一种打磨单元下压机构，包括该机构的打磨单元及打磨车制造技术

本申请公开了一种打磨单元下压机构，包括该机构的打磨单元及打磨车，下压机构包括：上安装座、缓冲元件及下压执行机构。下压执行机构通过其端部设置的缓冲元件连接于上安装座与打磨执行机构之间。下压执行机构工作于非恒功率或非恒压力打磨方式，并通过缓冲元件的弹性变形实现钢轨顶面的波磨病害消除。本申请能解决现有结构采用恒功率或恒压力打磨，波峰波谷位置打磨力基本相同，钢轨波磨病害消除能力差的技术问题。差的技术问题。差的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种打磨单元下压机构，包括该机构的打磨单元及打磨车


[0001]本申请涉及铁路工程机械
，尤其涉及一种应用于钢轨打磨修复的打磨单元下压机构，包括该机构的打磨单元及打磨车。

技术介绍

[0002]列车在轨道上运行时，轮轨之间的摩擦会使钢轨表面材料沿纵向发生塑性形变。此外，由于车轮踏面具有一定锥度，受列车运行动态特性和随机因素的影响，列车向前运动的同时会发生左右横移，产生蛇形运动，致使钢轨表面材料沿横向亦产生形变及磨耗。同时，轮轨之间的循环接触会使钢轨表面产生疲劳层，当钢轨材料的塑性形变和疲劳累积到限值后，其表面会出现波磨、裂纹和侧面肥边，乃至剥落等病害。
[0003]钢轨打磨是通过采用装载于特定移动设备上的旋转砂轮在钢轨表面磨削金属的过程。近年来，钢轨打磨已成为世界普遍公认、有效的钢轨维修养护手段，其目的主要包括两个方面：(1)一是控制钢轨表面与次表面的塑性变形与裂纹，清除钢轨病害，从而延长钢轨寿命；(2)二是通过打磨修复钢轨廓型以改善轮轨关系，使轮轨间的相互作用回归到轮轨接触的初始状态，改善轮轨等效锥度及列车运行的直线稳定性和曲线通过性，提高列车运行品质。
[0004]钢轨打磨车是用于对线路钢轨表面进行磨削加工，以消除钢轨表面缺陷(锈蚀、疲劳裂纹、不平顺、波磨、肥边、变形等)的设备，而打磨装置内的打磨单位为钢轨打磨车的核心机构。打磨单元包括高速旋转的打磨马达或电机、砂轮、调节机构，打磨马达或电机与砂轮直连，并驱动砂轮高速旋转，而调节机构用以保证打磨的位置、质量和效率并避开障碍物保证安全，尤其是下压机构，需要进行实时的不停调节。
[0005]现有钢轨打磨车的打磨单元主要包括三个调节机构：下压机构、偏转机构及横移机构。为了保证稳定性和结构刚度，偏转机构和横移机构采用油缸或电缸调节方式，而下压形式主要有两种：气缸下压方式，以及油缸下压方式。目前，现有的打磨单元下压都是采用恒功率或恒压力的方法进行控制，并根据每个时刻的条件对下压力进行实时的调节。
[0006]其中，气缸下压方式相对比较柔和，打磨起始落点缓和，实时控制时下压力变化也比较缓和，相对波动冲击小，不会出现钢轨发蓝现象。但是，气动下压方式存在如下技术缺陷：
[0007]1)下压气缸体积大，导致打磨小车体积较大，内部空间太密集，维护空间小；
[0008]2)车体上需要增加一套空压机和干燥器等气动设备，占用较大的空间，增加了成本；
[0009]3)气缸刚度比较弱，打磨单元刚下落至钢轨顶面进行打磨的初始阶段容易出现弹跳现象，打磨初始段不平稳；
[0010]4)气动系统固有的非线性导致打磨功率控制困难。
[0011]而油缸下压方式占用体积小，节省空间，下压油缸和偏转油缸共用一套液压站设备，不需要增加额外的设备。但是，油缸下压方式也存在如下技术缺陷：
[0012]1)油缸刚度较大，打磨起始落点容易出现过度打磨现象；
[0013]2)打磨过程中实时调节的下压力变化冲击大，易出现钢轨表面发蓝发棕等烧伤现象，且钢轨的表面平顺性差；
[0014]3)无论是油缸还是气缸下压方式，均通过实时控制保证恒功率或恒压力打磨，波峰波谷位置打磨力基本相同，导致钢轨波磨病害消除能力差。

技术实现思路

[0015]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种打磨单元下压机构，包括该机构的打磨单元及打磨车，以解决现有结构采用恒功率或恒压力打磨，波峰波谷位置打磨力基本相同，钢轨波磨病害消除能力差的技术问题。
[0016]为了实现上述专利技术目的，本申请具体提供了一种打磨单元下压机构的技术实现方案，打磨单元下压机构，包括：上安装座、缓冲元件及下压执行机构。所述下压执行机构通过其端部设置的缓冲元件连接于上安装座与打磨执行机构之间。所述下压执行机构工作于非恒功率或非恒压力打磨方式，并通过所述缓冲元件的弹性变形实现钢轨顶面的波磨病害消除。
[0017]进一步的，所述下压执行机构的一端通过缓冲元件与上安装座连接，另一端通过下安装座与打磨执行机构连接。
[0018]进一步的，所述下压执行机构的另一端通过弹性结构与下安装座相连。
[0019]进一步的，当进行打磨作业时，所述下压执行机构设置为长度锁定状态。
[0020]进一步的，当所述打磨执行机构的打磨头运行至钢轨顶面的波谷位置时，所述缓冲元件受到额外向下的拉伸变形，并产生向上的附加拉伸力，从而减小打磨头与钢轨顶面之间的挤压接触力，波谷位置的打磨切削量减小。当所述打磨头运行至钢轨顶面的波峰位置时，所述缓冲元件受到额外向上的推力，并产生向下的附加下压力，从而增加打磨头与钢轨顶面之间的挤压接触力，波峰位置的打磨切削量增加。
[0021]进一步的，所述打磨执行机构为旋转马达或电机。
[0022]进一步的，所述下压执行机构为包括液压油缸、电动推杆在内任一种能驱动打磨执行机构进行直线运动的装置。
[0023]进一步的，所述下压执行机构上还带有位移传感器，能实时检测并输出下压执行机构的位移信号，用于判断所述打磨执行机构下压的位移量及打磨头的砂轮剩余厚度。
[0024]进一步的，所述缓冲元件为包括橡胶、弹簧、板簧在内的任一种弹性结构。
[0025]进一步的，所述下压执行机构两端的连接方式为包括弹性连接、球铰、转动副、固定在内的任一种结构。
[0026]进一步的，在所述下压执行机构上或与下压执行机构相串联处还设置有传感器组件，所述传感器组件能判断打磨头是否已经碰触到钢轨顶面。
[0027]进一步的，当进行打磨作业控制时，对所述打磨执行机构的平均切削压力进行监控，当平均下压力超过设定目标值一定范围时，对所述下压执行机构的下压力或长度进行调整，然后再进行下压执行机构的长度锁定。
[0028]进一步的，通过获取所述打磨执行机构输出动力的变化判断打磨头是否已经碰触到钢轨顶面。
[0029]进一步的，当进行打磨作业控制时，对所述打磨执行机构的平均功率进行监控，当平均功率超过设定目标值一定范围时，对所述下压执行机构的下压力或长度进行调整，然后再进行下压执行机构的长度锁定。
[0030]进一步的，所述缓冲元件包括金属衬套及弹性衬套，所述下压执行机构一端的连接头通过销轴与上安装座连接。所述金属衬套套设于销轴上，所述弹性衬套套设于金属衬套之上，并位于金属衬套与连接头之间。当所述下压执行机构的缸体受到外部的垂向位移荷载时，所述缸体推动连接头及金属衬套同步产生竖直方向的位移，从而使得所述弹性衬套的上下部位发生拉压变形，左右部位产生剪切变形，进而对所述下压执行机构产生附加的反作用力。
[0031]进一步的，所述缓冲元件包括若干个相互间隔层叠设置的弹性层及金属板，所述弹性层及金属板设置于上安装座的竖板与连接板之间。所述下压执行机构一端的连接座通过销轴与连接板连接。当所述上安装座固定时，所述下压执行机构的缸体位移变化通过销轴传递至连接板，使上安装座与连接板之间产生竖向相对位移，该位移使得弹性层及金属板复合结构发生竖向剪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种打磨单元下压机构，其特征在于，包括：上安装座(1)、缓冲元件(2)及下压执行机构(3)；所述下压执行机构(3)通过其端部设置的缓冲元件(2)连接于上安装座(1)与打磨执行机构(4)之间；所述下压执行机构(3)工作于非恒功率或非恒压力打磨方式，并通过所述缓冲元件(2)的弹性变形实现钢轨顶面(34)的波磨病害消除。2.根据权利要求1所述的打磨单元下压机构，其特征在于：所述下压执行机构(3)的一端通过缓冲元件(2)与上安装座(1)连接，另一端通过下安装座(5)与打磨执行机构(4)连接。3.根据权利要求1或2所述的打磨单元下压机构，其特征在于：所述下压执行机构(3)的另一端通过弹性结构(25)与下安装座(5)相连。4.根据权利要求3所述的打磨单元下压机构，其特征在于：当进行打磨作业时，所述下压执行机构(3)设置为长度锁定状态。5.根据权利要求4所述的打磨单元下压机构，其特征在于：当所述打磨执行机构(4)的打磨头(6)运行至钢轨顶面(34)的波谷位置时，所述缓冲元件(2)受到额外向下的拉伸变形，并产生向上的附加拉伸力，从而减小打磨头(6)与钢轨顶面(34)之间的挤压接触力，波谷位置的打磨切削量减小；当所述打磨头(6)运行至钢轨顶面(34)的波峰位置时，所述缓冲元件(2)受到额外向上的推力，并产生向下的附加下压力，从而增加打磨头(6)与钢轨顶面(34)之间的挤压接触力，波峰位置的打磨切削量增加。6.根据权利要求1、2、4或5所述的打磨单元下压机构，其特征在于：所述打磨执行机构(4)为旋转马达或电机。7.根据权利要求6所述的打磨单元下压机构，其特征在于：所述下压执行机构(3)为包括液压油缸、电动推杆在内任一种能驱动打磨执行机构(4)进行直线运动的装置。8.根据权利要求7所述的打磨单元下压机构，其特征在于：所述下压执行机构(3)上还带有位移传感器，能实时检测并输出下压执行机构(3)的位移信号，用于判断所述打磨执行机构(4)下压的位移量及打磨头(6)的砂轮剩余厚度。9.根据权利要求1、2、4、5、7或8所述的打磨单元下压机构，其特征在于：所述缓冲元件(2)为包括橡胶、弹簧、板簧在内的任一种弹性结构。10.根据权利要求9所述的打磨单元下压机构，其特征在于：所述下压执行机构(3)两端的连接方式为包括弹性连接、球铰、转动副、固定在内的任一种结构。11.根据权利要求1、2、4、5、7、8或10所述的打磨单元下压机构，其特征在于：在所述下压执行机构(3)上或与下压执行机构(3)相串联处还设置有传感器组件(31)，所述传感器组件(31)能判断打磨头(6)是否已经碰触到钢轨顶面(34)。12.根据权利要求11所述的打磨单元下压机构，其特征在于：当进行打磨作业控制时，对所述打磨执行机构(4)的平均切削压力进行监控，当平均下压力超过设定目标值一定范围时，对所述下压执行机构(3)的下压力或长度进行调整，然后再进行下压执行机构(3)的长度锁定。13.根据权利要求1、2、4、5、7、8或10所述的打磨单元下压机构，其特征在于：通过获取所述打磨执行机构(4)输出动力的变化判断打磨头(6)是否已经碰触到钢轨顶面(34)。14.根据权利要求13所述的打磨单元下压机构，其特征在于：当进行打磨作业控制时，对所述打磨执行机构(4)的平均功率进行监控，当平均功率超过设定目标值一定范围时，对
所述下压执行机构(3)的下压力或长度进行调整，然后再进行下压执行机构(3)的长度锁定。15.根据权利要求1、2、4、5、7、8、10、12或14所述的打磨单元下压机构，其特征在于：所述缓冲元件(2)包括金属衬套(10)及弹性衬套(11)，所述下压执行机构(3)一端的连接头(13)通过销轴(12)与上安装座(1)连接；所述金属衬套(10)套设于销轴(12)上，所述弹性衬套(11)套设于金属衬套(10)之上，并位于金属衬套(10)与连接头(13)之间；当所述下压执行机构(3)的缸体(8)受到外部的垂向位移荷载时，所述缸体(8)推动连接头(13)及金属衬套(10)同步产生竖直方向的位移，从而使得所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨全，郭平，王华，罗旦，李从祥，李雪辉，赵宇晨，
申请(专利权)人：株洲时代电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：