不侵入限界矮型液压捣固机

摘要

一种捣固轨枕底道碴的养路机械。为使捣固机 作业时不占用铁道线路，不作业时亦无需下道和改善 捣固效果，提出由装在板块上的可在轨枕小平面上移 动的走行机构和捣固机构组成的不侵入限界矮型液 压捣固机。板块的底部形状与轨间轨枕形状相吻 合。捣固机四角装有卡在轨底的卡轨器。利用摇臂 使主副捣杆在油缸水平推力下产生斜下方向的下插 运动，利用交流泵使主副捣杆产生捣固振动，使本发 明不侵入限界，可用在任何捣固轨底道碴的场合。

说明书

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本发明属于捣固轨枕底道碴的养路机械。

铁道线路经过一段时间运用后，须进行起道、拨道、清筛等维修或大修作业，以保证铁道线路正常工作状态。在完成前述维修大修作业后，必须将轨枕底道碴捣实，以保证列车行车安全。目前国外多采用大型维修车对铁道线路进行综合养护维修或采用小型液压捣固机。我国目前则采用XYD-2型液压捣固机。这些捣固机在轨道上运行，在捣固作业时占用铁道线路，为避让列车须频繁下道，不仅影响了工作效率，而且易发生事故，在列车行车密度大的区段难以应用。

为使捣固机在捣固作业时不占用铁道线路，使捣固作业可连续进行，並使捣固机即使在不作业时亦无需下道，特别是提高捣固振动的效率，提出本发明。

本发明由在轨间轨枕小平面上移动的走行机构和捣固机构组成。这二个机构分别安装在底部形状与轨间轨枕形状相吻合、高度不超过170～190毫米、宽度不超过1233～1253毫米的一个整体板块或三个可拆组装的板块上。第一板块上装有可在轨间轨枕小平面上运行的走行机构的从动部分，液压系统中油箱置于板块上並构成板块的框架，第三板块装有可在轨间轨枕小平面上运行的走行机构的驱动部分，液压动力源、电器箱及操纵箱亦置于该板块上。在第一板块和第三板块的二侧各装有一组卡轨器，卡轨器由带销轴的钩体、带燕尾槽和具有斜角的导板的滑座、具有与燕尾槽相吻合的底部並带长孔的滑板和油缸组成。销轴穿在长孔内，滑板在油缸的推动下沿滑座移动，並使钩体在销轴和导板的约束下沿导板斜角方向下移，並当钩体上端与限位螺钉接触后承受顺时针（左侧卡轨器）或逆时针（右侧卡轨器）方向的力矩，从而将卡轨器的钩体紧卡轨底。

采用可拆或不可拆的连接方法与第一板块和第三板块连接的第二板块上装有二组前后错开、左右对称的捣固机构。捣固机构具有下插油缸、二根导柱和在下插油缸作用下可沿二根导柱滑动的横梁，横梁上具有二个可沿横梁滑动的导套，二个导套的一侧分别装有交流泵振动动力装置，二个导套的另一侧与夹实油缸和振捣器连接，捣振器的一端装在导套上，並可相对导套转动。振捣器具有中部用垂直铰轴连接的主捣杆和付捣杆，主捣杆和付捣杆的端部装有振动油缸和复位弹簧。付捣杆的中部用水平铰轴与摇臂连接，摇臂的另一端用水平铰轴连接着二个与减振器连接的座，二个减振器的另一端用二个角座与可绕垂直轴相对于板块转动的座板连接。在二个付捣杆之间的角座上各装有一个同步齿。摇臂与付捣杆连接铰轴的中心线低于摇臂另一端铰轴中心线与横梁上导套中心线的连接平面。

本发明高度矮小，工作和运行时位于轨间轨枕小平面上，在作业和发生故障时均不侵入限界。本发明中的卡轨器卡在轨底不仅可卡紧，而且不影响行车和不破坏钢轨的正常工作状态。本发明中捣固机构中捣杆的振动采用由交流泵、主捣杆与付捣杆之间的振动油缸和复位弹簧组成的振动单元。提高振动效率，改善捣固效果。

图1为本发明结构图（俯视）

图2为本发明结构图（正视）

图3为本发明中卡轨器结构示意图

图4为链板结构图

图5为从动尼龙轮安装图

图6为导条安装图

图7为捣固机构结构原理图

图8为交流泵结构示意图

图9为板块之间连接结构图

图10导柱与板块连接及调整结构图

图11捣振器结构图

图12卡轨器剖视图

下面结合附图对本发明进一步详细描述。

本发明具有第一板块（1）、第二板块（2）和第三板块（3）。板块（1）、（2）和（3）的底部形状与轨间轨枕的形状相吻合，板块的最大高度不超过170～190毫米，最大宽度不超过1233-1253毫米。

在第三板块（3）上装有作为液压动力源的电机（4）和油泵，如叶片泵（5）、电器配电箱（6）和仪表箱（7），可在轨间轨枕小平面上运行的走行驱动机构（8）亦装在第三板块（3）上。走行驱动机构（8）具有由减速走行电机（9）驱动並经一对链轮（10）、（11）减速的二个主动链轮（12）、（13），主动链轮（12）、（13）由一根轴（14）相连並分别安装在第三板块（3）的二侧的框架内。主动链轮（12）、（13）分别经链板（15）、（16）带动从动链轮（17）、（18）。链板（15）、（16）由加装挂有一层一定厚度，如四毫米厚的轮胎橡胶的走行板（19）的套筒滚子链（20）组成。走行板（19）成形套在套筒滚子链（20）的外侧，並通过套筒滚子链的销子与套筒滚子链连接。在主动链轮（13）、（14）与被动链轮（17）、（18）之间加有支撑板（21）、（22），支撑板（21）、（22）固定安装在板块（3）上，並支撑在链板（15）、（16）的上下链板之间。

在第一板块（1）上装有兼作框架的液压系统用油箱（23），油箱（23）由隔板分成四个室。可在轨间轨枕小平面上运行的走行从动机构（24）、（25）装在板块（1）二侧的框架内。从动机构（24）、（25）由用销轴（26）装在板块（1）上並可在销轴（26）上自由转动的数个，如五个尼龙轮（27）组成。二个相邻尼龙轮（27）之间的轴距不大于枕面宽度，如115毫米，第一个尼龙轮（27）和第五个尼龙轮（27）之间的轴距不小于两根轨枕间距离，如460毫米。

在第一板块（1）和第三板块（3）的二侧各自分别装有一条用于导向的尼龙导条（28）和一组用于卡轨的卡轨器（29）。尼龙导条（28）呈半圆柱形並用螺钉（30）固定在板块框架上，螺钉（30）沉入尼龙导条（28）内，用尼龙堵（31）填平螺钉沉孔，並用高强度粘接剂粘牢。尼龙导条（28）与线路扣件螺母具有相同高度。

卡轨器（29）具有一个带燕尾槽（32）和倾斜角为20°～30°，最好为24°的导板（33）的滑座（34），具有与燕尾槽（32）相吻合的底部（35）並带有长孔（36）的滑板（37）置于燕尾槽（32）上。滑板（37）上具有沿燕尾槽（32）方向並允许倾斜导板（33）通过的槽（38）。滑板（37）的一端与小油缸（39）铰接，小油缸（39）的另一端与板块铰接。带销轴（40）的钩体（41）置于倾斜导板（33）上，与倾斜导板（33）接触的底部（42）具有台阶（43），钩体（41）上方具有凸起（47）。钩体（41）通过装在长孔（36）内的销轴（40）和与倾斜导板（33）接触的底部（42）与滑板（37）构成可相对移动和相对转动的导杆连接。钩体（41）的端部套有用铆钉和粘接剂与钩体（41）连接的尼龙钩套（44），套有尼龙钩套（44）的钩体（41）的端部具有在卡轨时与轨底面平行的顶面。在卡轨器（29）纵向上方具有装在板块上的限位螺钉（45）和行程限位开关的触头（48）、（49）。限位螺钉（45）和触头（48）、（49）的安装高度略低于钩体（41）的凸起（47）的高度，並当钩体（41）前后移动时可与凸起（47）接触。

在第一板块（1）和第三板块（3）与第二板块（2）的相连端分别具有带连接孔（50）的连接板（51），在连接板（51）的下方焊有形板钩（52），第二板块（2）通过其上的插在板钩（52）内並用穿在连接孔（50）内的紧固件（54）与连接板（51）连接的连接板（53）分别与第一板块（1）和第三板块（3）构成可拆卸的连接。

在第二板块（2）上装有二组前后错开、左右对称的捣固机构（55）。捣固机构（55）具有一端铰接在第二板块（2）上的下插油缸（56），下插油缸（56）的另一端与可沿二根导柱（57）、（58）移动的横梁（59）连接。导柱（57）、（58）的二端各具有与导柱连接的螺母（60），螺母（60）上具有螺孔（61），同一导柱二端的螺母（60）上的螺孔（61）的中心线空间垂直。拧在螺孔（61）内並装在第二板块（2）上的螺杆（62）可绕本身轴线相对于第二板块（2）转动。横梁（59）上具有二个可沿横梁（59）滑动的导套（63）、（64），在二个导套（63）、（64）的一侧的下端分别焊有L形板钩並装有间歇供应压力油的左右交流泵（65）、（66），交流泵（65）、（66）各具有动力装置（67）。动力装置（67）的输出轴经一对齿轮与装有连杆（68）的曲轴（69）相连。曲轴（69）的转速为45～60转/秒。连杆（68）的另一端装有当曲轴（69）旋转时可在缸体（70）中移动的活塞（71）。在二个导套（63）、（64）的另一侧铰接装有夹实油缸（72）和二组振捣器（73）、（74）。振捣器（73）、（74）各具有一个铰接在导套上的叉形座（75），使振捣器（73）、（74）既可随导套（63）、（64）沿横梁（59）移动，又可绕横梁（59）的轴线摆动。叉形座（75）通过减振器（76）与主捣杆（77）相连。主捣杆（77）的中部用垂直铰轴（78）与付捣杆（79）相连。在主捣杆（77）的靠近减振器（76）端装有振动油缸（80），振动油缸（80）的另一端与付捣杆（79）相连，复位弹簧（81）亦置于主捣杆（77）和付捣杆（79）之间，並使弹簧（81）处于当振动油缸（80）延伸时弹簧（81）受压的位置。主捣杆（77）的端部为形。付捣杆（79）的中部用水平铰轴（82）与摇臂（83）相连，摇臂（83）的另一端用水平铰轴（84）连接着二个与减振器（85）、（86）连接的座（87）、（88），二个减振器（85）、（86）的另一端用二个角座（89）、（90）与可绕垂直轴（91）相对于板块（2）转动的座板（92）连接。在二个付捣杆（79）之间的角座（90）上分别装有一个具有垂直轴线的同步齿（93）。铰轴（82）的中心线低于铰轴（84）与横梁（59）的中心线的连接平面。

当线路要进行捣固作业时，将用接板（51）、（53）和L形板钩（52）连接的第一板块（1）、第二板块（2）和第三板块（3）通过驱动机构（8）中的链板（15）、（16）和从动机构（24）、（25）支撑于轨间轨枕小平面上。接上电源，启动减速走行电机（9），並经减速链轮（10）、（11）将动力传递到装在轴（14）上的主动链轮（12）、（13）上，並经链板（15）、（16）带动从动链轮（17）、（18）转动，使连成一体的板块（1）、（2）和（3）沿轨间轨枕小平面上移动。由于二相邻尼龙轮（27）之间的轴距不大于轨枕面的宽度和第一和第五尼龙轮（27）之间的轴距不小于两轨枕间距离，从而使走行从动机构（24）、（25）可平稳地在有空位的轨枕上运行。捣固机在运行时，装于第一板块（1）和第三板块（3）二侧的尼龙导条（28）可与线路扣件螺母接触，引导捣固机沿轨枕小平面上运行並始终与钢轨保持一定的间隙，如90毫米，从而保证捣固机在水平面内不侵入限界。

当捣固机运行到作业地点，启动作为液压动力源的电机（4），使叶片泵（5）经电磁阀和管路向分别安装在第一板块（1）和第三板块（3）二侧的四个卡轨器（29）中的油缸（39）供应压力油，使油缸（39）在压力作用下推动与其铰接的滑板（37）沿滑座（34）上的燕尾槽（32）朝捣固机外侧方向移动，並通过装在其长孔（36）内的销轴（40）推动置于倾斜导板（33）上的钩体（41）沿倾斜导板（33）的斜角方向下移，插入轨底，並利用钩体（41）上的台阶（43），使钩体（41）将插入轨底时有一落程，以便于钩体（41）的插入，当下移的钩体（41）的上方的凸起（47）与限位螺钉（45）接触时，使销轴（40）和限位螺钉（45）对钩体（41）产生顺时针（左侧卡轨器）或逆时针（右侧卡轨器）方向的力矩，从而将钩体（41）紧卡轨底。当凸起（47）与行程限位开关触头（48）接触时由电磁阀切断向油缸（39）供油的通路。当捣固机上四个卡轨器（29）的钩体（41）上的四个凸起（47）皆与各自相应的触头（48）接触，即意味着四个卡轨器（29）皆卡紧轨底，此时通过控制电路一方面启动左右交流泵（65）、（66）各自的动力装置（67），来自动力装置（67）的动力经一对齿轮和曲轴（69）传递到装在曲轴（69）上的连杆（68）上，使连杆（68）端部的活塞（71）在缸体（70）内往复移动，从而间歇地向安装在振捣器（73）、（74）的主捣杆（77）和付捣杆（79）之间的振动油缸（80）供油，主捣杆（77）和付捣杆（79）之间的振动油缸（80）供油，主捣杆（77）和付捣杆（79）在复位弹簧（81）和振动油缸（80）的作用下绕垂直铰轴（78）以45～65HZ的频率开合，使振捣器（73）、（74）产生振动，即捣固振动是主付捣杆（77）、（79）在振动油缸（80）的作用下产生相对角位移而产生的，从而使振捣器（73）、（74）的支座受力较小，减少了振动能量在支座上的损失，提高了振动效率，改善了捣固效果。同时另一方面通过控制电路，由电磁阀开通叶片泵（5）向下插油缸（56）供油的通路，下插油缸（56）在来自叶片泵（5）的压力油的作用下向外伸展並推动与其连接的横梁（59）沿导柱（57）、（58）向捣固机外侧移动。导柱（57）、（58）可通过其二端中心线空间垂直的螺杆（62）调整二者在水平面和垂直平面的平行度。向外侧移动的横梁（59）通过装在其上的导套（63）、（64）和分别铰接安装在导套（63）、（64）上的叉形座（75）和减振器（76）推动用垂直铰轴（78）连在一起的主、付捣杆（77）和（79）向外侧移动並使与付捣杆（79）铰接的摇臂（83）绕铰轴（84）转动，从而带动主付捣杆（77）和（79）在向外侧移动的同时绕横梁（59）轴线向下转动即使主付捣杆（77）、（79）产生向斜下方向的移动，使左、右振捣器（73）、（74）边振动边从轨枕二侧插入轨底。当左右振捣器（73）、（74）插入轨底达一定深度，如80毫米后，操纵控制电路，由电磁阀开通叶片泵（5）向夹实油缸（72）供油的通路，使夹实油缸（72）向外伸展並推动与其连接的导套（63）、（64）沿横梁（59）向横梁（59）二侧移动，通过叉形座（75）与导套（63）、（64）铰接的主付捣杆（77）和（79）的上端亦随导套（63）、（64）一起向横梁（59）二侧移动，从而使主捣杆（77）和付捣杆（79）除产生以垂直铰轴（78）为铰点的角位移振动完成捣固作业中的振动动作外，还使主捣杆（77）和付捣杆（79）一起产生以垂直铰轴（91）为铰点的转动，完成捣固作业中的夹实动作。当左右振捣器（73）、（74）作夹实动作时，装在二个付捣杆（79）之间的角座（90）上的互相啮合的二个同步齿（93）产生相对转动，从而使左右振捣器（73）、（74）达到夹实同步。捣固机完成一个捣固作业周期，操纵仪表箱（7）中的揿钮，先使左右振捣器（73）（74）收缩到原始位置。同时使四个卡轨器（29）的油缸（39）动作，使四个钩体（41）恢复到原始位置。並使钩体（41）上的凸起与限位行程开关的触头（49）接触，从而开通启动走行电机（9）的电路，使走行驱动机构（8）开始工作，捣固机运行到下一作业地点。在捣固机走行时，左右交流泵（65）、（66）停止工作，並开通振动液压油路，由叶片泵（5）向振动液压回路供应经冷却的液压油和使因作业时振动而导致温度升高的液压油全部排入油箱。换油结束后，关闭振动液压回路与叶片泵（5）和油箱的通道，保持封闭的振动液压回路。

由于捣固机在轨间轨枕小平面上运行，故在水平面和垂直平面内皆不侵入铁路限界，不仅作业时不占用铁道线路，即使在不作业时亦仍可停放在作业地点，在下个作业日开始时可立即开始作业，无需捣固机上道下道等辅助工作时间，既保证了作业及行车安全，又提高了作业效率。