一种多功能钢轨打磨车的制作方法

本发明属于钢轨打磨技术领域，特别是涉及一种多功能钢轨打磨车。

背景技术：

随着我国铁路运输事业的不断发展，主要干线的列车重量和行车密度不断增加，钢轨的波形磨耗和因接触疲劳而产生片状剥落、开裂等病害呈上升趋势。若钢轨表面病害得不到预防或及时清除，会影响行车安全，对旅客生命及货物完整性造成严重威胁。采利用钢轨打磨技术进行线路维护已成为国内外轨道养护的共识，其不仅能显著地延长钢轨的寿命，还能改善线路质量，确保列车的安全运行。

目前，在钢轨的中短线预防打磨维护中，现有的钢轨打磨设备有如下不足：

1)打磨设备自动化程度不高，多数由人工沿钢轨推行进行打磨，劳动强度大，且单机打磨作业效率低；

2)打磨设备中无铁屑回收装置，铁屑污染空气以及影响二次打磨钢轨的平顺性，；

3)大多数打磨设备采用包络式端面打磨，需要不断调整砂轮或砂带的位置和角度，操作复杂，打磨不均匀；

4)绝大多数是“一机一技术”，即只采用一种钢轨打磨技术，适用范围小；

5)钢轨打磨列车在中短线钢轨打磨作业中优势不明显，其成本高，作业程序复杂。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种多功能钢轨打磨车，其多功能钢轨打磨车具有自动化程度高、打磨效率高、打磨效果好、打磨成本低、环保、适用范围广等优点。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种多功能钢轨打磨车，其特殊之处在于：

包括动力车、铁屑回收装置和多功能打磨小车；

所述动力车的下方设置有第一轮对和第二轮对；所述铁屑回收装置和多功能打磨小车均与动力车连接，所述动力车带动铁屑回收装置和多功能打磨小车移动；

所述多功能打磨小车用于对钢轨进行打磨；

所述铁屑回收装置用于对打磨过程中产生的铁屑进行回收。

进一步地，上述多功能打磨小车包括支撑钢板，所述支撑钢板与动力车连接；

所述支撑钢板从前到后依次设有清扫机构、第一打磨机构和第二打磨机构；所述第一打磨机构和第二打磨机构结构相同；

所述清扫机构包括第一支撑架，第一支撑架左右对称设有第一往返机构和第二往返机构，第一往返机构和第二往返机构的结构相同；

第一往返机构包括第一电机、第一曲柄、摇杆和第一刷子，所述第一电机固定在第一支撑架上，所述第一曲柄的一端和第一电机的输出轴连接，第一曲柄的另一端和摇杆的一端连接，摇杆的另一端和第一刷子连接；

所述第一打磨机构包括第二支撑架，第二支撑架左右设有对称的打磨装置，所述打磨装置包括驱动装置、液压伸缩臂、砂轮装置；所述砂轮装置包括砂轮，所述驱动装置用于驱动砂轮旋转，

所述液压伸缩臂可以控制驱动装置与砂轮装置连接或者脱离。

进一步地，上述铁屑回收装置包括一级回收装置，包括集铁屑盒，所述集铁屑盒上分别设有第三吸尘器、第四吸尘器、第五吸尘器、第六吸尘器，所述第三吸尘器、第四吸尘器、第五吸尘器、第六吸尘器上分别设有第三铁皮管、第四铁皮管、第五铁皮管和第六铁皮管。

进一步地，上述铁屑回收装置包括二级回收装置，二级回收装置包括收纳箱，收纳箱上设有第一吸尘器和第二吸尘器；第一吸尘器和第二吸尘器的吸入端与一级回收装置的集铁屑盒连接。

进一步地，上述打磨装置还包括罩壳，所述罩壳与第二支撑架连接，所述罩壳位于砂轮上方，用于防止铁屑飞溅。

进一步地，上述一级回收装置的数量为两个，分别设置在支撑钢板的左右两侧，每一侧的一级回收装置对应其所在一侧的砂轮装置，第三铁皮管、第四铁皮管的吸入口分别对应一个罩壳的两端，第五铁皮管和第六铁皮管的吸入口分别对应另一个罩壳的两端。

进一步地，上述砂轮装置还包括第三传动轴、升降轴座，所述传动杆轴三设于所述升降轴座内，砂轮与第三传动轴的一端连接，第三传动轴的另一端与驱动装置连接。

进一步地，上述驱动装置包括支撑座、第一传动轴、大槽轮、小槽轮、空气弹轴，所述支撑座上侧设有第二曲柄；所述支撑座上设有张紧座，所述张紧座的位置可以调整，所述张紧座上设有第二电机，所述第二电机与大槽轮连接；所述第一传动轴与小槽轮连接，所述小槽轮与空气弹轴连接；所述空气弹轴包括轴座、第二传动轴和密封螺栓，所述第二传动轴的输出端内设有三角形沉孔；所述大槽轮和所述小槽轮上设有高速传动带；第三传动轴的另一端为三角形，与第二传动轴上所述三角形沉孔相配合。

进一步地，还包括工具箱，所述工具箱设置在动力车上。

进一步地，还包括控制装置，控制装置包括多个指示灯，指示灯下方分别设有功能按键。

本发明的优点：

1)对比现有的钢轨打磨设备，多功能钢轨打磨车复合了砂轮高速和砂轮周面两种打磨技术，扩大了设备的适用范围。

2)对比现有的钢轨打磨设备，多功能钢轨打磨车设置了优化的铁屑回收装置。考虑到打磨钢轨产生的铁屑在高速状态下，会沿飞出的方向分布在砂轮的半个圆周面，故铁屑回收装置在砂轮的半个圆周面的入口和出口处均设置了铁皮管，这样不仅可以减少铁屑对沿线环境的污染，更绿色环保，而且避免了飞溅的火花引发沿线火灾，提高了铁屑的回收率。

3)对比现有的钢轨打磨设备，多功能钢轨打磨车增设了控制系统，可以实现打磨设备两种模式切换的自动控制，减少人工操作负担，提高了设备自动化程度，设备打磨效率高。

4)对比现有的砂轮端面包络式打磨设备，多功能钢轨打磨车采用廓形打磨方式，可获得较光滑的钢轨打磨效果，提高了磨料利用率，降低了打磨成本。

5)对比现有的钢轨打磨设备，多功能钢轨打磨车设有清扫装置，可以清洁钢轨表面块状杂质，改善钢轨打磨前的打磨环境，获得良好的打磨效果。

6))对比现有的钢轨打磨列车，多功能钢轨打磨车定位于中短线钢轨打磨，打磨成本低，作业程序简单。

附图说明

图1是本发明的一种多功能钢轨打磨车的结构示意图；

图2是本发明的二级回收装置的结构示意图；

图3是本发明的动力车的仰视结构示意图；

图4是本发明的一种多功能钢轨打磨车的右视局部结构示意图；

图5是本发明的多功能打磨小车的结构示意图；

图6是本发明的多功能打磨小车的分解示意图；

图7是本发明的多功能打磨小车的分解局部放大示意图；

图8是本发明的清扫机构的分解示意图；

图9是本发明的清扫机构的第一往返机构的分解示意图；

图10是本发明的第一打磨机构的分解示意图；

图11是本发明的驱动装置一的分解示意图；

图12是本发明的空气弹轴的剖视示意图；

图13是本发明的砂轮装置二的分解示意图；

图14是本发明的砂轮机构的分解示意图；

图15是本发明的砂轮装置二的剖视示意图；

图16是本发明一级回收装置的结构示意图；

图17是本发明的第四铁皮管入口剖视示意图；

图18是本发明的控制装置的结构示意图；

图19是本发明的砂轮高速打磨模式状态示意图；

图20是本发明的砂轮周面打磨模式状态示意图。

其中，1-动力车、2-收纳箱、3-第一吸尘器、4-第一铁皮管、5-第一硅胶管、6-多功能打磨小车、7-工具箱、8-控制装置、9-第一轮对、10-第二轮对、11-悬挂臂、12-铁轨、13-第二硅胶管、14-第二铁皮管、15-第二吸尘器、16-清扫机构、17-第一打磨机构、18-第二打磨机构、19-一级回收装置一、20-一级回收装置二、21-支撑钢板、22-液压升降臂、23-螺母组一、24-螺母组二、25-螺母组三、26-螺栓组一、27-螺栓组三、28-螺栓组二、29-第一刷子、30-第一往返机构、31-第一支撑架、32-第二往返机构、33-第二刷子、34-第一电机、35-螺栓组五、36-螺栓组四、37-第一曲柄、38-螺母一、39-摇杆、40-螺母二、41-螺母六、42-驱动装置一、43-第二支撑架、44-螺母三、45-液压伸缩臂一、46-螺母五、47-螺母七、48-液压伸缩臂二、49-驱动装置二、50-螺母四、51-螺母八、52-砂轮装置一、53-砂轮装置二、54-第二电机、55-张紧座、56-螺栓一、57-支撑座、58-螺栓组六、59-螺母组四、60-第二曲柄、61-高速传动带、62-大槽轮、63-螺母九、64-槽盖、65-螺栓组七、66-第一传动轴、67-小槽轮、68-螺母十、69-螺栓组八、70-空气弹轴、71-轴座、72-第二传动轴、73-密封螺栓、74-支杆、75-螺栓组十、76-螺母十二、77-砂轮机构、78-螺母十一、79-罩壳、80-升降轴座、81-第三传动轴、82-轴座端盖、83-螺栓组九、84-外卡盘、85-衬垫一、86-砂轮、87-衬垫二、88-内卡盘、89-集铁屑盒、90-第三吸尘器、91-第三铁皮管、92-第四吸尘器、93-第四铁皮管、94-第五吸尘器、95-第五铁皮管、96-第六吸尘器、97-第六铁皮管、98-指示灯、99-总开关键、100-模式切换键、101-打磨电机键、102-清扫电机键、103-铁屑回收键、104-小车升降键、105-砂轮更换键。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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他实施方式，都属于本发明保护的范围。

参见图1-5，一种多功能钢轨打磨车包括动力车1，所述动力车1上设有二级回收装置、工具箱7、控制装置8、第一轮对9、第二轮对10和悬挂臂11；所述悬挂臂11包括圆形定位沉孔，所述圆形定位沉孔下方设有多功能打磨小车6；所述二级回收装置包括收纳箱2，所述收纳箱2上设有第一吸尘器3和第二吸尘器15，所述第一吸尘器3上设有第一铁皮管4，所述第一铁皮管4上设有第一硅胶管5，所述第二吸尘器15上设有第二铁皮管14，所述第二铁皮管14上设有第二硅胶管13；所述第一硅胶管5和所述第二硅胶管13与所述多功能打磨小车6连接，并能弹性伸缩。

参见图6-7，所述多功能打磨小车6包括支撑钢板21，所述支撑钢板21下方从前到后依次设有清扫机构16、第一打磨机构17和第二打磨机构18，其连接件分别为螺母组一23、螺母组二24和螺母组三25；所述第二打磨机构18和第一打磨机构17结构相同。所述支撑钢板21上方设有液压升降臂22和一级回收装置。

一级回收装置的数量为两个，分别为一级回收装置一19、一级回收装置二20，所述一级回收装置二20和一级回收装置一19结构相同。一级回收装置一19、液压升降臂22、一级回收装置二20的连接件分别为螺栓组一26、螺栓组二28和螺栓组三27。

参见图8-9，所述清扫机构16包括第一支撑架31，所述第一支撑架31左侧设有第一往返机构30和第一刷子29，所述第一支撑架31右侧设有第二往返机构32和第二刷子33；所述第一往返机构30包括第一电机34，其通过螺栓组四36固定于所述第一支撑架31左侧，所述第一电机34与第一曲柄37连接，连接件为螺栓组五35，所述第一曲柄37与摇杆39连接，连接件为螺母一38，所述摇杆39与所述第一刷子29连接，连接件为螺母二40；所述第二往返机构32与所述第一往返机构30的结构、安装方式均相同。

参见图6、7、10，所述第一打磨机构17包括第二支撑架43，所述第二支撑架43末端设有升降轴座80；所述第二支撑架43左侧上方设有驱动装置一42，连接件为螺母三44，所述第二支撑架43左侧下方设有砂轮装置一52；所述第二支撑架43右侧上方设有驱动装置二49，连接件为螺母四50，所述驱动装置二49和所述驱动装置一42结构相同；所述第二支撑架43右侧下方设有砂轮装置二53，所述砂轮装置一52和所述砂轮装置二53结构相同；所述第二支撑架43中部左侧设有液压伸缩臂一45，连接件为螺母五46，所述液压伸缩臂一45与所述驱动装置一42连接，连接件为螺母六41；所述第二支撑架43中部右侧设有液压伸缩臂二48，连接件为螺母七47，所述液压伸缩臂二48与所述驱动装置二49连接，连接件为螺母八51。

参见图10-12，所述驱动装置一42包括支撑座57，所述支撑座57上侧设有第二曲柄60，连接件为螺母组四59；所述支撑座57包括边轨槽和轴槽台；所述边轨槽内设有张紧座55，所述张紧座55的位置可通调整过螺栓一56来确定，所述张紧座55上设有第二电机54，连接件为螺栓组六58，所述第二电机54与大槽轮62连接，连接件为螺母九63；所述轴槽台与槽盖64连接组成轴室，连接件为螺栓组七65，所述轴室内设有第一传动轴66，所述第一传动轴66与小槽轮67连接，连接件为螺母十68，所述小槽轮67与空气弹轴70连接，连接件为螺栓组八69；所述空气弹轴70包括轴座71、第二传动轴72和密封螺栓73，所述第二传动轴72上设有圆形沉孔，所述圆形沉孔内设有三角形沉孔；所述大槽轮62和所述小槽轮67上设有高速传动带61。

参见图10、13-15，所述砂轮装置二53包括第三传动轴81，所述传动杆轴三81设于所述升降轴座80内，所述第三传动轴81上从左至右依次设有螺母十一78、砂轮机构77和轴座端盖82，所述第三传动轴81较粗末端轴形状为三角形，所述第三传动轴81的较粗末端轴与所述三角形沉孔相配合；所述升降轴座80和所述轴座端盖82的连接件为螺栓组九83；所述砂轮机构77包括外卡盘84、衬垫一85、砂轮86、衬垫二87和内卡盘88，所述砂轮86右上方设有罩壳79，所述罩壳79与支杆74连接，连接件为螺母十二76；所述支杆74通过螺栓组十75固定于所述第二支撑架43上。

参见图15-17，所述一级回收装置一19包括集铁屑盒89，所述集铁屑盒89右侧设有第三吸尘器90，所述第三吸尘器90上设有第三铁皮管91；所述集铁屑盒89前侧分别设有第四吸尘器92、第五吸尘器94，所述第四吸尘器92、所述第五吸尘器94上分别设有第四铁皮管93、第五铁皮管95；所述集铁屑盒89左侧设有第六吸尘器96，所述第六吸尘器96上设有第六铁皮管97；所述第四铁皮管93和所述第六铁皮管97的入口采用了与所述砂轮86周面廓形相匹配的特殊形状，便于提高铁屑的回收量。

参见图18，所述控制装置8包括指示灯98，所述指示灯98下方从左至右依次设有总开关键99、模式切换键100、打磨电机键101、清扫电机键102、铁屑回收键103、小车升降键104和砂轮更换键105；所述控制装置8通过线束组与所述动力车1及各电动机、吸尘器、升降和伸缩设备连接。

本申请工作过程：

1)启动动力车1，按下总开关键99，控制装置8通电，其可对各子系统进行作业控制。

2)根据钢轨打磨作业要求，选择钢轨打磨模式。当按下模式切换键100时，液压伸缩臂二48收缩，参见图19，驱动装置二49与砂轮装置二53分离，此时，各驱动装置与对应的砂轮装置分离，此时砂轮86有来自于液压升降臂22下降带来的压力(砂轮86受到垂直方向压力大小可以通过液压升降臂22通过伸缩量的不同来调节)，有来自于动力车1提供的拉力，多功能打磨小车6处于砂轮高速打磨被动模式；当恢复模式切换键100时，液压伸缩臂二48伸展，参见图20，驱动装置二49与砂轮装置二53连接，此时，各驱动装置与对应的砂轮装置连接，多功能打磨小车6处于砂轮周面打磨主动模式。

3)在进行由砂轮高速打磨被动模式到砂轮周面打磨主动模式切换过程中，空气弹轴70是关键部件。当空气弹轴70压向第三传动轴81时，若第三传动轴81较粗末端轴的位置与第二传动轴72的三角形沉孔位置恰好一致时，正常连接；若第三传动轴81较粗末端轴的位置与第二传动轴72的三角形沉孔位置不一致时，第三传动轴81较粗末端轴会处于第二传动轴72的圆形沉孔内，空气弹轴70内的空气被压缩；当打磨机构通电，第二传动轴72的三角形沉孔转动到与第三传动轴81较粗末端轴的位置恰好一致时，空气弹轴70内的空气被释放，第二传动轴72瞬间弹出，并与第三传动轴81相连接。

4)若选择砂轮高速打磨被动模式，则无需按下打磨电机键101；若选择砂轮周面打磨主动模式，则按下打磨电机键101，第一打磨机构17和第二打磨机构18通电，等待30-60秒，对多功能打磨小车6进行打磨前的预热。

5)按下清扫电机键102，清扫机构16通电，第一刷子29和第二刷子33分别在返机构一30、第二往返机构32驱动下做往复运动。

6)按下铁屑回收键103，第一吸尘器3、第二吸尘器15、第三吸尘器90、吸器四92、第五吸尘器94和第六吸尘器96通电，打磨钢轨产生的铁屑将分别经过一级回收装置一19－第一硅胶管5－第一铁皮管4－第一吸尘器3、一级回收装置二20－第二硅胶管13－第二铁皮管14－第二吸尘器15，最后到达收纳箱2。

7)按下小车升降键104，液压升降臂22伸展，多功能打磨小车6下降至与铁轨12接触，同时并有压力。此时，多功能打磨小车6在动力车1牵引下，进行钢轨打磨作业。待多功能钢轨打磨车完成钢轨打磨作业任务后，恢复小车升降键104，液压升降臂22收缩，多功能打磨小车6恢复至原位置，并恢复打磨电机键101(砂轮周面打磨主动模式)、清扫电机键102、铁屑回收键103，最后恢复总开关键99。

8)当进行砂轮更换作业时，无需考虑模式切换键100，要保持总开关键99处于按下状态，打磨电机键101(砂轮周面打磨主动模式)、清扫电机键102、铁屑回收键103和小车升降键104处于恢复状态，此时按下砂轮更换键105，升降轴座80及各升降轴座同时下降。从工具箱7中取出备品砂轮和更换工具，对需要更换的砂轮进行更换。完成作业后，恢复砂轮更换键105，升降轴座80及各升降轴座同时上升至原位置。若多功能钢轨打磨车继续作业，则按上述步骤依次对各键进行操作；若不作业，则恢复总开关键99。

以上所述仅为本发明的实施例，并非以此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的系统领域，均同理包括在本发明的保护范围内。