一种可折叠堆置式双单元全自动钢轨打磨机

技术领域

本发明涉及钢轨打磨技术领域，尤其涉及一种可折叠堆置式双单元全自动钢轨打磨机。

背景技术

随着我国高速铁路的快速发展和铁路运输能力的不断提高，钢轨接触疲劳损伤越来越严重，主要表现为轨面剥离、波浪形磨损、轨头压溃、裂纹和钢轨断裂等，严重影响铁路运输的安全性和经济性。这些损伤和缺陷若得不到及时处理和有效控制，钢轨将因不断恶化而失效，带来高额维护成本。钢轨打磨作为公认的钢轨养护技术，可有效修复钢轨廓形以改善轮轨接触关系，大幅延长钢轨服役寿命，因此在国内外轨道交通领域已得到广泛运用，明显改善了运营经济效益。

目前，现有技术中的钢轨打磨装备多为砂轮，其打磨方式为多个砂轮以不同角度和选定功率进行组合作业，受打磨工具自身性能和打磨方式的限制，砂轮打磨作业存在效率低、成本高等缺点。相对传统的砂轮打磨而言，砂带打磨具有弹性接触、冷态磨削等独特的加工优势，但其机械结构较为复杂，所占空间大，且智能化程度低。

在保证打磨作业质量的前提下，如何提升钢轨打磨作业智能化、提高钢轨打磨作业效率已成为高速铁路线路维护亟需解决的关键问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种可折叠堆置式双单元全自动钢轨打磨机，以实现有效地提高钢轨打磨的打磨效率和打磨质量。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种可折叠堆置式双单元全自动钢轨打磨机，包括：打磨单元结构，以及与打磨单元结构连接的垂向运动单元、横向运动单元、偏转运动单元和走行运动单元；

所述打磨单元结构包括砂带轮系结构，所述砂带轮系结构包括砂带(5)、砂带罩(3)、主动轮(2)、张紧轮(7)、接触轮(10)和驱动电机(1)，所述打磨单元结构通过安装板(15)和上下移动支撑板(14)与所述垂向运动单元连接；

所述垂向运动单元包括步进电机、导轨、滑块和上下移动支撑板，通过步进电机为所述打磨单元提供垂向驱动力；

所述横向运动单元包括横移电机和横移框架，通过横移电机为安装于横移框架上的打磨单元提供横向驱动力，通过横移框架与所述偏转运动单元连接；

所述偏转运动单元包括偏转电机、蜗轮和蜗杆，在偏转过程中，所述偏转电机带动所述蜗杆旋转，所述蜗轮带动所述打磨单元结构偏转至预设角度。

优选地，所述打磨单元结构包括砂带轮系结构、打磨升降结构、偏转轴(9)及对应的轴承座(8)、承载砂带轮系的安装板(15)以及与打磨机主体相连的上下移动支撑板(11)；

所述砂带轮系结构包括砂带(5)、砂带罩(3)、主动轮(2)、张紧轮(7)、接触轮(10)和驱动电机(1)，砂带轮系结构固定于安装板(15)上，驱动电机(1)与安装板(15)相连，以键连接的方式驱动主动轮(2)运动，接触轮(10)、张紧轮(7)通过砂带(5)与主动轮(2)相连接；接触轮(10)通过接触轮座(6)与安装板(15)固定连接，张紧轮(7)通过张紧轮支撑架(4)与安装板(15)固定连接；砂带罩(3)安装在砂带(5)上部。

优选地，所述打磨升降结构包括安装板(15)、步进电机(18)和丝杠套装，丝杠套装包括丝杠(16)、第一丝杠螺母(13)和联轴器(17)，步进电机(18)与上下移动支撑板(14)固定连接；第二丝杠螺母(16)与安装板(15)相连；步进电机(18)通过联轴器带动丝杠套装旋转，进行垂向运动。

优选地，所述垂向运动单元包括步进电机(18)、导轨(11)、滑块(12)和上下移动支撑板(14)，步进电机(18)与安装板(15)相连，安装板(15)与导轨11相固定连接，滑块(12)和上下移动支撑板(14)相连，且与导轨配合，丝杠(16)与连接在安装板(15)上的第一丝杠螺母(13)配合，通过步进电机(18)为打磨单元提供垂向驱动力。

优选地，所述横向运动单元包括横移电机(27)、横移螺杆(28)、横移螺母(29)、U形轮(23)和横移框架(21)，U形轮(23)与横移框架(21)固定连接，U形轮(23)置于打磨车底架(19)上，横移螺母(29)固定于横移框架(21)上，横向电动螺杆与横移电机(27)相连，打磨单元的偏转轴承座与横移框架(21)固定连接，横向电动螺杆通过横移电机(27)为横移框架(21)及安装于横移框架(21)上的打磨单元提供横向驱动力。

优选地，所述偏转运动单元包括偏转电机(26)、蜗轮(24)和蜗杆(25)，蜗杆(25)固定连接在横移框架(21)上，蜗杆(25)与偏转电机(26)相连，蜗轮(24)与上下移动支撑板(14)相连接，上下移动支撑板(14)与偏转轴承座(8)固定连接；蜗轮(24)与蜗杆(25)相啮合，偏转电机(26)安装于横向运动结构的横移框架(21)上，在偏转过程中，偏转电机(26)带动蜗杆(25)旋转时，蜗轮(24)带动打磨单元结构(22)偏转至预设角度。

优选地，所述走行运动单元包括轮毂电机(30)、车轮(31)和托板(32)，轮毂电机(30)与车架相连，轮毂电机(30)为打磨机的走行提供动力；车轮31为打磨机提供支撑。

优选地，在所述可折叠堆置式双单元全自动钢轨打磨机的存放及运输过程中，轮毂电机支架上端的托板(32)承载上方的打磨机车轮(31)，支撑堆叠放置打磨机。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例的可折叠堆置式双单元全自动钢轨打磨机充分考虑了砂带磨削方式用于钢轨打磨的技术特征，满足所有运行形式都由电机驱动完成，提高了打磨效率和打磨质量，且整体结构紧凑可堆叠放置，为运输过程的稳定性和安全性提供了结构保障。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种可折叠堆置式双单元全自动钢轨打磨机的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种打磨单元的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种打磨机折叠堆叠运输示意图；

图4为本发明实施例提供的一种打磨机联合作业实施方式示意图。

图中部件的编号如下：驱动电机1，主动轮2，砂带罩3，张紧轮支撑架4，砂带5，接触轮座6，张紧轮7，轴承座8，偏转轴9，接触轮10，导轨11，滑块12，第一丝杠螺母13，上下移动支撑板14，安装板15，丝杠16，联轴器17，步进电机18，打磨车底架19，横移框架21，打磨单元结构22，U形轮23，蜗轮24，蜗杆25，偏转电机26，横移电机27，横移螺杆28，横移螺母29，轮毂电机30，车轮31和托板32。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

针对当前打磨列车体积大、不灵活，打磨机功能单一、结构冗余且自动化程度低等问题，本发明实施例提出了一种可折叠堆置式双单元全自动钢轨打磨机，为节约运输空间、提高打磨效率提供了可选择结构形式。

本发明实施例提供的一种可折叠堆置式双单元全自动钢轨打磨机的整体结构示意图如图1所示，包括：打磨单元结构，以及与打磨单元结构连接的垂向运动单元、横向运动单元、偏转运动单元、走行运动单元和打磨机堆叠单元等机械结构。

本发明实施例提供的一种打磨单元的结构示意图如图2所示。所述打磨单元结构包括砂带轮系结构、打磨升降结构、偏转轴9及对应的轴承座8、承载砂带轮系的安装板15以及与打磨机主体相连的上下移动支撑板11。

所述砂带轮系结构包括砂带5、砂带罩3、主动轮2、张紧轮7、接触轮10和驱动电机1等；砂带轮系结构固定于安装板15上，驱动电机1与安装板15相连，并以键连接的方式直接驱动主动轮2运动，接触轮10、张紧轮7通过砂带5与主动轮相连接；接触轮10通过接触轮座6与安装板15固定连接，张紧轮7通过张紧轮支撑架4与安装板15固定连接；砂带罩3安装在砂带5上部。

所述打磨升降结构包括安装板15、步进电机18和丝杠套装(丝杠16、第一丝杠螺母13、联轴器17)；步进电机18与上下移动支撑板14固定连接；第二丝杠螺母16与安装板15相连；步进电机18通过联轴器带动丝杠套装旋转，从而进行垂向运动。

所述垂向运动单元包括步进电机18、导轨11、滑块12和上下移动支撑板14，步进电机18与安装板15相连，安装板15与导轨11相固定连接，滑块12和上下移动支撑板14相连，且与导轨配合，丝杠16与连接在安装板15上的第一丝杠螺母13配合，通过步进电机18为打磨单元提供垂向驱动力；砂带轮系实现垂向进给时，砂带轮系与驱动电机1同时运动。

所述横向运动单元包括横移电机27、横移螺杆28、横移螺母29、U形轮23和横移框架21，电动U形轮23与横移框架21固定连接，并置于打磨车底架19上。横移螺母29固定于横移框架21上，并与横移螺杆28配合。横向电动螺杆与横移电机27相连，打磨单元的偏转轴承座与横移框架21固定连接，横向电动螺杆通过横移电机27为横移框架21及安装于横移框架21上的打磨单元的横向运动提供驱动力。

所述偏转运动单元包括偏转电机26、蜗轮24和蜗杆25，蜗杆25固定连接在横移框架21上，并与偏转电机26相连，蜗轮24与上下移动支撑板14相连接，上下移动支撑板14与偏转轴承座8固定连接；蜗轮24与蜗杆25相啮合，偏转驱动的动力由偏转电机26提供，偏转电机26安装于横向运动结构的横移框架21上。在偏转过程中，偏转电机26带动蜗杆25旋转时，蜗轮24带动打磨单元结构22整体偏转至预设角度；打磨单元以偏转轴9为中心转动，偏转轴9通过轴承与偏转轴承座配合；砂带轮系、安装板等打磨单元结构22所有部件都进行偏转，其偏转中心在偏转轴处。

上述走行运动单元包括轮毂电机30、车轮31和托板32，轮毂电机30与车架相连，为打磨机的走行提供动力；车轮31为打磨机提供支撑。

本发明实施例提供的一种打磨机折叠堆叠运输示意图如图3所示，打磨机联合作业实施方式示意图如图4所示。上述可折叠堆置式双单元全自动钢轨打磨机在存放及运输过程中，轮毂电机支架上端的托板32会承载上方打磨机车轮31，起到支撑堆叠放置打磨机的作用。

上述可折叠堆置式双单元全自动钢轨打磨机搭载ZigBee模块，该ZigBee模块可以实现多台打磨机之间的协同工作。

综上所述，本发明实施例提供的可折叠堆置式双单元全自动钢轨打磨机具有如下有益效果：

(1)可折叠堆置设计，方便收纳放置，适合多种运输方式；

(2)双打磨头自动化作业，多机协作实现智能打磨；

(3)蜗轮蜗杆转角驱动配合圆柱导轨力加载方式，实现大扭矩全廓形打磨。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。