CN212426580U - 一种新型的钢轨在线动态拉削设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型的钢轨在线动态拉削设备，包括1套或多套组合在一起的拉削装置，可用2至n套铣装置（X2至Xn）进行在线拉削，例如2套拉削小车、4套、8套等组合方式，该拉削装置包括小车总成（1）和大车，所述小车总成（1）包括两套轨距支承机构（12）连接的两套左右对称的两套小车支架（11）；小车支架（11）上装有小车车轮（13）及与大车（A）连接的机构，所述与大车（A）连接的机构有相对升降机构（B）、锁定机构、X向连接机构（C）。采用本实用新型的拉削设备修整后的钢轨廓形达到轮轨接触光带的要求，减少轮轨之间的蠕滑，提高列车运行平稳性，减轻钢轨及车轮的损伤，延长使用寿命，同时改善了钢轨受力。

Description

一种新型的钢轨在线动态拉削设备

技术领域

本实用新型涉及铁路机械设计及制造技术领域，具体而言，涉及一种新型的钢轨在线动态拉削设备。

背景技术

众所周知，由于铁路网的轨道被频繁驶过，铺设在那里的铁轨遭受有规律的磨损。这样，铁道车辆的轮子在其上加载并滚动的铁轨的滚动面承受冲击负荷和压力负荷，这些负荷导致构成波纹、构成纹痕和产生伸到材料深处的发状裂纹。如果这样的磨损不被处理而继续发展下去，则存在铁轨断裂的危险，这伴随着对随后驶过该轨道区段的铁道车辆的相应的事故危险，这些铁道车辆在这样的位置上例如可能会脱轨。这特别是针对那些行驶现代的高速列车的轨道区段。防止这样的危险以及对铁轨磨损进行及时处理的已知措施是对铺设在轨道中的钢轨进行整形、维护、维修。

目前公知的钢轨整形、维护、维修设备有钢轨铣磨车、常规打磨车、快速打磨车。钢轨铣磨车在钢轨损伤较严重时，不论在廓形修整还是钢轨维修方面，作业效率很高，但在曲线及超高线路，为减少轮轨之间的蠕滑，减轻钢轨及车轮的损伤，延长使用寿命，同时改善钢轨受力，就要使内轨车轮小半径踏面与钢轨接触，外轨车轮大半径踏面与钢轨接触。而现有的钢轨铣磨车加工廓形是固定的，在曲线段无法加工出所需廓形来适应轮轨接触面的变化。

常规打磨车在钢轨廓形整形方面有极强的适应能力，可以根据设计的廓形进行钢轨整形及维护，但在钢轨损伤较严重时作业效率低，环境污染大，多用于预防性打磨、轻伤维护、廓形修整。常规打磨车在钢轨廓形整形方面有一定的适应能力，模式较少。

例如授权公告号为CN 105625122 B的中国发明专利，其公开了一种钢轨廓形整修单元，其包括至少一套铣装置，该铣装置实现左、右钢轨在线动态整形；该铣装置包括支撑基体Ⅰ，该支撑基体Ⅰ上装有第一Y向导轨和第二Y向导轨，在第一Y向导轨的基板Ⅰ上装有第一Z 向导轨，在第二Y向导轨的基板Ⅱ上装有第二Z向导轨。以及一种铁路钢轨廓形整修设备，其包括至少两节车架，设两节车架称作后车架和前车架，所述前车架后端的作业驱动转向架前方装有至少一套磨装置，该铣装置主体装有铣盘，所述铣盘的直径不小于600mm。本实用新型所提供的铁路钢轨廓形整修设备在前车架上布置一套600mm直径铣盘，合理布局各动力系统及控制单元。但是该钢轨廓形整修单元仅仅是对钢轨的廓形进行整修，对于钢轨损伤较严重时作业效率低，环境污染较大。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种新型的钢轨在线动态拉削设备，通过“组合”单元式模式，至少包括一套拉削装置(可实现左、右钢轨在线动态整形)，根据作业效率及作业需求，可用2至n套铣装置(X2至Xn)进行在线拉削，修整后的钢轨廓形达到轮轨接触光带的要求，减少轮轨之间的蠕滑，提高列车运行平稳性，减轻钢轨及车轮的损伤，延长使用寿命，同时改善钢轨受力。

本实用新型的钢轨在线动态拉削设备能够应用在零部件的涂油、除锈和拧螺母等场合中，在不同的场合中只需要将不同的工作机构固定在传动软轴上即可实现不同的工作。

为了实现上述设计目的，本实用新型采用的方案如下：

本实用新型提供一种新型的钢轨在线动态拉削设备，包括1套或多套组合在一起的拉削装置，(可实现左、右钢轨在线动态整形)，根据作业效率及作业需求，可用2至n套铣装置(X2至Xn)进行在线拉削，例如2套拉削小车、4套、8套等组合方式，该拉削装置包括小车总成和大车，所述小车总成1包括两套轨距支承机构连接的两套左右对称的两套小车支架；小车支架上装有小车车轮及与大车A连接的机构，小车车轮在跟随大车行走的同时在轨距支承的作用下与钢轨的相对位置变化小，所述与大车A连接的机构有相对升降机构B、锁定机构、 X向连接机构C，X向连接机构C有测力功能，可相对于大车进行Y1及Z1 方向的移动，拉刀在车轮13在跟随大车行走的同时在轨距支承的作用下与钢轨的相对位置变化小，控制容易，易于提高作业速度。

优选的是，所述小车支架上还装有Y向移动底座，Y向移动底座上装有Y向移动导轨。

在上述任一方案中优选的是，所述Y向移动导轨上装有Y向溜板，在Y向溜板上装有Z向升降控制机构及Z向导轨，在Z向导轨上装有A向旋转箱体。

本实用新型的拉削设备通过Y导轨、Y向驱动装置、Z向升降控制机构、Z导轨、Z向可实现拉削装置整形钢轨廓形时的Y向、Z向位移； Z向升降控制机构具有控制拉刀与钢轨垂直接触力的作用。

在上述任一方案中优选的是，所述A向旋转箱体装有旋转驱动机构，绕X向旋转，可使修整后的钢轨廓形与标准廓形旋转一个角度，满足更好的轮轨接触面，并使钢轨受力更好；旋转驱动机构通过连接件与拉刀架连接。

在上述任一方案中优选的是，所述A向旋转箱体的顶部设有间隙消除机构，该间隙消除机构使A向旋转更精确。

在上述任一方案中优选的是，所述拉刀架上装有吸屑机构、后Z 向测量机构、强制风冷装置、拉刀、前Z向测量机构和Z向进给导轨。

本实用新型拉削设备的后Z向测量机构、前Z向测量机构、压力鞋总成、Y向跟随测量机构与钢轨的接触方式在低速时用滑块也可用滚轮，高速时由于滑块摩擦产生大量的热，而且震动大，需用滚轮。

强制风冷装置是用清洁干燥的高压冷空气直接喷到切削区域对钢轨及拉刀进行冷却，冷风温度不对钢轨及拉刀产生影响，不污染环境。

在上述任一方案中优选的是，所述吸屑机构为真空放大器，对铁屑进行收集。

在上述任一方案中优选的是，所述拉刀选用超高硬度高强度材料制作；拉刀上设有断削机构，拉刀的前角为8-12度，后角为5-12度，斜切角为8-12度，可按所需廓形进行制作。

在上述任一方案中优选的是，所述Z向进给导轨上装有Z向进给机构6。

在上述任一方案中优选的是，所述Z向进给机构上装有Z向进给驱动机构、压力鞋总成和Y向跟随测量机构。

通过Y向跟随测量机构并结合A向旋装的角度，适时调整Y向跟随测量机构，保证拉刀与钢轨的Y向相对位置变化在精度范围内；通过读取后Z向测量机构及前Z向测量机构的值，控制Z向进给驱动机构，可控制拉削深度；压力鞋总成不仅能起到支撑作用，拉削作业后还能消除钢轨一定程度上的短波磨耗，小车总成一侧的小车车轮不仅能起到支撑作用，拉削作业后还能消除钢轨一定程度上的长波磨耗。

在上述任一方案中优选的是，所述后Z向测量机构和前Z向测量机构55与钢轨的接触方式为滚轮接触。

在上述任一方案中优选的是，所述压力鞋总成和Y向跟随测量机构与钢轨的接触方式为滚轮接触。

本实用新型的新型的钢轨在线动态拉削设备具有以下优点：

1、本实用新型的设备通过用拉刀对钢轨进行拉削的方式对钢轨进行廓形整修的方式进行钢轨维修。

2、该拉削设备具有由两套轨距支承机构连接的两套左右对称的两套小车支架构成，小车支架上装有车轮及与大车连接的装置，由于轴距变短且有轨距支撑机构，作业时定位更精准，更容易控制，小车一侧的支撑车轮不仅能起到支撑作用，拉削作业后能消除钢轨一定程度上的长波磨耗。

3、连接机构有测力功能，可检测拉削力，为拉削作业控制做参考并使设备安全工作；作业时可相对于大车进行Y向及Z方向的移动。

4、设置A向旋转机构，拉削作业时可将拉刀以作业方向为轴线进行旋转，同时装置横向移动，修整后的钢轨廓形很容易达到轮轨接触光带的要求。

5、通过读取后Z向测量机构及前Z向测量机构的值，控制Z向进给驱动机构，可控制拉削深度；拉削时，实时监测大车走行速度反馈给拉削控制单元；拉刀通过定位装置动态定位在钢轨上，动态实现对钢轨廓形的拉削作业，在拉削过程中，拉削控制单元对拉削设备的位置、拉削力进行实时控制，使设备安全工作；

6、Z向升降控制机构具有控制拉刀与钢轨垂直接触力的作用；通过读取后Z向测量机构及前Z向测量机构的值，控制Z向进给驱动机构，可控制拉削深度；

7、压力鞋总成不仅能起到支撑作用，拉削作业后能消除钢轨一定程度上的短波磨耗，小车一侧的支撑车轮不仅能起到支撑作用，拉削作业后能消除钢轨一定程度上的长波磨耗。

8、后Z向测量机构、前Z向测量机构、压力鞋总成、Y向跟随测量机构与钢轨的接触方式，为滚轮接触，不同于传统的滑块接触，滑块接触高速时由于滑块摩擦产生大量的热且震动大。

9、拉刀用超高硬度高强度材料制作，有断削装置，拉刀的前角 8-12度，后角5-12度，斜切角8-12度，可按所需廓形进行制作。

10、强制风冷装置是用清洁干燥的高压冷空气直接喷到切削区域对钢轨及拉刀进行冷却，冷风温度不对钢轨及拉刀产生影响，不污染环境。

11、吸屑装置用真空放大器的原理进行铁屑收集，占用空间小。

附图说明

图1为按照本实用新型的新型的钢轨在线动态拉削设备的结构示意图。

图2为按照本实用新型的新型的钢轨在线动态拉削设备的一优选实施例与大车连接的结构简图。

图3为按照本实用新型的新型的钢轨在线动态拉削设备在直线段钢轨廓形修整的示例图。

图4为按照本实用新型的新型的钢轨在线动态拉削设备在曲线段钢轨内轨廓形修整后的示例图。

图5为按照本实用新型的新型的钢轨在线动态拉削设备在曲线段钢轨外轨廓形修整后的示例图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的实施例。

如图1所示，按照本实用新型的新型的钢轨在线动态拉削设备的结构示意图。本实用新型的新型的钢轨在线动态拉削设备，包括1套或多套组合在一起的拉削装置，(可实现左、右钢轨在线动态整形)，根据作业效率及作业需求，可用2至n套铣装置(X2至Xn)进行在线拉削，例如2套拉削小车、4套、8套等组合方式，该拉削装置包括小车总成1和大车，所述小车总成1包括两套轨距支承机构12连接的两套左右对称的两套小车支架11；小车支架11上装有小车车轮13及与大车A 连接的机构，小车车轮13在跟随大车行走的同时在轨距支承的作用下与钢轨的相对位置变化小，所述与大车A连接的机构有相对升降机构B、锁定机构、X向连接机构C(见图2所示)，X向连接机构C有测力功能，可相对于大车进行Y1及Z1方向的移动，拉刀在车轮13在跟随大车行走的同时在轨距支承的作用下与钢轨的相对位置变化小，控制容易，易于提高作业速度。

在本实施例中，所述小车支架11上还装有Y向移动底座2，Y向移动底座2上装有Y向移动导轨21。移动导轨可以根据使用场合的具体情况，可使用直线轴承替代。

在本实施例中，所述Y向移动导轨21上装有Y向溜板3，在Y向溜板 3上装有Z向升降控制机构31及Z向导轨32，在Z向导轨32上装有A向旋转箱体4。

本实用新型的拉削设备通过Y导轨21、Y向驱动装置22、Z向升降控制机构31、Z导轨32、Z向可实现拉削装置整形钢轨廓形时的Y向、Z 向位移；Z向升降控制机构31具有控制拉刀与钢轨垂直接触力的作用。

在本实施例中，所述A向旋转箱体4装有旋转驱动机构41，绕X 向旋转，可使修整后的钢轨廓形与标准廓形旋转一个角度，满足更好的轮轨接触面，并使钢轨受力更好；旋转驱动机构41通过连接件42 与拉刀架5连接。

在本实施例中，所述A向旋转箱体4的顶部设有间隙消除机构 43，该间隙消除机构使A向旋转更精确。

在本实施例中，所述拉刀架5上装有吸屑机构51、后Z向测量机构52、强制风冷装置53、拉刀54、前Z向测量机构55和Z向进给导轨56。

本实用新型拉削设备的后Z向测量机构52、前Z向测量机构55、压力鞋总成62、Y向跟随测量机构63与钢轨的接触方式在低速时用滑块也可用滚轮，高速时由于滑块摩擦产生大量的热，而且震动大，需用滚轮。

强制风冷装置53是用清洁干燥的高压冷空气直接喷到切削区域对钢轨及拉刀进行冷却，冷风温度不对钢轨及拉刀产生影响，不污染环境。

在本实施例中，所述吸屑机构51为真空放大器，对铁屑进行收集。

在本实施例中，所述拉刀54选用超高硬度高强度材料制作；拉刀54上设有断削机构，拉刀的前角为8-12度，后角为5-12度，斜切角为8-12度，可按所需廓形进行制作。

在本实施例中，所述Z向进给导轨56上装有Z向进给机构6。

在本实施例中，所述Z向进给机构6上装有Z向进给驱动机构61、压力鞋总成62和Y向跟随测量机构63。

通过Y向跟随测量机构63并结合A向旋装的角度，适时调整Y 向跟随测量机构63，保证拉刀与钢轨的Y向相对位置变化在精度范围内；通过读取后Z向测量机构52及前Z向测量机构55的值，控制 Z向进给驱动机构61，可控制拉削深度；压力鞋总成62不仅能起到支撑作用，拉削作业后还能消除钢轨一定程度上的短波磨耗，小车总成1一侧的小车车轮13不仅能起到支撑作用，拉削作业后还能消除钢轨一定程度上的长波磨耗。

在本实施例中，所述后Z向测量机构52和前Z向测量机构55与钢轨的接触方式为滚轮接触。

在本实施例中，所述压力鞋总成62和Y向跟随测量机构63与钢轨的接触方式为滚轮接触。

如图2所示，按照本实用新型的新型的钢轨在线动态拉削设备的一优选实施例与大车连接的结构简图。

A为大车，B为升降机构，C为X向连接机构，D为小车，E为作业方向，F为小车相对大车Z向移动方向及锁定，G为拉削设备相对小车Z 向移动方向及锁定，H为相对拉削设备Z向移动方向及锁定。

与大车连接的小车车轮13在跟随大车行走的同时在轨距支承的作用下与钢轨的相对位置变化小，与大车连接的装置有相对升降机构，锁定机构，X向连接机构，连接机构有测力功能，可检测拉削力，为拉削作业控制做参考并使设备安全工作，小车与大车连接的装置有相对升降机构B，锁定机构，X向连接机构C，X向连接机构C有测力功能；可相对于大车进行Y1及Z1方向的移动，拉削设备在车轮13在跟随大车行走的同时在轨距支承的作用下与钢轨的相对位置变化小，控制容易，易于提高作业速度。

当要对轨面进行拉削作业时，小车放下，大车处于作业位保证作业时走行架与车架之间处于刚性，并给小车一定的作业压力，使小车车轮能与钢轨良好接触，大车上的速度测量装置处于作业位，实时监测走行速度反馈给拉削控制单元；拉刀通过定位装置动态定位在钢轨上，动态实现对钢轨廓形的拉削作业，在拉削过程中，拉削控制单元对拉削设备的位置、拉削力进行实时控制，使设备安全工作；同时吸屑装置51处于运行位，将拉削作业产生的铁屑通过“文丘里”原理收集至大车上的铁屑仓，强制风冷装置53处于运行位，用清洁干燥的高压冷空气直接喷到切削区域对钢轨及拉刀进行冷却，冷风温度不对钢轨及拉刀产生影响。

当要高速走行时，小车及拉削设备收起并安全锁定，大车处于高速走行位，自行速度达到100kM/h，将作业车撤离铁路“封锁天窗”。

如图3-图5所示，按照本实用新型的钢轨在线动态拉削设备在直线段钢轨廓形修整的示例图。

1-1为钢轨内侧，2-1为标准廓形，3-1为加工后廓形，4-1为加工区域，5-1为加工前轮轨接触面，6-1为加工后轮轨接触面。

图3示意：拉削设备将钢轨损伤层拉削去除后，恢复轮轨接触面。

图4示意：拉削设备将钢轨损伤层拉削去除后，恢复轮轨接触面的同时，使钢轨廓形内转一定的角度，使轮轨接触面外移，车轮小半径踏面与钢轨接触。

图5示意：拉削设备将钢轨损伤层拉削去除后，恢复轮轨接触面的同时，使钢轨廓形外转一定的角度，使轮轨接触面内移，车轮大半径踏面与钢轨接触。

在曲线及超高线路，通过图4及图5的钢轨廓形修整方法，可减少轮轨之间的蠕滑，从而减轻钢轨及车轮的损伤，延长使用寿命,同时改善钢轨受力，拉刀廓形可以按廓形设计要求订制。

本领域技术人员不难理解，本实用新型的钢轨在线动态拉削设备包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，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 (12)

1.一种新型的钢轨在线动态拉削设备，包括1套或多套组合在一起的拉削装置，(可实现左、右钢轨在线动态整形)，根据作业效率及作业需求，可用2至n套铣装置(X2至Xn)进行在线拉削，例如2套拉削小车、4套、8套等组合方式，该拉削装置包括小车总成(1)和大车，其特征在于：小车总成(1)包括两套轨距支承机构(12)连接的两套左右对称的两套小车支架(11)；小车支架(11)上装有小车车轮(13)及与大车(A)连接的机构，小车车轮(13)在跟随大车行走的同时在轨距支承的作用下与钢轨的相对位置变化小，所述与大车(A)连接的机构有相对升降机构(B)、锁定机构、X向连接机构(C)。

2.如权利要求1所述的新型的钢轨在线动态拉削设备，其特征在于：小车支架(11)上还装有Y向移动底座(2)，Y向移动底座(2)上装有Y向移动导轨(21)。

3.如权利要求2所述的新型的钢轨在线动态拉削设备，其特征在于：Y向移动导轨(21)上装有Y向溜板(3)，在Y向溜板(3)上装有Z向升降控制机构(31)及Z向导轨(32)，在Z向导轨(32)上装有A向旋转箱体(4)。

4.如权利要求3所述的新型的钢轨在线动态拉削设备，其特征在于：A向旋转箱体(4)装有旋转驱动机构(41)，绕X向旋转，可使修整后的钢轨廓形与标准廓形旋转一个角度，满足更好的轮轨接触面，并使钢轨受力更好；旋转驱动机构(41)通过连接件(42)与拉刀架(5)连接。

5.如权利要求3或4所述的新型的钢轨在线动态拉削设备，其特征在于：A向旋转箱体(4)的顶部设有间隙消除机构(43)，该间隙消除机构使A向旋转更精确。

6.如权利要求4所述的新型的钢轨在线动态拉削设备，其特征在于：拉刀架(5)上装有吸屑机构(51)、后Z向测量机构(52)、强制风冷装置(53)、拉刀(54)、前Z向测量机构(55)和Z向进给导轨(56)。

7.如权利要求6所述的新型的钢轨在线动态拉削设备，其特征在于：吸屑机构(51)为真空放大器，对铁屑进行收集。

8.如权利要求6所述的新型的钢轨在线动态拉削设备，其特征在于：拉刀(54)选用超高硬度高强度材料制作；拉刀(54)上设有断削机构，拉刀的前角为8-12度，后角为5-12度，斜切角为8-12度，可按所需廓形进行制作。

9.如权利要求6所述的新型的钢轨在线动态拉削设备，其特征在于：Z向进给导轨(56)上装有Z向进给机构(6)。

10.如权利要求9所述的新型的钢轨在线动态拉削设备，其特征在于：Z向进给机构(6)上装有Z向进给驱动机构(61)、压力鞋总成(62)和Y向跟随测量机构(63)。

11.如权利要求6所述的新型的钢轨在线动态拉削设备，其特征在于：后Z向测量机构(52)和前Z向测量机构(55)与钢轨的接触方式为滚轮接触。

12.如权利要求10所述的新型的钢轨在线动态拉削设备，其特征在于：压力鞋总成(62)和Y向跟随测量机构(63)与钢轨的接触方式为滚轮接触。

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