CN113305679A - 高铁钢轨对焊前的钢轨双侧面双砂轮同时除锈装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布一种高铁钢轨对焊前的钢轨双侧面双砂轮同时除锈装置，该装置中的部件关于钢轨纵向轴线对称，本实施例主要叙述钢轨外侧的部分，它包括外砂轮的旋转磨削驱动与支撑部件，外砂轮水平往复移动的带传动和链传动与支撑部件，控制外砂轮向上步进运动的双向旋转电磁铁和棘轮机构与齿轮传动以及支撑部件，外砂轮向钢轨施加压力的气缸与传动机构以及支撑部件，接近开关得电与断电以及控制电器元件动作的部件组成。本发明提高了钢轨两个侧面打磨的均匀度与打磨深度的一致性，避免了打磨深度的不一致性与漏掉没有打磨的问题，同时减轻了人工除锈的劳动强度、减少打磨时间，提高施工效率。

Description

高铁钢轨对焊前的钢轨双侧面双砂轮同时除锈装置

技术领域

本发明专利涉及高铁钢轨对焊前的双侧面除锈技术，具体是一种高铁钢轨对焊前的钢轨双侧面双砂轮同时除锈装置。

背景技术

无缝的高铁钢轨是在铺设工地一节一节焊接起来的，目前主要使用闪光焊接，闪光焊接前，要求打磨待焊钢轨端面、打磨钢轨与闪光焊机电极接触部位，即沿钢轨方向两侧面打磨长度不少于500mm，母材打磨深度不超过0.2mm，应沿钢轨方向纵向打磨，禁止横向打磨，打磨砂轮不能停在同一部位打磨。

当前使用手持砂轮机人工除锈，完成前后两节长度不少于1000mm的纵向打磨量是很辛苦的，钢轨位置低，工人不得不蹲下弯腰低头，还要对砂轮施加压力并往复移动砂轮，整个打磨过程中，若对砂轮施加的压力发生了变化则打磨深度变化了，若对砂轮移动的速度发生了变化则打磨深度也变化了，还难以控制砂轮移动的轨迹，也就难以保证不重复打磨或漏打磨。以重型钢轨60kg/m为例，截面尺寸为，高度176mm，底宽150mm，头宽73mm，腰厚16.5mm，两根钢轨端头两侧曲面的打磨面积约为2246cm²，两根钢轨端面的打磨面积约为164cm²，两个端面是平面、面积相对较小，打磨量不大且容易做到均匀打磨。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种高铁钢轨对焊前的钢轨双侧面双砂轮同时除锈装置。

本发明通过以下技术方案实现：一种高铁钢轨对焊前的钢轨双侧面双砂轮同时除锈装置，减速电机支撑组件上安装有框架移动减速电机连接组件，框架移动减速电机连接组件动力输出端连接有减速电机驱动的带传动组件，减速电机驱动的带传动组件动力输出端连接有减速电机驱动的链轮组件；所述减速电机驱动的链轮组件上安装有驱动砂轮往返的链条组件；链条驱动水平位移框架组件两侧分别固定连接有支撑横梁左导向组件、支撑横梁右导向组件，支撑横梁左导向组件、支撑横梁右导向组件滚动连接在钢轨两侧；所述驱动砂轮往返的链条组件与所述链条驱动水平位移框架组件连接；

内外砂轮支撑组件连接在所述链条驱动水平位移框架组件上，内外砂轮支撑组件的两侧分别安装有外砂轮打磨组件、内砂轮打磨组件，外砂轮打磨组件与内砂轮打磨组件沿着钢轨对称；

外砂轮打磨组件包括外砂轮螺杆支座组件，外砂轮螺杆支座组件与内外砂轮支撑组件之间通过外砂轮平行四边形支撑组件连接；所述外砂轮螺杆支座组件中上下滑动安装有外砂轮螺杆传动组件，外砂轮螺杆传动组件的下端安装有用于打磨钢轨的外砂轮组件；所述外砂轮螺杆传动组件还连接有固定在内外砂轮支撑组件上的外砂轮驱动与带传动组件，外砂轮驱动与带传动组件用于带动外砂轮螺杆传动组件转动；

外砂轮打磨组件还包括连接在外砂轮螺杆支座组件上的外螺杆前支撑立梁组件；所述外螺杆前支撑立梁组件上端连接有外砂轮螺杆轴向驱动组件；所述外砂轮螺杆轴向驱动组件与外砂轮螺杆传动组件上端连接，外砂轮螺杆轴向驱动组件用于带动外砂轮螺杆传动组件轴向移动；所述外砂轮螺杆轴向驱动组件连接有用于控制外砂轮螺杆轴向驱动组件启停的双向旋转电磁铁驱动的外棘轮机构组件；

外砂轮打磨组件还包括外砂轮气缸组件，外砂轮气缸组件两端分别铰接在外砂轮平行四边形支撑组件与所述链条驱动水平位移框架组件上。

其进一步是：所述外砂轮螺杆传动组件包括外驱动轴，外驱动轴顶垫片，外驱动轴第一环，外空心螺杆，外驱动轴顶螺钉，外驱动轴顶垫圈，外驱动轴第二环，外驱动轴提升套；

所述外驱动轴第一环与外驱动轴第二环均为五分之二环，套装在外空心螺杆上端的环槽内；外空心螺杆间隙配合套装在外驱动轴上端；所述外驱动轴顶垫片位于外驱动轴第一环与外驱动轴第二环顶面；外驱动轴顶螺钉与外驱动轴顶垫圈将外驱动轴提升套、外驱动轴顶垫片固定连接在外空心螺杆上。

所述外砂轮组件包括外砂轮、外砂轮上垫圈、外砂轮下垫圈和一对外砂轮连接螺钉；

所述外砂轮间隙配合套装在外驱动轴下端；所述外砂轮上垫圈套装在外驱动轴下端，外砂轮上垫圈位于外砂轮上侧；所述外砂轮下垫圈通过所述外砂轮连接螺钉固定在外驱动轴的底端；所述外砂轮上垫圈、外砂轮下垫圈压紧外砂轮，外驱动轴通过摩擦力矩将外驱动轴的力矩传递给外砂轮。

所述双向旋转电磁铁驱动的外棘轮机构组件包括外砂轮上下位移电磁铁组件、外砂轮电磁铁传动组件；

所述外砂轮上下位移电磁铁组件包括外电磁铁、外电磁铁螺钉、外电磁铁连接键、外电磁铁右限位轴、外电磁铁右限位轴套、外电磁铁左限位轴、外电磁铁左限位轴套；

所述外砂轮电磁铁传动组件包括外侧齿轮和内棘轮、第一棘爪、外摇杆、第一销轴、第二销轴、第二棘爪、外侧张开弹簧、外限位块、销轴的挡圈；

所述外电磁铁通过三个外电磁铁螺钉与外螺杆前支撑立梁组件中外螺杆电磁铁支撑板的固定；所述外电磁铁右限位轴与外电磁铁左限位轴通过轴孔关系分别固连在外螺杆电磁铁支撑板上，外电磁铁右限位轴套套装在外电磁铁右限位轴上，外电磁铁左限位轴套套装在外电磁铁左限位轴上；所述外限位块焊接在外侧齿轮和内棘轮的下方，外限位块中心孔与外电磁铁的输出轴组成转动副；所述外摇杆通过外电磁铁连接键固连在外电磁铁的输出轴上；所述第一销轴与第一棘爪组成转动副并通过销轴的挡圈定位，第一销轴固连在外摇杆的内侧；所述第二销轴与第二棘爪组成转动副并通过销轴的挡圈定位，第二销轴固连在外摇杆的外侧；外侧张开弹簧套装在外电磁铁的输出轴上并张开第一棘爪和第二棘爪，第一棘爪和第二棘爪同时与外侧齿轮和内棘轮的内棘齿接触；

外电磁铁驱动外侧齿轮和内棘轮每次摆动60°，外限位块与外电磁铁左限位轴套和外电磁铁右限位轴套的左右接触实现限位。

所述外砂轮螺杆轴向驱动组件包括外第一瓣螺母、外第一瓣齿轮、外螺母与齿轮第一销轴、外第一销轴套、外第二瓣齿轮、外螺母与齿轮第二销轴、外第二销轴套、外第二瓣螺母；

所述外第一瓣齿轮与外第一瓣螺母通过一对外螺母与齿轮第一销轴连接成一个整体，并通过一对外第一销轴套轴向定位；所述外第二瓣齿轮与外第二瓣螺母通过一对所述外螺母与齿轮第二销轴连接成一个整体，并通过一对所述外第二销轴套轴向定位；所述外第一瓣齿轮和外第二瓣齿轮由一个完整的偶数齿的齿轮切割而成，切割时沿齿根圆弧的对称中心线切割；所述外第一瓣螺母和外第二瓣螺母由一个完整的螺母切割而成；

初始安装时，

外第一瓣齿轮和外第二瓣齿轮的分割面与外第一瓣螺母和外第二瓣螺母的分割面位于同一个平面里，该平面与外螺杆前支撑立梁组件中外螺杆后支梁和外螺杆前支梁对称垂直；

钢轨端头的打磨高度H₁对应外第一瓣螺母和外第二瓣螺母转H₁/P圈，外第一瓣螺母和外第二瓣螺母的终了状态与初始安装时相同；当将外砂轮螺杆传动组件下放H₁时，外第一瓣齿轮和外第二瓣齿轮与外空心螺杆分开，外第一瓣螺母和外第二瓣螺母与外空心螺杆同时分开；

外侧齿轮和内棘轮驱动外第一瓣齿轮与外第二瓣齿轮组成的完整齿轮，传动比为2，该完整齿轮每次摆动30°，外砂轮螺杆传动组件每次上升P/12，上升次数为12H₁/P。

所述外螺杆前支撑立梁组件包括外螺杆后支梁、外螺杆后支轴、外螺杆后销轴、外螺杆前支轴、外螺杆前销轴、外螺杆前支梁、外螺杆前后支梁的锁环、外螺杆电磁铁支撑板；所述外螺杆后支梁包括外螺杆后支梁下曲杆和焊接在外螺杆后支梁下曲杆上端的外螺杆后支梁上V槽块；所述外螺杆前支梁包括外螺杆前支梁下曲杆和焊接在外螺杆前支梁下曲杆上端的外螺杆前支梁上V槽块；

当做螺旋传动时，外第一瓣螺母和外第二瓣螺母组成的一个螺母与外螺杆后支梁上V槽块和外螺杆前支梁上V槽块组成转动副，外第一瓣螺母和外第二瓣螺母组成的一个螺母与外空心螺杆组成螺旋副；

所述外螺杆后支梁通过外螺杆后支轴与外砂轮螺杆支座组件中的外砂轮螺杆支座左后支耳、外砂轮螺杆支座右后支耳组成转动副，并通过外螺杆后销轴将外螺杆后支轴定位在外砂轮螺杆支座左后支耳、外砂轮螺杆支座右后支耳上；所述外螺杆前支梁通过外螺杆前支轴与外砂轮螺杆支座组件中的外砂轮螺杆支座左前支耳、外砂轮螺杆支座右前支耳组成转动副，并通过外螺杆前销轴将外螺杆前支轴定位在外砂轮螺杆支座左前支耳、外砂轮螺杆支座右前支耳上；

当做螺旋传动时，所述外螺杆前后支梁的锁环位于外螺杆后支梁和外螺杆前支梁的下部，其顶面与外螺杆前支轴轴线的距离为H₆，通过重力与几何角度实现自锁；当外砂轮螺杆传动组件要下放时，外螺杆前后支梁的锁环被上抬H₇到达外螺杆后支梁和外螺杆前支梁的上部，撑开外螺杆后支梁和外螺杆前支梁。

所述外砂轮气缸组件包括外活塞杆与下连杆的销轴，外活塞杆与上连杆的销轴，外活塞杆，外端盖的连接销轴，外第一管接头，外活塞，外活塞的外径密封圈，外活塞与外活塞杆的密封圈，外气缸筒体，外底盖，外缸底支耳，外缸底连接销轴，外缸底连接销轴的开口销，外活塞杆的挡圈，外端盖的外径密封圈，外端盖，外端盖的内径密封圈，外第一连接软管，外第二管接头，外第三管接头，外第二连接软管，外第四管接头；

所述外活塞与外气缸筒体组成移动副，通过外活塞的外径密封圈实现密封；所述外活塞杆一端安装在外活塞的内孔里，通过外活塞与外活塞杆的密封圈实现密封，通过外活塞杆的挡圈定位；外活塞杆另一端安装在外端盖的内孔里，通过外端盖的内径密封圈实现密封；所述外端盖安装在外气缸筒体的外端，通过外端盖的外径密封圈实现密封，通过四个外端盖的连接销轴定位；所述外底盖焊接在外气缸筒体的内端，外缸底支耳焊接在外底盖的内侧，外底盖上开透气孔K₁；

所述外缸底支耳通过外缸底连接销轴与链条驱动水平位移框架组件上的外油缸上支座和外油缸下支座组成转动副，并通过外缸底连接销轴的开口销对外缸底连接销轴定位；所述外活塞杆与上连杆的销轴与外活塞杆固定连接，并与外砂轮平行四边形支撑组件中的外右上连杆组成转动副；所述外活塞杆与下连杆的销轴与外活塞杆固定连接，并与外砂轮平行四边形支撑组件中的外右侧下连杆组成转动副；

外砂轮气缸组件的长度变化转换为外砂轮平行四边形支撑组件的摆动。

所述内外砂轮支撑组件包括圆柱筒形的内外砂轮第一支撑横梁、内外砂轮第二支撑横梁；第一支撑横梁内堵板与第一支撑横梁外堵板分别焊接在所述内外砂轮第一支撑横梁的左右内孔里；第二支撑横梁内堵板与第二支撑横梁外堵板分别焊接在所述内外砂轮第二支撑横梁的左右内孔里；内外砂轮第一支撑横梁、内外砂轮第二支撑横梁和各堵板构成外砂轮气缸组件的储气筒；

所述外砂轮气缸组件中的外第一管接头与外气缸筒体连接，外第一连接软管与外第一管接头和外第二管接头连接，外第二管接头与内外砂轮第二支撑横梁连接；所述外第三管接头与内外砂轮第二支撑横梁连接，外第四管接头与内外砂轮第一支撑横梁连接，外第二连接软管与外第三管接头和外第四管接头连接；打气用气门嘴与内外砂轮第一支撑横梁通过螺纹连接，气压表与内外砂轮第一支撑横梁通过螺纹连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：提高了钢轨两个侧面打磨的均匀度与打磨深度的一致性，避免了打磨深度的不一致性与漏掉没有打磨的问题，同时减轻了人工除锈的劳动强度、减少打磨时间，提高施工效率。

附图说明

图1是钢轨内外砂轮螺杆传动组件与支座和横梁部件的主视图；

图2是钢轨外侧V带传动与螺杆传动和外砂轮部件的左视图；

图3是钢轨内侧V带传动与螺杆传动和内砂轮部件的左视图；

图4是内外砂轮位于钢轨端头时两个横梁上带传动与链传动部件的俯视图；

图5是内外砂轮磨削一个行程时两个横梁上带传动与链传动部件的俯视图；

图6是砂轮的主视图；

图7是内外砂轮位于钢轨端头时两个横梁上带传动与链传动部件的左视图；

图8是内外砂轮磨削一个行程时两个横梁上带传动与链传动部件的左视图；

图9是60kg/m的钢轨截面尺寸图；

图10是外砂轮螺杆传动与外砂轮螺杆支座组件的主视图；

图11是外砂轮的外驱动轴主视图；

图12是外砂轮的外空心螺杆主视图；

图13是外驱动轴第一环与外驱动轴第二环组的俯视图；

图14是外砂轮下垫圈的俯视图；

图15是外砂轮的主动带轮剖视图；

图16是外砂轮轴的从动带轮剖视图；

图17是外砂轮螺杆支座与上下两组连杆组件的主视图；

图18是外砂轮螺杆支座与上下两组连杆和前后立梁组件的左视图；

图19是外砂轮螺杆支座与上下两组连杆和前后立梁组件的俯视图；

图20是外砂轮螺杆支座上端盖的主剖视图；

图21是外砂轮螺杆支座下端盖的主剖视图；

图22是外砂轮螺杆支座套筒的主剖视图；

图23是外砂轮螺杆支座套筒组件的俯视图；

图24是外砂轮螺杆支座套筒组件的左视图；

图25是安装外砂轮驱动电机的支座组件主视图；

图26是外砂轮连杆机构后支座组件的主视图；

图27是外砂轮连杆机构后支座组件的俯视图；

图28是安装外砂轮驱动电机的支座组件俯视图；

图29是外第一瓣齿轮与第二瓣齿轮组合的俯视图；

图30是外砂轮的驱动轴上升运动机构与支撑组件的左视图；

图31是外砂轮向上运动的驱动电磁铁与内棘轮传动组件的主视图；

图32是外砂轮向上运动的驱动电磁铁与内棘轮传动组件的A-A向剖视图；

图33是外砂轮向上运动的驱动电磁铁与内棘轮传动组件的俯视图；

图34是外砂轮向上运动的驱动电磁铁与内棘轮传动组件的B-B向剖视图；

图35是驱动外螺杆的外齿轮内棘轮与限位块组件的主视图；

图36是驱动外螺杆的外齿轮内棘轮与限位块组件的俯视图；

图37是第一棘爪的支撑杆主视图；

图38是第一棘爪的支撑杆俯视图；

图39是外螺杆向上运动第一瓣与第二瓣螺母组合主视图；

图40是外螺杆向上运动第一瓣与第二瓣螺母组合俯视图；

图41是外螺杆后支撑立梁下曲杆上V槽块组合的主视图；

图42是外螺杆后支撑立梁下曲杆上V槽块组合的左视图；

图43是外螺杆前后支撑立梁的锁环的主视图；

图44是外螺杆前后支撑立梁的锁环的俯视图；

图45是外螺杆上下位移的两瓣齿轮主视图；

图46是外螺杆上下位移的两瓣齿轮俯视图；

图47是从动链轮支座组件的主视图；

图48是从动链轮支座组件的左视图；

图49是从动链轮支座组件的俯视图；

图50是驱动砂轮往返的电机支撑架组件主视图；

图51是驱动砂轮往返的电机支撑架组件左视图；

图52是驱动砂轮往返的电机支撑架组件俯视图；

图53是左前耳座的主视图；

图54是左前耳座的左视图；

图55是左前锁杆的主视图；

图56是左前锁杆的左视图；

图57是链条驱动的水平位移框架组件主视图；

图58是链条驱动的水平位移框架组件俯视图；

图59是链条驱动的水平位移框架组件左视图；

图60是外拉力气缸组件与第一和第二支撑横梁连接的俯视图；

图61是外拉力气缸组件与两端销轴连接的主视图；

图62是外拉力气缸组件与两端销轴连接的俯视图；

图63是电气控制原理图；

图64是带传动上支撑梁组件主视图；

图65是带传动上支撑梁组件俯视图；

图66是带与链传动的支撑梁组件主视图；

图67是带与链传动的支撑梁组件俯视图；

图68是链传动下支撑梁组件主视图；

图69是链传动下支撑梁组件俯视图；

图70是外螺杆前支撑立梁下曲杆上V槽块组合的主视图；

图71是外螺杆前支撑立梁下曲杆上V槽块组合的左视图；

图72是外气缸内气体压力分析的机构与支撑组件俯视图；

图73是内外砂轮相对于钢轨的运动与受力分析图。

图中，1框架移动减速电机连接组件；2减速电机驱动的带传动组件；3减速电机驱动的链轮组件；4带和链传动支撑梁组件；5带传动上支撑梁组件；6外砂轮螺杆传动组件；7外砂轮螺杆轴向驱动组件；8外砂轮驱动与带传动组件；9外砂轮螺杆支座组件；10内外砂轮支撑组件；11外砂轮平行四边形支撑组件；12外砂轮组件；13内砂轮组件；14钢轨；15内砂轮平行四边形支撑组件；16内砂轮螺杆支座组件；17内砂轮驱动与带传动组件；18内砂轮螺杆轴向驱动组件；19内砂轮螺杆传动组件；20驱动砂轮往返的链条组件；21外螺杆前支撑立梁组件；22外砂轮上下位移电磁铁组件；23外砂轮气缸组件；24外砂轮电磁铁传动组件；25内螺杆前支撑立梁组件；26内砂轮上下位移电磁铁组件；27内砂轮电磁铁传动组件；28外砂轮连杆机构后支座组件；29内砂轮连杆机构后支座组件；30链条驱动水平位移框架组件；31支撑横梁左导向组件；32支撑横梁右导向组件；33减速电机支撑组件；34从动链轮支座组件；35链传动下支撑梁组件；36前端接近开关；37内砂轮气缸组件；38气压表；39打气用气门嘴；40后端接近开关；

1-1减速电机；1-2减速电机连接键；1-3减速电机连接螺栓；1-4减速电机连接螺母；1-5减速电机连接用垫圈；2-1减速电机主动带轮；2-2减速电机主动带轮挡圈；2-3减速电机主动带轮下轴承；2-4减速电机主动带轮上轴承；2-5减速电机传动带；2-6带与链支撑梁的中间轴承；2-7减速电机从动带轮上轴承；2-8减速电机从动带轮；2-9中间键；3-1主动链轮；3-2带轮和链轮的支撑轴；3-3主动链轮连接键；3-4主动链轮挡圈；3-5主动链轮下轴承；3-6从动链轮；3-7前中轴承；3-8前上轴套；3-9从动链轮支撑轴；3-10从动链轮挡圈；3-11从动链轮上轴承；3-12从动链轮下轴承；4-1带与链传动的后支座；4-2带与链传动的后上支杆；4-3带与链传动的后下支杆；4-4带与链传动的中支座；4-5带与链传动前上支杆；4-6带与链传动前下支杆；4-7带与链传动前支座；4-8后端开关支架；6-1外驱动轴；6-2外驱动轴顶垫片；6-3外驱动轴第一环；6-4外空心螺杆；6-5外驱动轴顶螺钉；6-6外驱动轴顶垫圈；6-7外驱动轴第二环；6-8外驱动轴提升套；7-1外第一瓣螺母；7-2外第一瓣齿轮；7-3外螺母与齿轮第一销轴；7-4外第一销轴套；7-5外第二瓣齿轮；7-6外螺母与齿轮第二销轴；7-7外第二销轴套；7-8外第二瓣螺母；8-1外砂轮驱动电机；8-2外砂轮电机连接键；8-3外砂轮电机连接螺栓；8-4外砂轮电机连接螺母；8-5外砂轮电机连接垫圈；8-6外砂轮的主动带轮；8-7外砂轮的V带；8-8外砂轮支架外立板；8-9外砂轮支架连接螺栓；8-10外砂轮支架连接螺母；8-11外砂轮轴的从动带轮；8-12外驱动轴连接键；8-13外砂轮支架顶板；8-14外砂轮支架内立板；8-15外砂轮支架底板；9-1外砂轮螺杆支座套筒；9-2外砂轮螺杆支套；9-3外砂轮螺杆上轴承；9-4外砂轮螺杆下轴承；9-5外砂轮螺杆支座上端盖；9-6外砂轮螺杆支座下端盖；9-7外砂轮螺杆支座左后支耳；9-8外砂轮螺杆支座右后支耳；9-9外砂轮螺杆支座左前支耳；9-10外砂轮螺杆支座右前支耳；10-1内外砂轮第一支撑横梁；10-2第一支撑横梁轴承；10-3内外砂轮第二支撑横梁；10-4第二支撑横梁轴承；10-5第一支撑横梁外第一支撑轴；10-6第一支撑横梁外第一支销轴；10-7第一支撑横梁外第二支撑轴；10-8第一支撑横梁外第二销轴；10-9第一支撑横梁内第一支撑轴；10-10第一支撑横梁内第一销轴；10-11第一支撑横梁内第二支撑轴；10-12第一支撑横梁内第二销轴；10-13第一支撑横梁内堵板；10-14第二支撑横梁内堵板；10-15第一支撑横梁外堵板；10-16第二支撑横梁外堵板；11-1外左上连杆；11-2外左下连杆；11-3外远端左支撑轴；11-4外远端左销轴；11-5外近端左支撑轴；11-6外近端左销轴；11-7外远端右支撑轴；11-8外远端右销轴；11-9外右上连杆；11-10外右下连杆；11-11外近端右支撑轴；11-12外近端右销轴；12-1外砂轮；12-2外砂轮上垫圈；12-3外砂轮下垫圈；12-4外砂轮连接螺钉；13-1内砂轮；13-2内砂轮上垫圈；13-3内砂轮下垫圈；13-4内砂轮连接螺钉；15-1内左上连杆；15-2内左下连杆；15-3内远端左支撑轴；15-4内远端左销轴；15-5内近端左支撑轴；15-6内近端左销轴；15-7内远端右支撑轴；15-8内远端右销轴；15-9内右上连杆；15-10内右下连杆；15-11内近端右支撑轴；15-12内近端右销轴；17-1内砂轮驱动电机；17-2内砂轮驱动电机连接键；17-3内砂轮驱动电机连接螺栓；17-4内砂轮驱动电机连接螺母；17-5内砂轮驱动电机连接垫圈；17-6内砂轮驱动带轮；17-7内砂轮传功V带；17-8内砂轮支架组件；17-9内砂轮支架连接螺栓；17-10内砂轮支架连接螺母；17-11内砂轮轴的从动带轮；17-12内砂轮连接键；18-1内螺杆上下位移第一瓣螺母；18-2内螺杆上下位移第一瓣齿轮；18-3内螺杆第一瓣齿轮连接销轴；18-4内螺杆第一销轴套；18-5内螺杆上下位移第二瓣齿轮；18-6内螺杆第二瓣齿轮连接销轴；18-7内螺杆第二销轴套；18-8内螺杆上下位移第二瓣螺母；19-1内驱动轴；19-2内驱动轴顶垫片；19-3内驱动轴第一半环；19-4内空心螺杆；19-5内驱动轴顶螺钉；19-6内驱动轴顶垫圈；19-7内驱动轴第二半环；19-8内驱动轴U形提升套；20-1链条；20-2链条上的外接销轴；20-3链条上销轴的套筒；21-1外螺杆后支梁；21-2外螺杆后支轴；21-3外螺杆后销轴；21-4外螺杆前支轴；21-5外螺杆前销轴；21-6外螺杆前支梁；21-7外螺杆前后支梁的锁环；21-8外螺杆电磁铁支撑板；21-1A外螺杆后支梁下曲杆；21-1B外螺杆后支梁上V槽块；26-1A外螺杆前支梁下曲杆；26-1B外螺杆前支梁上V槽块；22-1外电磁铁；22-2外电磁铁螺钉；22-3外电磁铁连接键；22-4外电磁铁右限位轴；22-5外电磁铁右限位轴套；22-6外电磁铁左限位轴；22-7外电磁铁左限位轴套；23-1外活塞杆与下连杆的销轴；23-2外活塞杆与上连杆的销轴；23-3外活塞杆；23-4外端盖的连接销轴；23-5外第一管接头；23-6外活塞；23-7外活塞的外径密封圈；23-8外活塞与外活塞杆的密封圈；23-9外气缸筒体；23-10外底盖；23-11外缸底支耳；23-12外缸底支耳连接销轴；23-13外缸底连接销轴的开口销；23-14外活塞杆的挡圈；23-15外端盖的外径密封圈；23-16外端盖；23-17外端盖的内径密封圈；23-18外第一连接软管；23-19外第二管接头；23-20外第三管接头；23-21外第二连接软管；23-22外第四管接头；外砂轮螺杆轴向驱动组件25-1内螺杆前支撑立梁；25-2内螺杆前支撑轴；25-3内螺杆前支撑销轴；25-4内螺杆后支撑轴；25-5内螺杆后支撑销轴；25-6内螺杆后支撑立梁；25-7内螺杆前后支撑立梁锁环；25-8内螺杆电磁铁支撑板；26-1内电磁铁；26-2内电磁铁螺钉；26-3内电磁铁连接键；26-4内电磁铁右限位轴；26-5内电磁铁右限位轴套；26-6内电磁铁左限位轴；26-7内电磁铁左限位轴套；28-1外砂轮后支座左支耳；28-2外砂轮后支座左侧板；28-3外砂轮后支座中板；28-4外砂轮后支座右侧板；28-5外砂轮后支座右支耳；29-1内砂轮后支座左支耳；29-2内砂轮后支座左侧板；29-3内砂轮后支座中板；29-4内砂轮后支座右侧板；29-5内砂轮后支座右支耳；30-1框架外横板；30-2框架外横筋板；30-3框架外伸板；30-4外油缸支座组件；30-5框架内横板；30-6框架内横筋板；30-7框架内伸板；30-8框架内伸筋板；30-4A外油缸支座筋板；30-4B外油缸上支座；30-4C外油缸下支座；31-1左导向上部支撑板；31-2左导向下部支撑板；31-3左导向前支撑轮；31-4左导向前轴承；31-5左导向前支撑轴；31-6左导向前支撑轴套；31-7左导向前支撑轴用挡圈；31-8左导向后支撑轮；31-9左导向后轴承；31-10左导向后支撑轴；31-11左导向后支撑轴套；31-12左导向后支撑轴用挡圈；31-13横梁与外横板连接销轴；32-1右导向上部支撑板；32-2右导向下部支撑板；32-3右导向前支撑轮；32-4右导向前轴承；32-5右导向前支撑轴；32-6右导向前支撑轴套；32-7右导向前支撑轴用挡圈；32-8右导向后支撑轮；32-9右导向后轴承；32-10右导向后支撑轴；32-11右导向后支撑轴套；32-12右导向后支撑轴用挡圈；32-13横梁与内横板连接销轴；33-1减速电机安装座；33-2左前竖梁；33-3上前筋板；33-4下前筋板；33-5左前锁杆；33-6左支撑轴；33-7左支撑轴挡圈；33-8左前耳座；33-9左前支脚；33-10左后竖梁；33-11左后支脚；33-12左后耳座；33-13左后锁杆；33-14右后锁杆；33-15右后支脚；33-16右后耳座；33-17右后竖梁；33-18上后筋板；33-19下后筋板；33-20右支撑轴；33-21右支撑轴挡圈；33-22右前竖梁；33-23右前耳座；33-24右前支脚；33-25右前锁杆；33-26耳座螺栓；33-27耳座螺母；33-28耳座销轴；34-1从动链轮支撑上支座；34-2从动链轮支撑立板；34-3从动链轮支撑筋板；34-4从动链轮支撑下支座；34-5从动链轮支座吸合磁钢；35-1链传动下支撑梁后支座；35-2链传动前后支座的左支杆；35-3链传动前后支座的右支杆；35-4链传动下支撑梁前支座。

图中符号：H₀钢轨的高度；H₁砂轮打磨高度的变化量；H₂砂轮位于钢轨上部时半螺母底面到支撑横梁中心线之间的高度；H₃支撑横梁导向组件上下中心孔间的距离；H₄链传动下支撑梁底面到钢轨底侧支撑面的高度；H₅支撑横梁的轴线到钢轨底面的高度；H₆螺杆前后支撑立梁锁环顶面到砂轮螺杆支座的支耳轴线的最小高度；H₇砂轮螺杆支座的支耳轴线的高度变化量；a₁砂轮位于钢轨上部时砂轮轴与钢轨对称面之间的距离；a₂砂轮位于钢轨下部时砂轮轴与钢轨对称面之间的距离；a₃第一支撑横梁与第二支撑横梁的中心距；a₄砂轮轴的带传动中心距；a₅链传动的中心距；a₆砂轮沿着钢轨侧面的纵向行程；a₇支撑连杆机构支座上两个中心孔之间的横向距离；a₈后支座垂直孔与第一支撑横梁中心孔间的纵向距离；a₉第一支撑横梁与第二支撑横梁中心线之间的距离；a₁₀支撑连杆的支座套筒上两个中心孔间的距离；a₁₁驱动砂轮往复移动的带传动中心距；a₁₂前后导向支撑轮两个中心孔间的距离；a₁₃砂轮螺杆支座上两个支耳孔间的距离；a₁₄螺杆上下位移的传动齿轮中心距；a₁₅砂轮螺杆支座套筒轴线到外缸底支耳轴线的距离；a₁₆砂轮螺杆支座套筒轴线到钢轨宽度中线的距离；A₁₁外左上连杆和外左下连杆的相对固定轴心；B₁₁外左上连杆和外左下连杆远离钢轨时与活塞杆连接的轴心；B₁₂外左上连杆和外左下连杆靠近钢轨时与活塞杆连接的轴心；C₁₁外左上连杆和外左下连杆远离钢轨时与外砂轮螺杆支座套筒连接的轴心；C₁₂外左上连杆和外左下连杆靠近钢轨时与外砂轮螺杆支座套筒连接的轴心；β₁₁A₁₁C₁₁连线与垂线的夹角，β₁₂A₁₁C₁₂连线与垂线的夹角，β₁₃A₁₁C₁₁连线与A₁₁C₁₂连线的夹角，b₁钢轨的头宽；b₂钢轨的底宽；b₃钢轨在打磨高度上宽度的变化量；b₄内外气缸内侧支轴之间的轴距；d₁砂轮的外径；d₂驱动砂轮转动的带传动中的带轮基准直径；d₃砂轮驱动轴的直径；d₄空心螺杆的螺纹中径；d₅空心螺杆的螺纹外径；d₆套在螺杆上的第一瓣齿轮与第一瓣齿轮孔的内径；d₇套在螺杆上的第一瓣齿轮与第一瓣齿轮的分度圆直径；d₈螺杆上下位移的驱动齿轮分度圆直径；d₉活塞杆的直径；d₁₀气缸的内径；d₁₁链轮的分度圆直径；d₁₂内外砂轮第一与第二支撑横梁的内径；h₁砂轮的厚度；h₂驱动砂轮的带轮基准宽度中线到支撑横梁中心线之间的距离；h₃砂轮螺杆支座套筒的高度；K₁外侧气缸透气孔；K₂内侧气缸透气孔；L₁砂轮的驱动轴长度；L₂空心螺杆的长度；L_23a外砂轮气缸组件上两端中心孔的最大中心距；L_23b外砂轮气缸组件上两端中心孔的最小中心距；L_23c外砂轮气缸组件上两端中心孔的中心距变化量；L_23d外砂轮气缸内容纳气体的最小长度；L_11a连杆两端中心孔距；L_11b连杆上活塞杆中心孔到A₁₁点的长度；L_11c连杆上B₁₁到A₁₁与C₁₁连线的长度；L_11d连杆上B₁₁到A₁₁与C₁₁连线的长度；L_11e连杆上C₁₁点到y轴的距离；ω₁₂外砂轮的角速度；M₁₂外砂轮上的驱动力矩；M_f12外砂轮上的磨削阻力矩；F_N12钢轨对外砂轮的正压力；F_Wf钢轨对外砂轮的摩擦力；ω₁₃内砂轮的角速度；F_N13钢轨对内砂轮的正压力；F_Nf钢轨对内砂轮的摩擦力；F₁₄钢轨对锁杆的正压力；F_23a外砂轮气缸最长时对外右上连杆与外右下连杆的拉力；F_23b外砂轮气缸最短时对外右上连杆与外右下连杆的拉力；O₂₃外缸底支耳连接销轴的轴心；p₁砂轮离钢轨最远时气缸内的压力；p₂砂轮离钢轨最近时气缸内的压力；P外空心螺杆的螺距；R₁砂轮回转体的半径；R₂砂轮两端圆弧部分的半径；V_L砂轮沿着钢轨侧面纵向移动的速度。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

一种高铁钢轨对焊前的钢轨双侧面双砂轮同时除锈装置，该装置中的部件关于钢轨纵向轴线对称，本实施例主要叙述钢轨外侧的部分，它包括外砂轮的旋转磨削驱动与支撑部件，外砂轮水平往复移动的带传动和链传动与支撑部件，控制外砂轮向上步进运动的双向旋转电磁铁和棘轮机构与齿轮传动以及支撑部件，外砂轮向钢轨施加压力的气缸与传动机构以及支撑部件，接近开关得电与断电以及控制电器元件动作的部件组成。

一、外砂轮的旋转磨削驱动与支撑部件

外砂轮的旋转磨削驱动与支撑部件主要包括外砂轮驱动与带传动组件8、外砂轮螺杆传动组件6、外砂轮螺杆支座组件9、外砂轮连杆机构后支座组件28、外砂轮平行四边形支撑组件11。

外砂轮驱动与带传动组件8；

如图1、图2、图15至图18所示，包括外砂轮驱动电机8-1，外砂轮电机连接键8-2，外砂轮电机连接螺栓8-3，外砂轮电机连接螺母8-4，外砂轮电机连接垫圈8-5，外砂轮的主动带轮8-6，外砂轮的V带8-7，外砂轮支架外立板8-8，外砂轮支架连接螺栓8-9，外砂轮支架连接螺母8-10，外砂轮轴的从动带轮8-11，外驱动轴连接键8-12，外砂轮支架顶板8-13，外砂轮支架内立板8-14，外砂轮支架底板8-15；

外砂轮的主动带轮8-6通过外砂轮电机连接键8-2与外砂轮驱动电机固定连接，外砂轮轴的从动带轮8-11通过外驱动轴连接键8-12与外驱动轴6-1组成移动副，外砂轮的V带8-7张紧在外砂轮的主动带轮8-6与外砂轮轴的从动带轮8-11的轮槽里。外砂轮支架外立板8-8焊接在外砂轮支架顶板8-13与外砂轮支架底板8-15的外侧之间，外砂轮支架内立板8-14焊接在外砂轮支架顶板8-13与外砂轮支架底板8-15的内侧之间，组成外砂轮驱动电机的支撑组件；通过外砂轮电机连接螺栓8-3、外砂轮电机连接螺母8-4与外砂轮电机连接垫圈8-5将外砂轮驱动电机8-1固定连接在外砂轮支架顶板8-13上；通过外砂轮支架连接螺栓8-9与外砂轮支架连接螺母8-10将外砂轮支架底板8-15固定连接在内外砂轮第一支撑横梁10-1与内外砂轮第二支撑横梁10-3上。

外砂轮螺杆传动组件6；

如图1、图2、图6、图10至14所示，包括外驱动轴6-1，外驱动轴顶垫片6-2，外驱动轴第一环6-3，外空心螺杆6-4，外驱动轴顶螺钉6-5，外驱动轴顶垫圈6-6，外驱动轴第二环6-7，外驱动轴提升套6-8。外砂轮组件12包括外砂轮12-1，外砂轮上垫圈12-2，外砂轮下垫圈12-3，外砂轮连接螺钉12-4；

所述外驱动轴第一环6-3与外驱动轴第二环6-7均为五分之二环，套装在外空心螺杆6-4上端的环槽内，长度为L₂材料为青铜的外空心螺杆6-4与外驱动轴6-1间隙配合，所述外驱动轴顶垫片6-2位于外驱动轴第一环6-3与外驱动轴第二环6-7顶面，通过外驱动轴顶螺钉6-5与外驱动轴顶垫圈6-6将外驱动轴提升套6-8、外驱动轴顶垫片6-2固定连接在外空心螺杆6-4上；外砂轮12-1与外驱动轴6-1间隙配合，通过一对外砂轮连接螺钉12-4、外砂轮上垫圈12-2与外砂轮下垫圈12-3固定在外驱动轴6-1的底端，通过摩擦力矩将外驱动轴6-1的力矩传递给外砂轮12-1。

外砂轮螺杆支座组件9；

如图1、图2、图4、图5、图10、图17至24所示，包括外砂轮螺杆支座套筒9-1，外砂轮螺杆支套9-2，外砂轮螺杆上轴承9-3，外砂轮螺杆下轴承9-4，外砂轮螺杆支座上端盖9-5，外砂轮螺杆支座下端盖9-6，外砂轮螺杆支座左后支耳9-7，外砂轮螺杆支座右后支耳9-8，外砂轮螺杆支座左前支耳9-9，外砂轮螺杆支座右前支耳9-10；

外砂轮螺杆支座套筒9-1的孔内安装外砂轮螺杆上轴承9-3与外砂轮螺杆下轴承9-4，外砂轮螺杆支套9-2对外砂轮螺杆上轴承9-3与外砂轮螺杆下轴承9-4轴向定位。外砂轮螺杆支座套筒9-1的顶面安装外砂轮螺杆支座上端盖9-5，外砂轮螺杆支座套筒9-1的底面安装外砂轮螺杆支座下端盖9-6。外砂轮螺杆上轴承9-3的内孔安装在外砂轮轴的从动带轮8-11的最小外径上，外砂轮螺杆支套9-2和外砂轮螺杆下轴承9-4与外驱动轴6-1组成移动副。

外砂轮连杆机构后支座组件28；

如图2、图4、图5、图26与图27所示，包括外砂轮后支座左支耳28-1，外砂轮后支座左侧板28-2，外砂轮后支座中板28-3，外砂轮后支座右侧板28-4，外砂轮后支座右支耳28-5；外砂轮后支座左侧板28-2与外砂轮后支座右侧板28-4焊接在外砂轮后支座中板28-3的两端，外砂轮后支座左支耳28-1焊接在外砂轮后支座左侧板28-2的外侧，外砂轮后支座右支耳28-5焊接在外砂轮后支座右侧板28-4的外侧。

外砂轮平行四边形支撑组件11；

如图1、图2、图4、图5、图17至图19、图26、图27所示，包括外左上连杆11-1，外左下连杆11-2，外远端左支撑轴11-3，外远端左销轴11-4，外近端左支撑轴11-5，外近端左销轴11-6，外远端右支撑轴11-7，外远端右销轴11-8，外右上连杆11-9，外右下连杆11-10，外近端右支撑轴11-11，外近端右销轴11-12，外砂轮螺杆支座组件9，外砂轮连杆机构后支座组件28；

外左上连杆11-1、外右上连杆11-9、外左下连杆11-2与外右下连杆11-10上两端的孔心距都等于L_11a。外左上连杆11-1与外右上连杆11-9上四个孔的中心连线组成平行四边形。外左下连杆11-2与外右下连杆11-10上四个孔的中心连线组成平行四边形。外左上连杆11-1和外左下连杆11-2与外远端左支撑轴11-3组成转动副，通过外远端左销轴11-4定位在左支撑轴11-3上。外远端左支撑轴11-3与外砂轮螺杆支座套筒9-1外侧的孔组成转动副。外右上连杆11-9和外右下连杆11-10与外远端右支撑轴11-7组成转动副，通过外远端右销轴11-8定位在外远端右支撑轴11-7上。外远端右支撑轴11-7与外砂轮螺杆支座套筒9-1内侧的孔组成转动副。外砂轮螺杆支座套筒9-1的内外侧孔距为a₁₀。外左上连杆11-1和外左下连杆11-2与外近端左支撑轴11-5组成转动副，通过外近端左销轴11-6定位在外近端左支撑轴11-5上。外近端左支撑轴11-5与外砂轮后支座左侧板28-2外侧的孔组成转动副。外右上连杆11-9和外右下连杆11-10与外近端右支撑轴11-11组成转动副，通过外近端右销轴11-12定位在外砂轮后支座右侧板28-4上。外近端右支撑轴11-11与外砂轮后支座右侧板28-4内侧的孔组成转动副。

二、外砂轮水平往复移动的带传动和链传动与支撑部件

外砂轮水平往复移动的带传动和链传动与支撑部件主要包括框架移动减速电机连接组件1和减速电机驱动的带传动组件2、减速电机驱动的链轮组件3和驱动砂轮往返的链条组件20，减速电机支撑组件33、从动链轮支座组件34、支撑横梁左导向组件31、支撑横梁右导向组件32以及链条驱动水平位移框架组件30。

框架移动减速电机连接组件1和减速电机驱动的带传动组件2；

如图1，图5，图7，图8，图64至图67所示，包括减速电机主动带轮2-1，减速电机主动带轮挡圈2-2，减速电机主动带轮下轴承2-3，减速电机主动带轮上轴承2-4，减速电机传动带2-5，带与链支撑梁的中间轴承2-6，减速电机从动带轮上轴承2-7，减速电机从动带轮2-8，中间键2-9，减速电机1-1，减速电机连接键1-2，带和链传动支撑梁组件4，带传动上支撑梁组件5；

减速电机主动带轮2-1通过减速电机连接键1-2与减速电机1-1的输出轴固连。减速电机从动带轮2-8通过中间键2-9与带轮和链轮的支撑轴3-2固连。带传动上支撑梁组件5的后端通过减速电机主动带轮上轴承2-4与减速电机主动带轮2-1连接，带传动上支撑梁组件5的前端通过减速电机从动带轮上轴承2-7与减速电机从动带轮2-8连接。带和链传动支撑梁组件4的后端通过减速电机主动带轮下轴承2-3与减速电机主动带轮2-1连接，带和链传动支撑梁组件4的中段通过带与链支撑梁的中间轴承2-6与主动链轮3-1连接。减速电机主动带轮挡圈2-2将减速电机主动带轮下轴承2-3轴向定位在减速电机主动带轮2-1上，外砂轮水平往复移动的带传动的传动比等于1。

减速电机支撑组件33；

如图1，图5，图8，图50至图56所示，包括减速电机安装座33-1，左前竖梁33-2，上前筋板33-3，下前筋板33-4，左前锁杆33-5，左支撑轴33-6，左支撑轴挡圈33-7，左前耳座33-8，左前支脚33-19，左后竖梁33-10，左后支脚33-11，左后耳座33-12，左后锁杆33-13，右后锁杆33-14，右后支脚33-15，右后耳座33-16，右后竖梁33-17，上后筋板33-18，下后筋板33-19，右支撑轴33-20，右支撑轴挡圈33-21，右前竖梁33-22，右前耳座33-23，右前支脚33-24，右前锁杆33-25，耳座螺栓33-26，耳座螺母33-27，耳座销轴33-28；

减速电机1-1的法兰通过减速电机连接螺栓1-3、减速电机连接螺母1-4、减速电机连接用垫圈1-5与减速电机安装座33-1固连。左前竖梁33-2、左后竖梁33-10、右前竖梁33-22与右后支脚33-15分别焊接在减速电机安装座33-1的下四角上。上前筋板33-3、下前筋板33-4与左前竖梁33-2和右前竖梁33-22焊接。上后筋板33-18和下后筋板33-19与左后竖梁33-10和右后竖梁33-17焊接。左前支脚33-19焊接在左前竖梁33-2下端，左后支脚33-11焊接在左后竖梁33-10下端；右前支脚33-24焊接在右前竖梁33-22下端，右后支脚33-15焊接在右后竖梁33-17下端，它们组成一个支座与支撑组件。上端的支座用于安装减速电机1-1，下端的支撑落在钢轨14底部的两侧面上，下部两侧分别连接两组与钢轨14组成自锁结构的锁杆组件。

左前耳座33-8通过耳座销轴33-28定位，耳座螺栓33-26与耳座螺母33-27安装在左前竖梁33-2的内下侧，左前锁杆33-5通过左支撑轴33-6与左支撑轴挡圈33-7安装在左前耳座33-8上。左后耳座33-12通过耳座销轴33-28定位，耳座螺栓33-26与耳座螺母33-27安装在左后竖梁33-10的内下侧，左后锁杆33-13通过左支撑轴33-6与左支撑轴挡圈33-7安装在左后耳座33-12上。右前耳座33-23通过耳座销轴33-28定位，耳座螺栓33-26与耳座螺母33-27安装在右前竖梁33-22的内下侧，右前锁杆33-25通过右支撑轴33-20与右支撑轴挡圈33-21安装在右前竖梁33-22上。右后耳座33-16通过耳座销轴33-28定位，耳座螺栓33-26与耳座螺母33-27安装在右后竖梁33-17的内下侧，右后锁杆33-14通过右支撑轴33-20与右支撑轴挡圈33-21安装在右后耳座33-16上。当左前锁杆33-5向钢轨14压紧后，钢轨14对左前锁杆33-5的压力F₁₄的作用线在左支撑轴33-6的轴线内侧，左前锁杆33-5自锁，同理，左后锁杆33-13、右前锁杆33-25、右后锁杆33-14与钢轨14压紧后自锁，这样，外砂轮水平往复移动的带传动支座组件与钢轨14之间快速实现找正、定位、压紧与自锁。

减速电机驱动的链轮组件3和驱动砂轮往返的链条组件20；

如图1，图4，图5，图7，图8，图66至图69所示，包括主动链轮3-1，带轮和链轮的支撑轴3-2，主动链轮连接键3-3，主动链轮挡圈3-4，主动链轮下轴承3-5，从动链轮3-6，前中轴承3-7，前上轴套3-8，从动链轮支撑轴3-9，从动链轮挡圈3-10，从动链轮上轴承3-11，从动链轮下轴承3-12，链条20-1，链条上的外接销轴20-2，链条上销轴的套筒20-3；

带和链传动支撑梁组件4的前端通过前中轴承3-7安装在从动链轮3-6上边，链传动下支撑梁组件35的后端通过主动链轮下轴承3-5安装在主动链轮3-1下边，链传动下支撑梁组件35的前端通过从动链轮下轴承3-12安装在从动链轮3-6下边。链条20-1与主动链轮3-1和从动链轮3-6组成链传动，从动链轮上轴承3-11通过前上轴套3-8与从动链轮支撑轴3-9连接，通过从动链轮挡圈3-10定位在从动链轮支撑轴3-9上。外砂轮水平往复移动的链传动的传动比等于1，主从链轮的安装相位相同，链条无速度波动。

从动链轮支座组件34；

如图7，图47至图49所示，包括从动链轮支撑上支座34-1，从动链轮支撑立板34-2，从动链轮支撑筋板34-3，从动链轮支撑下支座34-4，从动链轮支座吸合磁钢34-5。从动链轮支撑立板34-2和从动链轮支撑筋板34-3焊接在从动链轮支撑上支座34-1与从动链轮支撑下支座34-4上，从动链轮支撑筋板34-3焊接在从动链轮支撑立板34-2与从动链轮支撑上支座34-1以及从动链轮支撑下支座34-4上。

支撑横梁左导向组件31和链条驱动水平位移框架组件30；

如图4，图5，图7，图8，图57至图59所示，包括左导向上部支撑板31-1，左导向下部支撑板31-2，左导向前支撑轮31-3，左导向前轴承31-4，左导向前支撑轴31-5，左导向前支撑轴套31-6，左导向前支撑轴用挡圈31-7，左导向后支撑轮31-8，左导向后轴承31-9，左导向后支撑轴31-10，左导向后支撑轴套31-11，左导向后支撑轴用挡圈31-12，横梁与外横板连接销轴31-13，框架外横板30-1，框架外横筋板30-2，框架外伸板30-3，外油缸支座组件30-4，框架内横板30-5，外油缸支座筋板30-4A，外油缸上支座30-4B，外油缸下支座30-4C；

框架外横板30-1焊接在框架外伸板30-3的前上方，框架外横筋板30-2分别焊接在框架外横板30-1与框架外伸板30-3上。框架外伸板30-3焊接在左导向上部支撑板31-1的前上方，左导向上部支撑板31-1焊接在左导向下部支撑板31-2的外侧上部。外油缸上支座30-4B和外油缸下支座30-4C与外油缸支座筋板30-4A焊接成外油缸支座组件30-4，外油缸支座组件30-4分别焊接在左导向上部支撑板31-1与框架外伸板30-3上。左导向前支撑轴31-5安装在左导向下部支撑板31-2上，左导向前支撑轴套31-6与左导向前轴承31-4安装在左导向前支撑轴31-5上，通过左导向前支撑轴用挡圈31-7定位，左导向前支撑轮31-3安装在左导向前轴承31-4上。左导向后支撑轴套31-11与左导向后轴承31-9安装在左导向后支撑轴31-10上，通过左导向后支撑轴用挡圈31-12定位，左导向后支撑轮31-8安装在左导向后轴承31-9上。左导向前支撑轮31-3相对于钢轨14底部外侧做纯滚动，左导向后支撑轮31-8相对于钢轨14底部外侧做纯滚动。

支撑横梁右导向组件32；

支撑横梁右导向组件与支撑横梁左导向组件的结构相同，关于钢轨14的纵向轴线内外对称布置。链条上销轴的套筒20-3交替推移框架外横板30-1与框架内横板30-5，从而带动外砂轮组件12与内砂轮组件13沿着钢轨14的纵向轴线往复移动。

三、控制外砂轮向上步进运动的双向旋转电磁铁和棘轮机构与齿轮传动以及支撑部件

控制外砂轮向上步进运动的双向旋转电磁铁和棘轮机构与齿轮传动以及支撑部件包括外砂轮上下位移电磁铁组件22和外砂轮电磁铁传动组件24、外砂轮螺杆轴向驱动组件7、外螺杆前支撑立梁组件21。

外砂轮上下位移电磁铁组件22和外砂轮电磁铁传动组件24；

如图2，图31至图38所示，包括外电磁铁22-1，外电磁铁螺钉22-2，外电磁铁连接键22-3，外电磁铁右限位轴22-4，外电磁铁右限位轴套22-5，外电磁铁左限位轴22-6，外电磁铁左限位轴套22-7，外侧齿轮和内棘轮24-1，第一棘爪24-2，外摇杆24-3，第一销轴24-4，第二销轴24-5，第二棘爪24-6，外侧张开弹簧24-7，外限位块24-8，销轴的挡圈24-9；

外电磁铁22-1通过三个外电磁铁螺钉22-2固连在外螺杆电磁铁支撑板21-8上。外电磁铁右限位轴22-4与外电磁铁左限位轴22-6通过轴孔关系分别固连在外螺杆电磁铁支撑板21-8上，外电磁铁右限位轴套22-5套装在外电磁铁右限位轴22-4上，外电磁铁左限位轴套22-7套装在外电磁铁左限位轴22-6上。外限位块24-8焊接在外侧齿轮和内棘轮24-1的下方，其孔与外电磁铁22-1的输出轴组成转动副。外摇杆24-3通过外电磁铁连接键22-3固连在外电磁铁22-1的输出轴上。第一销轴24-4与第一棘爪24-2组成转动副并通过销轴的挡圈24-9定位，第一销轴24-4固连在外摇杆24-3的内侧。第二销轴24-5与第二棘爪24-6组成转动副并通过销轴的挡圈24-9定位，第二销轴24-5固连在外摇杆24-3的外侧。外侧张开弹簧24-7套装在外电磁铁22-1的输出轴上并张开第一棘爪24-2和第二棘爪24-6，使之同时与外侧齿轮和内棘轮24-1的内棘齿接触。外电磁铁22-1通过外棘轮机构驱动外侧齿轮和内棘轮24-1每次摆动60°，外限位块24-8与外电磁铁左限位轴套22-7和外电磁铁右限位轴套22-5的左右接触实现限位。

外砂轮螺杆轴向驱动组件7；

如图2，图30，图39，图40，图45，图46所示，包括外第一瓣螺母7-1，外第一瓣齿轮7-2，外螺母与齿轮第一销轴7-3，外第一销轴套7-4，外第二瓣齿轮7-5，外螺母与齿轮第二销轴7-6，外第二销轴套7-7，外第二瓣螺母7-8；

外第一瓣齿轮7-2与外第一瓣螺母7-1通过一对外螺母与齿轮第一销轴7-3连接一个整体，通过一对外第一销轴套7-4轴向定位。外第二瓣齿轮7-5与外第二瓣螺母7-8通过一对外螺母与齿轮第二销轴7-6连接一个整体，通过一对外第二销轴套7-7轴向定位。外第一瓣齿轮7-2和外第二瓣齿轮7-5由一个完整的偶数齿的齿轮切割而成，切割时沿齿根圆弧的对称中心线切割。外第一瓣螺母7-1和外第二瓣螺母7-8由一个完整的螺母切割而成。初始安装时，外第一瓣齿轮7-2和外第二瓣齿轮7-5的分割面与外第一瓣螺母7-1和外第二瓣螺母7-8的分割面位于同一个平面里，该平面与外螺杆后支梁21-1和外螺杆前支梁21-6对称垂直。钢轨端头的打磨高度H₁对应外第一瓣螺母7-1和外第二瓣螺母7-8转H₁/P圈，外第一瓣螺母7-1和外第二瓣螺母7-8的终了状态与初始安装时相同。当将外砂轮的螺杆传动组件下放H₁时，外第一瓣齿轮7-2和外第二瓣齿轮7-5与外空心螺杆6-4分开，外第一瓣螺母7-1和外第二瓣螺母7-8与外空心螺杆6-4同时分开。外侧齿轮和内棘轮24-1驱动外第一瓣齿轮7-2与外第二瓣齿轮7-5组成的完整齿轮，传动比为2，该完整齿轮每次步进30°，外砂轮的螺杆传动组件每次上升P/12，上升次数为12H₁/P。

外螺杆前支撑立梁组件21；

如图1，如图2，图17至图19，图23，图24，图30，图41至图44，图70，图71所示，包括外螺杆后支梁21-1，外螺杆后支轴21-2，外螺杆后销轴21-3，外螺杆前支轴21-4，外螺杆前销轴21-5，外螺杆前支梁21-6，外螺杆前后支梁的锁环21-7，外螺杆电磁铁支撑板21-8，外螺杆后支梁下曲杆21-1A，外螺杆后支梁上V槽块21-1B，外螺杆前支梁下曲杆21-6A，外螺杆前支梁上V槽块21-6B；

外螺杆后支梁下曲杆21-1A与外螺杆后支梁上V槽块21-1B焊接成外螺杆后支梁21-1，外螺杆前支梁下曲杆21-6A与外螺杆前支梁上V槽块21-6B焊接成外螺杆前支梁21-6。当做螺旋传动时，外第一瓣螺母7-1和外第二瓣螺母7-8组成的一个螺母与外螺杆后支梁上V槽块21-1B和外螺杆前支梁上V槽块21-6B组成转动副，外第一瓣螺母7-1和外第二瓣螺母7-8组成的一个螺母与外空心螺杆6-4组成螺旋副。外螺杆后支梁21-1通过外螺杆后支轴21-2与外砂轮螺杆支座左后支耳9-7组成转动副，通过外螺杆后销轴21-3将外螺杆后支轴21-2定位在外砂轮螺杆支座左后支耳9-7上。外螺杆前支梁21-6通过外螺杆前支轴21-4与外砂轮螺杆支座右前支耳9-10组成转动副，通过外螺杆前销轴21-5将外螺杆前支轴21-4定位在外砂轮螺杆支座右前支耳9-10上。当做螺旋传动时，外螺杆前后支梁的锁环21-7位于外螺杆后支梁21-1和外螺杆前支梁21-6的下部，其顶面与外螺杆前支轴21-4轴线的距离为H₆，通过重力与几何角度实现自锁。当外砂轮的螺杆传动组件要下放时，外螺杆前后支梁的锁环21-7被上抬H₇到达外螺杆后支梁21-1和外螺杆前支梁21-6的上部。

四、外砂轮向钢轨施加压力的气缸与传动机构以及支撑部件

外砂轮向钢轨施加压力的气缸与传动机构以及支撑部件包括外砂轮气缸组件23。

外砂轮气缸组件23；

如图4，图5，图60至图62所示，包括外活塞杆与下连杆的销轴23-1，外活塞杆与上连杆的销轴23-2，外活塞杆23-3，外端盖的连接销轴23-4，外第一管接头23-5，外活塞23-6，外活塞的外径密封圈23-7，外活塞与外活塞杆的密封圈23-8，外气缸筒体23-9，外底盖23-10，外缸底支耳23-11，外缸底连接销轴23-12，外缸底连接销轴的开口销23-13，外活塞杆的挡圈23-14，外端盖的外径密封圈23-15，外端盖23-16，外端盖的内径密封圈23-17，外第一连接软管23-18，外第二管接头23-19，外第三管接头23-20，外第二连接软管23-21，外第四管接头23-22；

外活塞23-6与外气缸筒体23-9组成移动副，通过外活塞的外径密封圈23-7实现密封。外活塞杆23-3安装在外活塞23-6的内孔里，通过外活塞与外活塞杆的密封圈23-8实现密封，通过外活塞杆的挡圈23-14定位。外活塞杆23-3安装在外端盖23-16的内孔里，通过外端盖的内径密封圈23-17实现密封。外端盖23-16安装在外气缸筒体23-9的外端，通过外端盖的外径密封圈23-15实现密封，通过四个外端盖的连接销轴23-4定位。外底盖23-10焊接在外气缸筒体23-9的内端。外缸底支耳23-11焊接在外底盖23-10的内侧，外底盖23-10上开透气孔K₁；以此构成外砂轮向钢轨施加压力的气缸组件。

如图4，图5，图60至图62所示，外缸底支耳23-11通过外缸底连接销轴23-12与外油缸上支座30-4B和外油缸下支座30-4C组成转动副，通过外缸底连接销轴的开口销23-13对外缸底连接销轴23-12定位。外活塞杆与上连杆的销轴23-2与外活塞杆23-3固定连接与外右上连杆11-9组成转动副。外活塞杆与下连杆的销轴23-1与外活塞杆23-3固定连接与外右侧下连杆11-10组成转动副。外气缸的长度变化转换为外右上连杆11-9与外右侧下连杆11-10关于外近端右支撑轴11-11的摆动；以此构成外气缸对应的支撑组件。

如图4，图5，图60至图62所示，外第一管接头23-5与外气缸筒体23-9连接，外第一连接软管23-18与外第一管接头23-5和外第二管接头23-19连接，外第二管接头23-19与内外砂轮第二支撑横梁10-3连接。外第三管接头23-20与内外砂轮第二支撑横梁10-3连接，外第四管接头23-22与内外砂轮第一支撑横梁10-1连接，外第二连接软管23-21与外第三管接头23-20和外第四管接头23-22连接。打气用气门嘴39与内外砂轮第一支撑横梁10-1通过螺纹连接，气压表38与内外砂轮第一支撑横梁10-1通过螺纹连接。第一支撑横梁内堵板10-13与第一支撑横梁外堵板10-15分别焊接在内外砂轮第一支撑横梁10-1的左右内孔里，第二支撑横梁内堵板10-14与第二支撑横梁外堵板10-16分别焊接在内外砂轮第二支撑横梁10-3的左右内孔里。内外砂轮第一支撑横梁及其两端的堵板与内外砂轮第二支撑横梁及其两端的堵板构成内外砂轮气缸的储气筒；以此构成外气缸与内气缸对应的储气结构和管路连接组件。

同理，内砂轮气缸组件37通过对应的接头和管路与内外砂轮第二支撑横梁10-3连接，所有与内外砂轮第一支撑横梁10-1和内外砂轮第二支撑横梁10-3连接的零件都通过密封胶密封。

五、接近开关得电与断电以及控制电器元件动作的部件；

如图63所示，三极刀开关QS将外部电源与本电路接通或断开，熔断器FU1、FU2与FU3为短路保护元件，减速电机的计数继电器KN1、外砂轮驱动的电机计数继电器KN2、内砂轮驱动的电机计数继电器KN3的输入端连接三相电源，输出端连接对应的电机。当QS合闸时，外砂轮与内砂轮旋转并对钢轨侧面打磨，减速电机带动外砂轮与内砂轮沿着钢轨轴向移动。当外砂轮与内砂轮从钢轨前端移动到后端时，后端接近开关SQ2发出一个脉冲信号给外砂轮向上位移驱动电磁铁YA1与内砂轮向上位移驱动电磁铁YA2，YA1驱动外砂轮上升P/12，YA2驱动内砂轮上升P/12。当外砂轮与内砂轮从钢轨后端移动到前端时，前端接近开关SQ1发出一个脉冲信号给YA1与YA2，YA1驱动外砂轮上升P/12，YA2驱动内砂轮上升P/12。当后端接近开关SQ2发出6H₁/P次信号时，外砂轮与内砂轮都上升了12H₁/P次，减速电机的计数继电器KN1与外砂轮驱动的电机计数继电器KN2和内砂轮驱动的电机计数继电器KN3的预置动作次数为6H₁/P，此时，三个计数继电器断电，三个电机断电，两个电磁铁断电，二极管整流电路断电，完成钢轨一个端头规定长度上内外侧面的同时打磨。二极管整流电路为前端接近开关SQ1、后端接近开关SQ2、外砂轮向上位移驱动电磁铁YA1与内砂轮向上位移驱动电磁铁YA2提供24V直流电。

该除锈装置在铺设工地使用时，由两个人从施工工地设备存放点抬到钢轨上安装使用，打磨结束后再抬回原处。除锈装置的每个砂轮具有四个自由度，外砂轮12-1的旋转打磨运动来自外砂轮驱动电机8-1的驱动，外砂轮12-1的步进上升打磨运动来自外电磁铁22-1的驱动，外砂轮12-1沿钢轨纵向的打磨运动来自减速电机1-1的驱动，外砂轮12-1沿钢轨横向自适应进给打磨运动来自外砂轮气缸组件23的驱动。内砂轮13-1的旋转打磨运动来自内砂轮驱动电机17-1的驱动，内砂轮13-1的步进上升打磨运动来自内电磁铁26-1的驱动，内砂轮13-1沿钢轨纵向的打磨运动来自减速电机1-1的驱动，内砂轮13-1沿钢轨横向自适应进给的打磨运动来自内砂轮气缸组件37的驱动。由于采用了气缸组件对砂轮向钢轨施加正压力，气缸容积的变化量与储气筒的容积之比16038/544078＝2.9％，所以砂轮对钢轨的打磨力几乎为常数。

气缸中气体的压力、储气筒的容积、砂轮磨削阻力与驱动功率的计算，如图4，图5，图60至图62，图72，图73所示，在xA₁₁y坐标系中，外右上连杆11-9上A₁₁C₁₁连线与y轴夹角β₁₁＝arcsin(L_11e/L_11a)，A₁₁C₁₂连线与y轴夹角β₁₂＝arcsin[(b₃-L_11e)/L_11a]，A₁₁C₁₁连线与A₁₁C₁₂连线夹角β₁₃＝β₁₁+β₁₂，B₁₁点与B₁₂点的坐标分别为x_B11＝-L_11bsinβ₁₁-L_11ccosβ₁₁，y_B11＝-L_11bcosβ₁₁+L_11csinβ₁₁，x_B12＝L_11bsinβ₁₂-L_11ccosβ₁₂，y_B12＝-L_11bcosβ₁₂-L_11csinβ₁₂，x_O23点的坐标为a₁₆-a₁₀/2-b₄/2，-a₁₅，拉力油缸上B₁₁点与x_O23点对应油缸的最大长度L_23a、B₁₂点与x_O23点对应油缸的最小长度L_23b与拉力油缸的长度变化量L_23c分别为

L_23c＝L_23a-L_23b，外右上连杆11-9上直线B₁₁A₁₁与x轴的夹角α₁₁＝arctan(y_B11/x_B11)，直线B₁₂A₁₁与x轴的夹角α₁₂＝arctan(y_B12/x_B12)，B₁₁O₂₃连线与x轴的夹角γ₁₁＝arctan[(y_O11-y_B11)/(x_O11-x_B11)]，B₁₂O₂₃连线与x轴的夹角γ₁₂＝arctan[(y_O11-y_B12)/(x_O11-x_B12)]，计算结果为L_23a＝116.875mm，L_23b＝99.801mm，α₁₁＝75.784°，α₁₂＝85.427°，β₁₁＝3.0276°，β₁₂＝6.5203°，γ₁₁＝-0.941°，γ₁₂＝0.925°。

主动链轮3-1与从动链轮3-6的分度圆直径均为d₁₁＝102.745mm，链传动的中心距a₅＝412.75mm，砂轮沿着钢轨侧面的纵向行程a₆＝a₅+d₁₁＝515.495mm，砂轮移动减速电机1-1的功率P_d1＝0.2kW，传动比i_L＝70，主动链轮3-1与从动链轮3-6的转速n_L＝20r/min，角速度ω_L＝2πn_L/60＝2.094rad/s，链条的线速度或砂轮沿着钢轨侧面纵向移动的速度V_L＝ω_Ld₁₁/2＝107.574mm/s＝6.454m/min，外砂轮的驱动轴3-1的单程移动时间t_SD＝2π/4/ω_L+a₅/V_L＝0.5π/2.094+412.75/107.574＝4.587s，打磨一个钢轨端头对应砂轮沿着钢轨侧面的往返次数为12H₁/P＝12×72/16＝54，打磨消耗的总时间为12H₁t_SD/P＝12×72×4.587/16＝247.7s＝4.128min；由于外砂轮12-1与内砂轮13-1的转向相同，链条20-1上的打磨阻力之和为零，砂轮移动减速电机1-1的打磨负载力矩为零,只有数值较小的摩擦力矩。

外砂轮驱动电机8-1的额定功率P_sc＝0.75kW，电机内部的传动比为3，输出转速n_sc＝933.3r/min，输出角速度ω_sc＝97.74rad/s，额定输出转矩T_sc＝9.55×10⁶P_sc/n_sc＝7674N·mm，砂轮的外圆直径d₁＝300mm，外砂轮的角速度ω₁₂＝ω_sc，砂轮的圆周速度V_WS＝ω₁₂d₁/(2×10³)＝97.74×300/(2×10³)＝14.66m/s＝879.6m/min，外砂轮的V带8-7为A型，可以传递的功率P_sd＝0.587kW，外砂轮的V带传动中心距为189.336mm，张紧力F_0q＝77.686N。

使用机械制造基础教材推荐的参数与计算公式，砂轮每次的磨削深度h_mx取为0.005mm，外砂轮磨削的纵向进给量S_mx＝a₆/(n_sc·t_SD)＝515.495mm/[933.3r/min×(4.587/60)min]＝7.224mm/r，外砂轮磨削钢轨的剥离量W_L＝1000V_L·h_mx·S_mx＝1000×6.454m/min×0.005mm×7.224mm/r＝233.1mm³/min，外砂轮每次向上进给的磨削宽度B_jc＝P/12＝1.333mm，每分钟每一毫米宽度上的磨削剥离量W_Lm＝W_L/B_jc＝233.1/1.333＝174.8mm³/min mm，外砂轮的磨削功率

C_N＝4.1，K＝1.0，P_Lmx＝4.1×174.8^0.71.3×1.0＝193.119W，磨削要求的正压力

C_P＝0.18，F_N12＝10×0.18×174.8^0.7×1.333×1.0＝89.1N，外砂轮的磨削阻力F_Wf＝(1/1.5～1/3)F_N12，取系数为1/2，F_Wf＝F_N12/2＝89.1/3＝29.7N，外砂轮的磨削阻力矩M_f12＝F_Wf·d₁/2＝29.7×300/2＝4455N mm，外砂轮的磨削功率P_W＝M_f12·ω₁₂/10⁶＝4455×97.74/10⁶＝0.435kW，P_W＜P_sd，P_W＜P_sc。

外砂轮气缸组件23对应B₁₁点时的拉力为F_23a，外右上连杆11-9与外右侧下连杆11-10关于A₁₁点的力矩平衡方程为F_23a·L_11b·sin(α₁₁-γ₁₁)＝F_N12·L_11a·cosβ₁₁，F_23a为

F_23a＝F_N12·L_11a·cosβ₁₁/[L_11bsin(α₁₁-γ₁₁)]

＝89.1×189.336cos3.0276°/[102sin(75.784°+0.941°)]＝169.694N，

外砂轮气缸组件23对应B₁₂点时的拉力为F_23b，外右上连杆11-9与外右侧下连杆11-10关于A₁₁点的力矩平衡方程为F_23b·L_11bsin(α₁₂-γ₁₂)＝F_N12·L_11acosβ₁₂，F_23b为

F_23b＝F_N12·L_11acosβ₁₂/[L_11bsin(α₁₂-γ₁₂)]

＝89.1×189.336cos6.5203°/[102sin(85.427°-0.925°)]＝165.080N

钢轨在打磨高度上对应的宽度变化量为b₃＝31.5mm，L_23c＝L_23a-L_23b＝116.875-99.801＝17.074mm，外砂轮气缸内容纳气体的最小长度L_23d＝33mm，F_23a对应外砂轮气缸的内压力为p₁，F_23b对应外砂轮气缸的内压力为p₂，力的平衡方程分别为

p₁与p₂分别为

当对应L_23d＝33mm时，p₁对应的气缸容积为V₂₃₁，V₂₃₁为

当对应L_23d+L_23c＝33+17.074mm时，p₂对应的气缸容积为V₂₃₂，V₂₃₂为

将内外砂轮第一支撑横梁10-1与内外砂轮第二支撑横梁10-3的无缝钢管作为一个储气筒，容积为V₂₃₃，等温过程的压力与容积的平衡方程为p₁(V₂₃₁+V₂₃₃)＝p₂(V₂₃₂+V₂₃₃)，外砂轮气缸的储气筒的容积V₂₃₃大小为

V₂₃₃＝(p₂V₂₃₂-p₁V₂₃₁)/(p₁-p₂)

＝(0.1757×47036-0.1806×30998)/(0.1806-0.1757)＝544078mm³

储气筒的内径d₁₂＝39mm，外砂轮气缸的储气筒长度为L_10c，由

得

同理，内砂轮气缸的储气筒的长度L_10d＝L_10c。无缝钢管作为内外砂轮第一支撑横梁10-1的长度为500mm，无缝钢管作为内外砂轮第二支撑横梁10-3的长度为500mm，外砂轮气缸的储气筒长度为L_10c＝455mm，内砂轮气缸的储气筒长度为L_10d＝455mm，钢管的结构尺寸足够。

Claims (8)

1.一种高铁钢轨对焊前的钢轨双侧面双砂轮同时除锈装置，其特征在于：

减速电机支撑组件（33）上安装有框架移动减速电机连接组件（1），框架移动减速电机连接组件（1）的动力输出端连接有减速电机驱动的带传动组件（2），减速电机驱动的带传动组件（2）的动力输出端连接有减速电机驱动的链轮组件（3）；所述减速电机驱动的链轮组件（3）上安装有驱动砂轮往返的链条组件（20）；链条驱动水平位移框架组件（30）两侧分别固定连接有支撑横梁左导向组件（31）、支撑横梁右导向组件（32），支撑横梁左导向组件（31）、支撑横梁右导向组件（32）滚动连接在钢轨(14)两侧；所述驱动砂轮往返的链条组件（20）与所述链条驱动水平位移框架组件（30）连接；

内外砂轮支撑组件（10）连接在所述支撑横梁左导向组件（31）与支撑横梁右导向组件（32）上，内外砂轮支撑组件（10）的两侧分别安装有外砂轮打磨组件、内砂轮打磨组件，外砂轮打磨组件、内砂轮打磨组件关于钢轨(14)纵向对称；

外砂轮打磨组件包括外砂轮螺杆支座组件（9），外砂轮螺杆支座组件（9）与内外砂轮支撑组件（10）之间通过外砂轮平行四边形支撑组件（11）连接；所述外砂轮螺杆支座组件（9）中上下滑动安装有外砂轮螺杆传动组件（6），外砂轮螺杆传动组件（6）的下端安装有用于打磨钢轨(14)的外砂轮组件（12）；所述外砂轮螺杆传动组件（6）还连接有固定在内外砂轮支撑组件（10）上的外砂轮驱动与带传动组件（8），外砂轮驱动与带传动组件（8）用于带动外砂轮螺杆传动组件（6）转动；

外砂轮打磨组件还包括连接在外砂轮螺杆支座组件（9）上的外螺杆前支撑立梁组件（21）；所述外螺杆前支撑立梁组件（21）上端连接有外砂轮螺杆轴向驱动组件（7）；所述外砂轮螺杆轴向驱动组件（7）与外砂轮螺杆传动组件（6）上端连接，外砂轮螺杆轴向驱动组件（7）用于带动外砂轮螺杆传动组件（6）轴向移动；所述外砂轮螺杆轴向驱动组件（7）连接有用于控制外砂轮螺杆轴向驱动组件（7）启停的双向旋转电磁铁驱动的外棘轮机构组件；

外砂轮打磨组件还包括外砂轮气缸组件（23），外砂轮气缸组件（23）两端分别铰接在外砂轮平行四边形支撑组件（11）与所述支撑横梁左导向组件（31）上。

2.根据权利要求1所述的一种高铁钢轨对焊前的钢轨双侧面双砂轮同时除锈装置，其特征在于：所述外砂轮螺杆传动组件（6）包括外驱动轴(6−1)，外驱动轴顶垫片(6−2)，外驱动轴第一环(6−3)，外空心螺杆(6−4)，外驱动轴顶螺钉(6−5)，外驱动轴顶垫圈(6−6)，外驱动轴第二环(6−7)，外驱动轴提升套(6−8)；

所述外驱动轴第一环(6−3)与外驱动轴第二环(6−7)均为五分之二环，套装在外空心螺杆(6−4)上端的环槽内；外空心螺杆(6−4)间隙配合套装在外驱动轴(6−1)上端；所述外驱动轴顶垫片(6−2)位于外驱动轴第一环(6−3)与外驱动轴第二环(6−7)顶面；外驱动轴顶螺钉(6−5)与外驱动轴顶垫圈(6−6)将外驱动轴提升套(6−8)、外驱动轴顶垫片(6−2)固定连接在外空心螺杆(6−4)上。

3.根据权利要求2所述的一种高铁钢轨对焊前的钢轨双侧面双砂轮同时除锈装置，其特征在于：所述外砂轮组件（12）包括外砂轮(12−1)、外砂轮上垫圈(12−2)、外砂轮下垫圈(12−3)和一对外砂轮连接螺钉(12−4)；

所述外砂轮(12−1)间隙配合套装在外驱动轴(6−1)下端；所述外砂轮上垫圈(12−2)套装在外驱动轴(6−1)下端，外砂轮上垫圈(12−2)位于外砂轮(12−1)上侧；所述外砂轮下垫圈(12−3)通过所述外砂轮连接螺钉(12−4)固定在外驱动轴(6−1)的底端；所述外砂轮上垫圈(12−2)、外砂轮下垫圈(12−3)压紧外砂轮(12−1)，外驱动轴(6−1)通过摩擦力矩将外驱动轴(6−1)的力矩传递给外砂轮(12−1)。

4.根据权利要求2所述的一种高铁钢轨对焊前的钢轨双侧面双砂轮同时除锈装置，其特征在于：所述双向旋转电磁铁驱动的外棘轮机构组件包括外砂轮上下位移电磁铁组件(22)、外砂轮电磁铁传动组件(24)；

所述外砂轮上下位移电磁铁组件(22)包括外电磁铁(22−1)、外电磁铁螺钉(22−2)、外电磁铁连接键(22−3)、外电磁铁右限位轴(22−4)、外电磁铁右限位轴套(22−5)、外电磁铁左限位轴(22−6)、外电磁铁左限位轴套(22−7)；

所述外砂轮电磁铁传动组件(24)包括外侧齿轮和内棘轮(24−1)、第一棘爪(24−2)、外摇杆(24−3)、第一销轴(24−4)、第二销轴(24−5)、第二棘爪(24−6)、外侧张开弹簧(24−7)、外限位块(24−8)、销轴的挡圈(24−9)；

所述外电磁铁(22−1)通过三个外电磁铁螺钉(22−2)与外螺杆前支撑立梁组件（21）中的外螺杆电磁铁支撑板(21−8)的固定；所述外电磁铁右限位轴(22−4)与外电磁铁左限位轴(22−6)通过轴孔关系分别固连在外螺杆电磁铁支撑板(21−8)上，外电磁铁右限位轴套(22−5)套装在外电磁铁右限位轴(22−4)上，外电磁铁左限位轴套(22−7)套装在外电磁铁左限位轴(22−6)上；所述外限位块(24−8)焊接在外侧齿轮和内棘轮(24−1)的下方，外限位块(24−8)中心孔与外电磁铁(22−1)的输出轴组成转动副；所述外摇杆(24−3)通过外电磁铁连接键(22−3)固连在外电磁铁(22−1)的输出轴上；所述第一销轴(24−4)与第一棘爪(24−2)组成转动副并通过销轴的挡圈(24−9)定位，第一销轴(24−4)固连在外摇杆(24−3)的内侧；所述第二销轴(24−5)与第二棘爪(24−6)组成转动副并通过销轴的挡圈(24−9)定位，第二销轴(24−5)固连在外摇杆(24−3)的外侧；外侧张开弹簧(24−7)套装在外电磁铁(22−1)的输出轴上并张开第一棘爪(24−2)和第二棘爪(24−6)，第一棘爪(24−2)和第二棘爪(24−6)同时与外侧齿轮和内棘轮(24−1)的内棘齿接触；

外电磁铁(22−1)驱动外侧齿轮和内棘轮(24−1)每次摆动60°，外限位块(24−8)与外电磁铁左限位轴套(22−7)和外电磁铁右限位轴套(22−5)的左右接触实现限位。

5.根据权利要求4所述的一种高铁钢轨对焊前的钢轨双侧面双砂轮同时除锈装置，其特征在于：所述外砂轮螺杆轴向驱动组件（7）包括外第一瓣螺母(7−1)、外第一瓣齿轮(7−2)、外螺母与齿轮第一销轴(7−3)、外第一销轴套(7−4)、外第二瓣齿轮(7−5)、外螺母与齿轮第二销轴(7−6)、外第二销轴套(7−7)、外第二瓣螺母(7−8)；

所述外第一瓣齿轮(7−2)与外第一瓣螺母(7−1)通过一对外螺母与齿轮第一销轴(7−3)连接成一个整体，并通过一对外第一销轴套(7−4)轴向定位；所述外第二瓣齿轮(7−5)与外第二瓣螺母(7−8)通过一对所述外螺母与齿轮第二销轴(7−6)连接成一个整体，并通过一对所述外第二销轴套(7−7)轴向定位；所述外第一瓣齿轮(7−2)和外第二瓣齿轮(7−5)由一个完整的偶数齿的齿轮切割而成，切割时沿齿根圆弧的对称中心线切割；所述外第一瓣螺母(7−1)和外第二瓣螺母(7−8)由一个完整的螺母切割而成；

初始安装时，

外第一瓣齿轮(7−2)和外第二瓣齿轮(7−5)的分割面与外第一瓣螺母(7−1)和外第二瓣螺母(7−8)的分割面位于同一个平面里，该平面与外螺杆前支撑立梁组件（21）中外螺杆后支梁(21−1)和外螺杆前支梁(21−6)对称垂直；

钢轨端头的打磨高度H ₁对应外第一瓣螺母(7−1)和外第二瓣螺母(7−8)转H ₁/P圈，外第一瓣螺母(7−1)和外第二瓣螺母(7−8)的终了状态与初始安装时相同；当将外砂轮螺杆传动组件（6）下放H ₁时，外第一瓣齿轮(7−2)和外第二瓣齿轮(7−5)与外空心螺杆(6−4)分开，外第一瓣螺母(7−1)和外第二瓣螺母(7−8)与外空心螺杆(6−4)同时分开；

外侧齿轮和内棘轮(24−1)驱动外第一瓣齿轮(7−2)与外第二瓣齿轮(7−5)组成的完整齿轮，传动比为2，该完整齿轮每次摆动30°，外砂轮螺杆传动组件（6）每次上升P/12，上升次数为12H ₁/P。

6.根据权利要求5所述的一种高铁钢轨对焊前的钢轨双侧面双砂轮同时除锈装置，其特征在于：所述外螺杆前支撑立梁组件（21）包括外螺杆后支梁(21−1)、外螺杆后支轴(21−2)、外螺杆后销轴(21−3)、外螺杆前支轴(21−4)、外螺杆前销轴(21−5)、外螺杆前支梁(21−6)、外螺杆前后支梁的锁环(21−7)、外螺杆电磁铁支撑板(21−8)；所述外螺杆后支梁(21−1)包括外螺杆后支梁下曲杆(21−1A)和焊接在外螺杆后支梁下曲杆(21−1A)上端的外螺杆后支梁上V槽块(21−1B)；所述外螺杆前支梁(21−6)包括外螺杆前支梁下曲杆(21−6A)和焊接在外螺杆前支梁下曲杆(21−6A)上端的外螺杆前支梁上V槽块(21−6B)；

当做螺旋传动时，外第一瓣螺母(7−1)和外第二瓣螺母(7−8)组成的一个螺母与外螺杆后支梁上V槽块(21−1B)和外螺杆前支梁上V槽块(21−6B)组成转动副，外第一瓣螺母(7−1)和外第二瓣螺母(7−8)组成的一个螺母与外空心螺杆(6−4)组成螺旋副；

所述外螺杆后支梁(21−1)通过外螺杆后支轴(21−2)与外砂轮螺杆支座组件（9）中的外砂轮螺杆支座左后支耳(9−7)、外砂轮螺杆支座右后支耳(9−8)组成转动副，并通过外螺杆后销轴(21−3)将外螺杆后支轴(21−2)定位在外砂轮螺杆支座左后支耳(9−7)、外砂轮螺杆支座右后支耳(9−8)上；所述外螺杆前支梁(21−6)通过外螺杆前支轴(21−4)与外砂轮螺杆支座组件（9）中的外砂轮螺杆支座左前支耳(9−9)、外砂轮螺杆支座右前支耳(9−10)组成转动副，并通过外螺杆前销轴(21−5)将外螺杆前支轴(21−4)定位在外砂轮螺杆支座左前支耳(9−9)、外砂轮螺杆支座右前支耳(9−10)上；

当做螺旋传动时，所述外螺杆前后支梁的锁环(21−7)位于外螺杆后支梁(21−1)和外螺杆前支梁(21−6)的下部，其顶面与外螺杆前支轴(21−4)轴线的距离为H ₆，通过重力与几何角度实现自锁；当外砂轮螺杆传动组件（6）要下放时，外螺杆前后支梁的锁环(21−7)被上抬H ₇到达外螺杆后支梁(21−1)和外螺杆前支梁(21−6)的上部，撑开外螺杆后支梁(21−1)和外螺杆前支梁(21−6)。

7.根据权利要求1所述的一种高铁钢轨对焊前的钢轨双侧面双砂轮同时除锈装置，其特征在于：所述外砂轮气缸组件（23）包括外活塞杆与下连杆的销轴(23−1)，外活塞杆与上连杆的销轴(23−2)，外活塞杆(23−3)，外端盖的连接销轴(23−4)，外第一管接头(23−5)，外活塞(23−6)，外活塞的外径密封圈(23−7)，外活塞与外活塞杆的密封圈(23−8)，外气缸筒体(23−9)，外底盖(23−10)，外缸底支耳(23−11)，外缸底连接销轴(23−12)，外缸底连接销轴的开口销(23−13)，外活塞杆的挡圈(23−14)，外端盖的外径密封圈(23−15)，外端盖(23−16)，外端盖的内径密封圈(23−17)，外第一连接软管(23−18)，外第二管接头(23−19)，外第三管接头(23−20)，外第二连接软管(23−21)，外第四管接头(23−22)；

所述外活塞(23−6)与外气缸筒体(23−9)组成移动副，通过外活塞的外径密封圈(23−7)实现密封；所述外活塞杆(23−3)一端安装在外活塞(23−6)的内孔里，通过外活塞与外活塞杆的密封圈(23−8)实现密封，通过外活塞杆的挡圈(23−14)定位；外活塞杆(23−3)另一端安装在外端盖(23−16)的内孔里，通过外端盖的内径密封圈(23−17)实现密封；所述外端盖(23−16)安装在外气缸筒体(23−9)的外端，通过外端盖的外径密封圈(23−15)实现密封，通过四个外端盖的连接销轴(23−4)定位；所述外底盖(23−10)焊接在外气缸筒体(23−9)的内端，外缸底支耳(23−11)焊接在外底盖(23−10)的内侧，外底盖(23−10)上开透气孔K ₁；

所述外缸底支耳(23−11)通过外缸底连接销轴(23−12)与链条驱动水平位移框架组件（30）上的外油缸上支座(30−4B)和外油缸下支座(30−4C)组成转动副，并通过外缸底连接销轴的开口销(23−13)对外缸底连接销轴(23−12)定位；所述外活塞杆与上连杆的销轴(23−2)与外活塞杆(23−3)固定连接，并与外砂轮平行四边形支撑组件（11）中的外右上连杆(11−9)组成转动副；所述外活塞杆与下连杆的销轴(23−1)与外活塞杆(23−3)固定连接，并与外砂轮平行四边形支撑组件（11）中的外右侧下连杆(11−10)组成转动副；

外砂轮气缸组件（23）的长度变化转换为外砂轮平行四边形支撑组件（11）的摆动。

8.根据权利要求7所述的一种高铁钢轨对焊前的钢轨双侧面双砂轮同时除锈装置，其特征在于：所述内外砂轮支撑组件（10）包括圆柱筒形的内外砂轮第一支撑横梁(10−1)、内外砂轮第二支撑横梁(10−3)；第一支撑横梁内堵板(10−13)与第一支撑横梁外堵板(10−15)分别焊接在所述内外砂轮第一支撑横梁(10−1)的左右内孔里；第二支撑横梁内堵板(10−14)与第二支撑横梁外堵板(10−16)分别焊接在所述内外砂轮第二支撑横梁(10−3)的左右内孔里；内外砂轮第一支撑横梁(10−1)、内外砂轮第二支撑横梁(10−3)和各堵板构成外砂轮气缸组件（23）的储气筒；

所述外砂轮气缸组件（23）中的外第一管接头(23−5)与外气缸筒体(23−9)连接，外第一连接软管(23−18)与外第一管接头(23−5)和外第二管接头(23−19)连接，外第二管接头(23−19)与内外砂轮第二支撑横梁(10−3)连接；所述外第三管接头(23−20)与内外砂轮第二支撑横梁(10−3)连接，外第四管接头(23−22)与内外砂轮第一支撑横梁(10−1)连接，外第二连接软管(23−21)与外第三管接头(23−20)和外第四管接头(23−22)连接；打气用气门嘴(39)与内外砂轮第一支撑横梁(10−1)通过螺纹连接，气压表(38)与内外砂轮第一支撑横梁(10−1)通过螺纹连接。

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