基于数据处理的钢轨水射流打磨作业升降系统及操作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数据处理的钢轨水射流打磨作业升降系统及操作方法，所述系统包括设于作业车上的动力装置单元、升降定位单元及控制单元；动力装置单元为系统运转提供电、气及液压动力；升降定位单元包括门子架、升降油缸、升降导向机构、锁定闸、激光测距仪及升降架，通过激光测距仪实时测量数据，控制单元控制升降油缸带动升降架在升降导向机构导向下进行稳定地升降工作，使装载于升降架上的水射流刀准确下降至打磨点，锁定闸进行合闸配合升降油缸自锁，在打磨作业时对升降架进行全方位的锁定；通过在动力装置单元底部设有第二减振部，在门子架底部设有第一减振部，阻断振动传导，使水射流刀其能够稳定地进行打磨作业，从而提高了打磨精度。而提高了打磨精度。而提高了打磨精度。

Lifting system and operation method of rail water jet grinding operation based on data processing

【技术实现步骤摘要】
基于数据处理的钢轨水射流打磨作业升降系统及操作方法


[0001]本专利技术属于钢轨打磨
，更具体地，涉及一种基于数据处理的钢轨水射流打磨作业升降系统及操作方法。

技术介绍

[0002]我国高铁、城际、市域铁路以及城市轨道交通快速发展，运营里程以达到巨大的规模，在铁路提速的背景下，列车直接的承载基础设施——钢轨，担负着巨大的运营压力，由于轮轨作用，钢轨在服役期间会产生严重的磨损等缺陷，明显缩减钢轨的使用寿命，每年都要因此进行大量钢轨的更换，造成巨大的经济损失，因此提高钢轨使用寿命对我国铁路及城市轨道交通的运营养护维修具有巨大的意义。
[0003]传统的钢轨磨损维修方式是通过小型设备或大型养路机械借助砂轮对钢轨进行打磨修型，减小磨损对钢轨寿命的影响，但砂轮打磨钢轨的方式因作业过程中会产生大量的热，易造成钢轨表面烧伤，对钢轨材料属性产生破坏，不利于延长钢轨使用寿命。
[0004]水射流技术因其具有低热量、环保的优势，可被应用于钢轨打磨中，但水射流打磨钢轨技术还存在以下问题亟待解决：（1）现阶段无成熟应用于水射流钢轨打磨技术中的升降系统，且无对多组水射流刀进行控制的方法，不能应对不同打磨面将多组水射流刀升降至不同高度进行协同式打磨、从而提高水射流刀在钢轨打磨上的效率；（2）水射流技术应用于钢轨打磨时，打磨作业车上配备的设备在工作时易发生振动，水射流刀升降过程中易发生偏移，定位精度得不到保证；（3）水射流技术应用于钢轨打磨时，其面临钢轨作业车上诸多振动源，极易受到干扰，其打磨精度不易控制。
专利技术内容
[0005]针对现有技术中无成熟应用于水射流钢轨打磨技术中的升降系统，且水射流刀在升降和打磨作业时易受到振动源干扰，使定位精度降低、打磨效果变差，本专利技术提供一种基于数据处理的钢轨水射流打磨作业升降系统及操作方法，为水射流技术应用于钢轨打磨上提拱了多组水射流刀稳定升降的技术方案，同时能够对振动源进行隔离，保证升降作业的稳定和定位的精确。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于数据处理的钢轨水射流打磨作业升降系统，包括设于作业车上的动力装置单元，其为系统运转提供电、气及液压动力；设于作业车中间部位的多组升降定位单元，其包括设于作业车上的门子架，一端固定设于门子架上的升降油缸，设于升降油缸另一端的升降架，设于升降架侧边使升降架两侧与门子架之间保持固定相对距离的升降导向机构，以及设于升降架底部用于实时检测水射流刀 与钢轨的距离的激光测距仪，通过激光测距仪实时测量数据，升降油缸带动升降架在升降导向机构导向下进行稳定地升降工作，使装载于升降架上的水射流刀准确下降至打磨点；与所述动力装置单元及升降定位单元通信连接的控制单元，其包括中央控制器；所述控制单元控制动力装置单元根据打磨作业时序，同时为多组升降定位单元分别提供动力，并根据激光测
距仪实时上传测量数据将各组升降定位单元上搭载的水射流刀下降至不同高度，以应对不同钢轨打磨面时进行高效、精准地协同式打磨。
[0007]进一步地，所述升降架外侧设有锁定闸，其包括底部设于升降架外侧壁面上的高压空气管，设于所述高压空气管顶部的摩擦板，连接所述摩擦板与升降架外侧壁面的拉簧；所述压空气管输入高压气向外伸展将摩擦板顶至门子架内侧壁面并进行压紧贴合，完成锁定闸由起闸状态向合闸状态的切换，通过多个对称设于升降架两侧的锁定闸同时合闸，配合升降油缸自锁，在水射流刀打磨作业时对升降架进行全方位的锁定。
[0008]进一步地，所述动力装置单元底部设有第二减振部，用于隔离动力装置单元作业时向作业车方向传导的振动；所述门子架底部外侧对称设有多组固定支架，所述固定支架底部通设有第一减振部与作业车实现连接，阻隔了沿作业车向门子架方向传导的振动；通过所述第一减振部及第二减振部，实现了对水射流刀的双向振动隔离。
[0009]优选地，所述升降导向机构包括导向轮和连接轴，所述导向轮与门子架内侧壁抵触，所述连接轴一端与导向轮连接，另一端固定于升降架侧边。
[0010]优选地，所述升降导向机构包括设于门子架内侧壁上竖直方向的限位滑动槽，设于限位滑动槽内的滑动块，以及通过两端分别连接滑动块和升降架侧边的连接轴。
[0011]进一步地，所述动力装置单元布设于作业车两端，包括设于作业车一端的气压站和液压站，设于作业车另一端的蓄电池及燃油发电机；所述动力装置单元通过集中敷设于气液管槽中的气压管路、液压管路及电缆进行输出动力。
[0012]进一步地，所述升降定位单元在每侧钢轨上方依次设有两组，每组升降定位单元装载有四组水射流刀。
[0013]进一步地，所述第一减振部为空气弹簧，所述第二减振部采用空气垫制成。
[0014]进一步地，所述空气垫通过气压管道与气压站相连，其内设有气压传感器。
[0015]按照本专利技术的一个方面，还提供一种基于数据处理的钢轨水射流打磨作业升降系统的操作方法，包括以下步骤：S1：作业车被轨道车整体迁移至作业区域；S2:作业开始前，燃油发电机工作为蓄电池充电；S3：作业开始，燃油发电机停机，蓄电池为整个系统供电；S4;中央控制器控制气压站为所有的空气垫充气，使动力装置单元与作业车进行振动隔离；S5:中央控制器控制液压站控制升降油缸下降；S6:激光测距仪实时监测水射流刀与钢轨之间的距离，并将监测数据传输给中央控制器；S7:中央控制器判断升降架到达指定位置后，给液压站下达停机指令，使升降油缸停止动作，锁定升降架的位置；S8:同时中央控制器控制气压站为锁定闸供气，使锁定闸由起闸状态切换至合闸状态，双重锁定升降架的位置；S9:中央控制器控制多组水射流刀以一定的运动轨迹对钢轨表面进行打磨作业；S10:打磨作业完毕后，中央控制器控制气压站为锁定闸泄气，使锁定闸由合闸状态切换至起闸状态，解锁升降架的位置；
S11:中央控制器给液压站下达指令，使升降油缸复位；S12:中央控制器控制气压站为所有空气垫泄气；S13:中央控制器控制蓄电池断电；S14:作业车整体迁移至下一处作业区域。
[0016]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1.本专利技术的基于数据处理的钢轨水射流打磨作业升降系统，通过在作业车上设有动力装置单元、升降定位单元和控制单元，所述动力装置单元为整个系统提供电、气及液压动力，使整个系统能够运转；所述升降定位单元包括门子架、升降油缸、升降导向机构、升降架及激光测距仪，升降架由升降油缸带动在升降导向机构导向下进行稳定地升降工作，通过激光测距仪实时测量与钢轨的距离，使装载于升降架的水射流刀准确下降至打磨点；所述控制单元与多组升降定位单元通信相连，在控制单元的控制下，各组升降定位单元可将其上搭载的水射流刀下降至不同高度，以应对不同的钢轨打磨面，做到高效、精准地协同式打磨；本专利技术的稳定升降系统为水射流技术应用于钢轨打磨上提拱了多组水射流刀稳定升降的技术方案，保证水射流打磨钢轨技术的顺利实施。
[0017]2.本专利技术的基于数据处理的钢轨水射流打磨作业升降系统，在水射流刀达到指定打磨点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数据处理的钢轨水射流打磨作业升降系统，其特征在于，包括：设于作业车（15）上的动力装置单元，其为系统运转提供电、气及液压动力；设于作业车（15）中间部位的多组升降定位单元，其包括设于作业车（15）上的门子架（3），一端固定设于门子架（3）上的升降油缸（4），设于升降油缸（4）另一端的升降架（12），设于升降架（12）侧边使升降架（12）两侧与门子架（3）之间保持固定相对距离的升降导向机构（6），以及设于升降架（12）底部用于实时检测水射流刀（10） 与钢轨的距离的激光测距仪（11），通过激光测距仪（11）实时测量数据，升降油缸（4）带动升降架（12）在升降导向机构（6）导向下进行稳定地升降工作，使装载于升降架（12）上的水射流刀（10）准确下降至打磨点；与所述动力装置单元及升降定位单元通信连接的控制单元，其包括中央控制器；所述控制单元根据打磨作业时序，控制动力装置单元同时为多组升降定位单元分别提供动力，并根据激光测距仪（11）实时上传测量数据将各组升降定位单元上搭载的水射流刀（10）下降至不同高度，以应对不同钢轨打磨面时进行高效、精准地协同式打磨。2.根据权利要求1所述的一种基于数据处理的钢轨水射流打磨作业升降系统，其特征在于，所述升降架（12）外侧设有锁定闸（5），其包括底部设于升降架（12）外侧壁面上的高压空气管（502），设于所述高压空气管（502）顶部的摩擦板（503），连接所述摩擦板（503） 与升降架（12）外侧壁面的拉簧（501）；所述高压空气管（502）输入高压气向外伸展将摩擦板（503）顶至门子架（3）内侧壁面并进行压紧贴合，完成锁定闸（5）由起闸状态向合闸状态的切换，通过多个对称设于升降架（12）两侧的锁定闸（5）同时合闸，配合升降油缸（4）自锁，在水射流刀（10）打磨作业时对升降架（12）进行全方位的锁定。3.根据权利要求2所述的一种基于数据处理的钢轨水射流打磨作业升降系统，其特征在于，所述动力装置单元底部设有第二减振部（14），用于隔离动力装置单元作业时向作业车（15）方向传导的振动；所述门子架（3）底部外侧对称设有多组固定支架，所述固定支架底部通设有第一减振部（13）与作业车（15）实现连接，阻隔了沿作业车（15）向门子架（3）方向传导的振动；通过所述第一减振部（13）及第二减振部（14），实现了对水射流刀的双向振动隔离。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的一种基于数据处理的钢轨水射流打磨作业升降系统，其特征在于，所述升降导向机构（6）包括导向轮和连接轴，所述导向轮与门子架（3）内侧壁抵触，所述连接轴一端与导向轮连接，另一端固定于升降架（12）侧边。5.根据权利要求1
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3中任一项所述的一种基于数据处理的钢轨水射流打磨作业升降系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：游鹏辉，张琨，张浩，光振雄，董云松，巫世晶，殷勤，邱绍峰，周明翔，李加祺，龙新平，陈平，刘辉，张俊岭，彭方进，李成洋，应颖，李登，赵磊，李硕，杨柳，
申请(专利权)人：武汉大学沈阳奥拓福科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：