一种机车撒砂轨道对正控制装置的制作方法

本实用新型属于轨道车辆技术领域，具体涉及一种机车撒砂轨道对正控制装置。

背景技术：

撒砂系统是机车车辆中防滑保护的重要部分，关系到机车车辆粘着利用及牵引定数等重要参数，是列车安全运行的重要保障。但是，我国现有铁路线路具有曲线多、半径小的特点，所辖范围内遇雨雪天气牵引时因撒砂系统设计不尽合理而造成的打滑现象时有发生，严重的情况需要救援，无法保障列车安全运行。因此，需要一种能够有效实现撒砂作用的装置，确保对正轨道撒砂，通过增加轮轨黏着力以提高机车的牵引力或制动力，有效地改善了机车黏着性能，保障列车的安全运行。

专利CN 104554298 A涉及一种机车用撒砂装置，该发明有效解决了现有技术中撒砂管的弯管易被磨穿的问题，增加了撒砂装置使用寿命，确保撒砂装置正常工作，专利CN106364497A涉及一种基于速度控制的轨道车辆撒砂量自动调节方法，根据车速最终实现高速时撒砂量大，低速撒砂量小的砂量自动调节作用；专利CN205737533U涉及一种机车专用防堵塞撒砂装置，能够有效防止送风管路堵塞，可保证机车安全运行。上述专利主要针对撒砂装置本身结构进行了优化设计，而对于常见的小半径处撒砂偏离轨道问题则几乎没有作相关考虑。

]综上所述，针对小半径曲线轨道处现有撒砂装置无法对正撒砂问题并未得到有效解决，需要一种能够实现撒砂对正轨道的装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决上述现有技术中撒砂偏离轨道的问题，提供一种实现实时对正轨道撒砂、结构原理简单可行的机车撒砂轨道对正控制装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种机车撒砂轨道对正控制装置，包括一号液压缸、二号液压缸、三位四通电磁阀、行程开关、三号液压缸、U型连杆以及固定滑槽；所述一号液压缸和二号液压缸横向相对设置且尺寸型号相同，其两端均分别与车体下档板以及一齿轮箱相连接；所述三号液压缸的活塞杆与U型连杆的横部固定连接且该活塞杆可沿固定滑槽横向移动，所述U型连杆的两端分别连接有一撒砂管，所述固定滑槽上还设有与任一齿轮箱相连接的触发杆件，所述行程开关的左右触发端分别位于触发杆件的两侧边；

所述三位四通电磁阀分别与一号液压缸、二号液压缸、三号液压缸油路连接，其有效工作位置为左右两个工作位，中间为不工作位，根据所述齿轮箱左右运动从而触发行程开关来控制其工作状态。

优选地，所述一号液压缸和二号液压缸的有杆腔相对设置，其活塞杆端部均与车体下档板固定连接，其无杆腔端均与一齿轮箱固定连接，一号液压缸和二号液压缸的进出油路均设置于有杆腔一端。

优选地，所述三号液压缸有杆腔、无杆腔均设置有来回油路。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的机车撒砂轨道对正控制装置，通过由齿轮箱的左右横移运动触发行程开关，控制一个三位四通阀工作于不同位置，以最终实现控制撒砂管向左或向右产生与齿轮箱大小相等、方向相反的横向移动量，迫使撒砂管回复对中位置。该机车撒砂轨道对正控制装置有效利用车体的横移量大小作为动力输入，无需其他多余能源输入即可实现控制，简单可靠，实现了实时控制偏离轨道的撒砂管回复到原来对中位置，相比于原来直接将撒砂管固定于轴箱上具有更精确的控制，确保任意撒砂时刻均能够有效实施撒砂。总体而言，该对正控制装置效率高、原理简单、可操作性强、可靠性高、无需能源输入、节能环保，具有良好的实用价值，值得在业内推广。

附图说明

图1是本实用新型机车撒砂轨道对正控制装置的结构示意图；

图2是本实用新型中的三位四通电磁阀结构示意图；

图3是本实用新型机车撒砂轨道对正控制装置中触碰左行程开关时液压油流动路径及撒砂管作用方式示意图；

图4是本实用新型机车撒砂轨道对正控制装置中触碰右行程开关时液压油流动路径及撒砂管作用方式示意图。

附图标记说明：1、一号液压缸；2、二号液压缸；3、三位四通电磁阀；4、行程开关；5、三号液压缸；6、U型连杆；7、固定滑槽；8、车体下档板；9、齿轮箱；10、撒砂管；11、轨道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明：

如图1所示，本实用新型机车撒砂轨道对正控制装置，包括一号液压缸1、二号液压缸2、三位四通电磁阀3、行程开关4、三号液压缸5、U型连杆6以及固定滑槽7；一号液压缸1和二号液压缸2横向相对设置且尺寸型号相同，其两端均分别与车体下档板8以及一齿轮箱9相连接；三号液压缸5的活塞杆与U型连杆6的横部固定连接且该活塞杆可沿固定滑槽7横向移动，U型连杆6的两端分别连接有一撒砂管10，固定滑槽7上还设有与任一齿轮箱9相连接的触发杆件，行程开关4设置于触发杆件侧边；三位四通电磁阀3分别与一号液压缸1、二号液压缸2、三号液压缸5油路连接，其有效工作位置为左右两个工作位，中间为不工作位；根据齿轮箱9左右运动从而触发行程开关4来控制三位四通电磁阀3的工作状态。

需要说明的是，液压缸的进出油路可根据液压缸实际横向布置方式变化设置液压油进出位置，而电磁阀及液压缸具体安装位置根据机车车辆走行部各部件和车体的实际空间布置情况决定，确保较高安全可靠性即可，均不会有特殊的限制。

以下通过具体实施例对本本实用新型提供的机车撒砂轨道对正控制装置进行进一步详细的说明，以进一步展示本实用新型的原理和优点：

在本实施例中，一号液压缸1和二号液压缸2作为动力输入端，输入来自车体的横向移动量，两者横向且有杆腔相对设置。为确保左右对称性，动力输入端两液压缸型号尺寸完全相同。一号液压缸1/二号液压缸2活塞杆的端部与车体下档板8固定连接，无杆腔一端与一齿轮箱9固定连接。且一号液压缸1和二号液压缸2的进出油路均设置于有杆腔一端。一般情况下，齿轮箱9安装于轮对车轴上成为一体，在这里我们认为齿轮箱9和轮对在各个时刻横向偏移量及方向相同。

三号液压缸5作为动力输出端，根据车体的横向移动量输出大小相等、方向相反的位移，直接作用于软质的撒砂管10。三号液压缸5的活塞杆通过螺栓与U型连杆6的横部固定连接，U型连杆6的两端分别连接有一撒砂管10。固定滑槽7位于三号液压缸5的右侧，三号液压缸5活塞杆的端部安装于固定滑槽7内，可沿固定滑槽7横向移动设定距离，以实现左/右两边的撒砂管10横向移动控制达到对正轨道11中心作用。活塞杆沿滑槽方向移动量可根据实际需要设计自由移动距离的大小。三号液压缸5的有杆腔、无杆腔均设置有来回油路。

如图2所示，三位四通电磁阀3，安装于构架上，有效工作位置为左右两个工作位，中间为不工作位。三位四通电磁阀3起到连接一号液压缸1、二号液压缸2以及三号液压缸5的作用，即分别与一号液压缸1、二号液压缸2、三号液压缸5油路连接。右齿轮箱9与固定滑槽7之间设置有触发杆件，行程开关4的左右触发端分别位于该触发杆件的两侧边。行程开关4用于控制整个液压回路。行程开关4左右两触发端具有一定距离，该距离考虑到机车运行中齿轮箱9自身在小范围内的横向微移动，此时的移动量不足以导致左/右两边的撒砂管10严重偏离轨道11中心，那么该横向微移量可忽略不计，根据实际机车类型通过设置合理的两触发端间距，即可保证该横移区间内不触发行程开关4。

三位四通电磁阀3根据左/右齿轮箱9横向运动方向触发行程开关4来控制工作位置，最终一号液压缸1和二号液压缸2产生的液压力传递到三号液压缸5内，通过U型连杆6将液压力施加于撒砂管10道上，为两边的撒砂管10提供相应大小的复位力，达到迫使两边的撒砂管10左右横移回到原来对中位置的目的。

为保证车体横向移动量和U型连杆6横向移动量的大小几乎相等，液压缸的直径大小需要做相应设计。本实用新型利用液压装置传递力，需设计合理的传动比，亦即对上述三个液压缸的直径大小进行设计计算，得到所述一号液压缸1/二号液压缸2与所述三号液压缸5的底面积的比例大小，使得将车体的横向偏移量最终转换为撒砂管10的横向偏移量，在小半径曲线处撒砂时迫使撒砂管10能够及时对正轨道11正中间。根据液压相关常规计算公式即可进行该比例大小的计算，该计算方法本领域技术人员的常用技术手段。

以三轴转向架机车为例，根据三轴转向架机车通过曲线时其一、四位轮对与车体横向位移方向相同，而三、六位轮对与车体横移方向相反的特点，该套液压对正装置在一、四位轮对处液压缸底面积设置为同一比例大小，而在三、六位轮对处液压缸底面积设置为另一相同比例大小。

上述比例要根据不同类型三轴机车的轮对、车体具体横移量进行计算，以得到液压缸底面积比例大小。具体计算方法如下：

设车体横移量大小为y₁，轮对横移量大小为y₂；设一、二号液压缸底面积为S₁，横向移动距离为h₁,三号液压缸底面积为S₂，横向移动距离为h₂。根据液压传动理论可以知道，油液在两个液压缸间相互传递时进出油液体积相等，设相互传递的油液体积大小分别为V₁和V₂。

1)车体与一四位轮对横向位移方向相同时：

h₁＝y₁-y₂；h₂＝y₂

由V₁＝S₁*h₁、V₂＝S₂*h₂且V₁＝V₂得：

2)车体与三六位轮对横向位移方向相反时：

h₁＝y₁+y₂；h₂＝y₂

同理可以得：

上述计算方式是考虑车体和轮对的横移量的计算，是一种近似的处理方法，通过计算可以得到机车运行中轮对与车体的各种相对偏移情况下液压缸大小的两种配比要求，以满足上述实际中的两种横移情况。

电磁阀不得电时，即齿轮箱9装置几乎无横向偏移量时，即车辆直线运行时其停在中位，阻断通路，所有液压缸均不动作，U型连杆6保持在轨道11正中位置，确保了撒砂管10位于轨道11正上方，能够对中撒砂。

电磁阀得电时，即齿轮箱9装置产生一定横向偏移量触发行程开关4，电磁阀位置发生改变，油路导通，车体左右横移分别触发一号液压缸1或二号液压缸2，此时一、三号或二、三号液压缸5同时动作。具体为以下两种情况：

齿轮箱9向左产生较大横向移动使得两边的撒砂管10向左严重偏离轨道11中心时，装置中液压油流动路径及作用方式如图3所示，触发杆件触发行程开关4的左触发端，三位四通电磁阀3变为左位，此时车体下挡板与二号液压缸2接触，二号液压缸2工作而一号液压缸1不工作，二号液压缸2有杆腔进油，使得三号液压5的有杆腔液压油量减少，其活塞杆向右移动迫使U型连杆6也向右运动的同时带动撒砂管10向右横移，撒砂管10被带回原来对正轨道位置。

齿轮箱9向右产生较大横向移动使得撒砂管10向右严重偏离轨道中心时，装置中液压油流动路径及作用方式如图4所示，触发杆件触发行程开关4的右触发端，三位四通电磁阀3变为右位，此时车体下挡板与一号液压缸1接触，一号液压缸1工作而二号液压缸2不工作，一号液压缸1有杆腔进油，使得三号液压缸5的无杆腔液压油量减少，其活塞杆向左移动迫使U型连杆6也向左运动的同时带动两边的撒砂管10向左横移，撒砂管10被带回原来对正轨道位置。

本实用新型提供的机车撒砂轨道对正控制装置，利用机车结构部件自身的运动作为输入，不需要其他能源驱动，环保节约，整体结构简单易于实现，不需要复杂的电气控制装置，相比于其它轨道对正装置更能实现实时控制的目标，确保机车随时撒砂的有效性的同时也能够避免砂子撒到轨道外造成砂子的浪费。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。