CN111088735A - 钢轨打磨设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢轨打磨设备，包括：机架；电力供给装置；砂带打磨装置；和动力提供装置。本发明提供的钢轨打磨设备采用砂带作为打磨工具，打磨时砂带与钢轨表面实际接触区域大，提高了打磨效率；接触轮橡胶层和砂带自身特性使得砂带和钢轨在打磨作业时为柔性接触，可以降低打磨设备振动对打磨质量的影响，提高了打磨质量；采用波磨滚轮结构，打磨时能进一步有效消除钢轨波磨；打磨装置的偏转采用摆动导槽和导槽螺母来完成，结构紧凑，操作简便；同时采用电动方式进行打磨，作业环保无污染。

Description

钢轨打磨设备

技术领域

本发明涉及铁路养护设备技术领域，尤其涉及一种钢轨打磨设备。

背景技术

铁路钢轨长时间运行容易出现波磨(corrugation)，影响列车运行的平稳性及舒适度，因此需要对钢轨进行打磨以消除或减轻波磨。

传统消除或减轻波磨的打磨设备多采用砂轮进行打磨。但砂轮与钢轨的接触属于刚性接触，因此震动大。另外，由于波磨损伤的特殊性，波磨的波峰和波谷不易被消除，因此，现有钢轨砂轮打磨设备需要在设备的两侧安装辊轮来辅助进行打磨。这导致钢轨砂轮打磨设备的尺寸较大，不便于操作、运输和安置。同时现有打磨设备使用内燃机作为动力源，自身震动大，不利于消除波磨，还会产生噪声和污染。

发明内容

本发明的实施例提供了一种钢轨打磨设备，其不仅实现对钢轨波磨的有效打磨，且设备尺寸不大，便于操作和运输。

为了实现上述目的，本发明的钢轨打磨设备，包括：机架，用于布置钢轨打磨设备的各个装置或为其提供支撑，机架被构造为适于沿钢轨延伸的方向布置在一条钢轨上，机架包括主梁和长度短于主梁的副梁，机架还包括从机架向上延伸的立柱；电力供给装置，用于向钢轨打磨设备中的装置提供电力；砂带打磨装置，用于对钢轨进行打磨，其连接到立柱，包括：支柱，用于支撑或连接砂带打磨装置的各个元件，驱动轮，其安装在支柱的上部，用于为砂带的运动提供驱动力，张紧轮，其位于驱动轮与接触轮之间并被设置为从支柱向外偏置，用于调节砂带在砂带打磨装置上的张紧力，接触轮，其相对于驱动轮位于支柱的下部，用于使砂带与钢轨接触，和砂带，绕在驱动轮、张紧轮和接触轮的外周圆上；和动力提供装置，用于向砂带打磨装置的驱动轮提供动力，其中，电力供给装置和砂带打磨装置沿着主梁延伸的方向布置。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明提供的钢轨打磨设备采用砂带作为打磨工具，打磨时砂带与钢轨表面实际接触区域大，由此提高了打磨效率；接触轮的橡胶层和砂带的自身特性使得砂带和钢轨在打磨作业时为柔性接触，可以降低钢轨打磨设备的振动对打磨质量的不利影响，由此提高了打磨质量；钢轨打磨设备具有平滑偏转装置，有效地对打磨角度进行调整，提高了打磨质量和打磨范围，且该偏转装置采用摆动导槽和导槽螺母来实现，结构紧凑且操作简便；另外，钢轨打磨设备采用电动方式进行驱动，作业过程噪声低、环保无污染。

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为根据本发明实施例的钢轨打磨设备的立体图。

图2为根据本发明实施例的钢轨打磨设备(不包括平衡偏转装置)的正视图。

图3为主要示出根据本发明实施例的钢轨打磨设备的一部分的立体图。

图4为示出根据本发明实施例的钢轨打磨设备的滚轮打磨装置的结构的图。

图5为示出根据本发明实施例的钢轨打磨设备的砂带打磨装置的结构的图。

图6为示出根据本发明实施例的钢轨打磨设备的升降机构的结构的图。

图7为示出根据本发明实施例的钢轨打磨设备的平衡机构的结构的图。

图8为示出根据本发明实施例的钢轨打磨设备的张紧机构的结构的图。

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。

本公开的实施例提供了钢轨打磨设备，主要用于对钢轨进行打磨以消除或减轻波磨(或可能的其他磨损)。特别地，钢轨打磨设备的尺寸从整体上观察沿钢轨延伸的方向(下文简称“钢轨方向”)伸展，例如，如下文所详细描述的，机架沿钢轨方向延伸，其延伸范围内设置有砂带打磨装置。机架的前方和/或后方连接有沿钢轨方向延伸的滚轮打磨装置。本公开的钢轨打磨设备整体上沿钢轨延伸的方向布置，能够对铁路上的两条平行铁轨中的一条铁轨进行打磨。

本公开的钢轨打磨设备包括：机架；电力供给装置；砂带打磨装置；和动力提供装置，其中机架用于布置、承载、连接、支撑或安装电力供给装置、砂带打磨装置和动力提供装置。

在进一步实施例中，钢轨打磨设备包括滚轮打磨装置。在进一步实施例中，钢轨打磨设备包括移动机构。在进一步实施例中，钢轨打磨设备包括平衡偏转装置。

以下对上述各装置、机构、元件、部件等进行详细描述。

<机架>

机架(或称框架)9用于布置、支撑、连接、安装、承载钢轨打磨设备的各个装置、机构、元件、部件等。

如图3所最佳显示的，机架9被构造成大致矩形的形状。例如，四根梁构成该大致矩形形状。进一步地，为有利于钢轨打磨设备的小型化，纵向于钢轨方向延伸(即，横向或水平方向)的梁的长度小于平行于钢轨方向延伸(即，纵向)的梁的长度。因此，在下文中，将平行于钢轨延伸方向的梁称为“主梁”，且将纵向于钢轨延伸方向的梁称为“副梁”。副梁的长度一般大于钢轨的宽度。后述的电力供给装置和砂带打磨装置优选地沿着主梁延伸的方向布置。

如图1所示，构成本公开的钢轨打磨设备的大部分装置、元件等都限定在机架9包围的区域中。

机架9还包括立柱16。立柱16可以是从机架9向上延伸出的。或者，也可以从固定到机架9的支撑框21上延伸出或焊接/铆接到该支撑框21。立柱16主要用于将砂带打磨装置布置在机架9上。优选地，立柱为2根，且相互平行。

为便于操作钢轨打磨设备，机架9上设置有推杆扶手4。推杆扶手4可通过焊接等方式连接至机架9。推杆扶手4呈大致倒U形形状。钢轨打磨设备运行时，工人可以将手搭在推杆扶手4上操作钢轨打磨设备的前进/后退。为方便对钢轨打磨设备进行搬运，机架9的前进方向、后退方向或两个方向还可以设置把手2，如图1所最佳显示的。把手2可通过焊接等方式直接连接至机架9，或者连接到安装在机架9的支撑件上。在具有下文所述的平衡偏转装置的情况下，把手2可通过焊接等方式直接连接至例如滚轮安装位23上，如图3所最佳显示的。

为便于钢轨打磨设备在钢轨上行走，机架9上还设置有移动机构10，例如导轮。导轮的数量不限，例如可以是如图所示的2排，每排两个导轮同轴设置，分别卡在钢轨的两侧。导轮能在打磨过程中保持整个打磨设备的平稳操作。

导轮与机架9之间可设置绝缘件(未示出)，以避免导轮与钢轨之间的摩擦引起的静电等对钢轨打磨设备的其他装置或元件等产生干扰。

<电力供给装置>

电力供给装置用于向钢轨打磨设备中的各装置、机构、元件和部件中的一者或多者提供电力。例如，电力供给装置向使砂带打磨装置的驱动轮17(后述)运转的动力提供装置6供电。

在一个实施例中，电力供给装置包括分开布置的电池箱7和电气箱3。如图1所示，电池箱7和电气箱3分别固定在机架9的两侧，且布置在砂轮打磨装置(后述)的两侧。这有利于维持钢轨打磨设备自身的平衡。例如，电池箱7安装在电池箱平台19上，而电气箱3安装在电气箱平台22上。电池箱平台19和电气箱平台22分别与机架9相固定。或者，电力供给装置采用集成模式，即电池箱7和电气箱3集成在一个壳体内，由此位于机架9的一侧。

优选地，电力供给装置采用可拆装地可充电电池形式，并布置于电池箱7中。

电气箱3内部设置有电气配套系统，内部设置有电机运转控制、安全保护、灯光等模块。优选地，电气箱3外部设置有显示器，以显示电池的剩余电量。

<砂带打磨装置>

砂带打磨装置用于对钢轨进行打磨，以消除或减轻波磨(或其他伤损)。

砂带打磨装置安装于机架9。在一个实施例中，如图2所示，砂带打磨装置安装到两根立柱16。

在实施例中，砂带打磨装置包括支柱(或称支架、方管)14、驱动轮17、张紧轮12、接触轮13和砂带11。驱动轮17、张紧轮12和接触轮13相对于支柱14安装或进行定位。其中，驱动轮17与后述的动力提供装置相连接，以从动力提供装置接收驱动力。接触轮13用于使砂带11与钢轨接触，其高度被设置为使得其上卷绕通过的砂带11能够与待打磨的钢轨紧密接触以实现对钢轨的打磨。接触轮13的外周表面设置有橡胶层或其他合适的柔软或有弹性的材料，由此能够降低打磨时的振动。

在一个实施例中，支柱14、驱动轮17、张紧轮12、接触轮13和砂带11被如下安排。如图5所示，驱动轮17位于支柱14的上部，接触轮13相对于驱动轮17位于支柱14的下部，张紧轮12(的高度)位于驱动轮17和接触轮13之间。优选地，驱动轮17和接触轮13在垂直方向(高度方向)上对齐地安置在支柱14上，而接触轮13从支柱14向外偏置，以使得驱动轮17、张紧轮12和接触轮13形成大致三角形的构造，以有助于调节砂带11的张紧力。张紧轮12从支柱14向外偏置的距离和角度均被设置为是可以调节的。

驱动轮17和接触轮13在支柱14上的安装方式可采用本领域已知的任何合适的技术，只要保证驱动轮17和接触轮13能够转动即可。具体安装方式在此不做赘述。

为了调节砂带11的张紧力，可以选择使张紧轮12与支柱14之间的安装保证张紧轮12与支柱14之间的水平距离和角度可调节。例如，在优选的实施方式中，在支柱14上设置张紧机构，并使张紧机构的末端与张紧轮12连接，如图8所示。在一个实施例中，张紧机构例如包括手柄36、张紧连杆37和弹簧34。张紧连杆37连接手柄36和弹簧34。弹簧34连接张紧连杆37和张紧轮12。通过扳动手柄36来致动张紧连杆37可调节弹簧34的压缩力进而带动调节张紧轮12的位置，从而对砂带11进行张紧或放松。张紧机构还可包括张紧外套。

砂带11绕在驱动轮17、张紧轮12和接触轮13的外周圆上，形成循环闭合回路。在钢轨打磨设备运行时，砂带11持续进给与钢轨接触。待砂带磨损后，可对砂带进行更换。更换砂带时，拉动手柄36，通过连杆37传动，弹簧34压缩，张紧轮35放松，即可取下或者更换砂带，该机构主要靠弹簧34进行张紧。其他张紧机构也是可行的，例如步进式调节机构，在此不做赘述。

在进一步实施方式中，砂带打磨装置还包括砂带罩15，其覆盖在砂带11的外部以保护砂带11。砂带罩15优选地被布置在整条砂带11上的除了与接触轮13接触及靠近接触轮13的部分。

<砂带打磨装置的安装>

(第一实施例)

为了实现砂带打磨装置与机架9(或具体地为与立柱16)之间的安装(或连接)，设置从支柱14向两侧水平延伸出的臂(例如图5中的18所表示的元件)，臂上设置有连接结构40，从而以例如紧固、卡合、环绕、铆接等各种可能的方式将砂带打磨装置固定或可移动地安装于立柱16。如图3和5所最佳显示的，连接结构40可以被设置为由两部分组成，这两部分均呈半圆形构造且在彼此连接时能够将立柱16包覆在其中。

(第二实施例)

为了实现砂带打磨装置能够相对于钢轨在高度方向上移动，砂带打磨装置还包括升降机构。

升降机构至少能够带动接触轮13在高度方向上(上下)移动。或者，升降机构能带动砂带打磨装置整体(包括砂带11、驱动轮17、张紧轮12和接触轮13)在高度方向上移动。由于上述两种可移动的连接方式相似，此处仅以升降机构带动砂带打磨装置整体移动为例进行说明。本领域技术人员能够在此基础上想到其他方式。

参见图6，在示出的实施例中，升降机构能够带动驱动轮17、张紧轮12和接触轮13及其上的砂带11整体地升降。升降机构包括升降丝杠30、升降平台18、手轮5和同步带传动机构28。升降丝杠30分别与两立柱16中的各个结合，升降平台18的两端分别连接至升降丝杠30中的对应一个，同步带传动机构28连接手轮5和升降丝杠30中的对应丝杠。例如可以以如下的手动方式操作升降机构。旋转手轮5带动同步带传动机构28运动，同步带传动机构28经由元件29带动升降丝杠30转动(伸缩)，升降丝杠30带动升降平台18上下移动，进而带动砂带打磨装置整体沿立柱16上下移动，从而使得接触轮13靠近(或压紧)或者远离钢轨。

<动力提供装置>

动力提供装置6用于向砂带打磨装置的驱动轮17提供动力，因此，动力提供装置被安装在与驱动轮17连接的位置。动力提供装置6可以是常见的电动机，其配设有电池或连接到上文所述的电力供给装置以接收电力。

<滚轮打磨装置>

在钢轨打磨设备在前进方向一侧、与前进方向相反的后退方向一侧、或前进方向与后退方向两侧的机架9上的滚轮安装位23设置滚轮打磨装置1。

滚轮打磨装置1具体结构可参照图4。滚轮打磨装置包括安装架27、滚轮安置架26和多个滚轮25。安装架27可大体呈L形状，即由长边板和短边板相连组成。长边板用于与机架9的滚轮安装位23相连，短边板用于固定有滚轮安置架26，反之亦可。多个滚轮25并排地容纳在滚轮安置架26中，使得滚轮沿钢轨方向行走。

进一步地，滚轮打磨装置1还包括伸缩杆24，其一端连接至安装架27的长边板(优选地为长边板的上部)，另一端连接至滚轮安置架26的表面(优选地与安装架27间隔开一定距离)。调节伸缩杆24上的螺母可对滚轮的角度或位置进行调整(微调)。

<平衡偏转装置>

钢轨打磨设备还包括平衡偏转装置，以对砂带打磨装置的打磨角度进行调节。

平衡偏转装置包括偏转机构20和平衡支架8。如图3和7所示，偏转机构20在机架9与立柱16之间延伸，包括摆动导槽33、摆动导槽把手32和摆动导槽螺母31。摆动导槽螺母31插入摆动导槽33中的开口中，并可沿开口移动。摆动导槽把手32连接到摆动导槽螺母31以控制摆动导槽螺母31在摆动导槽33的开口中的位置。通过旋紧或旋松摆动导槽螺母31，来改变其在摆动导槽33中的位置，从而改变钢轨打磨设备相对于钢轨的角度，从而实现对钢轨两侧的有效打磨。

平衡支架8的一端连接到偏转机构20，另一端连接到另一侧钢轨(未打磨钢轨)。该另一端的构造使得平衡支架8的该另一端能够随着打磨设备沿着钢轨的移动而移动，且借助该另一端与钢轨之间的接触，保证钢轨打磨设备在打磨钢轨侧面(即钢轨打磨设备非直立时)不发生倾倒。例如，平衡支架8的另一端可安装有U形板，其卡和到钢轨上。。

其他实施例

如图1至图8所示，本公开的钢轨打磨设备包括机架9、推杆扶手4、平衡支架8、行走轮10、滚轮打磨装置1、电动机6、砂带打磨装置、升降装置和偏转机构。行走轮10安装在机架9下端的支撑位置，行走轮10沿钢轨行走，机架9两侧分别固定有一个把手2和一个滚轮安装架，滚轮25安装在滚轮安装架26下，电池箱7和电气箱3分别固定在机架9的两侧上方，砂带11作为打磨工具，对钢轨进行打磨。

具体地，砂带打磨装置安装在两立柱16之间，砂带打磨装置包括砂带11、驱动轮17、张紧轮12、接触轮13、方管14、砂带罩15和张紧机构。砂带11依次绕在驱动轮17，张紧轮12和接触轮13的外圆上，接触轮13与方管14相连接，驱动轮17与电动机6相连接。整套装置安装在升降平台18上，通过调整升降平台的上下运动实现打磨装置整体的上下运动。升降机构固定在机架9中间，包括升降丝杠、立柱16、电机升降平台18、手轮5和同步带传动机构，升降丝杠与立柱16相连，电机升降平台18固定在两立柱16之间，同步带传动机构连接手轮5和两侧升降丝杠，旋转手轮5时，通过同步带传动机构带动升降丝杠转动，升降丝杠带动电机升降平台18上下移动，进而带动电动机6与砂带打磨装置整体移动，使得接触轮13压紧钢轨实施打磨作业。

电池箱7安装在电池箱平台19上，偏转机构20可对打磨设备的打磨角度进行调节，电气箱3安装在电气箱平台22上，滚轮打磨装置安装在滚轮安装位23上。手轮5和立柱16共同组成升降机构，转动手轮5带动立柱上下运动，进而可带动打磨头装置上下运动。偏转机构20由摆动导槽33、摆动导槽把手32和摆动导槽螺母31组成，偏转机构20连接机架9和平衡支架8，转动摆动导槽把手32可对打磨设备的打磨角度进行调节。

滚轮打磨装置通过安装位27安装在打磨设备的机架上，若干滚轮25安装在滚轮支撑板26上，伸缩杆24将安装位27和滚轮支撑板26相连接，调节伸缩杆24上的螺母可对波磨滚轮位置进行微调。

综上所述，本发明实施例提供的钢轨打磨设备采用砂带作为打磨工具，打磨时砂带与钢轨表面实际接触区域大，提高了打磨效率；接触轮橡胶层和砂带自身特性使得砂带和钢轨在打磨作业时为柔性接触，可以降低打磨装置振动对打磨质量的影响，提高了打磨质量；打磨设备的偏转采用摆动导槽和导槽螺母来完成，结构紧凑，操作简便；同时采用电动方式进行打磨，作业环保无污染。

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 (10)

1.一种钢轨打磨设备，其特征在于，包括：

机架，用于布置钢轨打磨设备的各个装置或为其提供支撑，机架被构造为适于沿钢轨延伸的方向布置在一条钢轨上，机架包括主梁和长度短于主梁的副梁，机架还包括从机架向上延伸的立柱；

电力供给装置，用于向钢轨打磨设备中的装置提供电力；

砂带打磨装置，用于对钢轨进行打磨，其连接到立柱，包括：

支柱，用于支撑或连接砂带打磨装置的各个元件，

驱动轮，其安装在支柱的上部，用于为砂带的运动提供驱动力，

张紧轮，其位于驱动轮与接触轮之间并被设置为从支柱向外偏置，用于调节砂带在砂带打磨装置上的张紧力，

接触轮，其相对于驱动轮位于支柱的下部，用于使砂带与钢轨接触，

砂带，绕在驱动轮、张紧轮和接触轮的外周圆上；

动力提供装置，用于向砂带打磨装置的驱动轮提供动力，

其中，电力供给装置和砂带打磨装置沿着主梁延伸的方向布置。

2.根据权利要求1所述的钢轨打磨设备，其特征在于，砂带打磨装置还包括砂带罩，其覆盖在砂带的外部。

3.根据权利要求1所述的钢轨打磨设备，其特征在于，接触轮的外周覆盖有橡胶层。

4.根据权利要求1所述的钢轨打磨设备，其特征在于，砂带打磨装置还包括张紧机构，其包括：

手柄；

连接到手柄的张紧连杆；和

分别与张紧连杆和张紧轮连接的弹簧。

5.根据权利要求1所述的钢轨打磨设备，其特征在于，砂带打磨装置还包括升降机构，其用于带动砂带打磨装置在高度方向上移动，包括手轮、同步带传动机构、升降丝杠和升降平台，

其中，升降丝杠分别与立柱中的各个结合，升降平台的两端分别与升降丝杠中的各个相连，同步带传动机构分别连接手轮和升降丝杠中的每一个，使得手轮带动同步带传动机构运动，进而带动升降丝杠转动，升降丝杠的转动带动升降平台上下移动。

6.根据权利要求1所述的钢轨打磨设备，其特征在于，钢轨打磨设备还包括滚轮打磨装置，其包括：

安装架，包括连接的第一板和第二板，第一板连接到机架，

滚轮安置架，其连接到第二板，且用于容纳滚轮，和

滚轮。

7.根据权利要求6所述的钢轨打磨设备，其特征在于，滚轮打磨装置还包括伸缩杆，其一端连接至安装架的第一板，另一端连接至滚轮安置架。

8.根据权利要求1所述的钢轨打磨设备，其特征在于，钢轨打磨设备还包括平衡偏转装置，其包括在机架与立柱之间延伸的偏转机构，偏转机构包括摆动导槽和能够在摆动导槽中滑动的摆动导槽螺母。

9.根据权利要求8所述的钢轨打磨设备，其特征在于，平衡偏转装置还包括平衡支架，平衡支架的一端连接到立柱，另一端连接到与被打磨钢轨不同的另一侧钢轨并能够沿该另一侧钢轨移动。

10.根据权利要求1所述的钢轨打磨设备，其特征在于，电力供给装置包括电池箱和电气箱，电池箱用于容纳电池，电气箱设置有显示电池的剩余电量的显示器。

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