CN219547459U - 一种便携式微控钢轨轨底打磨机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种便携式微控钢轨轨底打磨机，包括固定夹持机构、竖向给进机构、水平给进机构和打磨机构，其中：固定夹持机构的一端可拆卸连接待打磨钢轨，另一端固定连接竖向布置的竖向给进机构，且竖向给进机构的下端固定连接水平布置的水平给进机构；打磨机构安装于水平给进机构上，以在竖向给进机构和/或水平给进机构的驱动下将其一端的打磨砂轮移动至待打磨钢轨底部的焊缝处。该便携式微控钢轨轨底打磨机可实现钢轨轨底的自动打磨，自动化程度高，拆装便捷、操作简单，打磨精度高，劳动强度低，克服了现有轨底打磨没有合适配套工具的弊端；且可运用于钢轨线上、线下焊接后的轨底焊缝打磨，适用范围广。

Description

一种便携式微控钢轨轨底打磨机

技术领域

本实用新型属于铁路养护设备技术领域，涉及一种钢轨打磨机，尤其涉及一种便携式微控钢轨轨底打磨机。

背景技术

钢轨轨底打磨是铁路工务部门对钢轨接头焊接后的打磨工作中的一大难点。此处位于钢轨的正下方，离道床距离太近，空间狭小，不便打磨和测量。大型机械打磨的目的主要是消除脱碳层、原始压痕、工程列车运行产生的轻微伤损等，其特点是作业效率高、作业效果好，但施工组织繁杂，使用成本高；小型打磨设备主要对开通前或开通短时间内产生的钢轨表面面积较小且深度较浅的伤损、焊接接头平直度进行修磨、整正等。但这些机器都没有轨底打磨的功能。

目前对既有焊接接头的轨底打磨的主要手段和方式主要是依靠人工利用小型打磨设备进行打磨，如角磨机等。打磨过程需多次中断，打磨工趴在地上侧着脑袋观察轨底打磨情况，或用镜子观察打磨效果，或者等打磨点温度降下来以后用手摸打磨效果。这种人工打磨方式效率低，劳动强度大，打磨精度不高，打磨质量参差不齐。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中的上述缺陷，提供一种拆装便捷、操作简单、打磨精度高、劳动强度低且能实现自动打磨的便携式微控钢轨轨底打磨机。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本实用新型提供一种便携式微控钢轨轨底打磨机，包括固定夹持机构、竖向给进机构、水平给进机构和打磨机构，其中：

所述固定夹持机构的一端可拆卸连接待打磨钢轨，另一端固定连接竖向布置的所述竖向给进机构，且所述竖向给进机构的下端固定连接水平布置的所述水平给进机构；

所述打磨机构安装于所述水平给进机构上，以在所述竖向给进机构和/或所述水平给进机构的驱动下将其一端的打磨砂轮移动至所述待打磨钢轨底部的焊缝处。

优选地，所述待打磨钢轨包括至少两个依次焊接的钢轨单元，且相邻的两个所述钢轨单元之间通过所述焊缝连接。

优选地，所述固定夹持机构包括至少一对相对布置的夹持臂，一端的所述夹持臂固定连接所述竖向给进机构，且两端的所述夹持臂之间通过锁紧螺栓连接。

优选地，所述竖向给进机构包括竖向给进模组和竖向给进电机，其中：

所述竖向给进模组的滑台底座与所述固定夹持机构固定连接，且所述竖向给进模组的丝杆下端固定连接所述水平给进机构的滑台底座。

较为优选地，所述竖向给进机构还包括竖向阻挡单元和竖向限位支架，其中：

所述竖向阻挡单元至少为一组，呈上下间隔设置于所述竖向给进模组的滑台底座上；

所述竖向限位支架至少为一个，设置于所述竖向给进模组的丝杆顶端，且其外侧端对应位于上下两所述竖向阻挡单元之间。

优选地，所述水平给进机构包括水平给进模组和水平给进电机，其中：

所述水平给进电机通过至少一个倒U型支架安装于所述水平给进模组上，且所述水平给进模组上的动作滑台与所述打磨机构固定连接。

较为优选地，所述水平给进机构还包括Z型板、水平限位支架、水平限位板、连接板、水平阻挡单元，其中：

所述Z型板呈一端高、一端低的之字形结构，其低端的两侧分别通过所述连接板向下连接H型固定板，高端的两侧分别通过水平限位支架向上限位设置于所述水平给进电机的两侧位置；

所述水平限位板呈L型弯折状，其为两组，分别设置于所述水平限位支架的外侧位置，且所述水平给进电机两侧的前后端分别对应设置有水平阻挡单元。

优选地，所述打磨机构包括打磨电机和打磨砂轮，其中：

所述打磨电机位于水平给进电机的下方位置，且固定安装于所述水平给进机构的水平给进模组上；

所述打磨砂轮安装于所述打磨电机的输出轴，且位于靠近所述固定夹持机构布置。

较为优选地，所述打磨机构还包括H型固定板、第一U型固定板和第二U型固定板，其中：

所述H型固定板的四角位置分别通过螺栓对应连接所述水平给进模组上的四个动作滑台；

所述第一U型固定板的开口朝上布置，其两侧的顶端通过螺栓连接所述打磨电机的前端，底端通过螺栓连接所述H型固定板的前端；

所述第二U型固定板的开口朝下布置，固定套设于所述打磨电机的后端，且其两侧的底端通过螺栓连接所述H型固定板的后端。

优选地，所述的便携式微控钢轨轨底打磨机，还包括控制箱和与所述控制箱电连接的激光测距模块，其中：

所述控制箱设置于倒U型支架的顶部，且其一端通过C型把手连接给进动作模组的丝杆顶端；

所述激光测距模块至少为两个，设置于水平给进模组的前端，且对应位于所述固定夹持机构的下方位置。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

(1)该打磨机通过激光自动测量功能实现钢轨轨底的自动打磨，自动化程度高，拆装便捷、操作简单，打磨精度高，劳动强度低，克服了现有轨底打磨没有合适配套工具的弊端；

(2)该打磨机为本公司与上海工务大修段共同研制的PARG-I型便携式轨底打磨机，可运用于钢轨线上、线下焊接后的轨底焊缝打磨，适用于43～75kg/m各型钢轨，适用范围广；

(3)该打磨机采用控制箱及激光测距模块可实现所有流程通过程序精准控制，操作简单、方便，1小时培训的新手，只要按章操作、打磨质量就能超过几十年经验的打磨技工。

附图说明

图1为本实用新型便携式微控钢轨轨底打磨机使用状态的主视结构示意图；

图2为本实用新型便携式微控钢轨轨底打磨机使用状态的立体结构示意图一；

图3为本实用新型便携式微控钢轨轨底打磨机使用状态的立体结构示意图二；

图4为本实用新型便携式微控钢轨轨底打磨机的主视结构示意图；

图5为本实用新型便携式微控钢轨轨底打磨机的剖视结构示意图；

图6为本实用新型便携式微控钢轨轨底打磨机的立体结构示意图一；

图7为本实用新型便携式微控钢轨轨底打磨机的立体结构示意图二；

图8为本实用新型便携式微控钢轨轨底打磨机的装配结构示意图一；

图9为本实用新型便携式微控钢轨轨底打磨机的装配结构示意图二；

图10为便携式微控钢轨轨底打磨机中水平滑台底座和倒U型支架的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在一些实施例中，如图1、图2和图3所示，本实用新型提供一种便携式微控钢轨轨底打磨机，用于待打磨钢轨10底部焊缝的打磨，该打磨机主要包括用于将打磨机整体固定在待打磨钢轨10上的固定夹持机构20、实现打磨机构50四向移动调节的竖向给进机构30和水平给进机构40，以及用于对待打磨钢轨10底部焊缝进行打磨处理的打磨机构50，竖向给进机构30和水平给进机构40均采用直线模组。

其中，固定夹持机构20的一端可拆卸连接待打磨钢轨10，用于将该打磨机整体固定安装在待打磨钢轨10的焊缝处。固定夹持机构20的另一端固定连接竖向布置的竖向给进机构30，以待打磨钢轨10固定夹持机构20为相对静止点，利用竖向给进机构30上底座和丝杆的相对移动，整体带动水平给进机构40及打磨机构50实现上下移动。

竖向给进机构30的下端固定连接水平布置的水平给进机构40，以竖向给进机构30为相对静止点，利用水平给进机构40上底座和丝杆的相对移动，带动打磨机构50实现水平移动，使其端部的打磨砂轮52靠近焊缝12处。

打磨机构50作为该打磨机的主要打磨设备，其水平安装在打磨水平给进机构40上，其上的打磨砂轮52靠近固定夹持机构20布置，即靠近待打磨钢轨10的焊缝12布置，以便于在竖向给进机构30和/或水平给进机构40的驱动下将其一端的打磨砂轮52移动至待打磨钢轨10底部的焊缝12处，移动的距离可通过激光测距模块实现自动给进。

在其中的一些实施例中，如图1、图2和图3所示，待打磨钢轨10包括至少两个依次焊接的钢轨单元11，且相邻的两个钢轨单元11之间通过焊缝12连接。焊缝12是通过焊接方式形成在相邻的两个钢轨单元11之间的焊接接头，用于实现两个钢轨单元11的一体连接，该打磨机的目的便是对钢轨的正下方的焊接接头平直度进行修磨。

在其中的一些实施例中，如图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示，所采用的固定夹持机构20是将该打磨机可拆卸安装在待打磨钢轨10上的固定夹，其根据需要可采用手动固定夹或电动固定夹。在采用该打磨机设备进行焊缝打磨时，先由操作人员将该打磨机设备安置在焊缝(焊接点)两侧的钢轨单元11上，以便能快速方便把机器固定。

固定夹持机构20包括两组呈左右相对布置的夹持臂21，每组包括两个呈前后相对布置的夹持臂21。一端的夹持臂21固定连接竖向给进机构30，另一端卡扣在钢轨单元11上，且两端的夹持臂21之间通过锁紧螺栓22连接。

使用时，通过旋紧锁紧螺栓22可收紧两夹持臂21之间的间距，从而将待打磨钢轨10固定夹紧在两夹持臂21之间，通过调节打磨机构50的位置，并使得打磨砂轮52对准焊缝12，以便于焊缝12的平直度修磨。

在其中的一些实施例中，如图3、图4、图5和图6所示，竖向给进机构30作为该打磨机设备的竖向调节机构，其主要包括竖向给进模组31和竖向给进电机32，竖向给进电机32安装在竖向给进模组31上用于驱动竖向给进模组31的动作。

具体地，竖向给进模组31的滑台底座与固定夹持机构20固定连接，以将该竖向给进模组31的滑台底座固定在待打磨钢轨10上。且竖向给进模组31的丝杆下端固定连接水平给进机构40的滑台底座，以在竖向给进机构30动作时，利用竖向给进模组31的滑台底座和丝杆的相对移动，带动与丝杆连接的水平给进机构40及打磨机构50上下移动。

此外，为保证该竖向给进机构30的稳定运行，避免其上动作滑台上下移动时超出预设行程。在竖向给进机构30上还安装有竖向阻挡单元33、竖向限位支架34，利用竖向阻挡单元33和竖向限位支架34来限制竖向给进机构30的运动行程。

具体地，竖向阻挡单元33为限位挡板，其为两组，每组两个，分别设置于竖向给进模组31的两侧。且每组的两个竖向阻挡单元33呈上下间隔设置于竖向给进模组31的滑台底座上。竖向限位支架34为两个，为L型支架，分别设置于竖向给进模组31的丝杆顶端，且其外侧端对应位于每组上下两竖向阻挡单元33之间，以使得竖向限位支架34在随丝杠上下移动的过程中受到竖向阻挡单元33的阻挡而停止移动。

此外，作为一个优选方案，竖向阻挡单元33还可以采用轻触开关，即在竖向给进模组31底座一侧壁的上下端分别安装两个轻触开关。该两个轻触开关均与PLC控制器电连接，将接触信号传递给PLC控制器，由PLC控制器控制竖向给进电机32运行。在竖向给进模组31上下运动时，竖向限位支架34在上下移动至高低点位置时会触动对应的轻触开关，使得竖向限位支架34触动轻触开关。通过滑台底座侧壁的两个轻触开关限定竖向限位支架34在上下移动过程时的极限位置。

在其中的一些实施例中，如图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示，所给进机构40作为该打磨机设备的水平调节机构，其主要包括水平给进模组41和水平给进电机42，水平给进电机42安装在水平给进模组41上用于驱动水平给进模组41的动作。

具体地，水平给进电机42通过两个倒U型支架48安装于水平给进模组41上，如图10所示，两个倒U型支架48呈前后间隔固定在水平给进模组41的底座上。且水平给进模组41上的动作滑台与打磨机构50固定连接。当启动水平给进电机42后，水平给进模组41上的底座和动作滑台发生相对移动。动作滑台在前后移动时同步带动打磨机构50前后移动，从而实现动作滑台中打磨机构50上打磨砂轮52的给进。

此外，为保证该水平给进机构40的稳定运行，避免其上动作滑台左右移动时超出预设行程。如图7、图8和图9所示，在水平给进机构40还安装有Z型板43、水平限位支架44、水平限位板45、连接板46、水平阻挡单元47，通过这些部件构成该水平给进机构40的限位机构。

Z型板43呈一端高、一端低的之字形结构，其低端的两侧分别通过连接板46向下连接H型固定板53，高端的两侧分别通过水平限位支架44向上限位设置于水平给进电机42的两侧位置，以将该限位机构的下端通过H型固定板53固定在水平给进模组41的底座上。

水平限位板45为L型支架，其为两组，分别设置于水平限位支架44的外侧位置，且水平给进电机42两侧的前后端分别对应设置有水平阻挡单元47，其主要是利用水平限位板45和水平阻挡单元47来限制水平给进机构40的运动行程。

此外，作为一个优选方案，水平阻挡单元47还可以采用轻触开关，即在水平给进电机42一侧的前后端分别安装两个轻触开关。该两个轻触开关均与PLC控制器电连接，将接触信号传递给PLC控制器，由PLC控制器控制水平给进电机42运行。在水平给进模组41左右运动时，水平限位板45在左右移动至两端点位置时会对应的触动轻触开关，使得水平限位板45触动轻触开关。通过水平给进电机42侧壁的两个对应设置的轻触开关限定水平限位板45在左右移动过程时的极限位置。

在其中一些实施例中，如图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示，打磨机构50主要包括打磨电机51和打磨砂轮52，打磨砂轮52安装于打磨电机51的输出轴，且位于靠近固定夹持机构20布置，通过打磨电机51驱动打磨砂轮52旋转，以对焊缝12进行打磨。

具体地，打磨电机51位于水平给进电机42的下方位置，且固定安装于水平给进机构40的水平给进模组41的动作滑台上。通过水平给进机构40可控制水平给进模组41的动作滑台前后移动，从而带动打磨电机51及打磨砂轮52前后移动。

此外，如图8和图9所示，打磨机构50还包括H型固定板53、第一U型固定板54和第二U型固定板55，主要通过第一U型固定板54和第二U型固定板55将打磨电机51的前后端分别固定安装在H型固定板53上。其中，H型固定板53的四角位置分别通过螺栓对应连接水平给进模组41上的四个动作滑台，四个动作滑台呈四角布置，保证了该打磨机构50移动的稳定性。

具体地，第一U型固定板54的开口朝上布置，其两侧的顶端通过螺栓连接打磨电机51的前端，底端通过螺栓连接H型固定板53的前端。第二U型固定板55的开口朝下布置，固定套设于打磨电机51的后端，且其两侧的底端通过螺栓连接H型固定板53的后端。

在其中的一些实施例中，如图2、图3、图5、图6、图7和图8所示，为实现该便携式微控钢轨轨底打磨机的自动化控制，该打磨机设备还包括控制箱60，控制箱60采用PLC控制器。控制箱60通过螺栓固定安装在倒U型支架48的顶部，值得注意的是，倒U型支架48的底板通过螺钉固定安装水平给进电机42，控制箱60、水平给进电机42和打磨电机51呈上下布置结构。

此外，为保证竖向给进机构30上丝杆与水平给进机构40上底座之间连接结构的稳定性，将控制箱60的一端通过C型把手61连接给进动作模组31的丝杆顶端，C型把手61为两个，分别对应连接两侧的丝杆。

如图2和图3所示，为确保焊缝打磨的精准性，在该水平给进模组41的前端设置至少两个激光测距模块70，激光测距模块70与控制箱60电连接。且激光测距模块70对应位于固定夹持机构20的下方位置。如图3所示，激光测距模块70上的圆柱为模拟激光，遇到不透光物体(钢轨或焊缝)反射，激光测距模块70将数据传给控制箱60内的PLC处理。通过激光测距模块70观察激光束是否落到焊缝处，如不在焊缝中央，需要调整打磨机的位置让激光束位于焊缝12的中央位置。

具体地，激光测距模块70为两个，均采用激光测距传感器。一个激光测距模块70用于检测其与钢轨单元11之间的相对距离L1，另一个激光测距模块70用于检测其与焊缝12之间的相对距离L2。将两个距离相减，即可计算出焊缝的相对高度H₁，H₁＝L₁-L₂。通过实时获得的焊缝相对高度H₁，该打磨机即可将打磨完后焊缝的相对高度H₁留在预设的高度。比如0.1mm，或0.2mm。残留的焊缝高度具体由程序设定和控制。

作为其中的一个优选实施方式，激光测距模块70为三个，并排布置，均采用激光测距传感器。左右的两个激光测距模块70分别用于检测与左右两根钢轨单元11之间的相对距离L₃和L₄，第三个激光测距模块70用于检测其与焊缝12之间的相对距离L₅。通过相对距离L₃和L₄可检测左右两个钢轨单元11是否处于焊接平齐，并取两个相对距离L₃与L₄的平均值L₃₄。距离相减，即可计算出焊缝的相对高度H₂，H₂＝L₃₄-L₅。

采用该便携式微控钢轨轨底打磨机对待打磨钢轨10上的焊缝12进行打磨前，先进行准备工作：清理干净焊接点前后1米范围内的钢轨上的油污、灰尘、污垢等(检查焊点上是否有突出5mm以上的毛刺，一般情况下磨具浇注出来的焊点不会有5mm以上高度的毛刺，如果有，则要去掉毛刺以免影响机器人动作)，检查打磨砂轮52是否残缺，如残缺则需要更换砂轮。把该打磨机设备放置在需要打磨的待打磨钢轨10上，然后开启电源。

在作业时，人工只需将该打磨机设备运送到指定作业位置，将打磨机固定在所需打磨的位置，启动机器归位功能后，观察激光测距模块70的激光束是否落到焊缝12处，如不在焊缝中央，需要调整打磨机的位置让激光束位于焊缝中央。然后竖向给进机构30和水平给进机构40启动寻的功能，直到打磨砂轮52和焊点擦出火花，而后启动自动打磨按钮，机器完成自动打磨流程。并且在打磨时控制箱60上的显示屏会有实时数据反馈，易于操作。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次，本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便携式微控钢轨轨底打磨机，其特征在于，包括固定夹持机构、竖向给进机构、水平给进机构和打磨机构，其中：

所述固定夹持机构的一端可拆卸连接待打磨钢轨，另一端固定连接竖向布置的所述竖向给进机构，且所述竖向给进机构的下端固定连接水平布置的所述水平给进机构；

所述打磨机构安装于所述水平给进机构上，以在所述竖向给进机构和/或所述水平给进机构的驱动下将其一端的打磨砂轮移动至所述待打磨钢轨底部的焊缝处。

2.根据权利要求1所述的便携式微控钢轨轨底打磨机，其特征在于，所述待打磨钢轨包括至少两个依次焊接的钢轨单元，且相邻的两个所述钢轨单元之间通过所述焊缝连接。

3.根据权利要求1所述的便携式微控钢轨轨底打磨机，其特征在于，所述固定夹持机构包括至少一对相对布置的夹持臂，一端的所述夹持臂固定连接所述竖向给进机构，且两端的所述夹持臂之间通过锁紧螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的便携式微控钢轨轨底打磨机，其特征在于，所述竖向给进机构包括竖向给进模组和竖向给进电机，其中：

所述竖向给进模组的滑台底座与所述固定夹持机构固定连接，且所述竖向给进模组的丝杆下端固定连接所述水平给进机构的滑台底座。

5.根据权利要求4所述的便携式微控钢轨轨底打磨机，其特征在于，所述竖向给进机构还包括竖向阻挡单元和竖向限位支架，其中：

所述竖向阻挡单元至少为一组，呈上下间隔设置于所述竖向给进模组的滑台底座上；

所述竖向限位支架至少为一个，设置于所述竖向给进模组的丝杆顶端，且其外侧端对应位于上下两所述竖向阻挡单元之间。

6.根据权利要求1所述的便携式微控钢轨轨底打磨机，其特征在于，所述水平给进机构包括水平给进模组和水平给进电机，其中：

所述水平给进电机通过至少一个倒U型支架安装于所述水平给进模组上，且所述水平给进模组上的动作滑台与所述打磨机构固定连接。

7.根据权利要求6所述的便携式微控钢轨轨底打磨机，其特征在于，所述水平给进机构还包括Z型板、水平限位支架、水平限位板、连接板、水平阻挡单元，其中：

所述Z型板呈一端高、一端低的之字形结构，其低端的两侧分别通过所述连接板向下连接H型固定板，高端的两侧分别通过水平限位支架向上限位设置于所述水平给进电机的两侧位置；

所述水平限位板呈L型弯折状，其为两组，分别设置于所述水平限位支架的外侧位置，且所述水平给进电机两侧的前后端分别对应设置有水平阻挡单元。

8.根据权利要求1所述的便携式微控钢轨轨底打磨机，其特征在于，所述打磨机构包括打磨电机和打磨砂轮，其中：

所述打磨电机位于水平给进电机的下方位置，且固定安装于所述水平给进机构的水平给进模组上；

所述打磨砂轮安装于所述打磨电机的输出轴，且位于靠近所述固定夹持机构布置。

9.根据权利要求8所述的便携式微控钢轨轨底打磨机，其特征在于，所述打磨机构还包括H型固定板、第一U型固定板和第二U型固定板，其中：

所述H型固定板的四角位置分别通过螺栓对应连接所述水平给进模组上的四个动作滑台；

所述第一U型固定板的开口朝上布置，其两侧的顶端通过螺栓连接所述打磨电机的前端，底端通过螺栓连接所述H型固定板的前端；

所述第二U型固定板的开口朝下布置，固定套设于所述打磨电机的后端，且其两侧的底端通过螺栓连接所述H型固定板的后端。

10.根据权利要求1所述的便携式微控钢轨轨底打磨机，其特征在于，还包括控制箱和与所述控制箱电连接的激光测距模块，其中：

所述控制箱设置于倒U型支架的顶部，且其一端通过C型把手连接给进动作模组的丝杆顶端；

所述激光测距模块至少为两个，设置于水平给进模组的前端，且对应位于所述固定夹持机构的下方位置。