一种钢轨快速打磨设备的制作方法

本实用新型涉及铁路养护设备，尤其涉及一种钢轨快速打磨设备。

背景技术：

作为铁路营运中的关键部件，钢轨起着引导车辆行驶并直接承受列车运行过程中产生的动载荷，由于钢轨本身材质、结构原因以及在列车实际运行中复杂多变的载荷及应力影响下，钢轨从铺设使用开始，随着时间的推移，钢轨表面甚至内部必然会产生疲劳或发生各种伤损如波磨、裂纹、肥边、剥落等。

如果钢轨伤损不及时处理与控制，钢轨就可能因为这些病害的恶化而失效，不仅如此，钢轨伤损还可能引起轮轨突发性破坏，严重影响铁路运输系统的正常运营，甚至存在列车脱轨事故发生的风险。

目前，钢轨在线打磨是进行钢轨病害预防和修理的有效技术手段。通过打磨可修复或减轻轨面的损伤，预防接触疲劳、波磨等病害的产生，有效改善轮轨匹配关系，提高列车运行品质，延长钢轨使用寿命。现有国内常用钢轨打磨车存在的技术缺陷是：磨削量大且打磨速度通常在5～16km/h之间，通常定位于修理性打磨，仅在钢轨病害较为严重时适用，且环保性能较差，难以满足高速铁路及城市地铁的维护需求。虽然钢轨快速打磨车的诞生使得这个问题迎刃而解，但现有钢轨快速打磨技术及应用尚不够完善成熟，仍存在如下技术问题：由于打磨作业速度高达80km/h，造成施工节奏较快，进而容易导致打磨施工组织作业出现误操作、操作不到位、操作顺序繁冗混乱等现象，因此需要改进现有钢轨快速打磨车来解决上述技术问题。

专利号为zl201310010187.9的中国发明专利涉及一种钢轨高速打磨列车，包括打磨作业车以及具有打磨组件的打磨装置，该打磨装置还包括打磨框架，该打磨框架是由两个u型梁相对设置并通过短横梁连接为一体的方形框架，短横梁的两端通过销轴连接u型梁，且短横梁能沿销轴上下滑动，在打磨框架中平行安装两个打磨组件，旋转框架的两端与打磨框架可转动连接，且至少一端设置旋转驱动装置，打磨框架上部通过升降油缸与打磨作业车的车厢底部铰接，打磨框架下部安装有支撑轮。该发明稳定性好，能适应各种路段打磨的需求，无需天窗作业，打磨过程可控可调，能实现全轨面打磨且安全环保。但该发明的轨距支撑与打磨框架的连接形式为铰接，而轨距支撑的调节螺杆使得铰接不可摆动，使得走行轮、轨距支撑、打磨框架均为刚性连接，这会造成打磨作业车在通过有波磨的轨道时无法有效减轻来自钢轨反作用力的振动影响，无法保持打磨砂轮能够平稳作用在钢轨之上，进而影响打磨效果。该发明的打磨框架采用的是两个u型框架，造成打磨作业车的整体稳定性不好。该发明的打磨组件的旋转框架的两端与打磨框架可转动连接，导致在通过曲率更小的曲线轨道时打磨作业车可活动范围随之越小，无法保证打磨作业车在曲率更小的曲线轨道上的平稳顺利通过。

技术实现要素：

为了解决上述现有钢轨高速打磨列车存在的技术缺陷，本实用新型采用技术方案具体如下：

一种钢轨快速打磨设备，包括打磨车车架，所述打磨车车架底部装有前后两个转向架，所述打磨车车架中部设置成拱起形状，所述拱起部位下方装有打磨小车，所述打磨小车包括打磨小车框架和轨距支撑机构，所述轨距支撑机构与所述打磨小车框架之间的连接结构采用连杆机构并设置有减震弹簧和液压缓冲器。

优选的是，所述拱起部位上方设置有功能间和打磨小车泵站，所述拱起部位上方中部设有活动地板。

在上述任一方案中优选的是，所述打磨小车框架外形采用矩形框架，所述打磨小车框架前后两端均布置有打磨小车推行机构、打磨小车提升油缸和升降锁定机构，所述打磨小车提升油缸与所述拱起部位相连接，所述两打磨小车推行机构分别设置在所述打磨小车框架前后端的中间上部。

在上述任一方案中优选的是，所述功能间内设置有打磨间，所述打磨间两侧布置有侧门，所述打磨间内布置有起吊装置和砂轮框，所述砂轮框设置成空框，或者设置成存储有新砂轮，或者设置成存储有旧砂轮。

在上述任一方案中优选的是，所述打磨小车包括位置控制机构和打磨梁，所述位置控制机构安装于所述打磨小车框架上并与所述打磨梁连接，用于控制所述打磨梁的提升及打磨角度。

在上述任一方案中优选的是，所述打磨梁两端装有打磨小车走行轮。

在上述任一方案中优选的是，所述打磨梁上安装有与车辆行驶方向成一定角度的砂轮，所述打磨梁上布置有纵向成排的砂轮安装座，所述砂轮安装座上设有锁紧机构。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型通过在轨距支撑机构与打磨小车框架之间设置带有减震弹簧和液压缓冲器的连杆机构，确保打磨小车在通过有波磨的轨道时能有效减轻来自钢轨反作用力的振动影响，确保打磨砂轮能够平稳作用于钢轨之上，使得打磨效果更优。本实用新型通过将打磨小车推行机构设置在打磨小车框架前后端的中间上部，确保打磨小车能够在曲率更小的曲线轨道平稳顺利通过。本实用新型通过采用矩形打磨小车框架，确保打磨小车的整体稳定性更佳。

附图说明

图1为按照本实用新型的钢轨快速打磨设备的一优选实施例的结构示意图。

图2为按照本实用新型的钢轨快速打磨设备的一优选实施例的局部结构示意图。

图3为按照本实用新型的钢轨快速打磨设备中打磨间的一优选实施例的俯视图。

图4为按照本实用新型的钢轨快速打磨设备中打磨小车的一优选实施例的结构示意图。

图5为按照本实用新型的钢轨快速打磨设备中打磨小车的一优选实施例的结构示意图。

图6为按照本实用新型的钢轨快速打磨设备中打磨梁的一优选实施例的结构示意图。

图7为按照本实用新型的钢轨快速打磨设备中打磨小车端面以及轨距支撑机构与打磨小车框架之间连接结构的一优选实施例的示意图。

图8为按照本实用新型的钢轨快速打磨设备的钢轨快速打磨作业施工组织流程的框架示意图。

图9为按照本实用新型的钢轨快速打磨设备的钢轨快速打磨作业施工组织流程中维护模式、作业模式和应急模式的框架示意图。

附图标记说明：

1打磨车车架；2转向架；3打磨小车；4打磨小车泵站；5砂轮框；6起吊装置；7活动地板；8打磨小车推行机构；9打磨小车走行轮；10打磨小车框架；11打磨梁；12打磨小车提升油缸；13砂轮；14轨距支撑机构；15砂轮安装座；16位置控制机构；17升降锁定机构；21打磨间；22侧门；23减震弹簧；24液压缓冲器；25连杆机构。

具体实施方式

下面结合图1-9详细描述所述钢轨快速打磨设备的优选技术方案：

一种钢轨快速打磨设备，包括打磨车车架1，打磨车车架1底部装有前后两个转向架2，打磨车车架1中部设置成拱起形状，所述拱起部位下方装有打磨小车3，打磨小车3包括打磨小车框架10和轨距支撑机构14，轨距支撑机构14与打磨小车框架10之间的连接结构采用连杆机构25并设置有减震弹簧23和液压缓冲器24。

所述拱起部位上方设置有功能间和打磨小车泵站4，所述拱起部位上方中部设有活动地板7。

打磨小车框架10外形采用矩形框架，打磨小车框架10前后两端均布置有打磨小车推行机构8、打磨小车提升油缸12和升降锁定机构17，打磨小车提升油缸12与所述拱起部位相连接，两打磨小车推行机构8分别设置在打磨小车框架10前后端的中间上部。

所述功能间内设置有打磨间21，打磨间21两侧布置有侧门22，打磨间21内布置有起吊装置6和砂轮框5，砂轮框5设置成空框，或者设置成存储有新砂轮，或者设置成存储有旧砂轮。

打磨小车3包括位置控制机构16和打磨梁11，所述位置控制机构16安装于打磨小车框架10上并与打磨梁11连接，用于控制打磨梁11的提升及打磨角度。

打磨梁11两端装有打磨小车走行轮9。

打磨梁11上安装有与车辆行驶方向成一定角度的砂轮13，打磨梁11上布置有纵向成排的砂轮安装座15，砂轮安装座15上设有锁紧机构。

本实用新型通过在轨距支撑机构14与打磨小车框架10之间设置带有减震弹簧23和液压缓冲器24的连杆机构25，确保打磨小车3在通过有波磨的轨道时能有效减轻来自钢轨反作用力的振动影响，确保打磨砂轮13能够平稳作用于钢轨之上，使得打磨效果更优。本实用新型通过将打磨小车推行机构8设置在打磨小车框架10前后端的中间上部，确保打磨小车3能够在曲率更小的曲线轨道平稳顺利通过。本实用新型通过采用矩形打磨小车框架10，确保打磨小车3的整体稳定性更佳。

本实用新型的钢轨快速打磨作业施工组织流程包括维护模式、作业模式和应急模式，所述维护模式包括砂轮新装、砂轮更换、砂轮的存储补给。

所述砂轮新装是指打磨小车上无砂轮情况下的新砂轮安装，包括以下步骤：首先将处于砂轮更换工位的砂轮安装座15解锁，新砂轮13从存储的砂轮框5出框，将新砂轮13逐个安放至砂轮安装座15，直至当前打磨梁11上的砂轮安装座15全部装满新砂轮13或者达到所需数量，砂轮安装座15锁定新砂轮13；其次判断其它打磨梁11是否需要安装砂轮13，如否则砂轮13新装流程结束，如是则位置控制机构16控制打磨梁11旋转，使其它打磨梁11依次旋转至砂轮13更换工位执行上述砂轮13安装步骤，如此循环直至砂轮13安装完毕，砂轮13新装流程结束。

所述砂轮更换是指打磨小车3上已有砂轮13的情况下进行的砂轮13更换流程，包括以下步骤：首先将砂轮13更换工作位解锁后，卸下所需更换的旧砂轮13并移入砂轮框5存储，新砂轮13出框安装于砂轮安装座15，待新砂轮13安装完毕，砂轮安装座15上的锁紧机构锁定砂轮；其次判断其它打磨梁11是否需要更换模式，如否则本砂轮13更换流程结束，如是则位置控制机构16控制打磨梁11旋转，使其它打磨梁11依次旋转至砂轮13更换工位执行上述砂轮13更换步骤，如此循环直至砂轮13更换完毕，则本砂轮13更换流程结束。

所述砂轮更换流程的内部顺序可根据需要调整，至少包括以下调整方案：拆下一个旧砂轮即换上一个新砂轮；或者先拆下多个旧砂轮，然后按需换上新砂轮；或者先拆下全部旧砂轮，然后按需换上新砂轮；新旧砂轮的出入框采用新砂轮先出框旧砂轮后入框，或者采用旧砂轮先入框新砂轮后出框，或者采用新旧砂轮的出入框同时进行。

所述砂轮的存储补给是指给钢轨快速打磨车补给新砂轮13的流程，包括以下步骤：首先将钢轨快速打磨车上打磨间21工作位的侧门22打开以及起吊装置6解锁后，起吊装置6起吊车内存储旧砂轮13的砂轮框5并将之移出车外放下，随后起吊装置6复位继续执行旧砂轮框5移出车外工作，直至移出完毕，然后起吊装置6动作至车外工作位起吊存储新砂轮13的砂轮框5，将砂轮框5移出车内并下放至指定位置，复位车位工作位继续执行砂轮框5的移入车内工作，直至存储完毕，侧门22关闭，完成砂轮13的存储补给。

所述砂轮的存储补给流程的内部顺序可根据需要调整，至少包括以下调整方案：存储旧砂轮的砂轮框先移出车外然后存储新砂轮的砂轮框移出车内；或者存储新砂轮的砂轮框先移出车内然后存储旧砂轮的砂轮框移出车外；或者两者交替进行。

所述作业模式，即为正常的快速打磨施工作业，包括以下步骤：

1)打磨小车3的升降锁定机构17解锁，升降油缸12动作将打磨小车3下放，使打磨小车走行轮9与钢轨接触提供走行支撑；

2)轨距支撑机构14工作，根据打磨小车走行轮9反馈的横向反作用力，自适应调整轨距支撑油缸压力，使得打磨小车走行轮9以恒定横向力作用于钢轨上防止打磨小车3脱轨并消除打磨小车蛇形走行现象；

3)打磨小车提升油缸12根据垂向支撑反力自适应调整提供下压力，使得打磨小车3以恒定的垂向压力作用于轨道上；

4)打磨小车3的位置控制机构16调整打磨梁11角度匹配轨道打磨位置需求，并控制打磨梁11下放使砂轮13与轨道接触，位置控制机构16还自适应地调节下压力使得砂轮13与轨道之间的作用力恒定；

5)钢轨快速打磨车执行作业走行，打磨小车推行机构8推动打磨小车3，打磨小车3即被动地跟随运动，对钢轨进行快速打磨作业；

6)当处于作业工位的砂轮13损耗到限时，打磨小车3的位置控制机构16提起打磨梁11并旋转，使另一排新砂轮13处于工作位，并重新下放下压打磨梁11，继续作业；

7)当每组打磨单元的砂轮13都有损耗，致使打磨小车3不再具备作业条件时，打磨作业结束，打磨小车3的位置控制机构16将打磨梁11提起，打磨小车提升油缸12提升打磨小车3，升降锁定机构17锁定打磨小车3，停止作业。

所述作业模式流程的内部部分顺序可根据需要进行静态调整或动态调整。

所述打磨梁角度的控制，可根据需要在打磨作业过程中进行动态调整，调整时要求打磨梁与砂轮先提升离开钢轨，然后调整好角度后再下放继续作业。

所述作用力恒定是指作业过程中动态调整对应机构以实现作用力恒定于指定范围。

步骤6)的执行次数由打磨梁数量或者根据需要决定。

所述作业模式不包括打磨小车仍能正常作业时人为结束作业的情况。

所述应急模式是指打磨小车3突发情况导致作业模式无法继续时所采取的一系列措施，以确保打磨小车3能够不影响钢轨快速打磨车的整体运行，快速进入维护或者撤离现场，以避免抛锚占用额外的“天窗”时间，确保轨道线路的正常运营，包括以下步骤：进入应急模式后，打磨小车泵站3进入手动模式，通过手动模式使打磨小车提升油缸12动作以提升打磨小车3，提升到位后通过升降锁定机构17锁定打磨小车3，以实现应急状态下的维护工作或者使钢轨快速打磨车快速撤离现场。

上述实施例仅为优选的技术方案，其中所涉及的各个组成部件以及连接关系并不限于所描述的以上这种实施方案，所述优选方案中的各个组成部件的设置以及连接关系可以进行任意的排列组合并形成完整的技术方案。

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