专利名称：采用液压直接激振的捣固装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁路捣固装置技术领域，尤其涉及一种采用液压直接激振的捣固装置。
背景技术：
捣固装置是一种专用于铁路轨道石碴捣固的养路机械。与传统电动捣固机及小型 液压捣固机作业相比，捣固装置具有捣固作业安全、稳定、快速、劳动强度低等许多优点。目 前，捣固装置已经实现了结构形式多样化、激振方式独特化，作业效率高效化，并广泛的应 用到国内的线路养护作业中，显出了独特的优势。随着我国铁路建设的大力发展和社会进 步，捣固装置必然会成为主流。 捣固装置的作业特点要求捣固装置必须实现捣镐的夹持与自身的振动。目前，国 际上的捣固装置虽然结构形式多样，按照这两个动作的实现方式来看，夹持动作主要依靠 夹持液压缸的伸縮实现，振动方式主要依靠偏心轴的转动带动捣固臂产生周期的运动来实 现。而偏心轴旋转激振捣镐是一种机械强制振动，而铁路石碴作为一种特殊的负载，作用在 捣镐上的力实时变化，机械强制振动会降低捣固头的寿命，且不利于道碴颗粒的重新排列 和密实。
发明内容
为了满足捣固装置振动方式对石碴适应的要求，本发明的目的在于提供一种与负 载相适应的采用液压直接激振的捣固装置。 本发明解决技术问题采用的技术方案是该采用液压直接激振的捣固装置，包括 捣固箱体、对置安装在捣固箱体两侧面上的捣固头，捣固箱体的所述每个侧面上的捣固头 成对匹配，每对捣固头包含一个内捣固头和一个外捣固头；所述各捣固头的夹持液压缸的 活塞杆与捣固箱体铰接，其中，所述各捣固头的捣固臂包括上捣固臂、下捣固臂和激振液压 缸，上捣固臂与夹持液压缸的缸体铰接；每对捣固头中，内捣固头的夹持液压缸和外捣固头 的夹持液压缸置于内捣固头的上捣固臂和外捣固头的上捣固臂之间；下捣固臂与固定在捣 固箱体上的支撑轴铰接，该支撑轴与捣固箱体的所述侧面垂直；激振液压缸的活塞杆与上 捣固臂的下端固定联接且激振液压缸的缸体与下捣固臂的上端固定联接，或者激振液压缸 的缸体与上捣固臂的下端固定联接且激振液压缸的活塞杆与下捣固臂的上端固定联接；下 捣固臂的下端固定有捣镐。 进一步地，本发明所述激振液压缸为双出杆液压缸；该双出杆液压缸的活塞杆的 两端与上捣固臂的下端固定联接且双出杆液压缸的缸体与下捣固臂的上端固定联接，或者 双出杆液压缸的缸体与上捣固臂的下端固定联接且双出杆液压缸的活塞杆的两端与下捣 固臂的上端固定联接。 进一步地，本发明所述激振液压缸为柱塞缸反向成对安装的结构；该激振液压缸 的两个柱塞杆分别与上捣固臂的下端固定联接且激振液压缸的缸体与下捣固臂的上端固定联接，或者该激振液压缸的缸体与上捣固臂的下端固定联接且激振液压缸的两个柱塞杆 分别与下捣固臂的上端固定联接。 与现有技术相比，本发明具有的有益效果是 (1)捣固装置的激振方式利用了液压本身的负载适应优点，根据石碴的状况，调节
捣镐的左右摆幅，有利于石碴的位置调整和重新排列，也提高了捣镐的寿命。
(2)采用激振液压缸两腔压力高频交替变化实现捣镐左右摆动，所以捣镐的频率
取决于压力交替变化的频率，改变高低压交替频率即可实现振动频率的控制。
图1为本发明捣固装置的结构及其与捣固小车的安装关系示意图； 图2为本发明捣固装置作业前的状态示意图； 图3为本发明捣固装置作业时的状态示意图； 图4为内捣固头的捣固臂的整体结构示意图； 图5为图4中A部分的放大剖视示意图； 图6为内捣固头的捣固臂的工作原理图； 图7为柱塞缸反向成对安装的结构的激振液压缸的示意图，其中，(a)是柱塞缸的 工作原理图；(b)是该激振液压缸的安装示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 图1至图6示出了本发明的一个实施方式，激振液压缸为双出杆液压缸。
如图1所示，将本发明捣固装置固定在捣固小车15的框架17上。捣固装置包括 一个能够实现下插运动的捣固箱体16、对置安装在捣固箱体16两个侧面上的内捣固头和 外捣固头。捣固箱体16的下插运动由捣固小车15上的升降液压缸1实现。为了防止捣固 箱体16下插过程中出现扭转和偏斜，捣固小车的框架17上装有两根垂直导向柱2，这两根 导向柱2还保障了捣固箱体16的下插深度。内捣固头的捣固臂包括上捣固臂6、下捣固臂 9、双出杆液压缸7，上捣固臂6的上端与夹持液压缸4的缸体铰接，下捣固臂9与固定在捣 固箱体16上的支撑轴10铰接，该支撑轴10与捣固箱体的侧面垂直，使下捣固臂9绕其支 撑轴10在平行于捣固箱体16侧面的平面摆动。外捣固头的捣固臂包括上捣固臂5、下捣固 臂8、双出杆液压缸7，上捣固臂5的上端与夹持液压缸3的缸体铰接，下捣固臂8与固定在 捣固箱体16上的支撑轴14铰接，该支撑轴14与捣固箱体的侧面垂直，使下捣固臂8绕其 支撑轴14在平行于捣固箱体16侧面的平面摆动。 捣固箱体16每个侧面上的捣固头成对匹配。图l所示的捣固装置中，每个侧面安 装有两对捣固头，每对捣固头包含一个内捣固头和一个外捣固头。内捣固头的夹持液压缸4 的活塞杆、外捣固头的夹持液压缸3的活塞杆分别与捣固箱体16铰接。每对捣固头中，内 捣固头的夹持液压缸4和外捣固头的夹持液压缸3置于内捣固头的上捣固臂6和外捣固头 的上捣固臂5之间。捣固作业时，每对捣固头配合完成一个夹持动作，当外捣固头的夹持液 压缸3的活塞杆与内捣固头的夹持液压缸4的活塞杆同时伸出时，外捣固头的捣固臂相对 于其支撑轴14逆时针摆动，内捣固头的捣固臂相对于其支撑轴10顺时针摆动，捣镐11相对夹持；反之，当外捣固头的夹持液压缸3的活塞杆与内捣固头的夹持液压缸4的活塞杆同 时收回时，捣镐ll相对张开。 图2是捣固装置作业前的示意图。此时升降液压缸1将捣固箱体16抬起，捣镐11 距钢轨12 —定高度，待捣固车15行驶到工作位置时，即轨枕13处于内捣固头与外捣固头 中间时，放下捣固箱体16。 图3是捣固装置作业时的示意图。此时，利用升降液压缸1降下捣固箱体16，使捣 镐11插入道碴，内捣固头的夹持液压缸4和外捣固头的夹持液压缸3使外捣固头与内捣固 头的捣固臂相对张合，双出杆液压缸7缸体的往复运动实现捣镐11的小幅振动，两种运动 的合成捣实道碴。捣固臂完成一定的张合次数后，升降液压缸1将捣固箱体16抬起，进入 下一对相邻的轨枕13作业中。 图4-图7均以内捣固头的捣固臂为例，外捣固头的捣固臂的结构及联接方式与内 捣固头的捣固臂的相同。 如图4和图5所示，内捣固头的捣固臂中，上捣固臂6下端与双出杆液压缸7的活 塞杆通过法兰盘18固定，下捣固臂9的上端与双出杆液压缸7的缸体通过螺钉26固定连 接，双出杆液压缸7的缸体两端的凸肩防止下捣固臂9相对缸体的轴向窜动。
安装时，用螺钉24将下捣固臂9上端、双出杆液压缸7的缸筒、缸体套件25固定 联接，装上套了密封圈27的活塞杆，再将导向套23、密封圈22、防尘圈21、端盖20与缸体通 过螺钉19固定联接，最后用螺钉26将法兰盘18、活塞杆与上捣固臂6固定联接。
内捣固头的捣固臂的结构也可以是上捣固臂6下端与双出杆液压缸7的缸体固 定，下捣固臂9的上端与双出杆液压缸7的活塞杆固定连接(图中未示出)。
如图6所示，捣镐11振动的实现方式如下取夹持液压缸4的一个夹持位置来说 明，假设图中位置时，由于夹持液压缸4两腔液压油的压力作用，液压缸4缸筒与活塞杆相 对位置不变，可以将夹持液压缸4看作一个刚体。当双出杆液压缸7的a腔通高压油，b腔 通低压油时，双出杆液压缸7的缸体在高压油的作用下，相对于活塞杆右移，下捣固臂9会 绕支撑轴10顺时针摆动，上捣固臂6在夹持液压缸4的约束下会有相应的顺时针摆动，从 而调整夹持液压缸4、上捣固臂6、下捣固臂9的相对位置，实现了捣镐11的左摆运动；反 之，a腔通低压油，b腔通高压油时，双出杆液压缸7缸体在高压油作用下，相对于活塞杆左 移，下捣固臂9会绕支撑轴10逆时针摆动，上捣固臂6会有相应的逆时针摆动，从而调整夹 持液压缸4、上捣固臂6、下捣固臂9的相对位置，实现捣镐11的右摆运动。如此，在两腔高 低压的高频交替时，捣镐11就会有高频的小幅左右振动。 图7所示为本发明激振液压缸的另一种实施方式，激振液压缸为柱塞缸反向成对 安装的结构。该激振液压缸的联接方式如图7(b)所示为柱塞缸28的两个柱塞杆与上捣 固臂6的下端固定联接，缸体与下捣固臂9的上端固定联接。 捣镐振动的实现方式如下如图7 (a)所示，柱塞缸28的a'腔通高压油，b'腔通 低压油时，柱塞缸28的两个柱塞杆相对缸体右移，上捣固臂6在夹持液压缸4的约束下有 逆时针的小幅摆动，柱塞缸28的缸体相对柱塞杆左移，有绕支撑轴10的逆时针的小幅摆 动，从而调整上捣固臂6、下捣固臂9、夹持液压缸4的相对位置，实现捣镐11的右摆运动； 反之，柱塞缸28的a'腔通低压油，b'腔通高压油时，柱塞缸28的两个柱塞杆相对缸体左 移，上捣固臂6在夹持液压缸4的约束下有顺时针的小幅摆动，柱塞缸28的缸体相对柱塞杆右移，有绕支撑轴10的顺时针的小幅摆动，从而调整上捣固臂6、下捣固臂9、夹持液压缸4的相对位置，实现捣镐11的左摆运动，高低压交替出现实现捣镐11的高频振动。
激振液压缸与上捣固臂6和下捣固臂9的联接方式也可以是柱塞缸28的两个柱塞杆与下捣固臂9的上端固定联接，缸体与上捣固臂6的下端固定联接(图中未示出)。
权利要求
一种采用液压直接激振的捣固装置，包括捣固箱体、对置安装在捣固箱体两侧面上的捣固头，捣固箱体的所述每个侧面上的捣固头成对匹配，每对捣固头包含一个内捣固头和一个外捣固头；所述各捣固头的夹持液压缸的活塞杆与捣固箱体铰接，其特征是所述各捣固头的捣固臂包括上捣固臂、下捣固臂和激振液压缸，上捣固臂与夹持液压缸的缸体铰接；每对捣固头中，内捣固头的夹持液压缸和外捣固头的夹持液压缸置于内捣固头的上捣固臂和外捣固头的上捣固臂之间；下捣固臂与固定在捣固箱体上的支撑轴铰接，该支撑轴与捣固箱体的所述侧面垂直；激振液压缸的活塞杆与上捣固臂的下端固定联接且激振液压缸的缸体与下捣固臂的上端固定联接，或者激振液压缸的缸体与上捣固臂的下端固定联接且激振液压缸的活塞杆与下捣固臂的上端固定联接；下捣固臂的下端固定有捣镐。
2. 根据权利要求1所述的采用液压直接激振的捣固装置，其特征是所述激振液压缸 为双出杆液压缸；该双出杆液压缸的活塞杆的两端与上捣固臂的下端固定联接且双出杆液 压缸的缸体与下捣固臂的上端固定联接，或者双出杆液压缸的缸体与上捣固臂的下端固定 联接且双出杆液压缸的活塞杆的两端与下捣固臂的上端固定联接。
3. 根据权利要求1所述的采用液压直接激振的捣固装置，其特征是所述激振液压缸 为柱塞缸反向成对安装的结构；该激振液压缸的两个柱塞杆分别与上捣固臂的下端固定联 接且激振液压缸的缸体与下捣固臂的上端固定联接，或者该激振液压缸的缸体与上捣固臂 的下端固定联接且激振液压缸的两个柱塞杆分别与下捣固臂的上端固定联接。
全文摘要
本发明公开了一种与负载相适应的采用液压直接激振的捣固装置，包括捣固箱体、对置安装在捣固箱体两侧面上的捣固头，每侧面上的捣固头成对匹配，每对捣固头包含一内捣固头和一外捣固头；各捣固头的夹持液压缸的活塞杆与捣固箱体铰接，各捣固头的捣固臂包括上捣固臂、下捣固臂和激振液压缸，上捣固臂与夹持液压缸的缸体铰接；每对捣固头中，内、外捣固头的夹持液压缸置于内、外捣固头的上捣固臂之间；下捣固臂与固定在捣固箱体上的支撑轴铰接，支撑轴与捣固箱体的侧面垂直；激振液压缸的活塞杆与上捣固臂的下端固定且缸体与下捣固臂的上端固定，或激振液压缸的缸体与上捣固臂的下端固定且活塞杆与下捣固臂的上端固定；下捣固臂的下端固定有捣镐。
文档编号E01B27/20GK101725094SQ201010104678
公开日2010年6月9日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者刘国斌, 刘学海, 刘毅, 张二虎, 杨华勇, 杨林勇, 闵超庆, 龚国芳 申请人:浙江大学;襄樊金鹰轨道车辆有限责任公司