CN1066509C - 校正轨道位置用的线路作业机械 - Google Patents

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Abstract

校正轨道位置用的线路作业车，包括一个支承在轨行机构上的机架，上面装有校正轨道侧向位置用的拨道驱动机构(13)。机械还配备有能在轨道上滚行的测量小车(24～26)。测量小车与作为基准的机架(7)以及测值传感器(32、33、34)一起，组成一个测取轨道实际位置用的基准系统(30)。沿作业方向位于基准系统(30)前端和后端的测量小车(24、26)配备有横向倾斜测量装置(37、38)。此外还有一个压力传感器(39)，用以测定拨道驱动机构(13)的拨道力。

Description

校正轨道位置用的线路作业机械
本发明涉及一种校正轨道位置用的线路作业机械。
AT394742号专利介绍的一种校正轨道位置用的捣固车，已为人们所知。这种机械利用端部支承在轨行机构上的机架作为机械本身基准系统的基准，用以测出轨道位置的误差。
另外，US5113767号专利也公开了一种在两个轨行机构之间装有动力稳定机组的动力稳定车。为了测出轨道标高和侧向位置的误差，机械有一套自己的基准系统。这套基准系统主要由沿机械纵向相隔一定距离的、能在轨道上滚行的测量小车和拨正与抄平铜弦组成。可供选择的一个结构形式中，也可采用动力稳定车的机架，作为拨道基准系统的基准。
US5172637号专利介绍了另一种动力稳定车，在它的基准系统中的前面和中间的测量小车分别装有横向电子摆，用以测定轨道的横向位置。这样，在结合使用计程装置的情况下，就可以将前面测量小车范围内测到的轨道横向位置，错开时间提供给位于轨道作业范围内的第二个测量小车作为基准。这样，尽管轨道经过动力稳定机组的作业而有所下沉，但仍可保存以前所测的轨道横向位置。
最后，US4655142号专利也公开了一种线路捣固车。这种捣固车装有拨正与抄平钢弦的基准系统，其前后测量小车上分别装有测定轨道横向位置用的电子摆。利用后面的第二个电子摆可以测出有时出现的轨道位置的残余误差，然后利用对起道装置进行反向控制的方法，可以最大限度地消除这个残余误差。
本发明的目的是要提出一种校正轨道位置用的线路作业机械。要求这种机械的基准系统能以机架为基准以改善测量的准确性。
根据本发明的校正轨道位置用的线路作业机械，包括支承在轨行机构上的机架，上面装有校正轨道侧向位置用的拨道驱动机构。机械还配备有能在轨道上滚行的测量小车。测量小车与作为基准的机架以及测值传感器一起，组成一个测取轨道实际位置用的基准系统。并且，依作业方向位于基准系统前端和后端的测量小车配备有横向倾斜测量装置和压力传感器，用以测定拨道驱动机构的拨道力。
将这些特点这样结合起来，就可在结构增加有限的情况下，全部消除以机架为基准时必然出现的结构误差。因此本发明为测定轨道侧向误差提供了一个简化的而又准确的基准系统。所谓简化主要表现在利用了现成的非常稳定的机械部分，也就是利用了机架作为基准，而放弃了使用因作业机组横向运动而有时受到妨碍的拨正钢弦。采用横向倾斜测量装置可彻底校正在轨道缓和曲线上出现的不准确性。与此同时利用压力传感器还可以完全校正拨道力特别大的时候机架可能出现影响测量结果的弯曲。因此，即使在这种极端情况下，也可认为基准系统具有很高的准确性。
下文将利用图示的结构实例进一步阐明本发明。附图中：
图1为根据本发明的线路捣固车形式的线路作业机械；
图2、3和4为图1所示捣固车在测量小车处(见切割线Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ)放大的横断面图；
图5为校正轨道侧向误差用的、由机架、测值传感器和测量小车组成的基准系统的示意俯视图；
图6为电路简图。
图1所示线路作业机械1是一部线路捣固整平拨正机。机械有机架7，利用两个轨行机构2、3能在一条由钢轨4、5和轨枕6组成的轨道上走行。箭头8所示为机械1的作业方向。机架7的前方装有驱动装置与动力供应装置9，以及驱动机械前面轨行机构2用的走行驱动机构10。
机械1配备有起拨道机组11，它与机架7铰接在一起，通过液压式起道驱动机构12其高度可以调节。另外，利用液压式拨道驱动机构13还能调节起拨道机组的侧向位置。起拨道机组11的前端还铰接在机架7的一个悬臂14上。起拨道机组11为每根钢轨4、5配备有两个带缘拨道滚轮15和四个起道滚轮16，作为校正轨道位置的机具，成对地布置在钢轨4、5的两侧，以便以滚轮夹钳的方式夹持钢轨轨头的内外侧。此外，机械1还为每根钢轨配备了一套与机架7相连的、通过液压式高度调节驱动机构17能升能降的捣固机组18(图中以简化形式示出)。机架7后端设有操作室19，其中装有控制装置20，用以控制校正轨道位置的机具。
为了测定轨道标高，机械1有一套标准的抄平基准系统21。这个系统为每根钢轨4、5分别设置了由张紧的铜绳组成的抄平基准线22，其前端通过立杆23与在未经校正的轨道上滚行的测量小车24相连，其后端则通过立杆23与在校正后的轨道上滚行的测量小车26相连。在起拨道机组11与捣固机组18之间还有一个沿轨道滚行的测量小车25。这个测量小车25与测值传感器27(每根钢轨一个)相连。测值传感器的叉形接触杆以公知的方式与相应的抄平基准线22一起动作。测值传感器27提供的测定值(此值表示测量小车25处的轨道位置与代表轨道给定标高的抄平基准线22之间的高度差)用于直接或间接控制起道驱动机构12，然后由起道驱动机构利用起拨道机组11的起道滚轮16，将轨道抬高到给定标高。机架7的前后端分别有横向倾斜测量装置28、29与机架相连。
图2、3和4特别介绍了校正轨道侧向位置用的另一基准系统30。这套基准系统30包括作为基准的机架7，利用带缘滚轮31在钢轨4、5上滚行的测量小车24、25和26，以及测值传感器32、33和34。通过相应的加长件40直接与机架7相连的测值传感器32、33和34均为旋转式电位计。利用测值传感器的钢绳35能使旋转式电位计的可调部分围绕一根垂直的或水平的轴线转动。每根测值传感器钢绳35直接与测量小车24、25、26相连，形成一个固定点36。也可以用无接触式测量装置代替上述电位计。
前后测量小车24、26分别配备有横向倾斜测量装置37、38。所有测量小车24至26均用公知的方法(在此不作进一步介绍)紧靠在两根钢轨4、5中的一根钢轨(基准轨)上，以消除轮缘和钢轨之间的游隙。
测值传感器32、33和34的铜绳35位于钢轨顶面以上大约420毫米处，因此在弯道的缓和曲线或超高递减斜坡上将因固定点36侧向偏转而产生8毫米以下的误差。这个偏转误差可以用这种方法消除，就是利用横向倾斜测量装置37、38测定的前后测量小车24、26的横向倾斜数值并对拨道装置进行补偿。中间的测量小车25可一并使用抄平基准系统21的外轨超高给定值。
测值传感器钢绳35的所有固定点36均位于同一高度上(对轨行机构2、3的车轮与钢轨接触点所形成的水平基准面41而言)，也就是说位于一个与基准面平行的平面上。这样就可以保证机架7横向倾斜时，所有三个固定点36均有相同的侧向偏差。在这种情况下也完全可以避免发生测量误差。
借助示意图5可表明各种数学关系。与图1至4介绍的结构不同，测值传感器32、33和34分别装在测量小车24、25、26上，而相应的测值传感器钢绳35则与机架7相连。这样做，对本发明的基准系统30的作用原理并无影响。测值传感器32至34与机架7，确切地说与固定点36沿机械横向的距离，分别用Vm(前测量点)、Hm(后测量点)和Ra(拨道偏差)表示。L表示前测量小车24与后测量小车26之间的距离。a为后测量小车26与中间测量小车25之间的距离，b为前测量小车24与中间测量小车25之间的距离，从中得出下列关系式：
不同机械的基准系统常数K=b/L
平均测定值Mm=(Hm-Vm)·K+Vm
如果基准系统30位于一条非常直的轨道上(校正零位时)，就会出现下列条件式：
[ ( H m - V m ) · K + V m ] - R a ( = ^ M m ) = 0
为校正轨道位置所需的拨道值(或移动值)Rm由下列等式求出(弯道上的正矢h计算在内)：
Rw=h-[(Hm-Vm)·K+Vm]-Ra
如果校正了零位，则机架7的偏转或平行移动对测定拨道值没有影响。校正零位时，所有测量小车24至26均处于一个轨道平面上，其中钢轨4、5是非常准确的直线。所有测量小车24～26均贴靠在沿作业方向的右侧钢轨4上。此时拨道驱动机构13是无压控制的。轨道可能埋在混凝土内而不能移动。利用第一个校正电位计将拨道值的读数调整到零，然后用最大的拨道力启动左侧拨道驱动机构13。如因机架7发生侧向弯曲而使拨道值发生误差，就利用第二个校正电位计将读数校正到零值。两次零位校正之间的拨道力由压力传感器39测取，然后进行线性的补偿，使拨道值在自动补偿拨道力对机架7造成的弯曲的情况下能得到正确显示。上述操作过程应对右侧拨道驱动机构13重复进行。如因机架7的抗扭曲刚度过低，可利用设在端部的横向倾斜测量装置37或38测出扭曲度，然后在计算拨道值时用于进行补偿。
使用本发明的基准系统30校正轨道位置时，其优点如下：
因不使用钢弦或激光弦，所以不会影响机械1的作业机具。
道岔捣固车的前后测量小车需进行费时的钢弦跟踪调整没有必要了。
捣固机组可以安全地超出轨道中心线横向移动。
基准系统30可以用经过考验的、普通的机械与电气部件组装而成。简单的旋转式测值传感器对测取测定值完全够用。
在斜坡上和弯道上因钢绳下垂造成的测量误差不复存在。
如图6所示，利用差分元件42求出前后测值传感器32、34之间的差值(Hm-Vm)，然后用匹配元件43将差值乘以基准系统常数K。用另一差分元件44(同样用于校正总的零值)求出对中间测值传感器33测出的拨道偏差Ra的差值。与此同时用横向倾斜测量装置37、38，或用另一个属于抄平基准系统21的测量装置45测定相应测量小车24、25、26的横向倾斜。在测量装置后面的匹配元件46内，根据横向倾斜引起的固定点36的侧向偏移，对测定值进行相应的调制。在另一些匹配元件47、48内，用各种不同结构所决定的系数a/L或b/L对测定值进行调制。用另一个差分元件49求出拨道力的数值(比如利用压力差的方法)。最后，将差分元件50内相加和校正的测定值输入液压的伺服电路，以便在启动拨道驱动机构13以后，对轨道的侧向位置作必要的校正。与此同时将会显示相应的拨道数值。
也可以用人们已知的动力稳定机组代替捣固机组18，作为校正轨道侧向位置用的设备。

Claims (7)

1、一种校正轨道位置用的线路作业机械，包括支承在轨行机构上的机架(7)，上面装有校正轨道侧向位置用的拨道驱动机构(13)；能在轨道上滚行的测量小车(24～26)；所述的测量小车与作为基准的机架(7)以及测值传感器(32、33、34)一起，组成一个测取轨道实际位置用的基准系统(30)，其特征在于：沿作业方向位于基准系统(30)前端和后端的测量小车(24、26)配备有横向倾斜测量装置(37、38)，以及一用以测定拨道驱动机构(13)的拨道力的压力传感器(39)。
2、根据权利要求1所述的机械，其特征在于：所述的压力传感器(39)与位于拨道驱动机构(13)范围内的测量小车(25)的测值传感器(33)连接在一起，以根据拨道力自动调整零值。
3、根据权利要求1或2所述的机械，其特征在于：所述的机架(7)的垂直加长件(40)分别与一个具有测值传感器钢绳(35)的旋转式电位计形式的测值传感器(32～34)相连，测值传感器钢绳(35)与相应的测量小车(24～26)相连以形成一固定点(36)。
4、根据权利要求3所述的机械，其特征在于：测值传感器钢绳(35)的所有固定点(36)在测量小车(24、25、26)上，对轨行机构(2、3)的车轮在钢轨上的接触点所形成的水平基准面而言，均位于同等高度上。
5、根据权利要求1所述的机械，其特征在于：机架(7)的前后端分别装有与机架相连的、测量横向倾斜用的装置(28、29)。
6、采用根据权利要求1的线路作业机械基准系统的测值传感器测定轨道侧向位置误差的方法，其特征在于：根据轨道的横向倾斜和侧向移动轨道的拨道力对测值传感器的零位校正进行补偿。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：根据机架(7)的偏转对测值传感器的零位校正进行进一步补偿。
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