一种轨枕更换装置及其作业方法与流程

本发明涉及铁路工程机械领域，尤其是涉及一种铁路轨枕更换装置及其作业方法。

背景技术：

铁路轨枕使用寿命到期后，需要对轨枕进行更换，采用人工作业劳动强度大，作业效率低。目前的换枕作业，采用人工换枕与大修列换枕技术。

人工换枕是同时组织数百人同时上线换枕的作业方式。他们按一定的分组，使用撬棍、镐、铲等工具，按松开扣件、扒开道砟、撬出轨枕、更换轨枕、上紧扣件、回填道砟的流程进行重复作业。

大修列换枕技术所采用的大修列由动力车、作业车、辅助作业车、材料车、轨枕运输车等车编组而成。扣件松开后，辅助作业车将钢轨扒开，作业车从道砟中将旧轨枕取出，新轨枕埋入，基本实现了自动化换枕作业。

然而，铁路工务作业最突出的特点是必须在一个固定时间的“天窗点”进行集中作业。采用人工换枕方式，需要同时组织数百人上线作业，管理难度大，安全难以保证。采用大修列换枕方式，轨枕更换能够基本实现自动化，劳动强度降低、作业效率提高，安全性也能保障，但大修列的一次投资成本太大，我国仅有极少数的铁路局装备有大修列，圆圆不能满足庞大的工务需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轨枕更换装置及其作业方法，以解决现有换枕作业方式无法同时兼顾降低劳动强度和降低投资成本的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种轨枕更换装置的技术实现方案，一种轨枕更换装置，包括：

与挖掘机连接的安装座；

与所述安装座连接的挖斗，用于将轨枕推至指定位置，挖道砟将道砟扒平，并挖取道砟进行回填；

与所述安装座连接的夹枕机构，用于夹持、锁紧、旋转和释放所述轨枕，从而实现所述轨枕的更换。

优选的，所述安装座上开设有两对同轴布置的安装孔，两对所述安装孔分别与所述挖掘机的斗杆，及斗杆油缸连杆连接。所述安装座的侧部与下部均设置有法兰连接座，分别与所述挖斗、夹枕机构连接。

优选的，当所述挖掘机的斗杆油缸伸出或缩回时，带动所述安装座旋转，实现所述轨枕更换装置在挖斗工位或夹枕工位之间的切换。

优选的，所述挖斗包括挖斗主体一、挖斗主体二和挖斗主体三，所述挖斗主体一与挖斗主体二，以及所述挖斗主体二与挖斗主体三之间留有能容纳钢轨的间隔。在所述挖斗主体一与挖斗主体二，以及所述挖斗主体二与挖斗主体三之间相对的侧部设置有辊轮安装板。在所述辊轮安装板上设置有多组距离所述挖斗底部不同高度，用于安装辊轮的辊轮安装孔，以适应不同深度的挖砟作业，所述辊轮能在所述钢轨的顶面滚动。

优选的，所述夹枕装置包括旋转机构，及设置在所述旋转机构底部的基座，所述旋转装置的顶部通过法兰连接板与所述安装座连接，所述旋转装置的底部通过法兰连接座与所述基座连接，所述旋转机构能带动所述基座旋转。

优选的，所述基座的两侧各设置有一对用于实现轨枕夹持的夹钳杠杆，所述基座的底部设置有缓冲橡胶垫，用于夹持轨枕时起支撑和缓冲作用。

优选的，所述夹枕装置包括夹钳，所述夹钳包括交叉防倾杆和夹钳油缸，所述夹钳杠杆上设置有五个孔，从上至下依次为第一孔、第二孔、第三孔、第四孔和第五孔。四个夹钳杠杆分两对通过中部的第三孔对称地安装于所述基座的两侧。所述夹钳油缸连接于位于同侧夹钳杠杆顶部的第一孔之间，所述交叉防倾杆通过带螺纹的销轴活动连接于所述夹钳杠杆的第二孔与位于同一侧的另一夹钳杠杆的第四孔，在夹持轨枕时使所述夹钳杠杆保持对称。

优选的，当所述夹钳油缸伸出或缩回时，带动所述夹钳杠杆绕所述第三孔旋转，所述夹钳杠杆的下侧合拢或张开，所述夹钳合拢或张开，所述轨枕夹紧或松开。

优选的，所述夹钳还包括夹钩和压板，所述夹钩铰接于所述夹钳杠杆的第五孔，所述压板铰接于所述夹钩上，所述压板能在一定范围自由转动，用于贴合所述轨枕的平面。

本发明还另外具体提供了一种轨枕更换装置的作业方法的技术实现方案，一种轨枕更换装置的作业方法，包括以下步骤：

A)挖掘机驱动轨枕更换装置移动至轨枕不连续起点，转动安装座，挖斗开始挖砟；所述挖掘机向轨枕不连续终点移动，所述挖斗在将不连续段道砟挖起的同时将下部的道砟扫平；

B)移动所述轨枕更换装置，将道砟堆积至轨道的两侧；

C)拆除所述轨道的扣件，夹钳夹起轨枕不连续终点的旧轨枕，推动所述旧轨枕至不连续段的中点附近，夹枕装置旋转70～110度，取出旧轨枕并将其摆放于所述轨道的一侧；

D)所述夹钳夹起新轨枕，将其纵向水平摆放至不连续段的中点附近，所述夹枕机构旋转，使新轨枕与所述轨道垂直，向不连续起点方向推动新轨枕至要求位置，紧固扣件；

E)挖斗在旧轨枕附近挖砟，并将道砟回填至新轨枕与所述新轨枕的前一根轨枕之间；

F)重复步骤A)～步骤E)，完成旧轨枕的更换。

通过实施上述本发明提供的轨枕更换装置及其作业方法的技术方案，具有如下有益效果：

(1)本发明采用机械化手段进行道砟挖掘与回填，能够减少道砟挖掘与回填的劳动作业强度，并降低投资成本；

(2)本发明采用轨枕夹取装置，对于旧轨枕的拔除，及新轨枕的埋入操作都能进一步减少劳动强度、降低作业时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1是本发明轨枕更换装置一种具体实施例的结构示意主视图；

图2是本发明轨枕更换装置一种具体实施例的结构示意左视图；

图3是本发明轨枕更换装置一种具体实施例的结构示意俯视图；

图4是本发明轨枕更换装置一种具体实施例的结构示意图；

图5是本发明轨枕更换装置一种具体实施例在另一视角下的结构示意图；

图6是本发明轨枕更换装置与挖掘机的连接结构示意图；

图中：1-安装座，11-安装孔，12-法兰连接座，2-挖斗，21-挖斗主体，22-挖斗主体，23-挖斗主体，24-辊轮安装孔，25-辊轮安装板，26-辊轮，3-夹枕机构，31-旋转机构，32-基座，33-夹钳杠杆，34-缓冲橡胶垫，35-夹钩，36-压板，37-交叉防倾杆，38-液压油缸，4-轨枕更换装置，5-挖掘机，51-斗杆，52-斗杆油缸连杆，53-斗杆油缸。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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、完整的描述。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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1至附图6所示，给出了本发明轨枕更换装置及其作业方法的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如附图1所示，一种轨枕更换装置的具体实施例，包括：

与挖掘机5连接的安装座1，如附图6所示；

通过螺栓与安装座1连接的挖斗2，用于将轨枕推至指定位置，挖道砟将道砟扒平，并挖取道砟进行回填；

通过螺栓与安装座1连接的夹枕机构3，用于夹持、锁紧、旋转和释放所述轨枕，从而实现所述轨枕的更换。

安装座1上开设有两对同轴布置的安装孔11，两对安装孔11分别与挖掘机5的斗杆51及斗杆油缸连杆52连接。安装座1的侧部与下部均设置有法兰连接座12，分别与挖斗2、夹枕机构3连接。当挖掘机5的斗杆油缸53伸出或缩回时，带动安装座1旋转，实现轨枕更换装置4在挖斗工位或夹枕工位之间的切换。

如附图2、3、4和5所示，挖斗2具有一定容量，并进一步包括挖斗主体一21、挖斗主体二22和挖斗主体三23，挖斗主体一21与挖斗主体二22，以及挖斗主体二22与挖斗主体三23之间留有能容纳钢轨的间隔。在挖斗主体一21与挖斗主体二22，以及挖斗主体二22与挖斗主体三23之间相对的侧部设置有辊轮安装板25。在辊轮安装板25上设置有多组距离挖斗2底部不同高度，用于安装辊轮26的辊轮安装孔24，辊轮安装孔24为同轴圆孔，辊轮安装孔24安装在距挖斗2底部不同高度的辊轮安装孔24上调节挖掘深度，以适应不同深度的挖砟作业。辊轮26能在钢轨的顶面滚动。

夹枕装置3进一步包括旋转机构31，及设置在旋转机构31底部的基座32，旋转装置31的顶部通过法兰连接板与安装座1连接，旋转装置31的底部通过法兰连接座与基座32连接，旋转机构31能带动基座32旋转。基座32的两侧各设置有一对用于实现轨枕夹持的夹钳杠杆33，基座32的底部设置有缓冲橡胶垫34，用于夹持轨枕时起支撑和缓冲作用。

如附图1所示，夹枕装置3进一步包括夹钳，夹钳包括交叉防倾杆37和夹钳油缸38，夹钳杠杆33上设置有五个孔，从上至下依次为第一孔、第二孔、第三孔、第四孔和第五孔。四个夹钳杠杆33分两对通过中部的第三孔对称地安装于基座32的两侧。夹钳油缸38连接于位于同侧夹钳杠杆33顶部的第一孔之间，夹钳油缸38采用液压油缸，夹钳油缸38可以驱动夹钳杠杆33张开或关闭。两根交叉防倾杆37通过带螺纹的销轴活动连接于夹钳杠杆33的第二孔与位于同一侧的另一夹钳杠杆33的第四孔，在夹持轨枕时使夹钳杠杆33保持对称。

夹钳还包括夹钩35和压板36，夹钩35的底部为钩状隆起，夹钩35铰接于夹钳杠杆33的第五孔，压板36铰接于夹钩35的中部，压板36能在一定范围自由转动，用于贴合轨枕的平面。

当夹钳油缸38伸出或缩回时，带动夹钳杠杆33绕第三孔旋转，夹钳杠杆33的下侧合拢或张开，夹钳合拢或张开，轨枕夹紧或松开。

实施例1描述的轨枕更换装置4同时具有挖砟和轨枕夹取机构，安装座1、挖斗2、夹枕机构3可以采用可拆卸的模块化结构。挖斗2具有将道砟扫平及堆填的作用，夹枕机构3则可以在指定位置夹取轨枕，由动力装置驱动旋转轨枕，实现轨枕从钢轨下取出的过程，逆向操作则可以实现轨枕的埋入过程。实施例1描述的轨枕更换装置4既能降低劳动强度，又具备良好的经济性。

实施例2

一种如实施例1所述轨枕更换装置作业方法的具体实施例，包括以下步骤：

A)挖掘机5驱动轨枕更换装置4移动至轨枕不连续起点(如附图6中A点所示)，转动安装座1、挖斗2开始挖砟；挖掘机5向轨枕不连续终点(如附图6中B点所示)移动，挖斗2在将不连续段(如附图6中线段AB所示)道砟挖起的同时将下部的道砟扫平；一般情况下轨枕之间间隔600mm左右，如果有部分轨枕抽出后，那么这一段的轨枕就是不连续的，根据挖掘机5的作业方向(如附图6中L所示)，起始的一端称作轨枕不连续起点，另一端称作轨枕不连续终点，轨枕不连续起点和轨枕不连续终点之间的线段则为不连续段；

B)移动轨枕更换装置4，将道砟堆积至轨道的两侧；

C)拆除轨道的扣件，夹钳夹起轨枕不连续终点的旧轨枕，推动旧轨枕至不连续段的中点附近，夹枕装置3旋转70～110度，取出旧轨枕并将其摆放于轨道的一侧；

D)夹钳夹起新轨枕，将其纵向水平摆放至不连续段的中点附近，夹枕机构3旋转，使新轨枕与轨道垂直，向不连续起点方向推动新轨枕至要求位置，紧固扣件；

E)挖斗2在旧轨枕附近挖砟，并将道砟回填至新轨枕与新轨枕的前一根轨枕之间；

F)重复步骤A)～步骤E)，完成旧轨枕的更换。

实施例2描述的轨枕更换装置作业方法能够通过轨枕更换装置4快速地完成旧轨枕取出、新轨枕埋入、道砟挖掘、扫平及回填，能够很好地取代需要耗费大量繁重体力劳动的传统轨枕更换作业过程。

通过实施本发明具体实施例描述的轨枕更换装置及其作业方法的技术方案，能够产生如下技术效果：

(1)本发明具体实施例描述的轨枕更换装置及其作业方法采用机械化手段进行道砟挖掘与回填，能够减少道砟挖掘与回填的劳动作业强度，并降低投资成本；

(2)本发明具体实施例描述的轨枕更换装置及其作业方法采用轨枕夹取装置，对于旧轨枕的拔除，及新轨枕的埋入操作都能进一步减少劳动强度、降低作业时间。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。