CN106223146A - 开式砂带钢轨高速打磨车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种开式砂带钢轨高速打磨车。该装备由作业车、动力车组成，每节作业车、动力车悬挂若干个开式砂带打磨小车，开式砂带打磨小车由牵引装置、升降装置、行走装置、砂带缠绕结构、驱动力更换结构、导向结构、施压结构等组成；砂带打磨单元通过牵引装置、升降装置与作业车相连，砂带传动机构、驱动力更换机构、导向机构、施压机构组成打磨小车整体。本发明采用开式砂带磨削方式实现钢轨打磨，以列车行走速度作为磨粒切削速度，可实现高速打磨作业，提高了打磨效率；开式结构可延长打磨单元内可用砂带长度；考虑砂带的弹性磨削及其接触方式，可利用接触部件的模式变化实现钢轨打磨目标廓形。
Description
技术领域
本发明涉及钢轨打磨技术领域，尤其涉及一种开式砂带钢轨高速打磨车。
背景技术
普通铁路、高速铁路、地铁等轨道交通方式的钢轨在服役一定周期后，其表面会呈现波磨、裂纹等病害，需定期采用打磨技术清除钢轨表层病害，以保证列车运行的安全性和平稳性。目前市场上的绝大多数钢轨打磨装备的作业速度很低，一般小于18km/h，严重制约了钢轨打磨作业效率的提高，不能充分利用铁路运营的“天窗时间”。当前仅有一种砂轮被动式高速打磨装备，然其仍无法规避砂轮打磨存在的一系列缺点，如：砂轮与钢轨间属于刚性接触、打磨作业开始瞬间易损伤轨面、国内生产的砂轮尚不能完全满足钢轨打磨的要求等，且砂轮被动式旋转容易出现轴承卡死现象，损伤钢轨表面。此外，此种打磨方式仅能依托钢轨的初始廓形进行打磨，无法设定打磨模式以修复钢轨廓形。
因此，为了在高速打磨作业的前提下可以修复钢轨打磨廓形，研发钢轨高速打磨装备已迫在眉睫。
发明内容
本发明的实施例提供了一种开式砂带钢轨高速打磨车，以实现利用砂带对钢轨进行有效的高速打磨，可以克服砂轮高速打磨不能保证廓形的缺陷。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种开式砂带钢轨高速打磨车，该装备由作业车和动力车组成，所述动力车与所述作业车相连，每个所述作业车、动力车悬挂若干个开式砂带打磨小车，所述开式砂带打磨小车包括砂带打磨单元、牵引装置、升降装置和行走装置，所述砂带打磨单元包括砂带、砂带缠绕机构、砂带传动机构和施压机构；
所述牵引装置、升降装置、行走装置与外部列车相连，所述行走装置分别与所述牵引装置、所述升降装置相连接，所述砂带传动机构通过接触部件与列车钢轨连接，所述施压机构对所述砂带、砂带缠绕机构整体施压，所述砂带与钢轨之间以设定的打磨压力接触，开展打磨作业。
进一步地，所述带有操作室的作业车为两节，分别位于所述开式砂带钢轨高速打磨车的两端，实现沿钢轨纵向不同方向的牵引操控，所述闭式砂带打磨小车具备双向打磨作业的能力。
进一步地，所述开式砂带打磨小车通过所述牵引装置、所述升降装置与所述作业车连接，所述作业车为所述开式砂带打磨小车的行走及打磨作业提供动力，拖动所述开式砂带打磨小车实现打磨作业过程。
进一步地，所述牵引装置包括牵引杆、第一连接部件、第二连接部件，所述牵引杆通过所述第一连接部件与所述作业车的固定部件连接，所述牵引杆通过所述第二连接部件与所述砂带打磨小车的主体框架连接，拖动所述砂带打磨小车实现打磨作业过程。
进一步地，所述升降装置包括升降液压机构、第三连接部件和第四连接部件，所述升降液压机构通过所述第三连接部件与所述作业车的固定部件连接，所述升降液压机构通过所述第四连接部件与所述砂带打磨小车的主体框架连接，实现所述砂带打磨小车的上升与下降。
进一步地，所述行走装置包括四个行走轮和两个连接轴，所述行走轮和所述连接轴通过螺栓与所述砂带打磨小车的主体框架连接，实现所述砂带打磨小车的行驶导向。
进一步地，所述砂带打磨小车包括4个砂带缠绕轮和4个驱动电机，所述驱动电机通过离合装置与砂带缠绕轮相连接，同时间段内单轨侧有一个驱动电机工作，驱动卷带轮为砂带运动提供动力，砂带另一端的缠绕轮则作为放带轮使用。
进一步地，所述砂带传动机构包括砂带缠绕轮、导向轮和接触部件，砂带由放带轮经所述导向轮进入所述接触部件，在所述接触部件区域内，砂带与钢轨以一定的压力接触，之后砂带通过所述导向轮缠绕在卷带轮之上。
进一步地，所述砂带与钢轨的接触压紧部件包括接触部件、连接部件、固连部件和施压气缸，所述施压气缸的一端与所述连接部件相连，为打磨作业提供打磨压力，所述施压气缸的另一端固定在机架上，所述接触部件通过所述固连部件锁定，使相邻的两个所述接触部件在两个施压气缸的作用下共同施压。
进一步地，所述砂带打磨单元设置有满足双向打磨的集尘装置，所述集尘装置包括集尘口和集尘导管，所述集尘装置通过固定装置与框架连接，集尘口覆盖砂带与钢轨的接触区域。
进一步地，所述接触部件包括压磨板和单独施压气缸，所述压磨板与砂带背基接触的型面表面附有石墨衬，所述钢轨的横向打磨廓形由多片压磨板包络形成。
进一步地，所述砂带与钢轨的接触部件包括联排的接触轮，所述接触轮的外层附有橡胶层，所述橡胶层的截面轮廓与钢轨打磨目标廓形吻合。
进一步地，所述砂带缠绕轮的卷带、放带更换装置由可移动部件构成，所述可移动部件沿轴线实现远离电机的运动时，切断卷带轮的驱动力，与摩擦阻尼装置连接，变为放带轮以实现放带功能；所述可移动部件沿轴线实现靠近电机的运动时，使放带轮与摩擦阻尼装置脱离，使砂带缠绕轮重新获得驱动力变为卷带轮，为砂带运动提供动力。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例的开式砂带钢轨高速打磨车采用开式砂带磨削方式实现钢轨打磨，以列车行走速度作为磨粒切削速度，可实现高速打磨作业，提高了打磨效率，可充分利用“天窗时间”；开式结构可延长打磨单元内可用砂带长度，规避闭式砂带可用长度有限的缺陷，简化了打磨单元的结构。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的开式砂带钢轨高速打磨车的整车结构视图；
图2为作业车结构视图；
图3为打磨小车侧面结构图；
图4为打磨小车正面结构图；
图5为接触部件的分片压磨板结构图；
图6为接触部件的联排接触轮结构图；
图7为卷带轮更换装置结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本发明实施例提供了一种开式砂带钢轨高速打磨车，下面将开式砂带钢轨高速打磨车称为装备。该装备由作业车和动力车组成，可以实现双向打磨作业，每节作业车、动力车可根据打磨能力需求悬挂若干个开式砂带打磨小车，牵引装置、升降装置、行走装置、砂带缠绕机构、驱动力更换机构、导向机构、施压机构等部件组成，砂带在接触部件的施压下实现砂带与钢轨之间以设定的压力进行打磨。
所述牵引装置、升降装置、行走装置与外部列车相连，所述行走装置分别与所述牵引装置、所述升降装置相连接，所述砂带传动机构通过接触部件与列车钢轨连接，所述施压机构对所述砂带、砂带缠绕机构整体施压，所述砂带与钢轨之间以设定的打磨压力接触，开展打磨作业。
示例性的，图1为本发明实施例提供的开式砂带钢轨高速打磨车的整车结构视图，图2为作业车的结构视图。该装备由作业车(1)、动力车(2)、带有操作室的作业车(3)组成，三者分别悬挂若干个开式砂带打磨小车(4)实现打磨作业，开式砂带打磨小车(4)的具体数量根据打磨装备作业能力及打磨需求确定；动力车(2)位于整个装备的中间位置，为整个装备空程及作业状态的行走提供动力；装备包括两节带有操作室的作业车(3)，分别位于装备的两端，可实现砂带打磨装备的双向操控。
该装备具备双向打磨作业的功能，开式砂带打磨小车(4)具备双向打磨作业的能力，砂带运动、集尘等相关功能附件皆具备能适应双向打磨的要求。
图3为打磨装备的打磨小车侧面结构图，图4为打磨装备的打磨小车正面结构图。所述开式砂带打磨小车(4)通过牵引装置、升降装置与作业车(1)连接，为开式砂带打磨小车(4)的行走及打磨作业提供动力，可拖动开式砂带打磨小车实现打磨作业过程。
所述牵引装置由牵引杆(7)、第一连接部件(6)和第二连接部件(8)组成；牵引杆(7)通过第一连接部件(6)与作业车(1)的固定部件(5)连接；牵引杆(7)通过第二连接部件(8)与开式砂带打磨小车(4)的主体框架(21)连接，可拖动开式砂带打磨小车(4)实现打磨作业过程。
所述升降装置由液压机构(12)、第三连接部件(11)和第四连接部件(13)组成；升降液压机构(12)通过第三连接部件(11)与作业车(1)的固定部件(10)连接；升降液压机构(12)通过第四连接部件(13)与开式砂带打磨小车(4)的主体框架(9)连接，实现开式砂带打磨小车(4)的上升与下降。
所述行走装置包括四个行走轮(14)和两个连接轴(24)，行走轮(14)及其配套的连接轴(24)通过螺栓与主体框架(9)连接，行走轮(14)通过主体框架(21)实现开式砂带打磨小车(4)的行驶导向。
所属打磨装备具有双向打磨作业的功能，开式砂带打磨小车(4)具有4个砂带缠绕轮(17)，砂带缠绕轮皆可以作为卷带轮或放带轮使用；开式砂带打磨小车(4)携有4个驱动电机(25)，驱动电机通过离合装置与砂带缠绕轮相连接，同时间段内单轨侧有一个驱动电机工作，驱动卷带轮为砂带运动提供动力，砂带另一端的缠绕轮则作为放带轮使用。
所述砂带传动机构由砂带缠绕轮(17)、导向轮(22)、接触部件(18)构成，砂带(16)由放带轮(17)经导向轮(22)进入接触部件(18)，在接触部件区域内，砂带与钢轨(15)以一定的压力接触，之后砂带通过导向轮(22)缠绕在卷带轮之上。
所述砂带与钢轨的接触压紧部件由接触部件(18)、连接部件(20)、固连部件(19)、施压气缸(21)组成，施压气缸(21)的一端与连接部件(20)相连，为打磨作业提供打磨压力，施压气缸(21)的另一端固定在机架上；接触部件(18)可通过固连部件(19)锁定，使相邻的两个接触部件(18)在两个施压气缸(21)的作用下共同施压。
所述砂带打磨单元(4)设置有满足双向打磨的集尘装置，集尘装置由集尘口(29)、集尘导管(23)组成；集尘装置通过固定装置与框架连接，集尘口覆盖砂带与钢轨的接触区域，单侧打磨单元配置两条集尘管路，可根据打磨装备运行方向选择适合的集尘管路，满足双向打磨的需求。
图5为打磨装备接触部件的分片压磨板结构图，接触施压部件(18)由压磨板(26)、单独施压气缸(27)组成，压磨板(26)的型面曲线与钢轨打磨目标廓形有关，与砂带背基接触的型面表面附有石墨衬，钢轨的横向打磨廓形由多片压磨板包络形成；压磨板(26)可以实现单独施压以保证打磨目标廓形。
图6为打磨装备接触部件的联排接触轮结构图，所述砂带与钢轨的接触部件可由联排接触轮(28)代替分片压磨板(26)，接触轮的外层附有橡胶层，橡胶层的截面轮廓与钢轨打磨目标廓形吻合，其它施压动作方式与分片压磨板相同。
图7为打磨装备卷带轮更换装置的结构图，砂带缠绕轮的卷带、放带更换装置由可移动部件(29)构成；可移动部件(29)沿轴线实现远离电机的运动时，可切断卷带轮(17)的驱动力，与摩擦阻尼装置(30)连接，变为放带轮以实现放带功能；可移动部件(29)沿轴线实现靠近电机的运动时，可使放带轮与摩擦阻尼装置脱离，使砂带缠绕轮重新获得驱动力变为卷带轮，为砂带运动提供动力。
综上所述，本发明实施例的开式砂带钢轨高速打磨车采用开式砂带磨削方式实现钢轨打磨，以列车行走速度作为磨粒切削速度，可实现高速打磨作业，提高了打磨效率，可充分利用“天窗时间”；开式结构可延长打磨单元内可用砂带长度，规避闭式砂带可用长度有限的缺陷，简化了打磨单元的复杂结构。
考虑砂带的弹性磨削及其接触方式，本发明实施例的开式砂带钢轨高速打磨车可利用接触部件实现钢轨打磨目标廓形，同时具备高速打磨及保证打磨目标廓形的双重功效。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (13)
1.一种开式砂带钢轨高速打磨车，其特征在于，该装备由作业车和动力车组成，所述动力车与所述作业车相连，每个所述作业车、动力车悬挂若干个开式砂带打磨小车，所述开式砂带打磨小车包括砂带打磨单元、牵引装置、升降装置和行走装置，所述砂带打磨单元包括砂带、砂带缠绕机构、砂带传动机构和施压机构；
所述牵引装置、升降装置、行走装置与外部列车相连，所述行走装置分别与所述牵引装置、所述升降装置相连接，所述砂带传动机构通过接触部件与列车钢轨连接，所述施压机构对所述砂带、砂带缠绕机构整体施压，所述砂带与钢轨之间以设定的打磨压力接触，开展打磨作业。
2.根据权利要求1所述的开式砂带钢轨高速打磨车，其特征在于，所述带有操作室的作业车为两节，分别位于所述开式砂带钢轨高速打磨车的两端，实现沿钢轨纵向不同方向的牵引操控，所述闭式砂带打磨小车具备双向打磨作业的能力。
3.根据权利要求1所述的开式砂带钢轨高速打磨车，其特征在于，所述开式砂带打磨小车通过所述牵引装置、所述升降装置与所述作业车连接，所述作业车为所述开式砂带打磨小车的行走及打磨作业提供动力，拖动所述开式砂带打磨小车实现打磨作业过程。
4.根据权利要求1所述的开式砂带钢轨高速打磨车，其特征在于，所述牵引装置包括牵引杆、第一连接部件、第二连接部件，所述牵引杆通过所述第一连接部件与所述作业车的固定部件连接，所述牵引杆通过所述第二连接部件与所述砂带打磨小车的主体框架连接，拖动所述砂带打磨小车实现打磨作业过程。
5.根据权利要求1所述的开式砂带钢轨高速打磨车，其特征在于，所述升降装置包括升降液压机构、第三连接部件和第四连接部件，所述升降液压机构通过所述第三连接部件与所述作业车的固定部件连接，所述升降液压机构通过所述第四连接部件与所述砂带打磨小车的主体框架连接，实现所述砂带打磨小车的上升与下降。
6.根据权利要求1所述的开式砂带钢轨高速打磨车，其特征在于，所述行走装置包括四个行走轮和两个连接轴，所述行走轮和所述连接轴通过螺栓与所述砂带打磨小车的主体框架连接，实现所述砂带打磨小车的行驶导向。
7.根据权利要求2所述的开式砂带钢轨高速打磨车，其特征在于，所述砂带打磨小车包括4个砂带缠绕轮和4个驱动电机，所述驱动电机通过离合装置与砂带缠绕轮相连接，同时间段内单轨侧有一个驱动电机工作，驱动卷带轮为砂带运动提供动力，砂带另一端的缠绕轮则作为放带轮使用。
8.根据权利要求1所述的开式砂带钢轨高速打磨车，其特征在于，所述砂带传动机构包括砂带缠绕轮、导向轮和接触部件，砂带由放带轮经所述导向轮进入所述接触部件，在所述接触部件区域内，砂带与钢轨以一定的压力接触，之后砂带通过所述导向轮缠绕在卷带轮之上。
9.根据权利要求8所述的开式砂带钢轨高速打磨车，其特征在于，所述砂带与钢轨的接触压紧部件包括接触部件、连接部件、固连部件和施压气缸，所述施压气缸的一端与所述连接部件相连，为打磨作业提供打磨压力，所述施压气缸的另一端固定在机架上，所述接触部件通过所述固连部件锁定，使相邻的两个所述接触部件在两个施压气缸的作用下共同施压。
10.根据权利要求2所述的开式砂带钢轨高速打磨车，其特征在于，所述砂带打磨单元设置有满足双向打磨的集尘装置，所述集尘装置包括集尘口和集尘导管，所述集尘装置通过固定装置与框架连接，集尘口覆盖砂带与钢轨的接触区域。
11.根据权利要求9所述的开式砂带钢轨高速打磨车，其特征在于，所述接触部件包括压磨板和单独施压气缸，所述压磨板与砂带背基接触的型面表面附有石墨衬，所述钢轨的横向打磨廓形由多片压磨板包络形成。
12.根据权利要求10所述的开式砂带钢轨高速打磨车，其特征在于，所述砂带与钢轨的接触部件包括联排的接触轮，所述接触轮的外层附有橡胶层，所述橡胶层的截面轮廓与钢轨打磨目标廓形吻合。
13.根据权利要求8所述的开式砂带钢轨高速打磨车，其特征在于，所述砂带缠绕轮的卷带、放带更换装置由可移动部件构成，所述可移动部件沿轴线实现远离电机的运动时，切断卷带轮的驱动力，与摩擦阻尼装置连接，变为放带轮以实现放带功能；所述可移动部件沿轴线实现靠近电机的运动时，使放带轮与摩擦阻尼装置脱离，使砂带缠绕轮重新获得驱动力变为卷带轮，为砂带运动提供动力。
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