自动钢轨廓形打磨机的制作方法

本发明涉及钢轨打磨，尤其涉及一种自动钢轨廓形打磨机。

背景技术：

1、机车在钢轨上运行，车轮压在钢轨内侧，受车轮长期压力作用，钢轨表面产生磨损，重载列车对钢轨磨损更为严重，尤其是钢轨的弯道部位和道岔部位，钢轨常见的表面缺陷有侧面磨耗、钢轨波纹痕、轨面掉块、肥边和锈蚀等。针对上述缺陷的修复或减轻作业，通常需要铁路工务部门先进行人工检查，对数值较大的部位进行人工打磨，打磨时使用推行钢轨打磨机和仿形打磨机，打磨一个位置后需要不断调整砂轮角度反复磨削，仿形磨需要人工往复推行，工作强度大，且打磨后的廓形同标准廓形相比存在较大的误差。

2、中国实用新型专利cn219174909u，公开了一种便携式智能化钢轨打磨装置，包括车体、钢轨打磨装置、钢轨廓形测量装置、轨面伤损检测装置、控制台支架、控制台、座椅与强光照明灯，作业过程中整台设备以燃油发动机为动力源，将钢轨廓形测量装置及轨面伤损检测装置测得大量数据无线传递至操作电脑中，操作电脑自动计算出大量不同位置处钢轨打磨量，进行自动打磨，提升了钢轨的打磨效率。但上述公开方案忽略了钢轨修复精度的问题，且上述方案整套装置以燃油发动机为主动力，发动机工作时车体震动将影响廓形测量精度和打磨精度，最终将导致钢轨修复不良，出现过度打磨或欠缺打磨，且如果为了减轻震动对作业精度造成的不良影响，车体结构需加强，又增加了整套装置的重量，不便于装置的转运，无法满足调度方便的需求，故在减轻整体重量的同时，需要设计一种既能提升作业效率，还能保证作业精度的作用设备。

技术实现思路

1、技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种自动钢轨廓形打磨机。

2、技术方案：为实现上述目的，本发明公开的一种自动钢轨廓形打磨机，包括设备轮架，所述设备轮架两侧分别设有与钢轨轮廓相配合的车轮，其中一侧所述车轮为驱动轮其端部设有行走电机，另一侧所述车轮为支撑轮；

3、廓形组件，用于检测所述钢轨的轮廓形状，相对于设备前进方向，所述廓形组件位于所述设备轮架前端，且于所述钢轨正上方；

4、打磨组件，所述打磨组件可实现整体水平位移和旋转位移，相对于设备前进方向，所述打磨组件位于所述廓形组件后方，且于所述钢轨正上方；

5、控制箱，位于所述设备轮架上方，其内设有供电电池组和控制单元。

6、优选地，所述廓形组件包括与所述钢轨轮廓相配合的行走轮，所述行走轮两端设有夹持固定架，所述夹持固定架的一端与所述设备轮架相连接；所述夹持固定架连接有横跨所述钢轨的圆弧导轨，所述圆弧导轨上设有可以沿其位移的扫描廓形构件。

7、优选地，所述圆弧导轨外圈与内圈对应位置均设有一组轨道凸台，所述圆弧导轨外圈还设有一组轨道齿轮；所述扫描廓形构件设有与所述轨道齿轮啮合的第一主动齿轮，所述第一主动齿轮由固定于集装板上的轨道电机驱动，所述集装板上还设有多个与外圈和内圈的轨道凸台相啮合的导向轮和一组廓形仪，所述导向轮本体设有与所述轨道凸台相配合的限位凹槽。

8、优选地，全部所述导向轮中的任一一个设为偏心轮，所述廓形仪为激光扫描器，所述轨道电机为伺服电机。

9、优选地，所述打磨组件包括竖直安装于主体安装座顶部的打磨头升降电机和底端连接有可拆卸砂轮的砂轮主轴；所述打磨头升降电机连接有转换轴套，所述转换轴套键连接有可沿其轴向位移的传动套，所述传动套下部固定连接有升降套，所述升降套外部通过螺纹副连接有固定螺纹套，其内部通过第一轴承与所述砂轮主轴连接。

10、优选地，所述砂轮主轴的外部键连接有可轴向相对位移的主轴固定套，所述主轴固定套与所述主体安装座间设有第二轴承，所述主轴固定套延伸至所述主体安装座外部且套设有从动皮带轮；所述主体安装座的底板竖直安装有第一旋转电机，所述第一旋转电机输出轴贯穿所述底板且套设有主动皮带轮，所述主动皮带轮与从动皮带轮通过皮带连接。

11、优选地，所述主体安装座于所述钢轨长度方向设有铰接轴，所述打磨组件主体外部设有与所述铰接轴铰接的支撑主架，所述支撑主架于设备前进方向一侧设有由第二旋转电机直接驱动的主动伞齿轮，另一侧设有齿条，所述主动伞齿轮与套设在所述铰接轴上的从动伞齿轮相啮合，可实现所述打磨组件绕铰接轴中轴线进行旋转位移。

12、优选地，所述支撑主架置于所述设备轮架上方，所述支撑主架与所述设备轮架之间于所述钢轨宽度方向设有两组滑轨，所述设备轮架上平面设有由减速电机驱动的第二主动齿轮，所述第二主动齿轮与所述齿条啮合可以实现所述打磨组件沿钢轨宽度方向的水平位移。

13、所述行走电机、打磨头升降电机、第一旋转电机、第二旋转电机、减速电机均为伺服电机。

14、优选地，所述打磨组件数量至少为一组，当所述打磨组件数量为多组时，所述打磨组件相对于设备前进方向沿所述钢轨依次间隔布置。

15、本发明的有益效果是：

16、1、本装置以电池组为动力源，降低整套装置的重量，且避免噪音和震动对现场作业效果的不良影响；通过行走电机的驱动整套设备在钢轨上实现自走作业；本装置设有的廓形组件和打磨组件可将钢轨的检测和打磨一次完成，设备在运行时，通过廓形组件将轨头进行连续扫描，并将扫描参数传送至控制单元，同标准轨廓自行对比后确定打磨量，打磨组件根据控制单元的打磨进给量指令进行自动打磨，在保证打磨精度的同时，也提高了作业效率。

17、2、廓形仪采用激光扫描器，相较于接触式探头，其测量结果在满足精度要求的同时，效率更高，实现运动中非接触测量，且使用寿命更长；多组导向轮分别与圆弧导轨的外圈和内圈的轨道凸台配合安装，其中一组导向轮设为偏心轮，通过偏心轮的调节保证轨道凸台与导向轮不会因为间隙过小而运行卡滞，也可以避免因间隙过大出现行走时的晃动，保证了廓形仪在沿圆弧导轨平滑往复位移，大范围测量钢轨外形的同时也保证了廓形的精度。

18、3、作业过程中砂轮通过打磨头升降电机和第一旋转电机的驱动可以实现砂轮的升降和旋转打磨工作，电机采用伺服电机可以精确控制打磨进给量；同时整个打磨组件不仅可以沿钢轨宽度方向进行位移，也可以进行不同角度的旋转，利用砂轮有效作业端面对钢轨上平面、侧面及边缘位置进行打磨，修复范围更大，打磨精度更高。

19、4、为了进一步提升本装置的作业效率，多组打磨组件相对于设备前进方向沿钢轨依次间隔布置，作业时，根据廓形组件的扫描结果，打磨组件可旋转至不同角度，同时对钢轨的不同位置点进行打磨，提升打磨效率。

技术特征：

1.一种自动钢轨廓形打磨机，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述的自动钢轨廓形打磨机，其特征在于，所述廓形组件(2)包括与所述钢轨(5)轮廓相配合的行走轮(201)，所述行走轮(201)两端设有夹持固定架(202)，所述夹持固定架(202)的一端与所述设备轮架(1)相连接；所述夹持固定架(202)连接有横跨所述钢轨(5)的圆弧导轨(7)，所述圆弧导轨(7)上设有可以沿其位移的扫描廓形构件(6)。

3.根据权利要求2所述的自动钢轨廓形打磨机，其特征在于，所述圆弧导轨(7)外圈与内圈对应位置均设有一组轨道凸台(701)，所述圆弧导轨(7)外圈还设有一组轨道齿轮(702)；所述扫描廓形构件(6)设有与所述轨道齿轮(702)啮合的第一主动齿轮(601)，所述第一主动齿轮(601)由固定于集装板(602)上的轨道电机(603)驱动，所述集装板(602)上还设有多个与外圈和内圈的轨道凸台(701)相啮合的导向轮(604)和一组廓形仪(605)，所述导向轮(604)本体设有与所述轨道凸台(701)相配合的限位凹槽。

4.根据权利要求3所述的自动钢轨廓形打磨机，其特征在于，全部所述导向轮(604)中的任一一个设为偏心轮，所述廓形仪(605)为激光扫描器，所述轨道电机(603)为伺服电机。

5.根据权利要求1所述的自动钢轨廓形打磨机，其特征在于，所述打磨组件(3)包括竖直安装于主体安装座(301)顶部的打磨头升降电机(302)和底端连接有可拆卸砂轮(308)的砂轮主轴(307)；所述打磨头升降电机(302)连接有转换轴套(303)，所述转换轴套(303)键连接有可沿其轴向位移的传动套(304)，所述传动套(304)下部固定连接有升降套(305)，所述升降套(305)外部通过螺纹副连接有固定螺纹套(306)，其内部通过第一轴承(309)与所述砂轮主轴(307)连接。

6.根据权利要求5所述的自动钢轨廓形打磨机，其特征在于，所述砂轮主轴(307)的外部键连接有可轴向相对位移的主轴固定套(310)，所述主轴固定套(310)与所述主体安装座(301)间设有第二轴承(311)，所述主轴固定套(310)延伸至所述主体安装座(301)外部且套设有从动皮带轮(312)；所述主体安装座(301)的底板(313)竖直安装有第一旋转电机(314)，所述第一旋转电机(314)输出轴贯穿所述底板(313)且套设有主动皮带轮(315)，所述主动皮带轮(315)与从动皮带轮(312)通过皮带(316)连接。

7.根据权利要求6所述的自动钢轨廓形打磨机，其特征在于，所述主体安装座(301)于所述钢轨(5)长度方向设有铰接轴(8)，所述打磨组件(3)主体外部设有与所述铰接轴(8)铰接的支撑主架(9)，所述支撑主架(9)于设备前进方向一侧设有由第二旋转电机(10)直接驱动的主动伞齿轮(11)，另一侧设有齿条(13)，所述主动伞齿轮(11)与套设在所述铰接轴(8)上的从动伞齿轮(12)相啮合，可实现所述打磨组件(3)绕铰接轴(8)中轴线进行旋转位移。

8.根据权利要求7所述的自动钢轨廓形打磨机，其特征在于，所述支撑主架(9)置于所述设备轮架(1)上方，所述支撑主架(9)与所述设备轮架(1)之间于所述钢轨(5)宽度方向设有两组滑轨(14)，所述设备轮架(1)上平面设有由减速电机(15)驱动的第二主动齿轮(16)，所述第二主动齿轮(16)与所述齿条(13)啮合可以实现所述打磨组件(3)沿钢轨(5)宽度方向的水平位移。

9.根据权利要求8所述的自动钢轨廓形打磨机，其特征在于，所述行走电机(102)、打磨头升降电机(302)、第一旋转电机(314)、第二旋转电机(10)、减速电机(15)均为伺服电机。

10.根据权利要求1所述的自动钢轨廓形打磨机，其特征在于，所述打磨组件(3)数量至少为一组，当所述打磨组件(3)数量为多组时，所述打磨组件(3)相对于设备前进方向沿所述钢轨(5)依次间隔布置。

技术总结
本发明涉及钢轨打磨技术领域，尤其涉及一种自动钢轨廓形打磨机，包括设备轮架，所述设备轮架两侧分别设有与钢轨轮廓相配合的车轮，其中一侧所述车轮为驱动轮其端部设有行走电机，另一侧所述车轮为支撑轮；廓形组件，用于检测所述钢轨的轮廓形状，相对于设备前进方向，所述廓形组件位于所述设备轮架前端，且于所述钢轨正上方；打磨组件，所述打磨组件可实现整体水平位移和旋转位移，相对于设备前进方向，所述打磨组件位于所述廓形组件后方，且于所述钢轨正上方；控制箱，位于所述设备轮架上方，其内设有供电电池组和控制单元，本装置设有的廓形组件和打磨组件可将钢轨的检测和打磨一次完成，在保证打磨精度的同时，也提高了作业效率。

技术研发人员：赵海涛,孙嘉悦,邱勃霖,顾振昀,刘志刚,衣家成
受保护的技术使用者：蓬莱奥斯勃机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10