CN115075065A - 可升降式螺旋钻铁路清砟机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及可升降式螺旋钻铁路清砟机。包括行走装置、升降装置、旋转限位装置、水平移动装置、清砟装置；行走装置用于沿着钢轨纵向移动；水平移动装置安装在行走装置上，用于带动升降装置、旋转限位装置以及清砟装置横向移动；升降装置安装在水平移动装置上，用于带动旋转限位装置以及清砟装置升降；旋转限位装置安装在升降装置上，用于旋转清砟装置到预设的角度；清砟装置包括相互垂直的螺旋钻头一和螺旋钻头二，螺旋钻头一和螺旋钻头二上分别分布有若干的耙齿，螺旋钻头一用于清理轨枕间的道砟，螺旋钻头二用于清理轨枕下的道砟。本发明适用于空间狭窄的作业环境且能够清理铁路正线和各种道岔轨枕间和轨枕下方的石砟。
Description
技术领域
本发明属于铁路清理技术领域，具体涉及一种可升降式螺旋钻铁路清砟机。
背景技术
道床是铺设在路基面上的道砟(石砟)垫层，其主要作用是支撑轨枕，保持轨枕位置，且把轨枕上的压力均匀的传给路基，并排除雨水，使轨道具有足够的弹性，缓和机车车辆对铁轨的冲击作用。
因风吹、水冲带入道床的泥土，或道砟破碎的粉末时常填满道床空隙，使得道床形成不透水层，排水不畅，最终导致道床板结，弹性下降，减震效果变差，从而影响行车安全。因此，铁路工人需定期更换轨道下方的道砟。
目前我国铁路清筛工作主要有两种方式。一种利用大型铁路清筛机配合铁路工人进行清筛作业。另一种是人工清筛。大型铁路清筛机虽清砟效率高，机动性强，但造价昂贵，普及率低。人工清砟作业目前的难题是利用现有设备(铁锹、锄头)很难清理轨枕下石砟，尤其在西北地区，由于铁路轨枕下石砟板结严重，清砟作业劳动强度高，耗费人力多。
中国专利公告号为CN201785685U公开了一种全断面挖掘清筛机。可以清理正线和道岔轨枕下石砟。清理道岔下石砟时时需要加宽底梁，且复合道岔轨枕下石砟不能清理。中国专利公告号为CN108930204A公开了一种铁路道砟清筛机。在清理道岔下石砟虽不用加宽底梁，同样不能清理复合道岔轨枕下石砟，人工操作不方便。
综上所述，现有的铁路清砟机适用范围小。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可升降式螺旋钻铁路清砟机，它适用于空间狭窄的作业环境且能够清理铁路正线和各种道岔轨枕间和轨枕下方的石砟。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种可升降式螺旋钻铁路清砟机，包括行走装置、升降装置、旋转限位装置、水平移动装置、清砟装置；
所述行走装置用于沿着钢轨纵向移动；所述水平移动装置安装在所述行走装置上，用于带动所述升降装置、所述旋转限位装置以及所述清砟装置横向移动；所述升降装置安装在所述水平移动装置上，用于带动所述旋转限位装置以及所述清砟装置升降；所述旋转限位装置安装在所述升降装置上，用于旋转所述清砟装置到预设的角度；
所述清砟装置包括相互垂直的螺旋钻头一和螺旋钻头二，所述螺旋钻头一和所述螺旋钻头二上分别分布有若干的耙齿，所述螺旋钻头一用于清理轨枕间的道砟，所述螺旋钻头二用于清理轨枕下的道砟。
优选地，所述清砟装置包括电机、主轴、换向器，所述换向器内设置有两个相互啮合的锥齿轮，所述主轴转动驱动两个锥齿轮转动，两个所述锥齿轮分别带动所述螺旋钻头一和所述螺旋钻头二转动。
优选地，所述耙齿沿着螺旋线延伸。
优选地，所述升降装置包括蜗轮蜗杆升降机、升降平台、双向换向器、三向换向器、三相异步电机，所述三相异步电机通过所述三向换向器、所述双向换向器驱动所述蜗轮蜗杆升降机进而驱动所述升降平台升降。
优选地，所述升降平台包括升降板，所述蜗轮蜗杆升降机包括升降机、丝杆螺母、丝杆，所述升降机包括蜗轮蜗杆，所述三相异步电机驱动所述蜗杆，所述涡轮驱动所述丝杆转动，进而驱动与所述丝杆螺母连接的所述升降板升降。
优选地，所述升降装置包括升降板，所述升降板上设置有安装孔；所述旋转限位装置包括笼式固定支撑架、笼式旋转限位座、限位机构，所述笼式固定支撑架固定于所述升降板，所述笼式旋转限位座可转动安装于所述笼式固定支撑架，以带动所述清砟装置旋转；所述笼式旋转限位座沿着周向分布有至少两个限位槽，所述限位机构对所述限位槽进行定位。
优选地，所述笼式固定支撑架包括主体以及位于所述主体顶端的翻边，所述主体穿过所述安装孔伸至所述升降板的下方，所述翻边被所述安装孔限位在所述升降板的顶面。
优选地，所述翻边的顶面设置有若干凸起，所述笼式旋转限位座包括上环体，所述上环体挂接在所述凸起的表面。
优选地，所述限位机构包括安装在所述升降板上的限位杆以及限位销，所述限位杆具有插孔，所述限位销穿过所述插孔后与所述限位槽定位配合。
优选地，所述限位槽为多边形槽，所述限位销与所述限位槽配合的部分为多边形结构。
本发明的可升降式螺旋钻铁路清砟机的有益效果在于：通过螺旋钻头一清理轨枕间的道砟，通过螺旋钻头二清理轨枕下的道砟，在清理的过程中，还可以根据需要调整螺旋钻头二的角度。本发明适用于空间狭窄的作业环境且能够清理铁路正线和各种道岔轨枕间和轨枕下方的石砟。
附图说明
图1是本发明实施例可升降式螺旋钻铁路清砟机的立体图；
图2是本发明实施例可升降式螺旋钻铁路清砟机第一视角的侧视图；
图3是本发明实施例可升降式螺旋钻铁路清砟机第二视角的侧视图；
图4是本发明实施例可升降式螺旋钻铁路清砟机的俯视图；
图5是本发明实施例升降装置、旋转限位装置的结构图；
图6是本发明实施例清砟装置的结构图；
图7是本发明实施例笼式旋转限位座的立体图；
图8是本发明实施例旋转限位装置的结构图。
图中部件名称和标号如下：
行走装置1、车轮11、车轮保持架12、定位螺栓13、车架14、通孔141；升降装置2、蜗轮蜗杆升降机21、升降机211、丝杆螺母212、丝杆213、升降平台22、升降板221、联轴器一23、双向换向器24、三向换向器25、三相异步电机26、直线轴承27、直线圆柱导轨28；旋转限位装置3、笼式固定支撑架31、翻边311、回转支撑32、回转支撑上板33、笼式旋转限位座34、上环体341、下环体342、连接杆343、圆形槽344、限位槽345、限位机构35、限位杆351、限位销352、过度套筒37；水平移动装置4、水平移动板41、滑轨42、滑块43、限位块44、减震器45、保护架46；清砟装置5、螺旋钻头一51、螺旋钻头二52、耙齿座53、耙齿54、换向器55、第一输出轴551、第二输出轴552、主动锥齿轮553、从动锥齿轮554、主轴56、联轴器二57、电机58；轨枕6；钢轨7。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
如图1所示，钢轨7的数量为两根，每根钢轨7沿着纵向延伸。两根钢轨7横向间隔设置且两根钢轨7均支撑于若干的轨枕6上。每根轨枕6横向延伸且若干轨枕6沿着纵向间隔分布在道床上。
本实施例公开了一种可升降式螺旋钻铁路清砟机。该可升降式螺旋钻铁路清砟机包括行走装置1、升降装置2、旋转限位装置3、水平移动装置4、清砟装置5。
如图1和图3所示，行走装置1包括车轮11、车轮保持架12、定位螺栓13、车架14。车架14为水平的板块结构。车架14的底面安装有四个车轮保持架12。四个车轮11分别通过定位螺栓13安装在车轮保持架12上。两个车轮11对应一条钢轨7。车轮11沿着钢轨7纵向移动，以带动整个可升降式螺旋钻铁路清砟机纵向移动。
继续如图1和图3所示，水平移动装置4包括水平移动板41、滑轨42、滑块43、限位块44、减震器45、保护架46。
水平移动板41设置在车架14的上方，且可横向移动设置在车架14上，进而带动升降装置2、旋转限位装置3、清砟装置5横向移动。具体地，车架14的顶面设置有两条横向的滑轨42且每条滑轨42的横向的两端分别设置有限位块44。限位块44用于限制水平移动板41的横向移动，防止水平移动板41脱离滑轨42。水平移动板41的底面连接有滑块43，通过滑块43在滑轨42上横向移动，进而实现水平移动板41横向移动。
水平移动板41的顶面还连接有保护架46，升降装置2、旋转限位装置3部分位于保护架46围成的空间内。
如图3所示，减震器45通过螺栓固定在水平移动板41的顶面。减震器45用于减少清砟过程中升降装置2产生的振动。具体地，本实施例的升降装置2的升降板221下降到最低点时与减震器45接触，减震器45对升降板221起到支撑和减振的作用。
如图1-图4所示，本实施例的升降装置2包括蜗轮蜗杆升降机21、升降平台22、联轴器一23、双向换向器24、三向换向器25、三相异步电机26、直线轴承27、直线圆柱导轨28。升降装置2用于带动旋转限位装置3以及清砟装置5升降。
本实施例的蜗轮蜗杆升降机21、联轴器一23、双向换向器24、三向换向器25、三相异步电机26安装在水平移动板41的顶面。升降平台22包括具有一定厚度的升降板221。升降板221位于水平移动板41的上方。升降板221的上下移动带动旋转限位装置3以及清砟装置5升降。
具体而言，三相异步电机26的数量为一个。三向换向器25的数量为一个。蜗轮蜗杆升降机21、双向换向器24的数量均为两个。蜗轮蜗杆升降机21包括升降机211、丝杆螺母212、丝杆213。
本实施例的双向换向器24通过螺栓固定在水平移动板41的顶面。双向换向器24呈L形结构。三向换向器25呈T形结构。双向换向器24的输入端通过联轴器一23与三向换向器25的一个输出端连接。双向换向器24的输出端通过联轴器一23与升降机211的输入端连接。三向换向器25的输入端与三相异步电机26的输出端连接。
三相异步电机26通过三向换向器25、两个联轴器一23以及两个双向换向器24分别驱动两个升降机211的蜗杆转动。升降机211的水平的蜗杆驱动涡轮，涡轮驱动丝杆213转动。如图8所示，丝杆螺母212固定在升降板221上。丝杆螺母212上下螺旋移动带动升降板221上下移动。
为了提高升降板221上下移动的稳定性。本实施例设置有直线轴承27、直线圆柱导轨28。具体而言，如图1和图8所示，水平移动板41上安装有两根对称的竖直的直线圆柱导轨28。升降板221上安装有两个对称的直线轴承27。直线轴承27与直线圆柱导轨28配合，对升降板221的升降进行导向。本实施例的直线圆柱导轨28的顶端与保护架46连接，以提高直线圆柱导轨28的稳定性。
如图1所示，保护架46上设置有贯穿孔，用于升降过程中的清砟装置5的电机58通过。
本实施例的旋转限位装置3用于驱动清砟装置5旋转预设的角度。本实施例的旋转限位装置3通过人工驱动进而旋转。
如图1、图7和图8所示，本实施例的旋转限位装置3包括笼式固定支撑架31、回转支撑32、回转支撑上板33、笼式旋转限位座34、限位机构35、过度套筒37。
升降板221上设置有安装孔。笼式固定支撑架31的顶端具有翻边311。笼式固定支撑架31穿设于升降板221的安装孔且笼式固定支撑架31的翻边311被升降板221安装孔限位，使得笼式固定支撑架31挂接在升降板221上，通过连接件将笼式固定支撑架31的翻边311固定在升降板221上。
本实施例的笼式固定支撑架31主体位于升降板221的下方。这样设置的好处在于：相对于将笼式固定支撑架31安装在升降板221的上方，能够使得清砟装置5的主轴56更加靠近待清理面，从而节省主轴56的长度。此外，本实施例的笼式固定支撑架31为笼式结构，质量轻，且节约成本。
如图7所示，笼式旋转限位座34包括上环体341、下环体342，上环体341与下环体342间隔设置，且上环体341与下环体342通过至少两根竖直的连接杆343连接。至少两根竖直的连接杆343在周向间隔分布。
上环体341的顶面沿着周向分布有至少两个限位槽345，作为优选方案，本实施例的限位槽345为矩形槽。在其它的实施例中，限位槽345还可以为其它的多边形结构。如图8所示，限位机构35包括安装在升降板221上的限位杆351，限位杆351具有供限位销352插入的插孔。限位槽345用于与限位销352插接配合。具体地，限位销352为L形结构，限位销352的竖直部依次插入限位杆351的插孔以及一个限位槽345。限位销352竖直部的底端与限位槽345的形状配合，端面为矩形。
作为优选方案，限位槽345的上方还设置有圆形槽344。也即上环体341的顶面从上到下依次形成有圆形槽344和限位槽345。圆形槽344和限位槽345连通。圆形槽344能够起到导向的作用。本实施例的限位槽345可以贯穿上环体341的底面，有可以不贯穿上环体341的底面。
如图8所示，笼式旋转限位座34插入笼式固定支撑架31的内腔，且上环体341被翻边311限位。本实施例的笼式旋转限位座34是旋转部件。为了减少笼式旋转限位座34在旋转过程中的阻力，在翻边311的顶面设置有若干凸起，凸起的上表面与上环体341的底面配合。使得操作人员容易手动转动笼式旋转限位座34。
继续如图8所示，笼式固定支撑架31内腔的底部安装有回转支撑32。回转支撑32包括外圈和内圈。内圈能够相对于外圈旋转。外圈通过螺栓固定于笼式固定支撑架31。
笼式旋转限位座34与内圈固定连接，从而能够旋转。清砟装置5的电机58与回转支撑上板33固定连接。如图6所示，过度套筒37上端的法兰盘通过螺栓与回转支撑32的内圈连接，从而可以与内圈同步旋转。过度套筒37向下延伸至清砟装置5的换向器55。过度套筒37套在清砟装置5的主轴56、联轴器二57外。清砟装置5的主轴56通过联轴器二57与清砟装置5的电机58连接。
如图1和图6所示，清砟装置5包括螺旋钻头一51、螺旋钻头二52、耙齿座53、耙齿54、换向器55、主轴56、联轴器二57、电机58。
电机58的输出轴通过联轴器二57与主轴56的顶端连接。主轴56竖直延伸。主轴56的下端通过联轴器二57与换向器55的输入轴连接。
换向器55内设置有两个相互啮合的锥齿轮，两个相互啮合的锥齿轮分别为主动锥齿轮553和从动锥齿轮554。主动锥齿轮553与一个竖直延伸的第一输出轴551连接，从动锥齿轮554与一个水平延伸的第二输出轴552连接。
第一输出轴551上连接有螺旋钻头一51，第一输出轴551转动带动螺旋钻头一51转动。本实施例的螺旋钻头一51竖直延伸，且螺旋钻头一51的表面分布有若干的耙齿座53，每个耙齿座53上安装有耙齿54。
第二输出轴552上连接有螺旋钻头二52，第二输出轴552转动带动螺旋钻头二52转动。本实施例的螺旋钻头二52水平延伸，且螺旋钻头二52的表面分布有若干的耙齿座53，每个耙齿座53上安装有耙齿54。本实施例的螺旋钻头一51的底端低于螺旋钻头二52。
作为优选方案，本实施例的耙齿54沿着螺旋线延伸，以提高清理效果。
如图4所示，车架14上设置有沿着横向延伸的通孔141。主轴56从上向下穿过通孔141，且在水平移动板41横向移动下，主轴56在通孔141中横向移动。总体而言，水平移动板41横向移动带动整个清砟装置5横向移动。
工作人员按下三相异步电机26的正向开关。升降板221下降带动旋转限位装置3以及清砟装置5下降到指定位置。工作人员旋转笼式旋转限位座34到预设的角度。限位销352的竖直部依次插入限位杆351的插孔以及一个限位槽345，对预设的角度进行定位。需要更换角度时，拔出限位销352，重新使得限位销352的竖直部依次插入限位杆351的插孔以及另一个限位槽345。
工作时，螺旋钻头一51最先与道砟接触。螺旋钻头一51的耙齿54破碎轨枕间板结的道砟。工作人员沿着轨枕6方向缓慢推动水平移动板41，螺旋钻头一51水平移动，清理轨枕间剩余的道砟。
清理完轨枕间的道砟后。工作人员拔出限位销352，缓慢转动笼式旋转限位座34到预设的角度，然后定位。使得螺旋钻头二52与轨枕6下的道砟接触，螺旋钻头二52的耙齿54清理轨枕6下的道砟。螺旋钻头二52清理一根轨枕6下的道砟后，工作人员拔出限位销352，缓慢转动笼式旋转限位座34到下一个预设的角度，然后定位。螺旋钻头二52清理相邻的轨枕6下的道砟。
轨枕间以及两根轨枕6下的道砟清理后。拔出限位销352，将螺旋钻头一51、螺旋钻头二52旋转到两根轨枕6之间。按下三相异步电机26的反向开关，将升降装置2提到一定的高度，进而使得螺旋钻头一51、螺旋钻头二52提升到轨枕6上方。然后工作人员推动行走装置1沿着钢轨7行走，准备清理下一段的轨枕间的道砟以及两根轨枕6下的道砟。
本实施例的可升降式螺旋钻铁路清砟机为小型的铁路清砟机，且方便工作人员操作，工作人员劳动强度小。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可升降式螺旋钻铁路清砟机，其特征在于，包括行走装置(1)、升降装置(2)、旋转限位装置(3)、水平移动装置(4)、清砟装置(5)；
所述行走装置(1)用于沿着钢轨(7)纵向移动；所述水平移动装置(4)安装在所述行走装置(1)上，用于带动所述升降装置(2)、所述旋转限位装置(3)以及所述清砟装置(5)横向移动；所述升降装置(2)安装在所述水平移动装置(4)上，用于带动所述旋转限位装置(3)以及所述清砟装置(5)升降；所述旋转限位装置(3)安装在所述升降装置(2)上，用于旋转所述清砟装置(5)到预设的角度；
所述清砟装置(5)包括相互垂直的螺旋钻头一(51)和螺旋钻头二(52)，所述螺旋钻头一(51)和所述螺旋钻头二(52)上分别分布有若干的耙齿(54)，所述螺旋钻头一(51)用于清理轨枕间的道砟，所述螺旋钻头二(52)用于清理轨枕(6)下的道砟。
2.根据权利要求1所述的可升降式螺旋钻铁路清砟机，其特征在于：所述清砟装置(5)包括电机(58)、主轴(56)、换向器(55)，所述换向器(55)内设置有两个相互啮合的锥齿轮，所述主轴(56)转动驱动两个锥齿轮转动，两个所述锥齿轮分别带动所述螺旋钻头一(51)和所述螺旋钻头二(52)转动。
3.根据权利要求1所述的可升降式螺旋钻铁路清砟机，其特征在于：所述耙齿(54)沿着螺旋线延伸。
4.根据权利要求1所述的可升降式螺旋钻铁路清砟机，其特征在于：所述升降装置(2)包括蜗轮蜗杆升降机(21)、升降平台(22)、双向换向器(24)、三向换向器(25)、三相异步电机(26)，所述三相异步电机(26)通过所述三向换向器(25)、所述双向换向器(24)驱动所述蜗轮蜗杆升降机(21)进而驱动所述升降平台(22)升降。
5.根据权利要求4所述的可升降式螺旋钻铁路清砟机，其特征在于：所述升降平台(22)包括升降板(221)，所述蜗轮蜗杆升降机(21)包括升降机(211)、丝杆螺母(212)、丝杆(213)，所述升降机(211)包括蜗轮蜗杆，所述三相异步电机(26)驱动所述蜗杆，所述涡轮驱动所述丝杆(213)转动，进而驱动与所述丝杆螺母(212)连接的所述升降板(221)升降。
6.根据权利要求1所述的可升降式螺旋钻铁路清砟机，其特征在于：所述升降装置(2)包括升降板(221)，所述升降板(221)上设置有安装孔；所述旋转限位装置(3)包括笼式固定支撑架(31)、笼式旋转限位座(34)、限位机构(35)，所述笼式固定支撑架(31)固定于所述升降板(221)，所述笼式旋转限位座(34)可转动安装于所述笼式固定支撑架(31)，以带动所述清砟装置(5)旋转；所述笼式旋转限位座(34)沿着周向分布有至少两个限位槽(345)，所述限位机构(35)对所述限位槽(345)进行定位。
7.根据权利要求6所述的可升降式螺旋钻铁路清砟机，其特征在于：所述笼式固定支撑架(31)包括主体以及位于所述主体顶端的翻边(311)，所述主体穿过所述安装孔伸至所述升降板(221)的下方，所述翻边(311)被所述安装孔限位在所述升降板(221)的顶面。
8.根据权利要求7所述的可升降式螺旋钻铁路清砟机，其特征在于：所述翻边(311)的顶面设置有若干凸起，所述笼式旋转限位座(34)包括上环体(341)，所述上环体(341)挂接在所述凸起的表面。
9.根据权利要求6所述的可升降式螺旋钻铁路清砟机，其特征在于：所述限位机构(35)包括安装在所述升降板(221)上的限位杆(351)以及限位销(352)，所述限位杆(351)具有插孔，所述限位销(352)穿过所述插孔后与所述限位槽(345)定位配合。
10.根据权利要求9所述的可升降式螺旋钻铁路清砟机，其特征在于：所述限位槽(345)为多边形槽，所述限位销(352)与所述限位槽(345)配合的部分为多边形结构。
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- 2022-06-13 CN CN202210678254.3A patent/CN115075065A/zh active Pending
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