CN111719352A - 一种含斜盘接头的捣固装置及其相应的捣固方法 - Google Patents

Abstract

一种含斜盘接头的捣固装置及其相应的捣固方法，所述捣固装置包括：激振装置(1)、张合驱动装置(2)，夹持装置(3)组成，激振装置(1)采用斜盘结构连接张合驱动装置(2)，该张合驱动装置(2)连接夹持装置(3)，斜盘(12)旋转带动振动杆(13)做往返运动进而产生振动。激振装置的工作模式分两种，即第一种模式：在工作全程均进行振动的工况，或第二种模式：夹持镐接触道床石砟的全过程振动，其他过程不进行振动，采用本发明，用于有砟铁路道床捣固作业，结构简单可靠，结构衍生性强，工程应用价值高。

Description

一种含斜盘接头的捣固装置及其相应的捣固方法

技术领域

本发明涉及一种捣固装置，属于铁路养护机械设计与制造技术领域。

背景技术

捣固作业是有砟铁路道床养护的主要工作之一，可有效提高道床稳定性，保证列车行驶安全。目前在铁路养护机械行业，广泛使用的捣固装置结构种类较为单一，部分捣固装置由于结构过于复杂，导致工作可靠性低，工程应用情况不佳。有必要研制一种结构简单可靠，工程应用价值高的捣固装置。

国际申请号为PCT/EP2009/002447的PCT发明专利公开了一种捣固设备，用于捣固枕木部分，其包括两个内部捣固单元和两个外部捣固单元，每个外部捣固单元能相对于导引块绕捣固设备的纵向延伸的枢转销枢转，并连接到旋转驱动件，导引块可移动地连接到横向导引件和横向滑动驱动件。外部捣固单元的捣固工具因此布置在距离捣固设备中心的最大距离处，以捣固轨道的支线导轨，该专利所公开的捣固设备能够达到捣固石砟的目的，但是，其结构复杂，工程应用情况不佳。

发明内容

本发明提供一种含斜盘接头的捣固装置及其相应的捣固方法，用于有砟铁路道床捣固作业，结构简单可靠，工程应用价值高。

本发明第一方面提供一种含斜盘接头的捣固装置，其包括：激振装置、张合驱动装置，夹持装置组成，所述激振装置采用斜盘结构连接所述张合驱动装置，该张合驱动装置连接所述夹持装置，斜盘旋转带动振动杆做往返运动进而产生振动。

所述张合驱动装置和所述夹持装置关于激振装置的转动轴对称布置。

所述激振装置包括旋转动力，该旋转动力的输出轴连接斜盘一侧，该斜盘的另一侧连接振动杆，旋转动力带动斜盘旋转，进而带动振动杆运动。

所述旋转动力优选包含两个输出端，每个输出端和一个斜盘连接。旋转动力优选电机或液压马达。

所述每个斜盘包含两个相互平行，能相对转动的盘体，且盘体端面与旋转轴不垂直，形成一定角度。其中一个盘体的中心与旋转动力输出端连接，另一个盘体的中心与固定于框架的支架连接。

所述振动杆穿过固定于框架的支架上的通孔，一端连接于斜盘的另一个盘体的非中心处，另一端与张合驱动装置连接。随着斜盘旋转，振动杆做往复运动。

所述张合驱动装置两端可伸缩，优选由油缸驱动。

所述夹持装置包括夹持臂和夹持镐，夹持镐固定于夹持臂下端，优选夹持镐与夹持臂可进行拆装。夹持臂可绕一固定轴进行转动，该固定轴优选布置于夹持臂中部。

优选的是，所述夹持臂通过接头三与固定框架铰接；接头三优选布置于夹持臂中部。

优选的是，所述支架包括两个通孔，两个内均穿梭振动杆，两个振动杆通过两个张合驱动装置分别连接内侧夹持装置和外侧夹持装置，从而可以同时捣固两根轨枕。

优选的是，所述张合驱动装置一端通过接头一与振动杆连接，另一端通过接头二与夹持装置连接。

根据不同动作下的振动伴随情况，本发明所述含斜盘接头的捣固装置包含两种振动模式：激振装置在工作全程均进行振动；激振装置在夹持镐接触道床石砟的全过程振动，其他过程不进行振动。第一种模式控制较为简单，但长时间振动易造成机械结构损坏或寿命降低，第二种模式对机械结构寿命有利，但对激振装置的反复启动能力及启动响应速度有较高要求。

本发明所述含斜盘接头的捣固装置可简单地衍生出双枕捣固装置结构，只需从斜盘端部再引出一个铰接点，再相应布置振动杆、张合驱动装置、夹持装置即可。

本发明所述含斜盘接头的捣固装置与现有技术相比具有下列优点和效果：采用本发明，用于有砟铁路道床捣固作业，结构简单可靠，结构衍生性强，工程应用价值高。

本发明第二方面提供一种捣固方法，

步骤S1:将捣固装置置于待捣固路段，开启捣固装置的旋转动力，带动斜盘旋转，促使与斜盘另一端连接的振动杆低幅高频往复运动，张合驱动装置在振动杆的带动下驱动夹持装置在竖直平面内低幅高频摆动；

步骤S2:开启下插装置，使捣镐下插进入待捣固轨枕旁边的石砟中；

步骤S3:开启张合驱动装置，驱动接头二大幅摆动，接头二处的摆动通过夹持装置绕接头三转动，传递到了夹持镐端部，从而实现了夹持镐端部的夹持动作；夹持动作持续一段时间；

步骤S4:待捣固作业完成后，并提起下插装置使夹持镐离开石砟，并进入下一作业位置继续作业或驶离作业路段。

优选的是，步骤S2中，所述斜盘包含两个相互平行，能相对转动的盘体，且盘体端面与旋转轴形成锐角或钝角，其中一个盘体的中心与旋转动力输出端连接，另一个盘体的中心与固定支架连接，该另一盘体还连接所述振动杆，从而带动振动杆摆动，该振动杆同时穿过所述固定支架上的通孔。

优选的是，所述另一盘体的非中心部分与所述振动杆连接。

优选的是，步骤S1－步骤S3中，夹持装置在接触石砟时旋转动力开启，夹持装置在竖直平面内摆动；夹持装置离开石砟时，旋转动力切断，夹持装置停止振动，待再次插入石砟开始捣固作业时，旋转动力再次开启。

捣固装置沿下插框架下降，夹持镐插入轨枕下部的道床石砟内，插入时伴随高频振动，有利于夹持镐的下插，插入后张合驱动装置伸出，推动夹持镐作夹持动作，此时依旧伴随高频振动，有利于道床石砟的流动。完成夹持动作后捣固装置提升，同时张合驱动装置收回，夹持镐张开；至此完成一个捣固动作。

在激振装置与张合驱动装置的共同作用下，所述张合驱动装置、所述夹持装置各自以所述接头一、接头二、接头三的轴线为中心运动，从而使得夹持镐在一定角度范围内做横向摆动及小幅振动，实现石砟向轨枕下方运动，并促进石砟的流动，便于提高捣固作业的效果。

激振装置的工作模式分两种，即第一种模式：在工作全程均进行振动的工况，或第二种模式：夹持镐接触道床石砟的全过程振动，其他过程不进行振动。第一种模式控制较为简单，但长时间振动易造成机械结构损坏或寿命降低，第二种模式对机械结构寿命有利，但对激振装置的反复启动能力及启动响应速度有较高要求。

本发明第二方面所述的捣固方法采用本发明第一方面所述的含斜盘接头的捣固装置。

附图说明

图1为本发明所述含斜盘接头的捣固装置的一优选实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例处于作业状态的示意图；

图3-图5为图1所示实施例的振动原理运动机构简图

图6为本发明所述含斜盘接头的捣固装置的双枕捣固装置实施例的结构示意图；

图7为本发明所述含斜盘接头的捣固装置的双枕捣固装置的又一实施例的结构示意图；

图1-图7中数字标记的含义是：

1激振装置 11旋转动力 12斜盘 121斜盘接头一 122斜盘接头二 13振动杆

2张合驱动装置 3夹持装置 31夹持臂 32夹持镐 4固定框架 41支架

5接头一 6接头二 7接头三 8下插框架 9轨枕 10道床石砟

121斜盘接头一 122斜盘接头二 123斜盘接头三 21左侧外张合驱动装置

22左侧内张合驱动装置 23右侧内张合驱动装置 24右侧外张合驱动装置

321左侧外夹持镐 322左侧内夹持镐 323右侧内夹持镐 324右侧外夹持镐。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的作业情况做进一步描述。

实施例1.1:如图1所示，一种含斜盘接头的捣固装置，包括激振装置1、张合驱动装置 2，夹持装置3，为方便阐述，定义坐标系如图所示，该坐标系中包括X、Y、Z三维方向，其中X为钢轨延伸的方向，Y为平行与轨枕的方向，Z为竖直方向。

其中激振装置1包括旋转动力11，斜盘12，振动杆13。旋转动力11带动斜盘12旋转，振动杆13一端穿过支架41上的通孔与斜盘12铰接。旋转动力11包含两个输出端，每个输出端和一个斜盘12连接。斜盘12包含两个相互平行，能相对转动的盘体，且盘体端面与旋转轴不垂直，形成一定角度，例如钝角或锐角。其中一个盘体的中心与旋转动力11输出端连接，另一个盘体的中心与固装于固定框架4的支架41铰接。

振动杆13穿过固定框架4的支架41，一端与斜盘12铰接，另一端与张合驱动装置2铰接。随着斜盘12旋转，振动杆13做往复运动。

振动杆13铰接于斜盘12的斜盘接头二122和接头一5之间，固定框架4上的支架41与斜盘12的斜盘接头一121铰接，该斜盘接头一12即斜盘另一盘体的中心点。

斜盘结构的优点是：简单地将旋转动力的旋转运动转化为振动杆的往复运动，且易于衍生成双枕捣固装置，只需从斜盘端部再引出一个铰接点，再相应布置振动杆、张合驱动装置、夹持装置即可。

张合驱动装置2两端可伸缩，优选油缸驱动。张合驱动装置2一端通过接头一5与振动杆13铰接，另一端通过接头二6与夹持装置3铰接。

夹持装置3包括夹持臂31和夹持镐32，夹持镐32固定安装于夹持臂31下端。夹持臂31通过接头三7与固定框架4铰接。接头三7优选布置于夹持臂31中部。

图3－图5给出了本实施例的振动原理运动机构简图。

图3、图4、图5表示接头二6离旋转中心最远的状态、斜盘12转过一定角度的状态以及两个状态的对比。可以看出，随着斜盘12的旋转致使振动杆13做往复运动。进而将振动通过和接头一5、张合驱动装置2、接头二6传递到夹持装置3，通过夹持装置3绕接头三7 转动，运动传递到了夹持镐32端部，从而实现了夹持镐32端部的振动。

结合以上分析及图2，对本实施例所述的含斜盘接头的捣固装置工作原理说明如下：

一种含斜盘接头的捣固装置安装于下插框架8，含斜盘接头的捣固装置可沿下插框架8 进行上下运动，进行下插及提升动作。斜盘12在旋转动力11的带动下旋转，使得振动杆13 发生往复运动，即产生振动，振动依次传递，直至夹持镐32端部。张合驱动装置2可做伸缩运动，继而驱动夹持臂31绕接头三7旋转，继而带动夹持镐32做夹持及张开动作。

当该捣固装置进行作业时，捣固装置沿下插框架8下降，夹持镐32插入轨枕9下部的道床石砟10内，插入时伴随高频振动，有利于夹持镐32的下插，插入后张合驱动装置2伸出，推动夹持镐32作夹持动作，此时依旧伴随高频振动，有利于道床石砟10的流动。完成夹持动作后捣固装置提升，同时张合驱动装置2收回，夹持镐32张开。至此完成一个捣固动作。

根据不同动作下的振动伴随情况，本实施例提出两种振动模式：激振装置1在工作全程均进行振动；激振装置1在夹持镐32接触道床石砟10的全过程振动，其他过程不进行振动。

实施例1.2:一种含斜盘接头的捣固装置，同实施例1.1，不同之处在于：夹持镐32与夹持臂31可拆装地连接。

实施例2.1:一种含斜盘接头的捣固装置，如图6所示，本实施例中，斜盘上共有三处铰接，斜盘接头一121与支架41铰接，斜盘接头二122通过振动杆与外侧张合驱动装置21、24铰接，斜盘接头三123通过振动杆与内侧张合驱动装置22、23铰接。斜盘接头二122与斜盘接头三123连接的振动杆均穿过支架41上的通孔。

左侧外夹持镐321与左侧内夹持镐322对一根轨枕进行捣固夹持，夹持动作时左侧外张合驱动装置21做伸出动作，左侧内张合驱动装置22做收缩动作。右侧内夹持镐323与右侧外夹持镐324对一根轨枕进行捣固夹持，夹持动作时右侧内张合驱动装置23做收缩动作，右侧外张合驱动装置24做伸出动作。

本实施例的其他结构同实施例1.1或实施例1.2。

实施例2.2:一种含斜盘接头的捣固装置，如图7所示，本实施例中，左侧内夹持镐322 和右侧内夹持镐323安装方向相反。此时，左侧外夹持镐321与右侧内夹持镐323对一根轨枕进行捣固夹持，左侧内夹持镐322与右侧外夹持镐324对一根轨枕进行捣固夹持。夹持动作时所有张合驱动装置2均做伸出动作。本实施例中其他结构与实施例2.1相同。

实施例3.1:一种捣固方法：将捣固装置沿下插框架8进行上下运动，进行下插及提升动作；斜盘12在旋转动力11的带动下旋转，使得振动杆13发生往复运动，即产生振动，振动依次传递，直至夹持镐32端部；

张合驱动装置2做伸缩运动，继而驱动夹持臂31绕接头三7旋转，继而带动夹持镐32 做夹持及张开动作。

当该捣固装置进行作业时，捣固装置沿下插框架8下降，夹持镐32插入轨枕9下部的道床石砟10内，插入时伴随高频振动，有利于夹持镐32的下插，插入后张合驱动装置2伸出，推动夹持镐32作夹持动作，此时依旧伴随高频振动，有利于道床石砟10的流动。完成夹持动作后捣固装置提升，同时张合驱动装置2收回，夹持镐32张开。捣固作业过程中，斜盘12将旋转动力11的旋转运动转化为振动杆13的往复振动，并经接头一5接头二6和接头三7将振动传递至夹持装置3的夹持镐3，从而达到捣固石砟的目的。

至此完成一个捣固动作。

根据不同动作下的振动伴随情况，本实施例提出两种振动模式：激振装置1在工作全程均进行振动；激振装置1在夹持镐32接触道床石砟10的全过程振动，其他过程不进行振动。

Claims (10)

1.一种含斜盘接头的捣固装置，其包括：激振装置(1)、张合驱动装置(2)，夹持装置(3)组成，其特征在于：激振装置(1)采用斜盘结构连接张合驱动装置(2)，该张合驱动装置(2)连接夹持装置(3)，斜盘(12)旋转带动振动杆(13)做往返运动进而产生振动。

2.如权利要求1所述的含斜盘接头的捣固装置，其特征在于：激振装置(1)包括旋转动力(11)，该旋转动力(11)的输出轴连接斜盘(12)一侧，该斜盘(12)的另一侧连接振动杆(13)，旋转动力(11)带动斜盘(12)旋转，进而带动振动杆(13)运动。

3.如权利要求1或2所述的含斜盘接头的捣固装置，其特征在于：旋转动力(11)包含两个输出端，每个输出端和一个斜盘连接。

4.如权利要求3所述的含斜盘接头的捣固装置，其特征在于：每个斜盘(12)包含两个相互平行、能相对转动的盘体，且盘体端面与旋转轴不垂直，形成一定角度。

5.如权利要求1或2或4所述的含斜盘接头的捣固装置，其特征在于：振动杆(13)穿过固定于框架的支架(41)上的通孔，一端连接于斜盘(12)的另一个盘体的非中心处，另一端与张合驱动装置(2)连接，随着斜盘(12)旋转，振动杆(13)做往复运动。

6.如权利要求5所述的含斜盘接头的捣固装置，其特征在于：张合驱动装置(2)两端可伸缩。

7.如权利要求1所述的含斜盘接头的捣固装置，其特征在于：夹持装置(3)包括夹持臂(31)和夹持镐(32)，夹持镐(32)固定于夹持臂(31)下端。

8.如权利要求1所述的含斜盘接头的捣固装置，其特征在于：支架(41)包括两个通孔，两个内均穿梭振动杆(13)，两个振动杆(13)通过两个张合驱动装置(2)分别连接内侧夹持装置和外侧夹持装置，从而可以同时捣固两根轨枕。

9.如权利要求7所述的含斜盘接头的捣固装置，其特征在于：张合驱动装置(2)一端通过接头一(5)与振动杆(13)连接，另一端通过接头二(6)与夹持装置(3)连接；夹持臂(31)通过接头三(7)与固定框架(4)连接。

10.一种捣固方法，包括：

步骤S1:将捣固装置置于待捣固路段，开启捣固装置的旋转动力，带动斜盘旋转，促使与斜盘另一端连接的振动杆低幅高频往复运动，张合驱动装置在振动杆的带动下驱动夹持装置在竖直平面内低幅高频摆动；

步骤S2:开启下插装置，使捣镐下插进入待捣固轨枕旁边的石砟中；

步骤S3:开启张合驱动装置，驱动接头二大幅摆动，接头二处的摆动通过夹持装置绕接头三转动，传递到了夹持镐端部，从而实现了夹持镐端部的夹持动作；夹持动作持续一段时间；

步骤S4:待捣固作业完成后，并提起下插装置使夹持镐离开石砟，并进入下一作业位置继续作业或驶离作业路段；

其特征在于：

采用权利要求1－9中任一项所述的含斜盘接头的捣固装置。

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