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CN117943939B - 基于被动式削峰打磨的试验装置 - Google Patents

基于被动式削峰打磨的试验装置 Download PDF

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CN117943939B CN202410354055.6A CN202410354055A CN117943939B CN 117943939 B CN117943939 B CN 117943939B CN 202410354055 A CN202410354055 A CN 202410354055A CN 117943939 B CN117943939 B CN 117943939B
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Abstract

本发明公开了基于被动式削峰打磨的试验装置,包括回转底座和环形轨底安装座,回转底座连接有驱动机构,回转底座设置在环形轨底安装座的圆心处,回转底座上设置有回转主梁,回转主梁以环形轨底安装座的圆心处为轴旋转,回转主梁两端均设置有打磨机构,环形轨底安装座上设置有环形钢轨,打磨机构用于在回转主梁旋转时打磨环形钢轨,打磨机构上方设置有连接机构,连接机构上方连接有液压缸,连接机构上设置有检测机构,打磨机构的打磨砂轮连接有除尘机构。本发明旨在实现一种能够体现削峰打磨试验方法的试验装置。通过本基于被动式削峰打磨的试验装置可以在实验室内研究如何更好地去除钢轨的波磨现象,通过打磨恢复钢轨的平顺性。

Description

基于被动式削峰打磨的试验装置
技术领域
本发明涉及钢轨打磨试验装置技术领域,具体涉及一种基于被动式削峰打磨的试验装置。
背景技术
钢轨是铁路轨道的主要组成部件。它的功用在于引导机车车辆的车轮前进,承受车轮的巨大压力,并传递到轨枕上。钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面。在电气化铁道或自动闭塞区段,钢轨还可兼做轨道电路之用。钢轨伤损是指钢轨在使用过程中发生的折断、裂纹及其他影响和限制钢轨使用性能的各种状态。钢轨伤损是铁路上一个较为突出的问题,并严重影响行车的安全。我国根据钢轨的伤损种类、伤损位置及伤损原因进行分类,共分为9类32种伤损,并用2位数编号,十位数表示伤损部位和状态,个位数表示造成伤损的原因。钢轨波浪磨耗简称钢轨波磨,是钢轨损伤的一种主要类型。钢轨波磨是指钢轨轨头踏面沿长度方向出现周期性的不均匀塑性变形和磨耗,使钢轨全长呈波浪形状的不平顺。波浪磨耗的波谷处有明显的塑性变形,使踏面辗宽或出现辗边,轮轨接触光带变宽。波峰处踏面的塑性变形量明显小于波谷,接触光带较窄。
现有技术中公开号为CN218697064U的中国实用新型专利公开了一种钢轨被动打磨试验装置,包括保护罩,保护罩内设置有打磨装置、第一检测装置、第二检测装置、修型装置以及集尘装置,第一检测装置位于修型装置上方,第二检测装置和修型装置间隔设置在打磨装置下方,集尘装置位于保护罩外部并与保护罩连通;保护罩包括保护支架和保护壳,保护壳与保护支架活动连接,保护壳上设置有透明观察窗口,保护支架下方设置有支撑底座。其虽然能实现钢轨打磨测试,但是只有一个砂轮,无法实现“削峰”,即在处理轨道不平顺时优先打磨波峰位置。
发明内容
根据以上现有技术中的不足,本发明的目的是提供一种基于被动式削峰打磨的试验装置,以解决现有技术中所存在的问题。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
基于被动式削峰打磨的试验装置,包括回转底座和环形轨底安装座,所述回转底座设置在所述环形轨底安装座的圆心处,所述回转底座远离地面的一侧安装有回转主梁,所述回转底座连接有驱动机构,所述驱动机构驱动所述回转主梁以所述环形轨底安装座的圆心处为轴旋转,所述回转主梁两端分别通过连接机构安装有打磨机构,所述环形轨底安装座远离地面的一侧安装有环形钢轨,所述打磨机构用于在所述回转主梁旋转时打磨所述环形钢轨,所述连接机构配置有提供下压力的液压缸,所述连接机构上安装有检测机构,所述打磨机构的打磨砂轮被罩设在除尘机构中。
优选地,所述打磨机构还包括砂轮安装梁、四个砂轮安装座,所述砂轮安装梁安装在所述连接机构靠近所述环形钢轨的一侧,所述砂轮安装座设置在所述砂轮安装梁靠近所述环形钢轨的一侧,所述砂轮安装座与所述环形钢轨中心线的切线交错布置,所述打磨砂轮安装在所述砂轮安装座上。
优选地,所述连接机构包括安装箱、连接块和滑块,所述连接块设置在所述安装箱靠近所述环形钢轨的一侧,所述砂轮安装梁通过所述连接块连接所述安装箱,所述滑块设置在所述安装箱水平方向上靠近所述回转主梁的两侧,所述回转主梁上对应所述滑块位置竖直设置有滑轨,所述回转主梁上还设置有限位块,所述限位块位于所述滑轨正下方。
优选地,所述除尘机构包括脉冲除尘器、主除尘管、副除尘管和下端开口的除尘罩,所述除尘罩将所述打磨砂轮罩设在其内腔中,所述副除尘管连接所述除尘罩,所述主除尘管穿过所述回转底座和所述环形轨底安装座连通所述脉冲除尘器和所述副除尘管。
优选地,所述检测机构包括用于检测所述打磨砂轮在所述环形钢轨处受到的径向力的第一传感器和用于检测所述打磨砂轮在所述环形钢轨处受到的切向力的第二传感器。
优选地,所述驱动机构包括驱动电机、主动轴、从动轴和联轴器,所述联轴器联结所述主动轴和所述从动轴,所述主动轴连接所述驱动电机并将所述驱动电机的运动传递给所述从动轴,所述从动轴穿过所述环形轨底安装座和所述回转底座连接所述回转主梁的旋转轴驱动所述回转主梁旋转。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
本发明公开了基于被动式削峰打磨的试验装置,通过设置回转主梁、打磨机构、连接机构、液压缸、检测机构,可以安装在对环形轨底安装座上的环形钢轨进行打磨作业,本发明的试验装置能模拟被动式“削峰”原理,成排砂轮固定于刚性打磨梁上,在处理轨道不平顺时优先打磨波峰位置,并且在砂轮上连接有除尘机构,避免砂轮在打磨过程中产生的粉尘和铁屑四处飞溅,还设置有检测机构,可以在试验装置在打磨过程中实现测力、测不平顺等功能。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例提供的基于被动式削峰打磨的试验装置的轴测图。
图2示出了图1中A处的局部放大图。
图3示出了根据本发明实施例提供的基于被动式削峰打磨的试验装置的俯视图。
图4示出了根据本发明实施例提供的基于被动式削峰打磨的试验装置的主视图。
图5示出了图3中A-A处的剖视图。
图6示出了图4中B-B处的剖视图。
图7示出了图6中B处的局部放大图。
图8示出了图6中C处的局部放大图。
图例说明:
1、回转底座;2、环形轨底安装座;3、驱动机构;301、驱动电机;302、主动轴;303、从动轴;304、联轴器;4、回转主梁;5、打磨机构;501、砂轮安装梁;502、砂轮安装座;503、打磨砂轮;6、环形钢轨;7、连接机构;701、安装箱;702、连接块;703、滑块;8、液压缸;9、检测机构;901、第一传感器;902、第二传感器;10、除尘机构;1001、脉冲除尘器;1002、主除尘管;1003、副除尘管;1004、除尘罩;11、滑轨;12、限位块。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚,下文中将结合本发明具体实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-8所示,基于被动式削峰打磨的试验装置,包括回转底座1和环形轨底安装座2,回转底座1设置在环形轨底安装座2的圆心处,回转底座1远离地面的一侧安装有回转主梁4,回转底座1连接有驱动机构3,驱动机构3驱动回转主梁4以环形轨底安装座2的圆心处为轴旋转,回转主梁4两端分别通过连接机构7安装有打磨机构5,环形轨底安装座2远离地面的一侧安装有环形钢轨6,打磨机构5用于在回转主梁4旋转时打磨环形钢轨6,连接机构7配置有提供下压力的液压缸8,连接机构7上安装有检测机构9,打磨机构5的打磨砂轮503被罩设在除尘机构10中。
需要说明的是,现有技术中虽然能实现对钢轨的打磨测试,但是现有的打磨试验装置往往只有一个砂轮或者两个独立的砂轮,无法实现本发明旨在实现的削峰原理。本发明环形钢轨6安装固定在环形轨底安装座2上,通过回转主梁4旋转带动设置在回转主梁4两侧的打磨机构5在环形钢轨6上进行旋转打磨运动,可实现“无限长钢轨”。试验前可将环形钢轨6预制加工成带有“波磨”现象的波浪型轨面,然后进行打磨试验,磨耗到限后可对其进行更换。打磨机构5上方设置有连接机构7,连接机构7上方连接有液压缸8,液压杠用于给打磨机构5提供下压载荷并控制打磨机构5按设定的下压力进行加载。打磨机构5的打磨砂轮503连接有除尘机构10,避免砂轮在打磨过程中产生的粉尘和铁屑四处飞溅,还设置有检测机构9,可以在试验装置在打磨过程中实现测力、测不平顺等功能。
实施例2
本实施例是在上述实施例的基础上展开的,如图1-8所示,打磨机构5还包括砂轮安装梁501、四个砂轮安装座502,砂轮安装梁501安装在连接机构7靠近环形钢轨6的一侧,砂轮安装座502设置在砂轮安装梁501靠近环形钢轨6的一侧,砂轮安装座502与环形钢轨6中心线的切线交错布置,打磨砂轮503安装在砂轮安装座502上。需要说明的是,现有的打磨试验装置往往只有一个砂轮或者两个独立的砂轮,本发明的打磨砂轮503安装在砂轮安装座502上,通过砂轮安装座502与环形钢轨6中心线的切线交错布置,使砂轮之间交错布置,打磨砂轮503采用交错布置以抵消打磨砂轮503在打磨环形钢轨6时产生的径向力和切向力分量,每个打磨砂轮503和砂轮安装座502均独立安装,可进行互换,做为一种优选方案,本实施例中砂轮安装座502的数量设置为四个,也可以根据实际需要减少或增加砂轮安装座502的数量,只要保证打磨砂轮503之间交错布置即可。
进一步的是,连接机构7包括安装箱701、连接块702和滑块703,连接块702设置在安装箱701靠近环形钢轨6的一侧,砂轮安装梁501通过连接块702连接安装箱701,滑块703设置在安装箱701水平方向上靠近回转主梁4两侧,回转主梁4上对应滑块703位置竖直设置有滑轨11,回转主梁4上还设置有限位块12,限位块12位于滑轨11正下方。需要说明的是,安装箱701两侧设置有滑块703,滑块703与回转主梁4上的滑轨11对应设置,滑块703可以在滑轨11上上下滑动以使连接机构7可以在竖直方向上上下滑动,砂轮安装梁501通过连接块702设置在安装箱701下方,通过连接块702带动打磨机构5在竖直方向上上下滑动。限位块12用于在连接机构7向下滑动时抵接滑块703,使滑块703不从滑轨11中脱落,工作时,液压缸8给连接机构7提供向下的加载力,连接机构7在滑块703的带动下向下滑动,从而带动打磨机构5向下运动,打磨砂轮503向下与环形钢轨6抵接,开始对环形钢轨6打磨。打磨完成后,液压缸8卸力,液压缸8向上运动带动连接机构7向上运动,从而带动打磨砂轮503脱离环形钢轨6完成打磨作业。
实施例3
本实施例是在上述实施例的基础上展开的,如图1-8所示,除尘机构10包括脉冲除尘器1001、主除尘管1002、副除尘管1003和下端开口的除尘罩1004,除尘罩1004将打磨砂轮503罩设在其内腔中,副除尘管1003连接除尘罩1004,主除尘管1002穿过回转底座1和环形轨底安装座2连通脉冲除尘器1001和副除尘管1003。需要说明的是,副除尘管1003用于将打磨砂轮503处产生的铁屑和粉尘吸入到主除尘管1002中,主除尘管1002再将铁屑和粉尘排到脉冲除尘器1001中,脉冲除尘器1001中配置有磁铁,可以有效将铁屑和粉尘分离,除尘罩1004能有效收集铁屑和粉尘,提高本发明的除尘能力,具体的,除尘罩1004的材料可以选用聚碳酸酯,聚碳酸酯是一种高性能、高透明、高强度、耐热、耐候和尺寸稳定的塑料材料,方便实验相关人员在保证安全的情况下观察打磨效果。也不限于上述材料,可以根据实际需要选择。
实施例4
本实施例是在上述实施例的基础上展开的,如图1-8所示,检测机构9用于检测打磨砂轮503在环形钢轨6处受到的径向力的第一传感器901和用于检测打磨砂轮503在环形钢轨6处受到的切向力的第二传感器902。检测机构9可实现打磨过程中实时监测砂轮组在环形钢轨6处径向和切向两个不同方向受到的力。
实施例5
本实施例是在上述实施例的基础上展开的,如图1-8所示,驱动机构3包括驱动电机301、主动轴302、从动轴303和联轴器304,联轴器304联结主动轴302和从动轴303,主动轴302连接驱动电机301并将驱动电机301的运动传递给从动轴303,从动轴303穿过环形轨底安装座2和回转底座1连接回转主梁4的旋转轴驱动回转主梁4旋转。需要说明的是,驱动电机301为回转主梁4提供旋转动力,驱动电机301通过传动轴连接回转主梁4的旋转轴,为了避免传动轴过长产生问题,可将传动轴分为连接驱动电机301的主动轴302和连接回转主梁4旋转轴的从动轴303,主动轴302和从动轴303之间通过联轴器304连接,从动轴303和回转主梁4的旋转轴可以通过相互之间呈90°啮合的锥齿轮连接,从而驱动回转主梁4旋转。
实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.基于被动式削峰打磨的试验装置,其特征在于:包括回转底座(1)和环形轨底安装座(2),所述回转底座(1)设置在所述环形轨底安装座(2)的圆心处,所述回转底座(1)远离地面的一侧安装有回转主梁(4),所述回转底座(1)连接有驱动机构(3),所述驱动机构(3)驱动所述回转主梁(4)以所述环形轨底安装座(2)的圆心处为轴旋转,所述回转主梁(4)两端分别通过连接机构(7)安装有打磨机构(5),所述环形轨底安装座(2)远离地面的一侧安装有环形钢轨(6),所述打磨机构(5)用于在所述回转主梁(4)旋转时打磨所述环形钢轨(6),所述连接机构(7)配置有提供下压力的液压缸(8),所述连接机构(7)上安装有检测机构(9),所述打磨机构(5)的打磨砂轮(503)被罩设在除尘机构(10)中;
所述除尘机构(10)包括脉冲除尘器(1001)、主除尘管(1002)、副除尘管(1003)和下端开口的除尘罩(1004),所述除尘罩(1004)将所述打磨砂轮(503)罩设在其内腔中,所述副除尘管(1003)连接所述除尘罩(1004),所述主除尘管(1002)穿过所述回转底座(1)和所述环形轨底安装座(2)连通所述脉冲除尘器(1001)和所述副除尘管(1003)。
2.根据权利要求1所述的基于被动式削峰打磨的试验装置,其特征在于:所述打磨机构(5)还包括砂轮安装梁(501)、四个砂轮安装座(502),所述砂轮安装梁(501)安装在所述连接机构(7)靠近所述环形钢轨(6)的一侧,所述砂轮安装座(502)设置在所述砂轮安装梁(501)靠近所述环形钢轨(6)的一侧,所述砂轮安装座(502)与所述环形钢轨(6)中心线的切线交错布置,所述打磨砂轮(503)安装在所述砂轮安装座(502)上。
3.根据权利要求2所述的基于被动式削峰打磨的试验装置,其特征在于:所述连接机构(7)包括安装箱(701)、连接块(702)和滑块(703),所述连接块(702)设置在所述安装箱(701)靠近所述环形钢轨(6)的一侧,所述砂轮安装梁(501)通过所述连接块(702)连接所述安装箱(701),所述滑块(703)设置在所述安装箱(701)水平方向上靠近所述回转主梁(4)的两侧,所述回转主梁(4)上对应所述滑块(703)位置竖直设置有滑轨(11),所述回转主梁(4)上还设置有限位块(12),所述限位块(12)位于所述滑轨(11)正下方。
4.根据权利要求1所述的基于被动式削峰打磨的试验装置,其特征在于:所述检测机构(9)包括用于检测所述打磨砂轮(503)在所述环形钢轨(6)处受到的径向力的第一传感器(901)和用于检测所述打磨砂轮(503)在所述环形钢轨(6)处受到的切向力的第二传感器(902)。
5.根据权利要求1所述的基于被动式削峰打磨的试验装置,其特征在于:所述驱动机构(3)包括驱动电机(301)、主动轴(302)、从动轴(303)和联轴器(304),所述联轴器(304)联结所述主动轴(302)和所述从动轴(303),所述主动轴(302)连接所述驱动电机(301)并将所述驱动电机(301)的运动传递给所述从动轴(303),所述从动轴(303)穿过所述环形轨底安装座(2)和所述回转底座(1)连接所述回转主梁(4)的旋转轴驱动所述回转主梁(4)旋转。
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