一种道砟清筛设备及道砟清筛方法

技术领域

本发明涉及轨道维护设备技术领域，尤其涉及一种道砟清筛设备及道砟清筛方法。

背景技术

道砟是铺设在轨道下方的大颗粒的砂石，其在轨道铺设以及运营过程当中能够起到减震、排水的重要作用；其中道砟在外界的环境当中工作一段时间后，道砟表面以及内部杂质增多，道砟产生板结的现象，板结严重的道砟会导致整体振动传导效果变差，排水效率低下，影响轨道交通的正常运营，因此需要定期将道砟耙出对其进行清理。

通过道砟清筛设备对道砟进行清筛加工处理能够取代人工，实现连续高效的道砟清筛，传统清筛设备清理装置的清筛长度以及位置恒定，其设备通过率受到限制，较短的清理装置其又难以满足道砟动态变化的清筛需求；国内有部分研究将清理装置设计为两个单独的部分或者将底端宽度可调整变化的结构，能够实现对清理装置清理范围的动态调整，满足不同路段、不同宽度的清筛需求；但是通过设置两个单独的清理装置，其控制过程相对复杂，对控制要求高，容易出现干涉现象；单独的清理装置长度进行变化，其整体稳定性较差，设备长期运转容易出现损坏，工作寿命难以满足使用需求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种道砟清筛设备及道砟清筛方法，该发明能够根据道砟分布的位置以及宽度对清筛组件进行动态调整，满足不同路段的连续清筛需求，提高了清筛的效率。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种道砟清筛设备，包括安装车架，所述安装车架下端设置有行走单元以及道砟清筛机构，所述道砟清筛机构包括道砟清筛组件一以及道砟清筛组件二，所述道砟清筛机构还包括用于安装道砟清筛组件一以及道砟清筛组件二的清筛安装架，所述道砟清筛组件一与清筛安装架相对固定，所述道砟清筛组件二与清筛安装架相对滑动，所述安装车架表面安装有第一控制组件，其中通过第一控制组件控制清筛安装架沿着第一方向线性移动，所述清筛安装架内设置有第二控制组件，其中通过第二控制组件控制道砟清筛组件二沿着第二方向线性移动，所述安装车架上端还设置有道砟输送机构以及道砟筛分装置，其中通过道砟输送机构将道砟输送至道砟筛分装置内进行筛分。

优选地，所述安装车架上端设置有道砟暂存组件，所述道砟暂存组件位于道砟输送机构以及道砟筛分装置之间，所述道砟暂存组件包括暂存安装架，所述暂存安装架上端固定连接有暂存下料斗，所述暂存下料斗下端连通有输送通道，所述输送通道末端朝着道砟筛分装置内部方向延伸。

优选地，所述道砟筛分装置包括筛分安装架，所述筛分安装架上端转动连接有筛分筒，所述筛分安装架内壁固定连接有位于筛分筒下方的弧形集料板，所述弧形集料板底端表面开有条形集料口，所述条形集料口下端安装有倾斜的杂质输送机构，所述安装车架表面开有道砟排放口，所述道砟排放口位于道砟筛分装置末端。

优选地，所述清筛安装架位于安装车架下方预定位置且倾斜设置，所述道砟清筛组件二的第一端通过安装工件与清筛安装架侧壁滑动连接，所述道砟清筛组件二与道砟清筛组件一之间具有预定夹角且形成道砟清筛区域。

优选地，所述第一控制组件包括控制丝杆以及控制连接架，所述控制连接架下端与清筛安装架表面之间固定连接，所述控制丝杆贯穿控制连接架并且与之螺纹连接。

优选地，所述安装车架内部设置有信息处理单元，前端安装有信息采集单元，其中通过信息采集单元采集道砟分布信息，道砟分布信息包括道砟分布位置以及道砟分布宽度，其中通过道砟分布宽度调节道砟清筛区域合围面积大小，通过道砟分布位置调节道砟清筛区域的位置。

优选地，所述道砟输送机构为两组且分别与道砟清筛组件二与道砟清筛组件一位置相对应，所述道砟输送机构包括道砟输送组件一以及道砟输送组件二，所述道砟输送组件一与道砟输送组件二连接，且所述道砟输送组件一位于底端一侧。

优选地，所述道砟输送组件一包括输送安装筒，所述输送安装筒内部安装有第一皮带输送装置，所述道砟输送组件二包括输送安装架，所述输送安装架内壁安装有第二皮带输送装置，所述第二皮带输送装置的皮带表面固定连接有限位挡板，所述第一皮带输送装置的末端位于第二皮带输送装置第一端上方的预定位置。

一种道砟清筛方法，S10、清理预备：将道砟清筛设备放置于预定位置，根据道砟分布的位置以及宽度调节道砟清筛组件一以及道砟清筛组件二的位置；

S20、移动清理：驱动安装车架沿着铁轨表面定速移动，通过道砟清筛机构形成的道砟清筛区域将道砟朝着外端两侧定向排出，实现道砟的清理；并且通过道砟输送机构将清理后的道砟进行输送，输送至道砟暂存组件内进行暂存；

S30、道砟筛分：控制道砟暂存组件内的道砟进入到道砟筛分装置内，通过控制道砟筛分装置转动实现道砟的筛分；其中杂质掉落至杂质输送机构表面实现杂质的定向输送；道砟在道砟筛分装置内定向移动，从道砟排放口处排出重新铺设于铁轨表面。

优选地，在S20移动清理的过程当中，根据道砟分布位置以及道砟分布宽度调节道砟清筛区域合围面积大小及其位置。

本发明的有益效果为：

1、与传统的道砟清理方式相比较，通过设置道砟清筛组件一以及道砟清筛组件二将道砟进行分隔处理，能够提高道砟清筛的效率，满足道砟清筛的需求；通过设置第一控制组件以及第二控制组件分别控制道砟清筛组件一以及道砟清筛组件二线性移动，根据道砟实际需要清理的宽度以及位置进行适配调节，满足了清理的需求，保证了清理的效果，能够保证设备的通过效率的同时保证的足够的道砟清筛效率；整体装置通过清筛安装架进行连接，道砟清筛组件一以及道砟清筛组件二之间在移动的过程当中不会发生干涉，简化了控制过程，与传统清理方式相比较，其清理效果更加高效、适用范围更加广泛、使用故障率更低，满足多种条件下的清筛要求。

2、通过信息采集单元以及信息处理单元自动控制道砟清筛组件一以及道砟清筛组件二的位置，实现自动控制过程，提高了清筛的效率；道砟清筛组件一以及道砟清筛组件二合围形成三角形的稳定清筛区域，整体结构更加稳定，清筛效率得到提高，设备损坏率更低，并且能够在设备移动的过程当中进行动态地调节，无需停机进行等待，实现连续的清理加工，保证清筛的效率。

3、道砟清筛组件一以及道砟清筛组件二可以采用丝杆进行控制，控制过程简单可靠，控制过程简单，故障率低；通过设置道砟输送组件一以及道砟输送组件二协同对道砟进行输送，通过控制道砟输送组件一以及道砟输送组件二输送的效率，实现效能利用最大化，满足生产需求；道砟清筛组件一以及道砟清筛组件二倾斜设置，后方形成间隙用于放置道砟排放口能够缩小设备的体积，满足更多场景下的清筛要求。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的侧视结构示意图；

图3为本发明的俯视结构示意图；

图4为本发明的仰视结构示意图；

图5为本发明的主视结构示意图。

图中：1、安装车架；101、行走单元；102、道砟排放口；2、道砟清筛机构；201、道砟清筛组件一；202、道砟清筛组件二；203、清筛安装架；204、第一控制组件；2041、控制丝杆；2042、控制连接架；205、第二控制组件；3、道砟输送机构；301、道砟输送组件一；3011、输送安装筒；3012、第一皮带输送装置；302、道砟输送组件二；3021、输送安装架；3022、第二皮带输送装置；4、道砟暂存组件；401、暂存安装架；402、输送通道；403、暂存下料斗；5、道砟筛分装置；501、筛分筒；502、筛分安装架；503、弧形集料板；5031、条形集料口；6、杂质输送机构。

实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1-图5，一种道砟清筛设备，包括安装车架1，安装车架1下端设置有行走单元101以及道砟清筛机构2，其中行走单元101为两组，位于安装车架1下端两侧，用于控制安装车架1定向移动，实现整体设备的驱动行走过程，通过道砟清筛机构2对铁轨下端的道砟进行清筛，其中道砟清筛机构2位于两组行走单元101之间，在整体设备移动的过程当中通过道砟清筛机构2实现清理过程。

其中道砟清筛机构2包括道砟清筛组件一201以及道砟清筛组件二202，道砟清筛机构2还包括用于安装道砟清筛组件一201以及道砟清筛组件二202的清筛安装架203，道砟清筛组件一201与清筛安装架203相对固定，道砟清筛组件二202与清筛安装架203相对滑动，安装车架1表面安装有第一控制组件204，其中通过第一控制组件204控制清筛安装架203沿着第一方向线性移动，其中上述的第一方向为整体设备的宽度方向，即与铁轨路径相互垂直，通过第一控制组件204控制清筛安装架203沿着安装车架1宽度方向移动，能够调节道砟清筛机构2清理的位置；在清筛安装架203内设置有第二控制组件205，其中通过第二控制组件205控制道砟清筛组件二202沿着第二方向线性移动，上述的第二方向为清筛安装架203的长度方向，通过控制道砟清筛组件二202沿着清筛安装架203长度方向线性移动，能够根据道砟实际分布的范围大小调节道砟清筛组件二202末端伸出的位置，实现对不同宽度道砟的适配清理，满足了道砟清理的需求。

在安装车架1上端还设置有道砟输送机构3以及道砟筛分装置5，其中通过道砟输送机构3将道砟输送至道砟筛分装置5内进行筛分，最终筛分后清洁的道砟再次铺设于铁轨表面，实现道砟的自动循环，道砟在筛分过程当中产生的杂质被单独地筛分清理出，将杂质定向排出，二者实现分离。

在安装车架1上端设置有道砟暂存组件4，通过道砟暂存组件4能够对道砟输送机构3输送的道砟进行暂存，通过道砟暂存组件4控制道砟排放输送的效率，能够根据道砟实际的数量以及清洁情况进行适配调节，满足道砟筛分清理的需求；其中道砟暂存组件4位于道砟输送机构3以及道砟筛分装置5之间，道砟暂存组件4包括暂存安装架401，暂存安装架401上端固定连接有暂存下料斗403，暂存下料斗403下端连通有输送通道402，输送通道402末端朝着道砟筛分装置5内部方向延伸，其中输送通道402倾斜设置，暂存下料斗403内的道砟能够沿着输送通道402自动滑动至道砟筛分装置5内实现筛分，在输送通道402内设置有控制阀板，调节控制阀板的开度能够调节道砟的下料速率，控制道砟下料过程。

其中道砟筛分装置5包括筛分安装架502，筛分安装架502上端转动连接有筛分筒501，筛分筒501表面有若干个安装杆组成，具有筛分间隙，筛分筒501在转动的过程当中能够实现对道砟的连续清理，实现道砟与杂质的分离；在筛分安装架502内壁固定连接有位于筛分筒501下方的弧形集料板503，弧形集料板503底端表面开有条形集料口5031，条形集料口5031下端安装有倾斜的杂质输送机构6，其中筛分间隙的尺寸小于道砟的实际尺寸，杂质从筛分间隙处掉落至弧形集料板503表面，并且最终从条形集料口5031处掉落至杂质输送机构6表面实现输送过程；在安装车架1表面开有道砟排放口102，道砟排放口102位于道砟筛分装置5末端，这里需要说明的是，其中筛分筒501倾斜设置，筛分筒501在转动的过程当中，道砟能够在重力的作用下自动定向移动，最终掉落至道砟排放口102内，重新掉落至铁轨之上，实现道砟的自动输送，便于后续铺设过程；其中杂质输送机构6传动的方向与道砟输送的方向相反，实现杂质与道砟的分离，道砟排放口102位于道砟清筛机构2的后方预定位置，清理后的道砟掉落至清理后的铁轨表面，实现了道砟挖掘、清筛以及重新铺设的一体化过程。

具体参照附图4；其中清筛安装架203位于安装车架1下方预定位置且倾斜设置，具体为，清筛安装架203在水平面上具有一倾斜的夹角，道砟清筛组件一201安装固定于清筛安装架203第一侧的长度方向上，道砟清筛组件二202的第一端通过安装工件与清筛安装架203第二侧侧壁滑动连接，道砟清筛组件二202与道砟清筛组件一201之间具有预定夹角且形成道砟清筛区域，道砟清筛组件一201与道砟清筛组件二202之间倾斜设置，二者轮廓位于虚拟三角形的轮廓线上，且三角形的顶端与安装车架1传动方向一致；二者之间形成预定角度，通过控制道砟清筛组件二202移动能够控制道砟清筛区域的大小，以实现对分布宽度大小不同的道砟路面的适配清理，能够满足设备的通过需求以及道砟的高效清理需求；并且二者之间合围形成三角形的清理区域，整体结构稳定可靠，对于道砟挖掘清理过程来说，整体挖掘效果好，道砟清筛组件一201以及道砟清筛组件二202能够分别将道砟朝着外侧挖掘清理，清理效率得到了提高，满足道砟清理的要求；尤其是道砟清筛组件一201以及道砟清筛组件二202通过清筛安装架203进行连接，对于道砟清筛组件一201来说，其位置无需进行调节，位于基准的位置处，通过调节道砟清筛组件二202的位置即完成了对道砟清筛区域前端大小的调节，满足了清筛的效果；道砟清筛组件一201以及道砟清筛组件二202在调节的过程当中不会发生干涉，二者控制过程简单稳定，整体可靠性强度高，设备损坏率低，可以长期稳定可靠地进行工作。

作为可选的控制方式；其中第一控制组件204包括控制丝杆2041以及控制连接架2042，控制连接架2042下端与清筛安装架203表面之间固定连接，控制丝杆2041贯穿控制连接架2042并且与之螺纹连接，通过电控装置调节控制丝杆2041转动即可实现对控制连接架2042的控制，实现对清筛安装架203位置的调节控制，通过丝杆进行控制，稳定可靠，转动至预定的位置后，其通过自身即可保持稳定的状态，简化了控制过程；第二控制组件205同样可以选择为丝杆控制，在清筛安装架203内设置有控制滑块，滑块与安装工件相固定，丝杆在转动的过程当中让控制滑块线性移动，实现对道砟清筛组件二202位置的调节；上述控制方式同样可以选择为液压控制方式，根据实际需求进行针对性调整即可。

在安装车架1内部设置有信息处理单元，前端安装有信息采集单元，其中通过信息采集单元采集道砟分布信息，道砟分布信息包括道砟分布位置以及道砟分布宽度，信息采集单元将采集的信息传输至信息处理单元内，信息处理单元根据上传的数据判断是否需要调节道砟清筛区域以及如何调节道砟清筛区域；其中通过道砟分布宽度调节道砟清筛区域合围面积大小，通过道砟分布位置调节道砟清筛区域的位置，通过第二控制组件205控制道砟清筛组件二202的位置，即可实现对道砟清筛区域大小的调节，以满足通过需求以及高效清理需求；通过第一控制组件204控制清筛安装架203的位置，即可改变道砟清筛组件一201以及道砟清筛组件二202的位置，进而改变道砟清筛区域的位置，能够根据道砟的位置进行调节，满足了不同路段的灵活清理要求，保证的整体设备通过性的同时，满足了道砟高效清筛的要求。

上述的信息采集单元可以选择固定于安装车架1前端表面，通过摄像成像技术检测出道砟凸起的位置以及凸起的宽度，通过实施传递的画面来实现信息的采集过程，并且通过声波探测仪器进行检测，通过发射出检测波并且接收反射波对前方预定位置的道砟实施三维建模，快速判断出铁轨下端道砟的三维模型以及需求清理的数据，以通过信息处理单元控制第一控制组件204以及第二控制组件205进行动作，实现适配调节过程。

其中道砟输送机构3为两组且分别与道砟清筛组件二202与道砟清筛组件一201位置相对应，道砟输送机构3包括道砟输送组件一301以及道砟输送组件二302，道砟输送组件一301与道砟输送组件二302连接，且道砟输送组件一301位于底端一侧，通过道砟输送组件一301将道砟清筛机构2挖掘出的道砟进行一次输送，将零散的道砟进行快速输送，输送至道砟输送组件二302内，最终通过道砟输送组件二302对一次输送的道砟进行二次输送，最终输送至道砟暂存组件4以及道砟筛分装置5内实现道砟的筛分过程；其中通过增加道砟输送组件一301能够对零散的道砟进行一次输送，能够对移动中不同位置的道砟清筛组件二202以及道砟清筛组件一201进行适配输送，满足道砟的输送需求；并且道砟输送组件一301的输送载荷小，输送速率高，道砟输送组件二302的输送载荷大，输送效率低，通过道砟输送组件一301快速动作将挖掘产生的道砟及时排除，避免道砟堵塞，保证了整体设备的运转以及输送要求；大量的道砟堆积于道砟输送组件二302表面，通过道砟输送组件二302对道砟进行二次输送，通过控制道砟输送组件二302的转动以实现实时的满载输送，满足了输送的需求，提高了道砟输送的效率，降低了整体能源的消耗过程。

其中道砟输送组件一301包括输送安装筒3011，输送安装筒3011内部安装有第一皮带输送装置3012，道砟输送组件二302包括输送安装架3021，输送安装架3021内壁安装有第二皮带输送装置3022，第二皮带输送装置3022的皮带表面固定连接有限位挡板，通过设置限位挡板能够增加道砟输送的载荷量，满足单位面积道砟的输送需求，将道砟分隔为多个单独的区域，避免道砟滑落；并且第一皮带输送装置3012的末端位于第二皮带输送装置3022第一端上方的预定位置，第一皮带输送装置3012能够对道砟进行快速输送，让道砟快速输送至第二皮带输送装置3022的第一端，实现一次输送上料过程，满足上料需求，输送当中的道砟直接掉落至第二皮带输送装置3022的上端表面，实现道砟的自动落料；这里需要说明的是，其中第一皮带输送装置3012根据实际的空间进行调整，为折弯的状态，其表面开有摩擦条纹，保证足够的摩擦力大小，满足输送需求。

一种道砟清筛方法，包括如下步骤：

S10、清理预备：将道砟清筛设备放置于预定位置，根据道砟分布的位置以及宽度调节道砟清筛组件一201以及道砟清筛组件二202的位置；其中道砟清筛组件一201以及道砟清筛组件二202前端合围形成的道砟清筛区域大于需要清理道砟的宽度，道砟清筛组件一201以及道砟清筛组件二202外侧的末端位于需要清理道砟的两端，满足清理的需求；其中道砟清筛组件一201以及道砟清筛组件二202选取现有的链式清理方式，清理链条在定向转动的过程当中通过清理耙钉将道砟挖掘排出，实现清理过程。

S20、移动清理：驱动安装车架1沿着铁轨表面定速移动，通过道砟清筛机构2形成的道砟清筛区域将道砟朝着外端两侧定向排出，实现道砟的清理；并且通过道砟输送机构3将清理后的道砟进行输送，输送至道砟暂存组件4内进行暂存；通过道砟清筛机构2挖掘出的道砟进入到两侧的道砟输送机构3内进行输送，道砟输送至道砟输送机构3内定向移动，道砟最终进入到道砟暂存组件4内实现存储，满足道砟输送的需求。

S30、道砟筛分：控制道砟暂存组件4内的道砟进入到道砟筛分装置5内，通过控制道砟筛分装置5转动实现道砟的筛分；其中杂质掉落至杂质输送机构6表面实现杂质的定向输送；道砟在道砟筛分装置5内定向移动，从道砟排放口102处排出重新铺设于铁轨表面；道砟排放口102位于道砟清筛机构2的后方，倾斜设置道砟清筛组件二202以及道砟清筛组件一201能够为道砟排放口102的布置预留足够的位置，清洁后的道砟直接排放至道砟清筛组件一201以及道砟清筛组件二202形成的间隙内，缩小了整体设备的体积，整体设备体积较小，适合小范围的道砟清筛，能够满足更多情况下的清筛需求。

在S20移动清理的过程当中，根据道砟分布位置以及道砟分布宽度调节道砟清筛区域合围面积大小及其位置，其中通过道砟分布的宽度调节道砟清筛组件二202的位置，改变宽度的大小范围；通过第一控制组件204控制清筛安装架203的位置，调节清筛区域处于不同的位置，满足不同铺设路段的清筛需求，实现适配性的道砟清筛，满足多种情况下的清筛要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。