CN104625930B - 一种钢轨打磨机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钢轨打磨机，包括钢轨顶面打磨机构、钢轨轨头侧面打磨机构、钢轨三角区打磨机构、钢轨轨底打磨机构和走行线滚筒，钢轨在走行线滚筒上滑动的过程中被钢轨顶面打磨机构、钢轨轨头打磨机构、钢轨三角区打磨机构和钢轨轨底打磨机构；其中，所述钢轨轨底打磨机构包括中央底座，中央底座上固定连接有垫板，垫板上设置有Z向油缸和Z向导轨，Z向油缸带动Z向滑座在Z向导轨上往复运动；所述Z向滑座顶面固定设置有Y向油缸和Y向导轨，Y向油缸的带动Y向滑座在Y向导轨上往复运动；所述Y向滑座内部垂直设置有液压马达，液压马达的出力轴与轨底磨头固定连接。

Description

一种钢轨打磨机
技术领域
本发明涉及铁路设备领域，具体的说，是涉及一种钢轨打磨机。
背景技术
钢轨在焊接完成后，首先要对钢轨焊缝进行铣削，铣削后轨底存在接刀痕。铣削完成后，需要对钢轨进行打磨，消除轨底接刀痕及残留焊缝余量，提高钢轨的表面平整度。
图1为钢轨各区域的说明图。
目前对钢轨的打磨方式，多为人工手持砂轮机进行打磨，打磨过程中，打磨量依靠人工经验控制，造成打磨精度较低。同时在打磨过程中，会产生大量的粉尘，虽然工作人员佩戴有防护装置，但是对身体健康的危害仍然较大。
钢轨打磨完成后，需要进行探伤作业。
作业过程中，钢轨轨底三角区焊筋波、钢轨轨底板焊筋和钢轨轨头侧面焊筋波均对超声波探伤结果存在较大影响，使探伤结果不精确。
因此，如何设计装置，来实现对焊接后钢轨的全方位精确打磨，是本领域技术人员所亟需解决的。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种钢轨打磨机。本发明所提供的钢轨打磨机，通过多个机构协同作用，实现了钢轨的全方位打磨，克服了人工精度低、效率低、打磨粉尘危害人体健康的弊端。
为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种钢轨打磨机，包括钢轨顶面打磨机构、钢轨轨头侧面打磨机构、钢轨三角区打磨机构、钢轨轨底打磨机构和走行线滚筒，钢轨在走行线滚筒上滑动的过程中被钢轨顶面打磨机构、钢轨轨头打磨机构、钢轨三角区打磨机构和钢轨轨底打磨机构；
其中，所述钢轨轨底打磨机构包括中央底座，中央底座上固定连接有垫板，垫板上设置有Z向油缸和Z向导轨，Z向油缸带动Z向滑座在Z向导轨上往复运动；
所述Z向滑座顶面固定设置有Y向油缸和Y向导轨，Y向油缸的带动Y向滑座在Y向导轨上往复运动；
所述Y向滑座内部垂直设置有液压马达，液压马达的出力轴与轨底磨头固定连接。
优选的，所述钢轨三角区打磨机构包括钢轨左三角区打磨机构和钢轨右三角区打磨机构，钢轨左三角区打磨机构和钢轨右三角区打磨机构结构相同，分列于中央底座的两侧。
优选的，钢轨左三角区打磨机构包括左侧底座，左侧底座上设置有垫板，垫板上设置有X向油缸和X向导轨，X向油缸带动X向滑板在X向导轨上往复运动；
所述X向滑板上设置有Y向油缸和Y向导轨，Y向油缸的带动Y向滑座在Y向导轨上往复运动；
所述Y向滑座上固定设置有Z向油缸和Z向导轨，Z向油缸的带动Z向滑座在Z向导轨上往复运动；
所述Z向滑座上安装有液压马达，液压马达带动三角区磨头转动完成对钢轨三角区的打磨。
优选的，所述钢轨轨头侧面打磨机构包括钢轨左轨头侧面打磨机构和钢轨右轨头侧面打磨机构，钢轨左轨头侧面打磨机构与钢轨左三角区打磨机构固定连接，钢轨右轨头侧面打磨机构与钢轨右三角区打磨机构固定连接，钢轨左轨头侧面打磨机构和钢轨右轨头侧面打磨机构结构完全相同。
优选的，所述左侧钢轨轨头侧面打磨机构包括立板，立板上设置有Z向油缸和Z向导轨，Z向油缸带动Z向滑座在Z向导轨上往复运动；
所述Z向滑座与Y向滑板固定连接，Y向滑板上固定设置有Y向油缸和Y向导轨，Y向油缸的带动X向滑板在Y向导轨上往复运动；
所述X向滑板的正面固定连接有X向油缸和X向导轨，X向油缸带动X向滑座在X向导轨上往复运动；
所述X向滑座内部固定连接有液压马达，液压马达的出力轴带动侧面打磨头转动。
优选的，钢轨顶面打磨机构包括立板，立板与左侧底座的后端面固定连接；立板上设置有Z向油缸和Z向导轨，Z向油缸带动Z向滑座在Z向导轨上往复运动；
所述Z向滑座与Y向滑板固定连接，Y向滑板上固定设置有Y向油缸和Y向导轨，Y向油缸的带动X向滑板在Y向导轨上往复运动；
所述X向滑板的正面固定连接有X向油缸和X向导轨，X向油缸带动X向滑座在X向导轨上往复运动；
所述X向滑座内部固定连接有液压马达，液压马达的出力轴带动顶面打磨头转动。
优选的，所述顶面打磨头为圆柱状结构，顶面打磨头的周向面作用于钢轨轨顶。
优选的，所述三角区磨头的截面为与钢轨三角区相对应的圆台形。
优选的，所述侧面打磨头为带有凸起的圆柱状结构。
优选的，所述钢轨顶面打磨机构的上方设有除尘罩。
优选的，所述走行线滚筒与钢轨三角区打磨机构之间还设置有余量测量机构；
该余量测量机构包括支架，支架上安装有三个激光传感器，相邻的激光传感器之间呈120°夹角，三个激光传感器之间为钢轨通过的空间。
本发明的有益效果是：能够实现钢轨轨顶、三角区、侧面和轨底的全方位打磨，提高了打磨速度与精度，打磨产生的粉尘被除尘罩吸走，且打磨过程中工作人员进行远程操作，无需停留在作业现场，有效的保证了身体健康。
附图说明
图1是背景技术中提及的钢轨各区域的说明图；
图2是本发明的正视图；
图3为图1的右视图(未示出钢轨顶面打磨机构)；
图4是本发明的结构示意图；
图5是本发明中钢轨左三角区打磨机构的结构示意图；
图6是图5的右视图；
图7是本发明中钢轨轨底打磨机构的结构示意图；
图8是本发明中钢轨左轨头侧面打磨机构的正视图；
图9是图8的俯视图；
图10是图8的右视图；
图11是本发明中顶面打磨机构的结构图；
图12是图11的正视图；
图13是图11的俯视图；
图14是本发明中余量测量机构的结构示意图；
图中：
1、钢轨，1-1、钢轨顶面，1-2、钢轨轨头侧面，1-3、钢轨三角区，1-4、钢轨轨底；
2、除尘罩；
3、走行线滚筒；
4、钢轨顶面打磨机构，4-0、立板，4-1、Z向油缸，4-2、Z向导轨，4-3、Z向滑座，4-4、Z向滑块，4-5、Y向滑板，4-6、Y向油缸，4-7、Y向导轨，4-8、X向滑板，4-9、Y向滑块，4-10、X向油缸，4-11、X向导轨，4-12、X向滑座，4-13、液压马达，4-14、顶面打磨头；
5、钢轨左轨头侧面打磨机构，5-0、立板，5-1、Z向油缸，5-2、Z向导轨，5-3、Z向滑座，5-4、Z向滑块，5-5、Y向滑板，5-6、Y向油缸，5-7、Y向导轨，5-8、X向滑板，5-9、Y向滑块，5-10、X向油缸，5-11、X向导轨，5-12、X向滑座，5-13、液压马达，5-14、侧面打磨头；
6、钢轨右轨头侧面打磨机构；
7、钢轨左三角区打磨机构，7-0、左侧底座，7-1、垫板，7-2、X向油缸，7-3、X向导轨，7-4、X向滑板，7-5、X向滑块，7-6、Y向油缸，7-7、Y向滑座，7-8、Y向滑块，7-9、Z向导轨，7-10、Z向滑座，7-11、Z向滑块，7-12、液压马达，7-13、三角区磨头，7-14、Z向油缸；
8、钢轨右三角区打磨机构；
9、钢轨轨底打磨机构，9-0、中央底座，9-1、垫板，9-2、Z向油缸，9-3、Z向导轨，9-4、Z向滑座，9-6、Y向油缸，9-7、Y向导轨，9-8、Y向滑块，9-9、液压马达，9-10、轨底磨头，9-11、Y向滑座；
10、余量测量机构，10-1、支架，10-2、激光传感器。
具体实施方式
下面将结合附图对本方案进行详细说明。
实施例1：一种钢轨打磨机，其结构参考图2-4所示包括：
钢轨顶面打磨机构4、钢轨轨头侧面打磨机构、钢轨三角区打磨机构、钢轨轨底打磨机构9、走行线滚筒3和除尘罩2，钢轨1在走行线滚筒3上滑动的过程中被钢轨顶面打磨机构4、钢轨轨头打磨机构、钢轨三角区打磨机构和钢轨轨底打磨机构9打磨，打磨过程产生的粉尘被除尘罩2吸走；
所述走行线滚筒3包括支座3-1，支座3-1上安装有滚筒3-2。
参考图7所示，其中，所述钢轨轨底打磨机构9包括中央底座9-0，中央底座9-0上固定连接有垫板9-1，垫板9-1上设置有Z向油缸9-2和Z向导轨9-3，Z向油缸9-2带动Z向滑座9-4在Z向导轨9-3上往复运动(Z向滑座9-4的反面设置有Z向滑块)；
所述Z向滑座9-4顶面固定设置有Y向油缸9-6和Y向导轨9-7，Y向油缸9-6的带动Y向滑座9-11在Y向导轨9-6上往复运动(Y向滑座9-11的底面设置有Y向滑块9-8)；
所述Y向滑座9-7内部垂直设置有液压马达9-9，液压马达的出力轴与轨底磨头9-10固定连接。
所述轨底磨头9-10为圆柱状结构。
钢轨轨底打磨机构9为2轴联动机构，实现了对钢轨1的钢轨轨底1-4部分的左右和上下精确打磨。有效的打磨掉钢轨轨底部分的余量及接刀痕。
所述钢轨三角区打磨机构包括钢轨左三角区打磨机构7和钢轨右三角区打磨机构8，钢轨左三角区打磨机构7和钢轨右三角区打磨机构8结构相同，分列于中央底座9-0的两侧。
参考图4-6所示，钢轨左三角区打磨机构7包括左侧底座7-0，左侧底座7-0上设置有垫板7-1，垫板7-1上设置有X向油缸7-2和X向导轨7-3，X向油缸7-2带动X向滑板7-4在X向导轨7-3上往复运动(X向滑板7-4的下方设置有X向滑块7-5)；
所述X向滑板7-4上设置有Y向油缸7-6和Y向导轨7-12，Y向油缸7-6的带动Y向滑座7-7在Y向导轨7-12上往复运动(Y向滑座7-7的下方设置有Y向滑块7-8)；
所述Y向滑座7-7上固定设置有Z向油缸7-8和Z向导轨7-9，Z向油缸7-8的带动Z向滑座7-10在Z向导轨7-9上往复运动(Z向滑座7-10的一侧设置有Z向滑块7-11)；
所述Z向滑座7-10上安装有液压马达7-12，液压马达7-12带动三角区磨头7-13转动完成对钢轨三角区的打磨。
所述三角区磨头7-13的截面为与钢轨三角区相对应的圆台形，能较好的对钢轨三角区1-3进行打磨。
钢轨左三角区打磨机构7为3轴联动结构，实现了对钢轨1的左侧钢轨三角区1-3的精确打磨，有效的打磨掉左侧钢轨三角区1-3的余量及接刀痕。上述各部分零件在运动过程中，不会发生干涉，可保证高效运行。
所述走行线滚筒3与钢轨右三角区打磨机构8之间还设置有余量测量机构10；该余量测量机构10包括支架10-1，支架10-1上安装有三个激光传感器10-2，三个激光传感器10-2之间呈120°夹角，三个激光传感器10-2之间为钢轨通过的空间。
在钢轨1向前进给的过程中，首先经过三个激光传感器10-2之间形成的空间，三个激光传感器10-2同时向钢轨1发出测量光幕，并将信号反馈给控制系统(图中未示出)，则控制系统就根据反馈结果与标准钢轨数据进行比对，自动计算出钢轨各部分的余量，然后将打磨量传递给各个打磨机构，实现自动打磨。
因为三个激光传感器10-2之间呈120°夹角，而激光传感器10-2的单个测量角度是大于120°的，所以三个激光传感器10-2同时向钢轨1照射，能够实现钢轨被照射截面的全方位测量。
继续参考图2-4，所述钢轨轨头侧面打磨机构包括钢轨左轨头侧面打磨机构5和钢轨右轨头侧面打磨机构6，钢轨左轨头侧面打磨机构5与钢轨左三角区打磨机构7固定连接，钢轨右轨头侧面打磨机构6与钢轨右三角区打磨机构8固定连接，钢轨左轨头侧面打磨机构5和钢轨右轨头侧面打磨机构6结构完全相同。
参考图8-10所示，左侧钢轨轨头侧面打磨机构5包括立板5-0，立板5-0与左侧底座7-0的前端面固定连接。立板5-0上设置有Z向油缸5-1和Z向导轨5-2，Z向油缸5-1带动Z向滑座5-3在Z向导轨5-2上往复运动(Z向滑座5-3的反面设置有Z向滑块5-4)；
所述Z向滑座5-3与Y向滑板5-5固定连接，Y向滑板5-5上固定设置有Y向油缸5-6和Y向导轨5-7，Y向油缸5-6的带动X向滑板5-8在Y向导轨5-7上往复运动(X向滑板5-8的底面设置有Y向滑块5-9)；
所述X向滑板5-8的正面固定连接有X向油缸5-10和X向导轨5-11，X向油缸5-10带动X向滑座5-12在X向导轨5-11上往复运动(X向滑座5-12的反面设置有X向滑块)；
所述X向滑座5-12内部固定连接有液压马达5-13，液压马达5-13的出力轴带动侧面打磨头5-14转动。
所述侧面打磨头5-14为带有凸起的圆柱状结构，平面部分可以实现对钢轨轨头侧面1-2的打磨。
左侧钢轨轨头侧面打磨机构5为3轴联动结构，实现了对钢轨1的钢轨轨头侧面1-2精确打磨，有效的打磨掉钢轨轨头侧面1-2的余量及接刀痕。上述各部分零件在运动过程中，不会发生干涉，可保证高效运行。
参考图11-图13所示，钢轨顶面打磨机构4包括立板4-0，立板4-0与左侧底座7-0的后端面固定连接。立板4-0上设置有Z向油缸4-1和Z向导轨4-2，Z向油缸4-1带动Z向滑座4-3在Z向导轨4-2上往复运动(Z向滑座4-3的反面设置有Z向滑块4-4)；
所述Z向滑座4-3与Y向滑板4-5固定连接，Y向滑板4-5上固定设置有Y向油缸4-6和Y向导轨4-7，Y向油缸4-6的带动X向滑板4-8在Y向导轨4-7上往复运动(X向滑板4-8的底面设置有Y向滑块4-9)；
所述X向滑板4-8的正面固定连接有X向油缸4-10和X向导轨4-11，X向油缸4-10带动X向滑座4-12在X向导轨4-11上往复运动(X向滑座4-12的反面设置有X向滑块)；
所述X向滑座4-12内部固定连接有液压马达4-13，液压马达4-13的出力轴带动顶面打磨头4-14转动。
所述顶面打磨头4-14为圆柱状结构，相对于钢轨轨底打磨机构9而言，钢轨轨顶打磨机构4打磨头的周向对钢轨1的钢轨顶面1-1进行打磨，可较大打磨量的去除，因为顶面打磨头4-14的宽度有限，所以钢轨轨顶打磨机构4为3轴运动结构，在进行左右打磨的同时还可以向下压动打磨头4-14，起到更好的打磨效果。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种钢轨打磨机，其特征在于，包括钢轨顶面打磨机构、钢轨轨头侧面打磨机构、钢轨三角区打磨机构、钢轨轨底打磨机构和走行线滚筒，钢轨在走行线滚筒上滑动的过程中被钢轨顶面打磨机构、钢轨轨头打磨机构、钢轨三角区打磨机构和钢轨轨底打磨机构打磨；
其中，所述钢轨轨底打磨机构包括中央底座，中央底座上固定连接有垫板，垫板上设置有Z向油缸和Z向导轨，Z向油缸带动Z向滑座在Z向导轨上往复运动；
所述Z向滑座顶面固定设置有Y向油缸和Y向导轨，Y向油缸的带动Y向滑座在Y向导轨上往复运动；
所述Y向滑座内部垂直设置有液压马达，液压马达的出力轴与轨底磨头固定连接；
所述钢轨三角区打磨机构包括钢轨左三角区打磨机构和钢轨右三角区打磨机构，钢轨左三角区打磨机构和钢轨右三角区打磨机构结构相同，分列于中央底座的两侧；
钢轨左三角区打磨机构包括左侧底座，左侧底座上设置有垫板，垫板上设置有X向油缸和X向导轨，X向油缸带动X向滑板在X向导轨上往复运动；
所述X向滑板上设置有Y向油缸和Y向导轨，Y向油缸的带动Y向滑座在Y向导轨上往复运动；
所述Y向滑座上固定设置有Z向油缸和Z向导轨，Z向油缸的带动Z向滑座在Z向导轨上往复运动；
所述Z向滑座上安装有液压马达，液压马达带动三角区磨头转动完成对钢轨三角区的打磨；
所述钢轨轨头侧面打磨机构包括钢轨左轨头侧面打磨机构和钢轨右轨头侧面打磨机构，钢轨左轨头侧面打磨机构与钢轨左三角区打磨机构固定连接，钢轨右轨头侧面打磨机构与钢轨右三角区打磨机构固定连接，钢轨左轨头侧面打磨机构和钢轨右轨头侧面打磨机构结构完全相同；
所述左侧钢轨轨头侧面打磨机构包括立板，立板上设置有Z向油缸和Z向导轨，Z向油缸带动Z向滑座在Z向导轨上往复运动；
所述Z向滑座与Y向滑板固定连接，Y向滑板上固定设置有Y向油缸和Y向导轨，Y向油缸的带动X向滑板在Y向导轨上往复运动；
所述X向滑板的正面固定连接有X向油缸和X向导轨，X向油缸带动X向滑座在X向导轨上往复运动；
所述X向滑座内部固定连接有液压马达，液压马达的出力轴带动侧面打磨头转动；
所述钢轨顶面打磨机构包括立板，立板与左侧底座的后端面固定连接；立板上设置有Z向油缸和Z向导轨，Z向油缸带动Z向滑座在Z向导轨上往复运动；
所述Z向滑座与Y向滑板固定连接，Y向滑板上固定设置有Y向油缸和Y向导轨，Y向油缸的带动X向滑板在Y向导轨上往复运动；
所述X向滑板的正面固定连接有X向油缸和X向导轨，X向油缸带动X向滑座在X向导轨上往复运动；
所述X向滑座内部固定连接有液压马达，液压马达的出力轴带动顶面打磨头转动。
2.如权利要求1所述的钢轨打磨机，其特征在于，所述顶面打磨头为圆柱状结构，顶面打磨头的周向面作用于钢轨轨顶。
3.如权利要求1所述的钢轨打磨机，其特征在于，所述三角区磨头的截面为与钢轨三角区相对应的圆台形。
4.如权利要求1所述的钢轨打磨机，其特征在于，所述走行线滚筒与钢轨三角区打磨机构之间还设置有余量测量机构；
该余量测量机构包括支架，支架上安装有三个激光传感器，相邻的激光传感器之间呈120°夹角，三个激光传感器之间为钢轨通过的空间。
5.如权利要求1-4任一项所述的钢轨打磨机，其特征在于，所述钢轨顶面打磨机构的上方设有除尘罩。
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