CN110528344B - 一种打磨架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及打磨机构技术领域，公开了一种打磨架，包括主架，和固定在其上的悬架；所述悬架具有一根自转杆，并转动连接主架上，悬架可以自转杆为轴转动；所述悬架的下方铰接悬吊作业装置；所述作业装置与悬架、主架成形为多连杆机构。本发明的打磨架结构简单，工作稳定。打磨装置在本发明的打磨架控制下，打磨作业中，可覆盖轨顶较宽的区域，使得打磨高效有序。本打磨架可对打磨装置的多种姿态进行调整，可以实现多姿态调整打磨作业，使得打磨作业变得更加灵活。同时增加了打磨装置对轨顶的覆盖区域(面积)。

Description

一种打磨架

技术领域

本发明涉及打磨机构技术领域，特别是涉及一种打磨架。

背景技术

钢轨打磨主要是通过打磨机械或打磨列车对钢轨头部滚动表面进行打磨，以消除钢轨表面不平顺、轨头表面缺陷，使轨头轮廓(如图1)恢复到原始设计要求，从而实现减缓钢轨表面缺陷的发展、提高钢轨表面平滑度，进一步达到改善旅客乘车舒适度，降低轮/轨噪音，延长钢轨使用寿命的目的。钢轨打磨按照采用的方法和欲达到的目的可分为修复性打磨和预防性打磨两大类。修复性打磨工作主要在钢轨表面病害达到一定程度以致影响列车运行安全时进行。

为了提高钢轨的使用寿命，从20世纪80年代开始，预防性打磨逐步得到推广应用。国外发展的打磨策略主要是预防性打磨，这种打磨策略是在轨头裂纹开始扩展前将裂纹萌生区打磨掉，防止接触疲劳型打磨的产生和发展，因此能有效地消除或控制钢轨表面缺陷、保证钢轨表面状态和良好的外形，能最大限度地延长钢轨的使用寿命。

钢轨打磨中会采用到打磨装置，打磨装置上通常会安装打磨架。现有的打磨架由于结构限制，使打磨装置对钢轨顶面的覆盖面窄。同时，打磨架的结构不灵活，也不方便调整。

发明内容

本发明旨在提供一种打磨架，以解决现有技术中的上述技术问题，通过多连杆机构调节打磨装置的姿态，实现对打磨装置作业的复杂姿态控制，打磨作业能覆盖轨顶较宽区域。

本发明采用的技术方案为：

一种打磨架，包括主架，和固定在其上的悬架；所述悬架具有一根自转杆，并转动连接主架上，悬架可以自转杆为轴转动；所述悬架的下方铰接悬吊作业装置；所述作业装置与悬架、主架成形为多连杆机构。

根据本发明提供的上述打磨架，进一步改进，所述作业装置为打磨装置，打磨装置的两端具有转动件支撑座，转动件支撑座上固定有相对布置的支耳，其中一个支耳与悬架铰接，另一个支耳铰接有第一伸缩件，伸缩件的另一端铰接至主架。

根据本发明提供的上述打磨架，进一步改进，所述主架、悬架、打磨装置、第一伸缩件成形为四连杆机构。

根据本发明提供的上述打磨架，进一步改进，所述悬架为四边框机构，其自转轴相对一侧为绕转动杆转动的翻转杆，翻转杆的两端为转动连接，其可自转；所述翻转杆两端的下部均固定连接有拉杆，拉杆与支耳铰接。

根据本发明提供的上述打磨架，进一步改进，所述拉杆与自转杆之间铰接有第二伸缩件。

根据本发明提供的上述打磨架，进一步改进，所述四边框机构的自转轴、翻转轴两端均固定连接有相对设置的端杆，端杆与主架之间铰接有第三伸缩件。

根据本发明提供的上述打磨架，进一步改进，所述第三伸缩件、第二伸缩件设于端杆的两侧。

根据本发明提供的上述打磨架，进一步改进，所述打磨装置包括转动件，转动件的中部设有打磨固定架，打磨固定架外周上固定有多组成列排布的打磨单元；所述转动件一端的外周设有转动件旋转锁死机构，转动件旋转锁死机构的内部设有锁死离合机构；所述转动件的另一端设有驱动其转动的驱动机构。

根据本发明提供的上述打磨架，进一步改进，所述转动件旋转锁死机构包括固定套设在转动件外的锁死筒体，锁死筒体内壁与转动件外圆面之间设置有在预紧力作用下通过端面齿啮合连接的齿盘组；所述齿盘组包括可在转动件上沿长度方向移动的动齿盘，及固定套设在转动件上的定齿盘；所述动齿盘的外圆面与锁死筒体的内壁为限制住动齿盘转动的键连接。

根据本发明提供的上述打磨架，进一步改进，所述锁死离合机构包括套设在锁死筒体与转动件之间的旋转轴套，旋转轴套外周与齿盘组内部成形有空腔，空腔内穿设有分离时/分离后厚度增加，并克服预紧力将齿盘组分离的离合环组件。

本发明的有益效果是：

打磨装置在本发明的打磨架控制下，打磨作业中，可覆盖轨顶较宽的区域，使得打磨高效有序。本打磨架可对打磨装置的多种姿态进行调整，可以实现多姿态调整打磨作业，使得打磨作业变得更加灵活。同时增加了打磨装置对轨顶的覆盖区域(面积)。

附图说明

图1是钢轨轨头轮廓的结构示意图；

图2是本发明优选实施例的结构示意图；

图3是图2中部分零部件的视图；

图4是图3的侧视图；

图5是打磨装置的结构示意图；

图6是打磨装置的爆炸示意图(局部)；

图7是打磨示意图(局部，省略部分零件)；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图7所示

实施例一

本发明提供了一种打磨架，包括主架18，和固定在其上的悬架；所述悬架具有一根自转杆19，并转动连接主架18上，悬架可以自转杆19为轴转动；所述悬架的下方铰接悬吊作业装置；所述作业装置与悬架、主架18成形为多连杆机构。

多连杆机构的自由度较高，可以直接带动控制悬架和其上的打磨装置20姿态偏转，偏转中又会受到限制，对偏状动作补偿，防止偏转过度。

所述作业装置为打磨装置20，打磨装置20的两端具有转动件支撑座6，转动件支撑座6上固定有相对布置的支耳，其中一个支耳与悬架铰接，另一个支耳铰接有第一伸缩件26，伸缩件的另一端铰接至主架18。

所述主架18、悬架、打磨装置20、第一伸缩件26成形为四连杆机构。

四连杆机构为三自由度机构，灵活性更高，可以灵活控制打磨装置20姿态调整。

所述悬架为四边框机构，其自转轴相对一侧为绕转动杆转动的翻转杆22，翻转杆22的两端为转动连接，其可自转；所述翻转杆22两端的下部均固定连接有拉杆23，拉杆23与支耳铰接。

所述拉杆23与自转杆19之间铰接有第二伸缩件24。

所述四边框机构的自转轴、翻转轴两端均固定连接有相对设置的端杆25，端杆25与主架18之间铰接有第三伸缩件21。

所述第三伸缩件21、第二伸缩件24设于端杆25的两侧。

关于四边框机构，四边框机构可绕自转轴转动，当然转动幅度受到多连杆机构组件的限制而范围有限，主要是受到第三伸缩件21的限制。另外，四边框机构在转动中，其翻转杆22在第二伸缩件24的限制下会在一定范围内自转。

第一伸缩件26、第二伸缩件24、第三伸缩件21为液压杆、气压杆的一种或多种。

第一伸缩件26、第二伸缩件24、第三伸缩件21在伸长或者缩短的时候(当然伸长缩短的长度比较小)，带动多连杆机构有一定的偏转，和细微的形状变化，其姿态发生轻微的变化，从而灵活调整打磨装置20的作业姿态，覆盖轨顶区域更广，利于全面打磨钢轨。

关于打磨装置20：

一种打磨装置20，包括转动件7，转动件7的中部设有打磨固定架8，打磨固定架8外周上固定有多组成列排布的打磨单元9；所述转动件7一端的外周设有转动件7旋转锁死机构，转动件7旋转锁死机构的内部设有锁死离合机构；所述转动件7的另一端设有驱动其转动的驱动机构。

打磨单元9包括安装体，安装体上安装有多个可自由滚动的磨石，多个磨石沿转动件7的长度方向排布，磨石为倾斜安装，即磨石的轴心线与转动件7的轴心线具有夹角，优选为45度。多个磨石分为多组，每组磨石的安装方向一致，但相邻两组磨石的安装方向相反。这样磨石在滚动打磨切削钢轨时，能提供最大切削力。

所述转动件7旋转锁死机构包括固定套设在转动件7外的锁死筒体3，锁死筒体3内壁与转动件7外圆面之间设置有在预紧力作用下通过端面齿啮合连接的齿盘组；所述齿盘组包括可在转动件7上沿长度方向移动的动齿盘4，及固定套设在转动件7上的定齿盘5；所述动齿盘4的外圆面与锁死筒体3的内壁为限制住动齿盘4转动的键连接。

所述齿盘组中部开设有避让孔，方便动齿盘4和定齿盘5的安装。

动齿盘4只可以在转动件7的轴心线方向上移动，其不能周向转动。

所述键连接为花键连接，锁死筒体3的内壁成形有内花键，动齿盘4的外圆成形有与内花键适配的外花键。

所述内花键的键槽和外花键的键，其长度方向同转动件7的轴心线。

花键连接可以锁止动齿盘4、定齿盘5(定齿盘5与动齿盘4啮合时)及转动件7在圆周方向上转动。将内花键的键槽长度设置较长，动齿盘4可以借助其外花键在内花键的键槽内滑动。

所述锁死离合机构包括套设在锁死筒体3与转动件7之间的旋转轴套14，旋转轴套14外周与齿盘组内部成形有空腔，空腔内穿设有分离时/分离后厚度增加，并克服预紧力将齿盘组分离的离合环组件。

所述离合环组件为其组件相对旋转时，组件分离且离合环组件的整体厚度增加的旋转离合环组件。

所述旋转离合环组件包括主动离合环16及从动离合环15，主动离合环16和从动离合环15的接触面通过榫卯结构连接。

所述从动离合环15与主动离合环16的接触面上，分别对应开设有多个环形排列的凹槽、凸块；凹槽与凸块相互配合，且主动离合环16旋转方向上的啮合面为倾斜设置。

转动件7旋转锁死机构及锁死离合机构的原理参见本发明的工作原理。

所述齿盘组的一端固定设置有弹性件2，弹性件2套设在旋转轴套14与锁死筒体3之间，弹性件2外周与锁死筒体3为键连接。

所述弹性件2为弹簧组件，其包括相对设置的弹簧固定环，两个弹簧固定环之间固定有环状排布的多根弹簧。

所述弹簧为矩形弹簧，矩形弹簧的两端分别固定连接两个弹簧固定环。

所述弹簧固定环滑动穿设在转动件7上，弹簧固定环的外圆成形有与内花键适配的外花键，弹簧固定环与锁死筒体3为花键连接。

弹簧组件借助其中部的通孔穿设在转动件7的外周上，在多根均匀排布的弹簧的弹力作用下，为齿盘组啮合提供稳定有效且均匀施力的预紧力。本弹簧组件的弹簧优先选用劲度系数高的矩形弹簧，能够提供较大且稳定的弹力，有助于齿盘组工作稳定。

弹簧固定环与锁死筒体3之间的键连接为花键连接，其结构及原理同动齿盘4与锁死筒体3之间的花键连接，不再赘述。

所述锁死筒体3上设置有弹性件2的一端固定连接有弹簧固定端盖1，用于固定限制住弹性件2。

所述旋转轴套14外配置有驱动其转动的驱动机构。

驱动机构包括固定套设在旋转轴套14和转动件7外周上的从动齿轮13，及啮合连接的主动齿轮17，主动齿轮17通过电机11驱动。

转动件7上，从动齿轮13的外侧面设置有从动齿轮固定端盖12，用于固定限制住从动齿轮13。

所述转动件7的一端或两端设置有转动件支撑座6。

所述转动件支撑座6包括支撑筒体，其内穿设所述转动件7，支撑筒体与转动件7之间嵌入固定有滚动轴承。

转动件支撑座6的设置可以提高转动件7转动的稳定性(平稳性)。另外，为达到上述转动稳定性的目的，转动件7与旋转轴套14之间嵌入固定有至少一个滚动轴承。

打磨装置20的工作原理：

定齿盘5固定在转动件7(或旋转件或主轴)上，当转动件7转动时，会跟着一起转动。而动齿盘4在弹簧件的弹性力下压紧啮合定齿盘5上，动齿盘4不能在圆周方向上转动，此时即完成转动件7的锁死(转动件7不能转动)。动齿盘4是通过花键把扭矩传递到锁死筒体3上的，而锁死筒体3是固定的，完成力传递，动齿盘4不能转动。由于安全上的考虑，本发明的转动件7的锁死机构采用常闭设计，因此正常工作情况下转动件7是不能旋转的。

也就是说，本打磨装置20在工作中，转动件7为锁死状态，此时打磨固定架8上其中一列打磨单元9在打磨装置20前移的带动下边转动边打磨其经过的钢轨。

当需要维护更换打磨单元9时，锁死离合机构能够快速解锁转动件7的锁死状态，转动件7在驱动机构的带动下转动并将打磨固定架8上另一列打磨单元9翻转至钢轨上方，之后转动件7旋转锁死机构锁死转动件7，该列打磨单元9在打磨装置20的牵引下继续作业。

锁死-解锁具体工作情况为，离合环组件的主动离合环16及从动离合环15在结合状态，其结合处的凹槽与凸块相互配合且扣合在一起。主动离合环16与从动离合环15的间距几乎为零。此时，转动件7旋转锁死机构锁死旋转件，旋转件不能转动(齿盘组在预紧力下端面齿啮合)，打磨单元9在正常作业中。驱动机构带动旋转轴套14转动时，其可以带动主动离合环16同步转动，主动离合环16及从动离合环15缓慢分离，带动其结合处的凹槽与凸块缓慢分离，分离中主动离合环16与从动离合环15的间距增大，也就是离合环组件的整体厚度增大。增大的离合环组件可以克服促使齿盘组啮合连接的预紧力，使得齿盘组的动齿盘4和定齿盘5分离(动齿盘4在离合环组件的推动下远离定齿盘5并分离脱开)。由于定齿盘5与转动件7固定连接，故此时，转动件7在驱动机构的带动下自由转动一定角度，将另一列打磨单元9翻转至钢轨上方的工作位置。需要说明的是离合环组件的整体厚度增厚的情况，及定齿盘5的位移，应与齿盘组端面齿的齿高相适配，至少要大于端面齿齿高。

当需要锁死转动件7时，旋转轴套14继续转动，主动离合环16及从动离合环15结合处的凹槽与凸块再次扣合在一起，主动离合环16与从动离合环15的间距恢复原始状态，也就是离合环组件的整体厚度恢复至原始厚度；此时，预紧力释放，动齿盘4趋向定齿盘5移动并与定齿盘5通过端面齿啮合在一起，将转动件7锁死，转动件7不再自由转动。另外，旋转轴套14在旋转中，应注意与定齿盘5的转动相适配，避免转动件7经过一定转动后，定齿盘5与动齿盘4啮合出现偏差。

最后，该列打磨单元9随转动件7被锁死，不能转动，继续打磨作业。

实施例二

上述实施例一中的打磨架还可以有如下改进。

主架18也为框架结构，具体为四边框。主架18整体为长方形，其长边分别成对布置有悬架及安装在悬架上的打磨装置20。打磨装置20是对应铁轨的宽度而设置的。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当更不是限制本发明的专利范围；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；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

上文中各附图标记表示的零部件名称如下：

弹簧固定端盖1、弹性件2、锁死筒体3、动齿盘4、定齿盘5、转动件支撑座6、转动件7、打磨固定架8、打磨单元9、电机11、从动齿轮固定端盖12、从动齿轮13、旋转轴套14、从动离合环15、主动离合环16、主动齿轮17、主架18、自转杆19、打磨装置20、第三伸缩件21、翻转杆22、拉杆23、第二伸缩件24、端杆25、第一伸缩件26。

Claims (7)

1.一种打磨架，其特征在于：包括主架，和固定在其上的悬架；所述悬架具有一根自转杆，并转动连接主架上，悬架以自转杆为轴转动；所述悬架的下方铰接悬吊作业装置，作业装置为打磨装置；所述作业装置与悬架、主架成形为多连杆机构；

所述打磨装置包括转动件，转动件的中部设有打磨固定架，打磨固定架外周上固定有多组成列排布的打磨单元；所述转动件一端的外周设有转动件旋转锁死机构，转动件旋转锁死机构的内部设有锁死离合机构；所述转动件的另一端设有驱动其转动的驱动机构；所述转动件旋转锁死机构包括固定套设在转动件外的锁死筒体，锁死筒体内壁与转动件外圆面之间设置有在预紧力作用下通过端面齿啮合连接的齿盘组；所述齿盘组包括可在转动件上沿长度方向移动的动齿盘，及固定套设在转动件上的定齿盘；所述动齿盘的外圆面与锁死筒体的内壁为限制住动齿盘转动的键连接；所述锁死离合机构包括套设在锁死筒体与转动件之间的旋转轴套，旋转轴套外周与齿盘组内部成形有空腔，空腔内穿设有分离时/分离后厚度增加，并克服预紧力将齿盘组分离的离合环组件；所述离合环组件为其组件相对旋转时，组件分离且离合环组件的整体厚度增加的旋转离合环组件；所述旋转离合环组件包括主动离合环及从动离合环，主动离合环和从动离合环的接触面通过榫卯结构连接；所述从动离合环与主动离合环的接触面上，分别对应开设有多个环形排列的凹槽、凸块；凹槽与凸块相互配合，且主动离合环旋转方向上的啮合面为倾斜设置；所述齿盘组的一端固定设置有弹性件，弹性件套设在旋转轴套与锁死筒体之间。

2.根据权利要求1所述的打磨架，其特征在于：所述，打磨装置的两端具有转动件支撑座，转动件支撑座上固定有相对布置的支耳，其中一个支耳与悬架铰接，另一个支耳铰接有第一伸缩件，第一伸缩件的另一端铰接至主架。

3.根据权利要求2所述的打磨架，其特征在于：所述主架、悬架、打磨装置、第一伸缩件成形为四连杆机构。

4.根据权利要求1所述的打磨架，其特征在于：所述悬架为四边框机构，其自转轴相对一侧为绕转动杆转动的翻转杆，翻转杆的两端为转动连接，其可自转；所述翻转杆两端的下部均固定连接有拉杆，拉杆与支耳铰接。

5.根据权利要求4所述的打磨架，其特征在于：所述拉杆与自转杆之间铰接有第二伸缩件。

6.根据权利要求4所述的打磨架，其特征在于：所述四边框机构的自转轴、翻转轴两端均固定连接有相对设置的端杆，端杆与主架之间铰接有第三伸缩件。

7.根据权利要求6所述的打磨架，其特征在于：所述第三伸缩件、第二伸缩件设于端杆的两侧。