收换轨作业系统及作业方法与流程

1.本技术涉及铁路工维修养护领域，尤其涉及收换轨作业系统及作业方法。


背景技术：

2.近年来，随着列车牵引重量的增加和列车通过速度的提高，会对线路轨道产生磨耗；因此需要对轨道重新铺设及更换。铁路无缝线路换轨是将轨道铺设到原有线路，在此过程中，不仅对伤损的轨道进行了更换，同时也完成了线路的无缝化。
3.目前无缝线路换轨有两种方法：其一是人工换轨法，人工换轨法使用人工多，劳动强度大，在施工过程中换轨速度慢、换轨质量差、施工效率低而且安全系数低。其二是采用换轨车辅助换轨。
4.然而现有技术中由于轴重和车辆构造设计原因，旧路料回收量少，极大的限制了每日换轨里程。此外，现有换轨设备换轨前需要提前将新轨运输至线路两侧，换轨后还需人工或其他设备回收置于道床中心的旧轨。
5.随着既有线路运输密度越来越高，现需的天窗作业时间也越来越受到限制，我们急需一种施工灵活的换轨设备及施工工法。
6.由鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

7.为了解决上述技术缺陷之一，本技术实施例中提供了一种收换轨作业系统及作业方法。
8.根据本技术实施例的第一个方面，提供了一种收换轨作业系统，包括前小车和后小车；前小车用于承载新轨道并将新轨道导入目标安装位置，以及承载旧轨道并将旧轨道输送至外部设备；
9.后小车用于承载旧轨道并将旧轨道导出至轨道道心或砟肩，以及将旧轨道输送至前小车。
10.根据本技术实施例的第二个方面，提供了一种收换轨作业方法，包括如下具体步骤：
11.前小车承载新轨道并将新轨道导入目标安装位置；
12.后小车承载旧轨道并将待更换的旧轨道导至轨道道心或砟肩；
13.后小车承载旧轨道并将旧轨道输送至前小车；
14.前小车承载旧轨道并将旧轨道输送至外部设备。
15.采用本技术实施例中提供的收换轨作业系统及作业方法，具有以下有益下效果：
16.本技术实施例所提供的技术方案，能够根据实际情况灵活进行轨道更换和回收作业，充分利用天窗时间，实现换轨机械化，减轻施工人员作业压力，提高施工效率；前小车将新轨道直接导入目标安装位置，旧轨道既可以导至道心也可以导至砟肩，可以有效防止新旧轨道干涉擦碰。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
18.图1为本技术作业系统的换轨作业流程示意图；
19.图2为本技术作业系统的收轨作业示意图；
20.图3为本技术作业系统的换轨作业俯视图；
21.图4为本技术前小车结构示意图；
22.图5为本技术前小车中新轨导向装置示意图；
23.图6本技术前小车中新轨导框翻转示意图；
24.图7为本技术前小车中走行系统示意图；
25.图8为本技术后小车示意图；
26.图9为本技术后小车俯视图；
27.图10为本技术后小车侧视图；
28.其中：
29.100、前小车；200、后小车；300、旧轨道；400、新轨道；
30.120、新轨导向装置；121、新轨导框；125、第一限位；126、第一限位导向轮；128、新轨导向斜槽；129、第一导向轮；1210、第二限位导向轮；1211、第一横向滑块；1212、第一横向滑槽；122、第一横向驱动件；123、垂向导套；124、垂向导轨；127、垂向驱动件；
31.130、第一尾部支撑机构；
32.140、第一收轨支撑机构；141、第一支撑架；142、第一收轨导向槽；143、第一竖向导轮；144、第一横向导轮；
33.150、走行系统；
34.160、液压系统；
35.170、制动系统；
36.180、动力系统；
37.190、电气系统；
38.220、旧轨导向装置；221、旧轨导框；222、轨底除胶装置；224、第二限位件；225、第三限位导向轮；226、旧轨导向斜槽；227、第二导向轮；228、第二横向滑块；229、第二横向滑槽；2210、第二横向驱动件；
39.230、第二尾部支撑机构；
40.240、第二收轨支撑机构；241、第二支撑架；242、第二收轨导向槽；243、第二竖向导轮；244、第二横向导轮；245、纵向滑块；246、纵向导轨；
具体实施方式
41.为了使本技术实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本技术的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
42.图1为本技术作业系统的换轨作业流程示意图；图2为本技术作业系统的换轨示意
图；图3为本技术作业系统的换轨作业俯视图；图4为本技术前小车结构示意图；图5为本技术前小车中新轨导向装置示意图；图6本技术前小车中新轨导框翻转示意图；图7为本技术前小车中走行系统示意图；图8为本技术后小车示意图；图9为本技术后小车俯视图；图10为本技术后小车侧视图。
43.本技术设定沿轨道延伸的方向为纵向，沿轨枕延伸的方向为横向，垂直于横向与纵向所在平面的方向为垂向，以换轨作业方向为前方，收轨作业方向为后方。
44.如图1-图10，本技术实施例提供的收换轨作业系统，用于对铁路连续换轨作业；包括前小车100及后小车200前小车100在旧轨道300上走行，用于承载新轨道400并将新轨道400导入目标安装位置，以及承载旧轨道300并将旧轨道300输送至外部设备；后小车200在新轨道400上走行；用于承载旧轨道300并将旧轨道300导出至轨道道心或砟肩，以及将旧轨道300输送至前小车100。
45.换轨时，新轨道400可以提前放置在待更换轨道的线路上，配合吊装设备或吊机等其他机构将新轨道400经由前小车100导入目标位置，后小车200将旧轨道300导出至轨道道心或砟肩；也可以配合其他轨道设备比如轨道运输车运抵现场，以“卸代换”直接从卸至前小车100与后小车200配合完成轨道的更换；回收旧轨道300时，改变行驶方向，通过后小车200将旧轨道300导出至回收车或设备。实施中，可以根据实际情况对轨道进行灵活更换和回收作业，充分利用小天窗点完成多段短距离的钢轨更换工作，实现换轨机械化，减轻施工人员作业压力，提高施工效率。
46.作为本技术的实施例，前小车100与后小车200通过钢丝绳连接，前小车100上安装有动力系统和制动系统，走行与制动控制方便。在其他实施例中，前小车100与后小车200还可以采用缆绳、链条或连杆连接。
47.如图4-图6，作为本技术的实施例，前小车100的前端间隔安装有两组新轨导向装置120，所述新轨导向装置120包括新轨导框121、新轨导框121用于承载新轨道400并将新轨道400导入轨枕承轨槽，新轨导框121形成的新轨通道沿纵向方向延伸；第一横向调整组件连接于新轨导框121，用于新轨导框121沿横向方向移动；垂向调整组件连接于第一横向调整组件，用于使第一横向调整组件沿垂向方向移动。
48.本技术的实施例，新轨导向装置120可以横向或垂向调整新轨导框121位置，便于新轨道400落入轨枕的承轨槽，增强曲线适应性。
49.如图5-图6，本技术实施例，新轨导向装置120还包括第一限位件125及第一限位导向轮126；第一限位件125安装于新轨导框121上端，可翻转地连接于新轨导框121的框架；第一限位导向轮126连接于第一限位件125靠向新轨导框121的一侧，用于新轨道400沿纵向方向导向并限制新轨道400沿横向方向和/或沿垂向移动。
50.本技术实施例，新轨导框121上方用于新轨道400限位导向的机构可翻转，便于换轨作业时装载新轨道400，且新轨导框121上端安装有第一限位导向轮126，第一限位导向轮126采用带轮缘的导轮，便于新轨道400的限位与导向；
51.实施中，新轨导框121上方用于新轨道400限位导向的机构可翻转，便于轨道落槽。
52.本技术实施例，新轨导向装置120还包括新轨导向斜槽128、第一导向轮129及第二限位导向轮1210；新轨导向斜槽128安装于靠向新轨导框121入口的一侧；第一导向轮129安装于新轨导向斜槽128与新轨导框121之间，用于承载并对新轨道400沿纵向方向导向；第二
限位导向轮1210安装于靠向新轨导框121出口的一侧，用于新轨道400沿纵向方向导向并限制新轨道400沿横向方向移动。
53.如图4-图7，在靠向新轨导框121入口的一侧布置有限制轨道位置的新轨导向斜槽128和第一导向轮129，第一导向轮129采用无轮缘导向轮，便于承载与导向新轨道400，在靠向新轨导框121出口侧面布置由带轮缘第二限位导向轮1210以限制新轨道400的位置。
54.如图5，本技术实施例，第一横向调整组件包括第一横向滑块1211、第一横向滑槽1212、第一横向驱动件122；第一横向滑块1211安装于新轨导框121；第一横向滑槽1212滑动安装于第一横向滑块1211，沿横向方向延伸；第一横向驱动件122用于驱动第一横向滑块1211相对于第一横向滑槽1212运动。
55.如图5，本技术实施例，垂向调整组件包括垂向导套123、垂向导轨124、第一垂向驱动件127；垂向导套123连接于横向调整组件，沿垂向方向运动；124垂向导轨安装于垂向导套123，沿垂向方向延伸；第一垂向驱动件124用于提供垂向导套123沿垂向导轨124运动的驱动力。
56.实施中，新轨道400可以提前放至待更换轨道的线路上，也可以通过轨道运输车运抵现场和收换轨作业系统联合作业时，轨道运输车可装载的轨道数量不止两条，在更换完一个区段的轨道后，可由牵引车直接牵引至下一个更换点进行轨道更换，或牵引至更换点附近的站线等待作业天窗点，实现作业列车工作时间的最大效益，节约大量的施工时间。
57.如图8-图10，本技术的实施例，后小车200的前端间隔安装有两组旧轨导向装置220，旧轨导向装置220包括旧轨导框221、第二横向调整组件；旧轨导框221用于承载旧轨道300并将旧轨道300导出至轨道道心或砟肩，旧轨导框221形成的旧轨通道沿纵向方向延伸；第二横向调整组件连接于旧轨导框221，用于调整旧轨导框221沿横向方向移动。实施中，后小车200的旧轨导向装置220可以进行横向调整，增强了曲线段换轨适应性。
58.旧轨导向装置220可以横向调整旧轨导框221位置，可根据现场施工情况将旧轨道300导至道心或砟肩。具体地，旧轨导向装置220设置有第二横向调整组件可以对调整旧轨导框221进行横向调整。当旧轨导向装置220伸到外侧时，可将旧轨道300导向到砟肩，当旧轨导向装置220收缩到中间时，可将将旧轨道300导至道心，避免轨道交叉现象。
59.本技术实施例的旧轨导向装置220还包括第二限位件224及一对第三限位导向轮225；第二限位件224安装于旧轨导框221上端，可翻转地连接于旧轨导框221的框架；一对第三限位导向轮225，安装于旧轨导框221的上下两端，其中一个连接于第二限位件224靠向旧轨导框221的一侧，用于旧轨道300沿纵向方向导向并限制旧轨道300沿横向方向和/或沿垂向移动。
60.本技术实施例，旧轨导框221上方用于旧轨道300限位导向的机构可翻转，便于换轨作业时装载旧轨道300。一对第三限位导向轮225采用带轮缘第二限位导向轮以限制旧轨道400的位置。
61.本技术实施例，新轨导向装置120还包括新轨导向斜槽128、第一导向轮129及第二限位导向轮1210；新轨导向斜槽128安装于靠向新轨导框121入口的一侧；第一导向轮129安装于新轨导向斜槽128与新轨导框121之间，用于承载并对新轨道400沿纵向方向导向；第二限位导向轮1210安装于靠向新轨导框121出口的一侧，用于新轨道400沿纵向方向导向并限制新轨道400沿横向方向移动。
62.本技术的实施例，旧轨导向装置220还包括旧轨导向斜槽226、第二导向轮227；旧轨导向斜槽226安装于靠向旧轨导框221入口的一侧，与旧轨导框221共同形成旧轨通道；第二导向轮227安装于旧轨导向斜槽226与旧轨导框221之间，用于承载并对旧轨道300沿纵向方向导向。后小车200的旧轨导向装置220可纵向移动，配合吊旧轨装置210使旧轨道300更换更方便，提升换轨效率。
63.换轨时，吊机或者吊装设备将待更换的旧轨道300后端吊起至旧轨导向斜槽226处，旧轨导向斜槽226接住待更换旧轨道300，后小车200跟随前小车100向前行驶，将旧轨道导至道心或道肩。
64.本技术的实施例，第二横向调整组件包括第二横向滑块228、第二横向滑槽229及第二横向驱动件2210；第二横向滑块228安装于旧轨导框221；第二横向滑槽229滑动设置于第二横向滑块228，所述第二横向滑槽229沿横向方向延伸；第二横向驱动件2210用于驱动第二横向滑块228相对于第二横向滑槽229运动。
65.第二横向驱动件2210可以采用电机驱动滚珠丝杠的方式实现旧轨导框221的横向调整。
66.本技术的实施例，旧轨导框221与旧轨导向斜槽226之间还设置有轨底除胶装置222，用于去除粘附于旧轨轨底的橡胶垫。具体地，为有效去除粘附于旧轨轨底的橡胶垫，轨底除胶装置22上端设置有长条状尖端凸起；尖端凸起沿横向方向延伸。
67.本技术的实施例，前小车100还设置有第一尾部支撑机构130，第一尾部支撑机构130安装于前小车100车架的两侧；换轨时，用于支撑新轨道400。
68.本技术的实施例，后小车200还设置有第二尾部支撑机构230，第二尾部支撑机构230安装于后小车200车架的两侧；换轨时，用于支撑旧轨道300。
69.第一尾部支撑机构130及第二尾部支撑机构230均由布置在横向和垂向支架和无轮缘的导轮组成。
70.本技术的实施例，前小车100后端分别安装有第一收轨支撑机构140，所收轨支撑机构140包括第一支撑架141、第一收轨导向槽142、两组第一竖向导轮143及至少一个第一横向导轮144；第一支撑架141相对前小车100的车架沿纵向方向运动；第一收轨导向槽142安装于第一支撑架141，第一收轨导向槽142形成的通道沿纵向方向延伸；两组第一竖向导轮143，安装于第一收轨导向槽142的两侧，用于新轨道400的导向；至少一个第一横向导轮144安装于第一收轨导向槽142的出口处，沿横向方向延伸，用于旧轨道300的承载并将旧轨道300输送至外部设备。
71.本技术的实施例，后小车100后端分别安装有第二收轨支撑机构240，第二收轨支撑机构240包括第二支撑架241、第二收轨导向槽242、两组第二竖向导轮243及至少一个第二横向导轮244；第二支撑架241相对后小车200的车架沿纵向方向运动；第二收轨导向槽242安装于第二支撑架241，第二收轨导向槽242形成的通道沿纵向方向延伸；两组第二竖向导轮243，安装于第二收轨导向槽242的两侧，用于旧轨道的导向；至少一个第二横向导轮244安装于第二收轨导向槽242的出口处，沿横向方向延伸，用于旧轨道300的承载并将旧轨道300输送至前小车100。
72.本技术的实施例，后小车200的后端还设置有纵向滑块245、纵向导轨246、纵向驱动件(图中未示出)；纵向滑块245连接于第二支撑架241；纵向导轨246与纵向滑块245滑动
连接，安装于后小车200的车架，沿纵向方向延伸；纵向驱动件(图中未示出)连接于纵向滑块245，驱动纵向滑块245相对于纵向导轨246运动。
73.前小车200和后小车300可以布置在轨道运输车尾部，无需再设置运输车进行运输。
74.本技术的实施例，前小车100上还安装有走行系统150、电气系统190、动力系统180、液压系统160、制动系统170；走行系统150包括双轮缘支撑轮151、链条系统152和驱动马达153组成，走行系统150安装于前小车100。
75.本技术的实施例，后小车200也安装有走行系统、电气系统、液压系统、制动装置；前小车100与后小车200连接，前小车100自带走行动力，一方面可以在换轨过程中提供拖拽力，另一方面也可以实现自行换轨。
76.制动系统根据需要可以包括液压制动和手动制动组成，液压制动通过液压油缸的伸缩实现制动与缓解，车上设置蓄能器，在发动机停机时，仍能提供一次液压制动。手动制动用于发动机停机状态下的制动，手制动通过凸轮装置实现制动与缓解，凸轮装置后设置棘轮装置，防止手制动自行向后缓解。
77.电气系统包括控制箱、蓄电池、遥控系统及照明灯等，控制柜可以对整车动作及发动机启停进行控制，蓄电池用于为控制系统及照明系统进行供电，照明灯为在夜间或可见度较差的情况下提供照明，遥控系统用于远程操作前小车，确保操作人员的安全。
78.动力系统用于提供运行动力，液压系统用于提供小车及各系统的液压动力。
79.本技术实施例，提供一种具有吊装功能的收换轨作业方法，包括如下步骤：
80.一、前小车100承载新轨道400并将新轨道400导入目标安装位置；
81.二、后小车200承载旧轨道300并将待更换的旧轨道300导至轨道道心或砟肩；
82.三、后小车200承载旧轨道300并将旧轨道300输送至前小车100；
83.四、前小车100承载旧轨道300并将旧轨道300输送至外部设备。
84.本技术的外部设备可以是轨道运输车也可以是其他可以承载轨道的设备。
85.值得说明的是，步骤一与步骤二为换轨作业，步骤三与步骤四为收轨作业，换轨作业与收轨作业小车运行方向相反。
86.本技术实施例，在前小车100承载新轨道400并将新轨道400导入目标安装位置，还包括如下步骤：
87.利用吊机或者吊装设备将新轨道400吊运至前小车100。
88.本技术实施例，后小车200承载旧轨道300并将待更换的旧轨道300导至轨道道心或砟肩前以及小车200承载旧轨道300并将旧轨道300输送至前小车100之前，也就是在步骤二之后和/或步骤三之前还包括如下步骤：
89.利用吊机或者吊装设备将旧轨道300吊运至后小车210。
90.本技术实施例，前小车100承载新轨道400并将新轨道400导入目标安装位置之前，包括如下步骤：
91.(1)换轨作业前，将施工路段旧轨道300上的扣件通过作业车列或人工拆除；
92.(2)前小车100和后小车200收纳于换轨车列车厢内，随作业车列到达施工线路段，到达作业位置后，将前小车100和后小车200卸至待换旧轨道300上，由前往后依次为前小车100和后小车200。
93.本技术的利用吊机或者吊装设备将旧轨道300吊运至后小车210，包括如下步骤：
94.换轨时，利用吊机或者吊装设备将待更换旧轨道300的后端吊起至后小车200旧轨导向斜槽226处，旧轨导向装置220沿纵向向前移动，旧轨导向斜槽226伸出接住待更换旧轨道300的后端；
95.本技术实施例，后小车200承载旧轨道300并将旧轨道300输送至前小车100，还包括如下步骤：
96.旧轨道300通过旧轨导向装置220时，通过轨底除胶装置(223)去除粘附于旧轨道300轨底的橡胶垫。
97.本技术可以配合轨道运输车实现轨道的“以卸代换”，新轨道从作业车列卸下，经前小车100直接落入目标安装位置，换轨施工工法更简单。
98.后小车200可以将旧轨道300回收到道心，避免轨道交叉现象。
99.本技术能够根据实际情况灵活进行轨道更换和回收作业，充分利用天窗时间，实现换轨机械化，减轻施工人员作业压力，提高施工效率。
100.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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技术和简化描述，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技术的限制。
101.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
102.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
103.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
104.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。