一种智能高速钢轨磨铣车的制作方法

1.本实用新型涉及轨道维护技术领域大型养路机械，尤其是涉及一种兼具高速打磨和高精度铣磨功能的综合型智能钢轨维护装备。


背景技术：

2.公知的，随着我国铁路和轨道交通建设的快速发展，轨道维护成为影响运营安全的重要一环，及时的进行钢轨维护可以有效保持钢轨服役性能，延长钢轨服役寿命，提高列车运行安全性。在目前的钢轨维护大型养路机械中，主要分为钢轨打磨车和钢轨铣磨车两种。其中，高速钢轨打磨车作业速度可达80km/h，但打磨量较低，通常对钢轨进行预防性打磨减缓病害发生，但对较严重的病害钢轨，其难以进行整形性修复。钢轨铣磨利用成型铣削原理对病害钢轨进行整形性修复，一次成型，具有修复精度高、去除量大、清洁环保等优点，但限于铣削工艺束缚，其作业速度普遍不大于3km/h。在实际需要进行钢轨维护的线路中，根据不完全统计，绝大部分的线路钢轨病害情况较轻，通过钢轨打磨即可实现维护，少部分线路钢轨（多为曲线段）病害情况较重，需由钢轨铣磨进行整形性修复维护。
3.因此，针对全线路钢轨维护需求，提出一种兼顾修复效率和作业速度，且通过在线实时检测钢轨调整修复策略的综合型智能高速钢轨磨铣车，既能快速对全线路轻病害路段钢轨进行预防性打磨，又能对全线路重病害路段钢轨进行整形性铣磨修复，并在维护过程中车辆检测系统在线实时辅助工务维护人员确定修复策略，成为本领域技术人员的基本诉求。


技术实现要素：

4.为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种智能高速钢轨磨铣车。
5.为了实现所述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种智能高速钢轨磨铣车，包括从左至右依次连接动力车、打磨作业车和铣磨作业车，动力车、打磨作业车、铣磨作业车之间均通过车钩和风挡连接；
7.打磨作业车设置为至少一辆，每辆打磨作业车均包括从左至右依次设置的备件存放室、打磨室和粉尘处理室，在备件存放室、粉尘处理室的底部分别设有前转向架、后转向架，在打磨室的底部左右间隔设有打磨装置a和打磨装置b；打磨装置a和打磨装置b均包括升降导轨、翻转油缸、固定框架和固定架，固定框架固定在打磨室的底部，在固定框架上设有通过伺服电机驱动的升降导轨，翻转油缸的外圈与升降导轨固定连接，翻转油缸的内圈通过多个定位销与固定架固定连接，在固定架的两边均设有通过磨石固定架固定的一排磨石组，每排磨石组均设有若干个磨石，在固定架上开设有角度调节孔，用于调节磨石固定架的角度；
8.粉尘处理室内设有集尘机、旋风除尘机和集尘箱，集尘机的进气口与旋风除尘机的出口连接，旋风除尘机的除尘口与集尘箱的进口连通设置。
9.所述的智能高速钢轨磨铣车，备件存放室内设有零件存放柜和工具存放柜。
10.所述的智能高速钢轨磨铣车，动力车包括从左至右依次设置的司机室、动力室和电气室，在动力室的底部靠近油箱处设有测量单元，测量单元包括激光测距仪和cmos 传感器，激光测距仪、cmos 传感器分别通过安装支架固定在动力室的底部；位于测量单元两侧的动力室的底部分别固定有后动力转向架、前动力转向架；在司机室内设有机车操纵台和司机座椅；动力室内设有发电机组、散热系统和液压动力源，发电机组为打磨作业车、铣磨作业车提供作业动力，液压动力源与打磨作业车、铣磨作业车的液压系统连接；在电气室内设有电气柜和辅助设施a，在发电机组和液压动力源的下部设有制动气缸。
11.所述的智能高速钢轨磨铣车，打磨作业车设置两辆以上时，相邻的两打磨作业车之间均通过车钩和风挡连接。
12.所述的智能高速钢轨磨铣车，铣磨作业车从左至右依次包括备件室、屑尘储存室、电气室和司机室，备件室内设有工具备件柜和辅助设施b；屑尘储存室内有集成式除尘系统、集尘箱和集屑箱，集成式除尘系统的进气口与集尘箱的出口连接，集成式除尘系统的进气口与集屑箱连通；电气室内有作业控制柜和作业变电柜，司机室内有司机座椅、机车操纵台和作业操纵台。
13.所述的智能高速钢轨磨铣车，在电气室的下部和备件室的下部分别固定有刚性支撑后转向架、刚性支撑前转向架，刚性支撑后转向架的一侧设有测量单元，所述测量单元包括激光测距仪和cmos 传感器，激光测距仪、cmos 传感器分别通过安装支架固定在电气室的底部；在屑尘储存室的下部两侧分别设有打磨单元和铣削单元。
14.所述的智能高速钢轨磨铣车，翻转油缸带动磨石固定架及磨石的偏转角度为35
°
～50
°
。
15.所述的智能高速钢轨磨铣车，在电气室的下部还设有测速装置，测速装置包括安装支架及安装在安装支架上的测速传感器。
16.由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
17.1、本实用新型所述的智能高速钢轨磨铣车，动力车上安装的测量单元a、铣磨作业车上安装的测量单元b的光电传感器为非接触式检测系统，可在线实时显示钢轨轮廓、波磨信息，作业系统自动对比分析作业前后钢轨检测数据，结合钢轨位标信息，准确得到钢轨病害修复情况与遗留病害情况，将根据分析结果智能给出修复策略反馈至人机交互系统和作业控制系统，由工务人员授权控制系统对当前作业策略进行调整，实现智能控制，达到良好的作业效果，同时记录钢轨每次作业前后状况，利用大数据分析，为钢轨实现科学维护提供技术支撑。
18.2、本实用新型所述的智能高速钢轨磨铣车，所述的打磨单元不设置动力，通过独特设计的打磨装置调整好磨石与钢轨之间的角度差，利用动力车的载荷作用产生的摩擦力驱动磨石旋转，在相对作用力下对钢轨进行磨削；打磨过程中磨石在切削面内所受的合力为横向力和纵向力的合力，设置特有打磨装置实现偏转角度在35
°
～50
°
范围内可以调整，磨石偏转角增大，有利于提高磨削效果，同时打磨车运行阻力增大；针对落差较大道轨，磨石采用较小角度。每组磨石定位采用旋转油缸控制，角度误差小于0.5%，重复定位精度0.1%，可以方便在工作过程中快速切换磨石组。
19.3、本实用新型所述的智能高速钢轨磨铣车，所述将动力车、打磨作业车、铣磨作业车之间通过车钩和风挡编挂在一起，可以实现互通，打磨车能灵活编挂多节作业，一车即可
完成对整条线路的不同维护需求，综合作业效率达到30km/h以上，极大提高线路天窗期的维护效率，又支持与线路运营车辆连挂编组作业，灵活的应用方式，可充分满足线路钢轨维护需求，有效解决了打磨作业效率低、无法进行整形性修复和污染环境的问题；本实用新型高速打磨作业过程中噪音低，打磨磨尘通过旋风除尘机和集尘机进行收集，环境污染小。
附图说明
20.图1是本实用新型的整车结构示意图。
21.图2是本实用新型的动力车主视结构示意图。
22.图3是本实用新型的动力车俯视结构示意图。
23.图4是本实用新型的打磨作业车主视结构示意图。
24.图5是本实用新型的打磨作业车俯视结构示意图。
25.图6是本实用新型的铣磨作业车主视结构示意图。
26.图7是本实用新型的铣磨作业车俯视结构示意图。
27.图8是本实用新型打磨装置的结构示意图。
28.图中：1、动力车；2、打磨作业车a；3、车钩；4、风挡；5、打磨作业车b；6、铣磨作业车；7、司机室；8、动力室；9、电气室；10、后动力转向架；11、测量单元a；12、油箱；13、前动力转向架；14、机车操纵台；15、司机座椅；16、发电机组；17、制动风缸；18、散热系统；19、液压动力源；20、电气柜；21、辅助设施；22、备件存放室；23、打磨室；24、粉尘处理室；25、后转向架；26、打磨装置一；27、打磨装置二；28、前转向架；29、零件存放柜；30、工具存放柜；31、集尘机；32、旋风除尘机；33、集尘箱；34、备件室；35、屑尘储存室；36、电气室；37、司机室；38、刚性支撑后转向架；39、测速装置；40、测量单元b；41、铣削单元；42、磨削单元；43、刚性支撑前转向架；44、工具备件柜；45、辅助设施；46、集成式除尘系统；47、集尘箱；48、集屑箱；49、作业控制柜；50、作业变电柜；51、司机座椅；52、机车操纵台；53、作业操纵台；54、定位销；55、固定框架；56、翻转油缸；57、升降导轨；58、磨石；59、角度调节孔；60、固定架；61、磨石固定架。
具体实施方式
29.通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
30.结合附图1
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8所述的智能高速钢轨磨铣车，包括从左至右依次连接动力车1、打磨作业车和铣磨作业车6，动力车1、打磨作业车、铣磨作业车6之间均通过车钩3和风挡4连接；
31.打磨作业车设置为至少一辆，每辆打磨作业车均包括从左至右依次设置的备件存放室22、打磨室23和粉尘处理室24，在备件存放室22、粉尘处理室24的底部分别设有前转向架28、后转向架25，在打磨室23的底部左右间隔设有打磨装置a26和打磨装置b27；打磨装置a26和打磨装置b27均包括升降导轨57、翻转油缸56、固定框架55和固定架60，固定框架55固定在打磨室23的底部，在固定框架55上设有通过伺服电机驱动的升降导轨57，翻转油缸56的外圈与升降导轨57固定连接，翻转油缸56的内圈通过多个定位销54与固定架60固定连接，在固定架60的两边均设有通过磨石固定架61固定的一排磨石组，每排磨石组均设有若干个磨石58，在固定架60上开设有角度调节孔59，用于调节磨石固定架61的角度；
32.粉尘处理室24内设有集尘机31、旋风除尘机32和集尘箱33，集尘机31的进气口与旋风除尘机32的出口连接，旋风除尘机32的除尘口与集尘箱33的进口连通设置。
33.所述的智能高速钢轨磨铣车，备件存放室22内设有零件存放柜29和工具存放柜30。
34.所述的智能高速钢轨磨铣车，动力车1包括从左至右依次设置的司机室7、动力室8和电气室9，在动力室8的底部靠近油箱12处设有测量单元11，测量单元11包括激光测距仪和cmos 传感器，激光测距仪、cmos 传感器分别通过安装支架固定在动力室8的底部；位于测量单元11两侧的动力室8的底部分别固定有后动力转向架10、前动力转向架13；在司机室8内设有机车操纵台14和司机座椅15；动力室8内设有发电机组16、散热系统18和液压动力源19，发电机组16为打磨作业车、铣磨作业车6提供作业动力，液压动力源19与打磨作业车、铣磨作业车6的液压系统连接；在电气室9内设有电气柜20和辅助设施a21，在发电机组16和液压动力源19的下部设有制动气缸17；辅助设施为员工休息设施，设置司机以外乘员座位、随身物品存放柜等。
35.所述的智能高速钢轨磨铣车，打磨作业车设置两辆以上时，相邻的两打磨作业车之间均通过车钩3和风挡4连接。
36.所述的智能高速钢轨磨铣车，铣磨作业车6从左至右依次包括备件室34、屑尘储存室35、电气室36和司机室37，备件室34内设有工具备件柜44和辅助设施b45；屑尘储存室35内有集成式除尘系统46、集尘箱47和集屑箱48，集成式除尘系统46的进气口与集尘箱47的出口连接，集成式除尘系统46的进气口与集屑箱48连通；电气室36内有作业控制柜49和作业变电柜50，司机室37内有司机座椅51、机车操纵台52和作业操纵台53。
37.所述的智能高速钢轨磨铣车，在电气室36的下部和备件室34的下部分别固定有刚性支撑后转向架38、刚性支撑前转向架43，刚性支撑后转向架38的一侧设有测量单元，所述测量单元包括激光测距仪和cmos 传感器，激光测距仪、cmos 传感器分别通过安装支架固定在电气室36的底部；在屑尘储存室35的下部两侧分别设有打磨单元42和铣削单元41。
38.所述的智能高速钢轨磨铣车，翻转油缸56带动磨石固定架61及磨石58的偏转角度为35
°
～50
°
。
39.所述的智能高速钢轨磨铣车，在电气室36的下部还设有测速装置39，测速装置包括安装支架及安装在安装支架上的测速传感器。
40.实施本实用新型所述的智能高速钢轨磨铣车，如附图1所示，在作业前，将动力车1、打磨作业车a2、打磨作业车b5、铣磨作业车6之间分别通过车钩3、风挡4编挂在一起，打磨车作业车可设置多节，设置的节数越多，一遍打磨量越大，编组数量需与整车的动力匹配，1
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5节为宜，根据打磨需求设定；动力车采用柴油发动机组为整车提供动力，也可根据需要采用接触网受电弓取电作为动力源。动力车1为整个磨铣车提供牵引动力，在动力车1的底部设置测量单元11，测量单元由计算机控制系统控制高精度的非接触式2d激光传感器检测钢轨轮廓，检测精度可达2μm，由伺服控制系统在车辆运行过程中实时调整测量模块与钢轨的距离并保持恒定，测量的数据经软件进行坐标转换和旋转得到准确的钢轨廓形，与标准钢轨廓形对比即得到当前钢轨磨耗数据及修复情况。同时，高精度非接触式激光传感器检测钢轨顶面数据，检测精度可达1μm，由伺服系统在车辆运行过程中实时调整测量模块与钢轨横向距离并保持恒定，经钢轨波磨测量算法实时计算得到钢轨波磨数据，结合钢轨位标
在线绘制生成波磨曲线。磨铣车作业过程中的钢轨检测数据实时存储，可供作业控制系统进行在线和离线数据分析，为工务维护人员提供钢轨修复策略决策依据。
41.打磨作业车自身不带动力，通过调整好打磨单元磨石与钢轨之间的角度差，利用动力车1的载荷作用产生的摩擦力驱动磨石旋转，在相对作用力下对钢轨进行磨削；打磨过程中磨石在切削面内所受的合力为横向力和纵向力的合力，设置磨石偏转角度在35
°
～50
°
范围内可以调整，磨石偏转角增大，有利于提高磨削效果，同时打磨车运行阻力增大；针对落差较大道轨，磨石采用较小角度，每组磨石定位采用旋转油缸控制，角度误差小于0.5%，重复定位精度0.1%，可以方便在工作过程中快速切换磨石组。
42.铣磨作业车设置有铣削单元41和磨削单元42，铣磨作业模式下，磨铣作业车启用低恒速走行功能以匹配铣磨作业需求；同时铣磨作业车设有测速传感器，确保速度不满足作业要求时，控制系统及时采取应急处置措施。铣削作业单元采用现有技术中的砂带式主动磨削装置，左右铣削刀盘可根据需要独立工作，铣磨作业车设有集屑箱，可实现至少10公里铁屑作业量存储容积；根据铣削深度铣刀刃面寿命可满足一次铣磨作业里程5公里～6公里，铣削作业深度0.2mm～2mm。铣磨作业车磨削单元采用现有技术中砂带式主动磨削装置，通过压力调整机构根据砂带使用里程在线实时调节砂带磨削压力，压力调节过程由系统自动完成，去除铣削作业残余刀痕，改善洗后轨面粗糙度。磨削作业单元设有磨尘回收装置，实现磨尘有效收集，控制系统设有砂带寿命提醒功能，根据当前使用里程自动评估剩余里程。
43.本实用新型一车即可完成对整条线路的不同维护需求，极大提高了线路天窗期的维护效率，又支持与线路运营车辆连挂编组作业，灵活的应用方式，可充分满足线路钢轨维护需求。
44.本实用新型未详述部分为现有技术。
45.为了公开本实用新型的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本实用新型旨在包括一切属于本构思和实用新型范围内的实施例的所有变化和改进。