本发明涉及一种轨道除雪用除雪铲，尤其是涉及一种用于清除铁路钢轨面以上积雪的除雪铲，属于铁路机械设计与制造技术领域。
背景技术：
我国北方以及高原地区建有大量铁路，在冬季，降雪会将铁路掩埋，致使线路存在安全隐串，严重影响列车安全运行。
轨道线路上有人工铲雪和机械清扫两种清除钢轨表面以上积雪的方式。
目前国内尚无专门用于轨道除雪作业的装置或设备，只能采取人工清扫方法，其劳动量大，劳动强度高，清扫耗费时间较长，此外，列车通过密度较大，施工人员安全也难以保证。
国外铁路广泛采用在铁路机车上安装螺旋桨绞雪机或旋切式抛雪机方式，来清扫钢轨表面以上较深的积雪，以保证列车能够正常通过。上述方法需要将螺旋桨绞雪机或旋切式抛雪机安装在列车的正前方，影响列车的正常联挂，为保证行车密度较高情况下的安全性，我国铁路行业的技术标准是不允许的。
国内也有部分机场和公路采用除雪铲进行铲雪作业，但由机场和公路道路较平整，对车辆运行轨道无严格要求，铲雪速度要求不高。相比这些行业所用除雪铲，轨道除雪车所采用的除雪铲在连接方式、结构和原理方面有着显著的差别。
申请号为201510742495.X的中国发明专利公开了一种轨道除雪用推雪铲，其包括悬挂装置，该悬挂装置上端与轨道除雪车车体连接，该悬挂装置下端与推雪铲支架连接，该推雪铲支架连接推雪铲铲体，该推雪铲支架还通过提升油缸连接至所述轨道除雪车车体，推雪铲支架下方装有推雪铲车轮，所述推雪铲铲体的侧面装有侧面推雪铲，该推雪铲铲体的底部装有铲雪板，推雪铲支架还装有锁定孔架和锁定装置。除雪作业时，随着轨道弯道半径和轨道高低的不同，推雪铲可沿销轴进行横向和纵向摆动，右车轮和左车轮始终在钢轨上运行，弯道半径和轨道高低对除雪速度和效果没有影响，保证列车的正常运行。但是其不能改变推雪方向，在某些地段要求一侧推雪时不能适应环境要求。
技术实现要素：
本发明中设定：垂直于钢轨延伸(即平行于轨枕)的方向为横向，平行于钢轨延伸的方向为纵向。
本发明提供一种轨道除雪用除雪铲，其包括铲面组件、滑动框架组件以及悬挂安装组件，所述铲面组件连接滑动框架组件，该滑动框架组件又通过所述悬挂安装组件连接至轨道除雪车或其它需要的作业设备，其中铲面组件包括至少两个铲面，所述至少两个铲面通过转动轴连接，所述至少两个铲面各自的结构相同且关于所述转动轴对称安装，所述铲面下方装有耐磨板；所述滑动框架组件包括翼形框架和在该翼形框架内滑动的滑动装置，该翼形框架和滑动装置构成上下重叠的立体结构，所述翼形框架呈三角形结构，该三角形结构的底角连接于轨道除雪车的车架，该三角形结构的顶角连接所述悬挂安装组件，并通过该悬挂安装组件装在轨道除雪车的车架上，从而使所述滑动框架组件通过至少三个连接点稳定地连接于所述轨道除雪车，所述滑动装置一端活动安装于所述翼形框架中心的滑套内，所述滑动装置的另一端连接于所述铲面组件的转动轴，所述滑动装置与所述翼形框架之间连接伸缩装置，从而控制滑动装置滑出或缩回。
优选的是，所述滑动装置下方通过所述伸缩装置与所述翼形框架连接，所述滑动装置上方与所述至少两个铲面之间连接摆动装置，以便调节所述铲面的工作角度。
在上述任一方案中优选的是，翼形框架的滑套与除雪车车架在竖直方向成一定的角度α1，其取值为：93°≤α1≤95°。
在上述任一方案中优选的是，所述转动轴与所述滑套在竖直方向的夹角为α2，其取值为 93°≤α2≤95°
上述任一方案中优选的是，由于翼形框架的滑套与除雪车车架在竖直方向成角度α1，转动轴与所述滑套在竖直方向呈夹角α2，因此，在伸缩装置作用下，滑动装置在翼形框架内滑动时，由于α1和α2的存在，铲面伸缩同时还伴随下降或上升，滑动装置在滑套内伸出时，铲面向前并向下运动，高度不断降低，但铲面始终保持竖直状态不变。
在上述任一方案中优选的是，铲面后方包括油缸安装座，该油缸安装座和所述滑动装置尾部的摆动油缸固定座之间安装有摆动油缸，铲面在摆动油缸的作用下，可绕中间的转动轴转动。
本发明提供的轨道除雪用除雪铲的工作方式如下：区间运行时，除雪铲处于上位机械锁定状态。准备作业时，先解除翼形框架的锁定，然后控制伸缩装置伸出，滑动装置带着铲面整体向前和向下运动，直到伸出至最前端时将保持不动，待翼形框架前部与滑动装置尾部对齐时，将翼形框架与滑动装置锁定。
此时，除雪铲到达最低位置，铲面为“V"字形，整车向前运行即可以最大铲雪深度向轨道两侧进行铲雪作业。控制摆动装置调节铲面夹，可调节铲雪宽度和作业效果。
当需要减小铲雪作业深度时，只需解除锁定，控制伸缩装置收回使铲面升高，直到铲面升高到所需除雪深度为止。
铲雪作业完成后，摆动装置都收回到最底部，铲面成“V”字形，然后伸缩装置也收回到底部，铲面组件被整体收回到最高处，翼形框架与滑动装置尾部对齐并锁定，除雪铲即处于锁定状态，全部位于机车限界范围内，可随除雪车进行区间运行。
本发明与现有技术相比的有益效果是：所述翼形框架和滑动装置构成的上下重叠的立体结构，能够扩大作业角度范围，而滑动装置收回时，又能显著缩短铲面组件与悬挂安装组件之间的距离，便于作业车移动，不影响走行速度。
本发明所提供的轨道除雪用除雪铲的技术方案包括上述各部分的任意组合，上述各部分组件的简单变化或组合仍为本发明的保护范围。
附图说明
图1为按照本发明的一种轨道除雪用除雪铲的一优选实施例的前视立体图；
图2为图1所示实施例的仰视立体图；
图3为图1所示实施例的铲面组件立体图；
图4为图1所示实施例的滑动装置立体图；
图5为图1所示实施例的翼形框架立体图；
图6为图1所示实施例的铲面摆动油缸固定座立体图；
图7为图1所示实施例的除雪铲安装侧视图；
图8为图1所示实施例的除雪铲向左侧铲雪的作业状态俯视图；
图9为图1所示实施例向右侧铲雪的作业状态俯视图；
图10为图1所示实施例向两侧铲雪的作业状态俯视图；
图11为图1所示实施例除雪铲完全收回状态的俯视图；
图12为图1所示实施除雪铲不完全伸出作业状态的俯视图。
图1-图10中的数字标记分别表示：
1' 铲面 2' 右侧安装座A 3' 右侧摆动油缸 4' 摆动油缸销轴 5' 摆动油缸固定座
6' 尾部安装座A 7' 左侧安装座A 8' 左侧摆动油缸 9' 伸缩油缸销轴 10' 锁定销轴
11' 伸缩油缸 12' 翼形框架 13' 滑动装置 14' 左侧铲面 15' 左侧耐磨板
16' 转动轴 17' 开槽螺母 18' 右侧铲面 19' 右侧耐磨板 20' 铲面转动孔板
21' 伸缩油缸安装座 22' 滑动轴 23' 耐磨条 24' 耐磨板 25' 滑套
26' 前部锁定孔板 27' 右侧安装座B 28' 后部锁定孔板 29' 尾部安装座B
30' 伸缩油缸安装座 31' 左侧安装座B 33' 摆动油缸座。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图分别详细描述按照本发明的一种轨道除雪用除雪铲的优选实施例。
实施例1.1:一种轨道除雪用除雪铲，如图1-图3所示，包括铲面组件、滑动框架组件以及悬挂安装组件，所述铲面组件连接滑动框架组件，该滑动框架组件又通过所述悬挂安装组件连接至除雪车，其中铲面组件包括铲面1'，铲面1'又分为左侧铲面14'和右侧铲面18'，左侧铲面14'下方装有左侧耐磨板15'，右侧铲面18'下方装有右侧耐磨板19'，左侧铲面14'和右侧铲面18'通过转动轴16'连接，转动轴16'末端连接开槽螺母17'，左侧铲面14'和右侧铲面18'结构相同，且关于转动轴16'轴对称安装，右侧铲面18'和左侧铲面14'的工作面为等半径圆曲面，左侧铲面14'和右侧铲面18'背部均设有水平加强筋板和竖直加强筯板。
如图4-图6所示，滑动框架组件是铲面组件的安装部件以及铲面组件运动的驱动部件，该滑动框架组件包括滑动装置13'、翼形框架12'和摆动油缸固定座5'。参见图4，滑动装置的主体为滑动轴22'，滑动轴22'前端部连接铲面转动孔板20'和伸缩油缸安装座A 21'，滑动轴22'四周设有耐磨条23'，滑动轴22'尾部装有耐磨板24'，该耐磨板24'开有锁定孔I。铲面转动孔板20'包括安装孔，用于支撑铲面组件，安装时转动轴16'插入铲面转动孔板20'的安装孔内，从而使铲面转动孔板20'构成左、右侧铲面14'、18'的转动中心，耐磨条23'和耐磨板24'具有导向和耐磨作用。
参照图5所示，翼形框架包括滑套25'，该滑套25'前端距端部1/3处与滑套轴线垂直设置横臂，该横臂两端设置右侧安装座B 27'和左侧安装座B 31'用于连接除雪车的车架；该横臂与滑套25'中部之间连接斜臂，该横臂与滑套前部设有加强肋，横臂与滑套25'以及斜臂构成翼形框架的主体结构，且横臂与斜臂之间构成三角形结构，因而使翼形框架的结构更加稳定；滑套位于加强肋前部和斜臂后部的位置还包括前部锁定孔板26'和后部锁定孔板28'，滑套后端设有尾部安装座B 29'，该尾部安装座B29'通过图1所示的尾部安装座A6'连接至除雪车车架，滑套25'后部的下方设有伸缩油缸安装座B 30'，其与图4所示伸缩油缸安装座A21'之间连接伸缩油缸，以便左侧铲面14'和右侧铲面18'在滑动轴22'的支撑及伸缩装置的作用下沿翼形框架的滑套25'滑动，进行作业或收回。
如图7所示，翼形框架的滑套25'与除雪车车架在竖直方向成一定的角度α1，α1＝93°转动轴16'与滑套25'在竖直方向的夹角为α2，α2＝93°，滑动装置13'在翼形框架内滑动时，由于α1和α2的影响，铲面伸缩同时还伴随下降或上升，滑动装置13'在滑套25'内伸出时，左侧铲面14'和右侧铲面18'向前并向下运动，高度不断降低，铲面1'始终保持竖直状态不变以适应除雪作业的深度要求。滑套25'对铲面组件及图4所示滑动装置的运动起导向作用，滑动装置插入滑套25'内，可带动铲面组件沿滑套25'进行伸缩，从而实现除雪深度的控制。悬挂安装组件是除雪铲与除雪车车体的连接件，如图1所示，其包括左侧安装座A 7'、右侧安装座A 2'和尾部安装座，左侧安装座A 7'和右侧安装座A 2'的一端固定到除雪车车架梁的下方，另一端与翼形框架对应的左侧安装座B 27'和右侧安装座B 31'相连，即：左侧安装座A 7'与左侧安装座B 27'配合连接，右侧安装座A 2'与右侧安装座B 31'配合连接。
参照图1、图2，铲面1后方包括油缸安装座，该油缸安装座和滑动装置13'尾部的摆动油缸固定座5'之间通过设置于摆动油缸固定座5'前部的摆动油缸座33'安装摆动油缸，摆动油缸与摆动油缸座之间用摆动油缸销轴4'固定，左侧铲面14'和右侧铲面18'分别在左侧摆动油缸8'和右侧摆动油缸3'的作用下，绕装于铲面转动孔板20'中间的转动轴16'转动，翼形框架12'与滑动装置13'之间通过伸缩油缸11'活动连接，伸缩油缸11的固定端与翼形框架12'的滑套25'尾部连接并通过伸缩油缸销轴9'锁定。当要求向轨道两侧铲雪作业时，铲面1'在左侧摆动油缸8'和右侧摆动油缸3'作用下都向后收回，铲面呈“V"字形，如图10 所示，此时左侧铲面14'和右侧铲面18'之间的夹角为β2，β2的最小值为120°，最大值为 180°；当要求向轨道左侧铲雪作业时，左侧铲面14'向后收回，右侧铲面18'向前摆出，两铲面1'在同一平面上，铲面呈“/”形，铲面1与轨道中心线之间的夹角为β1，β1的最小值为 60°，最大值为90°；当要求向轨道右侧铲雪作业时，左侧铲面14'向前摆出，右侧铲面18'向后收回，两铲面1'在同一平面上，铲面呈“\”形，铲面1与轨道中心线夹角为β3，β3最小值为60°，最大值为90°。
如图6所示，摆动油缸座33'为三角形结构的八面体，该八面体包括两个水平的底面和六个竖直的侧面，六个竖直的侧面包括两个相互平行且面积相等的侧面I、两个相互平行且面积差为侧面I的面积的6-7倍的侧面II和侧面III、以及两个面积相等且关于该八面体的纵向中心线对称设置的侧面IV，该八面体为轴对称结构，该八面体的底面顶端包括两个通孔，用于连接图4所示滑动装置13'的末端，该八面体的两个侧面IV上均包括带通孔的摆动油缸座 33'，该通孔内嵌装如图1所示的摆动油缸销轴4'。从而使滑动装置13'沿翼形框架12'的滑套25'滑动，且在摆动油缸的作用下使铲面1向需要的作业方向摆动。
不作业时，滑动装置13'沿滑套25'缩回，除雪铲收起到最高处，铲面1'收回到最底部，呈 "V"字形，待翼形框架后部锁定孔板28'的孔与滑动装置13'尾部的锁孔对齐时，穿入锁定销轴10'，对滑动装置13'进行有效的机械锁定。
除雪铲不工作时，收起锁定于除雪车车架的下方，锁定可靠，全部处于机车限界范围内，不影响除雪车与其他车辆联挂，也不影响行车安全；铲面1'上部的中间部分设计有一个“U" 缺口，在铲面1'下降时避免了与车钩干涉，同时尽可能增大了铲面面积，提高铲雪效率；除雪过程中，可根据需要将轨面积雪铲到轨道两侧，也可选择将轨面以上积雪铲向轨道的任意一侧；根据线路情况，作业过程中可通过调节摆动油缸控制铲面1'的角度，从而调节有效铲雪宽度，并通过调节伸缩油缸控制铲雪作业的深度；铲面下部左侧耐磨板15'和右侧耐磨板 19'为尼龙耐磨板，当铲面1'在意外情况下接触钢轨面时，尼龙耐磨板将先碰到钢轨，避免意外情况下除雪铲的金属面与钢轨碰触、损坏钢轨；除雪铲作业过程中始终安装于除雪车车体上，不存在掉道的风险，除雪车可具有较高的除雪作业速度。
实施例1.2:一种轨道除雪用除雪铲，同实施例1.1，不同之处在于：所述滑套前端距端部1/4 处与滑套轴线垂直设置横臂。
上述实施例所述轨道除雪用除雪铲，在区间运行时，除雪铲处于上位机械锁定状态。准备作业时，先取下翼形框架12'尾部锁孔内的锁定销轴10'，然后控制伸缩油缸11'伸出，滑动装置13'带着铲面1'整体向前和向下运动，油缸伸出到最前端时将保持不动，翼形框架 12'前部锁孔与滑动装置13'尾部锁孔对齐，将锁定销轴穿入对齐的锁孔内。
此时，除雪铲到达最低位置，铲面为“V"字形，整车向前运行即可以最大铲雪深度向轨道两侧进行铲雪作业。控制左侧摆动油缸8'和右侧摆动油缸3'调节铲面夹角β2，可调节铲雪宽度和作业效果。
当向轨道左侧铲雪时，调节右侧摆动油缸3'，使右侧铲面18'向前摆出与左侧铲面14'共面，即可实现向轨道左侧铲雪的除雪作业，并可根据除雪作业情况调节铲面倾斜角度β1从而调节除雪宽度和作业效果。
当向轨道右侧铲雪时，调节左侧摆动油缸8'，使左侧铲面14'向前摆出与右侧铲面18'共面，即可实现向轨道右侧铲雪的除雪作业，并可根据除雪作业情况调节铲面倾斜角度β3从而调节除雪宽度和作业效果。
当需要减小铲雪作业深度时，只需取掉锁定销轴10'，控制伸缩油缸11'收回使铲面升高，直到铲面升高到所需除雪深度为止。
铲雪作业完成后，左侧摆动油缸8'和右侧摆动油缸3'都收回到最底部，铲面成“V”字形，然后伸缩油缸11'也收回到底部，铲面组件1'被整体收回到最高处，翼形框架12'尾部的锁孔与滑动装置13'尾部锁孔对齐，插上锁定销轴10'，除雪铲即处于锁定状态，全部位于机车限界范围内，可随除雪车进行区间运行。