轨道车用可自动摆动曲线收放双向作业小车及作业方法与流程

本发明涉及一种曲线收放作业小车，尤其是一种轨道车用可自动摆动曲线收放双向作业小车，属于工程设备技术领域。

背景技术：

铁路工程养护车辆根据不同的养护需求(如钢轨探伤、道床吸污、钢轨打磨、钢轨铣削、道床除沙、道床除雪、道床除煤等)，要求不同的作业装置，这些作业装置都需要安装在一个独立、可方便操作且运动灵活的作业小车上，通过作业小车实现作业装置与钢轨的定位及沿钢轨运动，从而完成相应的功能要求。目前大多数工程养护机械作业小车采用前后各一根牵引杆单向牵引，当工作小车位于曲线路段时，由于钢轨在曲线上外轨有超高，且轨道车车架相对于钢轨曲线有偏移，导致工作小车在曲线路线上不能进行收放，只能到直线路线上进行收放，从而影响作业效率。

申请号为201710222717.4的中国发明专利公开了一种可曲线收放的双向小车，该小车安装在移动作业的铁路工程养护车辆上，其包括小车车轮和轮轴、小车框架平台、升降油缸、双向z型可伸缩牵引机构、对中油缸、导向装置。所述升降油缸、导向装置与铁路工程养护车辆的车架相连，一般安装在车架下方。所述双向z型可伸缩牵引机构的安装座固定在铁路工程养护车辆车架上，可实现牵引小车跟随铁路工程车辆双向运动，以及补偿由于小车升降及铁路线路曲线段小车偏移引起的牵引杆长度的变化。

技术实现要素：

本发明中设定：平行于钢轨延伸的方向为纵向，平行于轨枕排列的方向为横向，垂直于钢轨或轨枕所在平面的方向为竖向。

本发明第一方面提供一种轨道车用可自动摆动曲线收放双向作业小车，其安装在铁路工程养护车辆上，该轨道车用可自动摆动曲线收放双向作业小车包括小车框架，该小车框架下方设置小车车轮，小车框架的上方装有升降装置，小车框架上部还装有升降导向支架，升降导向支架还与铁路工程养护车辆的车架连接，升降导向支架下部设置横移梁，横移梁与小车框架之间连接小车横移摆动装置，小车框架与铁路工程养护车辆的车架之间连接牵引装置，以便轨道车牵引作业小车完成作业。小车框架上设置至少一套锁定机构，用于作业小车作业完成后提升到位并锁定在车架上。

优选的是，该小车框架前后均设置轮座，该轮座上设置小车车轮。

优选的是，小车框架上部还设置升降导向槽。

优选的是，所述横移梁与所述轮座之间连接小车横移摆动装置。

优选的是，所述小车横移摆动装置一端连接至横移梁上的油缸座，小车横移摆动装置另一端连接至轮座上的油缸座，通过伸缩小车横移摆动装置使小车框架可以相对于铁路工程养护车辆的车架横向摆动；从而使小车框架沿轨道曲线进行收放。

更优选的是，所述小车横移摆动装置还连接控制器。

优选的是，小车框架顶端纵向前后两侧各设置一套锁定机构，用于作业小车作业完成提升到位锁定在车架上。

优选的是，小车框架纵向前端或/和后端设置检测装置，通过检测装置检测小车框架中心与钢轨轨排中心偏移的距离，检测装置与控制器电性连接，并将检测到的小车框架中心与钢轨轨排中心的偏移值反馈至控制器，控制器实时控制调节小车横移摆动装置的伸缩量，直至所述偏移量为零，此时小车框架自动横移摆动并沿轨道曲线进行下放。

优选的是，所述升降导向槽分别位于小车框架前后侧中间。

更优选的是，每个升降导向槽包括两个折弯板、一个侧板及四个加强筋，两个折弯板焊接在侧板上，折弯板的轴线为纵向，侧板的轴线为横向，每个折弯板的背侧与侧板之间焊接两个加强筋。

更优选的是，所述升降导向槽下部距离小车框架底部的竖直方向间距为135mm－150mm，因折弯板的折弯结构使升降导向槽上部为v形，且升降导向槽开口竖直向上。

优选的是，所述开口每侧与竖直方向之间的夹角为30度－60度，最优选为45度。

小车框架为轴对称结构，其沿横向中心线和纵向中心线均呈轴对称。

小车框架包括两个侧框架和前后共四根矩形横梁连接成的框架结构，小车框架纵向中间对称设置两个矩形纵梁，小车框架中心处的两个矩形纵梁上通过底座连接至牵引装置的一端；矩形横梁上还设有轮座的安装板。

小车框架纵向中间设置一块锁定机构的安装底座。

升降导向支架分别位于升降导向槽正上方，升降导向支架的上部是两件矩形管，矩形管一端焊接在铁路道床吸污车车架上，矩形管另一端与锁定平台相连，锁定平台下方与支架相连，支架与导向块通过螺栓相连。

所述升降装置包括球形铰接头、销轴、叉形油缸座，其中销轴与小车框架连接，叉形油缸座与铁路工程养护车辆车架连接。

所述升降装置与所述铁路工程养护车辆之间还连接液压换向阀，以实现小车升降换向功能。

小车框架前/后侧各设置一个检测装置，以实现检测作业小车与钢轨的偏移距离，该检测装置的检测值反馈给控制器，控制器通过计算然后控制相应的横移摆动装置，实现实时自动调整横移摆动装置的伸缩量。

通过采用在小车上安装横移摆动装置及检测装置，从而实现在曲线段时，经检测装置检测作业小车与钢轨的偏移距离，自动精确控制横移摆动装置伸长或缩短距离，使小车沿钢轨内轨偏摆，并受横移摆动装置横向分力作用下实现小车贴紧钢轨面。从而实现小车能够在曲线钢轨上自动横向摆动，并完成快速收放、同时能够在需要走行时作业小车能够准确、平衡的提升至锁定位置并锁定、在需要作业时作业小车能够降下，且作业小车能够准确、平衡的降下并定位到钢轨上。其结构较简单，安装调整比较方便。减少人员横向摆动油缸的操作，实现横向摆动的自动控制。

上述轨道车用可自动横移曲线收放双向作业小车的工作方式是：作业完成需要提升小车框架时，锁紧装置的气缸缩回同时带动锁舌收回，升降油缸将小车框架提升至一定高度后，升降导向槽的斜面进入升降导向支架的导向范围，在斜面的导向作用下继续上升至最高提升位置，此时在锁紧装置的气缸和弹簧的作用下，锁舌伸出，小车框架下放直至锁舌置于升降导向支架上表面，至此完成收车动作。

轨道车在曲线作业点时，升降油缸将小车框架提升至最高位置，在锁定装置的气缸的作用下，锁舌收回，升降油缸将小车框架下放，下放过程中小车框架前后的检测装置检测小车框架中心与钢轨轨排中心偏移的距离，然后将这个偏移值反馈至控制器，控制器实时控制调节小车横移摆动装置的伸缩量，直至小车框架的中心与轨排中心之间的偏移量为零，使小车框架自动横移摆动沿轨道曲线进行下放使小车准确落在钢轨上。

更多操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。

本发明提供的一种可自动摆动曲线收放双向作业小车，采用单牵引杆牵引作业，可满足双向作业，结构紧凑占用空间小，采用检测装置检测作业小车的偏移，控制系统自动控制小车横移摆动装置完成曲线收放作业小车，减少人员操作实现自动控制。设置升降导向支架，使小车上升在升降导向支架的作用下保证上升至指定位置。采用插销式锁定装置，结构简单可靠。

本发明第二方面提供一种轨道车用双向作业小车的自动摆动曲线收放方法，其包括：

步骤a1：需要提升小车框架时，锁紧装置解锁，升降装置将小车框架提升至一定高度后，升降导向槽的斜面进入升降导向支架的导向范围；

步骤b1：在斜面的导向作用下小车框架继续上升至最高提升位置，然后使小车框架下放直至置于升降导向支架上表面，至此完成收车动作；

步骤c1：轨道车在曲线作业点时，将锁定装置解除，将小车框架下放；

步骤d1：下放过程中小车框架前后的检测装置检测小车框架中心与钢轨轨排中心偏移的距离，

步骤e1：检测装置将小车框架中心与钢轨轨排中心的偏移值反馈至控制器；

步骤f1：控制器实时控制调节小车横移摆动装置的伸缩量，直至小车框架的中心与轨排中心之间的偏移量为零；

步骤g1：使小车框架自动横移摆动沿轨道曲线进行下放使小车准确落在钢轨上。

优选的是，依次执行步骤a1、步骤b1或依次执行步骤c1、步骤d1、步骤e1、步骤f1、步骤g1。

本发明第三方面提供一种轨道车用双向作业小车的自动摆动曲线收放方法，其包括：

步骤a2：需要提升小车框架时，锁紧装置的气缸缩回同时带动锁舌收回，升降装置将小车框架提升至一定高度后，升降导向槽的斜面进入升降导向支架的导向范围；

步骤b2：在斜面的导向作用下小车框架继续上升至最高提升位置，此时在锁紧装置的气缸和弹簧的作用下，锁舌伸出，小车框架下放直至锁舌置于升降导向支架上表面，至此完成收车动作。

步骤c2：轨道车在曲线作业点时，升降装置将小车框架提升至最高位置，在锁定装置的气缸的作用下，锁舌收回，升降油缸将小车框架下放；

步骤d2：下放过程中小车框架前后的检测装置检测小车框架中心与钢轨轨排中心偏移的距离，

步骤e2：检测装置将小车框架中心与钢轨轨排中心的偏移值反馈至控制器；

步骤f2：控制器实时控制调节小车横移摆动装置的伸缩量，直至小车框架的中心与轨排中心之间的偏移量为零；

步骤g2：使小车框架自动横移摆动沿轨道曲线进行下放使小车准确落在钢轨上。

优选的是，依次执行步骤a2、步骤b2或依次执行步骤c2、步骤d2、步骤e2、步骤f2、步骤g2。

本发明第二方面和第三方面所述轨道车用双向作业小车的自动摆动曲线收放方法采用本发明第一方面所述轨道车用可自动摆动曲线收放双向作业小车。

技术方案的关键创新点：

1、本技术方案涉及一种轨道车用可自动摆动曲线收放双向作业小车，该作业小车可通过检测装置及控制系统实现自动横移摆动完成曲线收放功能，减少人员操作实现自动控制。

2、本技术方案中作业小车采用单牵引杆作业方式，可实现双向作业，结构简单可靠，使整个作业小车占用空间少。

3、本技术方案中作业小车采用插销式锁定机构，升降导向支架保证小车上升上升至指定位置。采用插销式锁定装置，结构简单可靠。

附图说明

图1为按照本发明所述的一种轨道车用可自动摆动曲线收放双向作业小车一优选实施例的结构示意图；

图2为图1所示一种轨道车用可自动摆动曲线收放双向作业小车的侧视图；

图3为图1所示实施例中小车框架的立体结构示意图；

图4为图1所示实施例中升降导向支架的结构示意图；

图5为图3所示实施例中锁定机构的结构示意图；

图6为图1所示实施例中牵引装置的结构示意图；

图7为图1所示实施例中升降油缸、油缸座的结构示意图；

图1-图7中数字标记的含义分别是：

1小车框架2轮座3小车车轮4升降油缸5升降导向支架

6升降导向槽7横移梁8小车横移摆动油缸9牵引装置10油缸座

11检测装置12锁定机构13加强筋14侧板15侧框架

16矩形横梁17安装板18安装底座19矩形纵梁20矩形管

21锁定平台22检测感应装置23支架24导向块25锁舌

26锁舌杆27弹簧28气缸29气缸底座30支座

31销轴32前安装座33销轴34薄螺母35止动片

36螺纹座37无缝钢管38后安装座39杆端关节轴承40油缸安装座

41升降销轴42筋板43油缸固定螺母44销轴45油缸套筒

46活塞杆612折弯板439升降底座。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图所示实施例，对本发明作进一步说明。

如图1所示为按照本发明所述的一种轨道车用可自动摆动曲线收放双向作业小车的一优选实例的结构示意图，图1所示轨道车用可自动摆动曲线收放双向作业小车安装在铁路工程养护车辆上，该轨道车用可自动摆动曲线收放双向作业小车包括小车框架1，该小车框架1前后共设置四个轮座2，该四个轮座2上设置四个小车车轮3，小车框架1前/后侧的四个角的上方装有四个升降油缸4，小车框架1的前/后侧上部有两个升降导向支架5，升降导向支架5与铁路工程养护车辆的车架连接，小车框架1的前/后侧上部设置两个升降导向槽6，升降导向槽6与小车框架1连接。升降导向支架5下部设置一个横移梁7，横移梁7与轮座2之间连接小车横移摆动油缸8，如图2所示该小车横移摆动油缸8一端连接至横移梁7上的油缸座10，小车横移摆动油缸8另一端连接至轮座2上的油缸座10，小车框架1顶部连接牵引装置9的一端，该牵引装置9的另一端连接至轨道车，以便轨道车牵引作业小车完成作业。小车框架1顶端纵向前后两侧各设置一套锁定机构12，用于作业小车作业完成提升到位锁定在车架上。

如图2所示，小车框架1纵向前后两端的横移梁7下部总共设置有两个油缸座10，以便将两个小车横移油缸8连接于轮座2和横移梁7之间。其中一个油缸座10与横移梁7连接，另一个油缸座10与轮座2连接。通过伸缩小车横移摆动油缸8使小车框架1可以相对车架横向摆动；使小车框架1可沿轨道曲线进行收放，该小车横移摆动油缸8还连接控制器。

小车框架1纵向前后两端设置有两个检测装置11，通过检测装置11检测小车框架1中心与钢轨轨排中心偏移的距离，检测装置11与控制器电性连接，并将检测到的小车框架1中心与钢轨轨排中心的偏移值反馈至控制器，控制器实时控制调节小车横移摆动油缸8的伸缩量，直至所述偏移量为0，使小车框架1自动横移摆动沿轨道曲线进行下放。

如图3所示，所述升降导向槽6分别位于小车框架1前后侧中间。每个升降导向槽6包括两个折弯板612、一个侧板14及四个加强筋13，两个折弯板612焊接在侧板14上，折弯板的轴线为纵向，侧板14的轴线为横向，每个折弯板612的背侧与侧板14之间焊接两个加强筋13；该升降导向槽6下部距离小车框架1底部的竖直方向间距为135mm，因折弯板612的折弯结构使升降导向槽6上部为v形，且升降导向槽6开口竖直向上。该开口每侧与竖直方向之间的夹角为45度。小车框架1为轴对称结构，其沿横向中心线和纵向中心线均呈轴对称。小车框架1包括两个侧框架15和前后共四根矩形横梁16连接成的框架结构，小车框架1纵向中间对称设置两个矩形纵梁19，小车框架1中心处的两个矩形纵梁19上通过底座连接至牵引装置9的一端；矩形横梁16上还设有轮座2的安装板17。小车框架纵向中间设置一块锁定机构12的安装底座18。

如图4所示，升降导向支架5分别位于升降导向槽6正上方，升降导向支架5的上部是两件矩形管20，矩形管20一端焊接在铁路道床吸污车车架上，矩形管20另一端与锁定平台21相连，锁定平台21下方与支架23相连，支架23与导向块24通过螺栓相连。

如图5所示，所述小车框架1顶部表面前后侧各安装一套锁定机构12，该锁定机构12为轴对称结构，该锁定机构12包括锁舌25，该锁舌25一端与锁舌杆26焊接，锁舌25另一端穿过侧板14，连接于两个侧板14之间的安装底座18上设置支座30，锁舌杆26穿过支座30，支座30通过螺栓与安装底座18相连，支座30与锁舌25之间设置一条弹簧27，弹簧27的作用是在气缸卸压时保持锁舌25处于锁定位不滑出。气缸28一端通过销轴31与锁舌杆26相连，气缸28另一端通过销与气缸底座29相连，气缸底座29通过螺栓与安装底座18连接。如图4所示锁定平台21上设置一个检测感应装置22，用于检测图5中锁舌25伸出到锁定位的信号显示。该检测感应装置22与控制器电性连接。

如图6所示，牵引装置9中无缝钢管37两端焊接一个螺纹座36，一个螺纹座连接后安装座38，另一个螺纹座36与杆端关节轴承39通过螺纹连接，杆端关节轴承39上设置薄螺母34及止动片35，通过薄螺母34调节牵引装置9的长度，前安装座32通过焊接方式与轨道车车架连接，另外一端通过销轴33与杆端关节轴承连接，后安装座38焊接于小车框架顶端。

如图7所示，升降油缸4上端通过油缸安装座40连接至所述铁路养护车辆升降底座439上，该油缸安装座40通过销轴44与所述升降油缸4的油缸套筒45连接，升降油缸4的活塞杆46下端通过油缸固定螺母43连接于升降销轴41上，该升降销轴41焊接于小车框架1上，同时升降销轴41下方焊接筋板42。

上述实施例中的轨道车用可自动横移曲线收放双向作业小车的工作方式是：作业完成需要提升小车框架1时，锁紧装置的气缸28缩回同时带动锁舌25收回，升降油缸4将小车框架1提升至一定高度后，升降导向槽6的斜面进入升降导向支架5的导向范围，在斜面的导向作用下继续上升至最高提升位置，此时在锁紧装置的气缸28和弹簧27的作用下，锁舌25伸出，小车框架1下放直至锁舌25置于升降导向支架5上表面，至此完成收车动作。

轨道车在曲线作业点时，升降油缸4将小车框架1提升至最高位置，在锁定装置的气缸28的作用下，锁舌25收回，升降油缸4将小车框架1下放，下放过程中小车框架1前后的检测装置11检测小车框架1中心与钢轨轨排中心偏移的距离，然后将这个偏移值反馈至控制器，控制器实时控制调节小车横移摆动油缸8的伸缩量，直至小车框架1的中心与轨排中心之间的偏移量为零，使小车框架自动横移摆动沿轨道曲线进行下放使小车准确落在钢轨上。

更多操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。

本发明提供的一种可自动摆动曲线收放双向作业小车，采用单牵引杆牵引作业，可满足双向作业，结构紧凑占用空间小，采用检测装置检测作业小车的偏移，控制系统自动控制小车横移油缸完成曲线收放作业小车，减少人员操作实现自动控制。设置升降导向支架，使小车上升在升降导向支架的作用下保证上升至指定位置。采用插销式锁定装置，结构简单可靠。

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