一种高效更换铁路线路枕木的方法及装置

摘要

本发明涉及铁路线路维修技术领域，尤其是一种高效更换铁路线路枕木枕的方法及装置；所述方法包括以下步骤：S1取砟回收；S2枕木抽取；S3吊放枕木至安装位置：旋转吊臂下方的卷扬机的吊索与需要安装的枕木连接，在马达一的驱动下，旋转吊臂围绕旋转轴一转动将需要安装的枕木运至需要安装的位置；S4将枕木穿过基本轨下方，完成枕木的更换；S5石砟回填：水平传送带和上传送带逆向输送石砟进行石砟回填；本发明中的高效更换铁路线路枕木的方法，具有作业劳动强度低，无需人抬肩扛的优点，操作过程中只需要1人操作设备，2人配合作业，较传统作业减少用时二分之一以上；更换一根枕木枕的时间可以控制在30分钟以内（不包括运料时间）。

说明书

技术领域

本发明涉及铁路线路维修技术领域，尤其是一种高效更换铁路线路枕木枕的方法及装置。

背景技术

铁路是国民经济大动脉、关键基础设施和重大民生工程，是综合交通运输 体系的骨干和主要交通方式之一，在经济社会发展中的地位和作用至关重要。

更换因车辆碾压或石砟摩擦造成伤损的枕木（包括站内咽喉区道岔枕木枕），是铁路线路日常维护的经常工作。现在常见的作业方法是人工取砟、取出伤损枕木，放入新枕木枕、填砟、捣固。这种作业方法需要人工多、用时长，单根枕木枕长2.5m、重400kg左右，岔区的枕木长度、重量还要大于线路枕木枕。因此，取砟、换枕木枕在目前线路养护方法上属于较为繁重的体力劳动与精密技术的结合，而且咽喉区线路密布，作业空间受限，加之作业人员集中，随着行车密度的增大，又严格的限制了作业时间，作业人员的人身安全也存在潜在隐患。

到目前为止，还没有一种有效的更换铁路线路枕木枕的方法，基于此，我们发明了一种高效更换铁路线路枕木枕的方法。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种高效更换铁路线路枕木枕的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种高效更换铁路线路枕木枕的方法，所述方法包括以下步骤：

S1取砟回收：将取砟回收回填机构固定在基本轨上，电动铲在步进装置的驱动下沿着导轨前行将石砟铲出，铲出的石砟经水平传送带和上传送带输送至存砟框内；

S2枕木抽取：将枕木抽放机构固定在基本轨上，旋转吊臂下方的卷扬机的吊索与需要更换的枕木连接，在马达二的驱动下，卷扬机安装座沿着旋转吊臂作垂直于基本轨方向的运动从而将枕木抽出；

S3吊放枕木至安装位置：旋转吊臂下方的卷扬机的吊索与需要安装的枕木连接，在马达一的驱动下，旋转吊臂围绕旋转轴一转动将需要安装的枕木运至需要安装的位置；

S4将枕木穿过基本轨下方，完成枕木的更换；

S5石砟回填：水平传送带和上传送带逆向输送石砟进行石砟回填。

进一步的，所述枕木穿过基本轨下方具体包括以下步骤：

S401需要安装的枕木上的吊钩一和吊钩三与对应位置的吊索连接，马达二驱动卷扬机安装座沿吊臂作垂直于水平基本轨方向的移动，由初始位置吊至枕木的上平面低于基本轨底面时，卷扬机安装座在马达的驱动下带动枕木往道心移动；

S402当吊钩三运动到左侧基本轨外侧时，卷扬机放下枕木，取下吊钩三，吊钩四与吊索连接，卷扬机继续操作升起枕木往道心方向移动；

S403当吊钩四运动至贴近右侧基本轨的内侧时，然后放下枕木，重复步骤S402的操作，即取下吊钩四，吊钩三与吊索连接，继续操作升起枕木移动至所需位置，完成枕木的更换。

进一步的，所述步骤S1中还包括石砟输送至存砟框内之前进行清筛操作。

本发明的另一个目的是：克服现有技术中的不足，提供一种高效更换铁路线路枕木枕的装置。

一种高效更换铁路线路枕木枕的装置，包括取砟回收回填机构和枕木抽放机构，

所述取砟回收回填机构包括导轨，所述导轨上安装有步进装置，所述步进装置连接有电动铲、水平传送带和上传送带，所述电动铲、水平传送带和上传送带之间依次通过法兰连接，所述上传送带的出料端连接有存砟框，所述存砟框与上传送带之间通过连接杆连接，所述存砟框的底部设置有滑轮；

所述枕木抽放机构包括支架，所述支架的上方连接有横导轨，所述横导轨上连接有旋转吊臂，所述旋转吊臂的下方连接有卷扬机安装座，旋转吊臂与卷扬机安装座之间通过滑块或者滑轮连接，所述滑块或者滑轮连接有马达二，所述卷扬机安装座上连接有卷扬机，卷扬机上连接有吊索，吊索末端连接有吊钩。

进一步的，所述横导轨与旋转吊臂之间通过旋转轴一连接，所述旋转轴一连接有马达一，所述滑轮或者滑块与所述吊索安装之间通过旋转轴二连接。

进一步的，所述导轨与基本轨之间通过基本轨固定结构连接，所述基本轨固定结构包括压板与螺栓，所述压板包括对称设置的两块夹紧板，两块夹紧板与基本轨的接触面上分别有一个倒L型槽，两块压板的上端和下端分别通过螺栓、楔形块或者液压机构夹紧，所述导轨的下表面连接有压板导向块，所述压板导向块上开有压板导向槽，所述压板的上段插装在导向槽内。

进一步的，所述电动铲、水平传送带和上传送带与导轨之间分别通过滑块和锁紧螺母连接，所述水平传送带、上传送带与滑块之间通过连接杆连接，所述电动铲与水平传送带之间通过法兰连接，所述水平传送带与上传送带之间通过法兰连接，所述水平传送带与上传送带之间的间隙设置有传送带接续机构。

进一步的，所述上传送带包括独立设置的清筛段和上传送带二，所述清筛段包括上传送带一和位于上传送带下方一的振动筛，所述上传送带一上开有清筛孔，所述振动筛带动上传送带一起振动，上传送带一与上传送带二之间通过法兰连接，上传送带一和上传送达二之间的间隙设置有传送带接续机构。

进一步的，所述支架的下表面连接有支架立柱，支架立柱与基本轨之间通过基本轨固定结构连接，所述基本轨固定结构包括压板与螺栓，所述压板包括对称设置的两块夹紧板，两块夹紧板与基本轨的接触面上分别有一个倒L型槽，两块压板的上端和下端分别通过夹紧机构夹紧，所述支架立柱的下端开有压板导向槽，所述压板的上段插装在导向槽内；

所述夹紧机构选用螺栓、楔形块或者液压机构。

进一步的，所述两块夹紧板与基本轨之间有对称设置的基本轨保护垫，所述基本轨保护垫为倒L型。

采用本发明的技术方案的有益效果是：

1.本发明中的高效更换铁路线路枕木的方法，具有作业劳动强度低，无需人抬肩扛的优点，操作过程中只需要1人操作设备，2人配合作业，较传统作业减少用时二分之一以上；更换一根枕木枕的时间可以控制在30分钟以内（不包括运料时间）。

2.本发明中的取砟回收回填机构和枕木抽放机构，均为独立的工作单元，可以作为便携式机构根据线路养护作业需要，单独使用或者是同时使用，使用更方便。

3.本发明中的取砟回收回填机构和枕木抽放机构，既可以安装在基本轨上，又可以固定在作业车上使用，组成线路养护作业车，实现半自动化作业，使用形式多样化。

附图说明

图1为本发明中的取砟回收回填机构的结构示意图。

图2为本发明中的基本轨固定结构的结构示意图。

图3为本发明中的枕木抽放机构的俯视图。

图,4、图5、图6和图7为枕木从基本轨下穿过的原理示意图，

其中，图4中为初始位置的结构示意图，

图5为当吊钩三运动到左侧基本轨外侧时的结构示意图，

图6为吊钩四贴近右侧基本轨的结构示意图，

图7为枕木安装到位的结构示意图。

图中：1导轨，2电动铲，3基本轨固定结构，4水平传送带，5上传送带，6存砟框，7法兰，8基本轨，9支架立柱，10夹紧板，11夹紧机构，12基本轨保护垫，13支架，14旋转轴一，15旋转吊臂，16枕木，17吊索，18吊钩一，19吊钩二，20吊钩三，21吊钩四，22横导轨，23卷扬机安装座。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1和图4-图7，本发明中的高效更换铁路线路枕木枕的方法，包括以下步骤：

S1取砟回收：将取砟回收回填机构固定在基本轨8上，电动铲2在步进装置的驱动下沿着导轨1前行将石砟铲出，铲出的石砟经水平传送带4和上传送带5输送至存砟框6内；石砟输送至存砟框6内之前先进行清筛操作，除去细小的颗粒和灰尘，这样可以提高石砟回填后相邻石砟之间的孔隙率，避免细小的颗粒将石砟之间的空隙填满，从而提高铺设的路砟的降噪、吸热、减震以及透水性能。

S2枕木16抽取：将枕木16抽放机构固定在基本轨8上，旋转吊臂15下方的卷扬机的吊索17与需要更换的枕木16连接，在马达二的驱动下，卷扬机安装座23沿着旋转吊臂15作垂直于基本轨8方向的运动从而将枕木16抽出；

S3吊放枕木16至安装位置：旋转吊臂15下方的卷扬机的吊索17与需要安装的枕木16连接，在马达一的驱动下，旋转吊臂15围绕旋转轴一14转动将需要安装的枕木16运至需要安装的位置；

S4将枕木16穿过基本轨8下方，完成枕木16的更换；具体包括以下步骤：

S401需要安装的枕木16上的吊钩一18和吊钩三20与对应位置的吊索17连接，马达二驱动卷扬机安装座23沿吊臂作垂直于水平基本轨8方向的移动，由初始位置吊至枕木16的上平面低于基本轨8底面时，卷扬机安装座23在马达的驱动下带动枕木16往道心移动；

S402当吊钩三20运动到左侧基本轨8外侧时，卷扬机放下枕木16，取下吊钩三20，吊钩四21与吊索17连接，卷扬机继续操作升起枕木16往道心方向移动；

S403当吊钩四21运动至贴近右侧基本轨8的内侧时，然后放下枕木16，重复步骤S402的操作，即取下吊钩四21，吊钩三20与吊索17连接，继续操作升起枕木16移动至所需位置，完成枕木16的更换。

S5石砟回填：水平传送带4和上传送带5逆向输送石砟进行石砟回填，回填时，存砟框6内的石砟可以人工转入到上传送带5上或者将存砟框6倾斜设置使得存砟框6内的石砟顺利进入到上传送带5上，从而实现石砟的回填。

需要说明的是：以上是枕木16从左侧往右侧穿入，当从右侧往左侧穿入枕木16时，倒换吊钩二19和吊钩四21。步骤S2中枕木16的抽取与步骤S4中枕木16放置互为逆向操作。

请参阅图1和图4，一种高效更换铁路线路枕木16枕的装置，包括取砟回收回填机构和枕木16抽放机构，取砟回收回填机构包括导轨1，导轨1上安装有步进装置，步进装置连接有电动铲2、水平传送带4和上传送带5，步进装置包括驱动机构和安装在导轨1上的行走轮，行走轮与电动铲2连接，电动铲2、水平传送带4和上传送带5之间依次通过法兰7连接，采用此结构设计，电动铲2、水平传送带4和上传送带5之间的安装拆卸效率高，并且将其连接成一个整体，使得电动铲2、水平传送带4和上传送带5可以作为一个整体沿着导轨1前行，上传送带5的出料端连接有存砟框6，存砟框6与上传送带5之间通过连接杆连接，存砟框6的底部设置有滑轮，电动铲2、水平传送带4和上传送带5与导轨1之间分别通过滑块和锁紧螺母连接，水平传送带4、上传送带5与滑块之间通过连接杆连接，电动铲2与水平传送带4之间通过法兰7连接，水平传送带4与上传送带5之间通过法兰7连接，水平传送带4与上传送带5之间的间隙设置有传送带接续机构。传送带接续机构为两端带有插接头的传送带，两端的插接头与两侧的传送带插接连接，从而实现石砟的连续输送而不会从两个传送带之间遗漏。

枕木16抽放机构包括安装时用于与基本轨8连接的支架13，支架13的上方连接有横导轨22，横导轨22上连接有旋转吊臂15，横导轨22与旋转吊臂15之间通过旋转轴一14连接，旋转轴一14连接有马达一，马达一驱动吊臂围绕旋转轴一14做水平旋转运动，从而实现将抽出的枕木16移至存放位置或者将枕木16移至需要安装的位置，旋转吊臂15的下方连接有卷扬机安装座23，旋转吊臂15与卷扬机安装座23之间通过滑轮或者滑块，滑轮或者滑块连接有马达二，马达二驱动卷扬机安装座23沿旋转吊臂15作垂直基本轨8的运动，卷扬机安装座23上连接有卷扬机，卷扬机上连接有吊索17，吊索17末端连接有吊钩，本实施例中的吊索17有四个，且固定位置与枕木16上的四个吊钩的位置相对应，本实施例中卷扬机可以是一台或者是四台，可以通过一台卷扬机控制四根吊索17（一台卷扬机同时控制四根吊索17的升降，根据本发明中的技术方案，实际吊装过程中只有两根吊索17受力），也可以每根吊索17配置一台卷扬机，具体的连接关系和控制关系属于现有技术，本申请中不再赘述。滑轮或者滑块与所述吊索17安装之间通过旋转轴二连接，旋转轴二主要用于调整卷扬机安装座23与基本轨8的方向垂直，从而使得枕木16的抽放可以顺利进行，本实施例通过手动调整枕木16的方向与基本轨8的方向垂直。

工作原理同更换方法。

需要说明的是：本发明中的传送带包括传送皮带，皮带安装支架13以及传动马达，本发明中的传动带的皮带是表面成凹凸状的皮带。

为了提高导轨1与基本轨8之间的安装稳定性以及安装拆卸效率，本实施例中的导轨1与基本轨8之间通过基本轨固定结构3连接，基本轨固定结构3包括压板与螺栓，压板包括对称设置的两块夹紧板10，两块夹紧板10与基本轨8的接触面上分别有一个倒L型槽，两块压板的上端和下端分别通过螺栓、楔形块或者液压机构夹紧，导轨1的下表面连接有压板导向块，压板导向块上开有压板导向槽，压板的上段插装在导向槽内，为了避免安装过程种或者是使用过程中导轨1对基本轨8造成损伤，本实施例中的两块夹紧板10与基本轨8之间有对称设置的基本轨保护垫12，基本轨保护垫12为倒L型，采用此结构设计，提高了结构安装紧凑性。具体的，夹紧机构11选用螺栓、楔形块或者液压机构。

为了筛除石砟之间的细小颗粒以及灰尘，本实施例中的上传送带5包括独立设置的清筛段和上传送带5二，清筛段包括上传送带5一和位于上传送带5下方一的振动筛，上传送带5一和上传送带5二之间相互接触设置，上传送带5一上开有清筛孔，振动筛带动上传送带5一起振动，上传送带5一与上传送带5二之间通过法兰7连接，上传送带5一和上传送达二之间的间隙设置有传送带接续机构，采用此结构设计，可以提高石砟中细小颗粒和灰尘的筛分效率。传送带接续机构为两端带有插接头的传送带，两端的插接头与两侧的传送带插接连接，从而实现石砟的连续输送而不会从两个传送带之间遗漏。

为了提高支架13与基本轨8之间的安装稳定性以及安装拆卸效率，本实施例中的支架13的下表面连接有支架立柱9，支架立柱9与基本轨8之间通过基本轨固定结构3连接，基本轨固定结构3包括压板与螺栓，压板包括对称设置的两块夹紧板10，两块夹紧板10与基本轨8的接触面上分别有一个倒L型槽，两块压板的上端和下端分别通过夹紧机构11夹紧，支架立柱9的下端开有压板导向槽，压板的上段插装在导向槽内，为了避免安装过程种或者是使用过程中导轨1对基本轨8造成损伤，本实施例中的两块夹紧板10与基本轨8之间有对称设置的基本轨保护垫12，基本轨保护垫12为倒L型。具体的，夹紧机构11选用螺栓、楔形块或者液压机构。

需要说明的是：本发明中的取砟回收回填机构和枕木16抽放机构可以作为便携式机构根据线路养护作业需要，单独使用或者是同时使用。

本发明中的具体实施方式中公开的技术方案是将取砟回收回填机构和枕木16抽放机构直接安装在基本轨8上作业，需要说明的是，本发明中的取砟回收回填机构和枕木16抽放机构也可以固定在作业车上使用，组成线路养护作业车，实现半自动化作业。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实验例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的同等要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的权利方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。