钢轨铣磨车铣磨头升降装置及钢轨铣磨车

摘要

本发明提供一种钢轨铣磨车铣磨头升降装置及钢轨铣磨车。该钢轨铣磨车铣磨头升降装置包括用于固定在铣磨车上的支撑架以及用于安装铣磨头的主轴箱，主轴箱沿竖直方向滑设在支撑架上，支撑架与主轴箱间设有用于带动主轴箱沿竖直方向升降的液压缸；在主轴箱上、且沿竖直方向旋转穿设有丝杠，丝杠外套设有丝母，主轴箱设有用于驱动丝杠旋转的驱动装置；丝母上连接有用于检测与钢轨之间距离的检测装置，检测装置连接至控制器，控制器用于在检测装置检测到与钢轨接触时控制液压缸由驱动状态转为浮动状态。本发明通过丝杠及液压缸配合实现铣磨头纵向进给，能使铣磨头随钢轨起伏而跟随，使铣磨出的钢轨质量好，减小了铣磨头的磨损，提高使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造技术，尤其涉及一种钢轨铣磨车铣磨头升降装置及钢轨铣磨车。

背景技术

钢轨铣磨车是一种通过成型铣削的方式实现对钢轨的修复，有着环境友好、使用维护成本低、线路适应性好等优势，是一种新型的轨道修复设备。铣磨头是钢轨铣磨车的作业单元，由于铣磨头移动的行程较大，而且要保证在铣磨车作业时保证铣磨头可以随钢轨的起伏进行随动，因此，需要铣磨车上需要配备有钢轨铣磨车铣磨头升降装置。

目前现有的钢轨铣磨车铣磨头升降装置直接采用丝杠的方式驱使铣磨头进行纵向升降进给运动，在钢轨修整过程中，当钢轨上坡和下坡时，进给系统无法确定铣磨头是否应该进刀或退刀，容易造成钢轨磨削不平顺，铣磨效果不好。

发明内容

本发明提供一种钢轨铣磨车铣磨头升降装置及钢轨铣磨车，用以解决现有技术中的缺陷，实现铣磨车的铣磨头升降装置能够根据钢轨的平整情况，自动调整铣磨头的进给，保证钢轨的铣磨质量。

一种钢轨铣磨车铣磨头升降装置，包括用于固定在铣磨车上的支撑架以及用于安装铣磨头的主轴箱，所述主轴箱沿竖直方向滑设在所述支撑架上，所述支撑架与所述主轴箱之间设有用于带动所述主轴箱沿竖直方向上下升降的液压缸；在所述主轴箱上、且沿竖直方向可旋转地穿设有丝杠，所述丝杠外侧套设有丝母，所述主轴箱上固定设有用于驱动所述丝杠旋转的驱动装置；所述丝母上连接有用于检测与钢轨之间距离的检测装置，检测装置所述检测装置连接至控制器，所述控制器用于在所述检测装置检测到与钢轨接触时控制所述液压缸由驱动状态转换为浮动状态。

进一步的，所述液压缸的第一腔和第二腔通过油管分别连接至一电磁换向阀，所述电磁换向阀通过油管还连接有一比例减压阀，所述比例减压阀和电磁换向阀通过油管与油箱相连。

进一步的，所述支撑架上沿竖直方向设有导轨，所述主轴箱上设有与所述导轨相配合的导槽。

进一步的，所述主轴箱上固定连接有导轨座，所述导槽开设在所述导轨座上。

进一步的，所述驱动装置包括电机，所述电机的输出轴通过联轴器连接有一减速器，所述减速器的输出轴与所述丝杠连接。

进一步的，所述丝杠通过轴承支撑在所述主轴箱上。

进一步的，所述丝母外侧固定套接一丝母座，所述丝母通过丝母座与检测装置连接，所述检测装置与所述丝母座的底部连接。

进一步的，所述液压缸与所述支撑架相铰接，所述主轴箱上设有活塞杆固定座，所述活塞杆与所述活塞杆固定座相铰接。

进一步的，所述活塞杆固定座通过锁紧螺母可拆卸地安装在所述主轴箱上。

本发明还提供一种钢轨铣磨车，包括车体，所述车体上安装有如上述的钢轨铣磨车铣磨头升降装置。

本发明提供的钢轨铣磨车铣磨头升降装置，通过将主轴箱沿竖直方向滑设在支撑架上，并可通过液压缸带动主轴箱沿支撑架竖直方向上下升降；在主轴箱上设置丝杠，丝杠外侧套设与之相配合的丝母，丝杠连接有带动丝杠旋转的驱动装置，丝母上连接有用于检测与钢轨之间距离的检测装置，检测装置连接至控制器，控制器用于在检测装置检测到检测装置与钢轨接触时控制液压缸由驱动状态转换为浮动状态；当检测装置接触到钢轨的时候，则发送信号给控制器，控制器控制液压缸处于浮动状态，而此时可控制驱动装置驱动丝杠旋转，使丝母带动检测装置向上运动，使得主轴箱和铣磨头向下运动，当铣磨头接触到钢轨时，铣磨头对钢轨开始进行铣磨，在铣磨车沿钢轨长度方向进行铣磨的过程中，会遇到钢轨的上坡或下坡，由于液压缸处于浮动状态，可以使得检测装置在钢轨的坡度起伏的影响下而能够带动主轴箱上下浮动，而由于铣磨头设置在主轴箱上，因而带动铣磨头上下升降，即，铣磨头能随主轴箱的浮动而跟随浮动，实现可靠地进给，防止铣磨头的磨损，提高了作业装置的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例提供的钢轨铣磨车铣磨头升降装置的主视图；

图2为本发明实施例提供的钢轨铣磨车铣磨头升降装置的俯视图；

图3为图2中A-A向剖视图；

图4为图2中B-B向剖视图；

图5为本发明一实施例提供的液压缸的结构示意图。

附图标记：

1-支撑架；     2-主轴箱；      21-支撑板；

3-液压缸；     31-第一腔；     32-第二腔；

4-丝杠；       5-丝母；        6-驱动装置；

61-电机；      62-联轴器；     63-减速器；

7-检测装置；   8-电磁换向阀；  9-比例减压阀；

10-油箱；      11-控制器；     12-导轨；

13-导槽；      14-导轨座；     15-丝母座；

16-锁紧螺母；  17-活塞杆固定座。

具体实施方式

为本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为本发明实施例提供的钢轨铣磨车铣磨头升降装置的主视图；图2为本发明实施例提供的钢轨铣磨车铣磨头升降装置的俯视图；图3为图2中A-A向剖视图；图4为图2中B-B向剖视图。请具体参照附图1-4，本实施例提供一种钢轨铣磨车铣磨头升降装置，包括用于固定在铣磨车上的支撑架1以及用于安装铣磨头(图中未示出)的主轴箱2，主轴箱2沿竖直方向滑设在支撑架1上，支撑架1与主轴箱2之间设有用于带动主轴箱2沿竖直方向上下升降的液压缸3；在主轴箱2上、且沿竖直方向可旋转地穿设有丝杠4，丝杠4外侧套设有丝母5，主轴箱2上固定设有用于驱动丝杠4旋转的驱动装置6；丝母5上连接有用于检测与钢轨之间距离的检测装置7，检测装置7连接至控制器(图中未示出)，控制器用于在检测装置7检测到检测装置与钢轨接触时控制液压缸3由驱动状态转换为浮动状态。

具体的，竖直方向指的是垂直于水平面的方向，支撑架1可固定设置在铣磨车上，主轴箱2的内部可以沿水平方向焊接有多个支撑板21，液压缸3与支撑板21连接，丝杠4外侧套设丝母5，检测装置7可设置在丝母5的下部，并位于主轴箱2的下方，检测装置7具体可以包括用于压设在钢轨上的定位装置，以及设置在定位装置上的接近开关，控制器与接近开关连接，控制器接收接近开关输入的信号并进行判断，进而根据判断结果控制液压缸3所处状态的切换，即由驱动状态切换为浮动状态。

其中液压缸3的浮动状态是指，液压缸3的无杆腔和有杆腔通过油管相连通，有杆腔和无杆腔的压力时刻相等；而驱动状态即指液压缸3的无杆腔和有杆腔之间不相连通，活塞由液压油的驱动而被推动，例如，通过油泵向液压缸3的无杆腔输送液压油，而在液压油的作用下，由于有杆腔和无杆腔的压力差，而带动活塞向有杆腔运动，即，在液压油的作用下使活塞伸出；或者，通过油泵向液压缸3的有杆腔输送液压油，而在液压油的作用下，由于有杆腔和无杆腔的压力差，而带动活塞向无杆腔运动，即，在液压油的作用下使活塞缩回。具体地，可以通过控制与液压缸3连接的电磁换向阀的切换及给定比例减压阀不同的电压值来完成由驱动状态向浮动状态的切换，以及液压油从液压缸3的有杆腔输入或无杆腔输入，即控制油液的输送方向。

丝杠4可以通过轴承固定支撑在主轴箱2上，以保证丝杠4在竖直方向的直线度以外，还可以在主轴箱内实现转动，并且在转动时还可降低丝杠4与主轴箱2之间的摩擦力。

在本实施例提供的钢轨铣磨车铣磨头升降装置，在具体使用过程中，首先，通过铣磨车移动到使该装置位于需要铣磨的钢轨上方，先给液压缸3的有杆腔通油，使得液压缸3的活塞杆缩回，从而带动主轴箱2下降，由于检测装置7是设置在主轴箱2上的，因而带动检测装置7向下进给，当检测装置7接触到钢轨时，检测装置7发送信号给控制器，从而控制器控制使液压缸3处于浮动状态，此时，可控制驱动装置6驱动丝杠4正转(这里假设丝杠4正转使得丝母5上升，反转使得丝母5下降)，丝母5上升带动检测装置7向上运动，主轴箱2和铣磨头下降，需要说明的是，在检测装置7下降到接触轨面后，由于重力的影响，可一直存在向下的1.5t的力，因此检测装置7一直与钢轨接触，而不会脱离轨面。铣磨头上也可设置相应的检测装置，具体用于检测铣磨头与钢轨之间的垂直距离，即检测铣磨头的进给量，检测装置实时地检测铣磨头与钢轨之间的距离，而实时地控制驱动装置6的正转或反转(即控制铣磨头的上升或下降)；之后在铣磨头铣磨钢轨的过程中，铣磨车沿钢轨的长度方向向前运动，例如，当遇到钢轨上坡处时，钢轨使检测装置7向上抬高，此时正由于液压缸已经处于浮动状态，因此，主轴箱2能跟着向上被抬高，因而固定在主轴箱2上的铣磨头也被抬高，使得铣削量变小，此时，驱动装置6便会驱动丝杠4转动，使得铣磨头下降进给，以达到铣磨时所需的进给量；当遇到钢轨坡度变小时，钢轨使检测装置7下降，此时正由于液压缸已经处于浮动状态，因此，主轴箱2能跟着下降，因而固定在主轴箱2上的铣磨头也跟随下降，使得铣削量变大，此时，驱动装置6便会驱动丝杠4反方向转动，使得铣磨头上升，以达到铣磨时所需的进给量；检测装置7与主轴箱2相连，液压缸3与主轴箱2相连，并且液压缸3处于浮动状态，液压缸3的活塞能随着钢轨坡度的变化而自由伸缩，因此，主轴箱2能够随钢轨坡度变化而跟随着上升或下降，即，使得铣磨头能够随钢轨的起伏而起伏。

由上可知，本实施例提供的钢轨铣磨车铣磨头升降装置，采用丝杠与液压缸的配合进给的方式，使得铣磨头能随钢轨的起伏而上下随动，实现可靠地进给，防止铣磨头的磨损，进一步能提高作业装置的使用寿命。

同时，由于采用二级进给，通过第一级的液压进给，实现大行程的纵向进给，第二级的丝杠进给，实现小进给量，高精度的进给，克服现有技术中仅采用丝杠实现大进给和小进给，因此对丝杠的行程也有一定要求，且若行程长，即丝杠的长度过长，也必须要求丝杠的强度和刚度很高的缺陷，能实现有限空间内的大行程的进给。

图5为本发明一实施例提供的液压缸的结构示意图；如图5所示，液压缸3的第一腔31和第二腔32通过油管分别连接至一电磁换向阀8，电磁换向阀8通过油管还连接有一比例减压阀9，比例减压阀9和电磁换向阀8通过油管与油箱10相连，控制器11与电磁换向阀8和比例减压阀9电联；具体的，例如，当需要驱动铣磨头上升时，通过控制器11控制比例减压阀9和电磁换向阀8，使得液压油进入液压缸3的第二腔32，活塞杆伸出；当需要驱动铣磨头下降时，通过控制器11控制比例减压阀9和电磁换向阀8，使得液压缸3的第一腔31和第二腔32连通，使得液压油进入液压缸3的第一腔31，活塞杆收缩；当需要液压缸3处于浮动状态时，通过控制器11控制比例减压阀9和电磁换向阀8，使得液压缸3的第一腔31(有杆腔)和第二腔32(无杆腔)连通；当铣磨头在向上浮动时，液压缸3活塞杆上移，第一腔31排出的液压油全部流到第二腔32，由于第一腔31腔排出的液压油不能填满活塞杆上升时第二腔32的空缺，此时液压缸3两腔压力下降，比例减压阀9的P油口到A油口的通道打开，液压油从液压油箱10经比例减压阀9流入液压缸3的两腔，直至液压缸3中的油压达到比例减压阀9的预定压力值；当铣磨头在向下浮动时，第二腔32排出的液压油一部分流到第一腔31，多余的液压油经比例减压阀T口流回油箱10。

进一步的，为使主轴箱2可在支撑架1上沿竖直方向上下直线滑动，可以在支撑架1上沿竖直方向设置导轨12，导轨12的数量可以为两个，主轴箱2上设有与导轨12相配合的导槽13，采用导轨12与导槽13相配合的导向形式实现主轴箱2的滑动导向。或者，还可以是通过导柱导向的形式实现主轴箱2和支撑架1支架的相对滑动，例如，在支撑架1的侧边设置长导柱，主轴箱2的侧边设置长导套，通过导套与导柱的配合实现相对滑动。具体的，导槽13可以是沿主轴箱2垂直方向延伸的一条长凹槽；也可以是通过在主轴箱2上沿竖直方向固定连接导轨座14，导槽13开设在导轨座14上，导轨座14的数量可以为多个，并沿导轨12的延伸方向均匀分布，采取多个导轨座14来与导轨12相配合实现导向，导轨座14相较于在主轴箱2上直接开设长凹槽的形式，其加工起来更加简单。

当然导轨12与导槽13的设置位置也可以反过来，即，导槽13可以设置在支撑架1上，导轨12设置在主轴箱2上。

驱动装置6可以包括电机61，电机61的输出轴可通过联轴器62连接有一减速器63，减速器63的输出轴与丝杠4连接。通过在电机61提供输出转速，再通过减速器63调整输出转速大小，使得丝杠4的旋转速度控制在合适的大小，更进一步提高装置工作的安全性和稳定性能。

在上述实施例中，丝母5外侧可固定套接一丝母座15，丝母5通过丝母座15与检测装置7连接，检测装置7连接在丝母座15的底部；丝母座15为检测装置7的设置提供了安装空间。

液压缸3与支撑架1相铰接，主轴箱2上设有活塞杆固定座17，活塞杆与活塞杆固定座17相铰接，活塞杆固定座17可通过锁紧螺母16可拆卸地安装在主轴箱2上。具体，液压缸3两端分别铰接在主轴箱2和支撑架1上，使得液压缸3与支撑架1和主轴箱2并不是完全刚性固定连接，可以方便液压缸3从支撑架1和主轴箱2上拆卸下来，并且使得液压缸3工作起来更加灵活。

本发明还提供一种钢轨铣磨车，包括车体，车体上安装有上述的钢轨铣磨车铣磨头升降装置。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。