一种车轴齿轮箱悬挂方法和装置及使用该装置的作业车与流程

本发明涉及一种钢轨铣磨车车轴齿轮箱悬挂方法及装置。

背景技术：
钢轨是轨道交通的主要部件，因钢轨与列车车轮直接接触，钢轨质量好坏直接影响行车安全性和平稳性。轨道开通运营后，钢轨长期处于恶劣环境中，在列车动力、荷载、自然环境及钢轨本身质量的共同作用下，钢轨损伤和病害常有发生，例如，裂纹、磨耗等。这些磨损和病害使轮轨接触面的作业工况进一步恶化，从而降低钢轨寿命、增加养护工作量及养护成本，严重影响行车安全。一般的工务设备对钢轨轨面缺陷和轨头损害无法控制，而仅靠更换钢轨来克服轨面和轨头缺陷的方法在更换频率上难以满足使用要求，而且也不够经济，同时浪费材料。钢轨铣磨车是治理钢轨轨面和轨头病害的有效机械，钢轨铣磨车能完成对钢轨在线动态铣、磨加工工艺，实现对病害钢轨的再成形，从而提高钢轨的轮廓精度及纵向平顺精度，满足铁路安全运营要求，同时，通过该在线铣、磨工艺，达到提高钢轨使用寿命，降低运营成本的目的，此外能够对钢轨进行预处理，有效改善轮轨关系，改善列车行车条件，减小噪音振动。为实现对钢轨在线动态铣、磨作业养护，要求作业时提供低速、大扭矩、高稳定的驱动力，防止在铣、磨过程中由于驱动冲击而导致铣刀片、磨盘异常坏，以及作业车工作装置的损坏。但是现有技术中的车轴齿轮箱悬挂方式均采用高速运行工况时所用的弹性连接方式（防止高速运行对齿轮箱产生的驱动冲击过大会导致齿轮箱悬挂损伤或脱落，导致行车安全事故），而作业过程中，弹性悬挂的齿轮箱又不利于诸如铣、磨养护等设备对铁路的养护作业，例如，铣、磨作业时，采用弹性连接将使走行方向瞬时冲击力传递至铣盘、磨盘，导致铣刀片、磨盘损坏。公开号为JP11129898的日本申请，公开了一种机车齿轮箱悬挂装置，其中，齿轮箱通过齿轮悬挂装置装在车架上，该悬挂装置采用弹性大的弹性体，因此使用小容量的万向架能避免将车架的震动传递至齿轮箱，在齿轮轴总位移减小的情况下，该齿轮悬挂装置能缩短车架和齿轮轴之间的间距，但是这种悬挂装置仅能提供弹性连接。不适于道路养护作业车的齿轮箱悬挂。

技术实现要素：
本发明第一方面提供一种车轴齿轮箱悬挂方法，其包括：a．在转向架构架的主横梁安装至少一个支座；b．将车轴齿轮箱、扭力臂连接，扭力臂上至少有两个铰接点；c.一个铰接点通过拉板、减振器将扭力臂、车轴齿轮箱连接至转向架构架一个支座上；d．另一铰接点通过一个伸缩机构将扭力臂、车轴齿轮箱连接至转向架构架同一个支座上或另一个支座上；e．在伸缩机构上装配行程开关安装座及行程开关。优选的是，以上步骤依次进行。在上述任一方案中优选的是，所述伸缩机构的数量为至少一个。在上述任一方案中优选的是，所述伸缩机构为一个。在上述任一方案中优选的是，所述伸缩机构为两个。本发明第二方面提供一种车轴齿轮箱悬挂装置，其包括扭力臂，该扭力臂连接车轴齿轮箱，该车轴齿轮箱装在轮对车轴上，所述扭力臂的端部与转向架构架连接，所述扭力臂端部下方通过伸缩装置连接至所述转向架构架。优选的是，所述扭力臂的端部与转向架构架之间通过拉板Ⅰ连接。在上述任一方案中更优选的是，所述拉板Ⅰ与所述转向架构架的主横梁之间装有减振器。在上述任一方案中更优选的是，所述转向架构架的主横梁中部底端包括至少一个凸出的支座，该支座连接所述扭力臂端部下方的位置。在上述任一方案中更优选的是，所述扭力臂端部下方通过伸缩装置与所述转向架构架的主横梁底端的支座连接。在上述任一方案中优选的是，所述伸缩装置包括伸缩机构，该伸缩机构的固定端连接至转向架构架主横梁底端的支座，该伸缩机构的伸缩端连接至扭力臂铰接点处，且与所述扭力臂之间装有行程开关安装座，该行程开关安装座上装有行程开关，该行程开关的作用是控制伸缩机构的行程并对其限位保护。在上述任一方案中更优选的是，所述车轴齿轮箱与所述扭力臂之间包括至少两个悬挂点，一个悬挂点包括拉板Ⅰ、减振器，该悬挂点通过减振器的作用构成车轴齿轮箱和转向架构架之间的弹性连接悬挂点，其余悬挂点包括伸缩机构和行程开关，该悬挂点受行程开关的作用构成车轴齿轮箱与转向架构架的刚性连接悬挂点。在上述任一方案中更优选的是，所述车轴齿轮箱与所述扭力臂之间包括两个铰接点，这两个铰接点位于车轴齿轮箱内齿轮中心纵剖面的两侧，两个铰接点与齿轮中心构成三角形，所述车轴齿轮箱与所述扭力臂绕扭力臂与转向架构架的铰接点运动，所述三角形结构使所述车轴齿轮箱与所述扭力臂之间结构稳定，所述车轴齿轮箱与所述扭力臂绕扭力臂与转向架构架的铰接点运动时，车轴齿轮箱与扭力臂之间不会产生相对运动，从而保证车轴齿轮箱的传动效率。本发明第二方面所述的车轴齿轮箱悬挂装置的工作方式是：开启液压马达，液压马达通过传动轴将动力传递至车轴齿轮箱，车轴齿轮箱内的齿轮机构将动力的方向转变90度，并通过齿轮机构传递至车轴，车轴带动轮对转动，从而驱动车辆前行。在作业车辆高速行进过程中，扭力臂端部的拉板通过减震器与转向架构架连接，行程开关关闭，伸缩机构处于浮动状态，伸缩机构可随扭力臂的运动伸缩，车轴齿轮箱沿拉板与转向架构架的铰接点旋转，行进过程中，车轴齿轮箱与转向架构件之间通过减震器位置变化，实现车轴齿轮箱与构架之间的弹性悬挂，满足高速运作工况的悬挂要求，避免高速运行对齿轮箱产生的驱动冲击过大而导致齿轮箱悬挂损伤或脱落。作业时，伸缩装置的伸缩机构锁定，扭力臂与转向架构件之间处于刚性连接状态，车轴齿轮箱沿扭力臂与伸缩机构之间的铰接点转动，且车轴齿轮箱与转向架构架之间不会有相对运动，消除作业驱动时产生的瞬时冲击，从而保证作业效率。更多操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。本发明第二方面所述的车轴齿轮箱悬挂装置的技术方案包括上述各部分的任意组合，上述各部分组件的简单变化或组合仍为本发明的保护范围。本发明第二方面所述车轴齿轮箱悬挂装置在作业工况下，车轴齿轮箱处于工作位置并由伸缩机构锁定，实现扭力臂与转向架构架之间刚性连接，保证车轴齿轮箱远旋转轨迹不产生相对旋转，保证作业驱动走行；在高速走行工况下，伸缩机构处于失效或浮动状态，车轴齿轮箱的扭力臂通过拉板和减震器与转向架构架连接，通过减震器位置变化，实现车轴齿轮箱与构架之间的弹性悬挂，满足高速运作工况的悬挂要求。这两种悬挂状态能消除作业车辆作业时，驱动走行产生的冲击，提高作业车的作业精度，同时保证作业车工作装置避免由于瞬时冲击产生的异常损害现象。上述技术方案在一套齿轮箱悬挂方案中，实现刚性悬挂和弹性悬挂两种方式，满足车轴齿轮箱作业、高速走行不同工况下的悬挂要求，降价悬挂成本，提高作业效率，降低零部件损坏率，降低维修成本，对提高大型养路机械的工作效率、降低成本具有积极效果。本发明的第三方面还提供一种作业车，其包括作业车本体，该作业车的转向架构架与车轴齿轮箱悬挂装置连接。优选的是，所述车轴齿轮箱悬挂装置为本发明第二方面所述的车轴齿轮箱悬挂装置。在上述任一方案中优选的是，所述车轴齿轮箱悬挂装置通过扭力臂、拉板和减振器连接在转向架构架上。在上述任一方案中优选的是，所述车轴齿轮箱悬挂装置还通过扭力臂、伸缩机构连接在转向架构架下方的支座上。在上述任一方案中优选的是，所述车轴齿轮箱的下箱体包括连接臂，该连接臂通过连接杠杆弹性地支撑在转向架的副横梁上。本发明第三方面提供的作业车的工作方式是：马达输出动力至车轴齿轮箱，该车轴齿轮箱内的输入轴Ⅰ在马达动力驱动下旋转，并带动输入轴Ⅰ上的齿轮Ⅰ旋转，该齿轮Ⅰ带动与其啮合的中间轴传动齿轮Ⅱ旋转，该中间轴传动齿轮Ⅱ带动中间轴Ⅱ旋转，中间轴Ⅱ上的中间轴齿轮带动与其啮合的车轴齿轮Ⅲ旋转，该车轴齿轮Ⅲ带动车轴旋转，车轴进而驱动轮对旋转，轮对旋转时，连接杠杆曲臂摆动，从而使车轴齿轮箱绕车轴摆动，保证走行动力的正常传递。在作业车高速行进过程中，扭力臂端部的拉板通过减震器与转向架构架连接，行程开关关闭，伸缩机构处于浮动状态，伸缩机构可随扭力臂的运动伸缩，车轴齿轮箱沿拉板与转向架构架的铰接点旋转，行进过程中，车轴齿轮箱与转向架构件之间通过减震器位置变化，实现车轴齿轮箱与构架之间的弹性悬挂，满足高速运作工况的悬挂要求，避免高速运行对齿轮箱产生的驱动冲击过大而导致齿轮箱悬挂损伤或脱落。作业时，伸缩装置的伸缩机构锁定，扭力臂与转向架构件之间处于刚性连接状态，车轴齿轮箱通过扭力臂与伸缩机构之间的铰接点铰接，保证车轴齿轮箱与转向架构架之间不会有相对运动，消除作业驱动时产生的瞬时冲击，从而保证作业效率。更多操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。本发明第三方面提供的作业车的技术方案包括上述各部分的任意组合，上述各部分组件的简单变化或组合仍为本发明的保护范围。本发明第三方面提供的作业车，可保证作业工况下，齿轮箱与转向架构架之间实现刚性悬挂连接，消除作业驱动时产生的瞬时冲击；同时保证高速运行时，齿轮箱与转向架构架之间实现弹性悬挂连接，防止高速运行对齿轮箱产生的驱动冲击过大而导致齿轮箱悬挂损伤或脱落，导致行车安全事故。附图说明图1为按照本发明第一方面的车轴齿轮箱悬挂方法和本发明第二方面的车轴齿轮箱悬挂装置的一优选实施例的立体结构示意图。图2为图1所示实施例沿钢轨纵向的剖视图。图1-图2中数字分别表示：1锁定油缸2转向架构架3橡胶减震器4扭力臂5拉板6行程开关安装座7行程开关8车轴齿轮箱9车轴齿轮箱旋转轨迹Ⅰ10车轴齿轮箱旋转轨迹Ⅱ11车轴。具体实施方式为了更好地理解本发明，下面结合附图分别详细描述按照本发明第一方面的车轴齿轮箱悬挂方法、按照本发明第二方面的车轴齿轮箱悬挂装置和按照本发明第三方面的作业车的优选实施例。实施例1.1：图1为按照本发明第一方面的车轴齿轮箱悬挂方法的一优选实施例的立体结构示意图，其包括：a1．在转向架构架2的主横梁下端安装支座；b1．将车轴齿轮箱8与扭力臂4连接，将该扭力臂4的端部通过橡胶减振器3连接至转向架构架2；c1．在扭力臂4端部下方连接锁定油缸1；d1．将锁定油缸1连接至转向架构架2主横梁下端的支座；e1．在锁定油缸1上装配行程开关安装座6及行程开关7。本实施例中，以上步骤按照a1b1c1d1e1的顺序进行。实施例1.2：车轴齿轮箱悬挂方法，其包括：a2．在转向架构架的主横梁下端安装支座；b2．将车轴齿轮箱与扭力臂连接，将该扭力臂的端部通过橡胶减振器3连接至转向架构架；c2．在扭力臂端部下方连接两个锁定油缸；d2．将锁定油缸连接至转向架构架的主横梁下端的支座；e2．在锁定油缸上装配行程开关安装座及行程开关。本实施例中，以上步骤按照a2b2c2d2e2的顺序进行。实施例1.3：车轴齿轮箱悬挂方法，同实施例1.1，所不同的是，各步骤按照a1c1d1e1b1的顺序进行。实施例1.4：车轴齿轮箱悬挂方法，同实施例1.1，所不同的是，各步骤按照a1c1d1b1e1的顺序进行。实施例1.5：车轴齿轮箱悬挂方法，同实施例1.2，所不同的是，各步骤按照a2c2d2e2b2的顺序进行。实施例1.6：车轴齿轮箱悬挂方法，同实施例1.2，所不同的是，各步骤按照a2c2d2b2e2的顺序进行。实施例2.1：车轴齿轮箱悬挂装置，其包括扭力臂4，该扭力臂4连接车轴齿轮箱8，该车轴齿轮箱8装在轮对车轴上，扭力臂4的端部与转向架构架2连接，扭力臂4端部下方通过锁定油缸1连接至转向架构架2。本实施例中，扭力臂4的端部与转向架构架2之间通过拉板Ⅰ5连接。本实施例中，拉板Ⅰ5与所述转向架构架2的主横梁之间装有橡胶减振器3。本实施例中，转向架构架2的主横梁中部底端包括一个凸出的支座，该支座连接扭力臂4端部下方的位置。本实施例中，扭力臂4端部下方通过锁定油缸1与转向架构架2的主横梁底端的支座连接。本实施例中，锁定油缸1的固定端连接至转向架构架2主横梁底端的支座，锁定油缸1的伸缩端与所述扭力臂之间装有行程开关安装座6，该行程开关安装座6上装有行程开关7，该行程开关7的作用是控制锁定油缸1的行程并对其限位保护。本实施例中，车轴齿轮箱8与扭力臂4之间包括两个悬挂点，一个悬挂点包括拉板Ⅰ5、橡胶减振器3，该悬挂点通过减振器的作用构成车轴齿轮箱8和转向架构架2之间的弹性连接悬挂点，另一个悬挂点包括锁定油缸1和行程开关7，该悬挂点受行程开关7的作用构成车轴齿轮箱8与转向架构架2的刚性连接悬挂点。本实施例中，车轴齿轮箱8与扭力臂4之间包括两个铰接点，这两个铰接点位于车轴齿轮箱8内齿轮中心纵剖面的两侧，两个铰接点与齿轮中心构成三角形，车轴齿轮箱8与扭力臂4绕扭力臂4与转向架构架2的铰接点运动，所述三角形结构使车轴齿轮箱8与扭力臂4之间结构稳定，车轴齿轮箱8与扭力臂4绕扭力臂4与转向架构架2的铰接点运动时，车轴齿轮箱8与扭力臂4之间不会产生相对运动，从而保证车轴齿轮箱8的传动效率。本实施例所述的车轴齿轮箱悬挂装置的工作方式是：开启液压马达，液压马达通过传动轴将动力传递至车轴齿轮箱，车轴齿轮箱内的齿轮机构将动力的方向转变90度，并通过齿轮机构传递至车轴11，车轴11带动轮对转动，从而驱动车辆前行。在作业车辆高速行进过程中，扭力臂端部的拉板5通过减震器3与转向架构架2连接，行程开关7关闭，伸缩机构处于浮动状态，伸缩机构可随扭力臂的运动伸缩，车轴齿轮箱沿车轴齿轮箱旋转轨迹Ⅰ9进行旋转，行进过程中，车轴齿轮箱与转向架构件之间通过减震器3位置变化，实现车轴齿轮箱与构架之间的弹性悬挂，满足高速运作工况的悬挂要求，避免高速运行对齿轮箱产生的驱动冲击过大而导致齿轮箱悬挂损伤或脱落。作业时，伸缩装置的伸缩机构锁定，扭力臂4与转向架构架之间处于刚性连接状态，车轴齿轮箱沿车轴齿轮箱旋转轨迹Ⅱ10不产生转动，保证车轴齿轮箱与转向架构架之间不会有相对运动，消除作业驱动时产生的瞬时冲击，从而保证作业效率。更多操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。本实施例所述的车轴齿轮箱悬挂装置的技术方案包括上述各部分的任意组合，上述各部分组件的简单变化或组合仍为本发明的保护范围。本实施例所述车轴齿轮箱悬挂装置在作业工况下，车轴齿轮箱处于工作位置并由伸缩机构锁定，实现扭力臂4与转向架构架2之间刚性连接，保证车轴齿轮箱沿旋转轨迹不产生相对旋转，保证作业驱动走行；在高速走行工况下，伸缩机构处于失效或浮动状态，车轴齿轮箱的扭力臂通过拉板和减震器3与转向架构架2连接，通过减震器3位置变化，实现车轴齿轮箱与构架之间的弹性悬挂，满足高速运作工况的悬挂要求。这两种悬挂状态能消除作业车辆作业时，驱动走行产生的冲击，提高作业车的作业精度，同时保证作业车工作装置避免由于瞬时冲击产生的异常损害现象。上述技术方案在一套齿轮箱悬挂方案中，实现刚性悬挂和弹性悬挂两种方式，满足车轴齿轮箱作业、高速走行不同工况下的悬挂要求，降价悬挂成本，提高作业效率，降低零部件损坏率，降低维修成本，对提高大型养路机械的工作效率、降低成本具有积极效果。实施例2.2：车轴齿轮箱悬挂装置，同实施例2.1，所不同的是，锁定油缸的个数为两个，转向架构架的主横梁中部底端包括两个凸出的支座。实施例2.3：车轴齿轮箱悬挂装置，同实施例2.1，所不同的是，锁定油缸的个数为三个，转向架构架的主横梁中部底端包括三个凸出的支座。实施例3.1：一种作业车，其包括作业车本体，该作业车的转向架构架与车轴齿轮箱悬挂装置连接。本实施例中，所述车轴齿轮箱悬挂装置为实施例2.1-实施例2.3中任一项所述的车轴齿轮箱悬挂装置。本实施例中，所述车轴齿轮箱悬挂装置通过扭力臂、拉板和减振器连接在转向架构架上。本实施例中，所述车轴齿轮箱悬挂装置还通过扭力臂、伸缩机构连接在转向架构架下方的支座上。本实施例中，所述车轴齿轮箱的下箱体包括连接臂，该连接臂通过连接杠杆弹性地支撑在转向架的副横梁上。本实施例提供的作业车的工作方式是：马达输出动力至车轴齿轮箱，该车轴齿轮箱内的输入轴Ⅰ在马达动力驱动下旋转，并带动输入轴Ⅰ上的齿轮Ⅰ旋转，该齿轮Ⅰ带动与其啮合的中间轴传动齿轮Ⅱ旋转，该中间轴传动齿轮Ⅱ带动中间轴Ⅱ旋转，中间轴Ⅱ上的中间轴齿轮带动与其啮合的车轴齿轮Ⅲ旋转，该车轴齿轮Ⅲ带动车轴旋转，车轴进而驱动轮对旋转，轮对旋转时，连接杠杆曲臂摆动，从而使车轴齿轮箱绕车轴摆动，保证走行动力的正常传递。在作业车高速行进过程中，扭力臂端部的拉板5通过减震器3与转向架构架2连接，行程开关7关闭，伸缩机构处于浮动状态，伸缩机构可随扭力臂的运动伸缩，车轴齿轮箱沿拉板5与转向架构架的铰接点旋转，行进过程中，车轴齿轮箱与转向架构件之间通过减震器3位置变化，实现车轴齿轮箱与构架之间的弹性悬挂，满足高速运作工况的悬挂要求，避免高速运行对齿轮箱产生的驱动冲击过大而导致齿轮箱悬挂损伤或脱落。作业时，伸缩装置的伸缩机构锁定，扭力臂4与转向架构件之间处于刚性连接状态，车轴齿轮箱沿扭力臂与伸缩机构之间的铰接点转动，且车轴齿轮箱与转向架构架之间不会有相对运动，消除作业驱动时产生的瞬时冲击，从而保证作业效率。更多操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。本发明第三方面提供的作业车的技术方案包括上述各部分的任意组合，上述各部分组件的简单变化或组合仍为本发明的保护范围。