CN113769920A - 一种轨枕螺栓自动喷涂油装置和喷涂油方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨枕螺栓自动喷涂油装置和喷涂油方法，安装支架安装在捣固车的起拨道装置上；安装底板固定安装在安装支架上，安装支架开设有腔体，丝杠转动安装在腔体内，电机安装在安装支架的一端，且电机与丝杠连接；滑块设置在腔体内且与丝杠螺纹连接，限位件贴合设置在安装底板的一侧，且限位件与滑块连接；限位件具有向下的安装柱，第三接近开关和喷油嘴安装在安装柱上；油路风路系统与喷油嘴连接；控制系统与第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关和油路风路系统连接。本发明通过第三接近开关实现对轨枕螺栓的自动定位、控制系统控制喷油嘴对轨枕螺栓进行自动喷涂，达到对轨枕螺栓自动化喷涂的目的。

Description

一种轨枕螺栓自动喷涂油装置和喷涂油方法

技术领域

本发明涉及铁路线路维修工具技术领域，具体为一种轨枕螺栓自动喷涂油装置和喷涂油方法。

背景技术

在现有的铁路线路中，螺栓是轨枕与铁轨连接固定的关键零件，在保证行车安全上起到重要作用，但由于外界环境影响，螺栓极易发生腐蚀生锈，并导致螺栓断裂，最终引发铁路的安全事故；为此需定期对螺栓进行涂油养护，避免螺栓和螺母粘连在一起，从而延长螺栓的使用寿命。

而现有作业中，通常是采用人工涂油的方式来对轨枕螺栓进行养护，这种方式工作效率低，人力成本高，增大了养护成本；且利用列车运行间隔进行人工作业，存在人身安全风险。

公开号为CN104308789B的发明专利申请公开了一种轨枕螺栓涂油扳手，该申请通过冲击装置能够实现下端六方扳头的冲击旋转，手握闸把便可控制注油器进行注油，使用操作简单方便，单人即可操作完成。该申请虽然提高了人工的喷油效率，但仍需人力进行操作，不够安全和缺乏自动化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何设计一种高效安全的轨枕螺栓自动化涂油设备和喷涂油方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种轨枕螺栓自动喷涂油装置，包括安装支架、滑台组件、控制系统、油路风路系统；

所述安装支架安装在捣固车的起拨道装置上；所述安装支架的两端伸出起拨道装置；安装支架两端分别安装有所述滑台组件；

所述滑台组件包括安装底板、滑块、丝杠、限位件、第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关、喷油嘴、电机；

所述安装底板固定安装在所述安装支架上，所述安装支架开设有腔体，丝杠转动安装在所述腔体内，所述电机安装在所述安装支架的一端，且所述电机与所述丝杠连接；所述滑块设置在腔体内且与所述丝杠螺纹连接，所述限位件贴合设置在所述安装底板的一侧，且所述限位件与所述滑块连接；

所述第一接近开关和所述第二接近开关分别安装在所述安装底板设置所述限位件的侧面的两端；所述限位件具有向下的安装柱，所述第三接近开关和所述喷油嘴安装在所述安装柱上；

所述油路风路系统与所述喷油嘴连接；

所述控制系统与所述第一接近开关、所述第二接近开关、所述第三接近开关和所述油路风路系统连接。

优点：本发明通过第三接近开关实现对轨枕螺栓的自动定位、控制系统控制喷油嘴对轨枕螺栓进行自动喷涂，达到对轨枕螺栓自动化喷涂的目的。

优选地，安装支架设置有两个且两个安装支架水平设置。

优选地，所述控制系统包括电源、控制器和驱动器；

所述电源分别与所述控制器和所述驱动器连接，所述控制器与所述驱动器连接，所述驱动器与所述步进电机连接；所述控制器分别与所述第一接近开关、所述第二接近开关和所述第三接近开关连接。

优选地，所述电源为捣固车的电源。

优选地，所述油路风路系统包括油箱、减压阀和电磁阀；

所述油箱通过油管与所述喷油嘴连通；所述减压阀一端与风源连通，另一端通过气管与所述喷油嘴连接，所述电磁阀设置在所述减压阀和所述喷油嘴之间，所述电磁阀与所述控制器连接。

优选地，所述风源为捣固车上的风源。

优选地，所述油路风路系统包括过滤器，所述过滤器安装在所述减压阀与所述风源连接的一端。

优选地，所述丝杆为滚珠丝杆。

优选地，所述电机为步进电机。

一种轨枕螺栓自动喷涂油方法，包括如下步骤：

S1、当滑块从第一接近开关移动至第二接近开关

滑块的初始位置在第一接近开关处，当捣固车有下插捣固动作时，提供控制系统动作信号，控制系统控制电机启动，电机带动丝杠转动，丝杠转动带动滑块向着第二接近开关移动，从而带动喷油嘴和第三接近开关共同移动，在移动过程中，当第三接近开关感应到螺栓，第三接近开关将感应信号发送给控制器，控制器通过驱动器控制电机暂停，从而使得滑块暂停移动，同时控制器中的定时器导通，从而控制电磁阀导通，使得喷油嘴喷油，0.5S后定时器关断，电磁阀关断，喷油嘴结束喷油；随后控制系统控制电机继续转动，滑块继续向着第二接近开关移动，直到滑块运动到第二接近开关，第二接近开关的感应信号传递至控制器，控制器通过驱动器控制电机停止；

S2、当滑块从第二接近开关移动至第一接近开关

捣固车运动至下一根轨枕，并进行下插捣固动作时，提供控制系统动作信号，控制系统控制电机反转，滚珠丝杠的反转带动滑块向着第一接近开关移动，在移动过程中，当第三接近开关感应到螺栓，第三接近开关将感应信号发送给控制器，控制器通过驱动器控制电机暂停，从而使得滑块暂停移动，同时控制器中的定时器导通，从而控制电磁阀导通，使得喷油嘴喷油，0.5S后定时器关断，电磁阀关断，喷油嘴结束喷油；随后控制系统控制电机继续反转，滑块继续向着第一接近开关移动，直到滑块运动到第一接近开关，第一接近开关的感应信号传递至控制器，控制器通过驱动器控制电机停止。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)将本发明的涂油装置集成在捣固车上，实现在捣固车的捣固作业的同时进行涂油作业，将两个铁路养护周期相近的两个不同的养护项目集成在一起，减少作业工时投入。

(2)本发明通过第三接近开关实现对轨枕螺栓的自动定位、控制系统控制喷油嘴对轨枕螺栓进行自动喷涂，达到对轨枕螺栓自动化喷涂的目的。本装置完全替代人力、降低人身安全风险。

(3)本发明的轨枕螺栓自动喷涂油方法中，通过使用定时器对轨枕螺栓进行定时定量喷油，保证每根轨枕螺栓喷油量大致相同，同时还可通过调节定时器的时间使轨枕螺栓的喷油量达到最佳状态，避免喷油量过少而导致轨枕螺栓的生锈和喷油量过多而导致油液的浪费。

附图说明

图1为本发明的实施例的整体结构示意图；

图2为本发明的实施例的俯视图；

图3为本发明的实施例的控制系统的原理接线图；

图4为本发明的实施例的油路风路系统的工作原理图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参阅图1至图4，本实施例公开了一种轨枕螺栓自动喷涂油装置，包括安装支架1、滑台组件2、控制系统3、油路风路系统4；

安装支架1安装在捣固车的起拨道装置上；安装支架1设置有两个且两个安装支架1水平设置。

参阅图1和图2，滑台组件2包括安装底板21、滑块23、丝杠22、限位件24、第一接近开关26、第二接近开关27、第三接近开关28、喷油嘴29、电机25。

安装底板21的两端分别安装在两安装支架1上，安装支架1开设有腔体211，横置的丝杠22转动安装在腔体211内，滑块23设置在安装底板21的内部，且滑块23与丝杠22之间通过螺纹方式连接，电机25安装在安装底板21的一端，电机25与丝杆连接且驱动丝杠22转动。限位件24贴合设置在安装底板21的一侧，且限位件24与滑块23连接。

第一接近开关26和第二接近开关27分别安装在安装底板21设置限位件24的侧面的两端；限位件24具有向下的安装柱，第三接近开关28和喷油嘴29安装在安装柱上。

其中，为保证装置的效果，电机25选择步进电机，丝杠22选择滚珠丝杠。

捣固车捣固时，采用成对高频振动的捣镐在轨枕两侧同时插入道碴，在规定深度位置作相对夹持动作将道碴捣密，并使道碴产生流动、聚集并重组，起到稳定起拨道后轨道的位置、提高道床缓冲能力、消除某些线路病害(如空吊板等)等作用。因此捣固车在捣固作业时会在每个轨枕处停留一段时间。本装置通过安装支架1安装在捣固车的拨道装置上，首先通过拨道装置的前后移动对喷嘴的位置进行初步的定位，使得捣固车捣固作业停车间隙时，滑块23的移动行程内，第三接近开关28能始终感应到轨枕螺栓。

在本实施例的具体设计中，通过对现场的相邻轨枕螺栓的间距的最大值为760mm，最小值为525mm，因此理论上的滑块23的最小行程为235mm，为保证现场使用的实用性，选取丝杠22行程为300mm。

经查阅相关资料选取双线丝杠规格为1605，即丝杠22直径16mm，螺距5mm，导程10mm，1000/丝杠螺距＝整数，控制器32可以比较精准的控制距离，丝杠22螺距选取太大的话，控制精准度降低，同时会影响使用寿命。根据现场使用条件，选用全封闭，防尘滑台模组。

参阅图3，控制系统3包括电源31、控制器32和驱动器33。

电源31采用捣固车的24V电源，电源31分别与控制器32和驱动器33连接为控制器32和驱动器33供电，控制器32与驱动器33连接，驱动器33与电机25连接。控制器32与第一接近开关26、第二接近开关27、第三接近开关28连接并接收第一接近开关26、第二接近开关27、第三接近开关28的信号，当接收到第一接近开关26的信号时，控制器32发送信号给驱动器33控制电机25反转，当接收到第二接近开关27的信号时，控制器32发生信号给驱动器33控制电机25正转，当接收到第三接近开关28的信号时，控制器32发送信号给驱动器33暂停电机25。

在本实施例的具体设计过程中，电机25的选型：电机25转速越大，电机25输出力矩(力量)越小，实际一般有用力矩的转速在1800转/分以下，测算滑台移动速度，即转速小于60转/秒。根据捣固动作开始、完成至车辆移动时间间隔很短只有大约4秒时间，取最大有效行程200mm，极限2秒时间完成直线运动，丝杠22导程10mm,计算可知电机25转速10转/秒，即600转/分，小于1800转/分，在电机25有用力矩范围内。水平负载在5公斤以内。

电机25选为两相57步进电机，扭矩为2.8N.m,步距角1.8度，相数2相，额定电流4.2A，绝缘等级B级。

控制器32选型：细分越高，电机25就越精细(不是精密)，但也不是细分越高越好。细分是驱动器33通过算法得出，细分越高，驱动器33控制就越不稳定。一般建议细分不要超过16细分(3200)。根据控制器32的脉冲频率设定即可，选取的控制器32细分最高256细分。

控制器32、驱动器33根据需求选择专业厂家配套产品即可，控制器32脉冲频率要满足驱动要求，控制器32需要能够编程，实现该机构动作的编程控制换向、不定距运动、延时、输出控制电磁阀43等要求，驱动器33电流不小于4.5A，满足电机25工作电流要求即可。

参阅图4，油路风路系统4包括油箱41、减压阀42和电磁阀43。

油箱41通过油管与喷油嘴29连通，捣固车上的风源作为喷油气路系统的动力源，风源通过气管与减压阀42的一端连接，减压阀42的另一端通过气管与喷油嘴29连接，电磁阀43设置在减压阀42和喷油嘴29之间，电磁阀43与控制器32连接。

控制器32通过控制电磁阀43的通断用以控制气路的通断，具体的，控制器32内置的定时器接收到第三接近开关28的信号时导通，当定时器导通时，油路风路系统4中的电磁阀43导通，此时风源到喷油嘴29之间的气路导通，喷油嘴29处形成负压使油液喷出；定时器经过0.5S后关断，从而使得电磁阀43关断，喷油嘴29结束喷油。因此使用定时器对轨枕螺栓进行定时定量喷油，保证每根轨枕螺栓喷油量大致相同，同时还可通过调节定时器使轨枕螺栓的喷油量达到最佳状态，避免喷油量过少导致轨枕螺栓生锈和喷油量过多导致油液的浪费。

同时通过设置减压阀42用于对气路中的气压进行调节，从而使喷油嘴29达到更好的喷雾状态。

本自动喷涂油装置的喷涂油方法如下：

(1)滑块23从第一接近开关26移动至第二接近开关27

滑块23的初始位置在第一接近开关26处，当捣固车有下插捣固动作时，提供控制系统3动作信号，控制系统3控制电机25启动，电机25带动丝杠22转动，丝杠22转动带动滑块23向着第二接近开关27移动，从而带动喷油嘴29和第三接近开关28共同移动，在移动过程中，当第三接近开关28感应到螺栓，第三接近开关28将感应信号发送给控制器32，控制器32通过驱动器33控制电机25暂停，从而使得滑块23暂停移动，同时控制器32中的定时器导通，从而控制电磁阀43导通，使得喷油嘴29喷油，0.5S后定时器关断，电磁阀43关断，喷油嘴29结束喷油。随后控制系统3控制电机25继续转动，滑块23继续向着第二接近开关27移动，直到滑块23运动到第二接近开关27，第二接近开关27的感应信号传递至控制器32，控制器32通过驱动器33控制电机25停止。

(2)滑块23从第二接近开关27移动至第一接近开关26

当捣固车运动至下一根轨枕，并进行下插捣固动作时，提供控制系统3动作信号，控制系统3控制电机25反转，滚珠丝杠22的反转带动滑块23向着第一接近开关26移动，在移动过程中，当第三接近开关28感应到螺栓，第三接近开关28将感应信号发送给控制器32，控制器32通过驱动器33控制电机25暂停，从而使得滑块23暂停移动，同时控制器32中的定时器导通，从而控制电磁阀43导通，使得喷油嘴29喷油，0.5S后定时器关断，电磁阀43关断，喷油嘴29结束喷油。随后控制系统3控制电机25继续反转，滑块23继续向着第一接近开关26移动，直到滑块23运动到第一接近开关26，第一接近开关26的感应信号传递至控制器32，控制器32通过驱动器33控制电机25停止。

动作(1)和动作(2)组为一个动作循环，通过动作(1)和动作(2)的交替动作，使得本装置在捣固车的工作过程中完成轨枕螺栓的自动喷油操作。

为保证装置的使用安全，不影响捣固车自身的正常工作，在本装置的电路、气路和油路均采取了安全措施：电路中串联了保险装置，保证当本装置的电路在工作中发生异常时可以自行断电；进入喷油系统的气路在管路中连接有塞门，随时可以关闭；油路管路中接有阀门，随时可以关闭停止供油。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种轨枕螺栓自动喷涂油装置，其特征在于：包括安装支架(1)、滑台组件(2)、控制系统(3)、油路风路系统(4)；

所述安装支架(1)安装在捣固车的起拨道装置上；所述安装支架(1)的两端伸出起拨道装置；安装支架(1)两端分别安装有所述滑台组件(2)；

所述滑台组件(2)包括安装底板(21)、滑块(23)、丝杠(22)、限位件(24)、第一接近开关(26)、第二接近开关(27)、第三接近开关(28)、喷油嘴(29)、电机(25)；

所述安装底板(21)固定安装在所述安装支架(1)上，所述安装支架(1)开设有腔体，丝杠转动安装在所述腔体内，所述电机(25)安装在所述安装支架(1)的一端，且所述电机(25)与所述丝杠连接；所述滑块(23)设置在腔体内且与所述丝杠螺纹连接，所述限位件(24)贴合设置在所述安装底板(21)的一侧，且所述限位件(24)与所述滑块(23)连接；

所述第一接近开关(26)和所述第二接近开关(27)分别安装在所述安装底板(21)设置所述限位件(24)的侧面的两端；所述限位件(24)具有向下的安装柱，所述第三接近开关(28)和所述喷油嘴(29)安装在所述安装柱上；

所述油路风路系统(4)与所述喷油嘴(29)连接；

所述控制系统(3)与所述第一接近开关(26)、所述第二接近开关(27)、所述第三接近开关(28)和所述油路风路系统(4)连接。

2.根据权利要求1所述的轨枕螺栓自动喷涂油装置，其特征在于：安装支架(1)设置有两个且两个安装支架(1)水平设置。

3.根据权利要求1所述的轨枕螺栓自动喷涂油装置，其特征在于：所述控制系统(3)包括电源(31)、控制器(32)和驱动器(33)；

所述电源(31)分别与所述控制器(32)和所述驱动器(33)连接，所述控制器(32)与所述驱动器(33)连接，所述驱动器(33)与所述步进电机(25)连接；所述控制器(32)分别与所述第一接近开关(26)、所述第二接近开关(27)和所述第三接近开关(28)连接。

4.根据权利要求3所述的轨枕螺栓自动喷涂油装置，其特征在于：所述电源(31)为捣固车的电源。

5.根据权利要求1所述的轨枕螺栓自动喷涂油装置，其特征在于：所述油路风路系统(4)包括油箱(41)、减压阀(42)和电磁阀(43)；

所述油箱(41)通过油管与所述喷油嘴(29)连通；所述减压阀(42)一端与风源连通，另一端通过气管与所述喷油嘴(29)连接，所述电磁阀(43)设置在所述减压阀(42)和所述喷油嘴(29)之间，所述电磁阀(43)与所述控制器(32)连接。

6.根据权利要求5所述的轨枕螺栓自动喷涂油装置，其特征在于：所述风源为捣固车上的风源。

7.根据权利要求5所述的轨枕螺栓自动喷涂油装置，其特征在于：所述油路风路系统(4)包括过滤器，所述过滤器安装在所述减压阀(42)与所述风源连接的一端。

8.根据权利要求1所述的轨枕螺栓自动喷涂油装置，其特征在于：所述丝杠(22)为滚珠丝杠。

9.根据权利要求1所述的轨枕螺栓自动喷涂油装置，其特征在于：所述电机(25)为步进电机。

10.一种采用如权利要求1-9所述的轨枕螺栓自动喷涂油装置的喷涂油方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、当滑块(23)从第一接近开关(26)移动至第二接近开关(27)

滑块(23)的初始位置在第一接近开关(26)处，当捣固车有下插捣固动作时，提供控制系统(3)动作信号，控制系统(3)控制电机(25)启动，电机(25)带动丝杠(22)转动，丝杠(22)转动带动滑块(23)向着第二接近开关(27)移动，从而带动喷油嘴(29)和第三接近开关(28)共同移动，在移动过程中，当第三接近开关(28)感应到螺栓，第三接近开关(28)将感应信号发送给控制器(32)，控制器(32)通过驱动器(33)控制电机(25)暂停，从而使得滑块(23)暂停移动，同时控制器(32)中的定时器导通，从而控制电磁阀(43)导通，使得喷油嘴(29)喷油，0.5S后定时器关断，电磁阀(43)关断，喷油嘴(29)结束喷油；随后控制系统(3)控制电机(25)继续转动，滑块(23)继续向着第二接近开关(27)移动，直到滑块(23)运动到第二接近开关(27)，第二接近开关(27)的感应信号传递至控制器(32)，控制器(32)通过驱动器(33)控制电机(25)停止；

S2、当滑块(23)从第二接近开关(27)移动至第一接近开关(26)

当捣固车运动至下一根轨枕，并进行下插捣固动作时，提供控制系统(3)动作信号，控制系统(3)控制电机(25)反转，滚珠丝杠(22)的反转带动滑块(23)向着第一接近开关(26)移动，在移动过程中，当第三接近开关(28)感应到螺栓，第三接近开关(28)将感应信号发送给控制器(32)，控制器(32)通过驱动器(33)控制电机(25)暂停，从而使得滑块(23)暂停移动，同时控制器(32)中的定时器导通，从而控制电磁阀(43)导通，使得喷油嘴(29)喷油，0.5S后定时器关断，电磁阀(43)关断，喷油嘴(29)结束喷油；随后控制系统(3)控制电机(25)继续反转，滑块(23)继续向着第一接近开关(26)移动，直到滑块(23)运动到第一接近开关(26)，第一接近开关(26)的感应信号传递至控制器(32)，控制器(32)通过驱动器(33)控制电机(25)停止。

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