CN111088733A - 一种移动式新能源智能钢轨在线整修设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动式新能源智能钢轨在线整修设备，包括一节动力车和至少一节作业车，一节动力车与一节作业车通过连接杆相连接，或者，一节动力车与连挂编组的多节作业车通过连接杆相连接，动力车为整修设备提供牵引动力，作业车实现整修设备的钢轨在线整修作业。本发明的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，其动力系统采用受电弓从接触王取电或蓄电池供电的方式，具有噪音低、节能环保的特点；其作业系统配置作业前后各一套检测装置，可存储和分析检测数据，提供最优铣削策略；整车采用模块化设计，可根据需求实现多节作业车编组和多套整修装置组合使用。

Description

一种移动式新能源智能钢轨在线整修设备

技术领域

本发明涉及铁路养护机械设计与制造技术领域，具体涉及一种移动式新能源智能钢轨在线整修设备。

背景技术

现有技术中，钢轨在线整修设备大部分为打磨或者内燃机驱动的铣削设备，没有新能源（受电弓+蓄电池）驱动的钢轨在线整修设备：

公告号为CN104863029B的中国发明专利提供了一种移动式钢轨铣削车，包括相互连接的作业车和动力车，作业车包括作业车车架，作业车车架关于其横向中心轴对称，作业车车架上部的右侧装有前司机室，前司机室的左侧装有空压机间，空压机间内装有空压机；空压机间左侧装有电气间，电气间的左侧装有刀架更换间，作业车车架的中部沿车体横向设置“∩”形开口，作业车还包括粗铣单元和精铣单元；该移动式钢轨铣削车对钢轨进行粗铣后还进一步进行精铣，有效提高了钢轨的修复效果，作业过程中没有使用打磨手段来实现对钢轨损伤或缺陷进行修复，环境污染小。

公开号为CN107386022A的中国发明专利申请公开了一种移动式地铁钢轨在线铣削车，包括使用可快速拆分连接杆相互连接的粗铣车和精铣车；粗铣车包括粗铣车车架，粗铣车车架关于其横向中心轴对称；粗铣车车架上部装有前司机室、会议间；会议间、电气间、粗铣间；粗铣间的左侧装有刀具维修间，精铣车车架上部的左侧装有后司机室、动力间、液压间、精铣间，精铣间包括精铣单元；该移动式地铁钢轨在线铣削车对钢轨进行粗铣后进一步进行精铣，有效提高钢轨的修复效果，作业过程中没有使用打磨手段来实现对钢轨损伤或缺陷进行修复，环境污染小，能够适应地铁环境并满足小于14吨轴重的特点。

公开号为CN106141765A的中国发明专利申请公开了一种用于钢轨整修的铣削装置，包括铣削系统、定位系统、纵向进给系统、机架和与机架连接的横向进给系统，铣削系统包括铣刀组件，铣刀组件的铣刀面与钢轨的上表面接触，定位系统包括定位靴，定位靴的下表面与钢轨的上表面接触，纵向进给系统包括油缸与纵向伺服进给装置，纵向伺服进给装置纵向设置于铣削系统上，纵向伺服进给装置的下端面与定位靴的上表面连接，以调整定位靴的下表面对钢轨的上表面的压力，油缸设置于横向进给系统上且与铣削系统连接，以通过带动铣削系统纵向移动，根据定位靴的下表面对钢轨的上表面的压力，调整铣刀组件的铣刀面对钢轨上表面的压力，从而改变铣刀组件对钢轨的进刀深度。

公告号为CN104911965B的中国发明专利提供了一种移动式钢轨铣削车的粗铣装置，机身装有主传动装置，主传动装置输出端连接至铣盘的驱动轴，机身还连接液压驱动垂直移动和定位装置，液压驱动垂直移动和定位装置还连接电动水平移动和定位装置，铣盘固装在机身上，铣盘的圆周方向上装有刀架，刀架上固定有铣刀；该移动式钢轨铣削车的粗铣装置不仅能够对钢轨进行一次成型的轨形修整，而且由于铣削刀头是由安装在铣盘上的组合式刀架构成，因此在刀片局部损坏时不需要拆下整个铣盘，只需拆下和更换损坏部分的刀架，节省成本且更换方便。

公开号为CN101353878A的中国发明专利提供了一种移动式钢轨铣削车的精铣装置，包括至少一个刀具架，该刀具架连接铣削驱动装置，刀具架下端还装有铣削头，铣削驱动装置的输出端通过机械传动装置与铣削头的驱动轴连接，刀具架一侧还连接液压驱动垂直移动和定位装置以及一组电动水平移动和定位装置，每组液压驱动垂直移动和定位装置与所述电动水平移动和定位装置连接，电动水平移动和定位装置用于定位所述铣刀的水平位置；该移动式钢轨铣削车的精铣装置不仅能够对粗铣过的钢轨进行再次精细的轨形修整，而且由于不使用打磨方式进行钢轨的二次修整，环境污染小，并且由于刀具架可绕回转轴旋转，铣刀架及其刀片更换方便。

钢轨在线整修设备作为铁路运营钢轨病害预防和修理的高效大型养路机械，可消除严重波磨、肥边等病害，有效改善轮轨关系，提高列车运行安全性和舒适性，提高钢轨寿命，延长换轨周期，具有较高经济性。目前的整修设备均为内燃动力驱动方式；钢轨整修策略往往根据工人经验而定，整修合理性具有不确定性；且现有整修设备模块化设计不够优化。因而有必要设计一种环保节能、智能铣削策略、模块化的移动式在线钢轨整修设备，实现可多节连挂编组以提高一遍铣削能力，适应不同病害钢轨，提高整修效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种移动式新能源智能钢轨在线整修设备，该设备采用一节动力车和一节作业车，也可由一节动力车和一节以上作业车连挂组成；动力车提供该设备的牵引动力，作业车提供该设备的钢轨在线整修作业功能；设备通过整修装置可消除严重波磨、肥边、侧磨等病害，有效改善轮轨关系，提高列车运行安全性和舒适性，提高钢轨寿命，延长换轨周期。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明提供一种移动式新能源智能钢轨在线整修设备，包括一节动力车，还包括至少一节作业车；所述作业车连接所述动力车，所述动力车为整修设备提供牵引动力，所述作业车实现整修设备的钢轨在线整修作业；一节动力车与一节作业车通过连接杆相连接，或者，一节动力车与连挂编组的多节作业车通过连接杆相连接。

优选的是，所述动力车包括动力车车架，所述动力车车架上布置有动力车司机室和动力车功能间，所述动力车车架下布置有检测装置I、动力转向架、逆变模块、受电弓、制动电阻和空气制动系统。

在上述任一技术方案中优选的是，所述动力车司机室包括自走行控制台I、检测系统终端操作台I、蓄电池管理系统、消防系统受电弓取电系统和空调系统。

在上述任一技术方案中优选的是，所述动力车功能间包括电气模块、蓄电池系统、检测系统处理主机I和工作间，各部件对称布置。

在上述任一技术方案中优选的是，所述动力车功能间与所述动力车司机室采用贯通式设计。

在上述任一技术方案中优选的是，所述检测装置I布置在动力车司机室下面，其包括存储和/或分析模块I。

在上述任一技术方案中优选的是，所述动力转向架配置有直接电驱模块或液压驱动模块。

在上述任一技术方案中优选的是，一组逆变模块前后对称布置于动力车车架下。

在上述任一技术方案中优选的是，一组制动电阻前后对称布置于动力车车架下。

在上述任一技术方案中优选的是，所述作业车包括作业车车架，所述作业车车架上布置有铁屑收集系统、液压系统、电气系统、作业车司机室、钢轨圆周铣削装置、钢轨端面或端面+圆周复合铣削装置和检测系统处理主机II，所述作业车车架下布置有作业转向架、钢轨整修装置、检测装置II。

在上述任一技术方案中优选的是，所述铁屑收集系统包括铁屑仓、空气系统、铁屑收集管路和铁屑收集口。

在上述任一技术方案中优选的是，所述铁屑仓内部中间沿轨道方向设有一用于过人的拱形贯通通道。

在上述任一技术方案中优选的是，所述液压系统布置于作业车车架两侧，中间设计贯通通道。

在上述任一技术方案中优选的是，所述电气系统布置于作业车车架两侧，中间设计贯通通道。

在上述任一技术方案中优选的是，所述作业车司机室包括自走行控制台II、检测系统终端操作台II、蓄电池管理系统、消防系统、作业控制操作台和空调系统。

在上述任一技术方案中优选的是，所述作业转向架配置有直接电驱模块或液压驱动模块。

在上述任一技术方案中优选的是，所述检测装置II布置在作业车司机室下面，其包括存储和/或分析模块II。

在上述任一技术方案中优选的是，所述钢轨圆周铣削装置包括基座I、进给系统I、主轴驱动系统I和铣刀盘I，基座I用于一套或多套钢轨圆周铣削装置和作业车车架的连接。

在上述任一技术方案中优选的是，所述钢轨端面或端面+圆周复合铣削装置包括基座II、进给系统II、主轴驱动系统II和铣刀盘II，基座II用于一套或多套钢轨端面或端面+圆周复合铣削装置和作业车车架的连接。

本发明的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，可以包括一节动力车和一节作业车，也可由一节动力车和一节以上作业车连挂组成。动力车提供该设备的牵引动力，作业车提供该设备的钢轨在线整修作业功能。设备通过钢轨整修装置可消除严重波磨、肥边、侧磨等病害，有效改善轮轨关系，提高列车运行安全性和舒适性，提高钢轨寿命，延长换轨周期。

本发明的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，所述动力车由受电弓从接触网取电或蓄电池供电的方式，提供整套设备动力源；受电弓取电方式和蓄电池供电方式可根据需求独立或间歇交替工作，也可实现两者无缝切换工作。

本发明的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，所述作业车通过对钢轨进行圆周铣削、端面铣削、圆周+端面复合铣削，可实现三种铣削独立或组合的作业方式，实现对轻伤、重伤钢轨或新修钢轨的修理性或预防性维护。

本发明的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，所述两套或者三套钢轨整修装置对钢轨进行圆周铣削、端面铣削、圆周+端面复合铣削，可实现三种铣削独立或组合的作业方式，实现对轻伤、重伤钢轨或新修钢轨的修理性或预防性维护。

本发明的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，适用有砟铁路线路整修，也适用于无砟铁路线路整修。

与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益效果：

本发明提供的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，其动力系统采用受电弓从接触王取电或蓄电池供电的方式，具有噪音低、节能环保的特点；

本发明提供的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，其作业系统配置作业前后各一套检测装置，可存储和分析检测数据，提供最优铣削策略；

本发明提供的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，整车采用模块化设计，可根据需求实现多节作业车编组和多套整修装置组合使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为按照本发明的移动式新能源智能钢轨在线整修设备的一优选实施例的设备编组示意图；

图2为按照本发明的移动式新能源智能钢轨在线整修设备的图1所示实施例的动力车主视图；

图3为按照本发明的移动式新能源智能钢轨在线整修设备的图1所示实施例的动力车俯视图；

图4为按照本发明的移动式新能源智能钢轨在线整修设备的图1所示实施例的作业车主视图；

图5为按照本发明的移动式新能源智能钢轨在线整修设备的图1所示实施例的作业车俯视图；

图6为按照本发明的移动式新能源智能钢轨在线整修设备的图1所示实施例的动力传动示意图；

图7为按照本发明的移动式新能源智能钢轨在线整修设备的图1所示实施例的圆周铣削装置示意图；

图8为按照本发明的移动式新能源智能钢轨在线整修设备的图1所示实施例的端面或端面+圆周复合铣削装置示意图。

附图标记：

1、动力车，2、作业车I，3、作业车II；

11、动力车司机室，12、动力车功能间，13、动力转向架，14、受电弓，15、逆变模块，16、检测装置I；

111、自走行控制台I，112、检测系统终端操作台I，121、电气模块，122、蓄电池系统，123、检测系统处理主机I；

21、铁屑收集系统，22、液压系统，23、电气系统，24、作业车司机室， 25、作业转向架，26、圆周铣削装置，27、钢轨端面或断面+圆周复合铣削装置，28、检测装置II，29、检测系统处理主机II；

241、自走行控制台II，242、检测系统终端操作台II，243、作业控制操作台；

261、基座I，262、进给系统I，263、主轴驱动系统I，264、铣刀盘I；

271、基座II，272、进给系统II，273、主轴驱动系统II，274、铣刀盘II。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

为了克服钢轨整修设备在现有技术中所存在的内燃动力驱动方式、根据工人经验确定整修策略、整修合理性具有不确定性、整修设备模块化设计不够优化等问题，本发明实施例提出一种环保节能、智能铣削策略、模块化的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，可以实现可多节连挂编组以提高一遍铣削能力，适应不同病害钢轨，提高整修效率。

本实施所述的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，包括一节动力车和一节或一节以上的作业车；一节动力车与一节作业车通过连接杆相连接，或者，一节动力车与连挂编组的多节作业车通过连接杆相连接；动力车是动力源，为整修设备提供牵引动力；单节作业车具备独立的液压系统、控制系统、走行系统、铁屑收集系统、钢轨整修装置等，可多节作业车连挂编组实现整修设备的钢轨在线整修作业。

以下结合图1至8，以一节动力车和一节/两节连挂作业车组成的移动式新能源智能钢轨在线整修设备为例，具体说明设备结构、特点和工作原理。

移动式新能源智能钢轨在线整修设备由动力车1、作业车I 2（或作业车II 3）组成。动力车1与作业车I 2（或作业车II 3）通过连接杆实现连接。

本实施例所述的动力车1包括动力车车架，动力车车架上布置有动力车司机室11和动力车功能间12，动力车车架下布置有检测装置I 16、动力转向架13、逆变模块15、受电弓14、制动电阻、空气制动系统等。动力车1由受电弓14从接触网取电或蓄电池供电的方式，提供整套设备动力源。受电弓14取电方式和蓄电池供电方式可根据需求独立或间歇交替工作，也可实现两者无缝切换工作。

其中：

动力车司机室11包括自走行控制台I 111、检测系统终端操作台I 112、蓄电池管理系统、消防系统受电弓取电系统、空调系统等。

动力车功能间12包括电气模块121、蓄电池系统122、检测系统处理主机I 123、工作间等，动力车功能间12各功能部件采用对称布置，动力车功能间12与动力车司机室11采用贯通设计。

检测装置I 16布置在动力车司机室11下面，其包括存储和/或分析模块I。检测装置I布置在动力车司机室下面，同时检测钢轨左右股波磨、廓形、磨耗等数据，并可根据需求增加钢轨探伤模块，用于作业前或作业后的钢轨检测，检测数据可传至电脑端存储和分析，检测数据提供钢轨在线整修策略，实现智能整修。

动力转向架13配置有直接电驱模块或液压驱动模块，动力车转向架可根据需求配置直接电驱或液压驱动两种方式。

一组逆变模块15前后对称布置于动力车车架下。

一组制动电阻前后对称布置于动力车车架下。

空气制动系统提供制动、维护、作业等用风。

本实施例所述的作业车I 2（或作业车II 3）包括作业车车架，作业车车架上布置有铁屑收集系统21、液压系统22、电气系统23、作业车司机室24（针对一节以上的多节作业车，作业车司机室布置在最后一节车上）、一套（或两套）钢轨圆周铣削装置26、钢轨端面或端面+圆周复合铣削装置27和检测系统处理主机II 29，作业车车架下布置有作业转向架25、钢轨整修装置、检测装置II 28。作业车I 2（或作业车II 3）通过对钢轨进行圆周铣削、端面铣削、圆周+端面复合铣削，可实现三种铣削独立或组合的作业方式，实现对轻伤、重伤钢轨或新修钢轨的修理性或预防性维护。

其中：

铁屑收集系统21包括铁屑仓、空气系统、铁屑收集管路、铁屑收集口等。

铁屑仓内部中间沿轨道方向设有一用于过人的拱形贯通通道。

液压系统22布置于作业车车架两侧，中间设计贯通通道。

电气系统23布置于作业车车架两侧，中间设计贯通通道。

作业车司机室24包括自走行控制台II 241、检测系统终端操作台II 242、蓄电池管理系统、消防系统、作业控制操作台243、空调系统等。

作业转向架25配置有直接电驱模块或液压驱动模块，作业转向架可根据需求配置直接电驱或液压驱动两种方式。

两套或者三套钢轨整修装置对钢轨进行圆周铣削、端面铣削、圆周+端面复合铣削，可实现三种铣削独立或组合的作业方式，实现对轻伤、重伤钢轨或新修钢轨的修理性或预防性维护。

检测装置II 28布置在作业车司机室24下面，其包括存储和/或分析模块II。检测装置II布置在司机室下面，同时检测钢轨左右股波磨、廓形、磨耗等数据，并可根据需求增加钢轨探伤模块，用于作业前或作业后的钢轨检测，检测数据可传至电脑端存储和分析，检测数据提供钢轨在线整修策略，实现智能整修。

如图7所示，一套（或两套）钢轨圆周铣削装置26包括基座I 261、进给系统I 262、主轴驱动系统I 263、铣刀盘I 264等，基座I261用于一套或两套钢轨圆周铣削装置和作业车车架的连接。

如图8所示，一套（或两套）钢轨端面或端面+圆周复合铣削装置27包括基座II271、进给系统II 272、主轴驱动系统II 273、铣刀盘II 274等，基座II 271用于一套或两套钢轨端面或端面+圆周复合铣削装置和作业车车架的连接。

本实施所述移动式新能源智能钢轨在线整修设备的技术方案适用有砟铁路线路整修，也适用于无砟铁路线路整修。

本实施例所述方案的动力传动如图6所示，电池管理系统通过蓄电池组连接高压柜，或者，接触网受电弓取电连接高压柜，采用双动力系统，动力系统采用受电弓从接触王取电或蓄电池供电。

走行实施例：如图4所示，整修设备动力系统由受电弓14、蓄电池系统122、逆变模块15、动力转向架13、作业转向架25等组成。如图6所示，动力系统走行包括以下几种实现方式：1）接触网→受电弓14→电气模块121→逆变模块15→ 动力转向架13→牵引电机→齿轮箱带动轮对旋转，实现设备高速走行；2）接触网→受电弓14→电气模块121→逆变模块15→作业逆变模块2→作业转向架25→牵引电机→齿轮箱带动轮对旋转，实现设备作业走行；3）蓄电池系统122→电气模块121→逆变模块15→ 动力转向架13/作业转向架25→牵引电机→齿轮箱带动轮对旋转，实现设备应急高速走行。

整修实施例：如图4所示，整修设备作业系统由铁屑收集系统21、液压系统22、电气系统23、一套或两套钢轨圆周铣削装置26、一套钢轨端面或端面+圆周复合铣削装置27、作业控制操作台243等组成。如图6所示，整修作业包括以下几种实现方式：1）接触网→受电弓14→电气模块121→逆变模块15→电气系统23/作业控制操作台243→一套或两套钢轨圆周铣削装置26/一套钢轨端面或端面+圆周复合铣削装置27，实现设备整修功能；2）蓄电池系统122→电气模块121→逆变模块15→电气系统23/作业控制操作台243→一套或两套钢轨圆周铣削装置26/一套钢轨端面或端面+圆周复合铣削装置27，实现设备整修功能。

智能整修实施例：智能整修系统由检测装置16、检测系统处理主机123、检测系统终端操作台112、检测装置28、检测系统处理主机29、检测系统终端操作台242、作业控制操作台243、进给系统262、主轴驱动系统263、圆周铣削装置264、进给系统272、主轴驱动系统273、圆周铣削装置274等组成。如图6所示，智能整修实现方法为：检测系统终端操作台112和（或）检测系统终端操作台242控制检测装置16和检测装置28通过光学或接触等方法采集钢轨波磨、廓形等数据，传输至检测系统处理主机123和（或）检测系统处理主机29进行数据存储、分析和对比，并给出最佳作业参数，通过作业控制操作台243控制进给系统262、主轴驱动系统263、圆周铣削装置264、进给系统272、主轴驱动系统273、圆周铣削装置274等的位移、转速等实现智能修整。

本实施例提供的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，关键在于，蓄电池和受电弓在作业工况下的无缝切换。

本实施例提供的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，关键在于，作业走行采用电驱方式。动力系统采用受电弓从接触王取电或蓄电池供电的方式，具有噪音低、节能环保的特点。

本实施例提供的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，关键在于，作业前后配置检测装置实现智能铣削策略。作业系统配置作业前后各一套检测装置，可存储和分析检测数据，提供最优铣削策略。

本实施例提供的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，关键在于，整车采用模块化设计，可根据线路需求或用户需求，实现多节作业车编组和多套整修装置使用。

以上所述仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非是对本发明的范围进行限定；以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围；在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的任何修改、等同替换、改进等，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种移动式新能源智能钢轨在线整修设备，包括一节动力车，还包括至少一节作业车，所述作业车连接所述动力车，所述动力车为整修设备提供牵引动力，所述作业车实现整修设备的钢轨在线整修作业，其特征在于：一节动力车与一节作业车通过连接杆相连接，或者，一节动力车与连挂编组的多节作业车通过连接杆相连接。

2.如权利要求1所述的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，其特征在于：所述动力车包括动力车车架，所述动力车车架上布置有动力车司机室和动力车功能间，所述动力车车架下布置有检测装置I、动力转向架、逆变模块、受电弓、制动电阻和空气制动系统。

3.如权利要求2所述的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，其特征在于：所述动力车司机室包括自走行控制台I、检测系统终端操作台I、蓄电池管理系统、消防系统受电弓取电系统和空调系统。

4.如权利要求2所述的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，其特征在于：所述动力车功能间包括电气模块、蓄电池系统、检测系统处理主机I和工作间，各部件对称布置。

5.如权利要求2所述的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，其特征在于：所述动力车功能间与所述动力车司机室采用贯通式设计。

6.如权利要求2所述的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，其特征在于：所述检测装置I布置在动力车司机室下面，其包括存储和/或分析模块I。

7.如权利要求2所述的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，其特征在于：所述动力转向架配置有直接电驱模块或液压驱动模块。

8.如权利要求2所述的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，其特征在于：一组逆变模块前后对称布置于动力车车架下。

9.如权利要求2所述的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，其特征在于：一组制动电阻前后对称布置于动力车车架下。

10.如权利要求1所述的移动式新能源智能钢轨在线整修设备，其特征在于：所述作业车包括作业车车架，所述作业车车架上布置有铁屑收集系统、液压系统、电气系统、作业车司机室、钢轨圆周铣削装置、钢轨端面或端面+圆周复合铣削装置和检测系统处理主机II，所述作业车车架下布置有作业转向架、钢轨整修装置、检测装置II。

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