CN104454740A - 铣削装置液压系统及钢轨铣磨车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铣削装置液压系统及钢轨铣磨车，其中铣削装置液压系统包括：液压缸、液压油箱、第一三通比例减压阀以及控制器；其中，所述液压缸包括用于与钢轨铣磨车固定连接的缸体以及用于与铣削装置固定连接的活塞杆；所述液压油箱的出油口与所述第一三通比例减压阀的P油口相连，进油口与所述第一三通比例减压阀的T油口相连；所述第一三通比例减压阀的A油口与所述液压缸的无杆腔相连；所述控制器与所述第一三通比例减压阀的比例电磁铁相连。本发明提供的铣削装置液压系统及钢轨铣磨车，能够实现在铣削作业过程中铣削压力可调，以适应不同线路、不同工况，提高钢轨铣磨车的线路适应性。

Description

铣削装置液压系统及钢轨铣磨车

技术领域

本发明涉及机械技术，尤其涉及一种铣削装置液压系统及钢轨铣磨车。

背景技术

随着铁路高速及重载的发展，对铁路线路养护的效率及精度要求日益提高，促进了铁路大型养路机械的发展。采用钢轨铣磨车定期对钢轨进行铣磨，不仅能消除钢轨波形磨耗，同时也可清除钢轨表面的接触疲劳层，具有作业效率高、作业精度高、作业效果好等优点。

钢轨铣磨车是一种新型的轨道修复设备，铣削装置是铣磨车的工作机构，由于铣削作业时精度要求很高，且作业时列车处于运行状态，因此铣削作业的特点要求铣削装置必须要有良好的动态特性。铣削装置多采用液压系统对其进行驱动，在铣削作业过程中，铣削装置的重力与液压系统对铣削装置的提升力之差即为铣削压力，现有技术中，钢轨铣磨车一旦调试完毕，铣削压力即为恒定，而不同线路、不同使用状态下的钢轨需要的铣削压力也是不同的，故现有的钢轨铣磨车的线路适应性较差。

发明内容

本发明提供一种铣削装置液压系统及钢轨铣磨车，用以解决现有技术的钢轨铣磨车在铣削作业过程中铣削压力恒定、线路适应性较差的技术问题。

本发明提供一种铣削装置液压系统，包括：液压缸、液压油箱、第一三通比例减压阀以及控制器；

其中，所述液压缸包括用于与钢轨铣磨车固定连接的缸体以及用于与铣削装置固定连接的活塞杆；

所述液压油箱的出油口与所述第一三通比例减压阀的P油口相连，进油口与所述第一三通比例减压阀的T油口相连；

所述第一三通比例减压阀的A油口与所述液压缸的无杆腔相连；

所述控制器与所述第一三通比例减压阀的比例电磁铁相连。

进一步地，所述铣削装置液压系统，还包括：液控单向阀以及第一电磁换向阀；

其中，所述液控单向阀的进口与所述第一电磁换向阀的出口相连，出口与所述液压缸的无杆腔相连；

所述第一电磁换向阀的一个进口与所述第一三通比例减压阀的A油口相连，另一进口与所述液压油箱的出油口相连；

所述液压缸的有杆腔与所述第一三通比例减压阀的A油口相连。

进一步地，所述铣削装置液压系统，还包括：第二电磁换向阀；

所述第二电磁换向阀的一个进口与所述液压油箱的出油口相连，出口与所述液控单向阀的控制油路相连。

进一步地，所述铣削装置液压系统，还包括：所述第一电磁换向阀的出口与所述液控单向阀的进口之间通过节流调速阀相连。

进一步地，所述铣削装置液压系统，还包括：第二三通比例减压阀；

所述第二三通比例减压阀的P油口与所述液压油箱的出油口相连，T油口与所述液压油箱的进油口相连，A油口与所述液压缸的有杆腔相连。

进一步地，所述铣削装置液压系统，还包括：用于检测所述第一三通比例减压阀A油口油压的压力传感器、以及用于检测所述液控单向阀的液控油路油压的压力继电器；

所述压力传感器和所述压力继电器分别与所述控制器连接。

进一步地，所述铣削装置液压系统，还包括：手动泵和单向阀；

所述手动泵的进口与所述液压油箱的出油口相连，出口与所述单向阀相连；

所述单向阀的出口与所述第一三通比例减压阀的P油口相连。

进一步地，所述铣削装置液压系统，还包括：蓄能器以及蓄能器安全阀；

所述蓄能器安全阀的两个进口分别于所述液压油箱的进油口和出油口相连，出口与所述蓄能器相连。

本发明还提供一种钢轨铣磨车，包括铣削装置以及上述任一项所述的铣削装置液压系统；

所述铣削装置包括用于铣削钢轨的铣刀盘，所述铣刀盘与所述液压缸连接。

进一步地，所述钢轨铣磨车，还包括：定位靴以及与所述液压油缸相连的垂向伺服电机；

所述定位靴与所述垂向伺服电机之间通过丝杠螺母副连接。

本发明提供的铣削装置液压系统及钢轨铣磨车中，液压缸与液压油箱之间通过第一三通比例减压阀相连，第一三通比例减压阀的P油口和T油口分别与液压油箱的出油口与进油口相连，A油口与液压缸的无杆腔相连，比例电磁铁与控制器相连，控制器可以通过比例电磁铁调节第一三通比例减压阀的预定压力值，进而控制液压系统对铣削装置的提升力，能够实现在铣削作业过程中铣削压力可调，以适应不同线路、不同工况，提高钢轨铣磨车的线路适应性。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的铣削装置液压系统的结构框图；

图2为本发明实施例二提供的铣削装置液压系统的电路图；

图3为本发明实施例三提供的钢轨铣磨车中铣削装置的结构示意图。

附图标记：

1-液压缸          2-液压油箱       3-第一三通比例减压阀

4-控制器          5-液控单向阀     6-第一电磁换向阀

7-第二电磁换向阀  8-节流调速阀     9-压力传感器

10-压力继电器     11-手动泵        12-单向阀

13-蓄能器         14-蓄能器安全阀  15-铣刀盘

16-定位靴         17-垂向伺服电机  18-丝杠螺母副

19-钢轨

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的铣削装置液压系统的结构框图。如图1所示，本实施例提供的铣削装置液压系统，可以包括：液压缸1、液压油箱2、第一三通比例减压阀3以及控制器4；

其中，液压缸1包括用于与钢轨铣磨车固定连接的缸体以及用于与铣削装置固定连接的活塞杆；

液压油箱2的出油口与第一三通比例减压阀3的P油口相连，进油口与第一三通比例减压阀3的T油口相连；

第一三通比例减压阀3的A油口与液压缸1的无杆腔相连；

控制器4与第一三通比例减压阀3的比例电磁铁相连。

本实施例提供的铣削装置固定在钢轨铣磨车上，可以为铣削装置提供驱动力，带动铣削装置上升或下降。具体地，液压缸1的缸体固定在钢轨洗磨车上，活塞杆与铣削装置固定连接。液压缸1的有杆腔在上，无杆腔在下，通过活塞杆的伸出和缩回，可以实现对铣削装置的提升或降低。

液压缸1和液压油箱2之间通过第一三通比例减压阀3相连，三通比例减压阀具有双向通流能力，当A油口压力小于三通比例减压阀的预定压力值时，P油口与A油口的通道打开，能够实现P油口到A油口的减压功能，当A油口压力大于三通比例减压阀的预定压力值时，A油口与T油口的通道打开，能够实现A油口到T油口的溢流功能。由于三通比例减压阀动态特性较好，因此能够很快实现A油口压力的稳定。

具体地，第一三通比例减压阀3的P油口与液压油箱2的出油口相连，T油口与液压油箱2的进油口，A油口与液压缸1的无杆腔相连。第一三通比例减压阀3的比例电磁铁可以与控制器4相连，控制器4给比例电磁铁施加不同的电压，可以控制第一三通比例减压阀3的预定压力值。

液压缸1的有杆腔可以与液压油箱2的进油口相连，如果忽略活塞杆和有杆腔中液压油的重力，则A油口的压力即为液压油对活塞杆的向上的推力，当A油口压力大于铣削装置的重力时，则活塞杆处于液压缸1的最上端，铣削装置处于高位状态，当需要工作时，减小A油口的压力，则活塞杆向下运动，带动铣削装置下降，在铣削作业过程中，铣削压力约等于铣削装置重力与A油口压力之差，通过控制器4控制第一三通比例减压阀3的预定压力值，即可以控制A油口的压力，进而控制铣削压力。

本实施例提供的铣削装置液压系统中，液压缸1与液压油箱2之间通过第一三通比例减压阀3相连，第一三通比例减压阀3的P油口和T油口分别与液压油箱2的出油口与进油口相连，A油口与液压缸1的无杆腔相连，比例电磁铁与控制器4相连，控制器4可以通过比例电磁铁调节第一三通比例减压阀3的预定压力值，进而控制液压系统对铣削装置的提升力，能够实现在铣削作业过程中铣削压力可调，适应不同线路、不同工况，提高钢轨铣磨车的线路适应性。

进一步地，在上述实施例提供的技术方案基础上，优选的是，铣削装置液压系统还可以包括：第二三通比例减压阀。其中，第二三通比例减压阀的P油口与液压油箱2的出油口相连，T油口与液压油箱2的进油口相连，A油口与液压缸1的有杆腔相连。

液压缸1的有杆腔和液压油箱2之间也可以通过三通比例减压阀相连，液压缸1对铣削装置的提升力约等于液压缸1无杆腔与有杆腔液压力之差。通过对液压缸1有杆腔液压力的控制，可以更精确地实现对铣削压力的控制。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的铣削装置液压系统的电路图。如图2所示，本实施例提供的铣削装置液压系统，可以包括：液压缸1、液压油箱2、第一三通比例减压阀3、控制器(图中未示出)、液控单向阀5、第一电磁换向阀6、第二电磁换向阀7以及节流调速阀8。

液压缸1的缸体固定在钢轨洗磨车上，活塞杆与铣削装置固定连接；

液压油箱2的出油口与第一三通比例减压阀3的P油口相连，进油口与第一三通比例减压阀3的T油口相连；

液控单向阀5的进口与第一电磁换向阀6的出口之间通过节流调速阀8相连，液控单向阀5的出口与液压缸1的无杆腔相连；

第一电磁换向阀6的一个进口与第一三通比例减压阀3的A油口相连，另一进口与液压油箱2的出油口相连；

液压缸1的有杆腔与第一三通比例减压阀3的A油口相连；

第一三通比例减压阀3的比例电磁铁与第一电磁换向阀6的电磁铁分别控制器相连；

第二电磁换向阀7的一个进口与液压油箱2的出油口相连，出口与液控单向阀5的控制油路相连。

铣削装置不工作时，控制器控制第一电磁换向阀6和第二电磁换向阀7的电磁铁失电，第一电磁换向阀6的进口直接与液压油箱2的出油口相连，第二电磁换向阀7的进口不与液压油箱2的出油口相连，液控单向阀5关闭，液压油只能流入液压缸1的无杆腔，不能流出。第一三通比例减压阀3的比例电磁铁无电压，A油口与T油口连通。此时液压油从液压油箱2流出后经第一电磁换向阀6、节流调速阀8、液控单向阀5进入液压缸1的无杆腔，液压缸1有杆腔的液压油经第一三通比例减压阀3的T油口回油箱。液压缸1内的静液压力克服铣削装置的重力，使整个铣削装置运动至并处在最上端。

当铣削装置需要下降时，控制器控制第一电磁换向阀6和第二电磁换向阀7的电磁铁得电，第一电磁换向阀6的进口与第一三通比例减压阀3的A油口相连，第二电磁换向阀7的进口与液压油箱2的出油口相连，液控单向阀5开启，液压油不仅能够通过液控单向阀5流入液压缸1的无杆腔，还能从无杆腔中通过液控单向阀5流出。控制给比例电磁铁施加一定的电压，可以是比例电磁铁最大电压的70％，例如，比例电磁铁可承受的电压范围为0-10V，此时施加在比例电磁铁上的电压可以是7V。

液压油从液压油箱2流出后，经第一三通比例减压阀3的P油口到A油口后分为两路，一路接液压缸1的有杆腔，一路经第一电磁换向阀6、节流调速阀8和液控单向阀5后接液压缸1的无杆腔。由于液控单向阀5处于开启状态，液压缸1的有杆腔和无杆腔通过第一电磁换向阀6、节流调速阀8和液控单向阀5连通，即液压缸1的有杆腔和无杆腔的液压油油压一样。由于油缸有杆腔和无杆腔有体积差，无杆腔的体积大于有杆腔，因此液压缸1的液压力是向上的。液压缸1的液压力小于铣削装置的重力使铣削装置向下运动。由于液压缸1两腔连通且无杆腔比有杆腔体积大，无杆腔排出的液压油一部分流到有杆腔，多余的液压油使得液压缸1两腔油压上升至大于第一三通比例减压阀3的预定压力值时，第一三通比例减压阀3A油口与T油口接通，多余的液压油经第一三通比例减压阀3的T油口回到液压油箱2。通过控制节流调速阀8的开度，能够实现铣削装置下降速度的调节。

当铣削装置下降至与钢轨接触后，第一电磁换向阀6和第二电磁换向阀7的电磁铁保持得电状态，同时控制器减小施加给第一三通比例减压阀3比例电磁铁的电压，此时液压缸1液压力与铣削装置重力的合力即为铣削压力。通过控制第一三通比例减压阀3比例电磁铁的电压可以得到不同的铣削压力。

在铣削作业过程中，遇到下坡时，液压缸1活塞杆下移，无杆腔排出的液压油一部分流到有杆腔，多余的经第一三通比例减压阀3流回液压油箱2；遇到上坡时，液压缸1活塞杆上移，有杆腔排出的液压油全部流到无杆腔，由于有杆腔排出的液压油不能填满活塞杆上升时无杆腔的空缺，此时液压缸1两腔压力下降，第一三通比例减压阀3的P油口到A油口的通道打开，液压油从液压油箱2的出油口流出后，经第一三通比例减压阀3流入液压缸1的两腔，直至液压缸1中的油压达到第一三通比例减压阀3的预定压力值。由于三通比例减压阀具有双向通流能力，因此当遇到钢轨表面起伏时，液压系统能够适应钢轨起伏，并且在整个过程中保证铣削压力恒定。

由于铣削作业过程中液压缸1两腔连通，当遇到钢轨表面下降时，经第一三通比例减压阀3溢流回液压油箱2的液压油较少，当遇到钢轨表面上升时，经第一三通比例减压阀3向液压缸1两腔的补油量也少，使整个液压系统发热较低。

当铣削作业完成后，需要提升铣削装置时，第一电磁换向阀6和第二电磁换向阀7的电磁铁失电，第一三通比例减压阀3的比例电磁铁无电压。从液压油箱2流出的液压油经第一电磁换向阀6、节流调速阀8、液控单向阀5进入液压缸1的无杆腔，液压缸1有杆腔的液压油经第一三通比例减压阀3的T油口流回液压油箱2。此时液压缸1内的静液压力大于铣削装置的重力，使整个铣削装置运动至并处在最上端。由于第二电磁换向阀7的电磁铁失电，液控单向阀5关闭，液压缸1的无杆腔的液压油流不出，因此活塞杆能保持铣削装置长时间锁定。

本实施提供的铣削装置液压系统中，通过液压缸1、液压油箱2、第一三通比例减压阀3、控制器、液控单向阀5、第一电磁换向阀6、第二电磁换向阀7以及节流调速阀8之间的配合，能够实现对铣削装置的稳定提升和降低，在不工作时，铣削装置能够锁定在高位状态，在铣削作业过程中铣削压力可调，并且，整个液压系统中元件个数较少、油路连接巧妙、故障点较少，提高了液压系统的可靠性和安全性。

进一步地，在上述实施例提供的技术方案的基础上，优选的是，铣削装置液压系统还可以包括：用于检测第一三通比例减压阀3A油口油压的压力传感器9、以及用于检测液控单向阀5的液控油路油压的压力继电器10；压力传感器9和压力继电器10分别与控制器连接。

其中，压力传感器9可以检测出第一电磁减压阀A油口的油压，并将该油压发送给控制器，实现对A油口油压的实时监控。压力继电器10与液控单向阀5的控制油路相连，可以检测控制油路的压力，当第二电磁换向阀7的电磁铁得电时，第二电磁换向阀7连通液控单向阀5的控制油路和液压油箱2的出油口，压力继电器10的状态发生变化，能够检验控制油路油压是否达到预定值，进而确认液控单向阀5是否开启，提供铣削装置液压系统的可靠性。

进一步地，在上述实施例提供的技术方案的基础上，优选的是，铣削装置液压系统还可以包括：手动泵11和单向阀12；手动泵11的进口与液压油箱2的出油口相连，出口与单向阀12相连；单向阀12的出口与第一三通比例减压阀3的P油口相连。

在正常状态下，液压油箱2中的液压油被油泵抽出，并流入第一三通比例减压阀3的P油口，当油泵出现故障后，可以利用手动泵11代替油泵，将液压油箱2中的液压油抽出，单向阀12能够防止液压油回流，保护手动泵11。

进一步地，在上述实施例提供的技术方案的基础上，优选的是，铣削装置液压系统还可以包括：蓄能器13以及蓄能器安全阀14；蓄能器安全阀14的两个进口分别于液压油箱2的进油口和出油口相连，出口与蓄能器13相连。

当遇到油泵急停或泵站失压时，蓄能器13能使铣削装置提升一定高度，离开钢轨表面，避免铣削装置及钢轨损坏，然后钢轨铣磨车可连挂救援车，或通过其它方式离开事故地点，避免出现安全事故。

实施例三

本发明实施例三提供一种钢轨铣磨车，具体可以包括铣削装置以及上述任一实施例所述的铣削装置液压系统。图3为本发明实施例三提供的钢轨铣磨车中铣削装置的结构示意图。如图3所示，本实施例中的铣削装置包括用于铣削钢轨19的铣刀盘15，铣刀盘15与铣削装置液压系统中的液压缸1连接。本实施例中铣削装置液压系统中各个部件的结构及功能均与前述实施例类似，此处不再赘述。

在铣削作业过程中，液压缸1中的液压力与铣削装置的重力的合力即为铣削压力。当遇到钢轨19表面起伏时，液压缸1的活塞杆会自动升降，以适应钢轨19的起伏，并且这个过程中能够保证铣削压力恒定。当铣削作业完成后控制液压缸1的液压力大于铣削装置的重力，使得装置上升。

本实施例提供的钢轨铣磨车中，液压缸1与液压油箱2之间通过第一三通比例减压阀3相连，第一三通比例减压阀3的P油口和T油口分别与液压油箱2的出油口与进油口相连，A油口与液压缸1的无杆腔相连，比例电磁铁与控制器相连，控制器可以通过比例电磁铁调节第一三通比例减压阀3的预定压力值，进而控制液压系统对铣削装置的提升力，能够实现在铣削作业过程中铣削压力可调，适应不同线路、不同工况，提高钢轨铣磨车的线路适应性。

进一步地，在上述实施例提供的技术方案的基础上，优选的是，钢轨铣磨车中的铣削装置还包括：定位靴16以及与液压油缸相连的垂向伺服电机17；其中，定位靴16与垂向伺服电机17之间通过丝杠螺母副18连接。

当不工作时，整个铣削装置处在高位状态。工作时铣削装置在重力和液压缸1液压力的合力下做向下运动。在铣削装置下降过程中，应该保证定位靴16的最低点低于铣刀盘15的最低点。当下降到定位靴16与钢轨19接触时，液压缸1的液压力、铣削装置的重力、钢轨19对定位靴16的支撑力三者达到平衡。因为铣削装置中铣刀盘15的位置高于定位靴16的位置，因此此时铣刀盘15尚未与钢轨19接触。然后垂向伺服电机17通过丝杆螺母副带动定位靴16向上运动，此时液压缸1液压力与铣削装置重力的合力向下，使整个铣削装置向下运动，直至铣刀盘15接触钢轨19开始铣削状态。由此可见，定位靴16能够在铣削装置下降过程中对铣刀盘15起到保护作用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种铣削装置液压系统，其特征在于，包括：液压缸、液压油箱、第一三通比例减压阀以及控制器；

其中，所述液压缸包括用于与钢轨铣磨车固定连接的缸体以及用于与铣削装置固定连接的活塞杆；

所述液压油箱的出油口与所述第一三通比例减压阀的P油口相连，进油口与所述第一三通比例减压阀的T油口相连；

所述第一三通比例减压阀的A油口与所述液压缸的无杆腔相连；

所述控制器与所述第一三通比例减压阀的比例电磁铁相连。

2.根据权利要求1所述的铣削装置液压系统，其特征在于，还包括：液控单向阀以及第一电磁换向阀；

其中，所述液控单向阀的进口与所述第一电磁换向阀的出口相连，出口与所述液压缸的无杆腔相连；

所述第一电磁换向阀的一个进口与所述第一三通比例减压阀的A油口相连，另一进口与所述液压油箱的出油口相连；

所述液压缸的有杆腔与所述第一三通比例减压阀的A油口相连。

3.根据权利要求2所述的铣削装置液压系统，其特征在于，还包括：第二电磁换向阀；

所述第二电磁换向阀的一个进口与所述液压油箱的出油口相连，出口与所述液控单向阀的控制油路相连。

4.根据权利要求3所述的铣削装置液压系统，其特征在于，还包括：所述第一电磁换向阀的出口与所述液控单向阀的进口之间通过节流调速阀相连。

5.根据权利要求1所述的铣削装置液压系统，其特征在于，还包括：第二三通比例减压阀；

所述第二三通比例减压阀的P油口与所述液压油箱的出油口相连，T油口与所述液压油箱的进油口相连，A油口与所述液压缸的有杆腔相连。

6.根据权利要求5所述的铣削装置液压系统，其特征在于，还包括：用于检测所述第一三通比例减压阀A油口油压的压力传感器、以及用于检测所述液控单向阀的液控油路油压的压力继电器；

所述压力传感器和所述压力继电器分别与所述控制器连接。

7.根据权利要求1所述的铣削装置液压系统，其特征在于，还包括：手动泵和单向阀；

所述手动泵的进口与所述液压油箱的出油口相连，出口与所述单向阀相连；

所述单向阀的出口与所述第一三通比例减压阀的P油口相连。

8.根据权利要求1所述的铣削装置液压系统，其特征在于，还包括：蓄能器以及蓄能器安全阀；

所述蓄能器安全阀的两个进口分别于所述液压油箱的进油口和出油口相连，出口与所述蓄能器相连。

9.一种钢轨铣磨车，其特征在于，包括铣削装置以及权利要求1-8任一项所述的铣削装置液压系统；

所述铣削装置包括用于铣削钢轨的铣刀盘，所述铣刀盘与所述液压缸连接。

10.根据权利要求9所述的钢轨铣磨车，其特征在于，还包括：定位靴以及与所述液压油缸相连的垂向伺服电机；

所述定位靴与所述垂向伺服电机之间通过丝杠螺母副连接。