CN113481769A - 一种智能钢轨廓形研磨设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能钢轨廓形研磨设备，包括用于打磨待打磨钢轨的打磨单元，还包括用于带动所述打磨单元绕待打磨钢轨运动的角度调整模块，所述角度调整模块安装于一固定支架上，所述角度调整模块包括角度调整总模块和角度调整从模块，所述角度调整主模块包括动力装置、A齿轮以及B齿轮，所述角度调整从模块包括C齿轮和D齿轮，所述C齿轮为内齿轮，所述D齿轮为外齿轮。本发明的目的在于提供一种智能钢轨廓形研磨设备，采用角度调整模块巧妙得利用齿数比2:1的A齿轮和B齿轮组合配合齿数比2：1的C齿轮和D齿轮实现180°全方位打磨角度调整。

Description

一种智能钢轨廓形研磨设备

技术领域

本发明涉及钢轨打磨维护技术领域，尤其是指一种智能钢轨廓形研磨设备。

背景技术

如今，我国高铁飞速发展，通车日益频繁，这无疑对高速无缝线路轨道质量提出了更高的要求，钢轨作为列车运行的重要载体，提高线路钢轨的平顺性，消除钢轨表面的伤损病害具有重要意义。

焊接接头作为无缝线路轨道的薄弱环节，其平直度直接影响整条线路的平顺性以及钢轨表面质量。因此，必须对钢轨焊接接头外形进行仿形研磨作业。此外，列车在轨道上运行时，车轮与钢轨之间的摩擦导致钢轨表面材料产生塑形变形。列车沿轨道纵向行驶，对轨头产生挤压使之产生纵向变形，同时，列车在运行过程中，同时会发生左右横移，导致轨头表面产生横向变形。随着时间延长，轨头表面就会出现波磨(波浪形磨耗)、鱼鳞纹等病害，严重时甚至会导致剥落、掉块。需要通过钢轨研磨来消除病害，改善轮轨关系。

因此根据打磨效率、焊接头作业要求等设计一款能够180°全方位打磨磨损钢轨的智能钢轨廓形研磨设备，并能够配合焊缝焊接等设备维护作业，从而确保有害钢轨段高效更换的钢轨打磨设备是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种智能钢轨廓形研磨设备，采用角度调整模块巧妙得利用齿数比2：1的A齿轮和B齿轮组合配合齿数比2：1的C齿轮和D齿轮实现180°全方位打磨角度调整。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种智能钢轨廓形研磨设备，包括用于打磨待打磨钢轨的打磨单元，其特征在于：还包括用于带动所述打磨单元绕待打磨钢轨运动的角度调整模块，所述角度调整模块安装于一固定支架上，所述角度调整模块包括：

角度调整主模块，所述角度调整主模块包括动力装置、A齿轮以及B齿轮，所述动力装置安装在所述固定支架上，所述A齿轮和所述B齿轮均为外齿轮，所述A齿轮传动连接在所述动力装置的转动输出轴上，所述B齿轮啮合传动连接所述A齿轮，所述B齿轮和所述打磨单元连接，带动所述打磨单元做曲线运动；

角度调整从模块，所述角度调整从模块包括C齿轮和D齿轮，所述C齿轮为内齿轮，所述D齿轮为外齿轮，所述C齿轮固定在所述固定支架上，所述D齿轮啮合传动连接所述C齿轮；

其中，所述A齿轮与所述B齿轮的齿数比大于1，所述C齿轮跟所述D齿轮的齿数比大于1，所述A齿轮与所述C齿轮的齿数比为1，所述B齿轮与所述D齿轮的齿数比为1，所述B齿轮与所述D齿轮同轴设置且二者通过传动轴传动连接，所述A齿轮与所述C齿轮同轴设置，所述B齿轮啮合传动连接所述A齿轮并进行自转和围绕所述A齿轮的中心轴线公转，所述D齿轮啮合传动连接所述C齿轮并进行自转和围绕所述C齿轮的中心轴线公转，所述打磨单元安装在所述B齿轮上以围绕所述A齿轮与所述C齿轮的中心轴线转动。

在本发明的一个实施例中，所述A齿轮与所述B齿轮的齿数比为2：1，所述C齿轮跟所述D齿轮的齿数比为2：1。

在本发明的一个实施例中，所述齿轮C还固定连接一钢轨限位组件上，所述钢轨限位组件导向连接在待打磨钢轨上。

在本发明的一个实施例中，所述打磨单元包括：

砂轮，所述砂轮安装于砂轮主轴上；

主轴驱动设备，所述主轴驱动设备安装于主轴电机支架上带动所述砂轮主轴转动；

进给驱动设备，所述进给驱动设备安装于主轴箱体上并带动所述主轴电机支架沿待打磨钢轨的长度方向的垂直方向靠近或远离待打磨钢轨；

往复驱动设备，所述往复驱动设备安装于往复支架上并带动所述主轴箱体沿待打磨钢轨的长度方向往复运动；

其中，所述主轴电机支架固定在主轴箱体上，所述主轴箱体沿待打磨钢轨的纵向可移动的连接在所述往复支架上，所述往复支架可旋转的安装于所述B齿轮的齿轮孔。

在本发明的一个实施例中，所述往复支架包括沿待打磨钢轨的纵向延伸的两根导柱，所述导柱的两端分别安装有一个导轮座，所述导轮座下方安装有用于辅助靠向待打磨钢轨的导轮，所述角度调整从模块的数量为两个，包括第一角度调整从模块和第二角度调整从模块，其中一个所述导轮座连接于所述B齿轮转轴，所述B齿轮转轴通过阶梯轴连接所述第一角度调整从模块的D齿轮，另外一个所述导轮座可旋转的连接于第二角度调整从模块的D齿轮，所述第一角度调整从模块和所述第二角度调整从模块均连接一个所述钢轨限位组件，所述钢轨限位组件包括钢轨限位轮，所述钢轨限位轮卡靠在待打磨钢轨上。

在本发明的一个实施例中，所述主轴驱动设备、所述进给驱动设备和所述往复驱动设备均为电机，所述主轴驱动设备通过第一皮带传动组件带动所述砂轮主轴旋转，所述所述进给驱动设备通过进给丝杆组件带动所述主轴电机支架沿所述砂轮主轴轴向进给运动，所述往复驱动设备通过第二皮带传动组件带动所述主轴箱体沿待打磨钢轨纵向往复运动。

在本发明的一个实施例中，所述进给驱动设备和所述主轴驱动设备设置在所述主轴箱体的外部，所述进给丝杆组件和所述砂轮主轴通过主轴进给连接件连接设于所述往复支架的内部，所述砂轮处于所述主轴箱体的外部。

在本发明的一个实施例中，所述固定支架包括用于安装控制柜的承载座和用于支撑设备的跨轨杆，所述跨轨杆一端安装有便于移动设备的外走行轮，所述控制柜内安装有提供动力的动力模块。

在本发明的一个实施例中，所述动力模块为锂电池。

在本发明的一个实施例中，所述固定支架上还安装有起总控作用的电控模块。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1)本发明所述的一种智能钢轨廓形研磨设备，采用角度调整模块巧妙得利用齿数比2：1的A齿轮和B齿轮组合配合齿数比2：1的C齿轮和D齿轮实现180°全方位打磨角度调整。

2)本发明所述的一种智能钢轨廓形研磨设备，打磨进给模块实现了主轴旋转与进给的一体化，使得整体更加紧凑，打磨动作的模块化功能整合，也使得打磨作业更加柔顺便捷而有序。

3)本发明所述的一种智能钢轨廓形研磨设备，动力模块采用绿色能源锂电池，对环境友好，绿色环保。

4)本发明所述的一种智能钢轨廓形研磨设备，采用电控模块与传统的手工作业相比，自动化程度更高，使得钢轨精磨得以更好实现。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明公开的智能钢轨廓形研磨设备的正面的结构示意图；

图2是本发明公开的智能钢轨廓形研磨设备的背面的结构示意图；

图3是本发明公开的智能钢轨廓形研磨设备主轴驱动部分外部的结构示意图；

图4是本发明公开的智能钢轨廓形研磨设备主轴驱动部分内部的结构示意图；

图5是本发明公开的智能钢轨廓形研磨设备往复驱动部分的结构示意图；

图6是本发明公开的智能钢轨廓形研磨设备固定支架部分的结构示意图；

图7是本发明公开的智能钢轨廓形研磨设备角度调整主模块的结构示意图；

图8是本发明公开的智能钢轨廓形研磨设备角度调整从模块的结构示意图；

说明书附图标记说明：1、打磨单元；2、角度调整模块；21、角度调整主模块；211、动力装置；212、A齿轮；213、B齿轮；22、角度调整从模块；2201、第一角度调整从模块；2202、第二角度调整从模块；221、C齿轮；222、D齿轮；3、固定支架；4、钢轨限位组件；5、砂轮；6、砂轮主轴；7、主轴驱动设备；8、主轴电机支架；9、进给驱动设备；91、进给丝杆组件；10、主轴箱体；11、往复驱动设备；12、往复支架；13、导柱；14、导轮座；141、导轮；15、阶梯轴；16、固定夹紧组件；71、第一皮带传动组件；111、第二皮带传动组件；17、控制柜；31、承载座；32、跨轨杆；33、外走行轮；34、电控模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1所示，本发明为一种智能钢轨廓形研磨设备，包括用于打磨待打磨钢轨的打磨单元1，还包括用于带动上述打磨单元1绕待打磨钢轨运动的角度调整模块2，上述角度调整模块2安装于一固定支架3上，上述角度调整模块2包括：

角度调整主模块21，上述角度调整主模块21包括动力装置211、A齿轮212以及B齿轮，上述动力装置211安装在上述固定支架3上，上述A齿轮212和上述B齿轮213均为外齿轮，上述A齿轮212传动连接在上述动力装置211的转动输出轴上，上述B齿轮213啮合传动连接上述A齿轮212，上述B齿轮213和上述打磨单元1连接，带动上述打磨单元1做曲线运动；

角度调整从模块22，上述角度调整从模块22包括C齿轮221和D齿轮222，上述C齿轮221为内齿轮，上述D齿轮222为外齿轮，上述C齿轮221固定在上述固定支架3上，上述D齿轮222啮合传动连接上述C齿轮221；

其中，上述A齿轮212与上述B齿轮213的齿数比大于1，上述C齿轮221跟上述D齿轮222的齿数比大于1，上述A齿轮212与上述C齿轮221的齿数比为1，上述B齿轮213与上述D齿轮222的齿数比为1，上述B齿轮213与上述D齿轮222同轴设置且二者通过传动轴(图中未示出)传动连接，上述A齿轮212与上述C齿轮221同轴设置，上述B齿轮213啮合传动连接上述A齿轮212并进行自转和围绕上述A齿轮212的中心轴线公转，上述D齿轮222啮合传动连接上述C齿轮221并进行自转和围绕上述C齿轮221的中心轴线公转，上述打磨单元1安装在上述B齿轮213上以围绕上述A齿轮212与上述C齿轮221的中心轴线转动。

上文中，动力装置包括减速电机跟谐波减速器；

本实施例中优选的实施方式，上述A齿轮212与上述B齿轮213的齿数比为2：1，上述C齿轮221跟上述D齿轮222的齿数比为2：1。

本实施例中优选的实施方式，上述齿轮C还固定连接一钢轨限位组件4上，上述钢轨限位组件4导向连接在待打磨钢轨上，上述述钢轨限位组件包括钢轨限位轮，所述钢轨限位轮卡靠在待打磨钢轨上。

本实施例中优选的实施方式，上述打磨单元1包括：

砂轮5，上述砂轮5安装于砂轮主轴6上，上述砂轮外部设置有砂轮护罩；

主轴驱动设备7，上述主轴驱动设备7安装于主轴电机支架8上带动上述砂轮主轴6转动；

进给驱动设备9，上述进给驱动设备9安装于主轴箱体10上并带动上述主轴电机支架8沿待打磨钢轨的长度方向的垂直方向靠近或远离待打磨钢轨；

往复驱动设备11，上述往复驱动设备11安装于往复支架12上并带动上述主轴箱体10沿待打磨钢轨的长度方向往复运动；

其中，上述主轴电机支架8固定在主轴箱体10上，上述主轴箱体10沿待打磨钢轨的纵向可移动的连接在上述往复支架12上，上述往复支架12可旋转的安装于上述B齿轮213的齿轮孔。

本实施例中优选的实施方式，上述往复支架12包括沿待打磨钢轨的纵向延伸的两根导柱13，上述导柱13的两端分别安装有一个导轮座14，上述导轮座14下方安装有用于辅助靠向待打磨钢轨的导轮141，上述角度调整从模块22的数量为两个，包括第一角度调整从模块2201和第二角度调整从模块2202，其中一个上述导轮座14连接于上述B齿轮213转轴，上述B齿轮213转轴通过阶梯轴15连接上述第一角度调整从模块2201的D齿轮222，另外一个上述导轮座14可旋转的连接于第二角度调整从模块2202的D齿轮222，导柱两端通过导柱紧固件固定在导轮座上，上述角度调整从模块上还设置有添加润滑油的油嘴。

主轴箱体具有上板、下板、第一侧面和第二侧面，上板与下板上下相对布置，第一侧面与第二侧面相对布置，主轴箱体通过第一直线轴承、第二直线轴承、第三直线轴承和第四直线轴承滑动连接在导柱上，第一直线轴承和第二直线轴承安装在第一侧面的两端上，第三直线轴承和第四直线轴承安装在第二侧面的相应位置，直线轴承用于方便打磨单元做纵向往复运动；

其中一根上述导柱穿过第一直线轴承和第二直线轴承，另一根导向柱穿过第三直线轴承和第四直线轴承，导柱用于起到打磨单元的支撑和导向的作用。

第二角度调整从模块2202连接有一个固定夹紧组件16，上述第二角度调整从模块2202通过上述固定夹紧组件16夹紧在待打磨钢轨上。

本实施例中优选的实施方式，上述主轴驱动设备7、上述进给驱动设备9和上述往复驱动设备11均为电机，上述主轴驱动设备7通过第一皮带传动组件71带动上述砂轮主轴6旋转，上述上述进给驱动设备9通过进给丝杆组件91带动上述主轴电机支架8沿上述砂轮主轴6轴向进给运动，上述往复驱动设备11通过第二皮带传动组件111带动上述主轴箱体10沿待打磨钢轨纵向往复运动，上述第一皮带组件外部还设置有起保护作用的皮带罩，上述进给丝杆组件包括进给丝杆跟丝杆连接片，上述砂轮主轴通过丝杆连接片跟上述丝杆连接。

第一皮带传动组件包括第一同步带轮、第二同步带轮和第一同步带，第一同步带轮与主轴驱动设备转动轴连接，第二同步带轮与砂轮主轴一端连接，第二同步带组件用于带动砂轮转动；

本实施例中优选的实施方式，上述进给驱动设备9和上述主轴驱动设备7设置在上述主轴箱体10的外部，上述进给丝杆组件91和上述砂轮主轴6通过主轴进给连接件连接设于上述往复支架12的内部，上述砂轮5处于上述主轴箱体10的外部。

本实施例中优选的实施方式，上述固定支架3包括用于安装控制柜17的承载座31和用于支撑设备的跨轨杆32，上述跨轨杆32一端安装有便于移动设备的外走行轮33，上述控制柜17内安装有提供动力的动力模块，跨轨杆连接钢轨的一端设置有让研磨设备平稳的放置在钢轨上的限位爪，上述外走行轮外部还套设有起保护作用的走行轮固定铜套。

本实施例中优选的实施方式，上述动力模块为锂电池。

本实施例中优选的实施方式，上述固定支架3上还安装有起总控作用的电控模块34，电控模块包括一个便于人工操作的控制显示板。

电控模块34为实现整个设备正常运转而发出各个模块的动作指令，实现最终的打磨，电控模块34控制动力装置转动，带动A齿轮旋转，A齿轮的旋转传动B齿轮自转，B齿轮自转带动D齿轮自转的同时在C齿轮内公转，反过来带动B齿轮自转的同时围绕A齿轮公转，B齿轮的公转和自转带动打磨单元1绕待打磨钢轨运动。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种智能钢轨廓形研磨设备，包括用于打磨待打磨钢轨的打磨单元，其特征在于：还包括用于带动所述打磨单元绕待打磨钢轨运动的角度调整模块，所述角度调整模块安装于一固定支架上，所述角度调整模块包括：

角度调整主模块，所述角度调整主模块包括动力装置、A齿轮以及B齿轮，所述动力装置安装在所述固定支架上，所述A齿轮和所述B齿轮均为外齿轮，所述A齿轮传动连接在所述动力装置的转动输出轴上，所述B齿轮啮合传动连接所述A齿轮，所述B齿轮和所述打磨单元连接，带动所述打磨单元做曲线运动；

角度调整从模块，所述角度调整从模块包括C齿轮和D齿轮，所述C齿轮为内齿轮，所述D齿轮为外齿轮，所述C齿轮固定在所述固定支架上，所述D齿轮啮合传动连接所述C齿轮；

其中，所述A齿轮与所述B齿轮的齿数比大于1，所述C齿轮跟所述D齿轮的齿数比大于1，所述A齿轮与所述C齿轮的齿数比为1，所述B齿轮与所述D齿轮的齿数比为1，所述B齿轮与所述D齿轮同轴设置且二者通过传动轴传动连接，所述A齿轮与所述C齿轮同轴设置，所述B齿轮啮合传动连接所述A齿轮并进行自转和围绕所述A齿轮的中心轴线公转，所述D齿轮啮合传动连接所述C齿轮并进行自转和围绕所述C齿轮的中心轴线公转，所述打磨单元安装在所述B齿轮上以围绕所述A齿轮与所述C齿轮的中心轴线转动。

2.根据权利要求1所述的智能钢轨廓形研磨设备，其特征在于：所述A齿轮与所述B齿轮的齿数比为2：1，所述C齿轮跟所述D齿轮的齿数比为2：1。

3.根据权利要求1所述的智能钢轨廓形研磨设备，其特征在于：所述齿轮C还固定连接一钢轨限位组件上，所述钢轨限位组件导向连接在待打磨钢轨上。

4.根据权利要求1所述的智能钢轨廓形研磨设备，其特征在于：所述打磨单元包括：

砂轮，所述砂轮安装于砂轮主轴上；

主轴驱动设备，所述主轴驱动设备安装于主轴电机支架上带动所述砂轮主轴转动；

进给驱动设备，所述进给驱动设备安装于主轴箱体上并带动所述主轴电机支架沿待打磨钢轨的长度方向的垂直方向靠近或远离待打磨钢轨；

往复驱动设备，所述往复驱动设备安装于往复支架上并带动所述主轴箱体沿待打磨钢轨的长度方向往复运动；

其中，所述主轴电机支架固定在主轴箱体上，所述主轴箱体沿待打磨钢轨的纵向可移动的连接在所述往复支架上，所述往复支架可旋转的安装于所述B齿轮的齿轮孔。

5.根据权利要求4所述的智能钢轨廓形研磨设备，其特征在于：所述往复支架包括沿待打磨钢轨的纵向延伸的两根导柱，所述导柱的两端分别安装有一个导轮座，所述导轮座下方安装有用于辅助靠向待打磨钢轨的导轮，所述角度调整从模块的数量为两个，包括第一角度调整从模块和第二角度调整从模块，其中一个所述导轮座连接于所述B齿轮转轴，所述B齿轮转轴通过阶梯轴连接所述第一角度调整从模块的D齿轮，另外一个所述导轮座可旋转的连接于第二角度调整从模块的D齿轮。

6.根据权利要求4所述的智能钢轨廓形研磨设备，其特征在于：所述主轴驱动设备、所述进给驱动设备和所述往复驱动设备均为电机，所述主轴驱动设备通过第一皮带传动组件带动所述砂轮主轴旋转，所述所述进给驱动设备通过进给丝杆组件带动所述主轴电机支架沿所述砂轮主轴轴向进给运动，所述往复驱动设备通过第二皮带传动组件带动所述主轴箱体沿待打磨钢轨纵向往复运动。

7.根据权利要求6所述的智能钢轨廓形研磨设备，其特征在于：所述进给驱动设备和所述主轴驱动设备设置在所述主轴箱体的外部，所述进给丝杆组件和所述砂轮主轴通过主轴进给连接件连接设于所述往复支架的内部，所述砂轮处于所述主轴箱体的外部。

8.根据权利要求1所述的智能钢轨廓形研磨设备，其特征在于：所述固定支架包括用于安装控制柜的承载座和用于支撑设备的跨轨杆，所述跨轨杆一端安装有便于移动设备的外走行轮，所述控制柜内安装有提供动力的动力模块。

9.根据权利要求8所述的智能钢轨廓形研磨设备，其特征在于：所述动力模块为锂电池。

10.根据权利要求8所述的智能钢轨廓形研磨设备，其特征在于：所述固定支架上还安装有起总控作用的电控模块。

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