水套预热与油底壳预热相结合，为柴油机启动供电的铅酸蓄电池采取防寒措施。

5.根据权利要求1所述的用于高原铁路钢轨的多功能检测探伤车，其特征在于：所述探轮恒温控制室(13)内设有的制氧机(16)先经油水分离器和空气干燥器净化的压力空气经制氧机(16)旁上方的空气加热器进一步净化及加热，经制氧机(16)的膜式分离和压力调整且系统稳定后输出富氧空气供司乘人员使用。

6.根据权利要求1所述的用于高原铁路钢轨的多功能检测探伤车，其特征在于：所述车窗(28)的玻璃由上窗玻璃和下窗玻璃构成，所述上窗玻璃采用带有自平衡装置的钢化中空玻璃，无电加热，所述下窗玻璃采用电加热式玻璃，其中，上窗玻璃和下窗玻璃均防紫外线。