本發(fā)明涉及磨削技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼軌打磨機(jī)床。

背景技術(shù)：

“十三五”期間，我國鐵路固定資產(chǎn)投資規(guī)模將達(dá)3.5萬億元人民幣，其中基本建設(shè)投資約3萬億元，新建線路3萬公里；至2020年，全國鐵路營業(yè)里程將達(dá)到15萬公里，其中高速鐵路為3萬公里；并且列車普遍時(shí)速運(yùn)行在120km/h以上，最高速度甚至超過了350km/h，在如此高的列車運(yùn)行速度下，對鋼軌的表面粗糙度和直線度等指標(biāo)提出了更加嚴(yán)格的要求；但在高速運(yùn)行狀態(tài)下，鋼軌承受長時(shí)間反復(fù)的碾壓使其不可避免的出現(xiàn)各種各樣的損傷，這些傷損不僅增加了鐵路運(yùn)營成本，而且危害鐵路運(yùn)行安全。

鋼軌經(jīng)過長時(shí)間的碾壓會出現(xiàn)不同程度的波磨、壓潰、拐角斜裂、剝離、飛邊等損傷類型，在鋼軌彎道處傷損出現(xiàn)的頻率更高，在高速運(yùn)行狀態(tài)下，有些缺陷會加劇擴(kuò)展甚至使鋼軌突然斷裂，造成機(jī)車脫軌乃至傾覆，因此鋼軌的維修和養(yǎng)護(hù)就顯得非常重要。

現(xiàn)有的鋼軌修復(fù)包括兩種形式，其一為鋼軌銑磨車，它主要是采用成型銑刀對鋼軌頂面銑削，然后采用砂輪打磨鋼軌頂面來達(dá)到修復(fù)的目的，但采用這種修復(fù)方式使砂輪與鋼軌為剛性接觸易燒傷鋼軌表面，且銑刀更換不方便，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低；另一種是鋼軌打磨車，采用不同方式布置的多頭砂輪對鋼軌頂面進(jìn)行打磨來達(dá)到修復(fù)的目的，它主要存在砂輪易破碎，砂輪與鋼軌為剛性接觸易燒傷鋼軌表面，且多個砂輪修磨之間存在接口菱角，從而造成列車運(yùn)行時(shí)噪聲大，車輪磨損加快；以上兩種修復(fù)方式都容易使鋼軌頂面燒傷，從而使鋼軌強(qiáng)度下降，當(dāng)火車再次碾壓時(shí)，極易造成安全事故；隨著我國鐵路運(yùn)輸?shù)拇蠓鲩L，鋼軌傷損也日益劇增，目前在我們國家，這些傷損鋼軌每年以20％的速度增加，迫切需要更為方便實(shí)用的鋼軌修復(fù)設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種鋼軌打磨機(jī)床，它采用砂帶磨削結(jié)構(gòu)從而克服現(xiàn)有技術(shù)易燒傷鋼軌的缺陷；并且整體結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，安裝和使用方便，制作工藝簡單，且砂帶與鋼軌采用柔性接觸，不存在接口菱角，提高打磨精度，從而延長鋼軌的使用壽命，顯著降低運(yùn)行成本，市場前景廣闊，便于推廣使用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，一種鋼軌打磨機(jī)床，它包括底座、橫向?qū)к墶⒋蚰C(jī)構(gòu)、立式支柱、豎直移動導(dǎo)軌、拖板、工作臺和滑塊；所述工作臺設(shè)置于底座上并經(jīng)橫向?qū)к壓突瑝K可在底座上橫向移動，所述立式支柱設(shè)置于底座上并位于工作臺的一側(cè)；所述拖板設(shè)置于立式支柱上面向工作臺的一側(cè)并經(jīng)豎直移動導(dǎo)軌可在立式支柱上豎直移動，該拖板面向工作臺的一側(cè)連接有砂帶打磨機(jī)構(gòu)；所述砂帶打磨機(jī)構(gòu)包括支撐座、固定連接于支撐座頂部的驅(qū)動電機(jī)，與驅(qū)動電機(jī)同軸連接的驅(qū)動輪、與驅(qū)動輪軸向平行設(shè)置的從動輪、以及圍繞在驅(qū)動輪和從動輪上的砂帶，所述驅(qū)動輪和從動輪的軸向與鋼軌的長度方向成直角設(shè)置。

為了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、效果優(yōu)化，其進(jìn)一步的措施是：所述砂帶打磨機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置于驅(qū)動輪和從動輪之間且軸向平行的接觸輪，所述砂帶經(jīng)接觸輪貼合于鋼軌上表面。

所述接觸輪的外緣表面形狀與鋼軌的上表面外緣輪廓保持一致，該接觸輪的外緣表面設(shè)有襯塑層且其厚度為1.5～3mm。

所述立式支柱經(jīng)其底部的旋轉(zhuǎn)底板與底座連接，該旋轉(zhuǎn)底板的端面圓周中心設(shè)有軸孔用于固定安裝轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)底板的端面外緣設(shè)有多個弧形槽并圍繞軸孔均勻分布。

所述每個弧形槽分別插接一根銷軸，且該銷軸固定連接于底座上。

所述轉(zhuǎn)軸穿過軸孔插入底座內(nèi)，且該轉(zhuǎn)軸的一端與驅(qū)動裝置連接。

所述打磨機(jī)構(gòu)的支撐座上面向工作臺的一側(cè)連接有紅外測量裝置用于對鋼軌長度方向的偏轉(zhuǎn)角進(jìn)行測量。

所述紅外測量裝置還連接控制系統(tǒng)，并可將所測數(shù)據(jù)輸送給控制系統(tǒng)分析處理。

所述打磨機(jī)構(gòu)還包括張緊氣缸，該張緊氣缸連接于拖板上用于橫向調(diào)整從動輪與驅(qū)動輪的間距從而張緊砂帶。

所述打磨機(jī)構(gòu)還包括壓緊氣缸，該壓緊氣缸連接于拖板上用于豎向調(diào)整接觸輪與鋼軌的間距從而使砂帶貼合鋼軌的上表面。

所述驅(qū)動電機(jī)在支撐座上的軸向安裝位置可向兩側(cè)偏移用于防止砂帶跑偏。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的有益效果：

(ⅰ)本發(fā)明中的砂帶打磨機(jī)構(gòu)采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整體結(jié)構(gòu)緊湊，安裝和使用方便，制作工藝簡單，布局美觀大方，能實(shí)現(xiàn)砂帶磨削鋼軌，克服了鋼軌銑磨車銑刀更換不便的缺陷，提高了生產(chǎn)效率；

(ⅱ)本發(fā)明采用砂帶磨削結(jié)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)砂帶與鋼軌的柔性磨削，能克服鋼軌表面易燒傷的缺陷，且磨削表面不存在接口菱角，提高鋼軌的打磨精度，從而延長鋼軌的使用壽命，顯著降低運(yùn)行成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

本發(fā)明廣泛適用于地鐵和鐵路鋼軌維修配套使用。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖3為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)的后視圖。

圖4為本發(fā)明中打磨機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明中立式支柱的主視圖。

圖6為本發(fā)明中立式支柱的仰視圖。

圖7為本發(fā)明中接觸輪與鋼軌的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明中鋼軌的測量分析示意圖。

圖中：1-底座，2-橫向?qū)к墸?-支撐座，4-驅(qū)動電機(jī)，5-驅(qū)動輪，6-立式支柱，61-旋轉(zhuǎn)底板，611-軸孔，612-弧形槽，7-豎直移動電機(jī)，8-豎直移動導(dǎo)軌，9-拖板，10-從動輪，11-張緊氣缸，12-接觸輪，13-砂帶，14-鋼軌，15-工作臺，16-滑塊，17-橫向移動電機(jī)，18-壓緊氣缸，19-紅外測量裝置，θ-立式支柱軸向可旋轉(zhuǎn)角度范圍，a-紅外測量裝置的發(fā)射點(diǎn)，b-鋼軌的打磨起點(diǎn)，c-鋼軌的測量點(diǎn)，c’-鋼軌的下一個測量點(diǎn)，d-測量點(diǎn)至紅外測量裝置的正交點(diǎn)，e-紅外測量裝置的接收點(diǎn)，e’-紅外測量裝置的下一個接收點(diǎn)，f-鋼軌為直線狀態(tài)時(shí)的測量點(diǎn)，β-紅外測量裝置的發(fā)射角，β’-紅外測量裝置的下一個發(fā)射角，γ-鋼軌為直線狀態(tài)時(shí)的紅外發(fā)射角度，α-鋼軌長度方向的偏轉(zhuǎn)角。

具體實(shí)施方式

參照附圖，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種鋼軌打磨機(jī)床，它包括底座1、橫向?qū)к?、砂帶打磨機(jī)構(gòu)、立式支柱6、豎直移動導(dǎo)軌8、拖板9、工作臺15和滑塊16；所述工作臺15設(shè)置于底座1上并經(jīng)橫向?qū)к?和滑塊16可在底座1上橫向移動，所述立式支柱6設(shè)置于底座1上并位于工作臺15的一側(cè)；所述拖板9設(shè)置于立式支柱16上面向工作臺15的一側(cè)并經(jīng)豎直移動導(dǎo)軌8可在立式支柱6上豎直移動，該拖板9面向工作臺15的一側(cè)連接有砂帶打磨機(jī)構(gòu)；所述砂帶打磨機(jī)構(gòu)包括支撐座3、固定連接于支撐座3頂部的驅(qū)動電機(jī)4，與驅(qū)動電機(jī)4同軸連接的驅(qū)動輪5、與驅(qū)動輪5軸向平行設(shè)置的從動輪10、以及圍繞在驅(qū)動輪5和從動輪10上的砂帶13，該砂帶的運(yùn)轉(zhuǎn)方向與鋼軌的長度方向平行，所述驅(qū)動輪5和從動輪10的軸向與鋼軌的長度方向成直角設(shè)置。

結(jié)合附圖，本發(fā)明的工作流程為：

①將鋼軌14經(jīng)專用夾具或磁力夾具固定裝夾于砂帶打磨機(jī)構(gòu)下方的工作臺15上，需保持鋼軌14的長度方向與砂帶13的運(yùn)轉(zhuǎn)方向平行；

②設(shè)定檢測參數(shù)，并將檢測參數(shù)輸送至控制系統(tǒng)，同時(shí)啟動砂帶打磨機(jī)構(gòu)及工作臺15，使得砂帶13運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)所述工作臺15可在鋼軌14的長度方向往返移動；所述設(shè)定檢測參數(shù)包括設(shè)定鋼軌14的打磨起點(diǎn)b與紅外測量裝置19的發(fā)射點(diǎn)a位于同一水平線上以及ab的距離值、依據(jù)紅外測量裝置19接收點(diǎn)e的位置確定鋼軌14上測量點(diǎn)c的位置和紅外發(fā)射角度β值、以及ad距離值和工作臺15的運(yùn)動速度vw值；所述啟動砂帶打磨機(jī)構(gòu)包括由壓緊氣缸18控制接觸輪12使砂帶13貼合在鋼軌14上表面并對鋼軌14進(jìn)行打磨；

③在打磨過程中由控制系統(tǒng)依據(jù)檢測參數(shù)對鋼軌14長度方向的偏轉(zhuǎn)角進(jìn)行分析計(jì)算，包括由設(shè)定的ab距離值、ad距離值和紅外發(fā)射角度β值獲得ac距離值、bc距離值、cd距離值、鋼軌14為直線狀態(tài)時(shí)的紅外發(fā)射角度γ值和鋼軌14從打磨起始b點(diǎn)移動到測量c點(diǎn)的時(shí)間t，具體推導(dǎo)如下：cd＝accosβ；還包括由已知bf＝ad，df＝ab值獲得鋼軌長度方向的偏轉(zhuǎn)角為再由控制系統(tǒng)控制驅(qū)動裝置驅(qū)動轉(zhuǎn)軸帶動立式支柱6軸向旋轉(zhuǎn)α，從而帶動砂帶打磨機(jī)構(gòu)的接觸輪12相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)α，可使砂帶13與鋼軌14在長度方向的偏轉(zhuǎn)角度保持一致，從而保障鋼軌的打磨精度。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明中立式支柱6的上端部固定連接有豎直移動電機(jī)7用于驅(qū)動拖板9上下移動，方便裝夾和打磨不同尺寸的鋼軌14；所述底座1的上端連接有橫向移動電機(jī)17用于驅(qū)動工作臺15橫向往返移動，便于裝夾和打磨加工不同尺寸的鋼軌14；所述砂帶打磨機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置于驅(qū)動輪5和從動輪10之間且軸向平行的接觸輪12，所述砂帶13經(jīng)接觸輪12貼合于鋼軌14上表面對鋼軌14進(jìn)行打磨。

如圖4所示，本發(fā)明中砂帶打磨機(jī)構(gòu)還包括張緊氣缸11和壓緊氣缸18，該張緊氣缸11連接于拖板9上用于橫向調(diào)整從動輪10與驅(qū)動輪5的間距從而張緊砂帶13，可防止砂帶13跑偏和打滑，該張緊氣缸11的推桿與從動輪10的輪軸連接，當(dāng)推桿收縮或伸出時(shí)推動從動輪10張緊砂帶13；該壓緊氣缸18連接于拖板9上用于豎向調(diào)整接觸輪12與鋼軌14的間距從而使砂帶13貼合鋼軌14上端表面，可保障鋼軌14的打磨精度和提高生產(chǎn)效率，并延長鋼軌14的使用壽命，該壓緊氣缸18的推桿與接觸輪12的輪軸連接，當(dāng)推桿收縮或伸出時(shí)推動接觸輪12壓緊砂帶13與鋼軌14上表面貼合；所述打磨機(jī)構(gòu)的支撐座3上面向工作臺15的一側(cè)連接有紅外測量裝置19用于對鋼軌14長度方向的偏轉(zhuǎn)角進(jìn)行測量，該紅外測量裝置19還連接控制系統(tǒng)，經(jīng)紅外測量裝置19將所測鋼軌14的偏轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)傳輸給控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)分析處理后指示驅(qū)動裝置控制轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動立式支柱6實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)使砂帶13能與鋼軌14頂面完全貼合，保障鋼軌14的打磨精度高；所述驅(qū)動電機(jī)4在支撐座3上的軸向安裝位置可向兩側(cè)偏移進(jìn)行微調(diào)，有利于保障同軸設(shè)置的驅(qū)動輪5與從動輪10保持軸向平行，從而防止砂帶13跑偏。

如圖5和圖6所示，本發(fā)明中立式支柱6經(jīng)其底部的旋轉(zhuǎn)底板61與底座1連接，該旋轉(zhuǎn)底板61呈半圓形或扇形且其端面圓周中心設(shè)有軸孔611用于固定安裝轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)底板61的端面外緣設(shè)有多個弧形槽612并圍繞軸孔611均勻分布，該弧形槽612一般設(shè)置4～6個，所述每個弧形槽612分別插接一根銷軸，且該銷軸固定連接于底座1上；所述轉(zhuǎn)軸穿過軸孔611插入底座1內(nèi)，且該轉(zhuǎn)軸的一端與驅(qū)動裝置連接，可以采用插入底座1內(nèi)的轉(zhuǎn)軸端與驅(qū)動裝置連接，也可以將轉(zhuǎn)軸伸出軸孔611外與驅(qū)動裝置連接；當(dāng)控制系統(tǒng)控制驅(qū)動裝置驅(qū)動軸孔611內(nèi)的轉(zhuǎn)軸帶動立式支柱6軸向旋轉(zhuǎn)時(shí)，弧形槽612也能沿著槽內(nèi)的銷軸旋轉(zhuǎn)，采用該結(jié)構(gòu)能保障體積較大的立式支柱6在軸向旋轉(zhuǎn)過程中不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，保障鋼軌14的打磨精度；所述立式支柱6軸向可旋轉(zhuǎn)角度θ的范圍為0～12°，正常情況下底座1上的銷軸位于弧形槽612的中心，當(dāng)立式支柱6軸向旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，弧形槽612也沿著中心的銷軸向兩側(cè)旋轉(zhuǎn)且兩側(cè)旋轉(zhuǎn)的范圍為0～6°，該旋轉(zhuǎn)角度是設(shè)計(jì)人員經(jīng)過大量的研究和實(shí)驗(yàn)得出，既能滿足鋼軌14的打磨需求，也保障整體設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡單緊湊，運(yùn)行成本低。

如圖7所示，本發(fā)明中接觸輪12的外緣表面形狀與鋼軌14的上表面外緣輪廓保持一致，該接觸輪12的外緣表面設(shè)有襯塑層且其厚度一般為1.5～3mm，采用對接觸輪12外緣表面襯塑有利于增加摩擦系數(shù)防止砂帶13打滑，并可防止因操作失誤出現(xiàn)接觸輪12與鋼軌14碰撞而發(fā)生損傷或意外事故，而且接觸輪12的襯塑層出現(xiàn)損傷時(shí)維修更加方便，該接觸輪12襯塑層的厚度如果太厚則加工成本高，如果襯塑層太薄則達(dá)不到防碰撞效果。

如圖8所示，本發(fā)明中的紅外測量裝置19包括設(shè)置于同一直線上的發(fā)射點(diǎn)a和接收點(diǎn)e，鋼軌打磨前先將鋼軌14的打磨起點(diǎn)b與紅外測量裝置19的發(fā)射點(diǎn)a處于同一水平線上，然后調(diào)整紅外測量裝置19的發(fā)射角β，保障紅外測量裝置的接收點(diǎn)e能正常接受鋼軌14反饋的信號，從而確定鋼軌14的測量點(diǎn)c和發(fā)射角β；經(jīng)延長dc線可得打磨起點(diǎn)b的垂線bf，從而確定鋼軌14為直線狀態(tài)時(shí)的測量點(diǎn)f和鋼軌為直線狀態(tài)時(shí)的紅外發(fā)射角度γ；依據(jù)工作臺15的運(yùn)動速度vw可相應(yīng)的確定鋼軌的下一個測量點(diǎn)c’和紅外測量裝置的下一個接收點(diǎn)e’；從圖上可知紅外測量裝置19的發(fā)射點(diǎn)a、與鋼軌14的打磨起點(diǎn)b、以及鋼軌14的測量點(diǎn)c之間的連線形成銳角三角形，可防止因ab距離太短而導(dǎo)致鋼軌影響正常測量或測量不準(zhǔn)確；而紅外測量裝置19的發(fā)射點(diǎn)a、鋼軌14的測量點(diǎn)c、以及紅外測量裝置的接收點(diǎn)e之間的連線形成等腰三角形，才能保障接收點(diǎn)e能正常接收信號實(shí)現(xiàn)正常測量。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化；凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。