一种八轮道岔转运装置的制作方法

1.本发明属于铁路工程机械技术领域，具体涉及一种八轮道岔转运装置。


背景技术：

2.随着我国铁路运输事业的快速发展，铁路的建设里程也越来越长，道岔作为连接两条不同线路的重要枢纽，是铁路线路中不可或缺的一部分。道岔具有数量多、寿命短、结构复杂、养护工作量大等特点，所以对铁路线路上的道岔进行更换是一项工作量很大且不得不做的任务。在更换道岔的过程中，转运道岔是其中必不可少且十分重要的工作，尤其是对整组道岔的转运，因其纵向跨度长、横向跨度宽、质量重的特点，在转运的过程中容易与线路周围的高柱信号机和线杆限界发生干涉，一直以来都没有很好的方法解决这一难题。因此，有必要对现有方法进行改进，从而适应铁路快速发展的需求。
3.现有的道岔铺换装置，可完成整组道岔的转运和铺换，但由于受到线路条件的影响，在遇到矮柱信号机和里程碑时，道岔铺换装置无法顺利越过这些障碍物，因此，还需要设计一种道岔转运装置完成避障工作。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题：提供一种八轮道岔转运装置，本发明主要解决的技术问题有二，其一是利用四辆本道岔转运装置对整组道岔进行短距离转运，在转运过程中最小可以通过145mm半径的曲线，若线路两侧存在高柱信号机及线杆时，四辆本道岔转运装置可以通过相互配合从而使道岔避开高柱信号机及线杆(高柱信号机及线杆半宽2450mm)；其二是利用一辆或者两辆本道岔转运装置对道岔铺换装置进行辅助避障，在辅助道岔铺换装置避障时，一辆道岔转运装置替代道岔铺换装置的其中一对履带支腿进而对道岔铺换装置起到支撑作用。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案：
6.一种八轮道岔转运装置，所述八轮道岔转运装置包括：
7.前车架；
8.后车架，所述后车架与前车架前后对称设置；
9.均衡梁，所述均衡梁前后两端搭载在前车架和后车架上，所述均衡梁前后四角与前车架和后车架活动可拆式连接；
10.旋转横移机构，所述旋转横移机构通过摩擦副约束可旋转的连接在均衡梁上部中间；
11.走行系统，在所述前车架的前后端上和后车架的前后端上均设有走行系统。
12.对上述方案的优选方式，所述前车架由前端梁、后端梁、边梁、均衡梁安装座连接组成，所述边梁设有两个且相互平行，所述前端梁连接于两个边梁前端，所述后端梁连接于两个边梁后端，所述两个边梁中间外侧均设有均衡梁安装座；所述后车架与前车架结构相同。
13.对上述方案的优选方式，所述走行系统包括设于前车架和后车架一端两侧的驱动轮系统和设于另一端两侧的从动轮系统；
14.所述驱动轮系统包括驱动轮构架、驱动轮、减速机，所述驱动轮构架与对应的前车架和后车架连接，所述驱动轮安装在驱动轮构架上，所述减速机与驱动轮连接；
15.所述从动轮系统包括从动轮构架、从动轮和车轴，所述从动轮构架与对应的前车架和后车架连接，所述从动轮通过车轴支撑在从动轮构架上；
16.所述驱动轮构架和从动轮构架与对应的前车架和后车架之间通过销轴ⅱ连接，并在所述驱动轮构架、从动轮构架与对应的前车架和后车架之间加装了压缩弹簧。
17.对上述方案的优选方式，所述均衡梁由侧梁、中梁、起吊座连接组成；所述侧梁设有两个且相互平行，所述中梁连接在两个侧梁中间，所述均衡梁的两个侧梁的前后端分别搭接在前车架与后车架两侧的均衡梁安装座上并使用四个销轴ⅰ与均衡梁安装座连接，所述两个侧梁的两端下部均设有起吊座。
18.对上述方案的优选方式，所述侧梁与均衡梁安装座连接处的两侧设有用于限制前后车架相对于均衡梁的摆角的限位垫块。
19.对上述方案的优选方式，所述旋转横移机构包括横移平台、横移底座、机构底座、横移油缸、旋转台，所述横移平台置于横移底座上部且两者之间为摩擦副约束，所述横移油缸的两端分别连接横移平台和横移底座，所述横移底座通过旋转台与机构底座相对转动连接，所述机构底座通过螺栓连接的形式固定在均衡梁的中梁上。
20.对上述方案的优选方式，还包括一加高工装，所述加高工装用于在转运道岔过高站台或者单独辅助铺换装置避障时而放置在旋转横移机构进行垫高。
21.对上述方案的优选方式，所述前车架上设有动力系统和液压系统，所述后车架上设有电气系统。
22.本发明与现有技术相比的优点：
23.1、本方案整个装置采用均衡梁搭载前后车架的结构形式，使整个装置中的每个车轮的承载更为均匀，在偏载的情况下，保证轮重不会超重，从而在完成作业的同时有效的保护了钢轨；利用本装置可以完成整组道岔的短距离运输，可以显著提高道岔转运过程中的安全性和工作效率；
24.2、本方案装置上的旋转横移机构可以对道岔进行横移和旋转，可以辅助道岔铺换设备避障，弥补道岔铺换设备功能的缺点，提高道岔铺换设备的工作效率。利用四辆本道岔转运装置的协同配合，可以完成整组道岔的转运工作，转运过程中可以够通过最小曲线半径145m下的弯道，并且实现在转运过程中对高柱信号机和线杆的避障。配合加高工装，可以转运整组道岔越过高站台；利用2辆道岔转运装置可以辅助在转运道岔和自走行状态下的道岔铺换装置分别在道岔高度为0mm和600mm时顺利通过里程碑和矮柱信号机；
25.3、本方案中两车架与均衡梁之间采用摩擦副加销轴的约束方式，可确保整个装置顺利通过弯道；
26.4、本方案中走行系统和前后车架之间采用近似独立悬挂的结构，防止线路不平顺时轮重减载率过高；
附图说明
27.图1为本发明的结构示意图；
28.图2为本发明中前后车架的结构示意图；
29.图3为本发明中均衡梁的结构示意图；
30.图4为本发明中旋转横移机构的结构示意图一；
31.图5为本发明中旋转横移机构的结构示意图二；
32.图6为本发明实施例中平直道转运工况下道岔转运装置的工作原理图；
33.图7为本发明实施例中弯道工况下转运整组道岔时线杆限界位于弯道外侧且靠近道岔正线时道岔转运装置的工作原理图；
34.图8为本发明实施例中弯道工况下转运整组道岔时线杆限界位于弯道外侧且靠近道岔侧线时道岔转运装置的工作原理图；
35.图9为本发明实施例中弯道工况下转运整组道岔时线杆限界位于弯道内侧且靠近道岔正线时道岔转运装置的工作原理图；
36.图10为本发明实施例中弯道工况下转运整组道岔时线杆限界位于弯道内侧且靠近道岔侧线时道岔转运装置的工作原理图；
37.图11为本发明实施例中辅助道岔铺换装置避障时道床高度为0mm时，同时辅助道岔铺换装置和道岔进行避障的工作原理图；
38.图12为本发明实施例中辅助道岔铺换装置避障时道床高度为0mm时，只辅助道岔铺换装置避障的工作原理图；
39.图13为本发明实施例中辅助道岔铺换装置避障时道床高度为600mm时，同时辅助道岔铺换装置和道岔进行避障的工作原理图；
40.图14为本发明实施例中辅助道岔铺换装置避障时道床高度为600mm时，只辅助道岔铺换装置避障的工作原理图。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
42.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
43.请参阅图1-14，详述本发明的实施例。
44.一种八轮道岔转运装置，参见图1所示，所述八轮道岔转运装置包括：
45.前车架1；参见图2所示，所述前车架1由前端梁101、后端梁102、边梁103、均衡梁安装座104连接组成，所述边梁103设有两个且相互平行，所述前端梁101连接于两个边梁103前端，所述后端梁102连接于两个边梁103后端，所述两个边梁103中间外侧均设有均衡梁安
装座104。
46.后车架3，所述后车架3与前车架1前后对称设置；所述后车架3与前车架1结构相同。
47.均衡梁2，参见图3所示，所述均衡梁2前后两端搭载在前车架1和后车架3上，所述均衡梁2前后四角与前车架1和后车架3活动可拆式连接。
48.所述均衡梁2由侧梁210、中梁220、起吊座230连接组成；所述侧梁210设有两个且相互平行，所述中梁220连接在两个侧梁210中间，所述均衡梁2的两个侧梁210的前后端分别搭接在前车架1与后车架3两侧的均衡梁安装座104上并使用四个销轴ⅰ10与均衡梁安装座104连接。所述两个侧梁210的两端下部均设有起吊座230，在起吊道岔转运装置时起到对装置的支撑作用。
49.当装置需要通过曲线时，拔出对角的两个销轴ⅰ10，释放均衡梁2与前车架1和后车架3之间的自由度，保证装置可以顺利通过曲线。
50.在过曲线时，前车架1和后车架3相对于均衡梁2的摆角小于两度，因此在所述侧梁210与均衡梁安装座104连接处的两侧设有用于限制前后车架相对于均衡梁2的摆角的限位垫块11，从而限制前车架1和后车架3与均衡梁2之间的摆角不超过两度。
51.旋转横移机构4，参见图4和5所示，所述旋转横移机构4通过摩擦副约束可旋转的连接在均衡梁2上部中间。具体的，所述旋转横移机构4包括横移平台410、横移底座420、机构底座430、横移油缸440、旋转台450，所述横移平台410置于横移底座420上部且两者之间为摩擦副约束，所述横移油缸440的两端分别连接横移平台410和横移底座420，所述横移底座420通过旋转台450与机构底座430相对转动连接，所述机构底座430通过螺栓连接的形式固定在均衡梁2的中梁220上。
52.走行系统8，参见图2所示，在所述前车架1的前后端上和后车架3的前后端上均设有走行系统8。所述走行系统8包括设于前车架1和后车架3一端两侧的驱动轮系统810和设于另一端两侧的从动轮系统820。
53.所述驱动轮系统810包括驱动轮构架811、驱动轮812、减速机813，所述驱动轮构架811与对应的前车架1和后车架3连接，所述驱动轮812安装在驱动轮构架811上，所述减速机813与驱动轮812连接；
54.所述从动轮系统820包括从动轮构架821、从动轮822和车轴823，所述从动轮构架821与对应的前车架1和后车架3连接，所述从动轮822通过车轴823支撑在从动轮构架821上；
55.所述驱动轮构架811和从动轮构架821与对应的前车架1和后车架3之间通过销轴ⅱ840连接，并在所述驱动轮构架811、从动轮构架821与对应的前车架1和后车架3之间加装了压缩弹簧830。从而保证装置在线路不平顺的时候始终能保证车轮与轨面接触，减少同一轮对之间的压力差。
56.还包括一加高工装9，参见图1所示，在转运道岔过高站台或者单独辅助铺换装置避障时，需要将加高工装9放置在旋转横移机构4的横移平台410上，并通过自身的限位机构对加高工装进行限位。
57.所述前车架1上设有动力系统5和液压系统6，所述后车架3上设有电气系统7。
58.工作原理：在转运道岔或者辅助道岔铺换装置避障时，外部载荷作用在旋转横移
机构4上，进而通过均衡梁2传递给前后两个车架，最终传递给八个车轮，从而保证八个车轮受力均匀。
59.整个装置在施工过程中可以采用遥控控制，主要控制道岔转运装置的走行和旋转横移机构的横向移动。旋转横移机构在水平面内的旋转功能依靠外力实现。
60.在转运整组道岔时，需要四辆八轮道岔转运装置协同作业，其中前后两辆道岔转运装置上的旋转横移机构带有横移油缸，中间两台道岔转运装置的旋转横移机构不带横移油缸(只具备被动横移功能)，四辆道岔转运装置两两的布置的间距为12m。在转运整组道岔时，分为两大工况，一是平直道转运整组道岔的工况，二是弯道转运工况。下面对两大工况下道岔转运装置的工作原理进行分别介绍。
61.一、平直道转运工况下道岔转运装置的工作原理，参见图6所示；
62.(1)将整组道岔放置在4台道岔转运装置之上，放置道岔时保证道岔前后端悬出长度相等，保证道岔的几何中心线与道岔转运装置的几何中心线重合。
63.(2)锁定前后两台道岔转运装置上旋转横移机构的横移功能；
64.(3)完成整组道岔在平直道上的转运。整组道岔在平直道上转运时不会与线杆限界发生干涉。
65.二、弯道工况下转运整组道岔时道岔转运装置的工作原理，参见图7所示；
66.道岔转运装置转运整组道岔过弯道时，道岔会与线路两侧的高柱信号机和线杆发生干涉(高柱信号机和线杆不会同时出现在道岔的左右两侧，下文将高柱信号机和线杆统称为线杆限界)，因此在道岔进入弯道之前，需要调整道岔相对于道岔转运装置的位置。弯道工况下转运道岔又分为四种工况，一是线杆限界位于弯道外侧且靠近道岔正线；二是线杆限界位于弯道外侧且靠近道岔侧线；三是线杆限界位于弯道内侧且靠近道岔正线；四是线杆限界位于弯道内侧且靠近道岔侧线。以下分别说明这四种工况下道岔转运装置的工作原理。
67.1.线杆限界位于弯道外侧且靠近道岔正线时道岔转运装置的工作原理
68.(1)调整1号道岔转运装置上旋转横移机构的横移量，使其向上横移400mm；
69.(2)锁定1号道岔转运装置上旋转横移机构的横移功能；
70.(3)调整4号道岔转运装置上旋转横移机构的横移量，使其横移向下横移400mm，并锁定其横移功能；
71.(4)道岔转运装置向前走行，整组道岔通过弯道(整个操作过程中2号和3号道岔转运装置均处于随动状态)。
72.2.线杆限界位于弯道外侧且靠近道岔侧线时道岔转运装置的工作原理，参见图8所示；
73.(1)调整1号道岔转运装置上旋转横移机构的横移量，使其向下横移400mm；
74.(2)锁定1号道岔转运装置上旋转横移机构的横移功能；
75.(3)调整4号道岔转运装置上旋转横移机构的横移量，使其向上横移400mm，并锁定其横移功能；
76.(4)道岔转运装置向前走行，整组道岔通过弯道(整个操作过程中2号和3号道岔转运装置均处于随动状态)。
77.3.线杆限界位于弯道内侧且靠近道岔正线时道岔转运装置的工作原理，参见图9
所示；
78.(1)调整1号道岔转运装置上旋转横移机构的横移量，使其向上横移600mm；
79.(2)锁定1号道岔转运装置上旋转横移机构的横移功能；
80.(3)调整4号道岔转运装置上旋转横移机构的横移量，使其向上横移600mm，并锁定其横移功能；
81.(4)道岔转运装置向前走行，整组道岔通过弯道(整个操作过程中2号和3号道岔转运装置均处于随动状态)。
82.4.线杆限界位于弯道内侧且靠近道岔侧线时道岔转运装置的工作原理，参见图10所示；
83.(1)调整1号道岔转运装置上的旋转横移机构，使其处于横移锁定状态；
84.(2)调整4号道岔转运装置上旋转横移机构的横移量，使其向上横移400mm，并锁定其横移功能；
85.(3)道岔转运装置向前走行，整组道岔通过弯道(整个操作过程中2号和3号道岔转运装置均处于随动状态)。
86.在道岔铺换装置运输新旧道岔的过程中，如果遇到铁路线路上的里程碑或者矮柱信号机时，由于二者的位置特殊，道岔铺换装置无法通过自身的功能越过，需要借助道岔转运装置辅助避障。以下是八轮道岔转运装置在辅助道岔铺换装置避障时的工作状态和工作原理，辅助避障工况分为四种，一是道床高度为0mm时，同时辅助道岔铺换装置和道岔进行避障；二是道岔高度为0mm时，只辅助道岔铺换装置进行避障；三是道床高度为600mm时，同时辅助道岔铺换装置和道岔进行避障；四是道岔高度为600mm时，只辅助道岔铺换装置进行避障。下面对以下四种工况进行分别介绍：
87.1.道床高度为0mm时，同时辅助道岔铺换装置和道岔进行避障，参见图11所示；
88.道岔铺换装置13在遇到障碍物14时停止走行，将自身的履带支腿调整到合适的高度(保证道岔转运装置顺利通过)，道岔转运装置15通过自走行的方式走行至道岔铺换装置13第一对履带支腿的正下方，道岔铺换装置13再次调整自身履带支腿的高度使得道岔12坐落在道岔铺换装置的承载平台上，道岔铺换装置13收起第一对履带支腿，道岔铺换装置继续向前走行，使得第一对履带支腿跨过障碍物；道岔铺换装置第一对履带支腿下降至地面，所有履带支腿同时上升至合适高度，使得道岔离开道岔转运装置的横移平台410并保证道岔铺换装置可以顺利通行；控制两辆道岔铺换装置通过自走行的方式分别走行至道岔铺换装置的中间两对履带支腿下，用同样的方式辅助中间两对履带支腿完成避障，进而完成最后一对履带支腿的避障。
89.2.道床高度为0mm时，只辅助道岔铺换装置避障，参见图12所示；
90.道岔铺换装置13在遇到障碍物14时停止走行，将自身的履带支腿调整到合适的高度(保证道岔转运装置顺利通过)，将道岔转运装置15的加高工装9安装在道岔转运装置的横移平台410上，道岔转运装置通过自走行的方式走行至道岔铺换装置第一对履带支腿的正下方，道岔铺换装置再次调整自身履带支腿的高度使得自身坐落在道岔转运装置15的加高工装9上，道岔铺换装置收起第一对履带支腿，道岔铺换装置继续向前走行，使得第一对履带支腿跨过障碍物；道岔铺换装置第一对履带支腿下降至地面，所有履带支腿同时上升至合适高度，使得道岔铺换装置离开道岔转运装置的加高工装9并保证道岔铺换装置可以
顺利通行；控制两辆道岔转运装置15通过自走行的方式分别走行至道岔铺换装置的中间两对履带支腿下，用同样的方式辅助中间两对履带支腿完成避障，进而完成最后一对履带支腿的避障。
91.3.道床高度为600mm时，同时辅助道岔铺换装置和道岔进行避障，参见图13所示；
92.道岔铺换装置13在遇到障碍物14时停止走行，将自身的履带支腿调整到合适的高度(保证道岔转运装置顺利通过)，道岔转运装置15通过自走行的方式走行至道岔铺换装置第一对履带支腿的正下方，道岔铺换装置再次调整自身履带支腿的高度使得道岔坐落在道岔转运装置15的横移平台410上，道岔铺换装置收起第一对履带支腿，道岔铺换装置继续向前走行，使得第一对履带支腿跨过障碍物；道岔铺换装置第一对履带支腿下降至地面，所有履带支腿同时上升至合适高度，使得道岔离开道岔转运装置的横移平台410并保证道岔铺换装置可以顺利通行；控制两辆道岔转运装置15通过自走行的方式分别走行至道岔铺换装置的中间两对履带支腿下，用同样的方式辅助中间两对履带支腿完成避障，进而完成最后一对履带支腿的避障。
93.4.道床高度为600mm时，只辅助道岔铺换装置避障，参见图14所示；
94.道岔铺换装置13在遇到障碍物14时停止走行，将自身的履带支腿调整到合适的高度(保证道岔转运装置顺利通过)，道岔转运装置15通过自走行的方式走行至道岔铺换装置第一对履带支腿的正下方，道岔铺换装置再次调整自身履带支腿的高度使得道岔铺换装置坐落在道岔转运装置15的横移平台410上，道岔铺换装置收起第一对履带支腿，道岔铺换装置继续向前走行，使得第一对履带支腿跨过障碍物；道岔铺换装置第一对履带支腿下降至地面，所有履带支腿同时上升至合适高度，使得道岔铺换装置离开道岔转运装置的横移平台410并保证道岔铺换装置可以顺利通行；控制两辆道岔转运装置15通过自走行的方式分别走行至道岔铺换装置的中间两对履带支腿下方，用同样的方式辅助中间两对履带支腿完成避障，进而完成最后一对履带支腿的避障。
95.本发明整个装置采用均衡梁搭载前后车架的结构形式，使整个装置中的每个车轮的承载更为均匀，在偏载的情况下，保证轮重不会超重，从而在完成作业的同时有效的保护了钢轨；利用本装置可以完成整组道岔的短距离运输，可以显著提高道岔转运过程中的安全性和工作效率。
96.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
97.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。