一种钢轨曲面打磨机的制作方法

本发明涉及钢轨磨削，具体来讲是一种钢轨曲面打磨机。

背景技术：

1、打磨是钢轨病害预防和修理的有效手段，可修复或减轻钢轨轨面的伤损情况，预防接触疲劳和波磨等病害的产生。小型打磨机具主要对线路打磨受限区、大机打磨盲区、大机打磨不到位，以及线路周期性的点状病害进行预防性打磨和修复性打磨。由于目前钢轨磨削主要采用砂轮端面打磨的方式，作业人员在打磨过程中需要对钢轨病害位置处往复推行打磨机具进行打磨，随着轨头廓形逐步调整砂轮打磨角度，打磨后的钢轨表面往往会存在较多的平面和棱线。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种钢轨曲面打磨机，旨在提高钢轨打磨作业效率，减低作业人员劳动强度，提高钢轨打磨质量。

2、为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种钢轨曲面打磨机，包括移动小车和设置在移动小车上的钢轨曲面打磨单元，所述移动小车包括走行框架、水平移动框架、横向调整机构和设备支架；所述走行框架的底部设置有走行机构，用于驱动走行框架沿钢轨移动；所述水平移动框架横向滑动设置于走行框架的一侧；所述横向调整机构用于调整水平移动框架的水平横向位移；所述设备支架固定安装于走行框架的另一侧，用于放置硬件设备及锂电池包；所述钢轨曲面打磨单元安装在水平移动框架上，用于打磨钢轨。

3、在上述技术方案的基础上，所述走行框架由两第一横梁和两第一纵梁组成，两第一横梁与水平移动框架相对的位置截面为圆形；两第一横梁与设备支架相对的位置设置有扶手架和若干支撑梁；所述水平移动框架由两第二横梁和两第二纵梁组成，所述第二横梁的两端分别设置有与第一横梁相适配的导向轮，所述导向轮的安装轴线与水平面呈45度夹角；所述第二纵梁上设置有用于固定钢轨曲面打磨单元的翻转式插销和定位销。

4、在上述技术方案的基础上，所述横向调整机构包括横移梯形旋转副、横移手动转轮、横移力矩电机和第一非接触式位移传感器；所述第一非接触式位移传感器的固定端和活动端分别安装在位于同一侧的走行框架底部和水平移动框架侧边，用于检测两个框架的相对位移量；所述横移手动转轮与横移力矩电机通过轴连接，该轴与横移梯形旋转副的螺杆分别通过链传动的方式进行连接；所述横移梯形旋转副的螺母相对于螺杆轴向方向安装在对应的第二横梁内部，可实现人工和自动的方式调整水平移动框架的水平横向位移。

5、在上述技术方案的基础上，至少一个导向轮设置有水平调整机构，所述水平调整机构包括竖直板，竖直板的上端设置有用于安装导向轮的倾斜板，竖直板的侧面间隔设置有两限位板，两限位板之间形成与第二横梁相适配的卡槽；所述限位板上设置有调节螺钉，用于水平移动框架的水平调整和固定。在上述技术方案的基础上，所述走行机构包括走行电机、驱动链轮、从动链轮、梅花传动件、驱动轴、若干对轨道轮和轴承座；所述轨道轮通过轴承座与走行框架连接，且其中一对轨道轮之间连接有驱动轴，所述驱动轴上设置有从动链轮和梅花传动件；所述梅花传动件的一端与从动链轮连接，另一端与驱动轴连接，用于切换人工推行和电机驱动的驱动方式；所述走行电机安装在走行框架底部，且走行电机的主轴上设置有驱动链轮，通过链传动的方式为安装在驱动轴两端的轨道轮提供动力。

6、在上述技术方案的基础上，所述钢轨曲面打磨单元包括底部框架、外框架、角度调整机构、内框架、进给调整机构、固定框架和驱动机构；所述外框架的下端通过角度调整机构与底部框架连接，该角度调整机构用于调整外框架的倾斜角度；所述内框架滑动设置在外框架内，并通过进给调整机构与外框架连接，该进给调整机构用于调整内框架的竖直位移，进而调整打磨进给量；所述固定框架设置在内框架内，且固定框架的底部设置有砂轮；所述驱动机构用于驱动砂轮转动。

7、在上述技术方案的基础上，所述底部框架上设置有定位卡板、拉手和定位孔；所述内框架的内顶壁设置有旋转定位孔；所述内框架的下端为敞口端，且内框架的两侧下端分别设置有限位座；所述固定框架的顶部设置有与旋转定位孔相适配的旋转定位销轴；固定框架的中部设置有与限位座相适配的支撑板，且支撑板的两端均为圆弧形的导向面。

8、在上述技术方案的基础上，所述角度调整机构包括齿轮副、限位齿盘、角度手动转轮、角度限位拨杆、角度限位盘和角度紧固把手；齿轮副的大齿轮盘和角度限位盘分别固接于底部框架的两侧，并通过旋转销轴与外框架底部的两端连接；齿轮副的小齿轮与大齿轮盘啮合，并通过轴依次与限位齿盘和角度手动转轮连接；所述角度限位拨杆用于限制限位齿盘的旋转角度；所述角度紧固把手用于对角度限位盘进行螺旋紧固。

9、在上述技术方案的基础上，所述进给调整机构包括梯形螺旋副、进给手动转轮、进给力矩电机和第二非接触式位移传感器；所述进给手动转轮和进给力矩电机设置在外框架的顶部，并通过链传动与梯形螺旋副的螺杆连接，所述梯形螺旋副的螺母相对于螺杆轴向方向安装在内框架顶部的一边；所述外框架的两侧设置有与内框架相适配的直线导轨；所述第二非接触式位移传感器的固定端和活动端分别安装在外框架和内框架的同一侧，用于检测两个框架的相对位移量。

10、在上述技术方案的基础上，所述驱动机构包括驱动电机、驱动带轮、从动带轮、皮带和张紧轮；所述驱动电机的主轴与驱动带轮键连接并用紧定螺钉固定；所述从动带轮和砂轮通过连接轴连接，在固定框架内部用轴承支承；所述驱动带轮通过皮带带动从动带轮使砂轮旋转；所述张紧轮通过螺纹螺杆调节皮带的张紧程度。

11、本发明的有益效果在于：

12、1、本发明采用砂轮曲面打磨的方式，砂轮圆周与钢轨表面轮廓吻合，可以在轨头不同角度布置若干砂轮就能对钢轨廓形完全包络，以达到消除病害与廓形打磨，保证打磨后钢轨廓形断面的连续曲线特征。其优点在于砂轮和钢轨曲面接触的相对关系，在完全不影响打磨质量的前提下，避免了占用较大横断面空间，以及包括与道岔的尖轨区域和辙叉区域的干涉问题，特别适合对道岔、平交道口和结构复杂线路的打磨作业要求。所采用锂电池驱动还可以避免噪声、废气和粉尘污染等问题。

13、2、本发明为了保证较好的磨削效果，可以调整砂轮端面与钢轨纵向平面的角度，使其与钢轨具有更好的接合状态和热学性能，而且砂轮磨粒可以打磨到钢轨(踏面、轨距角和工作边)的不同部位，使砂轮磨损更加均匀，延长其使用寿命。

14、3、本发明的钢轨曲面打磨机可沿钢轨纵向方向自动移动，并采用砂轮圆周曲面对钢轨打磨。打磨机具采用模块化设计，由打磨机构、走行机构、锂电池包、驱动机构、设备支架和硬件设备组成，便于现场的快速拆装和搬运。砂轮曲面打磨的方式，保证打磨后钢轨廓形断面的连续曲线特征，避免了占用较大横断面空间，满足道岔、平交道口和结构复杂线路的打磨作业要求。相较于内燃式打磨机具，锂电池的供电方式还可以避免噪声、废气和粉尘污染等问题。该打磨机具无需人工调整，降低了劳动强度，提高了钢轨打磨的便捷性。

技术特征：

1.一种钢轨曲面打磨机，包括移动小车(2)和设置在移动小车(2)上的钢轨曲面打磨单元(1)，其特征在于：所述移动小车(2)包括走行框架(2100)、水平移动框架(2200)、横向调整机构(2300)和设备支架(2600)；所述走行框架(2100)的底部设置有走行机构(2500)，用于驱动走行框架(2100)沿钢轨移动；所述水平移动框架(2200)横向滑动设置于走行框架(2100)的一侧；所述横向调整机构(2300)用于调整水平移动框架(2200)的水平横向位移；所述设备支架(2600)固定安装于走行框架(2100)的另一侧，用于放置硬件设备及锂电池包；所述钢轨曲面打磨单元(1)安装在水平移动框架(2200)上，用于打磨钢轨。

2.如权利要求1所述的钢轨曲面打磨机，其特征在于：所述走行框架(2100)由两第一横梁(2101)和两第一纵梁(2102)组成，两第一横梁(2101)与水平移动框架(2200)相对的位置截面为圆形；两第一横梁(2101)与设备支架(2600)相对的位置设置有扶手架(2104)和若干支撑梁(2103)；所述水平移动框架(2200)由两第二横梁(2201)和两第二纵梁(2202)组成，所述第二横梁(2201)的两端分别设置有与第一横梁(2101)相适配的导向轮(2203)，所述导向轮(2203)的安装轴线与水平面呈45度夹角；所述第二纵梁(2202)上设置有用于固定钢轨曲面打磨单元(1)的翻转式插销(2204)和定位销(2205)。

3.如权利要求1所述的钢轨曲面打磨机，其特征在于：所述横向调整机构(2300)包括横移梯形旋转副(2301)、横移手动转轮(2302)、横移力矩电机(2303)和第一非接触式位移传感器(2304)；所述第一非接触式位移传感器(2304)的固定端和活动端分别安装在位于同一侧的走行框架(2100)底部和水平移动框架(2200)侧边，用于检测两个框架的相对位移量；所述横移手动转轮(2302)与横移力矩电机(2303)通过轴连接，该轴与横移梯形旋转副(2301)的螺杆分别通过链传动的方式进行连接；所述横移梯形旋转副(2301)的螺母相对于螺杆轴向方向安装在对应的第二横梁(2201)内部，可实现人工和自动的方式调整水平移动框架(2200)的水平横向位移。

4.如权利要求1所述的钢轨曲面打磨机，其特征在于：至少一个导向轮(2203)设置有水平调整机构(2400)，所述水平调整机构(2400)包括竖直板(2401)，竖直板(2401)的上端设置有用于安装导向轮(2203)的倾斜板(2402)，竖直板(2401)的侧面间隔设置有两限位板(2403)，两限位板(2403)之间形成与第二横梁(2201)相适配的卡槽；所述限位板(2403)上设置有调节螺钉(2404)，用于水平移动框架(2200)的水平调整和固定。

5.如权利要求1所述的钢轨曲面打磨机，其特征在于：所述走行机构(2500)包括走行电机(2501)、驱动链轮(2502)、从动链轮(2503)、梅花传动件(2504)、驱动轴(2505)、若干对轨道轮(2506)和轴承座(2507)；所述轨道轮(2506)通过轴承座(2507)与走行框架(2100)连接，且其中一对轨道轮(2506)之间连接有驱动轴(2505)，所述驱动轴(2505)上设置有从动链轮(2503)和梅花传动件(2504)；所述梅花传动件(2504)的一端与从动链轮(2503)连接，另一端与驱动轴(2505)连接，用于切换人工推行和电机驱动的驱动方式；所述走行电机(2501)安装在走行框架(2100)底部，且走行电机(2501)的主轴上设置有驱动链轮(2502)，通过链传动的方式为安装在驱动轴(2505)两端的轨道轮(2506)提供动力。

6.如权利要求1所述的钢轨曲面打磨机，其特征在于：所述钢轨曲面打磨单元(1)包括底部框架(1100)、外框架(1200)、角度调整机构(1300)、内框架(1400)、进给调整机构(1500)、固定框架(1600)和驱动机构(1700)；所述外框架(1200)的下端通过角度调整机构(1300)与底部框架(1100)连接，该角度调整机构(1300)用于调整外框架(1200)的倾斜角度；所述内框架(1400)滑动设置在外框架(1200)内，并通过进给调整机构(1500)与外框架(1200)连接，该进给调整机构(1500)用于调整内框架(1400)的竖直位移，进而调整打磨进给量；所述固定框架(1600)设置在内框架(1400)内，且固定框架(1600)的底部设置有砂轮(1601)；所述驱动机构(1700)用于驱动砂轮(1601)转动。

7.如权利要求6所述的钢轨曲面打磨机，其特征在于：所述底部框架(1100)上设置有定位卡板(1101)、拉手(1102)和定位孔(1103)；所述内框架(1400)的内顶壁设置有旋转定位孔；所述内框架(1400)的下端为敞口端，且内框架(1400)的两侧下端分别设置有限位座(1401)；所述固定框架(1600)的顶部设置有与旋转定位孔相适配的旋转定位销轴(1602)；固定框架(1600)的中部设置有与限位座(1401)相适配的支撑板(1603)，且支撑板(1603)的两端均为圆弧形的导向面(1604)。

8.如权利要求6所述的钢轨曲面打磨机，其特征在于：所述角度调整机构(1300)包括齿轮副、限位齿盘(1303)、角度手动转轮(1304)、角度限位拨杆(1305)、角度限位盘(1306)和角度紧固把手(1307)；齿轮副的大齿轮盘(1301)和角度限位盘(1306)分别固接于底部框架(1100)的两侧，并通过旋转销轴与外框架(1200)底部的两端连接；齿轮副的小齿轮(1302)与大齿轮盘(1301)啮合，并通过轴依次与限位齿盘(1303)和角度手动转轮(1304)连接；所述角度限位拨杆(1305)用于限制限位齿盘(1303)的旋转角度；所述角度紧固把手(1307)用于对角度限位盘(1306)进行螺旋紧固。

9.如权利要求6所述的钢轨曲面打磨机，其特征在于：所述进给调整机构(1500)包括梯形螺旋副(1501)、进给手动转轮(1502)、进给力矩电机(1503)和第二非接触式位移传感器(1202)；所述进给手动转轮(1502)和进给力矩电机(1503)设置在外框架(1200)的顶部，并通过链传动与梯形螺旋副(1501)的螺杆连接，所述梯形螺旋副(1501)的螺母相对于螺杆轴向方向安装在内框架(1400)顶部的一边；所述外框架(1200)的两侧设置有与内框架(1400)相适配的直线导轨(1201)；所述第二非接触式位移传感器(1202)的固定端和活动端分别安装在外框架(1200)和内框架(1400)的同一侧，用于检测两个框架的相对位移量。

10.如权利要求6所述的钢轨曲面打磨机，其特征在于：所述驱动机构(1700)包括驱动电机(1701)、驱动带轮(1702)、从动带轮(1703)、皮带(1704)和张紧轮(1705)；所述驱动电机(1701)的主轴与驱动带轮(1702)键连接并用紧定螺钉固定；所述从动带轮(1703)和砂轮(1601)通过连接轴连接，在固定框架(1600)内部用轴承支承；所述驱动带轮(1702)通过皮带(1704)带动从动带轮(1703)使砂轮(1601)旋转；所述张紧轮(1705)通过螺纹螺杆调节皮带(1704)的张紧程度。

技术总结
本发明公开了一种钢轨曲面打磨机，涉及钢轨磨削技术领域，其包括移动小车和设置在移动小车上的钢轨曲面打磨单元，移动小车包括走行框架、水平移动框架、横向调整机构和设备支架；走行框架的底部设置有走行机构，用于驱动走行框架沿钢轨移动；水平移动框架横向滑动设置于走行框架的一侧；横向调整机构用于调整水平移动框架的水平横向位移；设备支架固定安装于走行框架的另一侧，用于放置硬件设备及锂电池包；钢轨曲面打磨单元安装在水平移动框架上，用于打磨钢轨。

技术研发人员：夏福坤,卢菲,陈昌皓,吴超群,莫华坤,孙立瑞,王雨石,葛成东
受保护的技术使用者：金鹰重型工程机械股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13