专利名称：一种铁路轨道螺栓拧紧装置及其方法
技术领域：
本发明涉及铁路轨道铺设及养护设备领域，特别是指一种铁路轨道螺栓拧紧装置及其方法。
背景技术：
目前，由于高铁及动车技术日趋成熟并被广泛应用，国内的客运、货运列车车速大大提高，车流密度逐步加大，对铁路路基、轨道养护的要求也越来越高，特别是高速客运专线对路基、轨道养护的频次及质量要求更为苛刻。因此，铁路运输大提速给人们生活带来便捷的同时也使铁路安全运输面临新的挑战，只有按照规程切实做好路基、轨道养护，才可保 证高速铁路运输安全。据调查，国内工作在铁路轨道养护第一线的人员已达15万余人。而在路基养护工作中，按时对轨道螺栓进行松紧加固及螺栓防锈处理是一项重要的工作(约占整个维护工作量的60%左右)。目前，国内铁路轨道铺设、轨道螺栓的旋松及紧固等维护作业，主要以手工、冲击式内燃机机动扳手或传统电动扳手为主。其中，手工拧紧的劳动强度大、作业时间长、工作效率低、螺栓拧紧质量无法保证；内燃机机动螺栓扳手存在冲击大、噪音大和螺栓拧紧精度低的缺陷；传统电动扳手采用220V电源供电，要受到电源的严格限制，只能在小范围有条件的作业区内应用，无法适应野外长时间作业要求。
发明内容
本发明提出一种铁路轨道螺栓拧紧装置及其方法，解决了现有技术中手工拧紧的劳动强度大、作业时间长、工作效率低、螺栓拧紧质量无法保证，内燃机机动螺栓扳手存在冲击大、噪音大和螺栓拧紧精度低，以及传统电动扳手采用220V电源供电，要受到电源的严格限制，只能在小范围有条件的作业区内应用，无法适应野外长时间作业要求的问题。本发明的技术方案是这样实现的一种铁路轨道螺栓拧紧装置，包括机架，机架上设有动力源、主控装置、升降对位装置、行走装置、照明装置和变位装置，变位装置与轴控装置连接，轴控装置与拧紧轴连接，拧紧轴与升降对位装置连接，升降对位装置与扭矩输出机构连接；主控装置分别与动力源、轴控装置、行走装置、照明装置和变位装置连接。优选地，动力源为可更换电池组。进一步地，机架侧面设有平衡装置。进一步地，升降对位装置内设有启停及正反转按钮。进一步地，拧紧轴上设有扭矩及转角传感器，所述扭矩及转角传感器通过轴控装置与主控装置连接。进一步地，主控装置内设有数据存储装置。进一步地，机架上还设有防护罩，主控装置、轴控装置、拧紧轴和变位装置均设置于防护罩内，防护罩外侧设有输入输出终端、总控装置和人机界面，输入输出终端和总控装置均与主控装置连接。
进一步地，输入输出终端与PDA连接。进一步地，照明装置包括光线明暗度检测传感器和LED灯。本发明所述的一种铁路轨道螺栓拧紧装置的使用方法，包括以下步骤步骤I、准备阶段确保本铁路轨道螺栓拧紧装置的各个部件联接可靠；步骤2、初始化阶段启动本铁路轨道螺栓拧紧装置，主控装置进行自检，并判断是否响应程序；步骤3、响应阶段通过主控装置自检后开始运行，拧紧轴上的扭矩及转角传感器开始采集信号、滤波，主控装置读取扭矩及转角传感器的输出值Tl并与主控装置的设定值 T2加以比较，确定拧紧轴的运行速度或停止，具体情况如下A :若Tl < T2，主控装置根据扭矩/转角值确定拧紧轴的运行速度；B :若Tl = T2* (I ± 3 % )，拧紧轴停止运行，然后反转15 40ms卸荷，输入输出终端显示扭矩/转角值并由主控装置判断合格与否；步骤4、后处理阶段铁路轨道螺栓拧紧合格，主控装置会自动按顺序依次命名并将最终扭矩值/转角值存储在主控装置内的数据存储装置中，以便于数据的输出及查询。本发明的有益效果为结构简单，操作方便，能同时满足普通轨道、高铁客运专线轨道等多种中心距下螺栓螺母的拆装任务，通用性强，可高效率、高精度、高质量的完成铁路轨道的铺设及维护任务，大大降低了劳动强度，同时机载式直流电源使得本铁路轨道螺栓拧紧装置在一定范围内，摆脱了有线交流电源的距离限制，作业覆盖范围更宽，照明装置使得本铁路轨道螺栓拧紧装置具备了夜晚及进入隧道等光线昏暗环境下的作业能力，实用性增强。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明一种铁路轨道螺栓拧紧装置的结构示意图；图2为本发明一种铁路轨道螺栓拧紧方法的流程图。图中I、机架；2、动力源；3、主控装置；4、轴控装置；5、输入输出终端；6、防护罩；7、总控装置；8、人机界面；9、拧紧轴；10、升降对位装置；11、行走装置；12、照明装置；13、扭矩输出机构；14、变位装置；15、平衡装置。
具体实施例方式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作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。一种铁路轨道螺栓拧紧装置，包括机架1，机架I上设有动力源2、主控装置3、升降对位装置10、行走装置11、照明装置12和变位装置14，变位装置14与轴控装置4连接，轴控装置4与拧紧轴9连接，拧紧轴9与升降对位装置10连接，升降对位装置10与扭矩输出机构13连接；主控装置3分别与动力源2、轴控装置4、行走装置11、照明装置12和变位装置14连接。所述动力源2优先选择为可更换电池组。所述机架I侧面设有平衡装置15。所述升降对位装置10内设有启停及正反转按钮。所述拧紧轴9上设有扭矩及转角传感器，所述扭矩及转角传感器通过轴控装置4与主控装置3连接。所述主控装置3内设有数据存储装置，当铁路轨道螺栓拧紧合格时，主控装置3会 自动按顺序依次命名并将最终扭矩值/转角值存储，以便于数据的输出及查询。所述机架I上还设有防护罩6，主控装置3、轴控装置4、拧紧轴9和变位装置14均设置于防护罩6内，防护罩6外侧设有输入输出终端5、总控装置7和人机界面8,输入输出终端5和总控装置7均与主控装置3连接。所述输入输出终端5与PDA连接。所述照明装置12包括光线明暗度检测传感器和LED灯。本发明所述的一种铁路轨道螺栓拧紧方法，包括以下步骤步骤I、准备阶段确保本铁路轨道螺栓拧紧装置的各个部件联接可靠；步骤2、初始化阶段启动本铁路轨道螺栓拧紧装置，主控装置3进行自检，并判断是否响应程序；步骤3、响应阶段通过主控装置3自检后开始运行，拧紧轴9上的扭矩及转角传感器开始采集信号、滤波，主控装置3读取扭矩及转角传感器的输出值Tl并与主控装置3的设定值T2加以比较，确定拧紧轴9的运行速度或停止，具体情况如下A :若Tl < T2，主控装置3根据扭矩/转角值确定拧紧轴9的运行速度；B :若Tl = T2*l±3%，拧紧轴9停止运行，然后反转15 40ms卸荷，输入输出终端5显示扭矩/转角值并由主控装置3判断合格与否；步骤4、后处理阶段铁路轨道螺栓拧紧合格，主控装置3会自动按顺序依次命名并将最终扭矩值/转角值存储在主控装置3内的数据存储装置中，以便于数据的输出及查询。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种铁路轨道螺栓拧紧装置，包括机架(I)，其特征在于，机架(I)上设有动力源(2)、主控装置(3)、升降对位装置(10)、行走装置(11)、照明装置(12)和变位装置(14)，变位装置(14)与轴控装置(4)连接，轴控装置(4)与拧紧轴(9)连接，拧紧轴(9)与升降对位装置(10)连接，升降对位装置(10)与扭矩输出机构(13)连接；主控装置(3)分别与动力源(2)、轴控装置(4)、行走装置(11)、照明装置(12)和变位装置(14)连接。
2.根据权利要求I所述的一种铁路轨道螺栓拧紧装置，其特征在于，动力源(2)为可更换电池组。
3.根据权利要求2所述的一种铁路轨道螺栓拧紧装置，其特征在于，机架(I)侧面设有平衡装置(15)。
4.根据权利要求3所述的一种铁路轨道螺栓拧紧装置，其特征在于，升降对位装置(10)内设有启停及正反转按钮。
5.根据权利要求4所述的一种铁路轨道螺栓拧紧装置，其特征在于，拧紧轴(9)上设有扭矩及转角传感器，所述扭矩及转角传感器通过轴控装置(4)与主控装置(3)连接。
6.根据权利要求5所述的一种铁路轨道螺栓拧紧装置，其特征在于，主控装置(3)内设有数据存储装置。
7.根据权利要求6所述的一种铁路轨道螺栓拧紧装置，其特征在于，机架(I)上还设有防护罩(6)，主控装置(3)、轴控装置(4)、拧紧轴(9)和变位装置(14)均设置于防护罩(6)内，防护罩(6)外侧设有输入输出终端(5)、总控装置(7)和人机界面(8)，输入输出终端(5)和总控装置(7)均与主控装置(3)连接。
8.根据权利要求7所述的一种铁路轨道螺栓拧紧装置，其特征在于，输入输出终端(5)与I3DA连接。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种铁路轨道螺栓拧紧装置，其特征在于，照明装置(12)包括光线明暗度检测传感器和LED灯。
10.一种铁路轨道螺栓拧紧方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤I、准备阶段确保本铁路轨道螺栓拧紧装置的各个部件联接可靠； 步骤2、初始化阶段启动本铁路轨道螺栓拧紧装置，主控装置(3)进行自检，并判断是否响应程序；步骤3、响应阶段通过主控装置(3)自检后开始运行，拧紧轴(9)上的扭矩及转角传感器开始采集信号、滤波，主控装置(3)读取扭矩及转角传感器的输出值Tl并与主控装置(3)的设定值T2加以比较，确定拧紧轴(9)的运行速度或停止，具体情况如下 A :若Tl < T2，主控装置(3)根据扭矩/转角值确定拧紧轴(9)的运行速度； B:若Tl =T2*(1±3%)，拧紧轴(9)停止运行，然后反转15 40ms卸荷，输入输出终端(5)显示扭矩/转角值并由主控装置(3)判断合格与否； 步骤4、后处理阶段铁路轨道螺栓拧紧合格，主控装置(3)会自动按顺序依次命名并将最终扭矩值/转角值存储在主控装置(3)内的数据存储装置中，以便于数据的输出及查询。
全文摘要
本发明提出了一种铁路轨道螺栓拧紧装置及其方法，包括机架，机架上设有动力源、主控装置、升降对位装置、行走装置、照明装置和变位装置，变位装置与轴控装置连接，轴控装置与拧紧轴连接，拧紧轴与升降对位装置连接，升降对位装置与扭矩输出机构连接；主控装置分别与动力源、轴控装置、行走装置、照明装置和变位装置连接。本发明的铁路轨道螺栓拧紧装置结构简单，操作方便，能同时满足普通轨道、高铁客运轨道等多种中心距下螺栓螺母的拆装任务，通用性强，可高效率、高精度、高质量完成铁路轨道铺设及维护任务，大大降低劳动强度，同时在一定范围内摆脱有线交流电源的距离限制，作业覆盖范围更宽，且具备夜晚及隧道内等光线昏暗环境下的作业能力。
文档编号E01B29/28GK102720104SQ20121018099
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月5日 优先权日2012年4月26日
发明者边群星 申请人:山东同力达智能机械有限公司