发明内容
本公开的目的之一在于,提高感应加热式正火机的正火处理效果。
本公开的又一目的在于,防止正火过程中因被正火处理的焊接接头的内应力释放所带来的负面效果。
本公开的还一目的在于,提高感应加热式正火机对不同钢轨的适用性。
为实现以上目的或者其他目的,本发明提供以下技术方案。
按照本公开的一方面,提供一种感应加热式正火机(30),其包括:
开闭式感应线圈装置(37),其用于对型材上的焊接接头进行感应加热以完成正火处理;
夹紧对中装置(31),其用于在所述焊接接头的前后位置同时夹紧所述型材以及自适应于被夹紧的所述型材进行对中;
其中,所述夹紧对中装置(31)包括:
刚性保持架(301);和
安装在所述刚性保持架(301)上的夹紧臂对(311),其包括前夹紧臂对(311a)和后夹紧臂对(311b);
其中,所述前夹紧臂对(311a)和后夹紧臂对(311b)在前后方向上分别可转动地安装在所述刚性保持架(301)上并且通过所述刚性保持架(301)限制所述前夹紧臂对(311a)和后夹紧臂对(311b)在前后方向上移位,所述前夹紧臂对(311a)和后夹紧臂对(311b)的每个相对所述夹紧对中装置(31)的中心平面(310)左右对称地布置;
其中,所述开闭式感应线圈装置(37)具有用于包络所述型材的线圈(3712)并且被构造为在所述夹紧对中装置(31)所提供的定位的基础上安装该线圈(3712)。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,还包括:吊架(36);
其中,所述吊架(36)与所述刚性保持架(301)固定联结在一起,所述开闭式感应线圈装置(37)相对于所述吊架(36)定位安装。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,还包括:安装在所述吊架(36)上的线圈开闭及平移装置(32);
其中,所述开闭式感应线圈装置(37)被装连在所述线圈开闭及平移装置(32)上,所述线圈(3712)通过所述线圈开闭及平移装置(32)相对于所述吊架(36)定位安装;
其中所述线圈开闭及平移装置(32)用于驱动所述开闭式感应线圈装置(37)进行张开和闭合动作,以及在所述焊接接头的前后方向上平行于所述型材地移动所述感应线圈装置(37)以对准于所述焊接接头的焊缝;
其中,已夹紧所述型材并已对中的夹紧对中装置(31)为所述线圈开闭及平移装置(32)提供定位,所述线圈开闭及平移装置(32)在该定位的基础上驱动所述感应线圈装置(37)在所述焊接接头的前后方向上的移动。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述刚性保持架(301)包括:
基本平行设置的前夹紧臂固定横梁(314a)和后夹紧臂固定横梁(314b);
左横梁联结轴(315a),其两端分别与前夹紧臂固定横梁(314a)和后夹紧臂固定横梁(314b)的左端固定联结;和
右横梁联结轴(315b),其两端分别与前夹紧臂固定横梁(314a)和后夹紧臂固定横梁(314b)的右端固定联结;
其中,所述前夹紧臂固定横梁(314a)和后夹紧臂固定横梁(314b)分别限制所述前夹紧臂对(311a)和后夹紧臂对(311b)在前后方向上的移位。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,在所述前夹紧臂固定横梁(314a)和后夹紧臂固定横梁(314b)上分别设置有限位孔(3142);
其中,所述前夹紧臂对(311a)的每个臂被前后地限位在所述前夹紧臂固定横梁(314a)的限位孔(3142)中且通过一夹紧臂旋转销轴(3141)可转动地安装在所述前夹紧臂固定横梁(314a)上,所述后夹紧臂对(311b)的每个臂被前后地限位在所述后夹紧臂固定横梁(314b)的限位孔(3142)中且通过一夹紧臂旋转销轴(3141)可转动地安装在所述后夹紧臂固定横梁(314b)上。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述夹紧对中装置(31)还包括:每一夹紧臂对(311)的下部和上部分别设置的对中夹钳(313)和夹紧油缸(312);
其中,所述夹紧油缸(312)用于驱动所述夹紧臂对(311)的臂转动以至于使所述对中夹钳(313)夹紧所述型材。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,对应所述前夹紧臂对(311a)和后夹紧臂对(311b)分别设置一所述夹紧油缸(312),所述夹紧油缸(312)在所述前夹紧臂对(311a)或后夹紧臂对(311b)的臂的上端之间横向地设置并且被基本同步地控制以至于基本同步地夹紧所述型材。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述刚性保持架(301)为四方形框架结构。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述吊架(36)的下端上设置有多个销孔(362),夹紧臂旋转销轴(3141)穿过所述销孔(362)以实现所述刚性保持架(301)与所述吊架(36)固定联结在一起。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述吊架(36)包括方框形架体和设置在该方框形架体之上的锥台形架体,其中,在所述锥台形架体的顶端设置有可旋转式吊具(361)。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述型材为钢轨(90),所述夹紧对中装置(31)还包括用于夹紧所述钢轨(90)的对中夹钳(313);
其中,所述对中夹钳(313)包括:
夹钳体(3134),和
在每一夹钳体(3134)上相对所述钢轨(90)的轨顶下方的接触面而设置的弹性支撑组件;
其中,所述弹性支撑组件用于在通过所述夹钳体(3134)夹紧所述钢轨(90)时使所述夹紧对中装置(31)相对夹紧的所述钢轨(90)自适应地沿所述钢轨(90)的中心线(919)进行对中。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述夹紧对中装置(31)还包括:定位块(316),其相向于所述钢轨(90)地固定设置在所述刚性保持架(301)的夹紧臂固定横梁(314)中部的下表面上,且用于在夹紧所述钢轨(90)时与所述钢轨(90)的轨顶相抵。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述弹性支撑组件包括弹性元件(3132)和具有弧形接触面的支撑体(3131);
其中,在所述夹钳体(3134)上开有朝向所述钢轨(90)的轨头下颚面(913)开口的定位槽(3135),所述弹性元件(3132)和支撑体(3131)由下至上依次地置放在所述定位槽(3135)中。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,在夹紧所述钢轨(90)的过程中,所述对中夹钳(313)中的支撑体(3131)的接触面接触所述轨头下颚面(913)并对所述轨头下颚面(913)施加预紧力、以至于将所述钢轨(90)的轨头踏面(911)顶在定位块(316)上,所述弹性元件(3132)产生的力作用于所述夹钳体(3134)上以至于使夹紧过程中的所述对中夹钳(313)以所述轨头踏面(911)为基准沿所述钢轨(90)的中心线(919)进行对中。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述对中夹钳(313)还包括用于将所述支撑体(3131)和弹性元件(3132)限位在所述定位槽(3135)中的盖板(3133)。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述夹钳体(3134)可拆卸地安装在所述夹紧对中装置(31)的夹紧臂对(311)的臂的下端。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述线圈开闭及平移装置(32)和所述开闭式感应线圈装置(37)被布置在由所述刚性保持架(301)和所述吊架(36)包围形成的内部空间中。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述夹紧对中装置(31)还包括:
用于使所述夹紧臂对(311)的左臂和右臂基本左右同步地做夹紧动作的同步夹紧组件。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述同步夹紧组件包括对应所述夹紧臂对(311)而设置的:
导柱(317),其沿所述夹紧对中装置(31)的中心平面(310)地固定在所述夹紧臂固定横梁(314)的上表面上;
同步滑块(319),其套在所述导柱(317)上并能够沿所述导柱(317)滑动;
左连接板(318a),其用于将所述同步滑块(319)的左端连接于所述夹紧臂对(311)的左臂;以及
右连接板(318b),其用于将所述同步滑块(319)的右端连接于所述夹紧臂对(311)的右臂;
其中,所述同步滑块(319)、左连接板(318a)和右连接板(318b)位于所述夹紧臂对(311)的左臂和右臂之间并相对于所述中心平面(310)左右对称地布置;
其中,所述同步滑块(319)通过第一连接板销(3181)分别与所述左连接板(318a)和右连接板(318b)铰接,所述左连接板(318a)和右连接板(318b)通过第二连接板销(3182)分别与所述夹紧臂对(311)的左臂和右臂铰接。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述线圈开闭及平移装置(32)沿所述夹紧对中装置(31)的中心平面(310)左右对称地布置。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述线圈开闭及平移装置(32)包括:
线圈安装定位梁(322),其上可转动地连接有所述感应线圈装置(37);
线圈平移导轨(327),其在所述定位的基础上在前后方向上布置,其中,所述线圈安装定位梁(322)相对于所述线圈平移导轨(327)大致垂直设置且能在其上平移地滑动;
线圈平移油缸(3211),用于驱动所述线圈安装定位梁(322)沿所述线圈平移导轨(327)在前后方向上直线地移动;以及
包括左线圈开闭油缸(324a)和右线圈开闭油缸(324b)的线圈开闭油缸(324),其安装在所述线圈安装定位梁(322)和所述感应线圈装置(37)之间并用于驱动所述感应线圈装置(37)的张开和闭合。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述线圈平移油缸(3221)包括缸体部和活塞杆,所述缸体部铰接在所述吊架(36)的铰接座(364)上,所述活塞杆连接所述线圈安装定位梁(322)。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述线圈开闭及平移装置(32)还包括:
对应所述线圈安装定位梁(322)设置的线圈平移滑块(328),其能够沿所述线圈平移导轨(327)在前后方向上直线地滑动;
其中,所述线圈安装定位梁(322)通过滑块连接板(3281)与所述线圈平移滑块(328)联结在一起。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述左线圈开闭油缸(324a)的后缸盖铰接于所述线圈安装定位梁(322)的左端,所述左线圈开闭油缸(324a)的活塞杆头铰接于所述感应线圈装置(37)的左线圈托板(373a)上;
所述右线圈开闭油缸(324b)的后缸盖铰接于所述线圈安装定位梁(322)的右端、所述右线圈开闭油缸(324b)的活塞杆头铰接于所述感应线圈装置(37)的右线圈托板(373b)上。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述感应线圈装置(37)的左线圈托板(373a)的上端铰接于所述线圈安装定位梁(322)上;所述感应线圈装置(37)的右线圈托板(373b)的上端铰接于所述线圈安装定位梁(322)上。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述开闭式感应线圈装置(37)包括:
感应线圈组件(371),其包括导电接合部(3711,3713)和所述线圈(3712);
用于承载所述感应线圈组件(371)的线圈托板(373);以及
位于所述线圈托板(373)和所述导电接合部(3711,3713)之间的弹性支撑部(374)。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述导电接合部(3711,3713)包括上导电块(3711)和下导电块(3713),所述线圈(3712)的上下两端分别连接所述上导电块(3711)和下导电块(3713);
其中,在所述线圈托板(373)与所述上导电块(3711)和下导电块(3713)的至少一个之间设置有所述弹性支撑部(374)。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述上导电块(3711)用于在所述感应线圈装置(37)处于闭合状态下与工作电压接入部(331)相贴合,对应所述上导电块(3711)设置有所述弹性支撑部(374)以使所述上导电块(3711)与工作电压接入部(331)自适应地相贴合。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述开闭式感应线圈装置(37)还包括:
设置在所述线圈托板(373)和所述导电接合部(3711,3713)之间的绝缘垫(372)。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,所述线圈(3712)包括左感应线圈(371a)和右感应线圈(371b);
其中,对应所述左感应线圈(371a)的左上导电块(3711a)设置有左弹性支撑部(374a),对应所述右感应线圈(371b)的右上导电块(3711b)设置有右弹性支撑部(374b);
其中,所述左感应线圈(371a)的左下导电块(3713a)和右感应线圈(371b)的右下导电块(3713b)通过绝缘垫(372)分别与所述左线圈托板(373a)和所述右线圈托板(373b)电隔离。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,还包括:
图像传感器(35),其用于感测所述感应线圈装置(37)与所述钢轨(90)的焊接接头之间的相对位置。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,还包括:
对位操作部(391),其用于显示所述图像传感器(35)所感测的所述相对位置、以及基于显示的所述相对位置控制所述线圈开闭及平移装置(32)进行所述感应线圈装置(37)相对所述型材的焊接接头的对位操作。
根据本公开一实施例的感应加热式正火机(30),其中,还包括:
变压器(33),其与对应所述线圈(3712)而设置的工作电压接入部(331)电连接,并且被布置在由所述刚性保持架(301)和所述吊架(36)包围形成的内部空间中。
按照本公开的又一方面,提供一种钢轨现场正火作业系统(10),其中,包括:舱体(11)、发电机组(12)、起重机(16)和以上任一所述的正火机(30);
其中,所述发电机组(12)、起重机(16)和正火机(30)被装载在所述舱体(11)内部,通过所述起重机(16)对所述正火机(30)在所述舱体(11)内和所述舱体(11)外的现场作业点之间进行搬运操作,所述发电机组(12)至少用于为所述正火机(30)和起重机(16)提供电力。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,所述钢轨现场正火作业系统(10)还包括:设置所述舱体(11)内的用于在前后方向上可操作地滑移所述起重机(16)的滑移机构(110)。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,所述滑移机构(110)包括滑移导槽(111)、滑移平板(112)、滚动轴承(113,114)以及滑移油缸(115);
其中,所述起重机(16)固定安装在所述滑移平板(112)上且能够随所述滑移平板(112)一起移动;所述滑移导槽(111)沿所述前后方向布置在所述舱体(11)的底架中或底架上;所述滚动轴承(113,114)固定安装在所述滑移平板(112)上并位于所述滑移导槽(111)和所述滑移平板(112)的侧面之间;所述滑移油缸(115)用于推动所述滑移平板(112)在前后方向上沿所述滑移导槽(111)移动。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,所述滚动轴承(113,114)包括四个竖向滚动轴承(113)和四个横向滚动轴承(114);
其中,所述四个竖向滚动轴承(113)中的两个为一组分别安装在所述滑移平板(112)的两个侧面上,所述竖向滚动轴承(113)能够沿所述滑移导槽(111)的上槽壁或下槽壁滚动、且在上下方向上受所述滑移导槽(111)的上槽壁和下槽壁限位;所述四个横向滚动轴承(114)中的两个为一组分别安装在所述滑移平板(112)的两个侧面上,所述横向滚动轴承(114)能够沿所述滑移导槽(111)的内凹槽壁滚动、且在左右方向上受滑移导槽(111)的内凹槽壁限位。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,所述起重机(16)为单臂式起重机。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,所述单臂式起重机(16)具有可伸缩式臂体,该可伸缩式臂体包括基本臂(164)和伸缩臂(165),对应所述伸缩臂(165)设置有相应的伸缩油缸(162),所述伸缩油缸(162)用于驱动所述伸缩臂(165)相对所述基本臂(164)进行伸出或缩回动作。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,所述单臂式起重机(16)还包括立柱(166)、回转装置(163)、变幅油缸(161)和底座(167);
其中,所述立柱(166)的下端可转动地连接所述底座(167),所述立柱(166)的上端与所述基本臂(164)的第一端铰接,所述基本臂(164)的第二端与所述变幅油缸(161)的活塞杆一端铰接,所述变幅油缸(161)的下端铰接于所述立柱(166)的下端;
其中,所述回转装置(163)通过齿轮传动的方式驱动所述立柱(166)相对所述底座(167)转动。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,所述伸缩臂(165)的前端通过柔性拉伸件连接于所述正火机(30)的可旋转式吊具(361)上。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,还包括在所述舱体(11)内设置的用于驱动所述舱体(11)的主舱门(116)动作的开闭装置(117)。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,所述开闭装置(117)包括:
固定在舱体(11)的侧壁上和导向杆(1173);
液压油缸(1171),其缸体部与所述导向杆(1173)铰接;
所述液压油缸(1171)的活塞杆(1175)的外端头(1174);和
连杆(1172),其两端分别铰接在所述外端头(1174)和所述主舱门(116)上;
其中,所述外端头(1174)套在所述导向杆(1173)上并能够沿所述导向杆(1173)前后滑动;在所述液压油缸(1171)驱动所述活塞杆(1175)运动时,所述外端头(1174)在所述导向杆(1173)上滑动,以至于所述液压油缸(1171)的活塞杆(1175)沿所述导向杆(1173)所在的方向运动。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,所述外端头(1174)上具有套在所述导向杆(1173)上并能够在水平方向上沿所述导向杆(1173)前后滑动的导向块。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,所述发电机组(12)为柴油机发电机组,在所述舱体(11)内部还包括用于对所述柴油机发电机组所排放的烟气进行净化处理的尾气净化装置(13),和/或用于对噪音进行消音处理消音组件。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,所述导向杆(1173)水平地固定在所述舱体(11)的侧壁上。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,在所述舱体(11)内部还设置有以下的一个或多个:电气控制柜(14)、冷却机组(15)、液压泵站(17)、正火管理系统(18)、喷风装置(19)、散热风扇。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,在所述舱体(11)的外侧面的至少一侧的下部位设置至少用来控制所述开闭装置(117)和/或所述起重机(16)的辅助操控面板(109)。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,所述舱体(11)内设置有间隔(119),所述舱体(11)通过所述间隔(119)被划分为相对远离现场作业点的设备室和相对靠近现场作业点的作业室,至少所述正火机(30)和起重机(16)被布置在所述作业室中,至少所述发电机组(12)被布置在所述设备室中。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,所述钢轨现场正火作业系统(10)还包括布置在所述舱体(11)的接近现场作业点一端的作业照明灯(111)。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,所述舱体(11)为集装箱结构的箱体。
根据本公开一实施例的钢轨现场正火作业系统(10),其中,所述发电机组(12)包括柴油机(121)、发电机(123)以及一体式的具有内腔的底座(129),其中,所述底座(129)被所述柴油机(121)和发电机(123)共用并为它们提供共同的安装基准,所述底座(129)的内腔用于盛放所述柴油机(121)的燃油。
按照本公开的还一方面,提供一种钢轨现场作业总成(1000),其包括:
以上任一所述的钢轨现场正火作业系统(10),以及
用于载运所述钢轨现场正火作业系统(10)的钢轨作业车(20)。
根据本公开一实施例的钢轨现场作业总成(1000),其中,所述钢轨作业车(20)包括车架(21)和能够在钢轨上行走的多组轮对,所述钢轨作业车(20)还包括:
锁闭组件(212),其用于将所述钢轨现场正火作业系统(10)可拆卸地安装并锁定在所述车架(21)上;
对应所述轮对设置的电传动组件;和
牵引电机(221),其输出动力至所述电传动组件;
其中,所述牵引电机(221)可拆装地电连接于所述钢轨作业车(20)所载运的钢轨现场正火作业系统(10)中的发电机组(12),以至于在载运所述钢轨现场作业系统(10)时通过所述发电机组(12)为所述牵引电机(221)提供电力。
根据本公开一实施例的钢轨现场作业总成(1000),其中,所述电传动组件包括:
万向联轴器(225)和车轴齿轮箱(227);其中,所述车轴齿轮箱(227)通过所述万向联轴器(225)与所述牵引电机(221)的输出端连接。
根据本公开一实施例的钢轨现场作业总成(1000),其中,所述万向联轴器(225)包括第一万向联轴器(225a)和第二万向联轴器(225b),其中,第一万向联轴器(225a)与所述牵引电机(221)的输出端相连接,所述第二万向联轴器(225b)与所述车轴齿轮箱(227)相连接。
根据本公开一实施例的钢轨现场作业总成(1000),其中,所述电传动组件还包括传动轴(223),其中,所述传动轴(223)的第一端与所述牵引电机(221)的输出端刚性连接,所述传动轴(223)的第二端与所述万向联轴器(225)的第一端连接,所述万向联轴器(225)的第二端与所述车轴齿轮箱(227)连接。
根据本公开一实施例的钢轨现场作业总成(1000),其中,所述车轴齿轮箱(227)为无换挡机构的齿轮箱。
根据本公开一实施例的钢轨现场作业总成(1000),其中,所述锁闭组件(212)包括转锁(2121)、转锁螺母(2122)、和固定在所述车架(21)上的具有凹槽(2126)的凸台(2125);
其中,所述转锁(2121)包括头部和相对于头部具有较小的径向尺寸的杆部,所述转锁(2121)的杆部依次穿过所述凸台(2125)、所述车架(21)和转锁螺母(2122),所述转锁(2121)在旋转预定角度后能够致使所述转锁(2121)的头部至少部分地座入所述凸台(2125)的凹槽(2126)中并被所述凹槽(2126)限制转动,在锁定时所述转锁螺母(2122)螺纹紧固在所述转锁(2121)的杆部的下端。
根据本公开一实施例的钢轨现场作业总成(1000),其中,在所述车架(21)的头端和尾端分别对应设置有车钩(25a,25b),接近现场作业点一端的车钩(25b)为无解钩装置的拖钩。
根据本公开一实施例的钢轨现场作业总成(1000),其中,所述舱体(11)上具有多个对应所述锁闭组件(212)而设置的箱角(118)。
根据以下描述和附图本发明的以上特征和操作将变得更加显而易见。
具体实施方式
下面通过参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现,而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的上述各实施例旨在使本文的披露全面完整,从而使对本发明保护范围的理解更为全面和准确。
诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的部件以外,本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它部件的情形。
诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元或部件在时间、空间、大小等方面的顺序,而仅仅是用作区分各单元或部件。
为方便说明,附图1至图17中定义了x方向、y方向和z方向,其中,将钢轨作业车/钢轨现场正火作业系统的高度的方向定义为z方向,将钢轨作业车的对应轮对的车轴所在的方向/钢轨现场正火作业系统的宽度方向定义为y方向,x方向垂直于y方向和z方向,其大致沿钢轨作业车的车轮所行驶的轨道的方向/沿钢轨现场正火作业系统的长度的方向;为方便清楚地描述,将x方向的正向指向钢轨作业车的后/尾端,也即指向钢轨现场正火作业系统的现场作业点,将y方向的正向指向钢轨作业车的右侧面。并且,在以下针对附图1至图17的描述中,“前/头”和“后/尾”等方位术语是相对x方向来定义的,“左”和“右”等方位术语是相对y方向来定义的,“上”和“下”等方位术语是相对z方向来定义的。需要理解的是,这些方向的定义是用于相对位置于的描述和澄清,其可以根据钢轨作业车/钢轨现场正火作业系统的方位等的变化而相应地发生变化。
以下结合图1至图9示例说明本发明一实施例的钢轨作业车20、钢轨现场作业总成1000。钢轨作业车20能够沿轨道行驶,其可以用于将一个或多个钢轨现场作业系统10载运至现场进行线下作业或线上作业;其中,线上作业和线下作业是主要针对钢轨的摆放位置而定义的两种作业模式,钢轨摆放在线路两侧作业被称为线下作业,钢轨本身被钢轨作业车20压在车轮下作业被称为线上作业。
如图1和图2所示,钢轨作业车20可以以轨道平车的形式实现,其中,车架21作为钢轨作业车20主体,其上表面形成有用于承载钢轨现场作业系统10的大致平板形式平面,因此也可以称为“轨道平车”。根据其载运的钢轨现场作业系统10大小和/或数量,可以设计钢轨作业车20在x方向和y方向上的尺寸。钢轨作业车20还包括轮对,车架21通过轮对支撑;一般地,轮对具有车轴233和在车轴233的左右两端分别设置的车轮231, 并且,轮对通过两个车轮231能够在钢轨上行走。
如图1和图2所示,钢轨作业车20还包括对应轮对设置的电传动组件、以及输出动力至该电传动组件的牵引电机221,牵引电机221可以固定设置在车架21的横梁上,通过该牵引电机221和电传动组件,可以驱动车轮231在钢轨上行走,从而可以实现钢轨作业车20自力行走。
申请人注意到,目前现有的钢轨作业车20一般设置专用的柴油机来直接带动相应的液压泵输出动力从而驱动钢轨作业车走行,钢轨作业车20所载运的钢轨现场正火作业系统10通常也设置有相应的供现场作业用的发电机组。本发明一实施例的牵引电机221被配置为通过以下方式获得驱动钢轨作业车20自力行走所需的电力:在载运钢轨现场作业系统10时,牵引电机221可拆装地电连接于钢轨作业车20所载运的钢轨现场作业系统10中的发电机组12,以至于主要地或全部地通过发电机组12为牵引电机221提供电力。这样,需要载运的钢轨现场作业系统10的发电机组12、甚至相应的柴油机等能够被钢轨现场作业系统10和钢轨作业车20一起共用,不需要在钢轨作业车20上以传统方式专用地设置柴油机等来带动液压泵等输出动力来驱动其行走;相比于现有技术的例如为钢轨作业车设置专用的柴油机来直接带动相应的液压泵输出动力驱动钢轨作业车走行,本发明实施例的钢轨作业车20上不需要设置柴油机等,即使在钢轨作业车20上设置了牵引电机221和电传动组件,还是可以相对低成本地实现,容易被用户接受,并且结构简单、需要的安装空间小,而且,可以实现电驱动。
需要理解的是,以上这种“共用”是申请人综合考虑了钢轨现场作业系统10在其被载运时不需要应用电力来进行现场作业、钢轨现场作业系统10在进行现场作业时钢轨作业车20不要电力驱动来行走的应用特点来作出的,因此,其能够同时满足钢轨作业车20和钢轨现场作业系统10的应用要求,即使“共用”发电机组12也不会导致钢轨作业车20和钢轨现场作业系统10之间的电力需求矛盾问题,牵引电机221的电力也容易得到保证,容易满足轨道交通载运的大功率驱动要求的特点,且基本不受续航里程限制(例如,如果采用动力电池模组为牵引电机221供电,续航里程和功率均难以满足载运重量大的钢轨现场作业系统10的要求)。并且,牵引电机221与钢轨现场作业系统10中的发电机组12中的可拆装式的电连接也非常容易实现,例如,通过相应的电缆接口端之间的简易拔插操作即可实现;相比对地,如果采用柴油机通过液压泵输出动力来驱动钢轨作业车,柴油机与液压泵等机械传动组件之间的连接非常困难。
在一实施例中,如图2所示,电传动组件可以包括传动轴223和联轴器225,其中,联轴器225可以为万向联轴器(例如十字万向联轴器),传动轴223位于车轴233的正上方且与车轴233呈“十字”形交叉,传动轴223的一端可以与牵引电机221的输出端法兰刚性连接,传动轴223的另一端与万向联轴器225的一端连接,万向联轴器225的另一端与安装在车轴上的车轴齿轮箱227输入端连接,万向联轴器225配合车轴齿轮箱227一起工作,可以将传动轴223所传递的动力输出至相应的轮对中的车轴233;从而,牵引电机221可以驱动车轴233转动,进而带动车轮转动。
在另一种替换实施例中,如图6所示,万向联轴器225为两个,即万向联轴器225a和225b,它们之间可以通过轴连接;当然,也可以将万向联轴器225a和225b视为一个具有两万向自由连接端的万向联轴器,从而可以需要设置如图2中的传动轴223。其中,第一万向联轴器225a与牵引电机221的输出端相连接(例如通过螺栓连接),第二万向联轴器225b与车轴齿轮箱227相连接(例如通过螺栓连接)。这样,两端万向自由连接能避免电机震动、电机跳动或轴向偏转等对车轴齿轮箱227的损坏,既有利于保护牵引电机221、也有利于保护齿轮箱227。
继续如图2所示,在一实施例中,为每组轮对相应地设置电传动组件和牵引电机221。轮对为2组为示例,前后两组轮对分别对应设置了传动轴223、万向联轴器225、车轴齿轮箱227和牵引电机221,从而可以分别驱动轮对。将理解,根据需要,可以增加轮对的数量,对应车轮而设置的传动轴223、万向联轴器225、车轴齿轮箱227和牵引电机221等也可以相应地增加。
继续如图2所示,在一实施例中,为第一组轮对相应地设置的电传动组件(例如传动轴223、万向联轴器225、车轴齿轮箱227)和牵引电机221与为第二组轮对相应地设置的电传动组件(例如传动轴223、万向联轴器225、车轴齿轮箱227)和牵引电机221可以沿中心线2331基本对称地布置,该中心线2331平行于轮对的车轴233的方向,也即平行于y方向,其可以位于两根传动轴223的中间位置。这样,有利于实现合理布局以及重心平稳。
继续如图1和图2所示,在一实施例中,钢轨作业车20的车架21上设置有若干锁闭组件212,锁闭组件212用于将钢轨现场作业系统10可拆卸地安装并锁定在车架21上,这样,可以方便地将钢轨现场作业系统10拆装于车架21,例如,使用大型起重机等设备将钢轨现场作业系统10吊装至钢轨作业车20上、然后对准、进行锁闭安装即可,反之可以从车架21上方便地拆除。需要说明的是,在钢轨作业车20上拆装钢轨现场作业系统10时,还可以同时方便地进行例如牵引电机221与发电机组12之间的电连接或电拔除操作;并且,不需要对传动系统之间进行接合操作(该接合操作通常很复杂)。
以上实施例的钢轨作业车20通过设置锁闭组件212以及相应的牵引电机221和电传动组件,可以使其能够载运任何具有发电机组的各种类型的钢轨现场作业系统10,也可以用于载运同种类型的不同钢轨现场作业系统10,也即,钢轨作业车20可以对多个钢轨现场作业系统10分别进行载运,大大提高其通用性。在一实施例中,钢轨作业车20载运的钢轨现场作业系统10可以为箱体式钢轨正火处理系统,其具有集装箱结构的舱体11,如集装箱一样方便整体搬运,该箱体式钢轨正火处理系统可以用于完成针对轨道的现场正火热处理操作,从而提高钢轨的焊接接头的韧性等性能,以满足相应的标准要求。需要理解的是,以上实施例的钢轨作业车20所载运的钢轨现场作业系统10的具体类型、结构等不是限制性的,在其他实施例中,钢轨现场作业系统10还可以为钢轨焊接现场作业系统、钢轨打磨现场作业系统、焊接探伤现场作业系统等。
在一实施例中,如图6所示和图7所示,锁闭组件212可以包括转锁2121、转锁螺母2122、垫片2123和开口销2124;通过转锁2121、转锁螺母2122、垫片2123、开口销2124和具有凹槽的凸台2125,锁闭组件212可以将钢轨现场作业系统10的舱体11可拆卸地锁定安装在钢轨作业车20的车架21上。示例地,如图6(b),凸台2125可以固定在车架21上(例如通过焊接方式固定在车架21上),转锁2121包括头部和相对于头部具有较小的径向尺寸的杆部,转锁2121的杆部依次穿过凸台2125(凸台2125上可以设置有相应的贯穿孔)、舱体11、车架21(车架21上可以设置有相应的贯穿孔)、垫片2123和转锁螺母2122,转锁螺母2122螺纹紧固在转锁2121的杆部的下端;转锁2121在旋转预定角度(例如90°)后能够致使转锁2121的头部至少部分地座入凸台2125的凹槽2126中并被凹槽2126限制转动,在锁定时转锁螺母2122螺纹紧固在转锁2121的杆部的下端,并且开口销2124穿过转锁2121的杆部的下端上的通孔以防止转锁螺母2122螺纹松动,垫片2123可以置于转锁螺母2122和车架21之间。以上实施例的锁闭组件212在锁定安装的使用过程中,将转锁2121旋转90°,使得转锁2121落入或座入凸台2125的凹槽2126内,从而可以有效防止使用过程中转锁2121因例如受长时间的振动或外力而转动;进一步,将转锁螺母2122拧紧、安装开口销2124,从而可以方便地将舱体11锁紧在车架21上。因此,以上实施例的锁闭组件212锁定操作方便、锁定可靠性好。
具体地,当钢轨现场作业系统10的舱体11需要锁定安装在钢轨作业车上20上时,将转锁2121的上端提起并旋转90度,然后将转锁2121压在舱体11的箱角118的内侧的底部台阶上,同时转锁2121落入到有凹槽的凸台2125的凹槽内,进一步将转锁螺母2122旋紧,然后安装开口销2124防止螺纹松动;多个锁闭组件212完成这样的操作后,即完成了将舱体11锁定在钢轨作业车20上的操作;当需将舱体11从钢轨作业车上20拆下时,可以依次拆除开口销2124、旋松转锁螺母2122、将转锁2122提起、反向旋转90度,此时转锁2122与舱体11的箱角118的底部开口平行,从而可以很方便地实现拆除操作。整个锁定安装、拆除过程简单且容易操作。
继续如图1至图4所示,在一实施例中,对应轮对的每个车轮还设置有相应的制动组件235,制动组件235可以通过气动制动缸等实现,气动制动缸的例如空气压缩机所需的电力同样可以通过发电机组12提供。
需要说明的是,牵引电机221能够适应外力而低速反转,这样,能够避免了被联挂时液压传动或液力传动所需要的车轴齿轮箱227的换挡设计,也即车轴齿轮箱227进一步可以设计为无换挡机构或不带换挡机构的车轴齿轮箱;无换挡机构的齿轮箱还能够避免液压传动或液力传动忘记挂空挡会将液压马达反转损坏的安全风险。
作为对以上实施例的理解的比对说明,传统的液压驱动是通过液压马达(例如通过专用的柴油机带动)作为动力带动车轴齿轮箱传递到车轴和车轮进行运转的情况下,液压马达的内部结构就限制了该马达是不能在外力作用下而反向转动,因此,如果发送联挂拖动而产生反转,那液压马达就容易损坏。因此,现有技术中,如果被联挂拖动了,那就必须要使液压马达和车轴齿轮箱相脱离,也即进行挂空挡操作,从而车轮和车轴转动时马达不会被动反转。现有技术的挂空挡操作进一步使得现有的车轴齿轮箱必须具有换挡机构(例如液力变矩器),其结构变得非常复杂,而且换挡机构容易出故障,一旦脱挡失败,那样液压马达就会被带动反转而损坏。
不带换挡机构的车轴齿轮箱227具体可以但不限于采用二级相交轴齿轮传动,例如,第一级为圆柱齿轮副、第二级为螺旋锥齿轮副;该车轴齿轮箱227示例地可以包括箱体、齿轮副、轴承副、密封系统、润滑系统等。
在一实施例中,牵引电机221具体可以为能够适用于外力而反转且具有无极变速功能的电机,例如,变频直流或交流电机。
在一实施例中,钢轨作业车20的车架21与转向架之间,可以设置板簧,板簧可以用作减震机构。一般铁路转向架的轴箱比较大,可以够设置一组弹簧(例如2个弹簧组成)并将其通过较复杂的结构定位在轴箱上;但是,对应于本发明一实施例的二轴结构转向架,因为轴箱比较小,没有足够地方布置2个弹簧,并且弹簧容易偏心,强度也不够。考虑到这些因素,该实施例选择板簧能更好地适用于轴箱小、安装空间小的二轴结构转向架结构 ,并且板簧具有足够大的强度。
继续如图1至图4所示,车架21的头端和尾端分别对应设置有不同类型的车钩25a和车钩25b,这样,在例如发电机组12失效而导致钢轨作业车20失去动力无法撤离现场时,车钩可以使钢轨作业车20增加了车辆联挂功能,从可以采用救援轨道车辆通过车钩25a或25b联挂钢轨作业车20、将钢轨作业车20牵引撤离现场。
在一实施例中,如图7和图9所示,接近现场作业点一端的车钩25b被设置为具有较低高度的无解钩装置的拖钩25b,例如,拖钩25b的上端面低于舱体11的底架的高度。这样,起重机16在搬运感应加热式正火机30时,拖钩25b不会碰撞到感应加热式正火机30,拖钩25b从而不会干涉或影响到该搬运操作。
继续如图1至图4所示,钢轨作业车20上可以设置行车照明灯216和/或示廓灯219,示例地,行车照明灯216设置在车架11的前端面和后端面上,多个示廓灯219设置在车架11的侧面上。行车照明灯216改善了钢轨作业车20例如在隧道内的行驶条件,示廓灯219能够在钢轨作业车20低速行驶时为现场作业人员提供安全提示。
继续如图1至图4所示,钢轨作业车20还包括驾驶室24,驾驶室24固定设置在车架21的头部或尾部,例如设置在头部上。驾驶室24可以通过相应的壳体包围形成,驾驶室21内部可以设置有操作台2147,为方便操作人员操作控制,操作台2147上可以设置运行推杆2141、制动推杆2142、显示部件2143(例如显示屏)、速度仪表2144、风压仪表2145等。
在驾驶钢轨作业车20将钢轨现场作业系统10载运至现场或离开现场时,作业人员在驾驶室24的操作台2147上进行操作控制,例如,操作运行推杆2141以低速前进或后退至现场作业点,推动制动推杆2142使得钢轨作业车20停止在现场作业点。然后可以通过对钢轨现场作业系统10进行操作以进行现场作业的准备和操作,例如钢轨焊接后的正火处理;在完成现场作业后,操作人员可以拉回制动推杆2142以取消制动,驾驶运行推杆2141低速前进或后退至下一个现场作业点。
在一实施例中,为克服安装在其中一端的驾驶室24不能方便地观测瞭望到另一端的路况(例如头部的驾驶室24中的操作人员由于受其载运的庞大的钢轨现场作业系统10阻挡而不能观测到尾部一端的路况)的问题,在钢轨作业车20的车架21的尾部设置图像传感器27(例如摄像头),图像传感器27与驾驶室24的显示部件2143耦接,在钢轨作业车20朝向车架21的尾部方向(例如x方向正向)运行时,图像传感器27实时采集前方路况的图像信息,图像传感器27所采集的图像被传输至显示部件2143上显示;这样,驾驶室24的操作人员可以通过图像传感器27实时观测到前方路况的信息,确保作业车的行车安全,还能够实现双向行驶且无需调头,既提高了钢轨作业车20的行驶灵活性,又有利于提高作业效率。
需要理解的是,图像传感器27是设置在与驾驶室24相对的一端,例如,在驾驶室24固定设置在车架21的尾部上时,图像传感器27可以设置在车架21的头端。
以下进一步结合图7至图17示例详细说明本发明一实施例的钢轨现场正火作业系统10和钢轨现场作业总成1000。如图7至图9所示实施例中,钢轨现场作业总成1000包括以上任一实施例的钢轨作业车20,还包括钢轨作业车20所载运的钢轨现场正火作业系统10。钢轨现场作业总成1000可以通过一套发电机组12分别为钢轨现场正火作业系统10和钢轨作业车20提供电力,因此,不但可以实现在载运钢轨现场正火作业系统10时通过发电机组12为钢轨作业车20提供电力驱动其在钢轨上行进、从而实现自力行走,而且还可以实现在现场作业时通过发电机组12为钢轨现场正火作业系统10提供现场作业所需的电能,非常适合于线上或线下的现场作业。
在一实施例中,如图7至图15所示,钢轨现场正火作业系统10具有大致箱体式结构的舱体11,例如,集装箱结构的箱体,从而如集装箱一样方便整体搬运。舱体11可以通过钢材焊接形成,其具有较大的内部空间用来设置用于完成现场正火作业操作所需的各种设备,舱体11的底架用于承载这些设备,其具有一定的强度和刚度,具体可以由型材和钢板焊接而成。为方便将钢轨现场正火作业系统10整体可拆卸地安装并锁定在车架21上,对应于车架21上的每个锁闭组件212,在舱体11上焊有多个集装箱式箱角118。
舱体11内可以设置有如图14所示的间隔119,从而可以将舱体内部大致划分为相对远离现场作业点的设备室(例如靠近前端的内部空间)和相对靠近现场作业点的作业室(例如靠近尾端的内部空间)。根据具体需要,可以在其内部设置更多的间隔以将舱体11分割成更多相对独立的空间。
参见图11至图14,舱体11上设置有采光窗,例如,设置在舱体11的侧面的采光窗1131(如图11所示)、设置在舱体11的尾端的舱门119上的采光窗1132(如图13所示)、设置在舱体11的间隔119上的采光窗1133(如图14所示);舱体11上还可以设置多个供作业人员进出的通行舱门,例如,设置在舱体11的侧面的一个或多个通行舱门1141(如图11所示),设置在舱体11的前端的通行舱门1142(如图12所示)以方便从舱体11内进入驾驶室24,设置在舱体11的间隔119上的通行舱门1143(即通道门,如图14所示);舱体11上还可以设置多个便于通风的百叶窗,例如,设置在舱体11的侧面的百叶窗1151(如图11所示),设置在舱体11的前端的百叶窗1152(如图12所示),设置在舱体11的间隔119上的百叶窗1153(如图14所示)。
继续如图7所示,舱体11内可以布置多种为完成现场正火热处理所需的各种设备(如图7中虚线示意),例如,发电机组12(包括例如柴油机)、感应加热式正火机30、电气控制柜14、冷却机组15、起重机16、液压泵站17、正火管理系统18、喷风装置19、尾气净化装置13等的一个或多个。舱体11的大小可以根据钢轨作业车20的具体尺寸、其所容纳的设备的数量以及尺寸等来设计。
其中,感应加热式正火机30是通过电磁线圈对钢轨的焊头进行电磁式感应加热来实现正火处理,因此,需要发电机组12在现场发电以提供感应加热所需的电力。当然,发电机组12还可以为舱体11内的其他装置或设备(例如液压泵站17等)提供其工作所需的电力。具体地,发电机组12可以为柴油机发电机组,因此,对应地可以配置有相应的柴油机。对应发电机组12等设备的冷却需要,还可以对应地配置有相应的冷却机组15,其用来实现对运行中的发电机组12、感应线圈等降温、散热。
其中,起重机16用来搬运感应加热式正火机30,例如,在开始进行现场正火处理时,起重机16将舱体11内的感应加热式正火机30吊运至舱体11外的钢轨上,甚至准确吊运至将要进行热处理的焊接接头位置;在完成正火处理后,可以将感应加热式正火机30吊运回舱体11内。
其中,液压泵站17的液压管路可以与感应加热式正火机30的液压管路接通,从而至少为感应加热式正火机30的内部构件(例如线圈开闭及平移装置)动作提供所需的液压力。将理解,液压泵站17还可以为钢轨现场正火作业系统10中的起重机16、主舱门开闭装置117等其他通过液压驱动的设备(例如油缸)提供液压力。
其中,正火管理系统18用于管理感应加热式正火机30的热处理过程并存储相应的正火处理数据,其可以通过带人机交互界面的计算机装置实现。
其中,喷风装置19用于在对焊接接头进行正火处理后对焊接接头表面进行喷风,从而有利于恢复焊接接头的表面硬度。作为示例,喷风装置19中设置有空气压缩机等来产生压缩空气,该压缩空气通过设置在感应线圈装置37上的多个喷风嘴(图中未明示)迅速的对钢轨90的焊接接头表面进行喷风。
其中,钢轨现场正火作业系统10的前端还可以设置散热风扇,例如,散热风扇可以是柴油机上的散热风扇或冷水机组的散热风扇,散热风扇可以将感应加热式正火机30所处方向所产生的大量热量、甚至将钢轨现场正火作业系统10内部产生的热量以气流方式在另一方向带走(例如,气流从尾端向前端流动),也即进风口对应主舱门116,出风口对应钢轨现场正火作业系统10的前端,因此,可以避免现场作业点和因为电磁感应加热而导致过热。具体地,气流可以依次经由作业室、间隔119的百叶窗1153、设备室和百叶窗1152而流动,也可以带走设备室中发电机组12中产生的大量热量,有利于改善现场作业环境。
其中,尾气净化装置13对应柴油机的排烟口设置,其具有尾气净化功能,这样,特别有利于改善在例如隧道内的现场作业工作环境。进一步可选地,也可以在柴油机的排烟管道的空腔内加装消音棉、消音器等有助于减少噪声的消音组件,以进一步改善现场作业工作环境,保护操作人员健康,减少噪声污染。
继续如图7所示,感应加热式正火机30、起重机16、液压泵站17等被布置在作业室中,发电机组12(包括例如柴油机)、电气控制柜14、冷却机组15、正火管理系统18、喷风装置19、散热风扇、尾气净化装置13、消音组件等被布置在设备室中。
继续如图10所示,发电机组12可选地为柴油机发电机组,其包括柴油机121、发电机123,还包括一体式的具有内腔的底座129(即公共底座),其中,底座129被柴油机121和发电机123共用并为它们提供共同的安装基准,并且,底座129的内腔用于盛放柴油机121的燃油,也即柴油机121的柴油箱通过底座129实现,这样,发电机组12的结构布局更加紧凑,非常适合于小空间的设备间。具体地,柴油机121、发电机123与底座129之间分别设置有弹性的减震垫125。
具体地,舱体11的后端可以设置作业照明灯1101,其布置在舱体11的接近现场作业点一端(例如尾端),其可以用于在现场作业时提供照明,改善例如在隧道中的作业条件。
具体地,舱体11的后端设置有主舱门116,即后舱门,对应主舱门116可以设置有相应地用于驱动主舱门116动作的开闭装置117,开闭装置117可以通过液压泵站17提供的液压力驱动来动作。主舱门116的上端铰接于舱体11;在打开主舱门116时,开闭装置117可以推动主舱门116绕其上端转动,从而打开主舱门116,从而方便起重机16对感应加热式正火机30进行搬运操作;反之,可以关闭主舱门116。
为方便实现对感应加热式正火机30的搬运进行操控,可以在作业室对应的舱体11的外侧面的至少一侧的下部位设置相应的辅助操控面板109,辅助操控面板109可以设置相应的功能按钮,该功能按钮可以对应包括用于控制起重机16的某些操作的按钮、控制开闭装置117的某些操作的按钮等,作业人员通过操作辅助操控面板109,在外面的作业人员也可以方便地控制开闭装置117从而控制主舱门116的打开或关闭,也还可以方便地控制起重机16的某些操作,甚至还可以方便地控制作业照明灯1101。
在一实施例中,舱体11的主舱门116位于作业室的端部,在钢轨作业车20停车准备进行现场作业时,可以通过开闭装置117方便地进行开启或关闭操作。开闭装置117用于驱动主舱门116动作(例如“打开”或“关闭”);在主舱门116打开后,起重机16可以对感应加热式正火机30进行吊起、搬移等操作,从而方便、准确地将感应加热式正火机30从舱体11内搬移至现场作业点(例如,对准焊接接头的工位);在例如正火处理结束后,起重机16可以对感应加热式正火机30进行吊起、搬移等操作,从而将感应加热式正火机30从现场作业点内搬移至舱体11内,然后关闭主舱门116。
在一实施例中,如图15所示,开闭装置117主要包括液压油缸1171、连杆1172、导向杆1173、对应液压油缸1171的活塞杆1175的外端头1174(即活塞杆1175的外端头1174);其中,导向杆1173例如可以基本水平地固定在舱体11的侧壁上,例如,导向杆1173基本水平地固定在舱体11的侧壁上,液压油缸1171也基本与导向杆1173平行地布置;液压油缸1171的缸体部可以与导向杆1173铰接,这样,缸体部被支撑,并且在活塞杆1175沿导向杆1173所在方向运动时,允许缸体部相对导向杆1173轻微地转动,避免活塞磨损过度和/或缸体部、活塞杆1175变形。连杆1172的两端分别铰接在外端头1174和主舱门116上,液压油缸1171的活塞杆1175的外端头1174具有导向块或通过导向块实现,该导向块套在导向杆1173上并能够在水平方向上沿导向杆1173前后滑动;具体地,导向块相对活塞杆1175可以是分体式的,例如通过可拆卸的螺栓连接方式固定在外端头1174,导向块相对活塞杆1175可以是一体式的;在液压油缸1171驱动活塞杆1175运动时,外端头1174在导向杆1173上沿水平方向的滑动,从而可以使得液压油缸1171的活塞杆1175保持水平伸缩运动,进而外端头1174通过连杆1172将液压油缸1171的作用力传递至主舱门116,可以方便地完成舱体11的主舱门116的开启和闭合。例如,在液压油缸1171将活塞杆1175的外端头1174推动至如图15所示的最后端位置时,主舱门116可以被完全地打开,非常方便起重机16进行作业;并且,液压油缸1171可以控制活塞杆1175的外端头1174保持在该位置从而持续保持主舱门116处于完全打开状态。
以上实施例的开闭装置117可以设置在舱体11的侧壁上,整体紧凑、体积小,并且,开闭装置117整体结构简单、安装位置合理。因此其占用的空间小且基本不影响起重机16的作业空间。
在一实施例中,如图17所示,为了更好地满足不同环境条件下的铁路线路的线上或线下现场钢轨正火作业,作业室设置的起重机16具体可选为单臂式起重机,单臂式起重机16的臂体的前端通过柔性链条(图中未示出)连接于感应加热式正火机30的可旋转式吊具361(如图18所示)上,在起重机16的相应的油缸的作用下,可以将感应加热式正火机30吊起。单臂式起重机16在单臂起吊感应加热式正火机30的情况下,其相对例如双臂式设计适用性更好。这是由于,在正火作业对象为非直线的钢轨时,例如,弯道处的钢轨的左右钢轨的高度不一致会导致在钢轨上的钢轨现场作业总成1000发生倾斜,图中示意的z方向将不会与重力方向重合,起重机起吊感应加热式正火机30时,柔性链条在重力方向上并会与z方向产生一定夹角,如果双臂式的起重机的吊臂之间的间距过小,该夹角将会导致吊运感应加热式正火机30的柔性链条会与起重机的两个吊臂之一发生干涉碰撞,非常不利于感应加热式正火机30的收放,也不利于感应加热式正火机30相对焊接接头工位的精确对准,同时也会缩短柔性链条的使用寿命;并且如果双臂之间的间距过大也会限制双臂式的起重机在主舱门116内的y方向的活动范围。因此,单臂式起重机16在y方向占用空间小,其臂体在主舱门116内的摆动范围更大、起重机16的作业范围也更大;并且,单臂式起重机16能更好地适用于弯道处的钢轨的现场作业,不仅能够增大作业范围,而且也提高了现场作业的灵活性和便利性,进一步提升了钢轨现场正火作业系统对不同作业环境的适应能力。
在一实施例中,继续如图17所示,单臂式起重机16进一步可以选地为具有变幅、可伸缩、回转功能的单臂式起重机16,单臂式起重机16包括回转装置163、变幅油缸161、伸缩油缸162、基本臂164、伸缩臂165、立柱166、底座167等。底座167固定座于滑移平板112上;回转装置163具有液压式涡轮,其能够通过齿轮传动的方式驱动立柱166在xy平面的预定角度范围内转动;立柱166为主要的承重结构,其下端的侧面上具有用来与回转装置163的小齿轮啮合的齿轮面;变幅油缸161的一端铰接于立柱166的下端、另一端(对应于活塞端)通过活塞杆铰接于基本臂164,从而立柱166、基本臂164和变幅油缸161之间形成可活动的三角形结构,通过变幅油缸161的活塞动作,可以实现提升幅度变化功能;伸缩臂165相对基本臂164在其长度方向上可伸缩,具体地通过在其长度方向上设置的伸缩油缸162驱动其相对基本臂164进行伸出或缩回动作,因此,伸缩臂165和基本臂164一起形成了可伸缩式的臂体。伸缩臂165的前端通过柔性链条(图中未示出)连接于感应加热式正火机30的可旋转式吊具361(如图18所示)上。
具体在实施正火作业时,单臂式起重机16的变幅油缸161伸出,将感应加热式正火机30提升离开舱体11的底板,单臂起重机16的伸缩油缸162伸出,伸缩臂165伸长,从而,将感应加热式正火机30伸出至舱体11外,再将变幅油缸161缩回,使得感应加热式正火机30下降,直至感应加热式正火机30到达相应的钢轨接头正火工位;反之,则单臂式起重机16可将感应加热式正火机30从正火工位上搬移至舱体11的底板上。在以上作业过程中,根据需要,可以使用回转装置163对已吊起的感应加热式正火机30进行回转操作。
在一实施例中,继续如图17所示,考虑到起重机16回转角度范围和伸缩距离容易受到主舱门116的宽度以及作业室长度的限制,为了增大现场正火作业范围,进一步为起重机16在舱体11的底架上对应设置了滑移机构110,例如,在靠近现场作业点的作业室的底架上设置了相应的滑移机构110。起重机16整体地安装在滑移机构110上,通过滑移机构110在x方向上相对舱体11的底架的移动,可以使起重机16的吊臂更长地伸出在舱体11外,立柱166更接近主舱门116,可以回转操作的角度因此也变得更大,有效增大了现场正火作业范围,更有利于钢轨现场正火作业系统在隧道等狭窄空间内进行作业,提升了钢轨现场正火作业系统对不同作业环境的适应能力;并且,作业的灵活性可以得到大大提升。滑移机构110可以通过滑移平台的形式实现,起重机16可以基本整体地被承载于滑移平台上。具体地,滑移机构110可以包括滑移导槽111、滑移平板112、安装在滑移平板112上的竖向滚动轴承113、安装在滑移平板112上的横向滚动轴承114、滑移油缸115等。其中,单臂式起重机16的立柱166可以通过螺栓安装固定在滑移平板112上;滑移导槽111大致沿x方向布置在舱体11的底架中或底架上,其具有在左右方向上内凹的槽,该槽由上槽壁、内凹槽壁和下槽壁三面包围形成;滑移油缸115布置在舱体11的底架中,其活塞杆可以作用在滑移平板112的一端面上,滑移油缸115可以推动滑移平板112在x方向上沿滑移导槽111来回移动,扩大作业范围;滑移平板112上安装有多个滚动轴承,例如,四个竖向滚动轴承113和四个横向滚动轴承114;四个竖向滚动轴承113中的两个为一组分别安装在滑移平板112的两个侧面上,并且竖向滚动轴承113能够沿滑移导槽111的上槽壁或下槽壁滚动、且在z方向上受滑移导槽111的上槽壁和下槽壁限位;四个横向滚动轴承114中的两个为一组分别安装在滑移平板112的两个侧面上,并且横向滚动轴承114能够沿滑移导槽111的内凹槽壁滚动、且在y方向上受滑移导槽111的内凹槽壁限位。
可选地,如图17所示,在滑移平板112的前后方向上,横向滚动轴承114相对竖向滚动轴承113靠近里端安装,也即竖向滚动轴承113相对横向滚动轴承114靠近外端安装;例如,对于滑移平板112的一个侧面,两个竖向滚动轴承113分别更靠近滑移平板112的前后两端安装,两个横向滚动轴承114分别更接近于滑移平板112的中间位置安装;这样,更能够发挥竖向滚动轴承113的竖向限位作用并更好地抵抗起重机16的臂体往外伸出工作时产生的前后杠杆作用力。
在实施正火作业操作时,用单臂式起重机16将感应加热式正火机30提升离开舱体11的底板,操作滑移油缸115,将滑移平板112朝x方向移动至预定位置并锁定,在该移动过程中,考虑到吊起的感应加热式正火机30重量大、起重机16和感应加热式正火机30中心向x方向偏移,靠近现场作业的方向的一对竖向滚动轴承113将下压在滑移导槽111的下槽壁上并沿下槽壁滚动,远离现场作业的方向的一对竖向滚动轴承113将下压在滑移导槽111的上槽壁上并沿上槽壁滚动,从而可以防止滑移平板112在滑移过程中在xz平面内摆动;同时,在y方向上受滑移导槽111的内凹槽壁限位的横向滚动轴承114 可以防止滑移平板112在xy平面内摆动(即使滑移平板112承载非常大重量的起重机16)。因此,滑移平板112及其所承载的起重机16在x方向上移动的线性度好,避免过大的上下和/或左右方向上的摆动。并且,通过8个轴承即可实现,成本低。
将理解,竖向滚动轴承113和横向滚动轴承114并不限于四个,例如,根据需要可以布置例如6个或更多的竖向滚动轴承113和横向滚动轴承114。
将理解,滑移机构110的具体实现方式并不限于以上实施例,例如,在其他一种变形结构中,可以将滑移平板112做成两侧内折形成凹槽来用作滑移导槽,轴承被固定安装定位在该凹槽中,通过轴承,滑移平板112可以在底架上前后滑动。在其他又一种变形结构中,可以将滚动轴承可以布置在底架的两侧,但是可能需要相对安装更多的滚动轴承才能满足起重机的工况要求,相应地,滑动平板112上可以不安装轴承。
以下结合图18至图31进一步详细示例说明本发明一实施例的感应加热式正火机30(以下简称为“正火机”),其可以置于本发明一实施例的钢轨现场正火作业系统10的舱体11中。将理解,钢轨现场正火作业系统10中包括的钢轨现场作业装置并不限于以下示例的结构或类型的正火机30。
图18所示为按照本发明一实施例的正火机的外部结构示意图;图19所示为按照本发明一实施例的正火机的内部立体结构示意图;图20所示为按照本发明一实施例的正火机的内部的吊架的立体结构示意图;图21所示为按照本发明一实施例的正火机的吊架与夹紧对中装置联结在一起的立体结构示意图;图22所示为按照本发明一实施例的正火机的吊架与夹紧对中装置的刚性保持架联结在一起的立体结构示意图;图23所示为按照本发明一实施例的正火机的吊架与夹紧对中装置的刚性保持架的爆炸示意图;图24所示为按照本发明一实施例的正火机的内部结构的主视图;图25所示为按照本发明一实施例的正火机内部的夹紧对中装置的立体结构示意图;图26所示为按照本发明一实施例的正火机内部的关于夹紧组件的局部立体结果示意图;图27所示为按照本发明一实施例的正火机的夹紧对中装置的对中夹钳的截面图;图28和图29所示为按照本发明一实施例的正火机内部的感应线圈装置及其线圈开闭及平移装置的示意图,其中,图28示意线圈开闭及平移装置使感应线圈装置处于张开状态,图29示意线圈开闭及平移装置使感应线圈装置处于闭合状态;图30所示为按照本发明一实施例的正火机的内部结构的主视图,其中主要地标示出了正火机内部的对应感应线圈装置设置的线圈开闭及平移装置;图31所示为按照本发明一实施例的感应线圈组件,其中,图31(a)示意感应线圈装置处于张开状态,图31(b)示意感应线圈装置处于闭合状态。
为方便说明,附图18至图31中定义了相应的x方向、y方向和z方向,其中,将正火机的高的方向定义为z方向,将钢轨的方向定义为x方向,y方向垂直于x方向和z方向;为方便清楚地描述,将x方向的正向指向正火机的后/尾端,将y方向的正向指向正火机的右侧面。并且,在下文针对图18至图31的描述中,“前/头”和“后/尾”等方位术语是相对x方向来定义的,“左”和“右”等方位术语是相对y方向来定义的,“上”和“下”等方位术语是相对z方向来定义的。需要理解的是,这些方向的定义是用于相对位置的描述和澄清,其可以根据正火机的方位等的变化而相应地发生变化。
如图18和图19所示,正火机30可以对例如钢轨90上的焊接后的焊接接头(图中未示出)进行线上或线下的正火处理;将理解,正火处理的对象,即钢轨90上的焊接接头,所采用的焊接方法不是限制性的,但是,一般地钢轨90上的焊接接头在焊接一般具有很大的内应力并且可以在正火过程中释放,具体所采用的正火处理工艺也不限于本发明实施例。正火机30主要地包括夹紧对中装置31和开闭式感应线圈装置37,还可以包括线圈开闭及平移装置32,甚至还可以包括变压器33、对位操作部391、外壳39、吊架36、红外测温仪38、图像传感器35等的一个或多个。其中,正火机30的上述或其他诸多装置或部件可以相对吊架36直接或间接地联结,从而可以通过吊架36整体搬运;红外测温仪38用于监测相应的温度信息;外壳39可以通过钢板形成并基本包围其内部的诸多装置或部件,从而形成大致呈例如箱体状的正火机30,方便整体搬移。
具体地,如图20至图23所示,吊架36可以通过高强度的钢结构刚性联结成型(例如通过钢型材焊接成型),其可以形成较大的内部空间来容纳正火机30诸多装置或部件,例如,开闭式感应线圈装置37、线圈开闭及平移装置32、变压器33等,有利于提高正火机30的整体结构紧凑性。在一实施例中,吊架36包括方框形架体368和在方框形架体368之上设置的锥台形架体369,锥台形架体369的顶部设置有锥台3691,其可以用于安装可旋转式的吊具361,示例地,通过两根平行的销轴363将吊具361固定安装在锥台3691上。起重机16可以通过柔性链拉伸件(例如柔性链条)连接于可旋转式吊具361上,从而在吊起正火机30时,特别是在对将要进行正火处理的焊接接头进行对位操作时,作业人员可以手动地推动被吊起的正火机30转动至预定方位(此时利用了可旋转式吊具361的可转动特性),操作更加方便。
方框形架体368具体地可以为方形桌架结构,其可以通过多个刚性梁固定联结成型,如图20示例,刚性梁包括在x方向上平行设置的位于方框形架体368的顶部的两根梁,还包括在y方向上平行设置的四根梁(其中两根梁为一组在方框形架体368上前后分别各布置一组),还包括在z方向上平行设置的四根梁(其中两根梁为一组在方框形架体368前后分别各布置一组);x方向上设置的刚性梁上还可以固定设置相应的承载部件来固定正火机30的内部组件(例如压器33、红外测温仪38等);方框形架体368尺寸可以方框形架体368内部所容纳的组件的尺寸等因素来调整设计。在一实施例中,如图20至图25所示,夹紧对中装置31包括刚性保持架301和安装在刚性保持架301上的夹紧臂对311,夹紧臂对311包括前夹紧臂对311a和后夹紧臂对311b,它们在前后基本平行地设置。前夹紧臂对311a和后夹紧臂对311b在前后方向上分别可转动地安装在刚性保持架301上,并且通过刚性保持架301限制前夹紧臂对311a和后夹紧臂对311b在前后方向上移位;这样,前夹紧臂对311a和后夹紧臂对311b在刚性保持架301上可以方便地在yz平面内作转动动作来夹紧钢轨90或放开钢轨90,并且,刚性保持架301可以抵抗或承受正火过程中释放的内应力,被夹持的钢轨90在正火过程中不容易在正火过程中产生形变等。前夹紧臂对311a可以相对夹紧对中装置31的中心平面310左右对称地布置,后夹紧臂对311b可以相对夹紧对中装置31的中心平面310左右对称地布置,这样,有利于实现前夹紧臂对311a和后夹紧臂对311b同步地夹紧钢轨90且相对钢轨90对中。
继续如图19、图22和图23所示,刚性保持架301可以围成空腔的形成大致封闭式框架并大致位于吊架36的下方,具体地,前夹紧臂固定横梁314a、后夹紧臂固定横梁314b、左横梁联结轴315a和右横梁联结轴315b固定联结形成的四方形(例如矩形)框架结构,从而形成了本发明一实施例的刚性保持架301;具体地,左横梁联结轴315a和右横梁联结轴315b的两端均有螺纹,两端的螺纹可以分别部分地伸出在前夹紧臂固定横梁314a和后夹紧臂固定横梁314b之外并分别通过例如开槽螺母3151实现固定联结。前夹紧臂固定横梁314a或后夹紧臂固定横梁314b例如可以通过前钢板和后钢板形成,前钢板和后钢板之间形成有限位孔3142,夹紧臂对311的臂可以穿过该限位孔3142并通过限位孔3142在前后方向上限位;具体地,前夹紧臂对311a的每个臂被前后地限位在前夹紧臂固定横梁314a的限位孔3142中且通过一夹紧臂旋转销轴3141可转动地安装在前夹紧臂固定横梁314a上,后夹紧臂对311b的每个臂被前后地限位在后夹紧臂对311b的限位孔3142中且通过一夹紧臂旋转销轴3141可转动地安装在后夹紧臂对311b上,从而,前夹紧臂对311a和后夹紧臂对311b在前后方向上分别可转动地安装在刚性保持架301上。
该刚性保持架301可以是一种非常稳定的框架结构,在正火处理过程中,刚性保持架301可以有效抵抗或承受焊接接头受正火处理时所释放的内应力,例如,即使承受非常大的焊接接头释放的内应力也不会变形;因此,可以有效地防止正火过程中因被正火处理的焊接接头的内应力释放而导致被夹紧的钢轨90变形等。将理解,可以基于刚性保持架301需要有效抵抗或承受的内应力大小,来选择设置刚性保持架301的组件的特征,从而保证其刚性强度。
如图24示意,夹紧对中装置31可以沿其中心平面310左右对称地布置;进一步地,夹紧对中装置31还可以沿前夹紧臂固定横梁314a和后夹紧臂固定横梁314b之间的中心线前后对称地布置,因此,将理解,对图24示出的夹紧对中装置31的前端的部件的布置方式同样适用于后端的相应部件。
如图20-24所示,吊架36的方框形架体368的下端上设置有多个销孔362(例如四个销孔362),销孔362可以用来实现吊架36与夹紧对中装置31的刚性保持架301固定联结在一起,例如,夹紧臂旋转销轴3141可以穿过销孔362以使夹紧对中装置31的前夹紧臂固定横梁314a或后夹紧臂固定横梁314b与吊架固定36联结在一起。这样,夹紧对中装置31与吊架36可以形成高强度的稳固的本体结构。将理解,吊架36与刚性保持架301之间的固定联结方式并不限于上述实施例,例如还可以通过焊接等方式与刚性保持架301固定联结在一起,甚至可以与刚性保持架301一体地成型;吊架36的方框形架体368的下端也不限于固定在前夹紧臂固定横梁314a或后夹紧臂固定横梁314b的里侧面上;吊架36的具体形状也不限于图中示例的形状,在其他实施例中,在正火机30整体不需要通过吊运的方式搬移的情况下,吊架36也可以变形为一般的例如不具有吊具的内部本体架构。
将理解,在夹紧对中装置31前后夹紧钢轨90后,夹紧对中装置31或其中设置的刚性保持架301还能够实现正火机30相对钢轨90的整体定位,与刚性保持架301固定联结在一起的吊架36也随之被整体定位。线圈开闭及平移装置32在可以该整体定位的基础上可以进行例如焊缝对准的局部定位操作,例如,在开闭式感应线圈装置37在对准焊接接头的焊缝的过程中可以沿焊接接头的前后方向平行于钢轨90地移动感应线圈装置37。
需要理解的是,前夹紧臂固定横梁314a、后夹紧臂固定横梁314b、左横梁联结轴315a和右横梁联结轴315b固定联结形成的刚性保持架301可以与吊架36一起包围形成较大的内部空间,该内部空间可以用来布置尺寸较大的例如线圈开闭及平移装置32、感应线圈装置37和变压器33等(也即线圈开闭及平移装置32、感应线圈装置37和变压器33等被布置于上述内部空间中),这样可以使得整体内部结构布局合理、且整体结构显得紧凑,方便整体现场搬运和转移。
还需要理解的是,这种稳定的四方形框架结构不仅使正火机30内部结构布局合理、紧凑,而且具有较高的结构强度,采用该种结构作为承载正火机30的载体和基准,可以避免在正火时因钢轨90的焊接接头的内应力释放导致高温状态下钢轨焊接接头被挤压缩短或被拉长而产生变形,有利于正火后的焊接接头的质量和性能的提升,也有利于在正火处理过程中感应线圈371相对其包络的钢轨90的截面轮廓的间距基本保持稳定一致,提高正火效果。
具体地,夹紧臂对311的每个臂(例如前夹紧臂对311a或后夹紧臂对311b的每个臂)各自地通过一个夹紧臂旋转销轴3141可转动地安装在夹紧臂固定横梁314上,从而每个臂在夹紧操作时可以各自地绕夹紧臂旋转销轴3141转动,例如在夹紧油缸312的推动下。并且,夹紧臂对311相对夹紧对中装置31的中心平面310左右对称布置,从而,有利于它们之间实现同步地夹紧和对中;在被正火处理的钢轨90为具有对称截面的钢轨的情况下,夹紧臂对311的臂的下端设置的对中夹钳313也可以相对中心平面310左右对称布置并具有对称的结构。
在一实施例中,继续如图24和图25所示,对应前夹紧臂对311a和后夹紧臂对311b分别设置一夹紧油缸312,夹紧油缸312在前夹紧臂对311a或后夹紧臂对311b的臂的上端之间横向地设置,例如,夹紧油缸312的缸体部和活塞杆分别与前夹紧臂对311a或后夹紧臂对311b的两个臂的顶端铰接并,夹紧油缸312基本平行于y方向设置。夹紧油缸312可以驱动夹紧臂对311的两个臂分别绕夹紧臂旋转销轴3141转动以至于使对中夹钳313夹紧钢轨90;可选地,多个夹紧油缸312是相同的(例如具有相同的结构、类型相同、参数相同),通过设置多个夹紧油缸312的控制部件,可以实现同步地控制夹紧油缸312以至于基本同步地夹紧钢轨90,从而有利于趋于一致地驱动多组夹紧臂对311动作,有利于提高夹紧动作的同步性。
进一步地,正火机30不仅具有对待正火处理的钢轨90进行夹紧的功能,而且还具有相对不同形状的钢轨90自适应地进行对中的功能;夹紧对中装置31可以用于实现上述功能,也即用于在焊接接头的前后位置一起夹紧钢轨90并自适应于夹紧的钢轨90地进行对中。
需要指出的是,正火机30的夹紧对中装置31实现的上述对中功能完全考虑了其服务的开闭式感应线圈装置37的线圈需要稳定一致地包络钢轨90的要求、以及夹紧的钢轨90是被焊接好的具有一定精度的一体的钢轨的情形;自适应于夹紧的钢轨90进行对中可以实现正火机30整体相对当前待正火的钢轨90定位,特别可以实现开闭式感应线圈装置37的线圈3712能够通过该对中相对钢轨90定位,进一步使开闭式感应线圈装置37是以当前待正火的钢轨90作为定位基准来感应加热,即使被夹紧的钢轨90在例如倾斜程度、前后批次等方面不同,闭合的感应线圈装置37的线圈与钢轨90的截面轮廓间距可以更好地保持一致;也就是说,夹紧对中装置31是在已经具有一定精度的焊接连接一体的钢轨90上夹紧并以该钢轨90来作为基准自适用地对中,从而可以保证正火机30相对正火处理的钢轨90的对中定位精度,最终保证线圈与钢轨轮廓间距保持稳定一致。这种夹紧对中方式可以导致正火处理效果好(例如焊缝感应加热温度均匀、不同批次的钢轨90的焊接接头的正火处理效果一致性好且稳定)。
需要理解的是,上述夹紧对中装置31完成的对中操作是在夹紧过程中自身相对钢轨90的对中,而不是将钢轨90自身相对其他物件或其他钢轨进行对中,例如,其完全是区别于焊接两根未连接的钢轨时进行的对中操作。就具体差异而言,例如钢轨闪光焊接时,夹紧对中的对象是处于不同位置的两根钢轨,夹紧对中的要求是使两根钢轨处于一条直线上且钢轨之间对准,其是以焊机自身结构为保证进行对中,两根钢轨的截面完全对准;并且由于焊接工艺的要求,必须要在夹紧的同时对两根钢轨在轴向上施以一定的顶锻力后,才能确保焊接接头达到规定的强度要求;另外,还要求方便调整两根钢轨之间的轴向位置。因此,钢轨焊接时,不仅要求夹紧对中装置有较高的夹紧力和顶锻力,而且前后两对夹紧装置之间必须是可以相对移动的。
在一实施例中,考虑到被正火处理的钢轨90的具体差异,例如,曲线段钢轨的轻微左右倾斜等,对中夹钳313在夹紧钢轨90时相对钢轨90的接触面具有弹性支撑功能,其中,弹性支撑功能具体可以通过对中夹钳313中设置的弹性元件等实现。示例地,如图27所示,可以在对中夹钳313的每一夹钳体3134中设置相应的弹性支撑组件,弹性支撑组件相对钢轨90的轨头下颚面913而设置,这样可以使夹紧对中装置31相对夹紧的钢轨90能够自适应地沿钢轨90的中心线919进行对中。
需要说明的是,弹性支撑组件中的弹性支撑元件处于对中夹钳313与钢轨90的轨头下颚面913之间,在夹紧过程中弹性元件可以被压缩从而对对中夹钳313产生反弹力,该反弹力可以实现弹性支撑并轻微调整夹紧对中装置31相对钢轨90的方位,从而实现自适应于钢轨90准确对中,也有利于在例如正火处理过程中感应线圈371在闭合后与其包络的钢轨90的截面轮廓的间距基本保持稳定不变,还有利于在例如多次对中后感应线圈371与其包络的钢轨90的截面轮廓的间距基本保持稳定一致,提高正火效果。
图27中示出了一具体实施例的对中夹钳313在夹紧作用于钢轨90时的局部结构示意图。如图24和图27所示,夹紧对中装置31还包括定位块316,定位块316相向于钢轨90地固定安装在夹紧臂固定横梁314的下表面上,定位块316在钢轨90被夹紧时与钢轨90的轨头相抵。定位块316可以在夹紧对中过程中与对中夹钳313一起作用,实现正火机30相对被夹紧的钢轨90的定位。在一实施例中,定位块316是可拆卸地固定安装在夹紧臂固定横梁314的下表面的定位基座上,从而对应不同类型的钢轨90,可以相应地设计不同的定位块316并选择相应的定位块316进行安装。对应地,对中夹钳313的夹钳体3134可以设计为与夹紧臂对311的臂可拆卸地固定连接,例如通过螺栓3137可拆卸地固定连接在夹紧臂对311的臂上。这样,夹钳体3134也可以根据不同类型或型号的钢轨90而设计,并根据所夹紧的钢轨90的不同而选择安装相应的夹钳体3134。因此,正火机30能适用于更多钢轨类型(例如“工”字型钢轨、槽型钢轨)并对它们进行正火处理。
以对中夹钳313在夹紧钢轨90时相对钢轨90的接触面包括轨头下颚面913和轨腰侧面912为示例,对中夹钳313的夹钳体3134 上的弹性支撑组件、具有弧形接触面的支撑体3131(例如钢球)和弹性元件3132;左右两个夹钳体3134可以分别通过螺栓3137等可拆卸地固定安装在夹紧臂对311的左臂和右臂上,在夹钳体3134上开有朝向钢轨90的轨头下颚面913开口的定位槽3135,例如,定位槽3135的开口方向基本垂直于轨头下颚面913;弹性元件3132和支撑体3131可以由下至上依次地置放在定位槽3135中,定位槽3135中具体可以填入相应的润滑油脂,然后通过盖板3133将支撑体3131和定位槽3135之间的间隙盖住,盖板3133可以将支撑体3131和弹性元件3132限位在定位槽3135中。弹性元件3132具体可以但不限于为碟簧,支撑体3131用于接触钢轨90,其可以为各种刚性材料制成;夹钳体3134的夹持面的形状可以根据其接触的钢轨90的轨腰侧面912的形状来具体设计。
在例如夹紧油缸312驱动夹紧臂对311夹紧钢轨90的过程中, 夹钳体3134与钢轨90的轨腰侧面912刚性接触并硬性地夹紧轨腰,对中夹钳313中的支撑体3131的弧形接触面将接触轨头下颚面913并与之形成弹性接触,弹性支撑组件的支撑体3131可以对轨头下颚面913施加预紧力,随着预紧力增大,预紧力的z方向的分量可以将钢轨90的轨头踏面911顶在定位块316上,前夹紧臂固定横梁314a与后夹紧臂固定横梁314b的定位块316将都以轨头踏面911为基准被压紧定位在轨头踏面911上,也即夹紧对中装置31将可以以轨头踏面911为基准进行对中操作;同时,弹性元件3132(例如碟簧)将被压缩从而产生可以作用在夹钳体3134上的力,该力(例如其y方向的分量)可以以致使夹紧过程中的对中夹钳313以轨头踏面911为基准沿钢轨90的中心线919进行对中。
因此,定位块316和支撑体3131和弹性元件3132的引入,可以使对中夹钳313在夹紧过程中能自适应于例如轨头踏面911的情况进行自动对中,无需考虑感应正火装置30是否要随例如弯道范围的钢轨90的轨头踏面911因弯道出现的左右倾斜而作出额外的调整;从而,不管钢轨90在直线段或弯道段,对中夹钳313在夹紧过程中都能够基本沿其夹紧的钢轨90的中心线919进行自适应性对中,同时有利于保证感应线圈装置37的感应线圈371与其包络的钢轨90的截面轮廓的间距基本保持稳定一致,例如在对同一钢轨90的多个焊接接头进行多次正火时,对中均是以该同一钢轨90为基准,对中效果好,从而感应线圈371相对其包络的钢轨90的稳定一致,有利于提高正火过程中或多次正火过程中的感应加热效果的均匀性。
需要说明的是,在对中夹钳313所作用的钢轨90的型号或结构发生变化时,可以针对对中夹钳313的相应结构作相应的适用性地改变,例如改变夹钳体3134的形状、定位槽3135在夹钳体3134上的方位等。在对不同型号或结构的钢轨90的焊接接头进行正火处理时,可以更换安装相应的定位块316、对中夹钳313。
为进一步提高对中夹钳313的夹紧同步性,为每一夹紧臂对311设置了相应的同步夹紧组件,该同步夹紧组件用于使前夹紧臂对311a或后夹紧臂对311b的左臂和右臂基本左右同步地做夹紧动作,从而左右同步地夹紧钢轨90。
在一实施例中,如图24至图26所示,同步夹紧组件主要地包括对应每一夹紧臂对311设置的导柱317、同步滑块319、左连接板318a、右连接板318b;导柱317沿夹紧对中装置31的中心平面310固定在夹紧臂固定横梁314中部的上表面上,其例如可以为圆柱形;如图25和图26所示,导柱317可以通过螺纹连接方式固定安装在夹紧臂固定横梁314的固定安装座3171上,固定安装座3171提供用来安装同步夹紧组件的安装基准;同步滑块319上设置有对应导柱317的孔,从而同步滑块319可以套在导柱317上并能够沿中心平面310直线地滑动;左连接板318a用于将同步滑块319的左端连接于夹紧臂对311的左臂,右连接板318b用于将同步滑块319的右端连接于夹紧臂对311的右臂,其中,同步滑块319具体可以通过第一连接板销3181分别与左连接板318a和右连接板318b铰接,左连接板318a和右连接板318b可以通过第二连接板销3182分别与夹紧臂对311的左臂和右臂铰接(例如,铰接于左臂或右臂的铰接安装座上)。同步夹紧组件中的同步滑块319、左连接板318a和右连接板318b位于夹紧臂对311的左臂和右臂之间,并且同步滑块319相对于中心平面310左右对称地设计、左连接板318a和右连接板318b也相对于中心平面310左右对称地设置;这样,在同步夹紧组件的工作过程中能够左右同步动作工作,能保证同步滑块319在导柱317上直线地滑动且不易卡滞。
在夹紧油缸312驱动夹紧臂对311夹紧钢轨90的过程中,前夹紧臂对311a或后夹紧臂对311b的左臂和右臂分别绕夹紧臂旋转销轴3141转动,同步滑块319在两个臂同步转动的带动下将能够沿导柱317均直线向下运动;如果夹紧臂对311的左臂和右臂暂时不同步地转动,将导致转动过快的臂的一端对应的同步滑块319的一端下降过快、转动过慢的臂的一端对应的同步滑块319的一端下降过慢,同步滑块319会发生倾斜而暂时卡滞,此时,夹紧油缸312会自动驱动转动过慢的臂继续转动,直至同步滑块319的倾斜基本消失,夹紧臂对311的左臂和右臂将可以继续同步转动并带动同步滑块319继续向下直线运行。因此,以上实施例的同步夹紧组件能够保证夹紧时夹紧臂对311的左臂和右臂基本同步地做夹紧动作。另外,同步夹紧组件的引入,特别是导柱317可以阻止夹紧臂对311的左臂和右臂、夹紧油缸312一起相对夹紧臂固定横梁314左右摆动过大(因为夹紧臂对311的左臂和右臂、夹紧油缸312和夹紧臂固定横梁314之间形成的四边形架构并不是固定的框架)。
在一实施例中,如图19和图22所示,正火机30的内部设置有变压器33,其例如将发电机组12输出的电压进行变压处理,从而为感应线圈装置37提供相应的电力。变压器33的输出端可以与对应线圈3712而设置的工作电压接入部331电连接,变压器33可以被布置在由刚性保持架301和吊架36包围形成的内部空间中。
在一实施例中,如图28至图30所示,线圈开闭及平移装置32 可以在夹紧对中装置31提供的定位的基础上(例如在夹紧对中装置31提供的定位基准上)相对夹紧对中装置31或钢轨90在x方向上平移动作,线圈开闭及平移装置32一方面可以驱动其上装连的感应线圈装置37进行张开和闭合动作,另一方面还可以在前后方向上平行于钢轨90地移动感应线圈装置37以更精确地对准于钢轨90上的焊接接头的焊缝,非常有利于提高正火处理效果。
线圈开闭及平移装置32具体可以包括线圈安装定位梁322、线圈平移导轨327、线圈平移油缸3211以及包括左线圈开闭油缸324a和右线圈开闭油缸324b的线圈开闭油缸324。安装在线圈安装定位梁322上的感应线圈装置37可以在刚性保持架301围成的空腔内且位于前夹紧臂对311a和后夹紧臂对311b之间。
其中,线圈安装定位梁322铰接地连接有感应线圈装置37,也即,感应线圈装置37铰接连接至线圈安装定位梁322上,示例地,感应加热线圈装置37的左线圈托板373a和右线圈托板373b分别对应设置有左吊装板3731a和右吊装板3731b,左吊装板3731a和右吊装板3731b的下端分别与左线圈托板373a和右线圈托板373b的上端可拆装地固定连接(例如螺栓连接),左吊装板3731a和右吊装板3731b的上端分别设置有安装定位孔,从而,左吊装板3731a和右吊装板3731b的上端可以通过例如销轴3221铰接于线圈安装定位梁322上。这样,感应加热线圈装置37可以通过左吊装板3731a和右吊装板3731b和销轴3221吊装于线圈安装定位梁322上,感应加热线圈装置37被安装于或吊装于线圈安装定位梁322上并且可以随线圈安装定位梁322一起前后平移线圈安装定位梁线圈安装定位梁线圈安装定位梁线圈安装定位梁。
如图29所示,在感应加热线圈装置37处于闭合状态时,左吊装板3731a和右吊装板3731b二者呈“八”字布置以至于使闭合状态的感应加热线圈装置37的左线圈托板373a和右线圈托板373b二者基本平行(例如在z方向上平行)。这样,也有利于使线圈开闭及平移装置32在上下方向上结构更紧凑、左上导电块3711a和右上导电块3711b与变压器导电排331之间可以更趋于自然地实现面贴合。
如图28和29所示,线圈开闭油缸324可以驱动感应加热线圈装置37的线圈进行张开和闭合动作,线圈开闭油缸324可以安装在线圈安装定位梁322和感应加热线圈装置37之间,对应感应加热线圈装置37的左半部分设置左线圈开闭油缸324a、对应感应加热线圈装置37的右半部分设置右线圈开闭油缸324b。具体地,左线圈开闭油缸324a的后缸盖通过例如销轴3241铰接于线圈安装定位梁322的左端,左线圈开闭油缸324a的活塞杆头通过销轴3242可拆装地铰接于感应加热线圈装置37的左线圈托板373a上;右线圈开闭油缸324b的后缸盖通过例如销轴3241铰接于线圈安装定位梁322的右端、右线圈开闭油缸324b的活塞杆头通过销轴3242可拆装地铰接于感应加热线圈装置37的右线圈托板373b上。通过控制左线圈开闭油缸324a和右线圈开闭油缸324b进行伸缩运动,可以带动感应加热线圈装置37的左半部分和右半部分分别绕销轴3221旋转,从而可以方便地控制感应加热线圈装置37相对线圈安装定位梁322独立地进行张开和闭合动作。
线圈开闭及平移装置32在使用过程中,控制左线圈开闭油缸324a和右线圈开闭油缸324b的活塞杆头伸出动作,左线圈托板373a和右线圈托板373b彼此相向地转动,使得感应加热线圈装置37的下导电块3713之间紧密贴合、上导电块3711与工作电压接入部331(例如变压器导电排)相贴合;这样,感应加热线圈装置37和变压器33形成了一个闭合回路,通电后形成感应磁场可以加热钢轨90;反之,在例如正火处理结束后,控制左线圈开闭油缸324a和右线圈开闭油缸324b的活塞杆头缩回动作,左线圈托板373a和右线圈托板373b复位,感应加热线圈装置37恢复为张开状态。
如图22和23所示,线圈平移导轨327在前后方上固定设置,例如,左右平行设置的两根线圈平移导轨327被固定设置在吊架36的x方向的横梁上,从而线圈平移导轨327实现了相对前后夹紧钢轨90后的夹紧对中装置31或刚性保持架301提供的定位而安装,这样,在夹紧对中装置31夹紧钢轨90并对中完成之后,固定安装在吊架36上的线圈平移导轨327的定位被确定。线圈开闭及平移装置32还包括对应线圈安装定位梁322设置的一个或多个线圈平移滑块328,每根线圈平移导轨327上的一个或多个线圈平移滑块328能够沿线圈平移导轨327在前后方向上直线地滑动,线圈安装定位梁322通过滑块连接板3281与线圈平移滑块328联结在一起,从而线圈平移导轨327能够沿线圈平移导轨327直线地平移滑动。需要说明的是,线圈安装定位梁322相对线圈平移导轨327的布置方式并不限于以上实施例或图示实施例,在其他替换实施例中,线圈平移导轨327位于线圈安装定位梁322上方的情况下,线圈安装定位梁322可以通过线圈平移滑块328可滑动地悬挂在线圈安装定位梁322上;线圈安装定位梁322也可以通过其底面上布置的滑座来可滑动地座于线圈平移导轨327上滑动,或者通过其顶面上布置的滑座来可滑动地悬挂在线圈平移导轨327上,从而省去滑块连接板等;线圈平移导轨327的数量也不限于为2根,例如还可以是1根或3根;每根线圈平移导轨327上的线圈平移滑块328可以成对地设置,成对线圈平移导轨327可以通过滑块连接板3281联结在一起,这样,线圈安装定位梁322的平移稳定性更好,当然,每根线圈平移导轨327上设置的线圈平移滑块328也可以为其他个数(例如1个或3个)。
其中,线圈平移油缸3211可以用来驱动线圈安装定位梁322沿线圈平移导轨327在前后方向上直线地移动;具体地,线圈平移油缸3211可以沿x方向布置,线圈平移油缸3221可以包括缸体部和活塞杆,缸体部铰接在吊架36的铰接座364上,活塞杆头连接线圈安装定位梁322,线圈平移油缸3211的活塞端可以推动线圈安装定位梁322在x方向上移动。缸体部的铰接固定方式允许线圈平移油缸3211在工作时相对吊架36摆动,避免损坏缸体部和/或在其中作活塞运动的活塞杆。
将理解,线圈开闭油缸324可以相对线圈平移油缸3211独立地设置,并且它们可以彼此独立地被控制,从而可以分别独立控制线圈在x方向的平移动过和在yz平面内的开闭动作。
具体地,线圈开闭及平移装置32在使用过程中,在夹紧对中装置31前后夹紧钢轨90后,在夹紧对中装置31或其中设置的刚性保持架301为正火机30提供相对钢轨90的整体定位的情况下,可以先控制线圈平移油缸3211推动线圈安装定位梁322在x方向上滑动,从而,线圈开闭及平移装置32在可以该整体定位情况下可以进行例如焊缝对准的局部定位操作或二次定位操作,使感应线圈装置37更准确地对准将要正火处理的焊接接头的焊缝,此时,可以将线圈安装定位梁322卡位以防止其继续在x方向上滑动;然后,控制左线圈开闭油缸324a和右线圈开闭油缸324b进行伸缩运动,使得感应线圈装置37的下导电块3713紧密贴合、上导电块3711与工作电压接入部331(例如变压器导电排)相贴合,这样,感应线圈装置37和变压器33形成了一个闭合回路,通电后形成感应磁场来加热钢轨90。因此,线圈开闭及平移装置32可以通过局部定位操作或二次定位操作可以实现在x方向上的准确定位,并且二次定位操作简单,在夹紧对中过程中也不需要过多考虑感应线圈装置37相对焊缝的定位;并且,感应线圈装置37相对焊缝的定位操作与感应线圈装置37的开闭操作可以是相对独立的,二者相互不影响,操控更方便,也有利于感应线圈装置37相对焊缝的定位更准确。
继续如图29和图31所示,感应线圈装置37主要地包括感应线圈组件371,还包括导电接合部和线圈3712,其中,导电接合部与线圈3712固定连接且电连接,在闭合时,导电接合部可以与工作电压接入部331接合,感应线圈装置37和变压器33形成了一个闭合回路,当然,某些导电接合部也可以彼此接合来导电形成闭合回路。为实现导电接合部之间自适应地接合和/或导电接合部与电压接入部331之间自适应地接合,感应线圈装置37还包括线圈托板373和对应导电接合部而设置的弹性支撑部374,弹性支撑部374位于线圈托板373和导电块之间。弹性支撑部374可以为导电接合部提供弹性支撑并能够发生弹性形变,因此,在线圈闭合操作时,导电接合部开始预接触后,导电接合部可以借助弹性支撑部374调节导电接合部与被结合的例如变压器导电排的贴合效果,导电接合部可以自适应于被接合的面而调整接合的紧密程度,不但有利于提高正火效率,而且可以降低导电接合部在多次闭合操作后的磨损程度、提高使用寿命。
在一实施例中,导电接合部具体为导电块,其包括上导电块3711和下导电块3713,线圈3712的上下两端分别连接上导电块3711和下导电块3713,例如,线圈3712包括左感应线圈371a和右感应线圈371b,对应左感应线圈371a的左上导电块3711a和右感应线圈371b的右上导电块3711b分别设置左弹性支撑部374a和右弹性支撑部374b。其中,可以在线圈托板373和上导电块3711和下导电块3713的至少一个之间设置有弹性支撑部374;例如,如果在线圈闭合时通过左上导电块3711a和右上导电块3711b与工作电压接入部331(例如变压器导电排)相贴合来接入高压工作电压,可以对应左上导电块3711a和右上导电块3711b分别设置有左弹性支撑部374a和右弹性支撑部374b, 以使左上导电块3711a和右上导电块3711b各自与工作电压接入部331自适应地相贴合;如果在线圈闭合时通过左下导电块3713a和右下导电块3713b与工作电压接入部331(例如变压器导电排)相贴合来接入高压工作电压(图31中未示出),也可以对应左下导电块3713a和右下导电块3713b分别设置有左弹性支撑部374a和右弹性支撑部374b,以使左上导电块3711a和右上导电块3711b各自与工作电压接入部331自适应地相贴合。
需要说明的是,为使彼此直接贴合的导电块贴合更好,也可以对彼此直接结合的导电块(例如如图31所示的左下导电块3713a和右下导电块3713b)设置弹性支撑部374。
弹性支撑部374具体可以但不限于为弹簧,其一端可以座于线圈托板373上,另一端可以固定连接导电接合部。感应线圈371具体而可以但不限于为铜线圈,铜线圈可以采用空心铜管制作而成,其内部有冷却水循环通过,从而提高感应线圈的冷却效果。
在一实施例中,如图31所示,感应线圈装置37还包括设置在线圈托板373和导电接合部之间的绝缘垫372,从而,防止结合的感应线圈与外部结构导电。示例地,左弹性支撑部374a和左线圈托板373a之间设置绝缘垫372,右弹性支撑部374b和右线圈托板373b之间设置绝缘垫372,左弹性支撑部374a和左线圈托板373a之间设置绝缘垫372,右弹性支撑部374b和右线圈托板373b之间设置绝缘垫372,左感应线圈371a的左下导电块3713a和右感应线圈371b的右下导电块3713b分别经由绝缘垫372刚性地联结于左线圈托板373a和右线圈托板373b。
以上图31所示实施例的感应式线圈装置37中,在线圈接合时,在实现下导电块3713彼此相贴合的同时,通过弹性支撑部374,上导电块3711与变压器导电排331之间可以自适应地紧密贴合,不但提高正火效率,而且减少线圈上导电块3711与变压器导电排331在使用时的磨损,提高感应式线圈装置37的寿命。
继续如图18和图19所示,正火机30的图像传感器35可以用来感测感应线圈装置37与钢轨90的焊接接头(例如焊缝)之间的相对位置,图像传感器35具体可以为摄像头等,其可以实时地对感应线圈装置37与钢轨90局部地成像。图像传感器35所采集的图像信息可以被传送至对位操作部391中进行显示。图像传感器35具体可以安装在吊架36上,其通过具体布置其位置,可以使图像传感器35能够对包括焊接接头的区域成像。
继续如图18和图19所示,对位操作部391可以设置在正火机30的顶部,其方便作业人员观看并操作。对位操作部391具有用于显示图像传感器35所感测的相对位置的功能,基于显示的相对位置控制线圈开闭及平移装置32进行感应线圈装置37相对钢轨90的焊接接头的对位操作。对位操作部391具体可以包括触控显示屏,其可以显示图像传感器35所感测的包括感应线圈装置37与钢轨90的焊接接头之间的相对位置信息的图像信息,还可以接收对准控制的指令输入,例如,控制线圈开闭及平移装置32的线圈平移油缸3211的相关指令。在对准焊接接头的焊缝过程中,对位操作部391可以根据实时显示的图像信息来微调整感应线圈装置37相对钢轨90的焊接接头的位置,从而实现准确对准。将理解,对位操作部391的具体实现方式并不限于本发明实施例,并且其控制线圈平移油缸3211的方式也不是限制性的;对位操作部391也还可以实现其他控制功能,例如,控制线圈开闭油缸324来控制的感应线圈装置37的张开和闭合。
需要说明的是,以上实施例的正火机30可以通过管路与钢轨现场正火作业系统10中的液压泵站17连接,从而为正火机30中设置的诸多油缸提供液压动力。正火机30中变压器33等也可以与钢轨现场正火作业系统10中的发电机组12电连接,从而提供相应的电力。正火机30还可以与钢轨现场正火作业系统10中的例如正火管理系统18通信连接,从而实现相应的信号或指令传输。
以上实施例的正火机30在使用时,通过旋转吊具361与起重机16相连接,起重机16将正火机30从舱体11被搬移至现场作业点的正火工位上,控制线圈开闭油缸324的活塞杆缩回,感应线圈装置37张开,控制夹紧油缸312使对中夹钳313也张开,操作起重机16将正火机30落位,正火机30的前后两端定位块316落在钢轨90的轨头踏面上,控制控制夹紧油缸312使对中夹钳313夹紧钢轨90完成对中操作;然后,操作正火机30上的对位操作部391,通过在对位操作部391上观察感应线圈装置37,操作线圈平移油缸321完成感应线圈装置37与钢轨90的焊接接头的焊缝的精确对位,进一步控制线圈开闭油缸324使感应线圈装置37闭合;最后开始实施正火处理。焊接接头正火处理结束后,控制线圈开闭油缸324使感应线圈装置37张开,控制夹紧油缸312使使对中夹钳313也张开,操作起重机16和滑移装置110,将正火机30收回至舱体11内。
在以上的描述中,正火机30是以钢轨90上的焊接后的焊接接头进行示例说明的。根据以上示例的教导,本领域技术人员将理解,本发明实施例的正火机30以及相应的感应线圈装置37可针对类似钢轨90的其他型材(例如截面形状不同于“工”字形钢轨90的钢型材)的焊接接头进行类似的正火处理,并对相应部件的结构适用于该型材进行调整设计即可,例如,针对对中夹钳的钳口形状、线圈的形状等作调整设计;甚至在不需要实质调整设计的情况下,以上在钢轨90环境下针对正火机30描述可替换为针对在其他某一型材下针对正火机30 的描述。具体地,其他类型的型材可以但不限于是例如圆棒型材、工字钢型材、方钢型材等。
将理解,当据称将部件“连接”或“联结”到另一个部件时,它可以直接连接或联结到另一个部件或可以存在中间部件。
以上例子主要说明了本发明的钢轨现场作业总成、钢轨作业车、钢轨现场正火作业系统、感应加热式正火机、开闭式感应线圈装置。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述,但是本领域普通技术人员应当了解,本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此,所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的,在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下,本发明可能涵盖各种的修改与替换。