CN114808571B - 一种铁路扣轨加固设备 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的铁路扣轨加固设备，包括基板、调节组件和多个拧紧单元，基板与铁轨枕木保持固定，调节组件位于基板上方，拧紧单元上端连接于调节组件，下端连接于扣件螺钉；调节组件用于驱动拧紧单元旋转并拧紧扣件螺钉，且调节组件施加于多个拧紧单元的力矩与该处扣件螺钉所受的拧紧阻力呈正相关。在同时拧紧多个扣件螺钉时，若其中某个扣件螺钉所受拧紧阻力较大，会自动调节该处拧紧单元的拧紧力矩，使得该处的拧紧力矩增大，由此继续拧入该处的扣件螺钉，直至扣件螺钉的旋入深度达到预设值，由此能够避免螺钉拧入深度不足而产生的安全隐患。同时，其能够同时拧紧多个扣件螺钉，避免了单独拧紧扣件螺钉时对其他扣件螺钉造成影响。

Description

一种铁路扣轨加固设备

技术领域

本发明涉及铁路轨道附件技术领域，特别是涉及一种铁路扣轨加固设备。

背景技术

随着城市规划和高速铁路网的建设，保证火车在铁轨上行驶的安全和顺畅成为一项新的课题。在铁路轨道系统中，需要对铁轨进行固定，一般采用钢轨扣件进行固定，钢轨扣件一般包括扣板和螺钉，扣板搭接在钢轨后，将螺钉穿过扣板并选入枕木上的螺纹孔内，拧紧螺钉以压紧扣板，扣板将钢轨压紧在枕木上，由此完成钢轨的固定。

而在一定时间的工作中，固定铁轨的装置可能会松动，此时需要进行加固。而一个固定装置上可能同时有多个螺钉，此时一个一个加固浪费时间，且在加固时将一个螺钉拧到底可能会影响其他位置的加固，影响加固的效率。

发明内容

申请人在使用过程中发现，对于扣件螺钉而言，理想状态下，扣件螺钉受到的拧紧阻力与扣件螺钉的旋入深度呈严格正相关关系，但在实际操作过程中，由于各种环境因素的影响，导致多个扣件螺钉在旋入相同深度后，受到的拧紧阻力往往是不一致的。若此时使用相同的拧紧力矩同时拧紧多个扣件螺钉，则会导致拧紧阻力较小的扣件螺钉旋入深度较深，而拧紧阻力较大的扣件螺钉旋入深度较浅，甚至无法旋入的情况产生，这会导致部分螺钉旋入深度达不到预设标准，造成安全隐患。

另外，若使用可加力的扣件螺钉拧入设备，对单个扣件螺钉逐个拧紧，对于同一段铁轨而言，当其中一个扣件螺钉加力拧入时，其会使得铁轨发生微小形变，由此影响到相邻的扣件和扣件螺钉，使得其拧紧力减小。

基于此，有必要针对目前的铁路扣轨加固作业时所存在的效率低下、多个螺钉单独拧紧会影响其余螺钉的紧固效果的问题，提供一种铁路扣轨加固设备。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种铁路扣轨加固设备，其包括基板、调节组件和多个拧紧单元，所述基板与铁轨枕木保持固定，所述调节组件位于所述基板上方，所述拧紧单元上端连接于所述调节组件，下端连接于扣件螺钉；所述调节组件用于驱动所述拧紧单元旋转并拧紧所述扣件螺钉，且所述调节组件施加于多个所述拧紧单元的力矩与该处所述扣件螺钉所受的拧紧阻力呈正相关。

在其中一个实施例中，所述调节组件包括与所述拧紧单元数量相同的调节单元，所述调节单元包括第一传动轮、第二传动轮、第三传动轮和第四传动轮，多个所述调节单元中的所述第一传动轮同步转动，所述第一传动轮和所述第二传动轮配合传动，所述第一传动轮和所述第二传动轮之间的传动比和所述拧紧单元受到的拧紧阻力呈正相关，所述第二传动轮和所述第三传动轮同步转动，所述第三传动轮和所述第四传动轮配合传动，所述第四传动轮和所述拧紧单元同步转动。

在其中一个实施例中，所述第一传动轮和所述第二传动轮轴线互相垂直，所述第一传动轮和所述第二传动轮之间的传动比与所述第二传动轮和所述第一传动轮轴线之间的距离呈正相关，所述第二传动轮和所述第一传动轮轴线之间的距离与所述拧紧单元受到的拧紧阻力呈正相关。

在其中一个实施例中，所述第一传动轮和所述第二传动轮之间为盘形轮摩擦传动或锥形轮摩擦传动。

在其中一个实施例中，所述第二传动轮和所述第三传动轮同轴设置且可沿轴向发生相对滑动。

在其中一个实施例中，所述第二传动轮和所述第三传动轮之间的轴向距离由第一液压腔进行控制，所述拧紧单元受到的拧紧阻力与所述第一液压腔内的流体体积呈正相关。

在其中一个实施例中，所述拧紧单元包括传动轴套、固定心轴、第一套筒、第二套筒和第三套筒，所述传动轴套套设于所述固定心轴上且与所述第四传动轮同步转动，所述传动轴套外周壁面上设置有第一螺纹槽，所述固定心轴外周壁面上设置有第二螺纹槽，所述第一套筒套设于所述传动轴套上且可相对于所述传动轴套轴向滑动，所述第一套筒螺纹配合于所述第一螺纹槽；所述第二套筒与所述第一套筒嵌套配合且周向止转，所述第二套筒和所述第一套筒总是具有互相远离的趋势；所述第三套筒与所述第二套筒同步转动且可发生轴向滑动，所述第二套筒螺纹配合于所述第二螺纹槽；所述第三套筒底端设置有与所述扣件螺钉连接的配合件。

在其中一个实施例中，所述第一套筒和所述第二套筒内形成有第二液压腔，所述第二液压腔内的流体体积与所述拧紧单元受到的拧紧阻力呈负相关，所述第一传动轮和所述第二传动轮之间的传动比与所述第二液压腔内的流体体积呈负相关。

在其中一个实施例中，所述拧紧单元和所述基板之间设置有复位弹性件，所述复位弹性件总是使得所述拧紧单元具有靠近所述基板的趋势；所述传动轴套外周壁面上还沿轴向设置有第一复位槽，所述第一复位槽同时连接于所述第一螺纹槽的起端和末端，所述第一螺纹槽和所述第二螺纹槽螺距相等，所述第二螺纹槽的行程大于所述第一螺纹槽。

在其中一个实施例中，所述配合件为内六角结构或外六角结构。

本发明的有益效果是：

本发明所提供的铁路扣轨加固设备，包括基板、调节组件和多个拧紧单元，基板与铁轨枕木保持固定，调节组件位于基板上方，拧紧单元上端连接于调节组件，下端连接于扣件螺钉；调节组件用于驱动拧紧单元旋转并拧紧扣件螺钉，且调节组件施加于多个拧紧单元的力矩与该处扣件螺钉所受的拧紧阻力呈正相关。在同时拧紧多个扣件螺钉时，若其中某个扣件螺钉所受拧紧阻力较大，会自动调节该处拧紧单元的拧紧力矩，使得该处的拧紧力矩增大，由此继续拧入该处的扣件螺钉，直至扣件螺钉的旋入深度达到预设值，由此能够避免螺钉拧入深度不足而产生的安全隐患。同时，其能够同时拧紧多个扣件螺钉，避免了单独拧紧扣件螺钉时对其他扣件螺钉造成影响。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的铁路扣轨加固设备的结构示意图；

图2为图1当中铁路扣轨加固设备的局部放大图；

图3为图1当中铁路扣轨加固设备的剖视图；

图4为图3当中铁路扣轨加固设备的局部放大图；

图5为图1当中铁路扣轨加固设备另一处的局部放大图；

图6为本发明一实施例提供的铁路扣轨加固设备中传动轴套和固定心轴的结构示意图。

其中：

100、基板；200、调节单元；201、第一传动轮；202、第二传动轮；203、第三传动轮；204、第四传动轮；210、第一液压腔；220、主驱动轮；221、副驱动轮； 300、拧紧单元；301、第一套筒；302、第二套筒；303、第三套筒；304、配合件；305、第二液压腔；306、弹簧；309、固定心轴；310、传动轴套；311、第一螺纹槽；312、第二螺纹槽；313、第一复位槽； 900、扣件螺钉。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本发明所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1至图6所示，本发明实施例提供了一种铁路扣轨加固设备，其包括基板100、调节组件和多个拧紧单元300。其中，基板100作为其余零件的安装基础，其在使用时与铁轨枕木保持相对固定。本市实力中，调节组件位于基板100上方，拧紧单元300上端连接于调节组件，下端连接于扣件螺钉900，调节组件和拧紧单元300分布于基板100两侧的形式，有利于结构的小型化和便于操作，调节组件和拧紧单元300也可以分布于基板100的同侧。

调节组件用于驱动拧紧单元300旋转并拧紧扣件螺钉900，调节组件的动力源可以是驱动电机等机械动力源，也可以是操作人员手动驱动。调节组件在同一时间内至少驱动两个拧紧单元300，调节组件施加于多个拧紧单元300的力矩总是相同或是具有相同的趋势。

申请人在使用过程中发现，对于扣件螺钉900而言，理想状态下，扣件螺钉900受到的拧紧阻力与扣件螺钉900的旋入深度呈严格正相关关系，但在实际操作过程中，由于各种环境因素的影响，导致多个扣件螺钉900在旋入相同深度后，受到的拧紧阻力往往是不一致的。若此时使用相同的拧紧力矩同时拧紧多个扣件螺钉900，则会导致拧紧阻力较小的扣件螺钉900旋入深度较深，而拧紧阻力较大的扣件螺钉900旋入深度较浅，甚至无法旋入的情况产生，这会导致部分螺钉旋入深度达不到预设标准，造成安全隐患。

另外，若使用可加力的扣件螺钉900拧入设备，对单个扣件螺钉900逐个拧紧，对于同一段铁轨而言，当其中一个扣件螺钉900加力拧入时，其会使得铁轨发生微小形变，由此影响到相邻的扣件和扣件螺钉900，使得其拧紧力减小。

而本发明所提供的铁路扣轨加固设备，在同时拧紧多个扣件螺钉900时，若其中某个扣件螺钉900所受拧紧阻力较大，会自动调节该处拧紧单元300的拧紧力矩，使得该处的拧紧力矩增大，由此继续拧入该处的扣件螺钉900，直至扣件螺钉900的旋入深度达到预设值，由此能够避免扣件螺钉900拧入深度不足而产生的安全隐患。同时，其能够同时拧紧多个扣件螺钉900，避免了单独拧紧扣件螺钉900时对其他扣件螺钉900造成影响。

在其中一个实施例中，调节组件包括与拧紧单元300数量相同的调节单元200，多个调节单元200由同一动力源同步驱动。任一调节单元200均包括依次传动的第一传动轮201、第二传动轮202、第三传动轮203和第四传动轮204，多个调节单元200中的第一传动轮201同步转动，第一传动轮201和第二传动轮202配合传动，第二传动轮202和第三传动轮203同步转动，第三传动轮203和第四传动轮204配合传动，第四传动轮204和拧紧单元300同步转动。其中，第一传动轮201和第二传动轮202之间的传动比和拧紧单元300受到的拧紧阻力呈正相关。

具体的，第一传动轮201和第二传动轮202之间的传动比调节可以是通过改变两个传动轮之间的位置关系实现。例如，第一传动轮201和第二传动轮202可以时两个盘状摩擦轮，第一传动轮201和第二传动轮202的轴线互相垂直，第二传动轮202的周向壁面和第一传动轮201的端面之间摩擦传动，且第一传动轮201不发生移动，第二传动轮202可以沿着自身轴向移动，当第二传动轮202移动至更加靠近第一传动轮201轴线时，第一传动轮201端面上与第二传动轮202摩擦接触的点和第一传动轮201轴线之间的距离逐渐减小，即此时第一传动轮201和第二传动轮202的传动比减小，在输入功率一致的前提下，传动比减小，使得作用于第二传动轮202上的力矩增大，且传递至拧紧单元300上的力矩也随之增大。同理，第一传动轮201和第二传动轮202也可以是两个轴线互相垂直的锥形摩擦论，亦或是其他具有无级变速或有级变速的调速机构，只要其能够实现改变第一传动轮201和第二传动轮202之间的传动比大小即可。

进一步的，第二传动轮202和第三传动轮203同轴设置且可沿轴向发生相对滑动，第三传动轮203的轴向位置保持相对固定，第二传动轮202和第三传动轮203之间设置有第一液压腔210，第二传动轮202和第三传动轮203之间的轴向距离由第一液压腔210进行控制，拧紧单元300受到的拧紧阻力与第一液压腔210内的流体体积呈正相关。当拧紧单元300收到的拧紧阻力增大时，流向第一液压腔210内的流体体积增加，由此驱动第二传动轮202沿远离第三传动轮203的方向移动。

在其中一个实施例中，拧紧单元300包括固定心轴309、传动轴套310以及套设于传动轴套310上的第一套筒301、第二套筒302、第三套筒303，传动轴套310可转动地套设于固定心轴309上且与第四传动轮204同步转动，即由第四传动轮204驱动传动轴套310转动。传动轴套310外周壁面上设置有第一螺纹槽311，固定心轴309外周壁面上设置有第二螺纹槽312，第一套筒301套设于传动轴套310上且可相对于传动轴套310轴向滑动，第一套筒301螺纹配合于第一螺纹槽311，且第一套筒301不会转动。第二套筒302与第一套筒301嵌套配合且周向止转，第二套筒302和第一套筒301总是具有互相远离的趋势，例如，第一套筒301和第二套筒302内设置有弹簧306，该弹簧306总是使得第一套筒301和第二套筒302具有回到弹簧306初始状态位置的趋势；第三套筒303与第二套筒302同步转动且可发生轴向滑动，第二套筒302螺纹配合于第二螺纹槽312；第三套筒303底端设置有与扣件螺钉900连接的配合件304。

具体的，第四传动轮204驱动传动轴套310转动，传动轴套310转动通过第一螺纹槽311带动第一套筒301向下移动，第一套筒301向下移动带动第二套筒302向下移动，在第二螺纹槽312的驱动下，第二套筒302发生转动，且由于第三套筒303和第二套筒302同步转动，第三套筒303也随之转动，并通过第三套筒303底部的配合件304拧紧螺钉。由于第三套筒303可相对于第二套筒302发生轴向移动，配合件304可通过磁吸、卡接等连接方式始终连接于螺钉。

特别的，第一套筒301和第二套筒302之间设置有单向棘齿，使得第一套筒301和第二套筒302只能够互相靠近而无法相对远离。

进一步的，对于设置有第一液压腔210的调节组件，第一套筒301和第二套筒302内形成有与第一液压腔210连通的第二液压腔305，第二液压腔305内的流体体积与拧紧单元300受到的拧紧阻力呈负相关，第一传动轮201和第二传动轮202之间的传动比与第二液压腔305内的流体体积呈负相关。当扣件螺钉900受到较大的拧紧阻力后，拧紧单元300无法按现有力矩拧紧螺栓，此时第三套筒303无法转动也无法轴向移动，第二套筒302也无法轴向向下移动，而第一套筒301仍在轴向向下移动，此时导致第二液压腔305的体积减小并将流体排入第一液压腔210内，使得第一液压腔210体积增大，由此减小第一传动轮201和第二传动轮202之间的传动比，使得最终作用于扣件螺钉900上的拧紧力矩增大，以此继续拧入扣件螺钉900。

在其中一个实施例中，拧紧单元300和基板100之间设置有复位弹性件，复位弹性件总是使得拧紧单元300具有靠近基板100的趋势；传动轴套310外周壁面上还沿轴向设置有第一复位槽313，第一复位槽313同时连接于第一螺纹槽311的起端和末端；第一套筒301和第二套筒302上均设置有配合凸起，第一套筒301上的配合凸起卡入第一螺纹槽311内；第二套筒302上的配合凸起第二螺纹槽312内，且第二套筒302上的配合凸起具有单向伸缩功能，在配合凸起相对于第二螺纹槽312向上移动时，能够从第二螺纹槽312内脱出，在配合凸起相对于第二螺纹槽312向下移动时，不能从第二螺纹槽312内脱出。例如，第二套筒302上的配合凸起的上表面为斜面，下表面为与第二螺纹槽312槽壁拟合的平面，当配合凸起相对于第二螺纹槽312向上移动时，斜面受第二螺纹槽312顶推使得配合凸起缩回，即使得配合凸起收缩；当配合凸起相对于第二螺纹槽312向下移动时，由于配合凸起下表面与第二螺纹槽312壁面拟合，其二者为正常的螺旋传动。此外，第一螺纹槽311和第二螺纹槽312的螺距相同，但第二螺纹槽312的行程要大于第一螺纹槽311的行程。

由于拧紧扣件螺钉900所需的拧紧力往往较大，因此第二螺纹槽312上螺纹的螺距应当较大，在需要拧紧扣件螺钉900圈数较多时，会使得传动轴套310的距离过长。当第一套筒301上的配合凸起走完一圈螺纹后，处于第一复位槽313和第一螺纹槽311的下端交汇处，此时复位弹性件整个向上拉动拧紧单元300，配合凸起由第一复位槽313的底端移动至顶端，并进入第一螺纹槽311的起端。同时，第二套筒302上的配合凸起收到向上拖拽的力，相对于第二螺纹槽312向上移动，配合凸起收缩并从第二螺纹槽312中退出，在轴向方向上移动相同距离后，再次落入第二螺纹槽312中。重复上述过程，即可通过较少的螺纹圈数使得扣件螺钉900拧紧多圈。

需要说明的是，由于第一套筒301和第二套筒302会互相靠近，使得第一套筒301上的配合凸起与第二套筒302上的配合凸起之间的相对距离缩短，第一套筒301上的配合凸起运动路径不会发生变化，在第一套筒301上的配合凸起移动至第一螺纹槽311的末端时，第二套筒302上的配合凸起还没有移动至第二螺纹槽312的末端。通过将第二螺纹槽312行程设置的较长，即第二螺纹槽312的圈数大于一圈，此时第二套筒302上的配合凸起即使没有移动至第二螺纹槽312的末端，并从第二螺纹槽312中脱出后，也可在向上移动后再次落入第二螺纹槽312中。

在其中一个实施例中，调节组件还包括主驱动轮220，主驱动轮220驱动多个第一传动轮201同步转动。

在其中一个实施例中，调节组件还包括副驱动轮221，主驱动轮220和副驱动轮221的转向相反，主驱动轮220和副驱动轮221能够同时驱动第一传动轮201沿同一方向进行转动，由此能够减小或消除仅由主驱动轮220驱动时造成整个装置产生相对于地面的转矩。

在其中一个实施例中，配合件304为内六角结构或外六角结构，也可以是其他能够与扣件螺钉900适配的结构。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，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，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种铁路扣轨加固设备，其特征在于，包括基板、调节组件和多个拧紧单元，所述基板与铁轨枕木保持固定，所述调节组件位于所述基板上方，所述拧紧单元上端连接于所述调节组件，下端连接于扣件螺钉；所述调节组件用于驱动所述拧紧单元旋转并拧紧所述扣件螺钉，且所述调节组件施加于所述拧紧单元的力矩与该所述拧紧单元连接的所述扣件螺钉所受的拧紧阻力呈正相关；

所述调节组件包括与所述拧紧单元数量相同的调节单元，所述调节单元包括第一传动轮、第二传动轮、第三传动轮和第四传动轮，多个所述调节单元中的所述第一传动轮同步转动，所述第一传动轮和所述第二传动轮配合传动，所述第一传动轮和所述第二传动轮之间的传动比和所述拧紧单元受到的拧紧阻力呈正相关，所述第二传动轮和所述第三传动轮同步转动，所述第三传动轮和所述第四传动轮配合传动，所述第四传动轮和所述拧紧单元同步转动；

所述第一传动轮和所述第二传动轮轴线互相垂直，所述第一传动轮和所述第二传动轮之间的传动比与所述第二传动轮和所述第一传动轮轴线之间的距离呈正相关，所述第二传动轮和所述第一传动轮轴线之间的距离与所述拧紧单元受到的拧紧阻力呈正相关。

2.根据权利要求1所述的铁路扣轨加固设备，其特征在于，所述第一传动轮和所述第二传动轮之间为盘形轮摩擦传动或锥形轮摩擦传动。

3.根据权利要求1所述的铁路扣轨加固设备，其特征在于，所述第二传动轮和所述第三传动轮同轴设置且可沿轴向发生相对滑动。

4.根据权利要求3所述的铁路扣轨加固设备，其特征在于，所述第二传动轮和所述第三传动轮之间设置有第一液压腔，所述第二传动轮和所述第三传动轮之间的轴向距离由所述第一液压腔进行控制，所述拧紧单元受到的拧紧阻力与所述第一液压腔内的流体体积呈正相关。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的铁路扣轨加固设备，其特征在于，所述拧紧单元包括传动轴套、固定心轴、第一套筒、第二套筒和第三套筒，所述传动轴套套设于所述固定心轴上且与所述第四传动轮同步转动，所述传动轴套外周壁面上设置有第一螺纹槽，所述固定心轴外周壁面上设置有第二螺纹槽，所述第一套筒套设于所述传动轴套上且可相对于所述传动轴套轴向滑动，所述第一套筒螺纹配合于所述第一螺纹槽；所述第二套筒与所述第一套筒嵌套配合且周向止转，所述第二套筒和所述第一套筒总是具有互相远离的趋势；所述第三套筒与所述第二套筒同步转动且可发生轴向滑动，所述第二套筒螺纹配合于所述第二螺纹槽；所述第三套筒底端设置有与所述扣件螺钉连接的配合件。

6.根据权利要求5所述的铁路扣轨加固设备，其特征在于，所述第一套筒和所述第二套筒内形成有第二液压腔，所述第二液压腔内的流体体积与所述拧紧单元受到的拧紧阻力呈负相关，所述第一传动轮和所述第二传动轮之间的传动比与所述第二液压腔内的流体体积呈负相关。

7.根据权利要求5所述的铁路扣轨加固设备，其特征在于，所述拧紧单元和所述基板之间设置有复位弹性件，所述复位弹性件总是使得所述拧紧单元具有靠近所述基板的趋势；所述传动轴套外周壁面上还沿轴向设置有第一复位槽，所述第一复位槽同时连接于所述第一螺纹槽的起端和末端，所述第一螺纹槽和所述第二螺纹槽螺距相等，所述第二螺纹槽的行程大于所述第一螺纹槽。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的铁路扣轨加固设备，其特征在于，所述调节组件还包括主驱动轮，所述主驱动轮驱动多个所述第一传动轮同步转动。

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