多功能钢轨砂带打磨机的制作方法

1.本实用新型涉及铁路养护机械设备技术领域，尤其是涉及一种多功能钢轨砂带打磨机。


背景技术：

2.铁路运营过程中，钢轨作为列车行驶的基础，因长时间承受机车的反复荷载，在使用过程中会逐渐磨损消耗，并不可避免地出现孔裂、轨头裂纹、掉块、剥离和核伤等损伤，因此，为保证行车的安全，对损伤的钢轨进行维修养护处理是及其必要的。
3.维修养护处理即指对钢轨进行打磨，以恢复钢轨的廓形，使其最大程度上符合设计廓形，以此改善轮轨关系，增加旅客的舒适度并延长钢轨的使用寿命。目前的钢轨打磨车多为砂轮打磨车，通过调整砂轮的打磨角度或是配备不同打磨角度的砂轮来对钢轨横截面廓形进行分段打磨，用有限线段来逼近实际为圆滑曲线的设计廓形，但该修复方式效率低下，工时较长。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种多功能钢轨砂带打磨机，以缓解相关技术中现有打磨机打磨作业效率低的技术问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术手段为：
6.本实用新型提供的一种多功能钢轨砂带打磨机包括：打磨装置，所述打磨装置包括第一支撑架、第一驱动器、传动组件和调整组件；
7.所述传动组件包括主动轮、从动轮以及连接两者的砂带，所述主动轮和所述从动轮均枢接于所述第一支撑架，所述第一驱动器与所述主动轮传动连接；
8.所述调整组件安装于所述第一支撑架，用于调整所述砂带与钢轨的接触面积。
9.进一步地，所述调整组件包括第一调整杆和支撑背板；
10.所述第一调整杆的一端铰接于所述第一支撑架，另一端与所述支撑背板铰接，且两者呈角度设置；
11.所述支撑背板抵接并涨紧于所述砂带的内侧，所述支撑背板转动用于改变所述砂带的倾斜角度。
12.进一步地，所述调整组件还包括第二调整杆和调整轮；
13.所述第二调整杆的一端铰接于所述第一支撑架，另一端与所述调整轮铰接；
14.所述调整轮抵接并涨紧于所述砂带的内侧，所述调整轮、所述主动轮以及所述从动轮呈三角布置；
15.所述支撑背板位于所述调整轮与所述从动轮之间；或者，所述支撑背板位于所述调整轮与所述主动轮之间。
16.进一步地，所述多功能钢轨砂带打磨机还包括升降装置和角度偏转装置；
17.所述升降装置连接于所述第一支撑架与所述角度偏转装置之间，所述升降装置用
于带动所述打磨装置纵向移动；
18.所述角度偏转装置用于带动所述升降装置在垂直于所述钢轨铺设路径的平面内转动。
19.进一步地，所述角度偏转装置包括偏转组件、连接组件和驱动组件；
20.所述偏转组件包括伸缩杆，所述伸缩杆的两端分别设有第一伸缩节和第二伸缩节，所述第一伸缩节固定连接于所述连接组件；
21.所述连接组件还安装于所述升降装置；
22.所述驱动组件安装于所述伸缩杆，所述驱动组件具有第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与所述第一伸缩节固定连接，所述第二输出端固定连接于所述第二伸缩节；
23.所述驱动组件通过所述偏转组件用于驱动所述连接组件在垂直于所述钢轨铺设路径的平面内转动。
24.进一步地，所述偏转组件还包括第二支撑架，所述伸缩杆铰接于所述第二支撑架；
25.所述驱动组件包括第二驱动器、链轮和链条；
26.所述第二驱动器安装于所述伸缩杆，所述第二驱动器的输出端与所述链轮固定连接，所述链条连接于所述链轮，所述链条的一端与所述第一伸缩节固定连接，另一端固定连接于所述第二伸缩节；
27.所述第二驱动器通过所述链条用于带动所述第一伸缩节伸长或收缩，同时使所述第二伸缩节收缩或伸长。
28.进一步地，所述连接组件包括锁紧器和连接板；
29.所述第一伸缩节通过所述锁紧器与所述连接板固定连接，所述连接板固定连接于所述升降装置。
30.进一步地，所述连接板设有弧形滑槽，所述弧形滑槽所在平面垂直于所述钢轨的铺设路径；
31.所述第一伸缩节通过所述锁紧器可固定在所述弧形滑槽内的任意位置。
32.进一步地，所述多功能钢轨砂带打磨机还包括走行装置、横向进给装置和控制装置；
33.所述走行装置用于架设于所述钢轨，并可沿所述钢轨的铺设路径行进；
34.所述横向进给装置与所述走行装置滚动配合，且所述升降装置转动连接于所述横向进给装置，且所述角度偏转装置安装于所述横向进给装置，所述横向进给装置用于带动所述升降装置和所述角度偏转装置在垂直于所述钢轨铺设路径的平面内横向移动；
35.所述打磨装置、所述升降装置、所述角度偏转装置和所述横向进给装置均与所述控制装置电连接。
36.进一步地，所述控制装置包括控制柜；
37.所述控制柜内设有plc和/或单片机，所述plc和/或所述单片机分别与所述打磨装置、所述升降装置、所述角度偏转装置以及所述横向进给装置电连接。
38.与现有技术相比，本实用新型提供的一种多功能钢轨砂带打磨机所具有的技术优势为：
39.在本技术中，第一驱动器安装于第一支撑架并与主动轮传动连接，从动轮转动连
接于第一支撑架，砂带缠绕于主动轮和从动轮的外轮周，则第一驱动器启动后，主动轮转动并同步带动砂带以及从动轮转动，从而实现砂带对钢轨的打磨，并且调整组件铰接于第一支撑架，可调整砂带与钢轨的接触面积，则通过增大砂带与钢轨的接触面积，在相同时间内打磨的钢轨的范围更大，从而提高钢轨廓形的修复效率，即提高了打磨作业效率。
附图说明
40.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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附图。
41.图1为本实用新型实施例提供的多功能钢轨砂带打磨机的打磨装置的结构示意图；
42.图2为本实用新型实施例提供的多功能钢轨砂带打磨机的升降装置与其他装置的装配示意图；
43.图3为本实用新型实施例提供的多功能钢轨砂带打磨机的升降装置的剖视图；
44.图4为本实用新型实施例提供的多功能钢轨砂带打磨机的角度偏转装置的结构示意图；
45.图5为本实用新型实施例提供的多功能钢轨砂带打磨机的总装示意图；
46.图6为本实用新型实施例提供的多功能钢轨砂带打磨机的走行装置的结构示意图；
47.图7为本实用新型实施例提供的多功能钢轨砂带打磨机的横向进给装置的结构示意图。
48.图标：
49.100－打磨装置；110－第一支撑架；120－第一驱动器；130－传动组件；140－调整组件；150－防护罩；131－主动轮；132－从动轮；133－砂带；141－第一调整杆；142－支撑背板；143－第二调整杆；144－调整轮；
50.200－钢轨；
51.300－升降装置；310－第三支撑架；320－第一套筒；330－固定螺母；340－升降丝杠；350－第三驱动器；360－第二套筒；370－防尘套；
52.400－角度偏转装置；410－偏转组件；420－连接组件；430－驱动组件；411－伸缩杆；412－第二支撑架；421－锁紧器；422－连接板；431－第二驱动器；432－链轮；433－链条；
53.500－走行装置；510－机架；520－走行轮；530－限位靠轮；540－把手；
54.600－横向进给装置；610－第四支撑架；620－第四驱动器；630－进给丝杠；640－活动架；650－进给轮；660－量角器；
55.700－控制装置；710－控制柜；720－操作台；730－电源。
具体实施方式
56.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的
实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
57.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
58.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
59.参考图1，本实施例提供的多功能钢轨砂带打磨机包括打磨装置100，打磨装置100包括第一支撑架110、第一驱动器120、传动组件130和调整组件140；传动组件130包括主动轮131、从动轮132以及连接两者的砂带133，主动轮131和从动轮132均枢接于第一支撑架110，第一驱动器120与主动轮131传动连接；调整组件140安装于第一支撑架110，用于调整砂带133与钢轨200的接触面积。
60.继续参考图1，第一驱动器120安装于第一支撑架110并与主动轮131传动连接，从动轮132转动连接于第一支撑架110，砂带133缠绕于主动轮131和从动轮132的外轮周，则第一驱动器120启动后，主动轮131转动并同步带动砂带133以及从动轮132转动，从而实现砂带133对钢轨200的打磨，并且调整组件140铰接于第一支撑架110，可调整砂带133与钢轨200的接触面积，则通过增大砂带133与钢轨200的接触面积，在相同时间内打磨的钢轨200的范围更大，从而提高钢轨200廓形的修复效率，即提高了打磨作业效率。
61.进一步的，结合图1，调整组件140包括第一调整杆141和支撑背板142；第一调整杆141的一端铰接于第一支撑架110，另一端与支撑背板142铰接，且两者呈角度设置；支撑背板142抵接并涨紧于砂带133的内侧，支撑背板142转动用于改变砂带133的倾斜角度。
62.具体的，如图1所示，第一支撑架110的侧面向外延伸出与第一调整杆141的一端铰接的第一连接杆，第一调整杆141的另一端铰接于支撑背板142的中部，通过转动第一调整杆141以及支撑背板142，从而可改变下端砂带133的倾斜角度，进而改变下端砂带133与钢轨200的接触面积，与现有技术相比，该设计使得打磨装置100在相同时间内能够修复更大范围的损伤钢轨200，提高了打磨效率。
63.进一步的，参考图1，调整组件140还包括第二调整杆143和调整轮144；第二调整杆143的一端铰接于第一支撑架110，另一端与调整轮144铰接；调整轮144抵接并涨紧于砂带133的内侧，调整轮144、主动轮131以及从动轮132呈三角布置；支撑背板142位于调整轮144与从动轮132之间；或者，支撑背板142位于调整轮144与主动轮131之间。
64.继续参考图1，第一支撑架110的侧面向外延伸出与第二调整杆143的一端铰接的第二连接杆，第二连接杆的另一端与调整轮144铰接，并且，调整轮144、主动轮131以及从动轮132呈三角布置，其中，当从动轮132设置于第一支撑架110的底部时，支撑背板142位于调
整轮144与从动轮132之间，当主动轮131设置于第一支撑架110的底部时，支撑背板142位于调整轮144与主动轮131之间，下端砂带133在支撑背板142和调整轮144的共同配合下，可根据实际需要改变其倾斜角度，并且能够随主动轮131和从动轮132同步转动，即在保证了打磨作业效率的同时，也保证了对钢轨200的打磨质量。
65.请继续参考图1，打磨装置100还包括防护罩150，防护罩150安装于第一支撑架110，且防护罩150罩设于砂带133的外侧。防护罩150整体呈a型，其中间设有支撑板，支撑板上设有固定槽，第一支撑架110上设有螺纹孔，防护罩150与第一支撑架110通过螺栓连接，罩设于砂带133的外侧，以对砂带133起到防护作用。
66.进一步地，参考图2，多功能钢轨砂带打磨机还包括升降装置300和角度偏转装置400；升降装置300连接于第一支撑架110与角度偏转装置400之间，升降装置300用于带动打磨装置100纵向移动；角度偏转装置400用于带动升降装置300在垂直于钢轨200铺设路径的平面内转动。
67.具体的，参考图3，升降装置300包括第三支撑架310、第一套筒320、固定螺母330、升降丝杠340、第三驱动器350、第二套筒360以及防尘套370，其中，第一套筒320的底端焊接于第三支撑架310的底部，第一套筒320的顶端与固定螺母330的边缘螺栓连接，固定螺母330的中部设有螺纹孔，升降丝杠340穿过螺纹孔与固定螺母330螺纹传动，第三驱动器350的输出端与升降丝杠340连接，第三驱动器350位于第一套筒320的上部，第二套筒360滑动套设于第一套筒320，且第二套筒360的顶端夹设于安装在丝杠上的两个轴承之间，同时第二套筒360的侧壁与第一支撑架110固定连接，防尘套370套设于第一套筒320的下部，且防尘套370的上端与第二套筒360的下端抵接。第三驱动器350启动时，升降丝杠340沿螺纹孔的轴线向上或向下移动，从而带动第二套筒360沿第一套筒320的轴线上升或下降，进而带动打磨装置100上升或下降，由此，通过升降装置300可控制打磨装置100的纵向进给量，以保证砂带133对钢轨200的有效打磨。同时在该过程中，防尘套370随第二套筒360的上升而伸展，随第二套筒360的下降而压缩，从而对第一套筒320的表面起到防护作用，即对第二套筒360的滑动路径起到防护作用，以避免第二套筒360受到移动阻碍。
68.继续参考图2，角度偏转装置400安装于第三支撑架310的侧壁，可带动升降装置300在垂直于钢轨200铺设路径的平面内转动，而升降装置300的第二套筒360与第一支撑架110固定连接，则角度偏转装置400可带动打磨装置100进行上述转动，从而实现对砂带133打磨角度的调整，进而保证了砂带133对钢轨200的有效打磨。
69.需要补充的是，在本实施例中，第一驱动器120和主动轮131设置于第一支撑架110的顶部，从动轮132设置于第一支撑架110的底部，支撑背板142位于调整轮144与从动轮132之间。如此设置则角度偏转装置400带动打磨装置100转动时，避免了第一驱动器120对该转动造成干扰。
70.在本实施例中，参考图4，角度偏转装置400包括偏转组件410、连接组件420和驱动组件430；偏转组件410包括伸缩杆411，伸缩杆411的两端分别设有第一伸缩节和第二伸缩节，第一伸缩节固定连接于连接组件420；连接组件420还安装于升降装置300；驱动组件430安装于伸缩杆411，驱动组件430具有第一输出端和第二输出端，第一输出端与第一伸缩节固定连接，第二输出端固定连接于第二伸缩节；驱动组件430通过偏转组件410用于驱动连接组件420在垂直于钢轨200铺设路径的平面内转动。
71.进一步的，偏转组件410还包括第二支撑架412，伸缩杆411铰接于第二支撑架412；驱动组件430包括第二驱动器431、链轮432和链条433；第二驱动器431安装于伸缩杆411，第二驱动器431的输出端与链轮432固定连接，链条433连接于链轮432，链条433的一端与第一伸缩节固定连接，另一端固定连接于第二伸缩节；第二驱动器431通过链条433用于带动第一伸缩节伸长或收缩，同时使第二伸缩节收缩或伸长。
72.具体的，继续参考图4，伸缩杆411的右端即为第一伸缩节，可沿伸缩杆411的轴向伸缩，伸缩杆411的左端即为第二伸缩节，同样可沿伸缩杆411的轴向伸缩，伸缩杆411铰接于第二支撑架412，可绕第二支撑架412顺时针或逆时针转动；第二驱动器431安装于伸缩杆411，并通过链轮432驱动链条433左右移动，其中，链条433的右端即为第一输出端，与第一伸缩节连接，链条433的左端即为第二输出端，与第二伸缩节连接。第二驱动器431启动时，下面以第二驱动器431的输出端带动链轮432顺时针转动为例，链条433向右移动，从而带动第一伸缩节伸长，第二伸缩节收缩，且由于第一伸缩节的右端固定连接于连接组件420，而连接组件420在沿伸缩杆411轴向的水平自由度被限制，因此，连接组件420在受到来自第一伸缩节的水平向右的作用力的情况下，发生顺时针转动，并同步带动升降装置300和打磨装置100顺时针转动，从而实现对砂带133打磨角度的调整，进而保证了砂带133可以对钢轨200的不同损伤处进行有效打磨。
73.进一步的，如图4所示，连接组件420包括锁紧器421和连接板422；第一伸缩节通过锁紧器421与连接板422固定连接，连接板422固定连接于升降装置300；连接板422设有弧形滑槽，弧形滑槽所在平面垂直于钢轨200的铺设路径；第一伸缩节通过锁紧器421可固定在弧形滑槽内的任意位置。
74.具体的，继续参考图4，连接板422呈扇形，与第三支撑架310螺栓连接，弧形滑槽沿连接板422的弧形边缘设置，第一伸缩节的右端通过锁紧器421固定于弧形滑槽内。当第一伸缩节伸长时，第一伸缩节带动连接板422顺时针转动，从而使得砂带133向右偏转，反之，当第一伸缩节收缩时，第一伸缩节带动连接板422逆时针转动，从而使得砂带133向左偏转。
75.除此之外，通过锁紧器421可将第一伸缩节的右端固定于弧形滑槽内的任意位置，以图4为例，假设此时第一伸缩节的固定位置为第一位置，当把第一伸缩节的固定位置调整到弧形滑槽的中部时，需要将第一伸缩节向右伸出一定长度，然后以此时第一伸缩节的状态作为初始状态，则相对第一位置，第一伸缩节向右的可伸长量变短了，从而使得连接板422的顺时针可转动角度变小。因此，通过改变第一伸缩节在弧形滑槽内的固定位置，可调整砂带133的可偏转角度范围，进而适应不同的打磨区域。
76.进一步的，参考图5，多功能钢轨砂带打磨机还包括走行装置500、横向进给装置600和控制装置700；走行装置500用于架设于钢轨200，并可沿钢轨200的铺设路径行进；横向进给装置600与走行装置500滚动配合，且升降装置300转动连接于横向进给装置600，且角度偏转装置400安装于横向进给装置600，横向进给装置600用于带动升降装置300和角度偏转装置400在垂直于钢轨200铺设路径的平面内横向移动；打磨装置100、升降装置300、角度偏转装置400和横向进给装置600均与控制装置700电连接。
77.具体的，如图6所示，走行装置500包括机架510以及设置于机架510的走行轮520、限位靠轮530和把手540，其中，走行轮520用于与钢轨200滚动配合，以使得机架510可以沿钢轨200的铺设路径行进，限位靠轮530同样与钢轨200滚动配合，以防止机架510在行进过
程中与钢轨200脱离，通过把手540可推动走行装置500移动。
78.如图7所示，横向进给装置600包括第四支撑架610、第四驱动器620、进给丝杠630、活动架640以及设置于活动架640的进给轮650，其中，第四支撑架610固定于机架510，第四驱动器620安装于第四支撑架610，第四驱动器620的驱动端与进给丝杠630链传动，以驱动进给丝杠630绕其自身轴线转动，活动架640与进给丝杠630螺纹传动，进给轮650与机架510滚动配合。当第四驱动器620启动时，进给丝杠630转动，从而驱动活动架640通过进给轮650沿进给丝杠630的轴线在机架510上横向移动。
79.需要补充的是，横向进给装置600还包括量角器660，量角器660安装于活动架640，用于观测连接板422的偏转角度。
80.参考图2，第二支撑架412固定连接于活动架640，从而使得角度偏转装置400可以随活动架640同步移动，第三支撑架310的底部与活动架640转动连接，则活动架640在对升降装置300和打磨装置100起到支撑作用的同时，亦限制了二者相对于角度偏转装置400在沿伸缩杆411轴向的水平自由度，从而使得与连接组件420固定连接的第三支撑架310在第二驱动器431启动的情况下只能转动，最终保证了角度偏转装置400可以调整砂带133的打磨角度。
81.进一步地，参考图5，控制装置700包括控制柜710；控制柜710内设有plc和/或单片机，plc和/或单片机分别与打磨装置100、升降装置300、角度偏转装置400以及横向进给装置600电连接。
82.继续参考图5，控制装置700还包括操作台720和电源730，其中，控制柜710安装于机架510，操作台720安装于活动架640，电源730采用锂电，安装于控制柜710上方，并分别为控制柜710、操作台720以及各个驱动器供电。
83.在本实施例中，控制柜710内设置plc，plc与操作台720电连接，并分别与第一驱动器120、第二驱动器431、第三驱动器350和第四驱动器620电连接，工作人员通过操作操作台720可分别控制第一驱动器120启动、第二驱动器431驱动砂带133的偏转角度、第三驱动器350驱动砂带133的纵向移动量以及第四驱动器620驱动砂带133的横向移动量；或者控制柜710内设置单片机，同理，通过单片机可控制砂带进行打磨、偏转、纵向移动以及横向移动；或者控制柜710内设置plc和单片机，plc和单片机组合使用，同上述，通过plc和单片机可实现对砂带的控制，以使砂带进行打磨、偏转、纵向移动以及横向移动。
84.需要补充的是，第一驱动器120采用直流电机，第二驱动器431、第三驱动器350以及第四驱动器620均采用步进电机，在单片机和步进电机的配合下，可以保证砂带133的进给量，同时也保证了砂带133的进给精度。
85.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。