CN115341420A - 一种组合式轨枕更换机组及作业方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种组合式轨枕更换机组及作业方法，包括依次相连的轨枕传送车、若干节轨枕更换车以及动力车；动力车用于提供机组牵引动力、制动用气源、整机电源，及整机作业控制系统；轨枕传送车用于在作业前及作业后传送新旧枕；轨枕更换车用于更换旧枕、布放新枕作业，将连挂的全部更换车的轨枕运送小车、折叠升降输送带分别与上、下层输送带对齐，可实现在整车上下层输送带上运送轨枕。本机组能够自牵引走行，可通过组合若干节轨枕更换车满足作业要求，多个点各自独立作业，作业灵活，互不影响，组合后整机效率高，且无需破坏旧轨枕即可完成更换轨枕作业，不需要起道或拨道动作，适用于铁路线路维修养护技术领域。

Description

一种组合式轨枕更换机组及作业方法

技术领域

本申请涉及一种组合式轨枕更换机组及作业方法，属于铁路线路维修养护技术领域。

背景技术

当前国外老旧线路的连续换枕作业主要是采用大型换轨换枕设备进行施工，这些设备作业线长、体积大，工作效率低，施工组织困难，作业耗时较长，停放困难。

国内除了这种大型设备外，较多采用小型挖掘机带多功能轨枕抓取装置改造而成的铁路换枕机施工。单台作业效率不高，多台铺开同时作业，可灵活满足作业效率的要求。该模式无法一次性运输轨枕，至少需要专门组织三次施工方能完全完成轨枕的更换，施工组织困难，人员需求大，安全隐患大。

现在市场上无论是大型换轨换枕设备还是小型挖掘机改造成的换枕机等换枕设备，都存在以下缺陷：在施工时不可避免起道或者拨道动作，会破坏床道和钢轨；一次仅能实现较短距离的轨枕更换，且需要频繁运送新轨枕、输出旧轨以满足施工需求，施工效率低下；需要针对新枕铺放以及旧枕回收分别设置两套设备，增加了成本以及整套换枕设备的长度；由于现有的换枕设备大多是一个完整的工作流水线，只要其中一个环节出现故障，就不得不停止施工，待出现问题的环节维修好之后才能继续作业，延误了施工进度。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种组合式轨枕更换机组及作业方法。

本申请第一方面实施例提供一种组合式轨枕更换机组，包括依次相连的轨枕传送车、若干节轨枕更换车以及动力车；

所述轨枕传送车包括专用平车，所述专用平车上设有传递输送带，所述传动输送带的一端可在专用平车上水平滑移，所述传动输送带的另一端可实现垂直升降，所述专用平车上还设有吊装运输车；

所述轨枕更换车包括更换车车架以及轨枕运送小车，所述更换车车架上方设有上层输送带以及下层输送带，所述轨枕运送小车在更换车车架上水平移动和/或垂直升降；所述更换车车架下方设置有可水平移动的移动换枕小车，所述移动换枕小车的架构端头处设有升降平板输送带。

根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种组合式轨枕更换机组的作业方法，包括以下步骤：

S1、装枕：通过吊装运输车将轨枕运输专用车内的轨枕吊装至传递输送带上；

S2、运枕：操纵升降导柱，使传递输送带的右端提升或下降至与上层输送带或下层输送带平齐，同步运行传递输送带以及上层输送带或下层输送带，将传递输送带上的轨枕传送到上层输送带或下层输送带上，直至上层输送带或下层输送带上所载轨枕数量满足作业所需；

S3、新枕更换：轨枕更换车在所述动力车的牵引下移动至待施工路段，所述下层输送带将新轨枕传送至轨枕运送小车上，所述轨枕运送小车通过升降机构垂直下降至更换车车架后水平移动至移动换枕小车的构架端头，所述轨枕运送小车将新轨枕传送至升降平板输送带上，所述升降平板输送带垂直下降适当高度，所述移动换枕小车将旧轨枕从作业路段取出并放置于所述升降平板输送带上，所述移动换枕小车继续抓取新轨枕并完成新轨枕的安装，驱动移动换枕小车至下一轨枕更换位置；

S4、旧枕存放：在所述新轨枕进行安装的同时，所述升降平板输送带垂直上升并将旧轨枕传送至轨枕运送小车上，所述轨枕运送小车水平移动至升降机构后垂直上升至上层输送带处，轨枕运送小车将旧轨枕传送至上层输送带上后垂直下降至下层输送带处；同时，折叠升降输送带垂直上升至上层输送带处并接住从上层输送带上被推出的新轨枕，折叠升降输送带垂直下降至下层输送带处并将新轨枕传送至下层输送带上；

S5、重复S3-S4步骤，若此施工路段完成换枕作业则执行步骤S6；若所述下层输送带上已堆满旧轨枕则执行S7；

S6、向牵引车发出指令，牵引车前进本组轨枕的距离，继续执行S5步骤，直至完成整个施工路段的换枕作业；

S7、将轨枕更换车上的旧轨枕反向运输至轨枕传送车上统一回收，轨枕传送车通过吊装运输车将旧枕卸下后，再执行S1、S2以及S5步骤。

采用本申请实施例中提供的一种组合式轨枕更换机组及作业方法，具有以下有益效果：

1、本申请中的轨枕更换车具有上层输送带以及下层输送带，不仅能够承载更多的新轨枕用于轨枕更换作业，同时还能够与升降机构、轨枕运送小车以及升降平板输送带相互配合，实现新、旧轨枕在轨枕更换车内的循环，无需分别设置新枕铺放及旧枕回收两套设备，节约了成本的同时减少了整体设备的长度/体积；而且无需频繁运输新轨枕、输出旧轨枕，大大节省了运输成本，增加了施工效率。

2、本申请中采用多节轨枕更换车同步进行换枕作业，通过若干节轨枕更换车的组合可以实现相同时间内不同长度的作业里程要求，各节轨枕更换车独立工作互不影响，各自完成区域内的新枕布放以及旧枕回收工作，一次能够实现较长距离的轨枕更换，且单节轨枕更换车损坏不会对其他轨枕更换车造成影响，最大程度上减少了设备发生故障对机组的施工效率的影响。

3、本申请中轨枕更换车上的移动换枕小车在进行换枕作业时，通过气动扳手、刮板、抓手、液压装置等的相互配合，无需破坏旧轨枕即可取出旧轨枕，并安装新轨枕，不需要起道或拨道动作，对钢轨的变形或受力影响较小，施工作业时安全风险较小，线路的线形保持较好，作业地段前后线路可供作业车走行，收放车时间较短。

4、本申请中，为了配合轨枕更换车的双层输送带结构，轨枕传送车上的传递输送带可在升降导柱的作用下抬起或下降一端，同时传递输送带的另一端在滑移平台内水平滑移，采用此种结构，轨枕传送车可分别将轨枕运输至轨枕更换车的上层输送带以及下层输送带上。

5、本申请中轨枕运送小车以及折叠升降输送带，能够在需要对多节轨枕更换车上运输新轨枕时，升/降至相应位置，充当多个上层输送带或多个下层输送带之间的运输桥梁，使多个上层输送带或多个下层输送带之间形成一个完整的轨枕运输线，一次性即可完成轨枕传送车对多节轨枕更换车上下层输送带上的新轨枕输送，或完成多节轨枕更换车上下层输送带对轨枕传送车的旧轨枕输送，进一步地节约了频繁运输新旧轨枕造成的额外运输成本，增加了施工效率。

6、本申请中轨枕运输车与轨枕传送车连接后，两车的走行轨道相接，吊装运输车在走形轨道上移动并将轨枕运输车上的轨枕吊装至传递输送带上，使轨枕传送车无需频繁在轨枕堆放的货场与施工地点来回运输轨枕，更进一步地节约了运输新旧轨枕的运输成本。

7、本申请轨枕的装卸仅需在轨枕运输车与轨枕传送车处进行，无需对施工地点的车组进行移动，避免了移动车组造成的动力损耗、延误施工以及更换地点带来的误差。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种组合式轨枕更换机组结构示意图；

图2为本申请实施例提供的轨枕传送车的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的轨枕更换车的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的动力车的结构示意图；

图中：1为轨枕传送车，2为轨枕更换车，3为动力车，11为传递输送带，12为专用平车，14为吊装运输车，15为升降导柱，16为滑移平台，21为更换车车架，13和23均为搭接心盘，24为上层输送带，25为下层输送带，26为轨枕运送小车，27为折叠升降输送带，28为移动换枕小车，41为操作室，42为抓臂，43为气动扳手，44为升降托板，31为牵引梁，32为休息室，33为动力间，34为运行司机室，35为车架，22和36均为转向架。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例中设定沿钢轨延伸的方向为纵向，垂直于钢轨延伸的方向为横向，垂直于横向和纵向的方向为垂向，以机械作业时行进方向为前方。

在实现本申请的过程中，发明人发现现在市场上无论是大型换轨换枕设备还是小型挖掘机改造成的换枕机等换枕设备，都存在以下缺陷：在施工时不可避免起道或者拨道动作，会破坏床道和钢轨；一次仅能实现较短距离的轨枕更换，且需要频繁运送新轨枕、输出旧轨以满足施工需求，施工效率低下；需要针对新枕铺放以及旧枕回收分别设置两套设备，增加了成本以及整套换枕设备的长度；由于现有的换枕设备大多是一个完整的工作流水线，只要其中一个环节出现故障，就不得不停止施工，待出现问题的环节维修好之后才能继续作业，延误了施工进度。

针对上述问题，本申请实施例中提供了一种组合式轨枕更换机组，如图1-图4所示，包括依次相连的轨枕传送车1、若干节轨枕更换车2以及提供牵引力的动力车3；

轨枕传送车1包括专用平车12，专用平车12前端设有滑移平台16，专用平车12后端设有升降导柱15，滑移平台16以及升降导柱15上设有传递输送带11，传动输送带11的一端可在滑移平台16上水平滑移，传动输送带11的另一端可通过升降导柱15实现垂直升降，专用平车12上还设有吊装运输车14。

轨枕更换车2包括更换车车架21、转向架22、前后搭接心盘23、以及轨枕运送小车26，更换车车架21上方设有上层输送带24以及下层输送带25，更换车车架21上方前端设有升降机构，更换车车架21上方后端设有折叠升降输送带27，轨枕运送小车26可在升降机构内垂直升降，轨枕运送小车26可在更换车车架21上水平移动，更换车车架21下方设置有可沿更换车车架21工字车梁内侧自驱动前后水平移动的移动换枕小车28，移动换枕小车28的架构端头处设有升降平板输送带44。传送输送带11后端升起与轨枕更换车2的上层输送带24连接，降下后可与轨枕更换车下层输送带25连接。作业前传递输送带11上整齐横放有新枕，启动输送带向后运送轨枕，通过升降导柱15调整，即可向全列车的上层或下层输送带推送轨枕。

更进一步地，上层输送带24以及下层输送带25是两侧链条托板结构，通过链条的正反转可以实现轨枕向前或向后推送。

进一步地，组合式轨枕更换机组还包括轨枕运输车，轨枕运输车上设有走行轨道，专用平车12上也设有走行轨道，轨枕运输车与轨枕传送车1连挂且两车的走行轨道相连接，吊装运输车14下设有走行驱动轮，吊装运输车14通过走行驱动轮在轨枕运输车以及轨枕传送车1的走行轨道上水平移动。吊装运输车14将轨枕运输车上的轨枕吊装搬运并放置在传递输送带11上。或者，也可以将轨枕运输车上的轨枕自行到堆放有轨枕的货场，通过货场的吊机将轨枕布放到传送输送带11上。

进一步地，移动换枕小车28包括操作室41、抓臂42、气动扳手43。抓臂42具有两个输出端，两个输出端上分别安装有刮板和抓手，刮板用于刮除轨枕上的橡胶垫等零件，抓手用于抓取轨枕。抓臂42还包括臂架以及液压装置，通过液压动力抓取轨枕。抓手堆放轨枕时，旧轨枕45堆放在前方，新轨枕46摆放在后方，便于抓手取用。在进行换轨作业时，气动扳手43，松开轨枕扣件，以去除对轨枕的束缚，便于抓手抓取轨枕。

进一步地，动力车3包括牵引轴31、休息室32、动力间33、运行司机室34、车架35以及转向架36。

更进一步地，动力车3用于提供机组牵引动力、制动用气源、整机电源以及整机作业控制系统。

更进一步地，轨枕传送车1的搭接心盘13与所述轨枕更换车2的前搭接心盘23相连完成两车的搭接，且轨枕传送车1与轨枕更换车2共用一个转向架22；多节轨枕更换车2之间，后车的前搭接心盘23与前车的后搭接心盘相连完成两车的搭接，且每节车与前车共用前转向架22；轨枕更换车2与动力车3之间，轨枕更换车2的后搭接心盘23与动力车3的牵引轴31连接，动力车3单独设有两组转向架36。

本实施例还提供了一种上述组合式轨枕更换机组的作业方法，包括以下步骤：

S1、装枕：通过吊装运输车14将轨枕运输专用车内的轨枕吊装至传递输送带11上；

S2、运枕：操纵升降导柱15，使传递输送带11的右端提升或下降至与上层输送带24或下层输送带25平齐，同步运行传递输送带11以及上层输送带24或下层输送带25，将传递输送带11上的轨枕传送到上层输送带24或下层输送带25上，直至上层输送带24或下层输送带25上所载轨枕数量满足作业所需；

S3、新枕更换：轨枕更换车2在动力车3的牵引下移动至待施工路段，下层输送带25将新轨枕46传送至轨枕运送小车26上，轨枕运送小车26通过升降机构垂直下降至更换车车架21后水平移动至移动换枕小车28的构架端头，轨枕运送小车26将新轨枕46传送至升降平板输送带44上，升降平板输送带44垂直下降适当高度，移动换枕小车28将旧轨枕45从作业路段取出并放置于升降平板输送带44上，移动换枕小车28继续抓取新轨枕46并完成新轨枕46的安装，驱动移动换枕小车28至下一轨枕更换位置；

S4、旧枕存放：在新轨枕46进行安装的同时，升降平板输送带44垂直上升并将旧轨枕45传送至轨枕运送小车26上，轨枕运送小车26水平移动至升降机构后垂直上升至上层输送带24处，轨枕运送小车26将旧轨枕45传送至上层输送带24上后垂直下降至下层输送带25处；同时，折叠升降输送带27垂直上升至上层输送带24处并接住从上层输送带24上被推出的新轨枕，折叠升降输送带27垂直下降至下层输送带25处并将新轨枕传送至下层输送带25上；

S5、重复S3-S4步骤，若此施工路段完成换枕作业则执行步骤S6；若下层输送带25上已堆满旧轨枕则执行S7；

S6、向牵引车3发出指令，牵引车3前进本组轨枕的距离，继续执行S5步骤，直至完成整个施工路段的换枕作业；

S7、将轨枕更换车上的旧轨枕反向运输至轨枕传送车1上统一回收，轨枕传送车1通过吊装运输车14将旧枕卸下后，再执行S1、S2以及S5步骤。

进一步地，S3步骤中移动换枕小车28进行旧轨枕45的取出以及新轨枕46的安装，具体为：工作人员位于操作室41内操纵完成换枕作业，操纵气动扳手43松开轨枕扣件，操纵抓臂42，调整一定角度，使其刮板接触道砟，用抓臂42的刮板将轨枕盒中的道砟向后方刮、拢，直到形成一个可以用于取出轨枕的深坑，操纵抓臂42旋转一定角度，使抓臂42中线正对旧轨枕45中线，通过液压装置调整抓臂42垂向移动，使抓臂42的抓手夹紧所需更换的旧轨枕45，操纵抓臂42抓手的摆动角度，使旧轨枕45左右挪移并旋转，使旧轨枕45垂向不与钢轨干涉，提升旧轨枕45并放置于升降平板输送带44前端；调整抓臂42抓手，使抓手抓紧升降平板输送带44上的新轨枕46，抓手旋转调整一定角度，使新轨枕46与钢轨不发生垂向干涉，并将新枕46放入抓臂刮板刮出的深坑中，然后将新轨枕46旋正。

进一步地，所述S2步骤中，在将新轨枕46从轨枕传送车1运输至轨枕更换车2上时，所述轨枕运送小车26通过升降机构内部的托举平台移动至上层输送带24或下层输送带25与所述传递输送带11之间，充当上层输送带24或下层输送带25与所述传递输送带11之间的过渡连接段，所述轨枕运送小车26在下层输送带25完成新轨枕46的运输后停留在下层输送带25处等待下一步指令。

进一步地，所述S2步骤中，需要对多节轨枕更换车2上运输新轨枕时，只需调整所有轨枕更换车2前端轨枕运送小车26及后端折叠升降输送带27分别与上层输送带24或下层输送带25对齐，形成连接轨枕传送车1到最后一节轨枕更换车2的完整轨枕输送带，全部对齐上层输送带24或下层输送带25后开启输送带将新轨枕逐根向后推送，装满最后一节轨枕更换车2后将最后一节轨枕更换车2上层输送带24停止，逐节装满后停止输送带，直至第一节轨枕更换车2装满。

进一步地，所述S1步骤中，也可将轨枕传送车1开到轨枕堆放的货场，通过吊装运输车14将货场的轨枕吊装至传递输送带11上。

进一步地，车辆运行时折叠升降输送带27需折叠收回，以避免过弯时输送带旋转产生干涉。

具体实施时，当收到换枕作业计划后，将轨枕传送车1开到轨枕堆放的货场，通过吊装运输车14将货场的轨枕吊装至传递输送带11上，或是在机组后方连挂轨枕运输专用车，通过吊装运输车14将轨枕运输专用车内的轨枕吊装至传递输送带11上。

本申请中轨枕运输车与轨枕传送车连接后，两车的走行轨道相接，吊装运输车在走行轨道上移动并将轨枕运输车上的轨枕吊装至传递输送带上，使轨枕传送车无需频繁在轨枕堆放的货场与施工地点来回运输轨枕，更进一步地节约了运输新旧轨枕的运输成本。

将满载新轨枕46的轨枕传送车1与轨枕更换车2连接，所述升降导柱15抬起，所述传递输送带11的一端在所述升降导柱15的作用下随之升至与所述上层输送带24同一高度，同时所述传递输送带11的另一端在所述滑移平台16内水平滑移，所述传递输送带11与所述上层输送带24同步顺时针旋转，将新轨枕46传送到所述上层输送带24上，直至上层输送带24上所载新轨枕46数量满足作业需求，所述升降导柱15下降，所述传递输送带11的一端在所述升降导柱15的作用下随之降至与所述下层输送带25同一高度，同时所述传递输送带11的另一端在所述滑移平台16内水平滑移，所述传递输送带11与所述下层输送带25同步顺时针旋转，将新轨枕46传送到所述下层输送带25上，直至下层输送带25上所载新轨枕46数量满足作业需求；

为了配合轨枕更换车的双层输送带结构，轨枕传送车上的传递输送带可在升降导柱的作用下抬起或下降一端，同时传递输送带的另一端在滑移平台内水平滑移，采用此种结构，轨枕传送车可分别将轨枕运输至轨枕更换车的上层输送带以及下层输送带上。

具体地，所述轨枕运送小车26作业时应有空位装载新旧轨枕，因此两者在转载时不能有轨枕，装载完毕后用专门的压紧装置，将轨枕压紧、锁定在输送带上，整个过程是程序控制的不需要或仅需要少量的人工干预。

具体地，在将新轨枕46从轨枕传送车1运输至轨枕更换车2上时，所述轨枕运送小车26通过升降机构内部的托举平台移动至上层输送带24或下层输送带25与所述传递输送带11之间，充当上层输送带24或下层输送带25与所述传递输送带11之间的过渡连接段，所述轨枕运送小车26在下层输送带25完成新轨枕46的运输后停留在下层输送带25处等待下一步指令；

作业前将轨枕传送车1、数辆轨枕更换车2与动力车3进行编组。所述轨枕更换车2在所述动力车3的牵引下移动至待施工路段，所述下层输送带25逆时针转动，将新轨枕46移动至在此停留的轨枕运送小车26上，升降机构内部的托举平台使轨枕运送小车26降落至更换车车架21平面上，操纵轨枕运送小车26下的走行驱动轮，使轨枕运送小车26纵向移动至移动换枕小车28的构架端头，与升起的升降平板输送带44对接，将新轨枕46通过运转输送带44推至升降平板输送带44的后端。所述升降平板输送带44垂直下降适当高度，所述移动换枕小车28开始换枕作业，从作业路段取出旧轨枕45并将其放置在所述升降平板输送带44的前端，移动换枕小车28抓取新轨枕46并完成新轨枕46的安装，在所述移动换枕小车28安装新轨枕46的同时，放置有旧轨枕45的升降平板输送带44垂直向上移动，与停留在移动换枕小车28构架端头的轨枕运送小车26对接，将旧轨枕45堆放至轨枕运送小车26上，操纵轨枕运送小车26下的走行驱动轮，使轨枕运送小车26移动至升降机构内部的托举平台上，通过升降机构内部的托举平台将轨枕运送小车26提升至与上层输送带24同高处，同步顺时针转动轨枕运送小车26上的传送带与上层输送带24，将旧轨枕45输送至上层输送带24上；同时，将折叠升降输送带27展开并升至与上层输送带24平齐，上层输送带24上被推出来的新轨枕被折叠升降输送带27接住，折叠升降输送带27下降至与下层输送带25平齐，同时逆时针转动折叠升降输送带27与下层输送带25，将折叠升降输送带27上的新轨枕推入下层输送带25上补充下层输送带25上的新轨枕数量；移动换枕小车28向前移动至下一轨枕更换位置，将轨枕运送小车26移动至下层输送带25处，准备开始下一个循环。至此，完成一组新旧轨枕的更换循环，重复上述步骤，直至此施工路段完成换枕作业或所述下层输送带25上已堆满旧轨枕，停止施工，将旧轨枕回收并补充轨枕更换车2上的新轨枕。

本申请中的轨枕更换车具有上层输送带以及下层输送带，不仅能够承载更多的新轨枕用于轨枕更换作业，同时还能够与升降机构、轨枕运送小车以及升降平板输送带相互配合，实现新、旧轨枕在轨枕更换车内的循环，无需分别设置新枕铺放及旧枕回收两套设备，节约了成本的同时减少了整体设备的长度/体积；而且无需频繁运输新轨枕、输出旧轨枕，大大节省了运输成本，增加了施工效率。

具体地，所述移动换枕小车28施工时，工作人员位于操作室41内操纵完成换枕作业：操纵气动扳手43松开轨枕扣件，操纵抓臂42，调整一定角度，使其刮板接触道砟，用抓臂42的刮板将轨枕盒中的道砟向后方刮、拢，直到形成一个可以用于取出轨枕的深坑；操纵抓臂42旋转一定角度，使抓臂42中线正对旧轨枕45中线，通过液压装置调整抓臂42垂向移动，使抓臂42的抓手夹紧所需更换的旧轨枕45，操纵抓臂42抓手的摆动角度，使旧轨枕45左右挪移并旋转，使旧轨枕45垂向不与钢轨干涉，提升旧轨枕45并放置于升降平板输送带44前端，抓手堆放轨枕时，旧轨枕45堆放在前方，新轨枕46摆放在后方，是为了便于抓手取用；调整抓臂42抓手，使抓手抓紧升降平板输送带44上的新轨枕46，抓手旋转调整一定角度，使新轨枕46与钢轨不发生垂向干涉，并将新枕46放入抓臂刮板刮出的深坑中，然后将新轨枕46旋正，人工操作气动扳手43为新轨枕46安装扣件。完成一组新旧轨枕地更换后，操纵移动换枕小车28向前移动至下一轨枕更换位置，重复上述步骤。

本申请中轨枕更换车上的移动换枕小车在进行换枕作业时，通过气动扳手、刮板、抓手、液压装置等的相互配合，无需破坏旧轨枕即可取出旧轨枕，并安装新轨枕，不需要起道或拨道动作，对钢轨的变形或受力影响较小，施工作业时安全风险较小，线路的线形保持较好，作业地段前后线路可供作业车走行，收放车时间较短。

具体地，整机作业控制系统是程控工作的。至少可以实现通过轨枕传送车给整车装新枕、卸旧枕功能、单机内部轨枕循环选枕功能；新旧枕顺时针或逆时针旋转替换功能。

具体地，每几根轨枕为一组，在更换完一组轨枕后，工作人员向牵引车3发出指令，牵引车3前进本组轨枕的距离，以便轨枕更换车2进行下一组旧枕的更换。作为一种优选的方案，设计状态下完成两组轨排更换即可覆盖一节轨枕更换车2的车长。全部完成整车范围轨枕更换后动力车3向前到下一个车长范围进行作业。一个作业点可以进行多个车长范围的作业。根据业主提出的作业量需求，可以提前预计需使用的轨枕更换车2的节数，以满足当天作业效率的需求。

如轨枕更换车2占据5根轨枕空间，移动换枕小车28可向前走行5根轨枕空间。当每一个轨枕更换车2均完成了5根轨枕更换后，逐一通过整机作业控制系统告知主机，主机收集到全部完成作业后，整机向前走行5根钢轨，跨过已完成的作业区，轨枕更换车2的移动换枕小车28退后至轨道起点，将之前没有完成的5根继续干完。整机通过一次步进，可完成一个车长的作业范围。这样一次性作业长度可以根据需要增减轨枕更换车2的数量来满足。一个作业天窗内整机可以完成多个车长的作业距离。

本申请中采用多节轨枕更换车同步进行换枕作业，通过若干节轨枕更换车的组合可以实现相同时间内不同长度的作业里程要求，各节轨枕更换车独立工作互不影响，各自完成区域内的新枕布放以及旧枕回收工作，一次能够实现较长距离的轨枕更换，且单节轨枕更换车损坏不会对其他轨枕更换车造成影响，最大程度上减少了设备发生故障对机组的施工效率的影响。

具体地，所述动力车3包括牵引轴31、休息室32、动力间33、运行司机室34、车架35以及转向架36。作业前，将动力车3与轨枕更换车2、轨枕传送车1通过牵引轴31连接形成车组。作业时，通过动力车3将车组牵引至作业区域。轨枕更换车2对旧枕进行作业。移动换枕小车28在更换完一组轨枕后，向动力车3发出指令。动力车3推动整车前行一组轨枕距离。更换完整车范围后，动力车3推动前行整车距离。

具体地，在车组中具有多节轨枕更换车2相连时，将新轨枕运输至所有轨枕更换车2上，只需调整所有轨枕更换车2前端轨枕运送小车26及后端折叠升降输送带27分别与上层输送带24或下层输送带25对齐，形成连接轨枕传送车1到最后一节轨枕更换车2的完整轨枕输送带，全部对齐上层输送带24后开启输送带将新轨枕逐根向后推送，装满最后一节轨枕更换车2后将最后一节轨枕更换车2上层输送带24停止，逐节装满后停止输送带，直至第一节轨枕更换车2装满。同样地，在需要对多节轨枕更换车2进行旧轨枕的卸下及回收时，同样采用上述方法反向进行传送。

本申请中轨枕运送小车以及折叠升降输送带，能够在需要对多节轨枕更换车上运输新轨枕时，升/降至相应位置，充当多个上层输送带或多个下层输送带之间的运输桥梁，使多个上层输送带或多个下层输送带之间形成一个完整的轨枕运输线，一次性即可完成轨枕传送车对多节轨枕更换车上下层输送带上的新轨枕输送，或完成多节轨枕更换车上下层输送带对轨枕传送车的旧轨枕输送，进一步地节约了频繁运输新旧轨枕造成的额外运输成本，增加了施工效率；同时，本申请轨枕的装卸仅需在轨枕运输车与轨枕传送车处进行，无需对施工地点的车组进行移动，避免了移动车组造成的动力损耗、延误施工以及更换地点带来的误差。

具体地，所述折叠升降输送带27车辆运行时折叠升降输送带27需折叠收回，以避免过弯时输送带旋转产生干涉。

具体地，可以根据需要，循环选用不同的轨枕，以满足多种轨枕的更换作业。

需要注意的是，本实施例中的各部件均为举例说明，只要能实现该部件的功能即可，并非是唯一选择，如：各输送带，小车、升降机构的驱动型式可以为电机、液压马达、气动马达等驱动；各升降机构的执行装置，可以为链条、油缸、气缸等形式驱动；各导轨的型式可以是钢轨、导槽、燕尾、导向柱等型式；车辆之间的搭接可以采用心盘、中心销等型式；轨枕更换车使用的动力源可由本车自带或外接动力车提供；轨枕更换车可与前车搭接共用转向架，亦可自带两个转向架，与前车用车钩或连杆连接等。

本实施例提供的一种组合式轨枕更换机组及作业方法，该机组能够自牵引走行，可通过组合若干节轨枕更换车满足作业效率的要求，每个轨枕更换车为一个作业点，多个点各自独立作业，作业灵活，互不影响，组合后整机效率高。轨枕更换车能够传递、存储新旧轨枕，实现一次性完成全部换枕作业，具有很强的实用性。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，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”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种组合式轨枕更换机组，其特征在于，包括依次相连的轨枕传送车(1)、若干节轨枕更换车(2)以及提供牵引力的动力车(3)；

所述轨枕传送车(1)包括专用平车(12)，所述专用平车(12)上设有传递输送带(11)，所述传动输送带(11)的一端可在专用平车(12)上水平滑移，所述传动输送带(11)的另一端可实现垂直升降，所述专用平车(12)上还设有吊装运输车(14)；

所述轨枕更换车(2)包括更换车车架(21)以及轨枕运送小车(26)，所述更换车车架(21)上方设有上层输送带(24)以及下层输送带(25)，所述轨枕运送小车(26)在更换车车架(21)上水平移动和/或垂直升降；所述更换车车架(21)下方设置有可水平移动的移动换枕小车(28)，所述移动换枕小车(28)的架构端头处设有升降平板输送带(44)。

2.根据权利要求1所述的组合式轨枕更换机组，其特征在于，还包括轨枕运输车，所述轨枕运输车上设有走行轨道，所述专用平车(12)上也设有走行轨道，所述轨枕运输车与所述轨枕传送车(1)连挂且两车的走行轨道相连接；所述吊装运输车(14)下设有走行驱动轮，所述吊装运输车(14)通过走行驱动轮在所述轨枕运输车以及轨枕传送车(1)的走行轨道上水平移动。

3.根据权利要求2所述的组合式轨枕更换机组，其特征在于，所述移动换枕小车(28)包括操作室(41)、抓臂(42)、气动扳手(43)，所述抓臂(42)具有两个输出端，所述两个输出端上分别安装有刮板和抓手，所述抓臂(42)还包括臂架以及液压装置。

4.根据权利要求3所述的组合式轨枕更换机组，其特征在于，所述动力车包括牵引轴(31)、休息室(32)、动力间(33)、运行司机室(34)、车架(35)以及转向架(36)。

5.根据权利要求1所述的组合式轨枕更换机组，其特征在于，所述专用平车(12)前端设有滑移平台(16)，所述专用平车(12)后端设有升降导柱(15)，所述滑移平台(16)以及升降导柱(15)上设有传递输送带(11)；所述传动输送带(11)的一端可在所述滑移平台(16)上水平滑移，所述传动输送带(11)的另一端可通过升降导柱(15)实现垂直升降。

6.根据权利要求1所述的组合式轨枕更换机组，其特征在于，所述更换车车架(21)上方前端设有升降机构，所述更换车车架(21)上方后端设有折叠升降输送带(27)，所述轨枕运送小车(26)可在所述升降机构内垂直升降，所述轨枕运送小车(26)可在所述更换车车架(21)上水平移动。

7.一种组合式轨枕更换机组的作业方法，所述组合式轨枕更换机组为权利要求1-6任一项所述的组合式轨枕更换机组，其特征在于，包括以下步骤：

S1、装枕：通过吊装运输车(14)将轨枕吊装至传递输送带(11)上；

S2、运枕：操纵升降导柱(15)，使传递输送带(11)的一端提升或下降至与上层输送带(24)或下层输送带(25)平齐，同步运行传递输送带(11)以及上层输送带(24)或下层输送带(25)，将传递输送带(11)上的轨枕传送到上层输送带(24)或下层输送带(25)上，直至上层输送带(24)或下层输送带(25)上所载轨枕数量满足作业所需；

S3、新枕更换：轨枕更换车(2)在所述动力车(3)的牵引下移动至待施工路段，所述下层输送带(25)将新轨枕(46)传送至轨枕运送小车(26)上，所述轨枕运送小车(26)通过升降机构垂直下降至更换车车架(21)后水平移动至移动换枕小车(28)的构架端头，所述轨枕运送小车(26)将新轨枕(46)传送至升降平板输送带(44)上，所述升降平板输送带(44)垂直下降适当高度，所述移动换枕小车(28)将旧轨枕(45)从作业路段取出并放置于所述升降平板输送带(44)上，所述移动换枕小车(28)继续抓取新轨枕(46)并完成新轨枕(46)的安装，驱动移动换枕小车(28)至下一轨枕更换位置；

S4、旧枕存放：在所述新轨枕(46)进行安装的同时，所述升降平板输送带(44)垂直上升并将旧轨枕(45)传送至轨枕运送小车(26)上，所述轨枕运送小车(26)水平移动至升降机构后垂直上升至上层输送带(24)处，轨枕运送小车(26)将旧轨枕(45)传送至上层输送带(24)上后垂直下降至下层输送带(25)处；同时，折叠升降输送带(27)垂直上升至上层输送带(24)处并接住从上层输送带(24)上被推出的新轨枕，折叠升降输送带(27)垂直下降至下层输送带(25)处并将新轨枕传送至下层输送带(25)上；

S5、重复S3-S4步骤，若此施工路段完成换枕作业则执行步骤S6；若所述下层输送带(25)上已堆满旧轨枕则执行S7；

S6、向牵引车(3)发出指令，牵引车(3)前进本组轨枕的距离，继续执行S5步骤，直至完成整个施工路段的换枕作业；

S7、将轨枕更换车上的旧轨枕反向运输至轨枕传送车(1)上统一回收，轨枕传送车1通过吊装运输车14将旧枕卸下后，再执行S1、S2以及S5步骤。

8.根据权利要求7所述的组合式轨枕更换机组的作业方法，其特征在于，所述S3步骤中移动换枕小车(28)进行旧轨枕(45)的取出以及新轨枕(46)的安装，具体为：工作人员位于操作室(41)内操纵完成换枕作业，操纵气动扳手(43)松开轨枕扣件，操纵抓臂(42)，调整一定角度，使其刮板接触道砟，用抓臂(42)的刮板将轨枕盒中的道砟向后方刮、拢，直到形成一个可以用于取出轨枕的深坑，操纵抓臂(42)旋转一定角度，使抓臂(42)中线正对旧轨枕(45)中线，通过液压装置调整抓臂(42)垂向移动，使抓臂(42)的抓手夹紧所需更换的旧轨枕(45)，操纵抓臂(42)抓手的摆动角度，使旧轨枕(45)左右挪移并旋转，使旧轨枕(45)垂向不与钢轨干涉，提升旧轨枕(45)并放置于升降平板输送带(44)前端；调整抓臂(42)抓手，使抓手抓紧升降平板输送带(44)上的新轨枕(46)，抓手旋转调整一定角度，使新轨枕(46)与钢轨不发生垂向干涉，并将新枕(46)放入抓臂刮板刮出的深坑中，然后将新轨枕(46)旋正，人工操作气动扳手(43)为新轨枕(46)安装扣件。

9.根据权利要求7所述的组合式轨枕更换机组的作业方法，其特征在于，所述S2步骤中，在将新轨枕(46)从轨枕传送车(1)运输至轨枕更换车(2)上时，所述轨枕运送小车(26)通过升降机构内部的托举平台移动至上层输送带(24)或下层输送带(25)与所述传递输送带(11)之间，充当上层输送带(24)或下层输送带(25)与所述传递输送带(11)之间的过渡连接段，所述轨枕运送小车(26)在下层输送带(25)完成新轨枕(46)的运输后停留在下层输送带(25)处等待下一步指令。

10.根据权利要求7所述的组合式轨枕更换机组的作业方法，其特征在于，所述S2步骤中，需要对多节轨枕更换车(2)上运输新轨枕时，只需调整所有轨枕更换车(2)前端轨枕运送小车(26)及后端折叠升降输送带(27)分别与上层输送带(24)或下层输送带(25)对齐，形成连接轨枕传送车(1)到最后一节轨枕更换车(2)的完整轨枕输送带，全部对齐上层输送带(24)或下层输送带(25)后开启输送带将新轨枕逐根向后推送，装满最后一节轨枕更换车(2)后将最后一节轨枕更换车(2)上层输送带(24)停止，逐节装满后停止输送带，直至第一节轨枕更换车(2)装满。

11.根据权利要求7所述的组合式轨枕更换机组的作业方法，其特征在于，所述S1步骤中，也可将轨枕传送车(1)开到轨枕堆放的货场，通过吊装运输车(14)将货场的轨枕吊装至传递输送带(11)上。

12.根据权利要求7所述的组合式轨枕更换机组的作业方法，其特征在于，车辆运行时折叠升降输送带(27)折叠收回。

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