CN211947740U - 一种新型钢轨侧向动态在线定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型钢轨侧向动态在线定位装置，包括支撑座（1）和气缸（11），该支撑座连接在铣磨装置上，该支撑座上安装有水平移动导轨（2）、气缸支座（9）和长度计支座（7），水平移动导轨（2）安装有滑动座（3），所述滑动座（3）上装有气缸连接座（10）、长度计连接块（6）、检测杆（4），该检测杆的末端固定有接触机构（5），所述接触机构上设有接触滚轮（12）。本实用新型的在线定位装置通过将检测杆的末端与钢轨接触的磨耗块改为滚轮接触的方式，解决了现有铣磨装置侧向动态在线定位装置在作业速度高、轨缝及错牙使检测杆震动引起定位不精确的问题，减少配件更换工作量，能适应更高的作业速度。

Description

一种新型钢轨侧向动态在线定位装置

技术领域

本实用新型涉及铁路养护机械设计与制造技术领域，具体而言，涉及一种新型钢轨侧向动态在线定位装置。

背景技术

应用钢轨铣磨车在工作运行中对钢轨进行在线铣磨作业，可消除波磨、裂纹、肥边和剥落等钢轨病害，有效延长钢轨使用寿命。作为钢轨铣磨车的核心部件，铣磨单元在作业过程中需要准确定位在钢轨上，实时精确跟随钢轨移动，因此钢轨铣磨车的铣磨单元需要配备一种侧向动态在线定位装置。

现有的铣磨单元所配备的侧向动态在线定位装置，采用磨耗块作为接触部件压在钢轨侧面滑行，选用电涡流式传感器作为横向位移量测量传感器，用弹簧机构驱动检测杆的末端使其紧贴钢轨内侧。随着作业速度的提高，滑板接触式会产生震动，磨损加剧，对铣磨装置的作业稳定性产生极大的影响。在实际作业中，电涡流式传感器的测量范围小、测量精度低，一方面，钢轨存在的轨缝及错牙会使检测杆瞬间移动距离超过电涡流式传感器的测量范围，引起铣磨单元频繁紧急提升，另一方面，因铣磨单元的横向位移量与电涡流式传感器的测量值关联，使铣磨单元横向跟随容易产生误差，直接影响作业后钢轨的横向轮廓精度。以上问题都会使铣磨单元的可靠性及作业精度大大降低。

例如公布号为CN 209227311 U的中国实用新型专利，其公开了一种铣单元定位装置，包括移动架，所述移动架的顶部前侧从左到右依次固定安装有后Z向定位系统、侧向定位系统和前Z向定位系统，所述移动架的顶部中部位置安装有铣刀盘，所述移动架的顶部右侧前端安装有定位靴，所述移动架的后侧壁通过螺栓固定安装有电机，所述移动架的右端通过Z向导轨和滑块与第一背板连接所述电机上的转轴与第一背板的后侧壁连接，该种铣单元定位装置，设计合理，是一种新型钢轨在线整修设备，使用仿形铣刀对钢轨进行动态铣削，具有作业控制精确，效率高等优点，而且降低了环境的污染程度，提高了工人工作环境。但该定位装置对钢轨接缝、错牙、肥边等恶劣工况无法进行检测，导致最终无法进行铣磨。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述技术缺陷，本实用新型提供一种新型钢轨侧向动态在线定位装置，该定位装置在下降、作业跟随及提升过程中，能够克服钢轨接缝、错牙、肥边等恶劣工况，以满足铣磨单元作业的技术要求；另外，并考虑钢轨铣磨设备作业速度提高的情况，拓展钢轨侧向动态在线定位方法，提出对于侧向动态在线定位的装置布局。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

本实用新型涉及一种新型钢轨侧向动态在线定位装置，包括支撑座和气缸，该支撑座连接在铣磨装置上，该支撑座上安装有水平移动导轨、气缸支座和长度计支座，水平移动导轨安装有滑动座，所述滑动座上装有气缸连接座、长度计连接块、检测杆，该检测杆的末端固定有接触机构，所述接触机构上设有两个接触滚轮。本实用新型的在线定位装置通过将检测杆的末端与钢轨接触的磨耗块改为滚轮接触的方式，解决了现有铣磨装置侧向动态在线定位装置在作业速度高、轨缝及错牙使检测杆震动引起定位不精确的问题，减少配件更换工作量，能适应更高的作业速度。

在一接触机构上安装两个接触滚轮，接触机构不能转动，只能在平行于刚轨横截面并接近水平面的方向上移动，能更好地通过钢轨接缝及钢轨错牙，减小震动，提高铣磨单元的作业稳定性。

优选的是，所述长度计支座上设有长度计，长度计通过长度计支座及长度计连接块将支撑座与滑动座连接。用精度高的长度计替代电涡流式传感器，大大提高了铣磨单元的可靠性及作业精度。

在上述任一方案中优选的是，所述长度计上设有测量杆，所述测量杆随检测杆做横向直线运动，进一步实时测量接触滚轮随钢轨内侧滑行的位移值，并通过数据线传输至数控系统，指示铣磨单元进行横向移动。

在上述任一方案中优选的是，所述气缸通过气缸支座及气缸连接座将支撑座与滑动座连接。

在上述任一方案中优选的是，所述滑动座与气缸、长度计的动端连接，气缸及长度计位于滑动座的两侧。

在上述任一方案中优选的是，所述检测杆的纵剖面为折弯板和筋板。

在上述任一方案中优选的是，所述气缸通过风管连接至气动电磁阀，并通过气动电磁阀换向控制气缸动作，进一步驱动检测杆移动，能避开钢轨肥边。

在上述任一方案中优选的是，所述气缸包括大腔体和小腔体，所述大腔体与小腔体内均装有压缩弹簧，所述小腔体内压缩弹簧的弹簧力小于大腔体的驱动力。增加了弹簧及气缸加力装置，能使定位装置可靠地接触在钢轨上，提高铣磨单元的作业精度；增加了气缸及控制阀，解决了初次定位及提升时无法让开钢轨肥边的作业工况，提高铣磨单元的作业可靠性。

在上述任一方案中优选的是，所述水平移动导轨选用直线导轨或直线轴承，提高了动作灵敏度及精度。

本实用新型的新型钢轨侧向动态在线定位装置的工作原理为：

1、当铣磨单元准备定位时，气动电磁阀得电，气缸活塞杆伸出并向内拉检测杆，弹簧压缩，接触装置远离钢轨内侧肥边，铣磨装置装置下降并压在钢轨顶面，力传感器检测到压力值正常后，气缸活塞杆缩回并向外推检测杆，气缸小腔弹簧复位，接触滚轮紧贴钢轨内侧，此时数控系统采集长度计的测量值，指示铣磨单元向相应的方向横向移动，直到长度计的测量值在设定的窗口值内，完成准确定位。

2、当铣磨单元在快速滑行中，接触滚轮紧贴钢轨内侧，随着线路几何参数的变化，数控系统实时采集长度计的测量值，若该测量值超出定位装置在标准直线线路上进行标定的接触快与铣磨单元之间的相对位移值，即窗口值，数控系统指示铣磨单元向相应的方向横向移动，直到长度计的测量值回到窗口值内，实现实时精确跟随钢轨滑行。

3、当铣磨单元在快速滑行中，若接触滚轮遇到严重的钢轨接头病害或其他异常时，长度计的测量值超程，数控系统认为接收到报警信号，气缸活塞杆伸出并向内拉检测杆，弹簧压缩，接触块远离钢轨内侧肥边，铣磨单元紧急提升，完成异常工况的处置。

本实用新型另一方面提供一种适用于钢轨在线铣磨作业的定位及避险方法，其包括下列步骤：

a.铣磨单元准备定位，此时控制系统控制气缸的活塞杆伸出并向内侧拉检测杆，接触滚轮远离钢轨内侧的肥边，待铣磨装置下降并压在钢轨顶面，力传感器检测到压力值正常后，控制系统控制气缸的活塞杆缩回并向外推检测杆，弹簧复位，接触滚轮紧贴钢轨内侧，此时数控系统采集长度计的测量值，指示铣磨单元向相应的方向横向移动，直到长度计的测量值在设定的窗口值内，完成准确定位；

b.当铣磨单元在快速滑行中，接触滚轮紧贴钢轨内侧，随着线路几何参数的变化，气缸活塞杆伸出，接触块远离钢轨内侧的肥边，适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置下降并压在钢轨顶面，力传感器检测到压力值正常后，控制系统控制气缸的活塞杆缩回并向外推检测杆，弹簧复位，接触块紧贴钢轨内侧，此时数控系统采集长度计的测量值，指示铣磨单元向相应的方向横向移动，直到长度计的测量值在设定的窗口值内，完成准确定位；

c.当铣磨单元在快速滑行中，若接触滚轮遇到严重的钢轨接头病害或其他异常时，长度计在接触块带动检测杆的活动过程中接收到位移信号，长度计超程传递信号至数控系统，数控系统认为接收到报警信号，气缸的活塞杆伸出并向内拉检测杆，弹簧压缩，接触滚轮远离钢轨内侧肥边，铣磨单元紧急提升，完成异常工况的处置。

d.根据钢轨情况依次执行步骤a、b或依次执行步骤a、c或依次执行步骤a、b、c。

附图说明

图1为按照本实用新型的新型钢轨侧向动态在线定位装置主视图；

图2为按照本实用新型的新型钢轨侧向动态在线定位装置的图1所示优选实施例的顶部结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的一种新型钢轨侧向动态在线定位装置的具体实施方式作进一步的说明。

首先参阅图1、图2所示，本实用新型中的新型钢轨侧向动态在线定位装置，包括支撑座1和气缸11，该支撑座连接在铣磨装置上，该支撑座上安装有水平移动导轨2、气缸支座9和长度计支座7，水平移动导轨2安装有滑动座3，所述滑动座3上装有气缸连接座10、长度计连接块6、检测杆4，该检测杆的末端固定有接触机构5，所述接触机构上设有两个接触滚轮12。本实用新型的在线定位装置通过将检测杆的末端与钢轨接触的磨耗块改为滚轮接触的方式，解决了现有铣磨装置侧向动态在线定位装置在作业速度高、轨缝及错牙使检测杆震动引起定位不精确的问题，减少配件更换工作量，能适应更高的作业速度。

在一接触机构5上安装两个接触滚轮12，接触机构不能转动，只能在平行于刚轨横截面并接近水平面的方向上移动，能更好地通过钢轨接缝及钢轨错牙，减小震动，提高铣磨单元的作业稳定性。

在本实施例中，所述长度计支座7上设有长度计8，长度计8通过长度计支座7及长度计连接块6将支撑座1与滑动座3连接。用精度高的长度计替代电涡流式传感器，大大提高了铣磨单元的可靠性及作业精度。

在本实施例中，所述长度计8上设有测量杆，所述测量杆随检测杆4做横向直线运动，进一步实时测量接触滚轮12随钢轨内侧滑行的位移值，并通过数据线传输至数控系统，指示铣磨单元进行横向移动。

在本实施例中，所述气缸11通过气缸支座9及气缸连接座10将支撑座1与滑动座3连接（见图2所示）。

在本实施例中，所述滑动座3与气缸11、长度计8的动端连接，气缸11及长度计8位于滑动座3的两侧。

在本实施例中，所述检测杆4的纵剖面为折弯板和筋板。

在上述任一方案中优选的是，所述气缸11通过风管连接至气动电磁阀，并通过气动电磁阀换向控制气缸动作，进一步驱动检测杆4移动，能避开钢轨肥边。气缸11可以用油缸替代。

在本实施例中，所述气缸11包括大腔体和小腔体，所述大腔体与小腔体内均装有压缩弹簧，所述小腔体内压缩弹簧的弹簧力小于大腔体的驱动力。增加了弹簧及气缸加力装置，能使定位装置可靠地接触在钢轨上，提高铣磨单元的作业精度；增加了气缸及控制阀，解决了初次定位及提升时无法让开钢轨肥边的作业工况，提高铣磨单元的作业可靠性。

在本实施例中，所述水平移动导轨2选用直线导轨或直线轴承，提高了动作灵敏度及精度。

采用本实用新型的新型钢轨侧向动态在线定位装置具有以下优点：

（1）采用长度计作为横向跟随位移量测量传感器，长度计的测量范围大、测量精度高，其响应的超程报警距离可达25mm，显著提高了容错距离，同时将长度计的位移测量值与数控系统设置的窗口值进行比较，达到提高铣磨单元定位精度和实时精确跟随钢轨滑行的目的。

（2）采用气缸驱动接触滚轮的移动，使其横向移动距离大于10mm，并通过程序连锁，在任何条件下，当铣磨单元下降或提升时，气缸都会将接触滚轮驱动离开钢轨内侧面，避免在有肥边的钢轨位置处下降或提升时刮伤接触滚轮，进一步破坏检测杆。

（3）采用外形尺寸合理的轴承作为横向跟随接触滚轮，铣磨作业中紧贴钢轨内侧，提高铣磨单元在钢轨最大接缝和错牙处的通过性，减小了震动。

本领域技术人员不难理解，本实用新型的一种新型钢轨侧向动态在线定位装置包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了是使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本实用新型的范围已经不言自明。

Claims (9)

1.一种新型钢轨侧向动态在线定位装置，包括支撑座（1）和气缸（11），该支撑座连接在铣磨装置上，该支撑座上安装有水平移动导轨（2）、气缸支座（9）和长度计支座（7），水平移动导轨（2）安装有滑动座（3），其特征在于：滑动座（3）上装有气缸连接座（10）、长度计连接块（6）、检测杆（4），该检测杆的末端固定有接触机构（5），所述接触机构上设有两个接触滚轮（12）。

2.如权利要求1所述的新型钢轨侧向动态在线定位装置,其特征在于：长度计支座（7）上设有长度计（8），长度计（8）通过长度计支座（7）及长度计连接块（6）将支撑座（1）与滑动座（3）连接。

3.如权利要求2所述的新型钢轨侧向动态在线定位装置,其特征在于：长度计（8）上设有测量杆，所述测量杆随检测杆（4）做横向直线运动。

4.如权利要求1所述的新型钢轨侧向动态在线定位装置,其特征在于：气缸（11）通过气缸支座（9）及气缸连接座（10）将支撑座（1）与滑动座（3）连接。

5.如权利要求1或4所述的新型钢轨侧向动态在线定位装置,其特征在于：滑动座（3）与气缸（11）、长度计（8）的动端连接，气缸（11）及长度计（8）位于滑动座（3）的两侧。

6.如权利要求1所述的新型钢轨侧向动态在线定位装置，其特征在于：检测杆（4）的纵剖面为折弯板和筋板。

7.如权利要求1或4所述新型钢轨侧向动态在线定位装置，其特征在于：气缸（11）通过风管连接至气动电磁阀，并通过气动电磁阀换向控制气缸动作，进一步驱动检测杆（4）移动。

8.如权利要求1或4所述新型钢轨侧向动态在线定位装置，其特征在于：气缸（11）包括大腔体和小腔体，所述大腔体与小腔体内均装有压缩弹簧，所述小腔体内压缩弹簧的弹簧力小于大腔体的驱动力。

9.如权利要求1所述的新型钢轨侧向动态在线定位装置，其特征在于：水平移动导轨（2）选用直线导轨或直线轴承。

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