一种便携式钢轨伤损焊接修补设备

1.本发明涉及铁路轨道工程技术领域，特别涉及一种便携式钢轨伤损焊接修补设备。


背景技术：

2.无缝线路已成为铁路发展的必然趋势。与普通线路相比，无缝线路至少能节省15％的常规维修费用，延长25％的钢轨使用寿命。此外，无缝线路还具有减少行车阻力、降低行车振动及噪声等优点。通过对我国在线无缝钢轨的损伤部件物相分析发现，钢轨的损伤原因有以下两种：一种是钢轨自身质量引起的损伤，此类损伤不仅严重危及行车安全，而且不能修复，只能更换新轨。另一种损伤是钢轨在正常运行中产生的，列车通过时的巨大冲击载荷促使伤损部位的裂纹不断发展形成轨头横向疲劳裂纹，主要表现为轨面剥落掉块、波浪形磨损、轨头压溃、裂纹和轨面断裂等。
3.对于一般线路的钢轨中小型伤损修补，多采用灵活、方便、成本低的焊条手工电弧焊进行焊补，此类修补方法需要先确定需修补伤损位置后再人工手持焊头修补完成。然而，现有焊补设备往往由养护人员直接搬运，在移动时费时费力，且工作时需要养护人员手持焊头对钢轨伤损部位进行反复横移修补，在焊补中受到人工的影响较大，焊补质量容易受到限制，且养护人员手持焊头可能导致一系列不安全因素。


技术实现要素：

4.本发明的目的是：针对上述背景技术中存在的不足，提供一种便携的钢轨伤损焊接修补设备，以自动完成钢轨焊补修复，提高效率并降低人工劳动强度。
5.为了达到上述目的，本发明提供了一种便携式钢轨伤损焊接修补设备，包括架体、布设在所述架体上的第一行走组件与第二行走组件、以及焊补组件，所述第一行走组件用于与钢轨接触并行走，所述第二行走组件用于与地面或者轨道板平面接触并行走，所述焊补组件包括焊补调整机构以及与所述焊补调整机构连接的焊头，所述焊头用于对钢轨进行焊接修补。
6.进一步地，所述焊补调整机构包括连接杆，所述连接杆的第一端与旋转调整模组连接，所述连接杆的第二端与伸缩杆连接，所述焊头安装在所述伸缩杆的末端。
7.进一步地，所述旋转调整模组包括移动块，所述移动块与所述连接杆的第一端连接，所述移动块上布设有齿轮，所述架体上布设有呈环形的固定环，所述固定环形成有齿条，所述齿条与所述齿轮相啮合，所述齿轮通过所述移动块上的旋转驱动部驱动。
8.进一步地，所述移动块上开设有螺纹槽以及放置槽，所述螺纹槽数量为两个，分别位于所述移动块的前、后两侧，且相对于所述放置槽对称分布，所述连接杆的第一端放置于所述放置槽内，所述连接杆靠近第一端的位置固定有限位板，所述限位板通过螺栓选择地固定在两个所述螺纹槽的其中一个，以调整所述连接杆的位置。
9.进一步地，所述旋转驱动部为旋转电机。
10.进一步地，所述固定环跨设于所述架体上方，所述固定环的两个底部端角处通过支撑板支撑，所述支撑板固定于所述架体的侧壁。
11.进一步地，所述第一行走组件包括固定在所述架体内腔的转动杆，所述转动杆上转动套设有滚筒，所述滚筒与钢轨的上表面滚动接触。
12.进一步地，所述第一行走组件包括与所述架体连接的螺杆，所述螺杆的末端固定有第一套柱，所述第一套柱的内腔布设有第一滑块以及第一弹簧，所述第一滑块通过所述第一弹簧与所述第一套柱弹性连接，所述第一滑块与第一滑杆的第一端连接，所述第一滑杆的第二端固定有卡块，所述卡块的内侧转动布设有滚珠，所述滚珠与钢轨的侧壁滚动接触，所述螺杆相对于所述架体对称布设两组，所述螺杆与所述架体的固定位置可调。
13.进一步地，所述第二行走组件包括第二套柱，所述第二套柱的内腔布设有第二弹簧以及第二滑块，所述第二滑块通过所述第二弹簧与所述第二套柱弹性连接，所述第二滑块与第二滑杆的第一端连接，所述第二滑杆的第二端连接有固定板，所述固定板与支撑杆的第一端连接，所述支撑杆的第二端转动连接有滚轮，所述固定板相对于所述架体对称布设两组。
14.进一步地，所述架体上布设有焊补柜，所述焊补柜用于调节焊补参数；所述架体的后侧安装有推柄，所述推柄用于将设备推行。
15.本发明的上述方案有如下的有益效果：
16.本发明提供的便携式钢轨伤损焊接修补设备，依靠第一行走组件与第二行走组件的配合能够沿钢轨伤损沿线移动，通过焊补组件完成钢轨伤损的焊接修补，由焊补调整机构调整焊头的角度，使焊头对准伤损位置焊补作业，避免了人工焊补带来的费时费力与安全等问题，提升了钢轨伤损焊接修补的效率及可靠性；
17.本发明中，通过转动螺杆带动卡块向前移动，使卡块上的滚珠贴合钢轨侧面，可快速在钢轨上架设焊补设备，且可自由调整左右卡块的间距，实现夹紧不同类型的钢轨，方便在不同规格的线路上固定设备，提高设备的通用性，并且利用螺杆顶端的第一套柱内的第一弹簧的弹性使滚珠贴合钢轨，同时在弯曲的钢轨上方便设备自由滑行，提高设备的导向的顺畅度，方便操作人员推动，提高工作效率；
18.本发明中，通过启动驱动电机带动齿轮转动，齿轮啮合在固定环的齿条上，从而使移动块在固定环上做半圆周滑动，来调整连接杆上焊头的方向，从而增大焊头的焊补范围，可对钢轨不同类型的伤损进行焊接修补，提高设备本体的适用性和通用性，降低养护人员手持焊头可能导致的不安全因素；
19.本发明中，连接杆上连接的焊头能够收回内侧，减少焊补设备的体积，方便对设备的存储运输，同时依靠第二行走组件方便对设备移动，不需要人力抬动，提高工作效率；
20.本发明的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
21.图1为本发明的整体结构示意图；
22.图2为本发明的整体结构正视图；
23.图3为本发明的整体结构侧视图；
24.图4为图2的a处放大图；
25.图5为图2的b处放大图；
26.图6为图3的c处放大图。
27.【附图标记说明】
28.1-架体；2-钢轨；3-焊头；4-焊补柜；5-推柄；6-连接杆；7-伸缩杆；8-移动块；9-齿轮；10-固定环；11-螺纹槽；12-放置槽；13-限位板；14-螺栓；15-旋转电机；16-连接板；17-支撑板；18-转动杆；19-滚筒；20-螺杆；21-第一套柱；22-第一滑块；23-第一弹簧；24-第一滑杆；25-卡块；26-滚珠；27-第二套柱；28-第二弹簧；29-第二滑块；30-第二滑杆；31-固定板；32-支撑杆；33-滚轮。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。
30.需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、安装、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。另外，本发明中的“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明限制。
31.如图1-图3所示，本发明的实施例提供了一种便携式钢轨伤损焊接修补设备，包括架体1，布设在架体1上的第一行走组件与第二行走组件、以及焊补组件。其中，第一行走组件用于与钢轨2接触并行走，第二行走组件用于与地面或者轨道板平面接触并行走，焊补组件包括焊补调整机构以及与焊补调整机构连接的焊头3，焊头3用于对钢轨2进行焊接修补，通过焊补调整机构调整焊头的位置、角度，使焊头3准确对接钢轨2需焊接修补的部位。
32.在本实施例中，架体1上布设有焊补柜4，焊补柜4作为控制部分用于调节焊补参数，可设置、调整焊头3的位置、角度，也可增设视觉模组等并控制焊补调整机构自动调节。
33.在本实施例中，架体1的后侧安装有推柄5，推柄5用于将设备推行，即第一行走组件、第二行走组件自身不带动力，仅与钢轨2、地面或者轨道板平面等滚动接触，设备依靠推力向前移动。当然后续进一步改进也可让第一行走组件、第二行走组件自带动力，从而更加便捷安全地完成钢轨2伤损焊接修补。
34.在本实施例中，焊补调整机构包括连接杆6。其中连接杆6呈倒l形，连接杆6的第一端、即倒l形的底端与旋转调整模组连接，用于调整连接杆6的角度，连接杆6的第二端与伸缩杆7连接，焊头3安装在伸缩杆7的末端，依靠伸缩杆7调整焊头3相对于钢轨2的间距，满足钢轨2焊接修补的调整需求。
35.具体地，旋转调整模组包括移动块8，移动块8与连接杆6的第一端连接，移动块8上布设有齿轮9，架体1上布设有呈环形的固定环10，固定环10形成有等间距的齿条，齿条与齿
轮9相啮合，齿轮9通过移动块8上的旋转驱动部驱动。因此，移动块8一方面与固定环10是活动连接的，固定环10穿设于移动块8两侧的通孔，另一方面旋转驱动部驱动齿轮9旋转时，提供动力使移动块8沿固定环10移动，从而完成焊头3角度的调整。
36.需要说明的是，固定环10是相对于架体1中轴线对称分布的，钢轨2的中心通常也位于架体1中线，因此焊头3能够相对于钢轨2对称调整。作为优选，本实施例中固定环10为半圆环，因而焊头3能够调整接近180度的方位，增大焊头3的焊补范围，可对钢轨2不同类型的伤损进行焊接修补，提高设备本体的适用性和通用性。
37.同时如图6所示，由于连接杆6呈倒l形，连接杆6、伸缩杆7以及焊头3在工作时伸出架体1的部分较多，因此整个设备的纵向尺寸偏长，转运收纳不便。基于此，作为进一步改进，本实施例中移动块8上开设有螺纹槽11以及放置槽12，其中放置槽12位于移动块8的中心，螺纹槽11数量为两个，分别位于移动块8的前、后两侧，且相对于放置槽12对称分布，连接杆6的第一端放置于放置槽12内，同时连接杆6靠近第一端的位置焊补固定有限位板13，限位板13开设有螺孔，通过螺栓14选择地固定在两个螺纹槽11的其中一个，使连接杆6具有不同的角度并定位。
38.因此，设备在工作状态下，限位板13通过螺栓14固定于前侧的螺纹槽11中，使得连接杆6的上部、伸缩杆7以及焊头3向外延伸。而需要收纳时，放松螺栓14后将连接杆6旋转180度，再通过螺栓14将限位板13固定于后侧的螺纹槽11中，使连接杆6的上部、伸缩杆7以及焊头3收回内侧，减少设备整体纵向占用体积，方便设备的存储运输。
39.其中，连接杆6的上部最好高于焊补柜4的高度，而使连接杆6旋转收回时不会被焊补柜4妨碍。
40.当然，作为更优选的实施方式，连接杆6与移动块8还可通过旋转机构自动调节，不需要两次松紧螺栓14手动调节，作为后续优化方向。
41.在本实施例中，旋转驱动部为旋转电机15。其中，旋转电机15布设在移动块8的下表面，与移动块8下表面一侧的连接板16固定，旋转电机15的输出轴与齿轮9连接，优选采用伺服电机，能够精准控制焊头3的焊补角度。
42.当然在其他实施例中，还可采用其他驱动方式，此处不做具体限制。
43.在本实施例中，固定环10跨设于架体1上方，固定环10的两个底部端角处通过支撑板17支撑，与支撑板17焊补固定，支撑板17则焊补固定于架体1的侧壁，同样相对于架体1中轴线对称分布。
44.在本实施例中，第一行走组件包括固定在架体1内腔的转动杆18，转动杆18上转动套设有滚筒19，滚筒19与钢轨2的上表面滚动接触，因此当设备推行前进时滚筒19滚动行驶于钢轨2的上表面。
45.作为优选的实施方式，滚筒19的长度设置为大于钢轨2的顶面宽度，使对设备的整体支撑更加稳定，移动更加方便。另外，转动杆18以及滚筒19可以沿架体1前后等间距布设多组，且呈直线排列，以更充分地对设备整体支撑。
46.同时如图4所示，第一行走组件还包括与架体1连接的螺杆20，螺杆20的末端固定有第一套柱21，第一套柱21的内腔布设有第一滑块22以及第一弹簧23，第一滑块22通过第一弹簧23与第一套柱21弹性滑动连接，同时第一滑块22与第一滑杆24的第一端连接，第一滑杆24的第二端固定有卡块25，卡块25的内侧转动布设有滚珠26，滚珠26与钢轨2的侧壁滚
动接触。依靠第一弹簧23以及滚珠26的设置，使架体1沿钢轨2的移动、转向更加流畅。
47.其中，螺杆20相对于架体1对称布设两组，架体1上开设有螺孔，螺杆20插设于螺孔中，与架体1的固定位置可调，因此能够自由调整两侧卡块25的间距，实现夹紧不同类型的钢轨2，方便在不同规格的钢轨2上移动、固定设备，提高设备的通用性。
48.作为优选，架体1单侧上的每组螺杆20包括两个螺杆20，即两侧各具有两个卡块25，每个卡块25上安装有两个滚珠26，使架体1能够稳定地沿钢轨2移动、转向、作业。
49.同时如图5所示，第二行走组件包括第二套柱27，第二套柱27的内腔布设有第二弹簧28以及第二滑块29，第二滑块29通过第二弹簧28与第二套柱27弹性滑动连接，第二滑块29与第二滑杆30的第一端连接，第二滑杆30的第二端连接有固定板31，固定板31与支撑杆32的第一端连接，支撑杆32的第二端转动连接有滚轮33，滚轮33主要用于与地面或者轨道板平面滚动接触。
50.其中，固定板31、支撑板32和滚轮33的数量为四个，相对于架体1对称布设两组，分别位于架体1两侧下部的四个端角，第二套柱27、第二弹簧28、第二滑块29、第二滑杆30的数量为八个，且分别两个一组连接在固定板31侧面的上下两端，并与架体1的侧壁连接形成三角结构，利用第二弹簧28的弹性，使每个滚轮33形成独立的悬架结构，适用于不同地形上的移动。当滚轮33向外侧移动时，第二滑杆30向外侧在第二套柱27上滑动，向一侧压缩第二弹簧28，利用第二弹簧28弹性缓冲晃动；当滚轮33向内移动时，依靠向另一侧压缩第二弹簧28将向内的晃动弹性缓冲；当滚轮33上下移动时，由于第二套柱27和第二滑杆30都采用转动连接的方式，两个第二滑杆30成相反方向在第二套柱27内滑动，配合第二弹簧28可缓冲上下晃动。
51.该设备使用过程中，拉动推柄5，设备的第二行走组件的滚轮33与地面或者轨道板平面滚动接触，使得设备可快速移动，利用独立的悬架结构，可适用不同地形的移动，方便设备的使用。当到达钢轨伤损位置，先将设备套接在钢轨2上，使架体1内部第一行走组件的滚筒19接触钢轨2顶部，然后转动螺杆20带动卡块25向内移动，使卡块25上的滚珠26接触钢轨2侧面，利用第一弹簧23的弹性贴合钢轨2，同时在弯曲的钢轨上方便设备自由导向移动。完成设备架设后，通过旋转螺栓14使其脱离后侧的螺纹槽11，然后再将连接杆6转动180度，使限位板13上的螺栓14对准前侧的螺纹槽11，并使螺栓14旋入，固定连接杆6的位置，使连接杆6上连接的焊头3朝向外侧，方便焊补作业。然后确认钢轨2伤损位置，启动旋转电机15带动齿轮9转动，齿轮9啮合在固定环10的齿条上，从而使移动块8在固定环10上做半圆周滑动，来调整连接杆6上伸缩杆7的朝向，对准伤损位置，再启动伸缩杆7带动焊头3向下移动对伤损焊补，当焊补完成后，伸缩杆7回位，松开螺栓14将连接杆6回转180度，使螺栓14旋入后侧螺纹槽11，完成回位，减少设备的运输体积。
52.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。