自行走式铁路轨道除沙车的制作方法

本发明涉及铁路轨道清理装备技术领域，尤其涉及一种自行走式铁路轨道除沙车。

背景技术：

众所周知，铁路在我国国民经济发展中扮演者重要角色，它不仅是人民日常生活中的重要交通工具，而且也是人类发展至今智慧的结晶。在众多交通工具中，铁路的地位极其关键。它是我国交通体系的中流砥柱，并且承担着大于二分之一的货物运输。其中，有相当一部分是关系到我国国民经济与民生大计的至关重要的物品。根据2004年统计的数据显示，其载客总量超出全国总体客运量的三分之一。由此可见，铁路运输是一种不可被替换与取代的运输方式。

从建国以来，我国铁路体系得到了完善快速的发展，相关的运输物资也多种多样。从煤炭、石油和金属到木材、粮食、化肥等货物的配送，无一例外都是由发达的铁路交通来承担的。不仅如此，与铁路相关的这些上百个行业的兴盛和衰落都被我国的铁路系统牢牢掌握着。除此之外，据相关数据统计，我国共有将近十亿万吨的煤矿选择使用火车运输，占我国总煤矿的五分之四以上。钢铁行业有超过五亿万吨选择使用火车运输。石油行业有超过一亿万吨选择火车运输。农牧化肥等物资有将近七千万吨使用火车运输。并且，水泥等相关建筑物资将近有两亿万吨使用火车运输，这些关键物资总计超过二十亿万吨，占据了我国铁路运输的四分之三。这些服务对象依靠着我国铁路系统，也同时反作用于铁路设施，使其更加完善与便利发达。除此之外，我国电力系统也离不开煤矿。每年，因为无法及时有效的运输这些资源而引起全国供电系统紧张，造成重大经济损失的事件时有发生。如何尽可能多得提高运输效率，增加全国供电量，实现我国工业快速发展已经成为了铁路系统更新升级的重要依据。由此可见，铁路系统作为我国经济基础的基石，其重要性有目共睹。

然而，由于我国西北部受到气候和环境等相关因素的影响，交通线路风力侵蚀问题日益受到了越来越多的关注。根据我国“十一五”扩大西部路网覆盖面的规划,在风力侵蚀区大约有20条新建铁路段,交通建设施工对土壤风蚀影响以及风蚀对工程的影响问题日益受到重视。虽然如此，在风沙严重的地区，还经常造成火车的晚点、延时甚至侧翻。

风沙对铁路的危害也日益受到人们的重视。风沙一方面堆积和阻碍了铁路设备使其不能正常工作外，另一方面长年累月磨损着这些铁路基础设施。增加了火车脱轨的危险，引起重大交通事故，造成缓行或者停运。给铁路的正常运营带来了许多麻烦。

铁路运输是保证国民经济能够稳定持久发展的根本。我国的西部地区受风沙灾害较为严重的地区包括陕西、甘肃、内蒙古、云南、西藏等地。其中青藏铁路格拉段是受风沙灾害较为严重的一段铁路干线，由于青藏本身生态环境脆弱和地势处于高寒地带和人类活动的加剧、乱砍乱伐等综合因素的影响。青藏铁路的部分段由于风沙掩埋钢轨造成了3452次货运列车脱轨，125m线路受毁，中断行车时间达25个多小时。很多年前青藏铁路由于风沙掩埋线路造成列车停运34次。

不论是国内外，各种大型的除沙设备都离不开自动化控制。人类生活质量的提高与发展很大部分是取决于人类历史进程中自动化技术的产生与迅速发展。这样不仅减少相关工作人员数量与相应的工作强度，同时带来了生产技术与质量的革新和升华。为此，实现除沙设备的自动化具有非常重要的意义。随着社会机械化技术水平的提高和现代化铁路养护机械的发展，研制一种高效、节能、自动化程度较高的除沙机械代替传统的人工或小型除沙设备来清除铁路积沙具有深远的意义和工程实用价值。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种自行走式铁路轨道除沙车，通过在底架上安装集沙装置和抛沙装置，用减速机和分动箱传递动力给行走轮和集沙装置，并通过抛沙电机驱动抛沙装置工作，能够实现自行走，而且在行进过程中将铁路轨道内侧的积沙清理干净，确保行车通畅，避免因积沙造成铁路停运事故。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种自行走式铁路轨道除沙车，包括底架、安装在底架前端的集沙装置、安装在底架一侧的抛沙装置、安装在底架两端的行走轮对和驱动装置，所述驱动装置包括汽油机、离合器、减速机、分动箱、锥齿轮箱、链传动机构、差速器、集沙驱动轴和后轮轴，所述汽油机动力输出端借助于离合器连接减速机动力输入端，减速机输出轴连接分动箱输入端，分动箱设有两个输出端，其中一个输出端连接集沙驱动轴，另外一个输出端连接锥齿轮箱，锥齿轮箱输出端连接差速器，差速器输出端连接后轮轴，后轮轴两端固定安装行走轮，分动箱、锥齿轮箱和差速器均通过支座安装在底架上，所述集沙驱动轴通过链传动机构驱动集沙装置。

所述集沙装置包括集沙铲、集沙绞龙、导沙板、护罩和侧板，所述集沙铲借助于第一支架水平安装在底架前端，集沙铲下方安装导沙板，所述集沙绞龙借助于第二支架安装在集沙铲后方、且集沙绞龙的轴线与集沙铲的轴线平行，所述集沙铲和集沙绞龙上方围设护罩，护罩末端借助于过渡板与导沙板上边缘对接，所述护罩两端固定安装侧板，所述导沙板为轴线与集沙铲的轴线重合的弧形板，该弧形板两端对称设有向内的凹槽，凹槽的断面形状与钢轨上部断面形状相吻合，所述护罩包括一体成型的前弧板、平板和后弧板，所述前弧板位于集沙铲上方，所述后弧板围设在集沙绞龙外侧，前弧板与后弧板之间设置平板，后弧板开放端借助于过渡板与导沙板上端密封对接，所述集沙绞龙安装在后弧板内侧、且轴线与后弧板的轴线重合。

所述集沙铲包括集沙主轴和集沙叶片，集沙主轴两端借助于轴承和轴承座安装在第一支架顶端，集沙叶片为两端设有缺口的板状结构、且其绕集沙主轴的轴线均布，集沙叶片两端设置的缺口形状与导沙板两端的凹槽外侧轮廓相吻合，集沙叶片前端为轮廓与轨枕顶面轮廓相适应的弧形，集沙叶片外缘上还设有胶板，胶板与集沙叶片粘接，所述集沙绞龙包括转轴和螺旋叶片，转轴两端借助于轴承和轴承座安装在第二支架顶端，转轴端部与集沙主轴端部之间安装链传动机构，转轴端部还通过链传动机构连接集沙驱动轴。

所述抛沙装置包括抛沙扇、容纳槽和抛沙电机，抛沙扇包括抛沙主轴和抛沙叶片，抛沙主轴借助于抛沙支架安装在底架一侧、且位于扬沙螺旋出口端，抛沙叶片为半圆形板状结构、且绕抛沙主轴的轴线均布至少三块，所述容纳槽位于抛沙扇下方、且两端与抛沙支架固定连接，抛沙扇为球壳状结构、其内端与护罩的后弧板一端对接，抛沙电机动力输出端与抛沙主轴一端对接。

所述行走轮对包括两对轮缘与钢轨内缘配合的行走轮，其中一对行走轮固定安装在后轮轴两端，作为驱动轮，另外一对行走轮借助于轴承安装在底架前端内侧，两对行走轮呈矩形布置。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过在底架上安装集沙装置和抛沙装置，集沙装置能够将钢轨内侧的积沙沿着导沙板向上推送至护罩的后弧板内，后弧板内安装集沙绞龙，而且后弧板中部低于过渡板，形成螺旋输送通道，集沙绞龙能够将向上推送的沙子输送至抛沙装置，同时，本发明中的集沙叶片外缘设置为轮廓和轨枕顶面轮廓吻合的弧形结构，并在外缘上安装胶板，能够将轨枕上表面的积沙一次清理干净，而且集沙铲在转动过程中，胶板外缘与导沙板中部内侧面贴合，提高集沙效率；本发明用减速机和分动箱传递动力给行走轮和集沙装置，并通过抛沙电机驱动抛沙装置工作，分动箱通过锥齿轮箱和差速器将动力传递给后轮轴，后轮轴两端固定安装行走轮，用于驱动底架在钢轨上行走，行进过程中将铁路轨道内侧的积沙清理干净，确保行走通畅，避免因积沙造成铁路停运事故；抛沙电机带动抛沙扇转动，将集沙绞龙推送至容纳槽内的沙子向外扬出至钢轨外侧；本发明的底架两侧设置扶手，方便人工搬运。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明去除护罩后的结构示意图；

图3是本发明去除集沙装置后的结构示意图；

图4是图3另一方向结构示意图；

图5是驱动装置安装结构示意图；

图6是图5的另一方向结构示意图；

图7是护罩与导沙板位置关系示意图；

图8是导沙板结构示意图；

图9是护罩结构示意图；

图10是抛沙装置结构示意图；

图11是图10的另一方向结构示意图；

其中：1、链传动机构；2、护罩；3、抛沙装置；3-1、抛沙扇；3-2、容纳槽；3-3、抛沙电机；4、汽油机；5、减速机；6、底架；7、集沙铲；8、集沙绞龙；9、分动箱；10、过渡板；11、导沙板；12、离合器；13、锥齿轮箱；14、后轮轴；15、行走轮；16、扶手；17、集沙驱动轴；18、侧板。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1-4所示，本发明公开了一种自行走式铁路轨道除沙车，包括底架6、安装在底架6前端的集沙装置、安装在底架6一侧的抛沙装置3、安装在底架6两端的行走轮对和驱动装置，参见附图5-6，所述驱动装置包括汽油机4、离合器12、减速机5、分动箱9、锥齿轮箱13、链传动机构、差速器、集沙驱动轴17和后轮轴14，所述汽油机4动力输出端借助于离合器12连接减速机5动力输入端，减速机5输出轴连接分动箱9输入端，分动箱9设有两个输出端，其中一个输出端连接集沙驱动轴17，另外一个输出端连接锥齿轮箱13，锥齿轮箱13输出端连接差速器，差速器输出端连接后轮轴14，后轮轴14两端固定安装行走轮15，分动箱9、锥齿轮箱13和差速器均通过支座安装在底架6上，所述集沙驱动轴17通过链传动机构1驱动集沙装置，通过在底架上安装集沙装置和抛沙装置，参见附图7，集沙装置能够将钢轨内侧的积沙沿着导沙板向上推送至护罩的后弧板内，后弧板内安装集沙绞龙，而且后弧板中部低于过渡板，形成螺旋输送通道，集沙绞龙能够将向上推送的沙子输送至抛沙装置，本发明用减速机和分动箱传递动力给行走轮和集沙装置，并通过抛沙电机驱动抛沙装置工作，分动箱通过锥齿轮箱和差速器将动力传递给后轮轴，后轮轴两端固定安装行走轮，后轮轴借助于轴承与底架连接，后轮轴上的行走轮用于驱动底架在钢轨上行走，行进过程中将铁路轨道内侧的积沙清理干净，确保行进通畅，避免因积沙造成铁路停运事故。

所述集沙装置包括集沙铲7、集沙绞龙8、导沙板11（参见附图8）、护罩2（参见附图9）和侧板18，所述集沙铲7借助于第一支架水平安装在底架6前端，集沙铲7下方安装导沙板11，所述集沙绞龙8借助于第二支架安装在集沙铲7后方、且集沙绞龙8的轴线与集沙铲7的轴线平行，所述集沙铲7和集沙绞龙8上方围设护罩2，护罩2末端借助于过渡板10与导沙板11上边缘对接，所述护罩2两端固定安装侧板18，所述导沙板11为轴线与集沙铲7的轴线重合的弧形板，该弧形板两端对称设有向内的凹槽，凹槽的断面形状与钢轨上部断面形状相吻合，所述护罩2包括一体成型的前弧板、平板和后弧板，所述前弧板位于集沙铲上方，所述后弧板围设在集沙绞龙8外侧，前弧板与后弧板之间设置平板，后弧板开放端借助于过渡板10与导沙板11上端密封对接，所述集沙绞龙8安装在后弧板内侧、且轴线与后弧板的轴线重合，本发明中的集沙叶片外缘上安装胶板，在转动过程中，胶板外缘与导沙板中部内侧面贴合，提高集沙效率。

所述集沙铲7包括集沙主轴和集沙叶片，集沙主轴两端借助于轴承和轴承座安装在第一支架顶端，集沙叶片为两端设有缺口的板状结构、且其绕集沙主轴的轴线均布，集沙叶片两端设置的缺口形状与导沙板11两端的凹槽外侧轮廓相吻合，集沙叶片前端为轮廓与轨枕上表面轮廓相同的弧形，集沙叶片外缘上还设有胶板，胶板与集沙叶片粘接，所述集沙绞龙8包括转轴和螺旋叶片，转轴两端借助于轴承和轴承座安装在第二支架顶端，转轴端部与集沙主轴端部之间安装链传动机构1，转轴端部还通过链传动机构1连接集沙驱动轴17。

参见附图10-11，所述抛沙装置3包括抛沙扇3-1、容纳槽3-2和抛沙电机3-3，抛沙扇3-1包括抛沙主轴和抛沙叶片，抛沙主轴借助于抛沙支架安装在底架6一侧、且位于扬沙螺旋出口端，抛沙叶片为半圆形板状结构、且绕抛沙主轴的轴线均布至少三块，所述容纳槽3-2位于抛沙扇3-1下方、且两端与抛沙支架固定连接，抛沙扇3-1为球壳状结构、其内端与护罩2的后弧板一端对接，抛沙电机3-3动力输出端与抛沙主轴一端对接，抛沙电机带动抛沙扇转动，将集沙绞龙推送至容纳槽内的沙子向外扬出至钢轨外侧，本发明配套设置蓄电池，蓄电池为抛沙电机提供电源，只需定期充电即可。

所述行走轮对包括两对轮缘与钢轨内缘配合的行走轮，其中一对行走轮固定安装在后轮轴14两端，另外一对行走轮借助于轴承安装在底架6前端内侧，四套行走轮呈矩形布置，四套行走轮与底架共同构成支撑体系，支撑集沙装置和抛沙装置完成除沙作业。

在具体应用过程中，首先将本发明运送到需要除沙区域，人工将其搬运到钢轨上，行走轮卡在钢轨内侧，在钢轨导向下行走，然后启动汽油机，当然，本发明中的汽油机还可以采用其他动力装置替代，只要能够实现自行走即可，汽油机通过减速机和分动箱分别驱动集沙驱动轴和后轮轴转动，后轮轴驱动两套行走轮沿着钢轨行走，在行走过程中，集沙驱动轴通过两套链传动机构分别驱动集沙铲和集沙绞龙转动，集沙铲将钢轨内侧的积沙沿着导沙板向上输送，集沙铲的叶片两端设置与导沙板上的凹槽相适配的缺口，集沙叶片外缘为轮廓与轨枕顶面轮廓相吻合的弧形，同时在集沙叶片外缘上安装胶板，胶板为柔性板，防止在向上输送积沙时向下遗漏，向上输送的沙子进入护罩的后弧板内，集沙绞龙将进入后弧板的沙子全部向抛沙装置方向推送，推送入抛沙装置容纳槽的沙子在抛沙扇的作用下向外抛出，实现在自行走过程中进行除沙作业，无需使用外设主机推动，结构更加简单，使用更加方便。