偏转上驱型砂带式钢轨打磨装置的制作方法

本实用新型涉及钢轨打磨技术领域，尤其涉及一种偏转上驱型砂带式钢轨打磨装置。

背景技术：

近年来随着我国轨道交通行业的迅猛发展，钢轨铺设里程逐年递增的同时，多样化轨道交通方式呈现了齐头并进的发展趋势，如：高铁、普铁、重载、轻轨、地铁和有轨等，道岔场区域与组数也在不断增加。轮对长时间反复碾压会导致钢轨表面呈现波浪形磨耗、肥边、掉块、鱼鳞纹、接头塌陷等多种形式的病害，打磨技术是全球范围内公认唯一能清除钢轨病害的有效手段。

目前主要采用以砂轮、铣刀为工具进行钢轨打磨，受打磨工具自身性能和打磨方式的限制，打磨作业过程存在效率低、成本高等特点。砂带打磨是新近提出的一种高效率、低成本的钢轨打磨维护方法，打磨单元是整个砂带打磨装备的核心结构，打磨单元的机构合理与否直接影响着该种方法的实际应用性能，因钢轨廓形打磨需要，钢轨打磨单元需满足垂直、横向、偏转三个自由度的运动，且需同时满足砂带张紧、加压、驱动等动作要求，因此，如何结合廓形打磨需求和砂带磨削运动特征，开发一种布局合理、适用性强的砂带打磨单元是一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供了一种偏转上驱型砂带式钢轨打磨装置，增加打磨过程中作业装置的刚度，进而提高砂带式钢轨打磨的效率和质量。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。

一种偏转上驱型砂带式钢轨打磨装置，包括：

砂带轮系结构，以及与所述砂带轮系结构连接的横向运动结构、垂向运动结构和偏转运动结构，所述偏转运动结构置于装置的顶部；

所述砂带轮系结构通过驱动电机、驱动轮和接触轮带动砂带对钢轨进行打磨作业；所述垂向运动结构通过垂向导柱、垂向电动推杆带动所述砂带轮系结构进行垂向运动；所述偏转运动结构通过偏转电机、齿轮和齿条带动所述砂带轮系结构进行偏转运动；所述横向运动结构通过横向电动丝杆和横向电机带动所述砂带轮系结构进行横向运动。

优选地，所述砂带轮系结构包括驱动电机、联轴器、驱动轮轴、轴承、轴承座、驱动轮、张紧轮、接触轮和轮系安装板；

驱动轮通过驱动轮轴、轴承和轴承座固定安装在轮系安装板上，驱动轮轴通过联轴器与驱动电机相连接，驱动电机通过电机安装架固定安装在轮系安装板上；所述张紧轮通过张紧结构部件连接至轮系安装板，所述接触轮通过接触轮轴安装在轮系安装板之上；驱动轮、张紧轮和接触轮通过砂带进行联动，驱动电机通过联轴器带动驱动轮轴、驱动轮运动，驱动轮带动接触轮运动，接触轮带动砂带对钢轨进行打磨作业。

优选地，所述垂向运动结构包括垂向导柱、垂向电动推杆；

在所述偏转上驱型砂带式钢轨打磨装置的垂向运动中，轮系安装板通过滑动轴承部件与垂向导柱相连接，垂向电动推杆的杆伸出端通过垂向运动头部铰接结构与轮系安装板相连，垂向电动推杆的缸体尾部通过垂向运动尾部铰接结构与垂向运动支撑相连接；两垂向导柱通过横梁固定连接，使所述垂向运动结构形成一个整体。

优选地，通过锁定步进电机携带锁定螺杆、锁定螺母来实现所述装置的垂向运动的锁定功能，锁紧步进电机通过安装底座与轮系安装板相连接，与砂带轮系结构共同垂向运动，所述装置垂向运动到达指定位置后，锁定步进电机动作，带动锁定螺杆旋转，通过旋转产生的压力压紧垂向导柱，实现垂向运动的位置锁定功能。

优选地，所述偏转运动结构包括偏转电机、偏转电机支架、齿轮和齿条；

在所述偏转上驱型砂带式钢轨打磨装置的偏转运动中，偏转运动结构、砂带轮系结构和垂向运动结构都进行偏转，偏转运动的偏转中心在垂向导柱的下端，垂向导柱通过偏转轴与偏转铰接支撑座相连，偏转驱动由偏转电机提供，偏转电机通过偏转电机支架安装于垂向运动导柱的横梁之上；

齿条固定连接在主体框架之上，齿轮与偏转电机相连接，齿轮与齿条相啮合，偏转电机带动齿轮旋转时，则偏转电机连同横梁、垂向导柱和砂带轮系结构共同偏转至预设角度，在偏转过程中，齿条保持不动，垂向移动部件以偏转轴为中心转动。

优选地，所述横向运动结构包括横向电动推杆、水平支撑板、滑块和水平导轨；

在所述偏转上驱型砂带式钢轨打磨装置的水平运动中，由横向电动推杆提供驱动力，横向电动推杆的前端连接至水平支撑板，横向电动推杆的尾部与装置的车体框架固定连接，水平支撑板与滑块连接，偏转铰接支撑座和主体框架固定连接在于水平支撑板，水平电动推杆通过水平支撑板带动主体框架为打磨装置提供水平运动力。

由上述本实用新型的实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例的偏转上驱动式砂带打磨单元结构包括水平、垂直、偏转等运动的实现结构，该结构充分考虑了砂带磨削方式用于钢轨打磨的技术特征，将偏转运动驱动结构置于打磨单元的顶部，提高了打磨单元整体偏转的刚度，且所有运行形式都由电动方式驱动完成，提高了打磨效率和打磨质量，为发挥砂带磨削用于钢轨打磨的技术优势提供了机械机构的保障。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种偏转上驱型砂带式钢轨打磨装置的总体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种偏转上驱型砂带式钢轨打磨装置的侧面图；

图3a、图3b为本实用新型实施例提供的一种驱动装置的连接示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种垂向运动的锁定示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

为了解决上述背景技术中存在问题与应用需求，本实用新型实施例提供了一种偏转上驱动式砂带打磨单元结构，包括水平、垂直、偏转等运动的实现结构，该结构充分考虑了砂带磨削方式用于钢轨打磨的技术特征，将偏转运动驱动结构置于打磨单元的顶部，提高了打磨单元整体偏转的刚度，且所有运行形式都由电动方式驱动完成，提高了打磨效率和打磨质量，为发挥砂带磨削用于钢轨打磨的技术优势提供了机械机构的保障。

本实用新型实施例提供的一种偏转上驱型砂带式钢轨打磨装置的总体结构示意图如图1所示，侧面图如图2所示。包括砂带轮系结构，以及与所述砂带轮系结构连接的横向运动结构、垂向运动结构和偏转运动结构，所述偏转运动结构置于装置的顶部；还包括垂向运动的锁紧机构。

所述砂带轮系结构通过驱动电机、驱动轮和接触轮带动砂带对钢轨进行打磨作业；所述垂向运动结构通过垂向导柱、垂向电动推杆带动所述砂带轮系结构进行垂向运动；所述偏转运动结构通过偏转电机、齿轮和齿条带动所述砂带轮系结构进行偏转运动；所述横向运动结构通过横向电动丝杆和横向电机带动所述砂带轮系结构进行横向运动。

所述砂带轮系结构包括驱动电机11、联轴器24、驱动轮轴27、轴承25、轴承座23、驱动轮15、张紧轮17和接触轮16等，以及承载上述装置的轮系安装板4，砂带轮系结构的驱动轮15、驱动电机11、接触轮16、张紧轮17在相应的位置与轮系安装板4进行安装。

图3a、图3b为本实用新型实施例提供的一种驱动装置的连接示意图。驱动轮15通过驱动轮轴27、轴承25和轴承座23固定安装在轮系安装板4上，驱动轮轴27通过联轴器24与驱动电机11相连接，驱动电机11通过电机安装架20固定安装在轮系安装板4上；所述张紧轮17通过张紧结构部件连接至轮系安装板4，所述接触轮16通过接触轮轴安装在轮系安装板4之上。驱动轮15、张紧轮17和接触轮16形成砂带轮系结构进行旋转，驱动电机11通过联轴器24带动驱动轮轴、驱动轮15运动，驱动轮15带动接触轮16运动，接触轮16带动砂带对钢轨进行打磨作业。

在本实用新型实施例的偏转上驱型砂带式钢轨打磨装置的垂向运动中，轮系安装板4通过滑动轴承部件与垂向导柱6相连接，其中垂向运动由垂向电动推杆21实现，垂向电动推杆21的杆伸出端通过垂向运动头部铰接结构与轮系安装板4相连，垂向电动推杆21的缸体尾部通过垂向运动尾部铰接结构与垂向运动支撑相连接，上述部件构成了垂向运动的实现要素。

所述垂向运动由两根垂向导柱6承载实现，两垂向导柱6通过横梁12固定连接，使垂向运动部件形成一个整体。

图4为本实用新型实施例提供的一种垂向运动的锁定示意图。垂向运动具有位置锁定功能，该功能是由锁定步进电机13携带锁定螺杆33、锁定螺母来实现，锁紧步进电机13通过安装底座与轮系安装板4相连接，可与砂带轮系结构共同垂向运动，到达指定位置后，锁定步进电机13动作，带动锁定螺杆33旋转，通过旋转产生的压力压紧垂向导柱6，实现垂向运动的位置锁定功能。

在本实用新型实施例的偏转上驱型砂带式钢轨打磨装置的偏转运动中，砂带轮系结构、轮系安装板4、垂向导柱6和锁定步进电机13等垂向运动所有部件都进行偏转，其偏转中心在垂向导柱6的下端，垂向导柱6通过偏转轴与偏转铰接支撑座相连，偏转驱动由偏转电机2提供，偏转电机2通过偏转电机支架14安装于垂向运动导柱6的横梁12之上。

所述偏转运动由偏转电机2、偏转电机支架14、齿轮19和齿条18来实现，齿条18固定连接在主体框架3之上，齿轮19与偏转电机2相连接，齿轮19与齿条18相啮合，偏转电2机带动齿轮18旋转时，则偏转电机2连同横梁12、垂向导柱6和砂带轮系等共同偏转至预设角度，在偏转过程中，齿条18保持不动，垂向移动部件以偏转轴为中心转动。

在本实用新型实施例的偏转上驱型砂带式钢轨打磨装置的水平运动中，由横向电动推杆22提供驱动力，横向电动推杆22的前端连接至水平支撑板7，横向电动推杆22的尾部与打磨车车体框架3固定连接，水平支撑板7与滑块9连接，滑块9连同水平导轨8共同实现打磨单元的水平运动。

所述偏转上驱型砂带式钢轨打磨装置实现水平运动过程中，装置的偏转铰接支撑座和主体框架3固定连接在于水平支撑板7，即水平电动推杆21通过水平支撑板7带动主体框架3为打磨装置提供水平运动力。

综上所述，本实用新型实施例的偏转上驱型砂带式钢轨打磨装置具有如下的有益效果：

(1)偏转运动的驱动力施力点位于打磨装置的顶端，提高了整个打磨装置的刚性；

(2)垂向运动部件附有锁定装置，当垂向移动部件运动至作业点位置时，可由锁定装置对上下运动进行锁定，降低了打磨振动对垂向电动推杆性能的影响；

(3)驱动电机与驱动轮直接连接，且驱动轮受力由轮系安装板支撑，使电机只传递驱动力矩，最大程度减小了电机其它负载，并缩短了传递链；

(4)打磨装置充分考虑了砂带磨削特征中悬臂结构特征，在多个部件设计中增加了系统的刚性，为在钢轨打磨运用中充分发挥砂带磨削优势提供了结构保障。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。