铁路轨道螺栓自动旋拧及涂油小车的制作方法

本发明涉及铁路轨道的检修设备，尤其涉及一种铁路轨道螺栓自动旋拧及涂油小车。

背景技术：

近年来，全国客运铁路发展的趋势是高速、大密度以及重载，轨道联结部件故障发生的频率越来越高，需要养护的工作量也越来越大。在轨道日常检修中是最为重要的一个部分，其中频率最高的是螺栓的检查和拧紧。螺栓松动问题如果不能得到及时解决，将会对车辆的运行安全造成极大危害。由于涂油工作量大，涂油工作和螺栓紧固工作息息相关，因此，涂油工作也急需自动化机械来完成。轨道联结部件故障主要指扣件，连接螺栓等出现松动，裂纹，锈蚀，折断等缺陷。其中最经常发生的是螺母的松动，螺母松动会导致铁轨位置发生变化，会极大地危及行车安全，经分析，造成松动的原因主要有以下几点：

(1)心盘与摇枕接触不良

心盘、垫板、摇枕间均为平面接触，下心盘螺栓预紧力不足或心盘与摇枕接触不良，心盘相对于摇枕滑移错位而导致螺栓松动。

(2)材质的影响

心盘垫板采用的木质材料，虽然其摩擦系数较钢质垫板高，但由于木质垫板的抗压强度不足，受自然干缩和车体静动载荷的作用，在使用一定时间后，会发生偏移或破损，并且木质垫板的缩变又使螺栓无预紧力，从而失去自锁性而松动。

(3)工作环境的影响

螺栓连接均为可拆卸式连接，它的自锁能力主要靠螺栓副中的摩擦力来实现的。这种摩擦阻力在静载荷作用下不会发生变化。而当连续受到振动、冲击、变载荷作用时，螺栓副中的摩擦阻力就会减小，甚至出现瞬时消失现象。列车本身包含弹簧减震装置，其运行平稳性较差。在通过轨缝接头、道岔时，其振动、冲击力较大，震动频率较高，当螺母长期处于这种环境下时，就会发生松动现象，甚至脱落。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种能提高铁路养护效率的铁路轨道螺栓自动旋拧及涂油小车。

本发明所采用的技术方案为：一种铁路轨道螺栓自动旋拧及涂油小车，包括行走装置，在行走装置上设有机架，在机架上设有螺栓检测传感器、螺栓旋拧装置和螺栓涂油装置，所述螺栓旋拧装置包括承载平台，在承载平台上设有丝杠竖向运动机构，所述承载平台与丝杠竖向运动机构的丝杠螺纹连接，在承载平台上至少活动连接有一组x-y调整平台，在调整平台的下端连接有螺栓旋拧机，所述螺栓旋拧机包括从上至下依次设置的螺栓旋拧驱动电机、扭矩控制器、螺栓对心导向套筒。

按上述技术方案，所述螺栓涂油装置包括在机架上设置的增压泵、油箱、输油管、半圆柱涂油器，所述增压泵的输入端与油箱相连，输出端通过输油管与半圆柱涂油器相连，所述半圆柱涂油器通过驱动电机实现旋转。

按上述技术方案，所述螺栓对心导向套筒包括内六边形螺栓旋拧部件和与内六边形螺栓旋拧部相连的圆弧形部件，两部件构成六角螺母自动对心件。

按上述技术方案，所述圆弧形部件由6个圆弧曲面周向布置而成。

按上述技术方案，所述螺栓对心导向套筒通过缓冲机构与扭矩控制器相连。

按上述技术方案，所述缓冲机构包括套筒外板，在套筒外板的上端设有花键轴，所述花键轴的下端与套筒外板轴向滑移连接，在套筒外板内设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的两端分别与花键轴和套筒外板的下端部相抵接，所述内六边形螺栓旋拧部件与套筒外板的端部固定连接。

按上述技术方案，所述扭矩控制器包括与螺栓旋拧电机输出轴相连的传动轴，与传动轴相连的定扭矩轮盘。

按上述技术方案，在丝杠竖向运动机构的两端设有上支撑底板和下支撑底板，两支撑板与丝杠竖向运动机构的光杆活动连接。

本发明所取得的有益效果为：本发明通过设置丝杠竖向运动机构、x-y调整平台，实现了螺栓旋拧过程中的旋拧机自适应对位；通过设置螺栓对心导向装置，实现了螺栓旋拧过程中的套筒自动对心及旋上；通过设置涂油装置，实现了螺栓旋拧过程中的自动涂油过程。与现有的螺栓旋拧装置相比，其自动化程度高、节约了人力的同时，提高了铁路养护的效率。

附图说明

图1为本发明的轴侧图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明的侧视图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明的螺栓旋拧机的轴侧图；

图6为本发明的螺栓旋拧机的正视图；

图7为本发明的螺栓旋拧机的侧视图；

图8为本发明的单边x-y调整平台的轴侧图；

图9为本发明的螺栓涂油装置的轴侧图；

图10为本发明的单个x—y调整平台的正视图；

图11为本发明的单个x—y调整平台的侧视图；

图12为本发明的单个x—y调整平台的俯视图；

图13为本发明的单个螺栓旋拧机的剖视图；

图14为本发明的螺栓对心导向套筒的俯视图；

图15为本发明的螺栓对心导向套筒的剖视图；

图16为本发明提供的一种可变幅式铁轨打磨机的立体结构示意图；

图17为本发明提供的可变幅式铁轨打磨机去掉变幅装置之后的轴测图。

图18为本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-15所示，本实施例提供了一种铁路轨道螺栓自动旋拧及涂油小车，包括行走装置，行走装置包括机架1，在机架的两侧对称设有行走车轮5，在机架1上设有螺栓检测传感器7、配电箱3、电源箱14、螺栓旋拧装置和螺栓涂油装置，所述螺栓旋拧装置包括承载平台12，在承载平台12上设有丝杠竖向运动机构，所述承载平台与丝杠竖向运动机构的丝杠螺纹连接，在承载平台12上的两侧对称设有x-y调整平台11，x-y调整平台11与承载平台12滑移连接，在x-y调整平台11的下端连接有螺栓旋拧机，所述螺栓旋拧机包括从上至下依次设置的固定架、螺栓旋拧驱动电机13、扭矩控制器15、螺栓对心导向套筒17，其中，固定架与x-y调整平台11固定连接。所述丝杠竖向运动机构的丝杠通过电机10驱动，在丝杠竖向运动机构的上、下端设有上支撑板19和下支撑板20，两支撑板与丝杠竖向运动机构的光杆活动连接。

本实施例中的x-y调整平台11可以为现有技术中的x-y调整平台，也可以包括x轴向丝杠运动机构和y轴丝杠运动机构，从而实现x-y调整平台x向和y向两个方向的调整。

所述螺栓涂油装置包括在机架上设置的增压泵18、油箱2、输油管9、半圆柱涂油器8，所述增压泵18的输入端与油箱2相连，输出端通过输油管9与半圆柱涂油器8相连，所述半圆柱涂油器8通过驱动电机6实现旋转，所述输油管9余半圆柱涂油器8活动连接，使驱动电机6可以实现半圆柱涂油器8的周向旋转。

本实施例中，所述螺栓对心导向套筒17通过缓冲机构与扭矩控制器15相连。所述扭矩控制器包括与螺栓旋拧电机13输出轴相连的传动轴26，与传动轴相连的定扭矩轮盘25。所述缓冲机构包括套筒外板23，在套筒外板23的上端设有花键轴24，所述花键轴24的下端与套筒外板23轴向滑移连接，在套筒外板内设有缓冲弹簧22，所述缓冲弹簧22的两端分别与花键轴24和套筒外板23的下端部相抵接，所述螺栓对心导向套筒与套筒外板23固定连接。所述螺栓对心导向套筒17包括内六边形螺栓旋拧部件21和与内六边形螺栓旋拧部相连的圆弧形部件27，两部件构成六角螺母自动对心件。所述圆弧形部件由6个圆弧曲面周向布置而成。

本发明的工作原理为：在螺栓检测传感器7的检测下，当本装置行至螺栓位置时，电机10带动丝杠旋转，使承载平台12向下运动，当运动到设定的距离值l时停止向下运动，在运动的过程中，最下端的螺栓对心导向套筒17具有自动对心功能，配合x-y调整平台11，使整个模块在下降的过程中实现套筒、螺母自动对心，其中，螺栓对心导向套筒通过弹簧22和花键轴23配合，实现柔性自适应螺栓对心导向套筒17与螺母的柔性变位接合，从而更加精准的实现对心工作。然后，螺栓旋拧驱动电机13工作，带动导向件17旋转，将螺栓拧松或是拧紧。当达到扭矩控制器15设定的扭矩值时，切断螺栓旋拧驱动电机13电源，电机10带动丝杠旋转，使承载平台12复位，完成螺栓旋拧工作。

涂油时，电机4带动行走装置前行，在行走至螺栓位置时，驱动电机6带动半圆柱涂油器8做旋转运动，通过半圆柱涂油器(8)的旋转运动，实现螺柱的周向涂油，涂油器的油是由油液加压泵18从涂油箱2泵出的油，流经涂油管道9而来的。涂油完毕后，驱动电机6运动，使涂油器8收回。

另外，如图16、17所示，在本发明的机架上还设有一种可变幅式铁轨打磨机，包括在机架(图中机架省略)上设置的承载底板41，在承载底板41底部安装有滑动轴承，所述承载底板41通过滑动轴承37绕机架上转轴36转动，并通过变幅装置驱动承载底板41绕转轴36旋转一定的角度，在承载底板41上设有砂轮装置，所述砂轮装置的电机安装板39通过砂轮进给量控制机构与承载底板41相连。

所述变幅装置包括在支架上固设的第一电机28、涡轮蜗杆机构、摇杆、连杆33，涡轮蜗杆机构包括蜗杆32和涡轮29，所述第一电机28的输出轴通过联轴器31与蜗杆32相连，在蜗轮32偏心表面加工出通孔，通过销30连接将其与摇杆偏心连接，所述摇杆的另一端与连杆33铰接，所述连杆33的另一端与承载底板41铰接。

所述砂轮进给量控制机构包括固设在承载底板上的第二电机37、丝杠40、丝杠滑块，所述第二电机的输出轴通过联轴器与丝杠40相连，所述丝杠滑块与丝杠螺纹配置，所述丝杠滑块与电机安装板39固连。

所述砂轮装置包括第三电机35、砂轮38，所述第三电机通过螺栓43与电机安装板39相固连，所述第三电机35的输出轴通过联轴器与砂轮38相连。

工作之初，砂轮驱动电机35主轴处于竖直状态，首先第二电机34转动驱动滚珠丝杠40转动，带动丝杠滑块及安装其上的电机安装板39向下运动，以调整进给量，使砂轮38贴近铁轨上表面；之后第三电机35驱动砂轮38高速旋转，实现对铁轨上表面的打磨；当铁轨上表面轮廓满足标准廓形时，第三电机35停止运转。

当完成对铁轨上表面的打磨后，由第一电机28驱动蜗杆32转动，进而带动蜗轮29转动，由于蜗轮29通过销30与摇杆相连接，摇杆与连杆33通过销相互连接，故蜗轮29进一步驱动摇杆及连杆33运动，带动承载底板41绕机架上的转轴36转动，实现变幅功能。

当完成变幅后，第二电机34转动驱动滚珠丝杠38转动，带动丝杠滑块及安装其上的电机安装板39向下运动，以调整进给量，使砂轮38贴近铁轨内轨倒角面；之后第三电机35驱动砂轮38高速旋转，打磨铁轨倒角，当铁轨倒角轮廓满足标准廓形时第三电机35停止运转，完成对铁轨的打磨工作。