CN110809654B - 用于压实轨道道碴床的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过捣固单元(1)压实轨道道碴床(2)的方法，所述捣固单元(1)包括两个相对定位的捣固工具(6)，在捣固操作过程中，通过振动而致动的所述捣固工具(6)下降到所示轨道道碴床(2)中，并且通过挤压运动朝向彼此运动。根据本发明，提出了指定与进入所述轨道道碴床(2)中的穿入时间(13)相关的至少一个可变的振动参数(16,23)，直到所述捣固工具(6)达到所需的穿入深度。

Description

用于压实轨道道碴床的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于通过捣固单元压实轨道道碴床的方法，所述捣固单元包括两个相对定位的捣固工具，在捣固操作过程中，通过振动而致动的所述捣固工具下降到轨道道碴床中，并且通过挤压运动朝向彼此运动。另外，本发明涉及一种用于执行所述方法的装置。
背景技术
用于捣固轨枕的捣固单元是已公知的，例如，根据AT 500 972 B1或AT 513 973B1已公知。作用在所述捣固工具上的振动可以通过偏心轴以机械方式产生或通过线性电机中的液压脉冲产生。
AT 515 801 B1描述了一种通过捣固单元压实轨道道碴床的方法，其中，待显示道碴床硬度的质量数字(
Figure GDA0003477447130000011
ziffer)。为此目的，记录与挤压路径相关的挤压缸的挤压力，并且通过由此导出的能量消耗来限定特征数字(Kennziffer)。但是，由于没有考虑系统中损失的大量能量部分，所以该特征数据的信息价值不大。另外，在捣固操作过程中实际上引入道碴中的总能量仍无法实现对道碴床状况的可靠评估。此外，为了确定能量优化的振幅或频率，必须首先确定上部结构(Oberbau)，这对捣固过程的时间和成本有非常大的影响。
发明内容
本发明的目的是针对开头所述类型的方法和设备对现有技术提出改进。
根据本发明，该目的通过第一方面所述的方法和第二方面所述的设备来实现。
根据第一方面，提供了一种用于通过捣固单元压实轨道道碴床的方法，所述捣固单元包括两个相对定位的捣固工具，在捣固操作过程中，通过振动而致动的所述捣固工具下降到所述轨道道碴床中，并且通过挤压运动朝向彼此运动，所述方法的特征在于，指定与进入所述轨道道碴床中的穿入时间相关的至少一个可变的振动参数，直到所述捣固工具达到所需的穿入深度。以此方式，实现所述捣固工具的能量优化穿入。在此，所述振动参数随着穿入时间的增加而自动变化，以使穿入过程总是与实际道碴床的状况相匹配。因此，最初不必确定上部结构及其道碴床硬度或阻力。基于穿入时间，即可得出关于道碴床硬度的结论。
为此目的，在所述方法的一个简单实施例中，振动参数通过存储在控制系统中的图表和/或曲线进行改变。据此，通过很少的计算，即可对振动参数进行快速调整。
另外，有利的是，振动参数与穿入时间的指定相关性实时地变化。这样，可以对特定条件做出快速反应，例如：振动参数随着穿入时间的增加而更加快速地增加。另外，工作机器的操作员总是可以针对捣固操作的规格进行实时优化。
有利的是，将增加的振幅指定为振动参数。在具有低阻力的松散的道碴床(新层)的情况下，小的振幅足以使捣固工具穿入。对于这种松散的道碴床，不必增加振幅。捣固单元的质量足以使捣固工具下降至所需的工作深度。在硬的道碴床(使用时间长)的情况下，由于道碴具有更高的阻力，因此捣固工具执行穿入操作的时间更长。振幅随着穿入时间而增加以抵消并克服更高的穿入阻力。
进一步的改进提供了将可变频率指定为振动参数。所述频率随着穿入时间而变化对于所述捣固单元具有能量优化的效果。例如，在松散的道碴床的情况下，可以保持较小的频率。只有对于硬的道碴床，频率及因此需消耗的能量才随着穿入时间的增加而增加。
另外，有利的是，将穿入时间以及为了穿入轨道道碴床而消耗的能量记录在评估装置中。由于记录每个穿入过程过程中所需的能量，因此生成可以用来进一步优化维护周期的简单文档。
根据本发明的第二方面的用于执行前述任一方法的所述设备包括捣固单元，所述捣固单元包括两个相对定位的捣固工具，所述捣固工具分别经由枢转臂联接至液压挤压驱动器和振动驱动器，其中，在控制系统中指定至少一个振动参数与穿入时间的相关性。
在此，有利的是，提供评估装置，用于记录穿入时间和/或消耗的能量。通过记录和评估，所述捣固单元的能量平衡得到持续改进。
所述设备的进一步改进提出，将控制系统设计为智能控制装置，以便自动地调整振动参数与穿入时间的指定相关性，以实现能量优化。例如，可以将智能控制装置设计为具有学习能力，以便在能量优化中包含以前记录的捣固操作。
另外，有利的是，将控制系统耦合至操作单元，以便实时地改变振动参数与穿入时间的指定相关性。因此，操作员依然可以在每个捣固过程期间干涉对捣固单元的控制，并且进而干涉捣固操作。
附图说明
以下将参考附图以示例的方式描述本发明。附图中：
图1示出了捣固单元的示意图；
图2示出了最佳穿入行为(Eindringverhalten)的示意图。
具体实施方式
图1以简化的方式示出了捣固单元1，捣固单元1用于压实位于轨道4的轨枕3下方的轨道道碴床2，捣固单元1具有可下降的工具支架5和若干对两两相对定位的捣固工具6。每个捣固工具6经由枢转臂7联接至液压挤压驱动器8，该液压挤压驱动器8同时用作振动驱动器9。枢转臂7分别具有上枢转轴10，液压挤压驱动器8支撑在上枢转轴10上。相应的枢转臂7安装在工具支架5上，以围绕下枢转轴11旋转。这样的捣固单元1旨在用于安装在能够在轨道4上运动的轨道捣固机中，或安装在捣固卫星小车中。
图2中以示意图12示出了捣固工具6在穿入过程期间的振动曲线。穿入时间13在横坐标轴上示出。纵坐标轴示出捣固工具6的振动摆动14(振动)的值。振动摆动14的包络曲线15示出了振幅16的曲线。在本示例中，该曲线15示出了振幅16，振幅16作为可变的振动参数随着穿入时间13而变化。
特别地，振幅16基于曲线15与穿入时间13相关地增加，直到达到所需的穿入深度为止(振幅16是穿入时间13的函数)。这样，能量优化的振动振幅16随着穿入时间13并因此随着道碴床2的阻力而进行自动预设。不必提前确定上部结构及其道碴床的硬度。例如，图2中所示的曲线15示出了线性曲线。
在该示意图中，两条竖直线17和18分别示出了达到规定的穿入深度。第一竖直线17对应于具有低阻力的松散的道碴床2。在此，经过短的穿入时间13之后，穿入操作已经完成，同时保持小的振幅16。
第二竖直线18对应于具有高阻力的硬的道碴床2。经过更长的穿入时间13，振幅16随着曲线15而增加，直到在捣固工具6达到最大摆动时穿入过程完成为止。在更硬的道碴床2的情况下，穿入过程消耗更长的时间，因此最佳振幅16被自动地预设。
例如，曲线15作为函数或以表格形式存储在控制系统19的存储单元中。另外，若干曲线15也可以被存储，其中通过操作单元20可做出选择或可以修改参数。利用智能控制装置，可以对预设曲线15进行自动地实时调整。在此，例如，对目前已经执行的穿入过程进行评估，以优化由捣固工具6为了执行穿入而消耗的能量。也可以得出有关道碴床2的状况的结论。
对预设曲线15进行调整也可以跟形状有关。例如，可以使振幅16在线性增加期间的增加开始点21和增加结束点22移动。振动参数的非线性变化也可以是有用的，以便以最佳方式对现有状况(bestehende Bedingungen)作出反应(例如：正弦形增加)。另外，对于振幅16和频率或周期时间23彼此匹配的变更规格是有利的，以在穿入过程期间优化捣固工具6的振动运动。
为此，设备包括评估装置24，评估装置24耦合至控制系统19。例如，通过该评估装置24，确定穿入过程所需的能量。在此，在通过挤压缸产生液压振动的情况下，机械性能的关系如下：
Pmech＝p0.Q
p0…液压供应压力[bar]；
Q…挤压缸所需的体积流
Figure GDA0003477447130000041
可以使用下列公式对挤压缸的体积流进行评估：
Q＝(AA+AB).a.f
AA…挤压缸的大面积，[m2]；
AB…挤压缸的小面积，[m2]；
a…挤压缸的振幅16，[m]；
f…振动运动的频率，
Figure GDA0003477447130000042
每个穿入过程执行穿入所需的能量的计算结果如下：
Figure GDA0003477447130000051
t0…穿入时间13的开始点[s]；
ttauch…穿入时间13的结束点[s]。
利用具有用于产生振动的偏心驱动器的捣固单元，最初可按上述方式指定振动频率。在振幅16可调整的变型中，也可以指定与穿入时间13相关的振动频率(参见申请人的文件编号为A 60/2017的奥地利专利申请或编号为AT 517 999 A1的申请)。

Claims (10)

1.一种用于通过捣固单元(1)压实轨道道碴床(2)的方法，所述捣固单元(1)包括两个相对定位的捣固工具(6)，在捣固操作过程中，通过振动而致动的所述捣固工具(6)下降到所述轨道道碴床(2)中，并且通过挤压运动朝向彼此运动，其特征在于，指定与进入所述轨道道碴床(2)中的穿入时间(13)相关的至少一个可变的振动参数(16,23)，直到所述捣固工具(6)达到所需的穿入深度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述振动参数(16,23)通过存储在控制系统(19)中的图表和/或曲线(15)进行改变。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述振动参数(16,23)与所述穿入时间(13)的指定相关性实时地变化。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将增加的振幅(16)指定为振动参数。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将可变频率或周期时间(23)指定为振动参数。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述穿入时间(13)以及为了穿入所述轨道道碴床(2)而消耗的能量记录在评估装置(24)中。
7.一种用于执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法的设备，所述设备具有捣固单元(1)，所述捣固单元(1)包括两个相对定位的捣固工具(6)，所述捣固工具(6)分别经由枢转臂(7)联接至液压挤压驱动器(8)和振动驱动器(9)，其特征在于，在控制系统(19)中指定至少一个振动参数(16,23)与穿入时间(13)的相关性。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，提供评估装置(24)，用于记录所述穿入时间(13)和/或消耗的能量。
9.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，将所述控制系统(19)设计为智能控制装置，以便自动地调整所述振动参数(16,23)与所述穿入时间(13)的指定相关性，以实现能量优化。
10.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，将所述控制系统(19)耦合至操作单元(20)，以便实时地改变所述振动参数(16,23)与所述穿入时间(13)的指定相关性。
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