CN112709103A - 一种轨道交通铁路工程养护设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通铁路工程养护设备及其使用方法，包括由前车架、中间车架和后车架构成的设备车架，前车架内竖向安装道砟收集装置；道砟收集装置包括一个固定安装在前车架顶部的第一电动缸，第一电动缸的驱动端竖直向下延伸、并与连接架固接，连接架底部转动安装有对称分布的两个转动架，且转动架下方升降安装有钻头安装座，中间车架的下方设置一个龙门架结构的安装腔，安装腔内安装有轨枕更换装置包括一个可三轴移动的连接圆盘，连接圆盘上通过回转机构转动安装有安装板，安装板底部对称设置多个用于固定轨枕的夹持机构。整个设备能自动完成道砟的抓取、道砟过滤、轨枕更换、填充道砟、抄平、捣固道砟的工作。

Description

一种轨道交通铁路工程养护设备及其使用方法

技术领域

本发明涉及铁路工程技术领域，具体为一种轨道交通铁路工程养护设备及其使用方法。

背景技术

轨枕的作用是固定铁路轨道轨距，承载钢轨及通过车辆的重量载荷，使轨道压力荷载均匀分散传递至路基，保持线路稳定通畅。运营过程中，铁路局部轨枕下沉，需要进行维护，轨枕设置在铁轨之间，多为方柱形状，不但要求支承钢轨保持钢轨的位置，又要在列车经过时适当变形以缓冲压力并尽快回复原状，还要把钢轨传递来的巨大压力传递给道床，需要具备一定的柔韧性和弹性，作用非常重要，而轨枕在长时间高负荷压力下，极易变形和损坏，个别轨枕损坏甚至折断，因此得定期更换。由于铁路营业线施工安全风险高，通常采用天窗点内人工抽换轨枕的施工方式，人工抽换轨枕为纯人工扒砟，抽出旧轨枕，穿入新轨枕，其作业强度高、功效低，劳动力投入大，施工成本高。整个换枕作业过程中需要扒砟、抽换轨枕以及填砟工作。

常用的轨枕有木枕和水泥轨枕。水泥轨枕外观光滑，里面坚硬，并含有多根螺纹钢，弹性均匀，绝缘性好，稳定性高，不受天气温度等外在条件的影响，不腐烂使用寿命长。由于上述特点，目前水泥轨枕已经替代木枕。

当道床中道砟破碎的粉末和施工时道砟中混杂的粘性土，或因风吹、水冲将泥土带入道床，以及列车的煤灰等与道砟混合在一起,造成道床不洁,填满了道砟空隙，形成了不透水层，造成排水不畅，出现翻浆冒泥现象，后续会造成道床板结，弹性下降，减震效果变差，需要进行道床清筛。

为此我们提出一种轨道交通铁路工程养护设备及其使用方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轨道交通铁路工程养护设备及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种轨道交通铁路工程养护设备，包括由前车架、中间车架和后车架构成的设备车架，设备车架架设在铁轨上方、且设备车架底部设有多个滚轮，所述前车架内竖向安装道砟收集装置；

所述道砟收集装置包括一个固定安装在前车架顶部的第一电动缸，第一电动缸的驱动端竖直向下延伸、并与连接架固接，连接架底部转动安装有对称分布的两个转动架，所述转动架上具有动力机构，且转动架下方升降安装有钻头安装座，所述钻头安装座上安装有多个并列的钻头，所述钻头通过驱动组件带动同时转动；

所述前车架顶部还设置一个过滤装置，所述过滤装置包括一个内部设置螺旋叶片轴的网筒，所述网筒上靠近道砟收集装置的一端连通进料斗，网筒另一端设置出口；

所述过滤装置的下方设置有所述中间车架，中间车架与前车架通过螺栓固接，所述中间车架顶部具有一个开口的储沙腔，储沙腔位于网筒下方；

所述中间车架的下方设置一个龙门架结构的安装腔，所述安装腔内安装有轨枕更换装置包括一个可三轴移动的连接圆盘，所述连接圆盘上通过回转机构转动安装有安装板，所述安装板底部对称设置多个用于固定轨枕的夹持机构；

所述中间车架上远离前车架的一侧固接后车架，所述后车架顶部具有开口的道砟腔，所述道砟腔的底部具有一个活动开启的开关板机构；

所述后车架的外侧还安装一个将道砟铺平的抚平加固装置。

优选的，所述设备车架的侧面对称安装多个跨越轮装置，跨越轮装置位于铁轨的外侧，所述跨越轮装置包括固定安装在设备车架上的第二气缸，所述第二气缸的驱动端固接轮架，所述轮架上转动安装一个三轮盘机构，所述三轮盘机构通过固接在轮架上的第三电机驱动，所述轮架的一侧与设备车架侧面开设的限位槽滑动配合；

所述设备车架的底部还对称安装有多个限位勾板，所述限位勾板底部活动卡接在铁轨底面，限位勾板顶部通过多个开口销与设备车架的底部活动连接。

优选的，所述连接架底部设置有两个转动座，所述转动座上通过销轴与转动架转动连接，驱动所述转动架在转动座上摆动的动力机构为旋转液压缸，所述旋转液压缸与连接架底部固接。

优选的，所述转动架底部通过第一气缸连接钻头安装座，所述钻头安装座内具有一个安装腔，所述钻头顶部贯穿钻头安装座底部、并延伸到安装腔内，所述驱动组件包括固定套接在所有钻头顶部的第一齿轮，相邻两个第一齿轮之间相互啮合，且其中任意一个第一齿轮与第一电机的驱动端固接，所述第一电机安装在钻头安装座上。

优选的，所述过滤装置还包括安装在前车架顶部的水平移动组件，所述水平移动组件由相互配合的滑移导轨和滑座构成，所述滑移导轨上平行设置一个第二电动缸，所述第二电动缸的驱动端与滑座固接，所述滑座底部与网筒固接，所述网筒上均匀分布有筛孔，网筒一侧固定安装一个驱动螺旋叶片轴的第二电机。

优选的，所述储沙腔底面为斜面结构、且向着远离前车架方向下方倾斜，在斜面结构下方的出口处设置可拆卸的挡板；

所述道砟腔底面为斜面结构、且向着远离中间车架方向下方倾斜，在斜面结构下方的出口处设置所述开关板机构，所述开关板机构包括一个横跨在道砟腔出口处的中间板，所述中间板的两侧延伸到后车架外侧、且中间板两侧固接有端板，所述端板滑动卡接在托板内，端板和托板之间通过第一弹簧连接，且端板和托板上分别设置同磁极的第一电磁铁，所述托板与固定安装在后车架侧面上的第二气缸驱动端固接。

优选的，所述轨枕更换装置还包括两个对称设置在安装腔两侧的导轨架，所述导轨架上滑动安装有长滑座，两个长滑座之间横跨连接有连接横梁，所述连接横梁上滑动安装有连接座，所述连接座外侧固定连接一个具有矩形空腔的套筒座，所述套筒座内滑动插接有连接竖梁，所述连接竖梁底部与所述连接圆盘顶部固接；

所述导轨架和长滑座之间、连接横梁和连接座之间、连接竖梁和套筒座之间均通过齿轮齿条结构驱动。

所述回转机构包括一个内圈与连接圆盘固接的外齿回转支承，所述外齿回转支承的外圈与第二齿轮啮合，所述第二齿轮通过安装在连接圆盘的第四电机驱动，所述外齿回转支承的外圈端面与所述安装板固接。

优选的，所述夹持机构包括两个相对设置的夹持座，所述夹持座内开设多个贯穿的活动腔，所述活动腔内活动放置有顶杆，两个顶杆之间相对设置，且顶杆上设置与两个与活动腔配合的密封塞，位于两个密封塞之间的活动腔内连通有第二进油管，活动腔的外侧连通有第一进油管。

优选的，所述抚平加固装置包括与后车架固接的机架，所述机架内固定安装有第三气缸，所述第三气缸的驱动端延伸到机架底部、并固接升降板，所述升降板底部通过多个导向伸缩杆连接尼龙块，尼龙块和升降板之间还通过第二弹簧连接，在尼龙块和升降板相对面上分别设置同磁极的第二电磁铁，所述机架内还固定安装有第四气缸，所述第四气缸的驱动端延伸到机架底部、并固接抚平耙。

一种轨道交通铁路工程养护方法，采用上述的设备，包括以下步骤：

S1：将整个设备架设在铁轨上，其中滚轮位于铁轨的两侧，跨越轮装置处于升起状态，需要横向移动设备时，将跨越轮装置放下，并启动控制三轮盘机构的第三电机即可；

S2：工作时，通过跨越轮装置14将设备移动到铁轨两侧的道肩上方，第一电动缸21伸出，将钻头26插入到铁轨两侧道肩的道砟内，在插入过程中，钻头26保持转动，便于钻入，钻入一定深度后，通过旋转液压缸2301带动两排钻头26将道肩上的道砟夹起，第一电动缸21收缩，将道砟放入到过滤装置3的进料斗31内；然后设备移动到需要更换的轨枕上方，将两个轨枕之间的道砟夹起，使得道床位置高度变低；

S3：操作人员手动将轨枕上的螺栓拆下，夹持机构49夹住轨枕，向清理完道砟的位置上方移动，然后下移直到轨枕上的螺栓低于轨道下表面，夹持机构49向外移动，将旧轨枕移出铁轨；然后继续通过钻头26将轨枕底部的道砟夹取干净；道砟夹取干净后，在需要安装新轨枕的位置先铺设一层道砟，然后夹持机构49再夹住新轨枕，使新轨枕从铁轨下表面穿过，放下轨枕；

S4：进料斗31在水平移动组件34的带动下可以水平移动，便于装入道砟，道砟通过进料31进入网筒32后，在螺旋叶片轴33旋转下，道砟向出口方向输送，沙子顺着网筒32上的筛孔3201流出；

S5：沙子通过筛孔3201流入到储沙腔1202内收集；

S6：过滤后的道砟进入到道砟腔1301内，开关板机构15间歇式开启，将过滤后的道砟重新敷设到已经更换的轨枕的两侧；

S7：通过夹持机构夹住新轨枕，将新轨枕从铁轨下方穿过，移动到铁轨之间，将轨枕放入到铺设好的道砟上，人工再旋紧螺栓；

S8：通过往复上下运动的尼龙块将道砟捣固。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

整个设备能自动完成道砟的抓取、道砟过滤、轨枕更换、填充道砟、抄平、捣固道砟的工作，工作完成，能快速从轨道上移开，节约工作时间。

设备设置普通滚轮和三轮盘机构，根据需要可以切换和地面接触的轮子，三轮盘机构能够跨越导轨，便于设备移动。

设备设置旋转的钻头抓取道砟，能够快速插入道砟，钻头端部倒角，做成圆弧，避免顶住道砟，钻头之间的缝隙小于道砟尺寸，避免抓取过程道砟掉落。

更换轨枕装置设置长滑座，能够将轨枕移出导轨，还能吊取远距离的轨枕。

更换轨枕的夹持机构设成两组，保证移动轨枕过程平衡。

夹持座单侧设成3个顶杆，保证有一个插入轨枕下面，通过液压控制顶杆伸出插入轨枕下部，连接块夹住轨枕，保证在吊取轨枕过程，轨枕不会掉落。

设备设置防倾翻的限位勾板，避免更换轨枕过程设备倾斜。

设备设置开关板机构，可以振动，保证道砟均匀铺设，不需要铺设道砟可以挡住道砟。

附图说明

图1为本发明结构主视图；

图2为本发明中局部结构立体示意图；

图3为本发明结构剖视图；

图4为本发明中设备车架结构示意图；

图5为本发明中跨越轮装置示意图；

图6为本发明中道砟收集装置立体示意图；

图7为本发明中道砟收集装置主视图；

图8为本发明中钻头安装示意图；

图9为本发明中钻头安装剖视图；

图10为本发明中钻头示意图；

图11为本发明中过滤装置示意图；

图12为本发明中过滤装置剖视图；

图13为本发明中中间车架和后车架立体示意图；

图14为本发明中中间车架和后车架剖视图；

图15为本发明中轨枕更换装置立体示意图；

图16为本发明中轨枕更换装置侧视图；

图17为本发明中夹持机构示意图；

图18为本发明中夹持机构剖视图；

图19为本发明中顶杆结构示意图；

图20为本发明中开关板机构立体示意图；

图21为本发明中开关板机构剖视图；

图22为本发明中抚平加固装置立体示意图；

图23为本发明中抚平加固装置剖视图。

图中：11前车架、1101导向筒、12中间车架、1201限位勾板、1202储沙腔、1203挡板、1204安装腔、13后车架、1301道砟腔、14跨越轮装置、141第二气缸、142轮架、143三轮盘机构、144第三电机、15开关板机构：151中间板、152托板、153端板、154第一弹簧、155第一电磁铁、156第二气缸；101滚轮、102限位槽；

2道砟收集装置：21第一电动缸、22连接架、2201导向杆、2202转动座、23转动架、2301旋转液压缸、24钻头安装座、2401安装腔、25第一气缸、26钻头、27驱动组件、271第一齿轮、272第一电机；

3过滤装置、31进料斗、32网筒、3201筛孔、33螺旋叶片轴、3301第二电机、34水平移动组件、341滑移导轨、342滑座、343第二电动缸；

4轨枕更换装置：41导轨架、42长滑座、43连接横梁、44套筒座、45连接座、46连接竖梁、4601连接圆盘、47安装板、48回转机构：481外齿回转支承、482第二齿轮、483第四电机、49夹持机构、491夹持座、4901活动腔、4902顶杆、4903密封塞、4904第一进油管、4905第二进油管；401齿条、402驱动齿轮、403马达；

5抚平加固装置：51机架、52第三气缸、53升降板、54尼龙块、55第二弹簧、56第二电磁铁、57导向伸缩杆、58抚平耙、59第四气缸。

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。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种轨道交通铁路工程养护设备，包括由前车架11、中间车架12和后车架13构成的设备车架，设备车架架设在铁轨上方、且设备车架底部设有多个滚轮101，设备车架的侧面对称安装多个跨越轮装置14，跨越轮装置14位于铁轨的外侧，跨越轮装置14包括固定安装在设备车架上的第二气缸141，第二气缸141的驱动端固接轮架142，轮架142上转动安装一个三轮盘机构143，三轮盘机构143通过固接在轮架142上的第三电机144驱动，轮架142的一侧与设备车架侧面开设的限位槽102滑动配合；第二气缸141驱动轮架142在限位槽102内上下移动。

设备车架的底部还对称安装有多个限位勾板1201，限位勾板1201底部活动卡接在铁轨底面，限位勾板1201顶部通过多个开口销与设备车架的底部活动连接。更换轨枕时将限位勾板1201勾住铁轨底面，利用多个开口销将限位勾板1201固定，保证整个设备的稳定性，当设备需要移动时，将开口销拔出，使得限位勾板1201脱离铁轨底面，便于设备行走。

请参阅图1-3以及6-10，前车架11内竖向安装道砟收集装置2，道砟收集装置2包括一个固定安装在前车架11顶部的第一电动缸21，第一电动缸21的驱动端竖直向下延伸、并与连接架22固接，连接架22底部转动安装有对称分布的两个转动架23，转动架23上具有动力机构，且转动架23下方升降安装有钻头安装座24，钻头安装座24上安装有多个并列的钻头26，钻头26通过驱动组件27带动同时转动；

连接架22底部设置有两个转动座2202，转动座2202上通过销轴与转动架23转动连接，驱动转动架23在转动座2202上摆动的动力机构为旋转液压缸2301，旋转液压缸2301与连接架22底部固接。

转动架23底部通过第一气缸25连接钻头安装座24，钻头安装座24内具有一个安装腔2401，钻头26顶部贯穿钻头安装座24底部、并延伸到安装腔2401内，驱动组件27包括固定套接在所有钻头26顶部的第一齿轮271，相邻两个第一齿轮271之间相互啮合，且其中任意一个第一齿轮271与第一电机272的驱动端固接，第一电机272安装在钻头安装座24上。钻头26的长度为道砟深度的2.5-3倍，钻头26之间的缝隙小于道砟的尺寸，钻头26上分布有螺旋槽，并且在钻头26的前端设置圆弧倒角部，便于钻入到道砟之间的缝隙内。

第一电机272启动，钻头通过第一齿轮271带动旋转，第一电动缸21伸出，钻头钻入道砟，钻到指定深度后，钻头停止旋转，旋转液压缸2301旋转到极限位置，转动架带动钻头向内旋转，将道砟夹起来，然后第一电动缸21收缩将夹住道砟的两排钻头提到极限，过滤装置伸出到极限，旋转液压缸2301反向旋转，两排钻头打开，道砟进入过滤装置，过滤装置收回，第一电动缸21再次伸出，如此反复工作。

请参阅图1-3以及11-12，前车架11顶部还设置一个过滤装置3，过滤装置3包括一个内部设置螺旋叶片轴33的网筒32，网筒32上靠近道砟收集装置2的一端连通进料斗31，网筒32另一端设置出口。

过滤装置3还包括安装在前车架11顶部的水平移动组件34，水平移动组件34由相互配合的滑移导轨341和滑座342构成，滑移导轨341上平行设置一个第二电动缸343，第二电动缸343的驱动端与滑座342固接，滑座342底部与网筒32固接，网筒32上均匀分布有筛孔3201，网筒32一侧固定安装一个驱动螺旋叶片轴33的第二电机3301。道砟通过进料斗31进入网筒32后，在螺旋叶片轴33旋转下，道砟向出口方向输送，沙子顺着网筒32上的筛孔3201流出。

过滤装置3的下方设置有中间车架12，中间车架12与前车架11通过螺栓固接，中间车架12顶部具有一个开口的储沙腔1202，储沙腔1202位于网筒32下方，储沙腔1202底面为斜面结构、且向着远离前车架11方向下方倾斜，在斜面结构下方的出口处设置可拆卸的挡板1203；工作人员手动拉动挡板1203，储沙腔1202内的沙子从出口处流出。

请参阅图1-3以及13-19，中间车架12的下方设置一个龙门架结构的安装腔1204，安装腔1204内安装有轨枕更换装置4包括一个可三轴移动的连接圆盘4601，连接圆盘4601上通过回转机构48转动安装有安装板47，安装板47底部对称设置多个用于固定轨枕的夹持机构49。

轨枕更换装置4还包括两个对称设置在安装腔1204两侧的导轨架41，导轨架41上滑动安装有长滑座42，两个长滑座42之间横跨连接有连接横梁43，连接横梁43上滑动安装有连接座45，连接座45外侧固定连接一个具有矩形空腔的套筒座44，套筒座44内滑动插接有连接竖梁46，连接竖梁46底部与连接圆盘4601顶部固接；

导轨架41和长滑座42之间、连接横梁43和连接座45之间、连接竖梁46和套筒座44之间均通过齿轮齿条结构驱动。

导轨架41、连接横梁43、连接竖梁46上均沿着其长度方向安装有齿条401，长滑座42、连接座45以及套筒座44上安装有通过马达403驱动的驱动齿轮402，驱动齿轮402啮合与之对应的齿条401。

回转机构48包括一个内圈与连接圆盘4601固接的外齿回转支承481，外齿回转支承481的外圈与第二齿轮482啮合，第二齿轮482通过安装在连接圆盘4601的第四电机483驱动，外齿回转支承481的外圈端面与安装板47固接。

夹持机构49包括两个相对设置的夹持座491，夹持座491内开设多个贯穿的活动腔4901，活动腔4901内活动放置有顶杆4902，两个顶杆4902之间相对设置，且顶杆4902上设置与两个与活动腔4901配合的密封塞4903，位于两个密封塞4903之间的活动腔4901内连通有第二进油管4905，活动腔4901的外侧连通有第一进油管4904。第一进油管4904和第二进油管4905分别通过换向阀连通液压泵，当第一进油管4904内注入液压油时，推动顶杆4902从活动腔4901内伸出，当第二进油管4905内注入液压油时，推动顶杆4902收缩回活动腔4901。

请参阅图1-3以及20-21，中间车架12上远离前车架11的一侧固接后车架13，后车架13顶部具有开口的道砟腔1301，道砟腔1301底面为斜面结构、且向着远离中间车架12方向下方倾斜，在斜面结构下方的出口处设置开关板机构15，开关板机构15包括一个横跨在道砟腔1301出口处的中间板151，中间板151的两侧延伸到后车架13外侧、且中间板151两侧固接有端板153，端板153滑动卡接在托板152内，端板153和托板152之间通过第一弹簧154连接，且端板153和托板152上分别设置同磁极的第一电磁铁155，托板152与固定安装在后车架13侧面上的第二气缸156驱动端固接。过滤后的道砟顺着斜面滑下，开关板机构15中第一电磁铁155交替通电断电，在第一弹簧154作用下，中间板往复运动，将道砟振动均匀，从开关板和后车架之间缝隙流下，平铺到轨枕两侧，在不需要铺设道砟情况下，第二气缸156伸出，中间板和后车架接触，挡住道砟，避免道砟掉落。

请参阅图1-3以及22-23，后车架13的外侧还安装一个将道砟铺平的抚平加固装置5，抚平加固装置5包括与后车架13固接的机架51，机架51内固定安装有第三气缸52，第三气缸52的驱动端延伸到机架51底部、并固接升降板53，升降板53底部通过多个导向伸缩杆57连接尼龙块54，尼龙块54和升降板53之间还通过第二弹簧55连接，在尼龙块54和升降板53相对面上分别设置同磁极的第二电磁铁56，机架51内还固定安装有第四气缸59，第四气缸59的驱动端延伸到机架51底部、并固接抚平耙58。

一种轨道交通铁路工程养护方法，采用上述的设备，包括以下步骤：

S1：将整个设备架设在铁轨上，其中滚轮101位于铁轨的两侧，跨越轮装置14处于升起状态，需要横向移动设备时，将跨越轮装置14放下，并启动控制三轮盘机构143的第三电机144即可；

S2：工作时，通过跨越轮装置14将设备移动到铁轨两侧的道肩上方，第一电动缸21伸出，将钻头26插入到铁轨两侧道肩的道砟内，在插入过程中，钻头26保持转动，便于钻入，钻入一定深度后，通过旋转液压缸2301带动两排钻头26将道肩上的道砟夹起，第一电动缸21收缩，将道砟放入到过滤装置3的进料斗31内；然后设备移动到需要更换的轨枕上方，将两个轨枕之间的道砟夹起，使得道床位置高度变低；

S3：操作人员手动将轨枕上的螺栓拆下，夹持机构49夹住轨枕，向清理完道砟的位置上方移动，然后下移直到轨枕上的螺栓低于轨道下表面，夹持机构49向外移动，将旧轨枕移出铁轨；然后继续通过钻头26将轨枕底部的道砟夹取干净；道砟夹取干净后，在需要安装新轨枕的位置先铺设一层道砟，然后夹持机构49再夹住新轨枕，使新轨枕从铁轨下表面穿过，放下轨枕；

S4：进料斗31在水平移动组件34的带动下可以水平移动，便于装入道砟，道砟通过进料31进入网筒32后，在螺旋叶片轴33旋转下，道砟向出口方向输送，沙子顺着网筒32上的筛孔3201流出；

S5：沙子通过筛孔3201流入到储沙腔1202内收集；

S6：过滤后的道砟进入到道砟腔1301内，开关板机构15间歇式开启，将过滤后的道砟重新敷设到已经更换的轨枕的两侧；

S7：通过夹持机构49夹住新轨枕，将新轨枕从铁轨下方穿过，移动到铁轨之间，将轨枕放入到铺设好的道砟上，人工再旋紧螺栓；

S8：通过往复上下运动的尼龙块54将道砟捣固。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种轨道交通铁路工程养护设备，包括由前车架(11)、中间车架(12)和后车架(13)构成的设备车架，设备车架架设在铁轨上方、且设备车架底部设有多个滚轮(101)，其特征在于：所述前车架(11)内竖向安装道砟收集装置(2)；

所述道砟收集装置(2)包括一个固定安装在前车架(11)顶部的第一电动缸(21)，第一电动缸(21)的驱动端竖直向下延伸、并与连接架(22)固接，连接架(22)底部转动安装有对称分布的两个转动架(23)，所述转动架(23)上具有动力机构，且转动架(23)下方升降安装有钻头安装座(24)，所述钻头安装座(24)上安装有多个并列的钻头(26)，所述钻头(26)通过驱动组件(27)带动同时转动；

所述前车架(11)顶部还设置一个过滤装置(3)，所述过滤装置(3)包括一个内部设置螺旋叶片轴(33)的网筒(32)，所述网筒(32)上靠近道砟收集装置(2)的一端连通进料斗(31)，网筒(32)另一端设置出口；

所述过滤装置(3)的下方设置有所述中间车架(12)，中间车架(12)与前车架(11)通过螺栓固接，所述中间车架(12)顶部具有一个开口的储沙腔(1202)，储沙腔(1202)位于网筒(32)下方；

所述中间车架(12)的下方设置一个龙门架结构的安装腔(1204)，所述安装腔(1204)内安装有轨枕更换装置(4)包括一个可三轴移动的连接圆盘(4601)，所述连接圆盘(4601)上通过回转机构(48)转动安装有安装板(47)，所述安装板(47)底部对称设置多个用于固定轨枕的夹持机构(49)；

所述中间车架(12)上远离前车架(11)的一侧固接后车架(13)，所述后车架(13)顶部具有开口的道砟腔(1301)，所述道砟腔(1301)的底部具有一个活动开启的开关板机构(15)；

所述后车架(13)的外侧还安装一个将道砟铺平的抚平加固装置(5)。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通铁路工程养护设备，其特征在于：所述设备车架的侧面对称安装多个跨越轮装置(14)，跨越轮装置(14)位于铁轨的外侧，所述跨越轮装置(14)包括固定安装在设备车架上的第二气缸(141)，所述第二气缸(141)的驱动端固接轮架(142)，所述轮架(142)上转动安装一个三轮盘机构(143)，所述三轮盘机构(143)通过固接在轮架(142)上的第三电机(144)驱动，所述轮架(142)的一侧与设备车架侧面开设的限位槽(102)滑动配合；

所述设备车架的底部还对称安装有多个限位勾板(1201)，所述限位勾板(1201)底部活动卡接在铁轨底面，限位勾板(1201)顶部通过多个开口销与设备车架的底部活动连接。

3.根据权利要求1所述的一种轨道交通铁路工程养护设备，其特征在于：所述连接架(22)底部设置有两个转动座(2202)，所述转动座(2202)上通过销轴与转动架(23)转动连接，驱动所述转动架(23)在转动座(2202)上摆动的动力机构为旋转液压缸(2301)，所述旋转液压缸(2301)与连接架(22)底部固接。

4.根据权利要求1所述的一种轨道交通铁路工程养护设备，其特征在于：所述转动架(23)底部通过第一气缸(25)连接钻头安装座(24)，所述钻头安装座(24)内具有一个安装腔(2401)，所述钻头(26)顶部贯穿钻头安装座(24)底部、并延伸到安装腔(2401)内，所述驱动组件(27)包括固定套接在所有钻头(26)顶部的第一齿轮(271)，相邻两个第一齿轮(271)之间相互啮合，且其中任意一个第一齿轮(271)与第一电机(272)的驱动端固接，所述第一电机(272)安装在钻头安装座(24)上。

5.根据权利要求1所述的一种轨道交通铁路工程养护设备，其特征在于：所述过滤装置(3)还包括安装在前车架(11)顶部的水平移动组件(34)，所述水平移动组件(34)由相互配合的滑移导轨(341)和滑座(342)构成，所述滑移导轨(341)上平行设置一个第二电动缸(343)，所述第二电动缸(343)的驱动端与滑座(342)固接，所述滑座(342)底部与网筒(32)固接，所述网筒(32)上均匀分布有筛孔(3201)，网筒(32)一侧固定安装一个驱动螺旋叶片轴(33)的第二电机(3301)。

6.根据权利要求1所述的一种轨道交通铁路工程养护设备，其特征在于：所述储沙腔(1202)底面为斜面结构、且向着远离前车架(11)方向下方倾斜，在斜面结构下方的出口处设置可拆卸的挡板(1203)；

所述道砟腔(1301)底面为斜面结构、且向着远离中间车架(12)方向下方倾斜，在斜面结构下方的出口处设置所述开关板机构(15)，所述开关板机构(15)包括一个横跨在道砟腔(1301)出口处的中间板(151)，所述中间板(151)的两侧延伸到后车架(13)外侧、且中间板(151)两侧固接有端板(153)，所述端板(153)滑动卡接在托板(152)内，端板(153)和托板(152)之间通过第一弹簧(154)连接，且端板(153)和托板(152)上分别设置同磁极的第一电磁铁(155)，所述托板(152)与固定安装在后车架(13)侧面上的第二气缸(156)驱动端固接。

7.根据权利要求1所述的一种轨道交通铁路工程养护设备，其特征在于：所述轨枕更换装置(4)还包括两个对称设置在安装腔(1204)两侧的导轨架(41)，所述导轨架(41)上滑动安装有长滑座(42)，两个长滑座(42)之间横跨连接有连接横梁(43)，所述连接横梁(43)上滑动安装有连接座(45)，所述连接座(45)外侧固定连接一个具有矩形空腔的套筒座(44)，所述套筒座(44)内滑动插接有连接竖梁(46)，所述连接竖梁(46)底部与所述连接圆盘(4601)顶部固接；

所述导轨架(41)和长滑座(42)之间、连接横梁(43)和连接座(45)之间、连接竖梁(46)和套筒座(44)之间均通过齿轮齿条结构驱动。

所述回转机构(48)包括一个内圈与连接圆盘(4601)固接的外齿回转支承(481)，所述外齿回转支承(481)的外圈与第二齿轮(482)啮合，所述第二齿轮(482)通过安装在连接圆盘(4601)的第四电机(483)驱动，所述外齿回转支承(481)的外圈端面与所述安装板(47)固接。

8.根据权利要求1所述的一种轨道交通铁路工程养护设备，其特征在于：所述夹持机构(49)包括两个相对设置的夹持座(491)，所述夹持座(491)内开设多个贯穿的活动腔(4901)，所述活动腔(4901)内活动放置有顶杆(4902)，两个顶杆(4902)之间相对设置，且顶杆(4902)上设置与两个与活动腔(4901)配合的密封塞(4903)，位于两个密封塞(4903)之间的活动腔(4901)内连通有第二进油管(4905)，活动腔(4901)的外侧连通有第一进油管(4904)。

9.根据权利要求1所述的一种轨道交通铁路工程养护设备，其特征在于：所述抚平加固装置(5)包括与后车架(13)固接的机架(51)，所述机架(51)内固定安装有第三气缸(52)，所述第三气缸(52)的驱动端延伸到机架(51)底部、并固接升降板(53)，所述升降板(53)底部通过多个导向伸缩杆(57)连接尼龙块(54)，尼龙块(54)和升降板(53)之间还通过第二弹簧(55)连接，在尼龙块(54)和升降板(53)相对面上分别设置同磁极的第二电磁铁(56)，所述机架(51)内还固定安装有第四气缸(59)，所述第四气缸(59)的驱动端延伸到机架(51)底部、并固接抚平耙(58)。

10.一种轨道交通铁路工程养护方法，其特征在于，采用如权利要求1-9中任一项所述的设备，包括以下步骤：

S1：将整个设备架设在铁轨上，其中滚轮(101)位于铁轨的两侧，跨越轮装置(14)处于升起状态，需要横向移动设备时，将跨越轮装置(14)放下，并启动控制三轮盘机构(143)的第三电机(144)即可；

S2：工作时，通过跨越轮装置(14)将设备移动到铁轨两侧的道肩上方，第一电动缸(21)伸出，将钻头(26)插入到铁轨两侧道肩的道砟内，在插入过程中，钻头(26)保持转动，便于钻入，钻入一定深度后，通过旋转液压缸(2301)带动两排钻头(26)将道肩上的道砟夹起，第一电动缸(21)收缩，将道砟放入到过滤装置(3)的进料斗(31)内；然后设备移动到需要更换的轨枕上方，将两个轨枕之间的道砟夹起，使得道床位置高度变低；

S3：操作人员手动将轨枕上的螺栓拆下，夹持机构(49)夹住轨枕，向清理完道砟的位置上方移动，然后下移直到轨枕上的螺栓低于轨道下表面，夹持机构(49)向外移动，将旧轨枕移出铁轨；然后继续通过钻头(26)将轨枕底部的道砟夹取干净；道砟夹取干净后，在需要安装新轨枕的位置先铺设一层道砟，然后夹持机构(49)再夹住新轨枕，使新轨枕从铁轨下表面穿过，放下轨枕；

S4：进料斗(31)在水平移动组件(34)的带动下可以水平移动，便于装入道砟，道砟通过进料(31)进入网筒(32)后，在螺旋叶片轴(33)旋转下，道砟向出口方向输送，沙子顺着网筒(32)上的筛孔(3201)流出；

S5：沙子通过筛孔(3201)流入到储沙腔(1202)内收集；

S6：过滤后的道砟进入到道砟腔(1301)内，开关板机构(15)间歇式开启，将过滤后的道砟重新敷设到已经更换的轨枕的两侧；

S7：通过夹持机构(49)夹住新轨枕，将新轨枕从铁轨下方穿过，移动到铁轨之间，将轨枕放入到铺设好的道砟上，人工再旋紧螺栓；

S8：通过往复上下运动的尼龙块(54)将道砟捣固。

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