CN104942338A - 一种三维快速精确定位钢轨钻孔机 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种三维快速精确定位钢轨钻孔机。它利用钢轨腰部曲线形成弓形固定支架，用来避开钢轨头部的变形部位，使钢轨腰部曲面和弓形固定支架曲面紧密啮合，用吊紧锁定装置将弓形支架固定于钢轨腰部，形成钻孔装置的稳定支撑。弓形支架和电机横向移动滑杠相连，弓形支架上有用来钩住轨底的轨底钩；电机固定在仿形外圈内，仿形外圈上有上、下半圆型滑动槽和蜗杆移动内齿圈，仿形外圈与上、下滑动支架相连，下滑动支架上有蜗杆转向箱，横向移动滑杠上有定位孔，上滑动支架上有定位销，当上滑动支架移动到横向滑杠的定位孔时，定位销在弹性装置的作用下插入定位孔，实现快速精确自动定位。这种装置钻孔精度高，广泛适用于新旧钢轨的钻孔。

Description

一种三维快速精确定位钢轨钻孔机

技术领域

本发明涉及的是一种三维快速精确定位的钢轨钻孔机。尤其是不用人工测量钻孔定位尺寸，左右方向均可安装，并可快速拆解移动的，避开钢轨轨头易变形和磨损部位的，实现钢轨快速定位的精确钻孔装置。

背景技术

在现阶段铁路施工中，有一种钢轨与钢轨之间的连接是用鱼尾夹板的形式进行的，这种连接就必须在钢轨的轨腰上进行钻孔作业，这种现场施工作业通常都是采用电动钻孔机和内燃钻孔机进行钻孔的形式来实现的；不管使用那种钻孔设备，都要进行钻孔机的定位，以保证钢轨上的孔和鱼尾夹板孔的尺寸相一致，并控制在允许误差之内，超过允许误差就达不到连接要求。现在钻孔机的钻孔定位有用模板比较法进行定位的；在设计上也有通过钢轨头部定位的，有通过钢轨底定位的，以上这些设计都存在一定的局限性，在实际使用中这几种方法都存在缺陷。用模板进行定位存在人的视觉误差，模板移动误差以及钢轨变形误差等；钢轨的顶部在使用一段时间之后会生产变形，变形量越大钻孔定位越不准确；利用钢轨轨底进行定位时，虽然钢轨轨底基本无变形，但是定位麻烦，一是要扒开轨底的石碴，二是要扒开一定的深度，当轨底有障碍物时，就更加麻烦，打三个孔就要比较三次，移动三次，扒碴三次，误差在所难免，效率不高。本发明采用的是利用钢轨的腰部来实现一次三向快速精准定位的三维轴向定位技术，它不分左右方向自动定位，实现无误差的精确钻孔，克服了其它钻孔机存在的钻孔定位不准，效率不高，钻孔误差大的缺陷；实现了钢轨的快速定位钻孔，使铁路现场施工的钢轨钻孔作业更加方便快捷。

发明内容

本发明涉及的是一种X、Y、Z三维轴向快速精确定位钢轨钻孔机。它是依托钢轨的腰部曲线来实现钢轨钻孔三维快速定位的，因此，它不受新、旧钢轨的限制，不受钢轨方向的限制，有很好的通用性；它主要是以提高养路机械设备的小型化，简单化，提高钻孔的快速定位，钻孔精度，钻孔效率为目的的。

本发明提出的技术方案是采用一种由钢轨的腰部曲线产生出一种与之相同的弓形支架，这个支架用横向移动滑杠连接，用吊紧装置将这个连接好的弓形支架固定在钢轨上，用上、下移动滑动横杠实现X方向移动定位，用定位销插入定位孔实现Y方向定位，用移动滑动槽实现Z轴方向控制，使钻孔电机以此三向为依托，实现Ｘ、Ｙ、Ｚ轴向三维快速定位的精确钻孔装置。这个弓形支架上端和下端各延伸出安装支脚，在此支脚上安装有上部圆形横向滑杠和下部圆形横向滑杠，上部横向滑杠上有钻孔定位孔，弓形支架下部有轨底钩，用来钩住轨底，弓形支架的二边安装有移动定位档。弓形支架用吊紧装置扣紧固定在钢轨上，使钢轨腰部曲面和弓形支架曲面紧密啮合，形成稳定牢固的钻孔机移动固定支撑机构；将钻孔机电机固定在仿形外圈上，仿形外圈上有上半圆型滑动槽、下半圆型滑动槽及螺杆移动内齿圈，仿形外圈上半圆型滑动槽和上部滑动支架连接，仿形外圈下半圆型滑动槽和下部滑动支架连接，下部滑动支架上有蜗杆转向箱，蜗杆穿过仿形外圈上的螺杆移动内齿圈，当转动手柄时，电机在仿形外圈的带动下沿上部半圆型滑动槽和下部半圆型滑动槽，实现z轴方向的纵向移动；同时连接仿形外圈的上、下滑动槽也可以沿圆形横向滑杠做X方向的横向移动；当上部滑动支架移动到圆形横向滑杠的定位孔时，上部滑动支架上的定位销在弹性装置的作用下插入到圆形横向滑杠上的定位孔内，实现Y 轴上的自动定位。

本发明的主要特征在于它是利用钢轨的轨腰曲线制成与其相同的弓形固定支架，并用这种弓形固定支架与钢轨的轨腰紧密啮合，形成固定电机装置并同时用以夹紧钢轨，从而避开钢轨轨头磨损变形部位的，以圆形横向滑扛为X方向，向下定位销为Y方向，连接电机滑动槽为Z方向的三维快速精准定位技术。

其特征二在于：这种弓形固定支架夹紧装置成对出现，不区分左右方向，其下部有用于钩住轨底的轨底钩，上部和下部都有延伸出去的用于安装电机移动横向滑道的固定支撑，并在这种弓形固定支架的二边设有控制弓形支架移动的定位档，上、下圆形横向滑道之间的中心线即为钢轨钻孔中心线，钻孔电机在上、下圆形横向滑道上沿中心线做X方向移动。

其特征三在于：移动电机的横向滑道为半圆形，其下方有方形加强支撑，上部半圆形横向滑道上有孔间距定位孔，这个孔间距的定位尺寸就是钢轨打孔的标准尺寸，此定位孔与电机仿形外圈上部相连接的电机上部滑动槽上的定位销相对应，当电机沿钢轨钻孔中心线实现X轴方向上移动时，定位销在弹性装置的作用下自动插入横向滑道上的定位孔内，形成钻孔机的Y方向的定位。

其特征四在于：在上部滑动支架和下部滑动支架上都设计有圆形滑道，这个滑道与安装在弓形固定夹紧装置上的横向滑道相同，上部滑动支架的圆形滑道套在上横向滑道上，下部滑动支架圆形滑道套在下部横向滑道上；上部滑动支架与仿形外圈上的上半圆型滑动槽相连，下部滑动支架与仿形外圈上的下半圆型滑动槽相连。

其特征五在于：将钻孔电机固定在仿形外圈内，这个仿形外圈上有上半圆形滑动槽和下半圆形滑动槽以及蜗杆旋转内齿圈，下部滑动支架上有蜗杆转向机构，当蜗杆转动时，蜗杆在内齿圈内转动，带动电机仿形外圈，电机缓步向钢轨钻孔位靠拢，实现钻孔机钻头在Z轴上的定位。

本发明的有益效果是，利用了钢轨的腰部曲线，做成固定支架，避开了钢轨使用后轨头容易产生的变形部位，并设计了横向和纵向滑动槽，使电机在X轴Y轴Z轴三个方向上的快速移动，实现了快速准确定位和精确钻孔；这种钻孔机的显著特点：改变了以往此类钻孔机的固定形式、定位形式和移动形式，克服了其它钻孔机的定位不准确，钻孔误差大的缺陷，是一种新型的设计理念，实现了钢轨的快速定位和精确钻孔，构思巧妙，设计合理。

附图说明

图1是本发明钢轨钻孔机装置的设计结构总示意图。

图2是本发明钢轨钻孔机弓形支架示意图。

图3是本发明钢轨钻孔机弓形装置与吊紧装置连动示意图。

图4是本发明钢轨钻孔机弓形固定支架安装示意图。

图5是本发明钢轨钻孔机电机移动装置组合示意图。

图6是本发明钢轨钻孔机电机移动装置安装固定示意图。

图7是本发明钢轨钻孔机冷却水箱安装示意图。

具体实施方式

从上可以看出整个技术方案的实施过程是：将二个一组的弓形支架用横向滑杠连接成一个整体，在钢轨轨腰的二边形成整体的钻孔电机的固定结构——移动弓形支架，由移动定位挡控制弓形支架移动的距离，当移动定位挡靠近钢轨断面时，锁定移动定位挡，由弓形支架轨底钩钩住钢轨底，同时锁紧吊紧扣，将弓形支架整体机构固定在钢轨上。电机固定在仿形外圈内，仿形外圈上的上半圆型滑动槽与上部滑动支架连接，仿形外圈上的下半圆型滑动槽与下部滑动支架连接，下部滑动支架与螺杆机构形成一体，螺杆机构通过仿形外圈上的螺杆移动内齿圈推动电机，当手柄转动时，电机在螺杆的作用下，向Ｚ轴方向前进，通过上下半圆形滑动槽向钢轨钻孔部位靠拢，钻头中心即钻孔中心；电机通过上、下滑动支架在圆形横向滑杠上作Ｘ轴方向上的移动，上、下二根圆形横向滑杠的中心线，就是Ｘ轴向移动中心线；当上滑动支架移动到圆形横向滑杠的定位孔时，上滑动支架上的定位销在弹性装置的作用下插入到横向滑杠的定位孔内，即为Ｙ轴方向上的定位。这种技术方案最大的特点是改变了其它钢轨钻孔机的固定形式、定位形式和移动形式，具有使用小巧灵活，方便快捷，安全可靠，快速准确，通用性强的显著特点。

下面结合附图和实例来对本发明作进一步说明和描述。

结合附图1，本发明的具体实施的主要部件在图一中表示：１电机，２仿形外圈，３钻头夹具，４钻头，５下部滑动支架，６蜗杆换向箱，７蜗杆，８手柄，９下部圆形横向滑杠，10上部滑动支架，11弓形支架，12弓形支架移动定位挡，13轨底钩，14弓形支架支撑，15冷却水箱支撑，16冷却水箱，17冷却水箱扶手，18右吊紧装置，19左吊紧装置，20水箱出水控制阀，21水箱出水水管，22水箱与钻头连动装置，23定位销，24圆形横向移动滑杠定位孔，25电器控制箱，26仿形外圈蜗杆移动内齿圈，27上部圆形横向滑杠，28仿形外圈上半圆形移动滑槽，29仿形外圈下半圆形移动滑槽，30钢轨。

结合附图2，本发明的具体设计方式是由弓形支架（11）组成固定支架组件，弓形支架（11）上设计有轨底钩（13）和弓形支架移动定位挡（12）及弓形支架支撑（14），下部圆形横向滑杠（9）安装在弓形支架下部，上部圆形横向滑杠（27）安装在弓形支架的上部，上部和下部圆形横向滑杠相同可任意调换，并都设计有圆形横向移动滑杠定位孔（24）。

结合附图3，本发明将附图2组成的弓形固定支架组件分成二组，一组在左，一组在右，用左吊紧装置（18）和右吊紧装置（19）连接，这个连接是活动的，可沿连接轴进行翻转的，形成电机移动固定支架总成后，便于在钢轨上的安装与拆卸。

结合附图4，本发明将附图2，附图3组成的电机移动固定支架总成，安放在钢轨（30）上，用吊紧装置（18）和（19）固定，用弓形支架（11）上的轨底钩（13）钩住钢轨底，使弓形支架（11）与钢轨（30）的轨腰紧密接触，当移动固定支架总成进行钻孔定位时，由弓形支架（11）上的弓形支架移动定位挡（12）确定它的钻孔位置。

结合附图5，本发明将电机（1）固定在仿形外圈（2）内，钻头（4）通过钻头夹具（3）与电机（1）相连，仿形外圈上半圆形移动滑槽（28）嵌入上部滑动支架（10）内，仿形外圈下半圆形移动滑槽（29）嵌入下部滑动支架（5）内，上部滑动支架（10）上设有定位销（23），蜗杆（7）穿过仿形外圈移动内齿圈（26），摇动手柄（8），蜗杆换向箱（6）传动蜗杆（7），通过仿形外圈移动内齿圈（26）带动仿形外圈（2），使电机（1）在上部滑动支架（10）和下部滑动支架（5）之间移动。

结合附图6，本发明是将附图4和附图5组成附图6，在附图6中，将上部滑动支架（10）套在上部圆形横向滑杠（27）上移动，将下部滑动支架（5）套在下部圆形横向滑杠（9）上移动，当上部滑动支架（10）移动到上部圆形横向滑杠定位孔（24）时，上部滑动支架（10）上的定位销（23），插入定位孔（24）中，此时转动手柄（8），此时钻头（4）向钢轨（30）孔位移动靠拢。

结合附图7，在附图6的基础上，将冷却水箱（16）通过冷却水箱支撑（15）套在上部圆形横向滑杠（27）和下部圆形横向滑杠（9）上，安放好水箱与钻头的连动装置（22），打开水箱出水控制阀（20）冷却水通过冷却水管（21）流向钻头（4），冷却水箱随电机的移动而移动。

Claims (6)

1.一种三维快速精确定位钢轨钻孔机，其特征在于利用钢轨的轨腰曲线制成与其相同的弓形固定支架，并用这种弓形固定支架与钢轨的轨腰紧密啮合，形成固定电机装置并同时用以夹紧钢轨，从而避开钢轨轨头的磨损变形部位的三向精准定位的钢轨钻孔装置。

2.如权利要求书1所述的一种三维快速精确定位钢轨钻孔机，其特征在于：这种弓形固定支架夹紧装置成对出现，不区分左右方向，其下部有用于钩住轨底的轨底钩，上部和下部都有延伸出去的用于安装电机移动的圆形横向滑道的固定支撑，并在这种弓形固定支架的二边设有控制弓形支架移动的定位档，向左安装时，用右边定位挡，向右安装时，用左边定位挡；上部、下部圆形横向滑道之间的中心线即为钢轨钻孔中心线，电机在上、下圆形横向滑道上沿X方向移动。

3.如权利要求书1所述的一种三维快速精确定位钢轨钻孔机，其特征在于：移动电机的横向滑道为半圆形，其下方有方形加强支撑，上部半圆形横向滑道上有孔间距定位孔，这个孔间距的定位尺寸就是钢轨打孔的标准尺寸，此定位孔与电机仿形外圈上部相连接的电机上部滑动槽上的定位销相对应，当电机沿钢轨钻孔中心线实现X轴方向上移动时，上部滑动槽上的定位销在弹性装置的作用下自动插入上部半圆形横向滑道上的定位孔内，形成钻孔机的Y方向的定位。

4.如权利要求书1中所述的一种三维快速精确定位钢轨钻孔机，其特征在于：在上部滑动支架和下部滑动支架上都设计有圆形滑道，它与安装在弓形固定夹紧装置上的上部和下部半圆形横向滑道相同，上部滑动支架的圆形滑道套在上部半圆形横向滑道上，下部滑动支架圆形滑道套在下部半圆形横向滑道上；上部滑动支架与仿形外圈上的上半圆滑动槽相连，下部滑动支架与仿形外圈上的下半圆滑动槽相连，二个方向的滑动机构可以同时按不同的方向移动。

5.如权利要求书1所述的一种三维快速精确定位钢轨钻孔机，其特征在于：钻孔电机固定在仿形外圈内，这个仿形外圈上有上半圆形滑动槽和下半圆形滑动槽以及蜗杆旋转内齿圈，下部滑动支架上集成有蜗杆转向机构，当转动蜗杆手柄时，蜗杆在内齿圈内转动，带动电机仿形外圈，电机缓步向钢轨钻孔位靠拢，实现钻孔机钻头在Z轴上的定位，达到钻孔机三向精准定位钻孔的目的。

6.如权利要求书1所述的一种三维快速精确定位钢轨钻孔机，其特征在于：钻孔冷却装置通过连接装置可以和电机连接装置连动，它是通过上、下滑动槽安放在上部和下部半圆形横向滑道上的，也可以和电机移动装置随意互换，不区分钢轨钻孔的右左方向，当从钢轨左边钻孔时，冷却装置就安放在钢轨的右边，反之，安放在左边。