钢轨焊缝全断面打磨作业车的制作方法

本实用新型涉及轨道工程技术领域，具体来说是一种钢轨焊缝全断面打磨作业车。

背景技术：

目前国内城市轨道无缝线路施工仍采用人工手持砂轮机或仿形砂轮机进行焊缝打磨作业，这类设备均不是专用钢轨作业设备，作业时需要其他辅助手段，例如：配置发电机、人工起升钢轨等，其劳动强度大，工效低，打磨效果受作业人员操作影响，打磨质量不稳定，检测手段仍然是采用原始的直靠尺，通过肉眼观察和塞尺测量来实现，精度差，设备整合程度低，已不能满足快速施工的作业需求。国内铁路运营线路打磨采用的是打磨列车进行作业，虽然工作效率高，但设备体积庞大、价格昂贵，而且只能对轨头进行打磨，并不适合进行地铁隧道内无缝线路施工作业。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，提供一种钢轨焊缝全断面打磨作业车，包括钢轨焊缝全断面自动打磨、自动检测机构，以及配套钢轨提升、钢轨夹持定位系统，走行、支撑和其他辅助系统在内的一体化打磨作业车，以实现在建线路钢轨焊缝自动化打磨作业。

为了实现上述目的，设计一种钢轨焊缝全断面打磨作业车，所述的打磨作业车包括车架体，所述的车架体中部为作业区段，所述的作业区段处设有打磨装置，所述的作业区段两侧为支撑区段，所述的支撑区段处设有钢轨提升装置、支腿系统及轮组系统，所述的支撑区段外侧为辅助区段，所述的辅助区段处及所述的支撑区段处相对应设有钢轨定位装置。

所述的打磨装置包括作业平台、轨头打磨装置、轨腰打磨装置、轨底打磨装置及平台驱动装置，所述的作业平台包括两块平行设置的立板，两块立板底端通过两块平行设置的底板相连且所述的底板之间设有间隙，所述的立板底端对应于间隙处设有凹槽豁口，用于供钢轨放置，所述的底板底部设有滑动导轨，用于与所述的车架体上设有的槽道相配合并在平台驱动装置的驱动下使打磨装置沿所述的车架体上设有的槽道移动，在所述的立板上环绕所述的凹槽豁口设有若干钢轨线性检测探头，用于对钢轨的顶面及两侧面进行线性检测。

在间隙两侧交错布置有两组轨头打磨装置，所述的轨头打磨装置的磨头电机采用卧式布置，每组所述的轨头打磨装置的相对一侧设有轨腰打磨装置，所述的轨腰打磨装置的磨头电机采用立式布置，在立板的外侧设有轨底打磨装置，所述的轨底打磨装置的磨头电机采用卧式布置。

所述的平台驱动装置包括通过电机座固定在作业平台外的驱动电机，驱动电机的输出端连接有驱动丝杠，所述的驱动丝杠穿过若干丝杠座，所述的丝杠座固定在所述的作业平台顶部。

所述的轮组系统包括主动轮组和从动轮组，所述的主动轮组包括轮组支腿，所述的轮组支腿上开设有安装孔，用于实现与车体的转动连接，所述的轮组支腿顶端连接起落液压缸的一端，起落液压缸的另一端固定于车体上，所述的轮组支腿一侧设有驱动电机，所述的轮组支腿底端设有车轮总成，所述的驱动电机和车轮总成之间通过传动齿轮组实现传动，所述的传动齿轮组包括一高速级大齿轮，所述的高速级大齿轮与拨叉卡盘相连，所述的拨叉卡盘一端与拨叉杆相连，所述的拨叉杆与所述的轮组支腿相连，且所述的拨叉杆能沿拨叉杆的轴线方向移动，通过推拉所述的拨叉杆，能够使得所述的拨叉卡盘与高速级大齿轮同步移动，从而改变传动齿轮组的啮合状况。

所述的从动轮组包括轮组支腿，所述的轮组支腿上开设有安装孔，用于实现与车体的转动连接，所述的轮组支腿顶端连接有起落液压缸的一端，起落液压缸的另一端固定于车体上，所述的轮组支腿的底端设有轮组总成。

所述的钢轨定位装置包括定位箱，所述的定位箱一端的两侧及底部对应设有开口，用于容纳所述的钢轨，且所述的定位箱一端向定位箱内侧设有固定夹头，所述的定位箱另一端设有活动夹头，所述的活动夹头能在移动装置的作用下向固定夹头方向正向和反向运动，以实现对钢轨的夹持和松开，所述的活动夹头和所述的固定夹头的夹持工作面的下端面与所述的钢轨轨底的上表面相吻合，且所述的活动夹头和所述的固定夹头的夹持工作面的下端面下侧相对设有调节螺栓，所述的固定箱的一端对应于固定夹头的位置设有调节螺栓，所述的活动夹头上也相对设有若干调节螺栓，所述的调节螺栓的端部设有半球形结构以作为夹持支点，用于对钢轨进行夹持，在夹持座两侧的开口外侧还设有摆动卡钳，所述的摆动卡钳的一端为活动端，另一端与所述的固定箱转动相连，且所述的摆动卡钳的另一端上还设有滑槽及一端与滑槽相配合的连杆，连杆的另一端与所述的活动夹头固定相连，当所述的活动夹头运动时，能通过连杆带动所述的摆动卡钳的活动端转动，以使所述的活动端与固定箱的一端相连接或分离。

所述的车架体的四角设有支撑液压缸，在作业时支撑在地面或侧壁上。

所述的轨头打磨装置包括打磨滑台、磨头电机、轨头磨头和磨头座，所述的打磨滑台包括一套水平布置的滑台和一套竖直布置的滑台，以实现打磨滑台的二维移动，所述的打磨滑台靠近间隙一侧设有磨头座及轨头磨头，且所述的打磨滑台上设有用于驱动轨头磨头的磨头电机，所述的轨头磨头采用卧式布置。

所述的轨腰打磨装置包括打磨滑台、磨头电机、轨腰磨头和磨头座，所述的打磨滑台包括一套水平布置的滑台和一套竖直布置的滑台，以实现打磨滑台的二维移动，所述的打磨滑台靠近间隙一侧设有磨头座及轨腰磨头，且所述的打磨滑台上设有用于驱动轨腰磨头的磨头电机，所述的轨腰磨头采用立式布置。

所述的轨底打磨装置包括打磨滑台、磨头电机、轨底磨头和磨头座，所述的打磨滑台包括一套水平布置的滑台和一套竖直布置的滑台，以实现打磨滑台的二维移动，所述的打磨滑台靠近间隙一侧设有磨头座及轨底磨头，且所述的打磨滑台上设有用于驱动轨底磨头的磨头电机，所述的轨底磨头采用立式布置。

所述的滑台由滑台驱动电机驱动，所述的滑台驱动电机通过传动齿轮带动与滑台相连的滑台丝杠运动以实现驱动，所述的传动齿轮通过花键与所述的滑台驱动电机的输出轴相啮合，所述的传动齿轮与拨叉固定相连，通过转动所述的拨叉能改变所述的传动齿轮与滑台驱动电机的输出轴之间的啮合状态，所述的滑台丝杠的外端还设有手动摇柄。

所述的轮组支腿由平行设置的第一支腿结构和第二支腿结构构成，所述的第一支腿结构和第二支腿结构由上至下相对应地依次设有四组安装孔，第一组安装孔之间连接有销轴，所述的销轴用于与起落液压缸的一端固定相连，第二组安装孔用于与车体轴连接以实现与车体的转动连接，第三组安装孔用于连接离合拨叉杆，第四组安装孔用于连接车轮总成。

所述的第三组安装孔内设有离合拨叉固定座，所述的离合拨叉杆穿过所述的离合拨叉固定座，位于离合拨叉固定座之间的离合拨叉杆外侧套设有离合拨叉限位块，所述的离合拨叉固定座的一侧向离合拨叉杆的轴向方向设有延伸段，所述的延伸段上设有开孔，所述的离合拨叉杆对应于所述的开孔的方向也设有若干通孔，所述的通孔和开孔用于供开口销穿过，以实现对离合拨叉杆的固定。所述的拨叉杆的一端设有拨叉把手。

所述的钢轨提升装置对应于所述的钢轨定位装置而设置，用于将钢轨提升至钢轨定位装置的开口处，所述的钢轨提升装置包括提升液压缸，所述的提升液压缸下端依次连接有连接杆和钢轨夹具，所述的车架体在对应于所述的钢轨提升装置处设有限位套，所述的连接杆能竖直穿过所述的限位套，以实现对连接杆在水平方向的约束。

所述的支腿系统包括支腿箱体，所述的支腿箱体分别两侧相背设有空腔，所述的空腔用于容纳L型横梁的水平段，且所述的L型横梁的水平段能在移动机构的带动沿所述的空腔进行伸缩，所述的L型横梁的竖直段底端设有空腔结构，所述的空腔结构用于容纳支腿立柱，所述的支腿立柱能在移动机构的带动下沿所述的空腔结构进行伸缩。

本实用新型同现有技术相比，其优点在于：

1、将打磨焊缝各部位的设备整合形成一套打磨系统，集成度高，便于操作，减小尺寸。

2、每个磨头装置采用两套燕尾槽结构与作业平台连接，可实现平面二维移动，可更加精准调节磨头打磨状态。

3、优选地，设有两套打磨设备，打磨范围不小于1m，可实现同时对两股钢轨进行打磨。

4、设有钢轨提升装置，以及轮组起落式设计，可自行提升钢轨。

5、优选地，每股钢轨设有4套定位装置，保证钢轨位置精确牢固，确保打磨效果。

6、优选地，钢轨定位装置夹点采用倒三点可调式布置，便于对钢轨位置进行微调。

7、设有伸缩式高度可调的支腿，可降低打磨车体作业高度，加强稳定性。

8、优选地，采用线性扫描检测系统，轨头可对钢轨3个面进行检测扫描检测，保证打磨的平顺性。

9、打磨头滑动平台采用电动以及手动两种方式，电动发生故障时，可手动将平台退出。

10、轮组传动齿轮设有离合装置，既可采用轨道车拖行，也可自行走行。

附图说明

图1a是一实施方式中本实用新型钢轨焊缝全断面打磨作业车的结构正视图。

图1b是一实施方式中本实用新型钢轨焊缝全断面打磨作业车的结构侧视图。

图1c是一实施方式中本实用新型钢轨焊缝全断面打磨作业车的结构俯视图。

图2a是一实施方式中本实用新型车架体的结构正视图。

图2b是一实施方式中本实用新型车架体的结构侧视图。

图2c 是一实施方式中本实用新型车架体的结构俯视图。

图3a 是一实施方式中本实用新型打磨装置的结构正视图。

图3b是一实施方式中本实用新型打磨装置的结构侧视图。

图3c是一实施方式中本实用新型打磨装置的结构俯视图。

图4 是一实施方式中本实用新型钢轨提升装置的结构图。

图5a 是一实施方式中本实用新型钢轨定位装置的结构正视图。

图5b是一实施方式中本实用新型钢轨定位装置的结构俯视图。

图6a 是一实施方式中本实用新型主动轮组结构的正视图。

图6b是一实施方式中本实用新型主动轮组结构的侧视图。

图6c 是一实施方式中本实用新型从动轮组结构的侧视图。

图7a是一实施方式中本实用新型支腿系统的结构正视图。

图7b是一实施方式中本实用新型支腿系统的结构俯视图。

图7c是一实施方式中本实用新型支腿系统的结构侧视图。

图8a 是一实施方式中本实用新型钢轨焊缝全断面打磨作业车工作示意图（正视）。

图8b 是一实施方式中本实用新型钢轨焊缝全断面打磨作业车工作示意图（侧视）。

图中：1.车架体 2.打磨装置 3.钢轨提升装置 4.钢轨定位装置 5.轮组系统 6.支腿系统 1-1.工字型钢 1-2.支撑液压缸 1-3.燕尾槽2-1.作业平台 2-2.轨头打磨装置 2-3.轨腰打磨装置 2-4 .轨底打磨装置 2-5.平台驱动装置 3-1.承重梁 3-2.提升液压缸 3-3.连接杆 3-4 .钢轨夹具 3-5. 限位套 4-1.定位箱 4-2.顶推液压缸 4-3.活动夹头 4-4.固定夹头 4-5.摆动卡钳 5-1.轮组支腿 5-2.起降液压缸 5-3.车轮总成 5-4.驱动电机 5-5.传动齿轮组 6-1.支腿箱体 6-2 .L型横梁 6-3.支腿立柱 6-4. 横移液压缸 6-5.顶升液压缸。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：钢轨焊缝全断面打磨作业车结构组成。

参见图1a、图1b和图1c，本实施方式中，所述的打磨作业车由以下7个子系统组成：分别是车架体、打磨装置、钢轨提升装置、钢轨定位装置、轮组系统、支腿系统、辅助系统。

参见图2a、图2b和图2c，车架体是其他所有系统的载体，采用工字型钢与方形钢管焊接而成的立体矩形框架结构，工字型钢作为车架体主梁，方管辅助主梁受力、增加车架体刚度，形成车架体框架。车架体的四角设有支撑液压缸，在作业时支撑在地面或侧壁上。车架体沿纵向划分为五个区段，最中间的一段为作业区段，是打磨系统作业的空间。作业区段的两侧是支撑区段，是支腿系统、钢轨提升装置、钢轨定位装置的安装空间。车架体最外侧的两个区段是辅助区段、主要用于安装轮组系统、支撑液压缸、钢轨定位装置、以及辅助系统，其中一侧区段的上半部分空置，作为安装驾驶操作空间使用。

参见图3a、图3b和图3c，打磨装置是本实用新型功能实现的主要执行机构，打磨装置位于车架体最中间的作业区段，左右股钢轨对应位置各安装一套。打磨装置主要由作业平台、轨头打磨装置、轨腰打磨装置、轨底打磨装置、平台驱动装置组成。作业平台底部设有燕尾槽导轨，通过车架体上的燕尾槽与车架体活动连接。轨头打磨装置和轨腰打磨装置为两套，前后、左右交错对称布置，轨底打磨装置单独悬挂在作业平台外侧。以上五套打磨装置均采用两套燕尾槽滑动平台与作业平台连接，这两套滑动平台一套水平布置，一套竖向布置，实现打磨装置水平和竖向滑动。作业平台通过电机及丝杠来回驱动。

参见图4，钢轨提升装置用于提升钢轨，该装置一共设有四套，每股钢轨对应位置设有两套，均安装在车架体的支撑区段与作业区段的交界处，主要由承重梁、提升液压缸、连接杆、钢轨夹具、限位套组成。承重梁位于钢轨提升装置最上端，与车架体在该位置的横梁焊接，承重梁下方依次连接的是提升液压缸、连接杆、以及钢轨夹具，限位套设置在连接杆的中部，连杆从其中穿过，起到约束连接杆在水平方向摆动的功能。

参见图5a和图5b，钢轨定位装置用于对钢轨进行定位，为打磨系统作业创造一个基准，一共设有八套，每侧钢轨位置设置四套，其中两套设置在车架体纵向端部，两套设置在车架体的支撑区段，均与对应位置车架体钢梁焊接固定。钢轨定位装置主要由定位箱、顶推液压缸、活动夹头、固定夹头、摆动卡钳组成。定位箱由多块钢板焊接形成的箱型结构，在其下部钢轨对应位置设有开口，为钢轨升降预留空间。顶推液压缸固定在定位箱的内侧端，拉杆与活动夹头连接。活动夹头顶部设有燕尾槽导轨，可在定位箱上部燕尾槽中滑动，活动夹头的夹点为倒三角式，夹头的下表面与钢轨轨底上表面吻合，以防止钢轨左右摆动。固定夹头设置在定位箱的外侧端，其夹点与活动夹头的夹点位置对应，但均为可调式夹点，下表面也与钢轨轨底上表面吻合。摆动卡钳设置在定位箱下部开口出，一端通过销轴与其连接，另一端设有豁口，可扣住定位箱另一侧的壁板，摆动卡钳通过连杆连接活动夹头，可与活动夹头随动。

参见图6a、图6b和图6c，轮组系统是打磨车的驱动走行部分，共设有四组，其中两组为主动轮组，另两组为从动轮组，轮组系统设置在车架体辅助区段靠近支撑区段的一侧，主要由轮组支腿，起降液压缸、车轮总成、驱动电机、传动齿轮组成。轮组支腿是两根方形钢管，方管上共设有四组圆孔，通过穿入销轴，分别与起降液压缸、车架体、离合拨叉、车轮总成活动连接，使轮组系统可绕连接车架体的轴旋转，实现起落动作。驱动电机安装在轮组支腿中部。传动齿轮安装在轮组支腿上，位于车轮总成与驱动电机之间，其由由一大一小两个齿轮组成，其外侧大齿轮上设有拨叉，可实现齿轮之间的离合。从动轮组与主动轮组的结构以及布置相同，两者的区别仅仅只是从动轮组无驱动电机和传动齿轮。

参见图7a、图7b和图7c，支腿系统是打磨车的最主要的支撑体系，安装在车架体支撑区段上部，主要由支腿箱体、L型横梁、支腿立柱、横移液压缸、顶升液压缸组成。支腿箱体是一个带有两个空腔的矩形箱体结构。L型横梁插入支腿箱体的空腔中，通过滑移导轨与支腿箱体接触并可相对滑动， L型横梁也为空腔结构，支腿立柱插入其下端的空腔中，通过滑移导轨与其接触并可相对滑动。横移液压缸布置在支腿箱体腔中，两端分别与支腿箱体及 L型横梁连接，可实现 L型横梁向两侧伸缩。顶升液压缸布置在 L型横梁下部外侧，两端分别与 L型横梁及支腿立柱连接，实现支腿立柱上下伸缩。

辅助系统主要包括卷线盘、液压泵站、液压管路、打磨操作平台、驾驶操作平台、储物格等组成。布置在车架体的辅助区段。主要用于操作打磨作业车，操作打磨系统，为整车提供电力、液压动力来源等。

实施例2：钢轨焊缝全断面打磨作业车使用方法。

参见图8a和图8b，将所述的打磨作业车吊装至正线轨道上，将轮组系统的传动齿轮组调节至分离状态后，采用轨道车将打磨作业车拖行至作业面，然后传动齿轮组调节至啮合状态，以操作打磨车行驶至需要打磨的钢轨接头位置，使钢轨接头位于打磨作业区域中间位置后，停车制动。

操作钢轨定位装置的顶推液压缸打开活动夹头以及摆动卡钳，确保钢轨可以嵌入钢轨定位装置中。

操作支腿系统的横移液压缸，将 L型横梁向外伸出到合适位置，操作支腿系统的顶升液压缸，将支腿立柱降下并支撑在基础面上，操作轮组装置的起降液压缸，将轮组系统升起收缩至车架体中，再操作顶升液压缸降低车架体高度，直至车架体底部坐落在基础面上，向下翻转车架体的支撑液压缸并向外伸出，使支撑液压缸斜撑在基础面或侧墙壁面上，保持车架体稳定牢固。

操作钢轨提升装置的提升液压缸，降下钢轨夹具，打开钢轨夹具并夹住钢轨，再操作提升液压缸提起钢轨，使钢轨嵌入钢轨定位装置中，操作钢轨定位装置的顶推液压缸推动活动夹头夹紧钢轨，此时摆动卡钳扣住定位箱一端的壁板。

操作检测系统对钢轨需要打磨的区域进行线性扫描检测，根据扫描检测结果确定每个打磨作业来回的磨头进给量，启动打磨作业程序，打磨完成后，操作检测系统再次对钢轨进行扫描检测，确认打磨效果。

打磨完成后，操作钢轨定位装置的顶推液压缸打开活动夹头以及摆动卡钳，解除对钢轨的夹紧状态，操作提升液压缸降下钢轨夹具及钢轨，打开钢轨夹具，使其与钢轨分离，再操作提升液压缸升起钢轨夹具。

收起支撑液压缸并向上翻起固定，操作顶升液压缸升起车架体至合适高度，再操作起降液压缸将轮组系统降下并使车轮总成支撑在钢轨上，然后操作顶升液压缸将支腿立柱收起至最高位置，最后操作横移液压缸将 L型横梁向内收回，即完成一处钢轨焊缝打磨。

打磨作业全部完成后，将传动齿轮组调节至分离状态，通过轨道车将打磨作业车拖行至基地，再采用起重机将打磨作业吊装离开钢轨，放置在地面，即完成打磨作业的退场。