CN217651536U - 一种多功能高效钢轨打磨机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种多功能高效钢轨打磨机，在车架一侧安装液压泵站，另一侧安装有横向移动机构、角度偏转机构、垂直升降机构、打磨单元；通过横向移动机构实现角度偏转机构、垂直升降机构和打磨单元横向水平同步移动；通过角度偏转机构可带动垂直升降机构和打磨单元同步转动；通过垂直升降机构可其上安装的打磨单元的升降；由此有效提高打磨效率及打磨质量；同时涉及打磨单元与垂直升降机构间的块拆方式连接，可轻松实现打磨单元的分离和组合，方便设备的搬运和运输。

Description

一种多功能高效钢轨打磨机

技术领域

本实用新型属于铁路钢轨养护设备领域，涉及一种多功能高效钢轨打磨机。

背景技术

随着我国高速和普速线路的发展，对钢轨及道岔的维修养护提出了更高的要求。工务部门对钢轨及道岔的维修养护措施包括几何尺寸调整、捣固、大机打磨、小型打磨机械打磨等。无论普速还是高铁铁路，道岔转辙和辙叉部分都是病害较多、需重点维修的关键部分。目前道岔大机打磨设备受道岔结构影响，无法有效处理转辙和辙叉部分轨面病害，只能通过小型打磨机械进行打磨，因此对小型打磨机械的需求较大，对小机打磨质量和打磨效率要求越来越高。此外线岔结合部的小半径曲线及繁忙干线的重点地段，无法有效利用或安排大机作业的，也是需要小机重点打磨地段。

目前常用的小型打磨机械主要有垂直打磨机、道岔打磨机、钢轨精磨机、角向磨光机等。以上小型打磨机械主要由内燃机或电动机提供动力，功率一般为4-5kw，相对较小，作业过程中打磨量较小，效率较低。目前小机多为单磨头，一种机器只能用于钢轨某一部位的打磨作业，作业时需垂磨机和道岔打磨机至少两台机器配合完成。作业中若更换机器，需多次抬放打磨机械，工作量较大，增加了安全隐患，也浪费天窗时间。现有的小型钢轨打磨机都采用内燃机提供动力，结构复杂，重量大，容易污染环境。由于小机打磨效率低，操作繁琐，对打磨经验依懒性较大，工务段无充足的专业人员操作小机；故障率高，设备得不到及时维修等原因，导致工务段或车间常年闲置多台小机，造成资源浪费。

实用新型内容

针对现有的钢轨打磨机功能单一，操作繁琐，劳动强度大等问题，本实用新型提出一种多功能高效钢轨打磨机，结构简单、功能多样、操作轻便、模块化的多功能钢轨打磨机械。

本实用新型多功能高效钢轨打磨机，包括液压泵站、车架、横向移动机构、角度偏转机构、垂直升降机构与打磨单元。

所述车架底部安装有车轮，液压泵站安装于车架一侧；车架另一侧安装有横向移动机构、角度偏转机构、垂直升降机构与打磨单元。

其中，横向移动机构包括第一丝杠导轨组和第一打磨机构连接板。第一丝杠导轨组沿车架左右方向设置，与车架固定。第一打磨机构连接板垂直设置，固定安装于第一丝杠导轨组的滑块上。

角度偏转机构包括磨头分度轴、锁紧座、减速器、小齿轮与分度齿圈。其中，减速器与小齿轮分别位于第一打磨机构连接板上部内外两侧，小齿轮与减速器输出轴同轴固连。磨头分度轴与减速器的输入轴同轴连接，两者通过锁紧座连接固定。分度齿圈顶部外弧面齿牙与小齿轮啮合，底部安装于第一打磨机构连接底部设计的磨头旋转轴上，形成转动副。

垂直升降机构包括第二丝杠导轨组、第二打磨机构连接板、夹紧筒、连接套筒与磨头连接件。其中，第二打磨机构连接板固定于分度齿圈上，底部焊接在连接套筒上；第二丝杠导轨组上套有夹紧筒，夹紧筒与第二丝杠导轨组的滑块间固定。同时第二丝杠导轨组的底端固定在连接套筒上。连接套筒底部套接于前述磨头旋转轴上，形成转动副；夹紧筒侧壁上固定安装有磨头连接件，用于安装打磨单元。

上述磨头连接件为长槽钢，两侧与夹紧筒侧壁接触并固定；同时在打磨单元上设计有安装槽钢或连接螺柱；其中，安装槽钢与长槽钢间配合套接后通过螺栓固定；连接螺柱穿过长槽钢上的开孔后配合螺母固定。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型多功能高效钢轨打磨机，由液压动力站提供动力，液压马达的输出轴连接打磨砂轮，可提供8kW功率的动力，转速可达6000r/min，因此本实用新型可提供的动力是一般小型内燃打磨机械的1.6倍左右。打磨效率大幅提高，轨面打磨质量得到提升。

2、本实用新型多功能高效钢轨打磨机，配备有垂直打磨机构和道岔打磨机构，利用模块化设计方法，可实现两种机构的快捷更换。同时液压泵站与打磨机框架是两个独立装置，可轻松实现分离和组合的目的，方便设备的搬运和运输。

3、本实用新型多功能高效钢轨打磨机的液压泵站，便于操作，噪音小，施工环境好，方便保养，工效高。液压泵站还配置了完善的发动机控制系统，可自动调节液压油流量，避免出现进给量较大时砂轮出现抱死，而影响打磨质量、引起发动机故障的问题。

附图说明

图1为本实用新型多功能高效钢轨打磨机整体结构示意图；

图2为本实用新型多功能高效钢轨打磨机中横向移动机构、角度偏转机构、垂直升降机构与打磨单元部分整体结构示意图；

图3为本实用新型多功能高效钢轨打磨机中横向移动机构结构示意图；

图4为本实用新型多功能高效钢轨打磨机中角度偏转机构结构示意图；

图5为本实用新型多功能高效钢轨打磨机中垂直升降机构结构示意图；

图6为本实用新型多功能高效钢轨打磨机中打磨单元结构示意图；

图7为轨面打磨单元结构示意图；

图8为轨侧打磨单元结构示意图。

图中：

1-液压泵站 2-车架 3-横向移动机构

4-角度偏转机构 5-垂直升降机构 6-打磨单元

201-底架 202-车轮 203-附件固定装置

204-支撑梁 301-第一丝杠导轨组 302-第一打磨机构连接板

303-磨头旋转轴 401-磨头分度轴 402-锁紧座

403-减速器 404-小齿轮 405-分度齿圈

501-第二丝杠导轨组 502-第二打磨机构连接板 503-夹紧筒

504-连接套筒 505-磨头连接件 601-马达砂轮安装板

602-砂轮罩 603-液压马达 604-安装槽钢

605-连接螺柱

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

本实用新型多功能高效钢轨打磨机，由液压泵站1、车架2、横向移动机构3、角度偏转机构4、垂直升降机构5、打磨单元6组成，如图1所示。

所述车架2包括底架201、车轮202与附件固定装置203三部分，整体采用铝合金型材组装焊接成形，室外作业防锈轻便。其中，底架201为矩形框架结构，长*宽为2100mm*730mm，由前梁、后梁、左梁、右梁与支撑梁204构成。前梁、后梁、左梁、右梁端部相接构成矩形框架。支撑梁204具有三根，沿前后方向设置；三根支撑梁204两端分别与车架2前后侧边相接。三根支撑梁204中两根位于底架201右部，用于支撑液压泵站1，另一根位于底架201中部，加固底架201结构。车架2左部还设计有立方体框架结构205，用于固定支撑横向移动机构3。

车轮202为四个，安装于前梁与后梁左右对应位置，车轮202与底间安装绝缘隔离板，用来隔离车轮202与底架201，以防止两铁轨连电。

附件固定装置203为三根定位槽钢，用来配合定位液压泵站1。其中两根定位槽钢安装于底架201后部两根支撑梁204上，位于两根支撑梁204的前侧，沿支撑梁204设置；另一根安装于底架201后梁右部，沿底架201后梁设置。液压泵站1安装于车架2右部，液压泵站1的两个立柱支腿与车轮支腿分别置于三根定位槽钢内，通过三根定位槽钢既保证液压泵站1的定位牢固，也方便液压泵站1快速安装或撤离车架2。

上述液压泵站1的液压管路与液压马达604相连，通过液压管路将液压油输入至液压马达604，驱动液压马达604高速转动。

所述横向移动机构3、角度偏转机构4、垂直升降机构5、轨面打磨单元6和轨侧打磨单元7均位于车架2左部立方体框架结构205内。

如图2、图3所示，其中，横向移动机构3主要由第一丝杠导轨组301和第一打磨机构连接板302组成。第一丝杠导轨组301沿车架2左右方向设置，固定安装于车架2左部立方体框架结构205一侧的左右两根纵梁上；第一打磨机构连接板302垂直于底架201设置，中部固定安装于第一丝杠导轨组301的滑块上。

如图2、图4所示，角度偏转机构4由磨头分度轴401、锁紧座402、减速器403、小齿轮404与分度齿圈405组成。其中，减速器403与小齿轮404分别位于第一打磨机构连接板302上部内外两侧，小齿轮404通过键连接安装在减速器403输出轴上。磨头分度轴401与减速器403的输入轴同轴连接；锁紧座402的C形锁紧部分内孔穿过磨头分度轴401，锁紧座402的支架部分通过螺钉与减速器403固定。上述磨头分度轴401轴端同轴安装有手轮，通过旋转手轮可带动小齿轮404转动；小齿轮404与扇形结构的分度齿圈405外弧面齿牙啮合；分度齿圈405的端部(圆弧部分相对位置)安装于第一打磨机构连接板302底部垂直于第一打磨机构连接板302上安装的磨头旋转轴306上，进而与打磨机构连接板302间形成转动副；由此小齿轮404的转动会带动分度齿圈405绕磨头旋转轴306轴线转动。

如图2、图5所示垂直升降机构5主要由第二丝杠导轨组501、第二打磨机构连接板502、夹紧筒503、连接套筒504与磨头连接件505组成。其中，第二打磨机构连接板502侧面焊接固定于分度齿圈405上，为L形截面连接板，底部焊接在连接套筒504上。第二丝杠导轨组501上套有夹紧筒503，夹紧筒503内壁固定于第二丝杠导轨组501的滑块上；同时第二丝杠导轨组501的底端固定在连接套筒504上；连接套筒504底部套接于前述磨头旋转轴303上，形成转动副。由此实现第二丝杠导轨组501、第二打磨机构连接板502可随分度齿圈405共同绕磨头旋转轴306轴线转动。上述夹紧筒503侧壁上固定安装有磨头连接件505，该磨头连接件505为长槽钢，两侧与夹紧筒503侧壁接触并焊接固定，用于安装打磨单元6。

通过上述设计，旋转横向移动机构3中第一丝杠导轨组301的手轮，可轻松实现角度偏转机构4、垂直升降机构5和打磨单元6沿左右方向的水平同步移动。通过转动角度偏转机构4中的手轮通过小齿轮404及分度齿圈405传动，进而带动垂直升降机构4和打磨单元6同步转动，实现轨面的包络式打磨。当手轮旋转到需求角度时，通过锁紧座402锁紧部分上的锁紧螺栓手柄固定磨头分度轴401，实现角度偏转机构4的锁紧固定，保证作业时打磨角度不变。通过角度偏转机构4中设计的减速器403，有效提高打磨角度的设置精度。通过转动垂直升降机构5中的第二丝杠导轨组501上端的手轮，可带动夹紧筒503移动，从而实现安装于长槽钢上的打磨单元沿第二丝杠导轨组501轴向移动。

轨面打磨单元和轨侧打磨单元两者作为两种打磨单元6，可根据需求进行选择使用。两种打磨单元6结构基本相同，均包括马达砂轮安装板601、砂轮罩602、液压马达603与打磨砂轮，如图6所示。

其中，马达砂轮安装板601中部开孔用于放置液压马达603；液压马达603通过其外壁周向设计的台肩与马达砂轮安装板601配合定位后，通过螺钉固定于马达砂轮安装板601上表面。打磨砂轮的的转轴与液压马达603的输出轴同轴固定，由液压马达603带动打磨砂轮高速转动，进行钢轨廓形打磨。打磨砂轮外侧罩有砂轮罩602，砂轮罩602通过周向上的螺钉固定于马达砂轮安装板601下表面。

两种打磨单元的区别在于所用打磨砂轮以及与前述磨头连接件505间的安装方式不同：

如图7所示，轨面打磨单元使用杯型砂轮，主要打磨轨面，修复钢轨廓形，消除轨面疲劳伤损；第二丝杠导轨组501轴向与垂直方向的夹角设置范围为外侧20°～内侧50°；丝杠导轨组二轴向垂直于地面时，角度为0°，在角度为0°时角度偏转机构4中手轮顺时针旋转时，夹角为内侧角度；逆时针旋转时，夹角为外侧角度。

轨面打磨单元通过其马达砂轮安装板601一侧固定连接的安装槽钢604与长槽钢间连接。安装槽钢604与马达砂轮安装板602间夹角设计为85°，且安装槽钢601两侧间宽度大于前述垂直升降机构5中磨头连接件505两侧宽度。安装时，将安装槽钢604套于磨头连接件505外部，通过螺栓穿过两者侧壁上对应位置的螺孔后，配合螺母拧紧，实现轨面打磨单元与垂直升降机构5间的固定。

如图8所示，轨侧打磨单元使用蝶形砂轮，主要打磨轨侧，消除轨侧肥边等病害。侧轨打磨单元通过其马达砂轮安装板601上垂直安装的两根连接螺柱605，分别穿过磨头连接件505两侧侧壁上的开孔后，配合螺母拧紧，实现轨侧打磨单元与垂直升降机构5间的固定

通过上述设计的打磨单元6连接方式，可实现不同打磨单元6与垂直升降机构5间的快速切换。

本实用新型中，液压动力稳定且方便维护，可以根据打磨作业类型切换输出端给对应液压马达604提供动力。液压泵站1的面板控制阀设有出油口和回油口，通过快换接头与管路一端连接，管路另一端与开关入口连接，开关出口接油管、快换及可旋转接头与液压马达604油口对接。针对轨面打磨单元和轨侧打磨单元，从开关出口至马达出入口各配一套管路，以保证管路接口与对应马达接口相匹配。由液压动力站1用来提供动力来源。液压泵站1动力大，可为打磨砂轮提供更大的进给量和打磨速度，且液压泵站1和液压马达604相对独立，故障率较低，打磨效率高。

在进行打磨作业时，根据打磨方案要求，通过调节横向移动机构3、角度偏转机构4和垂直升降机构5调整打磨砂轮的打磨角度和打磨量。进一步根据实际需求，选择轨面打磨单元和轨侧打磨单元进行安装，实现轨面及轨侧打磨的快速切换。本实用新型多功能高效钢轨打磨机可完成垂直打磨机和道岔打磨机的多项工作，无需携带多台设备，节省人力物力，提高钢轨打磨效率。且本实用新型结构简单，根据作业情况针对性加装一种磨头，针对性强；同时在保证液压泵站1稳定性和安全性的前提下尽量缩小框架宽度，便于作业人员徒手搬运上线；每次作业只需搬运轨面打磨单元或轨侧打磨单元单磨头的重量。

Claims (6)

1.一种多功能高效钢轨打磨机，其特征在于：包括液压泵站、车架、横向移动机构、角度偏转机构、垂直升降机构与打磨单元；

所述车架底部安装有车轮，液压泵站安装于车架一侧；车架另一侧安装有横向移动机构、角度偏转机构、垂直升降机构与打磨单元；

其中，横向移动机构包括第一丝杠导轨组和第一打磨机构连接板；第一丝杠导轨组沿车架左右方向设置，与车架固定；第一打磨机构连接板垂直设置，固定安装于第一丝杠导轨组的滑块上；

角度偏转机构包括磨头分度轴、锁紧座、减速器、小齿轮与分度齿圈；其中，减速器与小齿轮分别位于第一打磨机构连接板上部内外两侧，小齿轮与减速器输出轴同轴固连；磨头分度轴与减速器的输入轴同轴连接，两者通过锁紧座连接固定；分度齿圈顶部外弧面齿牙与小齿轮啮合，底部安装于第一打磨机构连接底部设计的磨头旋转轴上，形成转动副；

垂直升降机构包括第二丝杠导轨组、第二打磨机构连接板、夹紧筒、连接套筒与磨头连接件；其中，第二打磨机构连接板固定于分度齿圈上，底部焊接在连接套筒上；第二丝杠导轨组上套有夹紧筒，夹紧筒与第二丝杠导轨组的滑块间固定；同时第二丝杠导轨组的底端固定在连接套筒上；连接套筒底部套接于前述磨头旋转轴上，形成转动副；夹紧筒侧壁上固定安装有磨头连接件，用于安装打磨单元。

2.如权利要求1所述一种多功能高效钢轨打磨机，其特征在于：车轮与车架间安装绝缘隔离板。

3.如权利要求1所述一种多功能高效钢轨打磨机，其特征在于：液压泵站的两个立柱支腿与车轮支腿分别置于车架上安装的三根定位槽钢内；其中，立柱支腿所在槽钢沿左右方向设置，另一根槽钢沿前后方向设置。

4.如权利要求1所述一种多功能高效钢轨打磨机，其特征在于：磨头连接件为长槽钢，两侧与夹紧筒侧壁接触并固定；同时在打磨单元上设计有安装槽钢或连接螺柱；其中，安装槽钢与长槽钢间配合套接后通过螺栓固定；连接螺柱穿过长槽钢上的开孔后配合螺母固定。

5.如权利要求1所述一种多功能高效钢轨打磨机，其特征在于：打磨单元包括轨面打磨单元和轨侧打磨单元，两种类型的打磨单元均包括马达砂轮安装板、砂轮罩、液压马达与打磨砂轮；其中，马达砂轮安装板中部开孔用于放置液压马达；液压马达通过其外壁周向设计的台肩与马达砂轮安装板配合定位后，通过螺钉固定于马达砂轮安装板上表面；打磨砂轮的转轴与液压马达的输出轴同轴固定；打磨砂轮外侧罩有砂轮罩，砂轮罩固定于马达砂轮安装板下表面；两种类型打磨单元的区别在于所用打磨砂轮以及与前述磨头连接件间的安装方式不同：

轨面打磨单元中，打磨砂轮使用杯型砂轮；马达砂轮安装板一侧固定连接的安装槽钢，安装槽钢与长槽钢间配合套接后通过螺栓固定；

轨侧打磨单元中，打磨砂轮使用蝶形砂轮；马达砂轮安装板上垂直安装的两根连接螺柱，分别穿过磨头连接件两侧侧壁上的开孔后，配合螺母拧紧固定。

6.如权利要求1所述一种多功能高效钢轨打磨机，其特征在于：安装槽钢与马达砂轮安装板间夹角设计为85°。

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