CN111287039A - 一种铁路扣件作业车 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种铁路扣件作业车，包括车体及与车体连接的作业组件，作业组件包括扣件拆装装置、扣件提升装置、扣件除锈装置和扣件涂油装置；扣件拆装装置包括旋转扳手和与旋转扳手相连的定位部件，定位部件具有与扣件螺母的侧壁相匹配的开口，旋转扳手用于旋转扣件螺母；扣件提升装置包括磁性吸附部件；扣件除锈装置包括旋转套筒和设置在旋转套筒内的除锈部件，旋转套筒下端设置有与扣件螺杆相匹配的套孔；扣件涂油装置包括道钉检测器和喷头。本申请提供的铁路扣件作业车，能够提高自动化程度，减少人工操作量。

Description

一种铁路扣件作业车

技术领域

本申请涉及轨道设备技术领域，更具体地说，尤其涉及一种铁路扣件作业车。

背景技术

铁路扣件是连接钢轨和轨枕使之形成轨排的部件，在保证轨道稳定性、可靠性方面起着重要作用，是轨道系统必不可少的组件，铁路线路主要采用的扣件系统，原理基本相同、结构相差不大、主要性能参数略有差异，主要组成部件包含：固定在轨枕上的螺杆；通过孔结构按自下而上序列安装在螺杆上的挡板、弹条、垫片、螺母；以及挡板座；其中挡板座为高分子材料，其他部件采用铁质材料。扣件螺母通过螺纹连接及螺纹扭矩使弹条产生变形力，该变形力通过轨距挡板传递到钢轨底部，从而使轨道系统稳定且有一定的弹性。

扣件作业包括扣件安装和拆卸维护两种作业，其中扣件安装的作业工序为：螺杆涂油，按顺序安装挡板、弹条、垫板，螺母戴帽入扣，按规定扭矩紧定螺母；扣件拆卸维护的作业工序为：拆除螺母，按顺序移除螺杆上的垫片、弹条、挡板，根据需要对螺杆表面除锈。

国内外铁路扣件更换都采用人工操作内燃扣件扳手拆装扣件，拆扣件时人工操作扣件扳手将扣件螺母拆除，安装新扣件时，将扣件组装到道钉上戴帽后，人工操作扣件扳手将扣件螺母拧紧，再人工涂油。这种作业方式基本完全依靠人工作业，需要耗费大量人力、物力，作业时平均每公里需配置扣件拆装人员70～100人；作业现场人员多，施工组织安全隐患大；机械化程度低，作业效率低；扣件扳手多，平均每公里需配置约30台扣件扳手，管理难度大；每台扣件扳手重约75kg，需人工上道，上道劳动强度大，转运困难。

因此，设计一种能够提高自动化程度，减少人工操作量的铁路扣件作业车，是本领域技术人员函待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种铁路扣件作业车，提高自动化程度，减少人工操作量。

本申请提供的技术方案如下：

一种铁路扣件作业车，包括车体及与所述车体连接的作业组件，所述作业组件包括扣件拆装装置、扣件提升装置、扣件除锈装置和扣件涂油装置；

所述扣件拆装装置包括旋转扳手和与所述旋转扳手相连的定位部件，所述定位部件具有与扣件螺母的侧壁相匹配的开口，所述旋转扳手用于旋转扣件螺母；

所述扣件提升装置包括磁性吸附部件；

所述扣件除锈装置包括旋转套筒和设置在所述旋转套筒内的除锈部件，所述旋转套筒下端设置有与扣件螺杆相匹配的套孔；

所述扣件涂油装置包括道钉检测器和喷头。

优选的，所述作业组件还包括顶升装置，所述顶升装置包括可伸缩的支腿，所述支腿一端与所述车体连接。

进一步的，所述顶升装置还包括设置在车体上的横向导轨，所述支腿可沿所述横向导轨滑动。

优选的，所述扣件拆装装置、所述扣件提升装置、所述扣件除锈装置和所述扣件涂油装置沿着车体运行方向依次设置。

优选的，还包括用于驱动所述作业组件进行升降运动的升降装置，所述升降装置两端分别与所述车体及所述作业组件连接。

进一步的，所述升降装置包括推动压力缸、垂向导杆和套设在所述垂向导杆上的滑动支座；

所述推动压力缸与所述滑动支座连接，用于推动所述滑动支座沿着所述垂向导杆滑动。

优选的，所述磁性吸附部件为强电磁铁，所述车体上设置有为所述强电磁体提供电力的电源。

优选的，所述扣件提升装置还包括机械爪和收纳箱，所述机械爪用于抓取吸附在所述磁性吸附部件上的物体，所述收纳箱设置在所述机械爪下方。

优选的，所述除锈部件为钢丝刷，所述钢丝刷与所述旋转套筒内壁可拆卸连接。

优选的，所述扣件除锈装置还包括清洁部件，所述清洁部件包括喷水嘴和与所述喷水嘴连通的储水器。

本发明提供的铁路扣件作业车，通过设置与扣件螺母的侧壁相匹配的开口，使得定位部件能够准确的定位扣件螺母，采用旋转扳手实现对螺母的拆装工作，并且利用磁性吸附部件吸附扣件的垫片等其它部件，同时通过具备与扣件螺杆相匹配的套孔的旋转部件，带动除锈部件对螺杆进行除锈，进一步的，能够利用道钉检测器自动识别道钉位置，结合喷头实现对扣件相关部件的涂油工作。相较于传统采用的人工为主的作业方法，能够提高自动化程度，减少人工操作量，且由于人工参与量的减少，降低了铁路扣件作业的安全风险。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的铁路扣件作业车的一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的铁路扣件作业车的另一种结构示意图；

图3为本发明实施例提供的扣件拆装装置的一种结构示意图；

图4为本发明实施例提供的扣件提升装置的一种结构示意图；

图5为本发明实施例提供的扣件除锈装置的一种结构示意图；

图6为本发明实施例提供的扣件涂油装置的一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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申请和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

本发明实施例采用递进的方式撰写。

本实施例公开了一种铁路扣件作业车，如图1所示，包括车体10及与车体10连接的作业组件，作业组件包括扣件拆装装置1、扣件提升装置2、扣件除锈装置3和扣件涂油装置4；

如图3所示，扣件拆装装置1包括旋转扳手11和与旋转扳手11相连的定位部件12，定位部件12具有与扣件螺母的侧壁相匹配的开口，旋转扳手11用于旋转扣件螺母；

件提升装置2包括磁性吸附部件21；

如图5所示，扣件除锈装置3包括旋转套筒31和设置在旋转套筒31内的除锈部件32，旋转套筒31下端设置有与扣件螺杆相匹配的套孔33；

如图6所示，扣件涂油装置4包括道钉检测器41和喷头42。

扣件拆卸作业时，作业车运行到作业点将作业组件下放到作业位，然后车辆开始低恒速沿着铁轨延伸方向运行，此时扣件拆装装置1随着车体10同步，定位部件12的开口由于与扣件螺母侧壁相匹配，即形状之间吻合，使得开口在接触到扣件螺母后，会与扣件螺母相吻合，从而完成对扣件的定位，定位完毕后，旋转扳手11旋转扣件螺母并将螺母拧松从螺杆上拆除，然后进入下一个作业循环；由于扣件螺母被拆除，使得扣件提升装置2中的磁性吸附部件21，利用对铁质物件的吸附性质，自动将垫板、弹条、垫片从螺杆上移除，然后进入下一个作业循环；扣件除锈装置3中的旋转套筒31通过下端套孔33套在扣件螺杆上，同时旋转套筒31自身旋转，使得其内置的除锈部件32与螺杆接触，完成对螺杆除锈，然后进入下一个作业循环；扣件涂油装置4中的道钉检测器41，检测到道钉位置后，自动识别接近的扣件，喷头42对相应部位进行喷油，完成涂油作业，然后进入下一个作业循环。

扣件拆装、扣件提升、扣件除锈工序为顺序工序，即上一工序是后工序的必要前工序。当作业不需要完成以上全部作业工序时，对应的工作装置及关联工序工作装置无需下放到作业位，如不需要螺杆除锈作业时，扣件除锈装置3无需设置到作业位；如不需要提升螺杆上的挡板等部件时，扣件提升装置2及扣件除锈装置3无需设置到作业位；扣件涂油工序为独立工序，即扣件涂油装置4可独立投入工作或不投入工作。

因此，在扣件安装作业时，先由铁路扣件作业车之外的设备或人工，将挡板、弹条、垫片依次安装到螺杆上，并将螺母套到螺杆顶端，螺纹入扣；车辆运行到作业点将扣件拆装装置1下放到作业位，然后车辆开始低恒速向前运行。定位部件12的开口由于与扣件螺母侧壁相匹配，即形状之间吻合，使得开口在接触到扣件螺母后，会与扣件螺母相吻合，从而完成对扣件的定位，定位完毕后，旋转扳手11旋转扣件螺母，并将螺母按照设定扭矩拧紧到螺杆上，然后进入下一个作业循环；扣件涂油装置4中的道钉检测器41，检测到道钉位置后，自动识别接近的扣件，喷头42对相应部位进行喷油，完成涂油作业，然后进入下一个工作循环，而扣件涂油工序为独立工序，即扣件涂油装置4可独立选择投入工作或不投入工作。

扣件涂油单工序作业时，车辆运行到作业点，然后车辆开始低恒速向前运行。扣件涂油装置4中的道钉检测器41，检测到道钉位置后，自动识别接近的扣件，喷头42对相应部位进行喷油，完成涂油作业，然后进入下一个道钉作业循环。

在实际使用中，扣件拆装装置1中的定位部件12，可以直接开设在旋转扳手11的一端，作为旋转扳手11的组成部分，当然，也可以作为一个单独与旋转扳手11本体连接的独立部件，并且这个独立的定位部件12与旋转扳手11之间为可拆卸连接，以便于维修或更换，例如根据不同种类或尺寸的扣件螺母，设置具备不同尺寸或形状开口的定位部件12，在需要时直接拆卸更换即可。

而扣件除锈装置3中的旋转套筒31，其下端设置的套孔33，其形状或尺寸也可以根据实际需要进行选择，本申请中所述的与扣件螺杆相匹配，即可以是形状和大小均与扣件螺杆的横截面相同，也可以是形状各异但大小大于扣件螺杆横截面，只要满足能够套住扣件螺杆并留有空间，使得设置在旋转套筒31内的除锈部件32能够与扣件螺杆接触，让其随着旋转套筒31同步旋转时，能够对扣件螺杆进行除锈即可。

并且，扣件涂油装置4中的道钉检测器41，可以通过各种不同手段来实现对道钉的检测，例如采用图像识别、或者采用铁质探测、或者使用RFID设置，具体方式及设置在此不再累述。而扣件涂油装置4中的喷头42，其作用是将储油罐中的油通过压力喷射在需要涂油的部件上，储油罐可以根据实际情况选择大小及安装位置，例如小容积储油罐可以直接设置在扣件涂油装置4上，而相对大容积的储油罐，为了减少扣件涂油装置4本身的重量及尺寸，可以设置在作业车的车体10上，通过管道与喷头42连接。

需要注意的是，作业组件的各个组成装置，可以是各自与车体10直接连接，也可以是通过其它连接件进行连接，或者通过其它组成装置间接与车体10连接，例如扣件除锈装置3直接与车体10连接，然后扣件涂油装置4与扣件除锈装置3连接但不与车体10直接连接。

为了能够让作业组件的各个组成装置在运作时得到更好的支撑，在各个组成装置上或至少一个组成装置上，还设置有可以在铁轨上进行滑动的行走轮，此行走轮可以根据实际需要设置不同的位置和数量，例如本实施例中行走轮数量为两个，且分别位于各个组成装置的两侧。

本申请实施例提供的铁路扣件作业车，通过设置与扣件螺母的侧壁相匹配的开口，使得定位部件12能够准确的定位扣件螺母，采用旋转扳手11实现对螺母的拆装工作，并且利用磁性吸附部件21吸附扣件的垫片等其它部件，同时通过具备与扣件螺杆相匹配的套孔33的旋转部件，带动除锈部件32对螺杆进行除锈，进一步的，能够利用道钉检测器41自动识别道钉位置，结合喷头42实现对扣件相关部件的涂油工作。相较于传统采用的人工为主的作业方法，能够提高自动化程度，减少人工操作量，且由于人工参与量的减少，降低了铁路扣件作业的安全风险。

优选的，如图2所示，作业组件还包括顶升装置5，顶升装置5包括可伸缩的支腿51，支腿51一端与车体10连接。

当车辆在线路上遇到所在线路应力放散钢轨拉伸或焊轨顶锻钢轨拉伸时，先将作业组件回收到非作业状态，然后下放顶升装置5，顶升装置5作用到非钢轨位置并将作业车顶起，转向架离开轨面，此时车辆重力完全离开钢轨，不会给钢轨拉伸带来阻力。

进一步的，在车体10的两端均设置有顶升装置5，当车体10意外掉道时，车体10两端的顶升装置5可分别将对应转向架复轨，恢复作业车的运行状态。

优选的，顶升装置5还包括设置在车体10上的横向导轨，支腿51可沿横向导轨滑动，使得支腿51本身可以在需要时，可以进行相应的横向位移，以达到更多的使用位置。

优选的，扣件拆装装置1、扣件提升装置2、扣件除锈装置3和扣件涂油装置4沿着车体10运行方向依次设置。

在实际运用中，由于拆装、提升、除锈和涂油一般是按照次序来进行的工序，因此，沿着轨道方向按此顺序排列，即可将各装置与各工序的次序相匹配。扣件拆装装置1、扣件提升装置2之间的距离可以相对较近，因为拆卸掉螺母后，为了避免扣件上的其它部件掉落，一般马上就进行提升。而除锈和涂油因为本身所需要的工作空间较少，扣件除锈装置3和扣件涂油装置4可以放置在同一位置。当然，此处只是一般采用的排列位置，所述的车体10运行方向指的是，以车头为车体10运动方向的起始点，则最靠近车头的是扣件拆装装置1，然后依次是扣件提升装置2、扣件除锈装置3和扣件涂油装置4。

需要注意的是，上述沿着运行方向依次设置，可以是以牵引的车头方向为基准，即离车头最近的作业组件是扣件拆装装置1，然后依次是扣件提升装置2、扣件除锈装置3和扣件涂油装置4，使得排列方向与工序顺序一致。也可以是离车头最近的是扣件涂油装置4，然后依次是扣件除锈装置3、扣件提升装置2、扣件拆装装置1，因为车体本身可以根据实际情况，设置两个都具备牵引能力的车头，则存在双车头时，使得车体10会有两个运行方向，作业组件的排列方向可以其中一个车头方向为基准。

优选的，还包括用于驱动作业组件进行升降运动的升降装置6，升降装置6两端分别与车体10及作业组件连接。

在无需作业组件工作时，可以利用升降装置6将作业组件拉回至待机位置，减少作业车下端的碰撞体积，避免铁轨上出现预料之外的障碍物而导致意外碰撞或损坏。

进一步的，如图4所示，升降装置6包括推动压力缸61、垂向导杆62和套设在垂向导杆62上的滑动支座63；

推动压力缸61与滑动支座63连接，用于推动滑动支座63沿着垂向导杆62滑动。

在实际运用中，推动压力缸61可以为液压油缸，也可以为气缸，滑动支座63上可设置供垂向导杆62穿过的通孔，垂向导杆62一端与车体10连接，另一端与滑动支座63连接，推动压力缸61通过推动滑动支座63沿着垂向导杆62滑动，使得作业组件同步滑动。当然，可以设置多个升降装置6，使得作业组件的各个组成装置能够单独进行升降控制，也可以各个做成装置共用一个升降装置6，进行同步升降控制。

优选的，磁性吸附部件21为强电磁铁，车体10上设置有为强电磁体提供电力的电源。

使用强电磁铁时，在吸附需求完毕后，可以待其运动到指定位置后，让电源停止供电，强电磁铁失去磁力，使得被吸附件自由落体到指定位置。

优选的，扣件提升装置2还包括机械爪和收纳箱，机械爪用于抓取吸附在磁性吸附部件21上的物体，抓取后移动至收纳箱对应位置，机械爪松开使得被抓取部件移动至收纳箱中。

若不使用强电磁铁，而采用常规磁铁，则可以通过机械爪对相应部件进行抓取，然后放置在下方的收纳箱内。

优选的，除锈部件32为钢丝刷，钢丝刷与旋转套筒31内壁可拆卸连接，便于对钢丝刷本身的维护或更换。

优选的，扣件除锈装置3还包括清洁部件，清洁部件包括喷水嘴和与喷水嘴连通的储水器，当钢丝刷在工作时或者工作完毕后，喷水嘴可以对相应部位喷射清洁用水，除去除锈过程中产生的杂质或颗粒，达到除锈后的进一步清洁效果。

通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种铁路扣件作业车，其特征在于，包括车体及与所述车体连接的作业组件，所述作业组件包括扣件拆装装置、扣件提升装置、扣件除锈装置和扣件涂油装置；

所述扣件拆装装置包括旋转扳手和与所述旋转扳手相连的定位部件，所述定位部件具有与扣件螺母的侧壁相匹配的开口，所述旋转扳手用于旋转扣件螺母；

所述扣件提升装置包括磁性吸附部件；

所述扣件除锈装置包括旋转套筒和设置在所述旋转套筒内的除锈部件，所述旋转套筒下端设置有与扣件螺杆相匹配的套孔；

所述扣件涂油装置包括道钉检测器和喷头。

2.根据权利要求1所述的铁路扣件作业车，其特征在于，所述作业组件还包括顶升装置，所述顶升装置包括可伸缩的支腿，所述支腿一端与所述车体连接。

3.根据权利要求2所述的铁路扣件作业车，其特征在于，所述顶升装置还包括设置在车体上的横向导轨，所述支腿可沿所述横向导轨滑动。

4.根据权利要求1所述的铁路扣件作业车，其特征在于，所述扣件拆装装置、所述扣件提升装置、所述扣件除锈装置和所述扣件涂油装置沿着车体运行方向依次设置。

5.根据权利要求1所述的铁路扣件作业车，其特征在于，还包括用于驱动所述作业组件进行升降运动的升降装置，所述升降装置两端分别与所述车体及所述作业组件连接。

6.根据权利要求5所述的铁路扣件作业车，其特征在于，所述升降装置包括推动压力缸、垂向导杆和套设在所述垂向导杆上的滑动支座；

所述推动压力缸与所述滑动支座连接，用于推动所述滑动支座沿着所述垂向导杆滑动。

7.根据权利要求1所述的铁路扣件作业车，其特征在于，所述磁性吸附部件为强电磁铁，所述车体上设置有为所述强电磁体提供电力的电源。

8.根据权利要求1所述的铁路扣件作业车，其特征在于，所述扣件提升装置还包括机械爪和收纳箱，所述机械爪用于抓取吸附在所述磁性吸附部件上的物体，所述收纳箱设置在所述机械爪下方。

9.根据权利要求1所述的铁路扣件作业车，其特征在于，所述除锈部件为钢丝刷，所述钢丝刷与所述旋转套筒内壁可拆卸连接。

10.根据权利要求1所述的铁路扣件作业车，其特征在于，所述扣件除锈装置还包括清洁部件，所述清洁部件包括喷水嘴和与所述喷水嘴连通的储水器。

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