一种激振捣固装置的制作方法

1.本发明涉及一种捣固装置，尤其是一种激振捣固装置，属于轨道交通技术领域。


背景技术：

2.捣固设备是轨道交通领域中用于在铁路养护过程中进行捣固作业——即将道砟碎石聚拢压实在轨道下的关键设备，其典型结构为公开号cn106414849a、申请号201580024294 .4的中国专利文献所披露，f)，其具有相对于捣固设备机架沿导引件能够调节高度地导引的支承件，构造为摆动杆的捣固工具对可摆动地支承在所述支承体上，所述捣固工具对的用于沉入碎石道床的确定的捣固工具能够利用振动驱动装置方向相反地被驱动并且能够液压式地进给，其中，为捣固工具对的每个捣固工具配设进给驱动装置，其中，多个捣固工具组成捣固单元，在捣固单元之间空出用于围绕钢轨的空档并且捣固单元相互机械式连接，并且为每个摆动杆配设捣固单元和进给驱动装置，并且导引件布置在摆动杆的工作区域之外，其特征在于，所述导引件直接作用在相应的支承件上并且在捣固设备机架的静止不动的导引件中运动。
3.该技术方案提出了一种液压激振的双枕捣固装置，通过4个液压激振油缸驱动4个镐臂进行振动和夹持动作，从而实现2根轨枕上单侧钢轨附近的捣固作业。该方案存在以下缺点：1）需要四个液压激振油缸，成本高昂；2）成对捣臂分别由其上端非同一直线延伸的液压缸驱动，受力均衡性欠佳，不利于保证对中夹实；3）轨枕长度方向的两组捣镐因安装在同一个镐臂上而只能同步夹实，当对应位置的两处道砟密实度不一时，难以实现均匀的密实夹实。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，通过结构改进，提出一种结构紧凑、受力均衡并且成本经济的激振捣固装置，实现更好的密实效果。
5.为了达到以上目的，本发明激振捣固装置的基本技术方案为：包括可升降的捣固机架；至少一个激振器件，铰装在捣固机架中部；至少一个连接板，与激振器件铰接；至少两个双端伸缩夹持油缸，其缸体分别固连于连接板两侧；至少两成对捣固臂，分别铰装在捣固机架两侧、且上端分别与相应的双端伸缩夹持油缸的活塞端铰接。
6.与现有技术相比，本发明采用了“激振驱动集中、夹持驱动分散”的合理设置方案，通过将成对捣固臂的上端分别与双端伸缩夹持油缸的两个活塞杆伸出端铰接，不仅实现了成对捣镐上端受力大小相等、方向相反而受力均衡、动作具有对称性，可以保证对中夹实，并且结构十分紧凑；其次，由于本发明采用了在连接板的两侧固定连接相互平行的双端伸
缩夹持油缸、且其内端连接激振器件的合理布置，每个激振器件（如液压激振器或电磁激振器）可同时驱动4个捣固臂发生振动，实现了“一”带“四”的高效激振效果，这样，本发明使用激振器件（如昂贵的液压激振器）的数量可以减半，因此成本显著降低，有效解决了液压激振捣固装置成本高、难以推广应用的难题；并且成对捣固臂由双端伸缩夹持油缸的两端活塞杆分别进行单独驱动，而沿轨枕长度方向的两组捣镐安装在不同的捣固臂上，当对应位置的两处道砟密实度不一时，每组捣镐可以移动不同的距离，从而能够确保各捣固位置能达到均匀的密实效果。并且，因为本发明采用的连接板可以实现双端伸缩夹持油缸和激振器件的模块化集成连接，对批量化生产和组装特别有利。
7.本发明进一步的完善如下：含有对称铰装在捣固机架中部的两个激振器件和两个连接板、四个伸缩夹持油缸、四对捣固臂；所述两个连接板的内端分别与对应的激振器件的活塞杆端铰接；所述四个伸缩夹持油缸的缸体分别固连于对应的连接板的两侧；所述四对捣固臂分别铰装在捣固机架两侧、且上端分别与相应的双端伸缩夹持油缸的活塞端铰接。进一步体现出捣固装置的结构紧凑和受力均衡的优点，可以同时进行两根轨枕的捣固作业。
8.所述液压捣固装置关于相互垂直的两个铅垂面对称，至少有利于实现更加紧凑、受力均衡的结构，方便制造和组装。
9.所述双端伸缩夹持油缸和激振器件呈水平安置，且二者的轴线相互平行、位于同一平面内，有助于减小双端伸缩夹持油缸受到的径向振动力；确保双端伸缩夹持油缸处于更合理的受力状态，有效延长双端伸缩夹持油缸的使用寿命，减少夹持油缸出现漏油、伸缩卡滞等故障的概率。且能够进一步保证捣固装置在作业时处于更稳定的状态，以减少对捣固车稳定性及其检测精度的影响。
10.所述成对捣固臂的外侧捣固臂上部力臂和内侧捣固臂上部力臂相等，且外侧捣固臂的下部力臂和内侧捣固臂的下部力臂相等。好处是使与内外侧的捣固臂固定连接的捣镐产生基本相同的夹持力，有利于道床的反作用力在双端伸缩夹持油缸处抵消，减轻对激振器件（如液压激振油缸）的负载，从而有利于降低对激振器件（如液压激振油缸）的技术要求，进一步促进成本的下降。
11.所述捣固机架由通过两侧的侧纵柱和中部纵柱相互固连的上横梁、下横梁所构成的框架结构，以及通过若干筋板分别固连于下横梁两旁的水平支撑梁构成，所述两旁的水平支撑梁和下横梁以及所述若干筋板构造成用于容纳单侧钢轨的空间。所述捣固机架的上横梁、下横梁与液压激振油缸的轴线大致平行设置。这样的机架结构，既简单紧凑，具备容置单侧钢轨的空间，又具有足够强度，能较好地承担安装激振器件及双端伸缩夹持油缸的功能以及承受捣固作业时的各种反作用力。
12.每个水平支撑梁分别设有四个安装捣固臂的铰装孔；所述中部纵柱上具有两个用于铰装激振器件的安装孔。
13.所述激振器件为液压激振油缸或电磁激振器。
附图说明
14.以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细的说明。
15.图1是本发明一个实施例的立体结构示意图。
16.图2是图1实施例的工作状态立体结构示意图。
17.图3是图1实施例的捣固机架立体结构示意图。
18.图4是图1实施例的双端伸缩夹持油缸组件立体分解结构示意图（图中虚线为液压激振油缸）。
19.图5是图1实施例的部分结构立体分解结构示意图。
20.图6是图1实施例的运动分析立体结构示意图。
21.图7是图1实施例的平面投影结构示意图。
22.图8是图7的h
‑
h剖视结构示意图。
23.图9是图1实施例的连接板立体结构示意图。
24.图10是图1实施例的双端伸缩夹持油缸的剖面结构示意图。
具体实施方式
25.实施例一本实施例是一种双枕液压激振捣固装置，其基本结构如图1（参见图2）所示，该液压激振捣固装置x主要由一个可升降的捣固机架7、对称铰装在捣固机架7中部的两个液压激振油缸6、分别与两个液压激振油缸6活塞杆端铰接的两个连接板5、分别固连于两个连接板的四个双端伸缩夹持油缸4、分别铰装在捣固机架7两侧、且上端分别与相应双端伸缩夹持油缸铰接的四对捣固臂组成。在升降油缸8的驱动下，该装置可沿安装在车体框架10上的竖直布置的导向柱9升降动作，可以对2根轨枕1上的单侧钢轨2附近的区域进行捣固作业。液压激振油缸6是一种在伺服阀控制下的活塞杆可以进行高频伸缩的油缸。
26.如图3所示，捣固机架7由通过两侧的侧纵柱7
‑
5和中部纵柱7
‑
4相互连接的上横梁7
‑
1、下横梁7
‑
2所构成的框架结构，以及通过若干筋板7
‑
6分别连接于下横梁7
‑
2两旁的水平支撑梁7
‑
3构成。在捣固机架7两侧具有竖直贯通上横梁7
‑
1、下横梁7
‑
2及侧纵柱7
‑
5的导向柱9的安装孔7
‑
7，用于套装导向柱9并与其滑动配合；上横梁7
‑
1的中部具有安装升降油缸8的安装孔7
‑1‑
1。每个水平支撑梁7
‑
3分别具有4个用于安装捣固臂3的铰装孔7
‑3‑
1；中部纵柱7
‑
4上具有两个用于铰装液压激振油缸6的安装孔7
‑4‑
1。
27.如图4所示，两个双端伸缩夹持油缸4通过连接孔4
‑
2与连接板5的连接孔5
‑
1通过铰制孔螺栓11刚性连接成一个双端伸缩夹持油缸组件12。如图3、图4所示，连接板5的连接孔5
‑
2与液压激振油缸6的活塞杆孔6
‑
1铰接。液压激振油缸6的尾部连接孔6
‑
2与捣固机架7中部纵柱7
‑
4的安装孔7
‑4‑
1铰接。
28.如图5所示，双端伸缩夹持油缸4的活塞杆端安装孔4
‑
1与捣固臂3的上端安装孔3
‑
1铰接；捣固臂3的中部安装孔3
‑
2与水平支撑梁7
‑
3的铰装孔7
‑3‑
1铰接（图中铰接用的销轴未示出）。
29.如图6所示，捣固机架7、液压激振油缸6、双端伸缩夹持油缸组件12与捣固臂3组成一套连杆机构，当液压激振油缸6的活塞杆沿c方向短行程高频伸缩运动时，带动双端伸缩夹持油缸组件12产生水平方向为主的左右晃动，从而带动捣固臂3产生摇摆运动，结果表现为刚性连接在捣固臂3上的捣镐3
‑
1末端的沿d方向的微幅摇摆振动；当双端伸缩夹持油缸4的两端活塞杆沿a方向伸出时，推动与之连接的捣固臂3产生绕安装孔3
‑
2的转动，从而形成捣镐3
‑
1沿b方向的夹持动作。
30.如图7所示，该液压捣固装置x的总体结构布置关于垂向的两个方向的对称面13和14对称，两侧的液压激振油缸6的活塞杆的运动同步且方向相反，这样可以使两边的振动力相互抵消。双端伸缩夹持油缸4和液压激振油缸6呈水平布置，且二者的轴线相互平行、在同一平面内为最佳，可以减小双端伸缩夹持油缸4所受到的径向负载。位于外侧的捣固臂3的上部力臂l1和位于内侧的捣固臂3的上部力臂l2基本相等，位于外侧的捣固臂3的下部力臂l3和位于内侧的捣固臂3的下部力臂l4基本相等，这样夹实道砟时捣固臂3所受到的反作用力在双端伸缩夹持油缸4可以充分的抵消，减小对液压激振油缸6的影响。位于外侧的捣固臂3，也可简称为“外侧捣固臂”，位于内侧的捣固臂3，也可简称为“内侧捣固臂”。
31.本实施例连接板5的具体结构如图9所示，包括底板和底板中部向上凸出的双耳板，双耳板设置有中部连接孔5
‑
2，用于与液压激振油缸6的活塞杆孔6
‑
1铰接，底板的两侧对称布置的共四个连接孔5
‑
1用以与双端伸缩夹持油缸4的连接孔4
‑
2进行刚性连接。双端伸缩夹持油缸4的剖面结构如图10所示，具有一体双腔的缸体4
‑
2，左、右腔体相互独立，两端活塞杆4
‑
3相互之间的动作互不干扰。除此之外，也可以由两个夹持油缸刚性连接而成。
32.试验表明，本实施例具有如下优点：（1）本实施例采用了一体化的双端伸缩夹持油缸（或两油缸刚性连接）作为夹持机构，驱动成对捣固臂张合，不仅结构紧凑，而且受力平衡性和夹实对中性俱佳；（2）本实施例基于连接板中部连接激振器件以及连接板两侧分别连接双端伸缩夹持油缸的合理配置，提供了一种振动驱动集中、夹持驱动合理分散的捣固新结构。每套夹持机构（包括双端伸缩夹持油缸和捣固臂）均通过连接板与捣固机架上的液压激振器相连，每个液压激振器可同时驱动4个捣固臂发生振动，实现了“一”带“四”高效激振效果，并且可以使昂贵的液压激振器的数量减半，从而大大降低设备制造成本，有效解决液压激振捣固装置成本高、难以推广应用的难题；另一方面，由于成对捣固臂由双端伸缩夹持油缸的两端活塞杆进行单独驱动，从而能够确保各捣固位置均能达到均匀的密实效果。
33.因此，本实施例不仅能够实现更高效的激振传递效果，而且能够实现更均匀的密实效果，并且连接板和双端伸缩夹持油缸及液压激振之间的连接结构简单，便于模块化组装，有利于批量化生产。
34.（3）双端伸缩夹持油缸的轴线呈水平布置，且与液压激振器的轴线相互平行、处于同一水平面时，有助于减小双端伸缩夹持油缸受到的径向振动力；确保双端伸缩夹持油缸处于更合理的受力状态，有效延长双端伸缩夹持油缸的使用寿命，减少夹持油缸出现漏油、伸缩卡滞等故障的概率。
35.（4）位于外侧的捣固臂的夹持力臂与位于内侧的捣固臂的夹持力臂相等，因此使位于内、外侧的捣固臂上的捣镐产生相同的夹持力，有利于道床的反作用力在双端伸缩夹持油缸处抵消，减轻液压激振器的负载，从而降低对液压激振器的技术要求，进一步降低成本；（5）机架上的两个侧纵柱上设置的导向柱安装孔以及上横梁上设置的安装提升油缸的安装孔，保证了整个机架所载捣固装置在提升油缸的驱动下顺利升降动作。
36.总之，采用本实施例，可以提供一种结构紧凑、受力均均衡且成本经济的捣固装置，一方面可以保证各捣固位置的道砟达到均匀的密实程度；另一方面，因基于连接板上的双端伸缩夹持油缸及液压激振器所构成的激振和夹持驱动机构，显著减少了液压激振油缸
的数量而大大降低制造成本，有利于大批量制造和推广应用。
37.除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。例如，只有上述捣固机架（7）左侧一半，再加上1个液压激振油缸（6），2个双端伸缩夹持油缸（4）、1个连接板（5）以及4个捣固臂（3），可组成一个单枕的液压激振捣固单元；再如，液压激振油缸（6）可以使用电磁激振器代替；等等。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。