整体施压型闭式砂带钢轨打磨车的制作方法

本发明涉及钢轨打磨技术领域，尤其涉及一种整体施压型闭式砂带钢轨打磨车。

背景技术：

普通铁路、高速铁路、地铁等轨道交通方式的钢轨在服役一定周期后，其表面会呈现波磨、裂纹等病害，需定期采用打磨技术清除钢轨表层病害，以保证列车运行的安全性和平稳性。目前市场上的钢轨打磨设备多以固结磨具砂轮为打磨工具，以端面磨削的形式开展钢轨打磨作业，砂轮打磨火花横向飞溅、易引发火灾；受端面磨削作业原理及固结磨具特性的限制，当前的钢轨维护只能采用较低的打磨作业速度，打磨效率难以提高，不能充分利用“天窗时间”。钢轨打磨作业时，砂轮与钢轨之间属于刚性接触，打磨作业开始瞬间易损伤轨面；砂轮打磨钢轨时靠其自锐保持锋利的切削性能，对砂轮配方和制造工艺的要求较高，国内生产的砂轮尚不能完全满足钢轨打磨的要求，国外进口的砂轮价格较高，会增加钢轨打磨成本。

因此，为了提高钢轨打磨作业效率、改善钢轨打磨作业安全性、降低钢轨打磨成本，研发新型打磨工具及与之配套的钢轨打磨装备是一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的实施例提供了一种整体施压型闭式砂带钢轨打磨车，以实现对钢轨进行有效打磨。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种整体施压型闭式砂带钢轨打磨车，该装备由作业车、动力车组成，所述动力车与所述作业车相连，每个所述作业车、动力车悬挂若干个闭式砂带打磨小车，所述闭式砂带打磨小车包括砂带打磨单元、牵引装置、升降装置和行走装置，所述砂带打磨单元包括砂带传动结构、砂带横移结构、砂带偏转结构、砂带轮系结构、砂带施压结构和集尘装置；

所述牵引装置、升降装置、行走装置与作业车相连，所述行走装置分别与牵引装置、升降装置相连接，所述砂带传动机构、砂带横移结构、砂带偏转结构、砂带轮系结构、砂带施压结构、集尘装置与所述闭式砂带打磨小车的主框架相连，所述砂带施压机构对所述砂带、砂带轮系机构整体施压，所述砂带与钢轨之间以设定的打磨压力接触，实施打磨作业。

进一步地，所述携有操作室的作业车为两节，分别位于所述装备的两端，实现沿钢轨纵向不同方向的牵引及打磨作业操控，所述闭式砂带打磨小车具备双向打磨作业的能力。

进一步地，所述牵引装置包括牵引杆、第一连接部件和第二连接部件，所述牵引杆通过所述第一连接部件与所述作业车的固定部件连接，所述牵引杆通过所述第二连接部件与所述闭式砂带打磨小车的主体框架连接，拖动所述闭式砂带打磨小车实现打磨作业过程。

进一步地，所述升降装置包括升降液压机构、第三连接部件和第四连接部件，所述升降液压机构通过第三连接部件与所述作业车的固定部件连接，所述升降液压机构通过第四连接部件与所述闭式砂带打磨小车的主体框架连接，实现所述闭式砂带打磨小车的上升与下降。

进一步地，所述行走装置包括四个行走轮和四套行走轮连接部件，所述行走轮和所述行走轮连接部件通过螺栓与所述闭式砂带打磨小车的主体框架连接，实现所述闭式砂带打磨小车的行驶导向。

进一步地，单个闭式砂带打磨小车包含有4组砂带打磨单元，所述砂带打磨单元在不同位置分别与所述闭式砂带打磨小车的主体框架连接，所述砂带打磨单元包括I型砂带打磨单元、II型砂带打磨单元，所述I型单元打磨钢轨顶面，所述II型砂带打磨单元打磨钢轨侧面，两种型号的砂带打磨单元覆盖钢轨打磨廓形范围。

进一步地，所述砂带打磨单元包括满足双向打磨的两套集尘装置，所述集尘装置包括集尘口、固定部件和集尘导管，所述固定部件与所述闭式砂带打磨小车的主体框架连接，位于同一侧钢轨砂带打磨单元的集尘导管进入作业车后汇集成一条主集尘管路，所述主集尘管路接受集尘导管的磨屑，满足双向打磨需求。

进一步地，所述砂带打磨单元还包括砂带横移机构、砂带偏转机构；

所述砂带横移机构包括横移运动支撑架、横移导轨和横移液压缸，所述横移运动支撑架与所述横移导轨相连接，所述横移液压缸推动砂带打磨单元实现横移，所述横移液压缸的尾部与所述闭式砂带打磨小车的主框架连接；

所述砂带偏转机构包括偏转液压缸、横移运动支撑架和固定装置，所述偏转液压缸的尾部与所述横移运动支撑架连接、头部与所述固定装置连接；

所述砂带施压机构包括固定装置、双导向轴和施压液压缸，所述施压液压缸的尾部与所述固定装置连接。

进一步地，所述砂带打磨单元的砂带轮系机构包括驱动轮、两个导向轮和三个接触轮，所述砂带轮系机构的外侧设置有与基板相连接的防护罩，所述驱动轮、导向轮、接触轮皆通过不同部件与所述基板相连，在打磨施压过程中，基板带动砂带轮系机构共同运动。

进一步地，所述砂带打磨单元包括多个接触轮，所述多个接触轮通过固定连接板组成联排接触轮，所述固定连接板带动接触轮通过双导向轴与接触轮更新固定部件连接。

进一步地，所述砂带打磨单元的砂带轮系机构中的驱动轮给砂带提供驱动力和张紧力，所述驱动轮包括液压马达、驱动装置、联轴器、驱动轮、张紧气缸和连接杆，所述液压马达的固定端、所述张紧气缸的尾部与基板连接，所述张紧气缸推动所述液压马达在双导向轴的约束下实现砂带张紧动作，所述驱动装置包括电动机、马达，所述驱动装置通过联轴器将驱动力传递至所述驱动轮。

进一步地，所述接触轮包括金属轮毂和橡胶层，所述橡胶层具有一定的内凹廓形，其中I型砂带打磨单元砂带打磨单元的接触轮在轨顶角度范围内移动，II型砂带打磨单元的接触轮在轨内侧角度范围内移动，且所述I型砂带打磨单元和所述II型砂带打磨单元的移动范围具有一定的重叠。

进一步地，所述接触轮的固定装置通过更新导向轴与更新固定装置连接，所述接触轮的固定装置在无杆气缸的推动下，实现沿导向轴方向的双向运动，实现接触轮的更新宽度范围不小于砂带的自身宽度。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例的整体施压型闭式砂带钢轨打磨车由作业车、动力车组成，作业车悬挂闭式砂带打磨小车，砂带打磨作业为纵向磨削，所产生火花沿钢轨纵向飞出，可实现双向打磨，并易于打磨过程中磨屑的收集，规避了砂轮打磨火花横向飞溅的缺点，改变了砂轮打磨易引发火灾的现状。

本发明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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种整体施压型闭式砂带钢轨打磨车的整车结构视图；

图2为本发明实施例提供的一种作业车的结构视图；

图3为本发明实施例提供的一种闭式砂带打磨小车的侧面结构图；

图4为本发明实施例提供的一种闭式砂带打磨小车的正面结构图；

图5为本发明实施例提供的一种砂带打磨单元的正面结构图；

图6为本发明实施例提供的一种砂带打磨单元的背面结构图；

图7为本发明实施例提供的一种砂带打磨单元的侧面结构图；

图8为本发明实施例提供的一种砂带、接触轮、钢轨接触示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，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，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

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，本发明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)具有与本发明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。

为便于对本发明实施例的理解，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发明实施例的限定。

本发明实施例提出了一种整体施压型闭式砂带钢轨打磨车，下面将整体施压型闭式砂带钢轨打磨车称为装备。该装备的整车结构视图如图1所示，作业车的结构视图如图2所示。上述整体施压型闭式砂带钢轨打磨车包括作业车(1)、动力车(2)及具有操作室的作业车(3)，三者按图示顺序相连，并悬挂若干个砂带打磨小车(4)。砂带打磨小车(4)实现双向打磨作业，砂带打磨小车(4)的具体数量根据打磨作业需求确定。动力车(2)位于整个装备的中间位置，为整个装备行驶及作业提供动力。

上述整体施压型闭式砂带钢轨打磨车包括两节具有操作室的作业车(3)，位于装备的两端，实现沿钢轨纵向不同方向的牵引操控；动力车(2)提供相应行驶方向的动力源；砂带打磨小车(4)具备双向打磨作业的能力，砂带运动、集尘等相关功能附件皆具备能适应双向打磨的要求。

砂带打磨小车(4)包括砂带打磨单元、牵引装置、升降装置和行走装置，所述砂带打磨单元包括砂带、砂带轮系机构、砂带传动机构、砂带施压机构、砂带横移机构、砂带偏转机构和砂带更新机构，以及砂带与钢轨的接触压紧部件。牵引装置、升降装置、行走装置与外部列车相连，所述行走装置分别与所述牵引装置、所述升降装置相连接，所述砂带传动机构通过砂带与钢轨的接触压紧部件与列车钢轨连接，所述砂带施压机构对所述砂带、砂带轮系机构整体施压，所述砂带与钢轨之间以设定的打磨压力接触，开展打磨作业。

牵引装置由牵引杆(7)、第一连接部件(6)、第二连接部件(8)组成；牵引杆(7)通过第一连接部件(6)与作业车(1)的固定部件(5)连接；牵引杆(7)通过第二连接部件(8)与砂带打磨小车的主体框架(21)连接，可拖动砂带打磨单元实现打磨作业过程。

所述升降装置包括升降液压机构(11)、第三连接部件(10)和第四连接部件(12)；升降液压机构(11)通过第三连接部件(10)与作业车(1)的固定部件(9)连接；升降液压机构(11)通过第四连接部件(12)与砂带打磨小车(4)的主体框架(21)连接，实现砂带打磨小车(4)的上升与下降。

所述行走装置包括四个行走轮(22)和四套行走轮连接部件(23)，行走轮(22)及其配套的连接部件(23)通过螺栓与砂带打磨小车的主体框架(21)连接，行走轮(22)通过砂带打磨小车的主体框架(21)实现砂带打磨小车(4)的行驶导向。

单个砂带打磨小车(4)包含有4组砂带打磨单元(24)，各个砂带打磨单元(24)在不同位置与砂带打磨小车的主体框架(21)连接，并能实现不同的运动功能。砂带(18)缠绕在由驱动轮(20)、导向轮(19)和接触轮(17)组成的砂带旋转轮系之上。

图3、图4分别为本发明实施例提供的一种闭式砂带打磨小车侧面结构图和正面结构图，根据砂带打磨单元(24)中接触轮(17)与钢轨(14)顶端廓型横向的接触位置，将砂带打磨单元(24)分为I型砂带打磨单元、II型砂带打磨单元。图5、6和7分别为本发明实施例提供的一种砂带打磨单元的正面、背面和侧面结构图，其中I型单元负责打磨钢轨顶面，II型砂带打磨单元负责打磨钢轨侧面，两种型号的砂带打磨单元可覆盖钢轨打磨廓形范围。

砂带打磨小车(4)可分为A型砂带打磨小车和B型砂带打磨小车；其中，A型砂带打磨小车含有4个I型砂带打磨单元，单轨有2个砂带打磨单元，A型砂带打磨小车负责打磨钢轨顶面，B型砂带打磨小车含有2个I型砂带打磨单元和2个II型砂带打磨单元，即一侧轨的两个I型砂带打磨单元负责打磨钢轨顶面，另一侧轨的两个II型砂带打磨单元负责打磨钢轨侧面；B型砂带打磨小车组成作业车(1)需进行偶数配置，并使I型、II型砂带打磨单元交替排布。

砂带打磨单元(24)带有满足双向打磨的集尘装置，集尘装置由集尘口(29)、固定部件(28)、集尘导管(27)组成；固定部件(28)与主框架(21)连接；单个砂带打磨单元(24)配有两套集尘装置，可根据打磨装备运行方向选择启动适合的集尘装置；位于同一侧钢轨砂带打磨单元的集尘导管进入作业车(1)后汇集成一条主集尘管路，主集尘管路可接受集尘导管(27)的磨屑，满足双向打磨需求。

砂带打磨单元(24)整体具有横移、升降、偏转的功能，其中横移运动由横移液压缸推动砂带打磨单元实现，升降运动通过施压液压缸推动固定装置实现，偏转运动由偏转液压缸推动固定装置实现。砂带横移机构包括横移运动支撑架(30)、横移导轨(25)和横移液压缸(40)。其中横移运动支撑架(30)与横移导轨(25)相连接，由横移液压缸(40)推动砂带打磨单元(24)实现横移；横移液压缸的尾部与主框架(21)连接，头部与砂带打磨单元(24)连接；

砂带施压机构包括固定装置(32)、双导向轴(33)和施压液压缸；施压液压缸的尾部与固定装置(32)连接，头部与砂带打磨单元(24)连接。砂带偏转机构包括偏转液压缸、横移运动支撑架(30)和固定装置，偏转液压缸的尾部与横移运动支撑架(30)连接，头部与固定装置(32)连接。砂带打磨单元(24)的横移、升降、偏转功能可同时实现运动。

砂带打磨单元(24)的砂带轮系机构由驱动轮(20)、两个导向轮(19)、三个接触轮(17)组成；轮系结构支撑砂带(18)完成实现其高速旋转，外侧带有与基板(34)相连接的防护罩(35)，防止砂带意外脱落造成的危险；驱动轮(20)、导向轮(19)、接触轮(17)皆通过不同部件与基板(34)相连，在打磨施压过程中，基板(34)带动砂带轮系机构共同运动以实现整体施压的功能。

采用3个接触轮(17)作为砂带打磨单元(24)的一组接触部件，其中多个接触轮(17)通过固定连接板(37)组成联排接触轮；其中，联排接触轮的组成个数不限于3个，组成上述运动形式的接触轮组皆属于联排接触轮称谓范畴；固定连接板(37)带动接触轮(17)通过双导向轴(41)与接触轮更新固定部件(36)连接，以实现打磨作业过程中接触轮(17)与砂带(18)横向接触位置的更新。

砂带打磨单元(24)的砂带轮系机构中的驱动轮具有为砂带(18)提供驱动力和张紧力的双重功能，由液压马达、联轴器、驱动轮、张紧气缸、连接杆组成，液压马达固定端与张紧气缸尾部与基板(34)连接；张紧气缸推动液压马达在双导向轴的约束下实现砂带张紧动作；液压马达通过联轴器将驱动力传递至驱动轮。

图8为本发明实施例提供的一种砂带、接触轮、钢轨接触示意图，上述接触轮(17)、砂带(18)、钢轨(14)接触状态与位置决定了打磨作业效果；其中，接触轮(17)由金属轮毂与橡胶层组成，橡胶层具有一定的内凹廓形，内凹廓形的曲率因打磨轨顶、轨侧而有所差异；其中I型砂带打磨单元砂带打磨单元的接触轮可在轨顶角度范围内移动，II型砂带打磨单元的接触轮可在轨内侧角度范围内移动，且两移动范围具有一定的重叠。

接触轮(17)的固定装置(37)通过更新导向轴(44)与更新固定装置(36)连接，其中接触轮(17)的固定装置(37)可在无杆气缸的推动下，实现沿导向轴(44)方向的双向运动，实现的接触轮(17)的更新宽度范围不小于砂带(18)的自身宽度。

综上所述，本发明实施例的整体施压型闭式砂带钢轨打磨车通过设置作业车、动力车，作业车悬挂闭式砂带打磨小车，闭式砂带打磨小车包括砂带打磨单元、牵引装置、升降装置和行走装置，具有如下的优点：

(1)砂带打磨作业为纵向磨削，可实现双向打磨，所产生火花只沿钢轨纵向飞出，规避了砂轮打磨火花横向飞溅、易引发火灾的缺点，并易于打磨过程中磨屑的收集；

(2)用于打磨的砂带通过接触轮与钢轨弹性接触且周长远大于砂轮，作业过程中散热性好，磨削温度低，打磨时不易烧伤钢轨，且打磨工具的失效不会对钢轨表面、周边人员及装备造成伤害，作业过程安全性高；

(3)考虑自身磨削特性，相比于打磨砂轮，砂带具有很高的磨削比，打磨过程可提高磨料的有效利用率，进而降低钢轨维护成本，且打磨过程中具备了接触更新装置，可改善砂带打磨质量的一致性。

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发明所必须的。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

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，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。