一种适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置，包括下支撑座(14)，该下支撑座(14)连接上支撑座(15)，该上支撑座(15)安装有垂向进给底座(5)，该垂向进给底座(5)安装有前支撑座(11)和后支撑座(6)，该后支撑座(6)还连接检测杆(2)，前支撑座(11)上布置有气缸(3)、长度计(4)、弹簧机构(12)、信号轴(13)、超程感应开关(10)及作业感应开关(16)，检测杆(2)与气缸(3)、长度计(4)、弹簧机构(12)及信号轴(13)连接。本发明专利技术所述定位装置采用多个滚轮作为定位装置在钢轨顶面的走行部，足以支撑起铣磨单元在钢轨表面快速滑行，避免定位装置擦伤钢轨表面及产生振动，能有效监测到钢轨顶面波峰及波谷的变化，并且滚轮磨耗慢，能降低定位装置的维护成本。
A Location Device for On-line Milling and Grinding of Rails
【技术实现步骤摘要】
一种适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置
本专利技术涉及一种适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置，属于铁路机械设计及制造
技术介绍
应用钢轨铣磨车在工作运行中对钢轨进行在线铣磨作业，可消除波磨、裂纹、肥边和剥落等钢轨病害，有效延长钢轨使用寿命。作为钢轨铣磨车的核心部件，铣磨单元在作业过程中需要准确定位在钢轨上，实时精确跟随钢轨滑行，因此钢轨铣磨车的铣磨单元需要配备一种定位装置。现有的铣磨单元所配备的定位装置，采用磨耗块作为接触部件压在钢轨顶面滑行，选用电涡流式传感器作为横向位移量测量传感器，用弹簧机构驱动检测杆的末端使其紧贴钢轨内侧。在实际作业中，由于钢轨表面存在波磨，铣磨单元通过定位装置压在钢轨顶面滑行中，磨耗块会擦伤钢轨表面，并引起铣磨单元振动而降低伺服进给精度，且磨耗块易损耗，需要定期更换，增加了维护成本；同时，电涡流式传感器的测量范围小、测量精度低，一方面，钢轨存在的轨缝及错牙会使检测杆瞬间移动距离超过电涡流式传感器的测量范围，引起铣磨单元频繁紧急提升，另一方面，因铣磨单元的横向位移量与电涡流式传感器的测量值关联，使铣磨单元横向跟随容易产生误差，直接影响作业后的横向轮廓精度；再者，若铣磨削单元在有钢轨肥边的位置处提升时，检测杆会被肥边刮坏。以上问题都会使铣磨削单元的可靠性及作业精度大大降低。申请号为201610870842.1的中国专利技术专利申请公开了一种用于钢轨铣磨装置侧向定位的自适应跟随装置，其包括底座、杠杆定位装置、杠杆复位装置、杠杆调整装置以及感应装置；其中所述杠杆定位装置包括杠杆以及定位合金块，所述杠杆复位装置包括复位弹簧以及复位顶销，所述杠杆调整装置包括气缸，所述感应装置包括直线位移传感器以及传感器固定座。该自适应跟随装置解决了传统侧向定位装置由于钢轨肥边、塌边严重时无法正常定位的问题，同时能够适应不钢轨规格以及不同钢轨连接，在钢轨肥边及塌陷严重线路的工况下也能实现钢轨铣磨作业时铣磨装置的精密侧向定位。该装置实现了铣削和磨削的精密定位和数字化反馈，但是仍然没有解决跟随装置底座擦伤钢轨表面等问题，且该跟随装置不能有效跟随钢轨表面波峰及波谷。为此，需要设计一种新型的定位装置，一方面，该定位装置能够支撑起铣磨单元在钢轨表面快速滑行，且不能对钢轨顶面造成二次伤害；另一方面，该定位装置在下降、作业跟随及提升过程中，要能够克服钢轨接缝、错牙、肥边等恶劣工况，以满足铣磨单元作业的技术要求。
技术实现思路
本专利技术中设定：垂直于钢轨延伸(即平行于轨枕)的方向为横向，垂直于钢轨顶面的方向为垂向，平行于钢轨延伸的方向为纵向。本专利技术所要解决的技术问题是提供一种适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置，用以突破现有铣磨装置定位不精确及擦伤钢轨表面的技术难题，实现钢轨铣磨车的铣磨单元准确定位、实时精确跟随钢轨滑行，并提高铣磨单元的作业精度及可靠性。本专利技术通过下列技术方案实现：一种适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置，包括下支撑座，该下支撑座连接上支撑座，该上支撑座安装有垂向进给底座，该垂向进给底座安装有前支撑座和后支撑座，该后支撑座还连接检测杆，所述前支撑座上布置有气缸、长度计、弹簧机构、信号轴、超程感应开关及作业感应开关，所述检测杆与所述气缸、长度计、弹簧机构及信号轴连接。优选的是，所述下支撑座包括前端内框和后端内框，该前端内框与后端内框之间的座体平行于钢轨顶面，所述前端内框上部连接所述上支撑座。优选的是，所述下支撑座的前端内框及后端内框各布置有一组滚轮，每组滚轮数量至少为一个，两组滚轮之间中心距离大于200mm，以确保定位装置压在有波磨的钢轨顶面时，其中一组滚轮能够接触到波峰或波谷，所述下支撑座的中部布置有用于检测铣磨单元下压力的力传感器，所述力传感器的工作面与上支撑座的底面接触。优选的是，所述检测杆的前端与所述气缸、长度计、弹簧机构及信号轴的动端连接，所述检测杆的末端固定有接触块。优选的是，所述后支撑座下方内侧安装有压块，该压块内通过销轴连接检测杆，以便将检测杆安装于所述适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置上，所述压块内的销轴与所述检测杆的配合为活动铰接，所述检测杆可绕该压块内的销轴做小角度转动。在上述任一方案中优选的是，所述上支撑座可绕垂向进给底座的中心圆轴做小角度转动，以满足所述适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置在上坡或下坡滑行中产生的角度偏转要求。在上述任一方案中优选的是，所述气缸通过风管连接至气动电磁阀，并通过气动电磁阀得失电控制气缸动作，进一步驱动检测杆移动。在上述任一方案中优选的是，所述长度计的测量杆随检测杆做横向直线运动，进一步实时测量接触块随钢轨内侧滑行的位移值，并通过数据线传输至数控系统，指示铣磨单元进行横向移动。在上述任一方案中优选的是，所述弹簧机构采用压缩弹簧，该压缩弹簧的弹簧力小于气缸驱动力。在上述任一方案中优选的是，所述信号轴随检测杆横向移动，所述超程感应开关检测到信号轴时，表明跟随异常，数控系统指示铣磨单元紧急提升，所述作业感应开关检测到信号轴时，表明所述适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置处于正常跟随，数控系统指示铣磨单元继续正常作业。本专利技术提供的定位装置采用如下方法实现功能：(1)当铣磨单元准备定位时，气动电磁阀失电，气缸活塞杆缩回并向内拉检测杆，弹簧机构压缩，接触块远离钢轨内侧肥边，定位装置下降并压在钢轨顶面，力传感器检测到压力值正常后，气动电磁阀得电，气缸活塞杆伸出并向外推检测杆，弹簧机构复位，接触块紧贴钢轨内侧，此时数控系统采集长度计的测量值，指示铣磨单元向相应的方向横向移动，直到长度计的测量值在设定的窗口值内，完成准确定位。(2)当铣磨单元在快速滑行中，接触块紧贴钢轨内侧，随着线路几何参数的变化，数控系统实时采集长度计的测量值，若该测量值超出定位装置在标准直线线路上进行标定的接触快与铣磨单元之间的相对位移值，即窗口值，数控系统指示铣磨单元向相应的方向横向移动，直到长度计的测量值回到窗口值内，实现实时精确跟随钢轨滑行。(3)当铣磨单元在快速滑行中，若接触块遇到严重的钢轨接头病害或其他异常时，超程感应开关检测到信号轴，数控系统认为接收到报警信号，气动电磁阀失电，气缸活塞杆缩回并向内拉检测杆，弹簧机构压缩，接触块远离钢轨内侧肥边，铣磨单元紧急提升，完成异常工况的处置。本专利技术另一方面提供一种适用于钢轨在线铣磨作业的定位及避险方法，其包括下列步骤：a.铣磨单元准备定位，此时控制系统控制气缸的活塞杆缩回并向内侧拉检测杆，弹簧机构压缩，接触块远离钢轨内侧的肥边，适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置下降并压在钢轨顶面，力传感器检测到压力值正常后，控制系统控制气缸的活塞杆伸出并向外推检测杆，弹簧机构复位，接触块紧贴钢轨内侧，此时数控系统采集长度计的测量值，指示铣磨单元向相应的方向横向移动，直到长度计的测量值在设定的窗口值内，完成准确定位；b.当铣磨单元在快速滑行中，接触块紧贴钢轨内侧，随着线路几何参数的变化，数控系统实时采集长度计的测量值，若该测量值超出定位装置在标准直线线路上进行标定的接触快与铣磨单元之间的相对位移值，即窗口值，数控系统指示铣磨单元向相应的方向横向移动，直到长度计的测量值回到窗口值内，实现实时精确跟随钢轨滑行。c.当铣磨单元在快速滑行中，若接触块遇到严重的钢轨接头病害或其他异常时，信本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置，其特征在于：包括下支撑座(14)，该下支撑座(14)连接上支撑座(15)，该上支撑座(15)安装有垂向进给底座(5)，该垂向进给底座(5)安装有前支撑座(11)和后支撑座(6)，该后支撑座(6)还连接检测杆(2)，后支撑座(6)下方内侧安装有压块(9)，前支撑座(11)上布置有气缸(3)、长度计(4)、弹簧机构(12)、信号轴(13)、超程感应开关(10)及作业感应开关(16)，检测杆(2)与气缸(3)、长度计(4)、弹簧机构(12)及信号轴(13)连接，上支撑座(15)可绕垂向进给底座(5)的中心圆轴做小角度转动，以满足所述适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置在上坡或下坡滑行中产生的角度偏转要求。
【技术特征摘要】
1.一种适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置，其特征在于：包括下支撑座(14)，该下支撑座(14)连接上支撑座(15)，该上支撑座(15)安装有垂向进给底座(5)，该垂向进给底座(5)安装有前支撑座(11)和后支撑座(6)，该后支撑座(6)还连接检测杆(2)，后支撑座(6)下方内侧安装有压块(9)，前支撑座(11)上布置有气缸(3)、长度计(4)、弹簧机构(12)、信号轴(13)、超程感应开关(10)及作业感应开关(16)，检测杆(2)与气缸(3)、长度计(4)、弹簧机构(12)及信号轴(13)连接，上支撑座(15)可绕垂向进给底座(5)的中心圆轴做小角度转动，以满足所述适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置在上坡或下坡滑行中产生的角度偏转要求。2.如权利要求1所述的适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置，其特征在于：下支撑座(14)包括前端内框和后端内框，该前端内框与后端内框之间的座体平行于钢轨平面，所述前端内框上部连接所述上支撑座(15)。3.如权利要求2所述的适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置，其特征在于：下支撑座(14)的前端内框及后端内框各布置有一组滚轮，每组滚轮数量至少为一个，两组滚轮之间中心距离大于200mm，以确保定位装置压在有波磨的钢轨顶面时，其中一组滚轮能够接触到波峰或波谷。4.如权利要求1-3中任一项所述的适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置，其特征在于：下支撑座(14)的中部布置有用于检测铣磨单元下压力的力传感器，所述力传感器的工作面与上支撑座(15)的底面接触。5.如权利要求1所述的适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置，其特征在于：检测杆(2)的前端与所述气缸(3)、长度计(4)、弹簧机构(12)及信号轴(13)的动端连接。6.如权利要求1所述的适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置，其特征在于：检测杆(2)的末端固定有接触块(8)。7.如权利要求1所述的适用于钢轨在线铣磨作业的定位装置，其特征在于：压块(9)内通过销轴(18)连接检测杆(2)，以便将检测杆安装于所述适用于钢轨在线...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹佐权，韩双平，蔡昌胜，吴鹏坤，
申请(专利权)人：中国铁建高新装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53
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