阅读说明：本技术 一种带接触保持机构的捣固装置及其相应的捣固方法 (Tamping device with contact maintaining mechanism and corresponding tamping method thereof ) 是由 刘飞香 *** 谢江生 叶永钦 刘刚 王红兵 李禹成 杨晓梅 符朗 蔡文涛 潘勇 于 2019-03-22 设计创作，主要内容包括：一种带接触保持机构的捣固装置及其相应的捣固方法,其包括激振装置(1)、张合驱动装置(2),夹持装置(3)；激振装置(1)包括旋转动力(11)、偏心块(12)、振动杆(13),旋转动力(11)连接并带动偏心块(12)旋转,激振装置(1)还包括接触保持装置(14),振动杆(13)的运动通过接头一(5)、张合驱动装置(2)、接头二(6)传递到夹持装置(3),通过夹持装置(3)绕接头三(7)转动,运动传递到了夹持镐(32)端部,从而实现了夹持镐(32)端部的振动。发明所述带接触保持机构的捣固装置,用于有砟铁路道床捣固作业,结构简单可靠,工程应用价值高。(A tamping device with a contact maintaining mechanism and a corresponding tamping method thereof comprise a vibration exciting device (1), an opening and closing driving device (2) and a clamping device (3); excitation device (1) is including rotary power (11), eccentric block (12), vibrating arm (13), rotary power (11) are connected and are driven eccentric block (12) rotatory, excitation device (1) still includes contact retaining device (14), the motion of vibrating arm (13) is through joint one (5), open and shut drive arrangement (2), joint two (6) transmit clamping device (3), rotate around joint three (7) through clamping device (3), the motion has transmitted centre gripping pick (32) tip, thereby the vibration of centre gripping pick (32) tip has been realized. The tamping device with the contact maintaining mechanism is used for tamping operation of ballast railway track beds, and is simple and reliable in structure and high in engineering application value.)

一种带接触保持机构的捣固装置及其相应的捣固方法

技术领域

本发明涉及一种捣固装置，属于铁路养护机械设计与制造技术领域。

背景技术

捣固作业是有砟铁路道床养护的主要工作之一，可有效提高道床稳定性，保证列车行驶安全。目前在铁路养护机械行业，广泛使用的捣固装置结构种类较为单一，部分捣固装置由于结构过于复杂，导致工作可靠性低，工程应用情况不佳。有必要研制一种结构简单可靠，工程应用价值高的捣固装置。

国际申请号为PCT/EP2009/002447的PCT发明专利公开了一种捣固设备，用于捣固枕木部分，其包括两个内部捣固单元和两个外部捣固单元，每个外部捣固单元能相对于导引块绕捣固设备的纵向延伸的枢转销枢转，并连接到旋转驱动件，导引块可移动地连接到横向导引件和横向滑动驱动件。外部捣固单元的捣固工具因此布置在距离捣固设备中心的最大距离处，以捣固轨道的支线导轨，该专利所公开的捣固设备能够达到捣固石砟的目的，但是，其结构复杂，工程应用情况不佳。

发明内容

本发明提供一种带接触保持机构的捣固装置及其相应的捣固方法，用于有砟铁路道床捣固作业，结构简单可靠，工程应用价值高。

本发明第一方面提供一种带接触保持机构的捣固装置，其包括激振装置、张合驱动装置，夹持装置；所述激振装置包括旋转动力、偏心块、振动杆，旋转动力连接并带动偏心块旋转，振动杆一端接触所述偏心块表面，振动杆另一端连接所述张合驱动装置，所述张合驱动装置连接于所述振动杆和所述夹持装置之间。

优选的是，所述振动杆装于至少一个支点上。

所述激振装置可采取两个结构方案：方案一为旋转动力及偏心块的旋转轴线平行于夹持装置运动平面；方案二为旋转动力及偏心块的旋转轴线垂直于夹持装置运动平面。

所述激振装置还包括接触保持装置，接触保持装置一端与所述振动杆连接，接触保持装置另一端连接于所述支点，根据安装形式的不同，所述接触保持装置提供张力或者拉力使得振动杆始终与偏心块表面接触。

所述旋转动力优选电机或液压马达。

所述振动杆一端与偏心块表面接触，另一端与张合驱动装置铰接。

更优选的是，所述振动杆穿过两个支点，即支点一和支点二，支点一和支点二装于捣固车的固定框架，或者仅设置一个支点，该支点连接于捣固车的固定框架上。

所述张合驱动装置一端与振动杆连接，另一端与夹持装置连接。

所述张合驱动装置两端可伸缩，优选为油缸。

优选的是，所述夹持装置包括夹持臂和夹持镐，夹持镐装于夹持臂下端，优选夹持镐与夹持臂可拆装连接。

优选的是，所述振动杆与所述张合驱动装置之间的连接点构成接头一。

所述张合驱动装置与所述夹持装置之间的连接点构成接头二。

所述夹持装置还连接于固定框架上，该夹持装置与所述固定框架的连接点构成接头三，从而使所述夹持臂可绕该固定框架上的一固定轴进行转动，该固定轴优选布置于夹持臂中部。

优选的是，所述接头一、接头二和接头三均为可活动的连接，即接头两端的部件可绕所述接头一、接头二和接头三的中心轴转动。

优选对所述偏心块的表面和所述振动杆接触偏心块的一端进行表面强化处理，提高激振装置使用寿命。

根据不同动作下的振动伴随情况，本发明提出两种振动模式：激振装置在工作全程均进行振动；激振装置在夹持镐接触道床石砟的全过程振动，其他过程不进行振动。第一种模式控制较为简单，但长时间振动易造成机械结构损坏或寿命降低，第二种模式对机械结构寿命有利，但对激振装置的反复启动能力及启动响应速度有较高要求。

本发明第二方面所述的捣固方法采用本发明第一方面所述的带接触保持机构的捣固装置。

本发明第二方面提供一种捣固方法，其包括：

步骤S1:将捣固装置置于待捣固路段，开启捣固装置的旋转动力，激振杆在竖直平面内低幅高频往复运动，张合驱动装置在振动杆的带动下驱动夹持装置在竖直平面内低幅高频摆动；

步骤S2:开启下插装置，使捣镐下插进入待捣固轨枕旁边的石砟中；

步骤S3:开启张合驱动装置，驱动接头二大幅摆动，接头二处的摆动通过夹持装置绕接头三转动，传递到了夹持镐端部，从而实现了夹持镐端部的夹持动作；夹持动作持续一段时间；

步骤S4:待捣固作业完成后，并提起下插装置使夹持镐离开石砟，并进入下一作业位置继续作业或驶离作业路段。

优选的是，步骤S1－步骤S3中，夹持装置在接触石砟时旋转动力开启，夹持装置伴随摆动；夹持装置离开石砟时，旋转动力切断，夹持装置停止振动，待再次***石砟开始捣固作业时，旋转动力再次开启。

优选的是，所述振动杆穿过两个支点，即支点一和支点二，支点一和支点二装于捣固车的固定框架，或者仅设置一个支点，该支点连接于捣固车的固定框架上。

所述旋转动力连接至偏心块，偏心块两侧安装所述振动杆，所述接触保持装置提供张力或者拉力使得振动杆始终与旋转动力偏心块表面接触，从而提供偏心力，便于张合驱动装置将该偏心力导致的激振力通过接头二传递至夹持装置。

振动杆的运动通过接头一、张合驱动装置、接头二传递到夹持装置，通过夹持装置绕接头三转动，运动传递到了夹持镐端部，从而实现了夹持镐端部的振动。

张合驱动装置的张合运动也通过该方式传递到夹持镐端部，实现夹持镐的夹持动作。

本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：发明所述带接触保持机构的捣固装置，用于有砟铁路道床捣固作业，结构简单可靠，工程应用价值高。

附图说明

图1为本发明所述带接触保持机构的捣固装置的一优选实施例之结构示意图；

图2为图1所示实施例之作业状态示意图；

图3-图5为图1所示实施例之振动原理XY面运动机构简图；

图6-图8为图1所示实施例之振动原理XZ面运动机构简图；

图9为本发明所述带接触保持机构的捣固装置之实施例二的结构示意图；

图10-图12为图9所示实施例的振动原理运动机构简图。

1激振装置 11旋转动力 12偏心块 13振动杆 14接触保持装置 2张合驱动装置

3夹持装置 31夹持臂 32夹持镐 4固定框架 41支点一 42支点二 5接头一

6接头二 7接头三 8下插框架 9轨枕 10道床石砟。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的作业情况做进一步描述。

实施例1.1:如图1所示，一种带接触保持机构的捣固装置，包括激振装置1、张合驱动装置2，夹持装置3。为方便阐述，定义坐标系如图所示，该坐标系中包括X、Y、Z三维方向，其中X为钢轨延伸的方向，Y为平行与轨枕的方向，Z为竖直方向。

其中激振装置1包括旋转动力11，偏心块12，振动杆13。旋转动力11带动偏心块12旋转，旋转轴线平行于夹持装置运动平面(XZ面)，振动杆13一端与偏心块12表面接触，振动杆13另一端通过接头一5与张合驱动装置2铰接。

激振装置1还包括接触保持装置14，接触保持装置14一端与振动杆13固定，根据安装形式的不同，提供张力或者拉力使得振动杆13始终与偏心块12表面接触，接触保持装置14的另一端连接固定支点，以便接触保持装置14促使振动杆13始终与偏心块12表面接触。

所述固定支点包括支点一41和支点二42，振动杆13穿过支点一41和支点二42，支点一41和支点二42固装于下插框架8。

张合驱动装置2两端可伸缩，优选为油缸。张合驱动装置2一端与振动杆13铰接，另一端与夹持装置3铰接，张合驱动装置2与夹持装置3的铰接点为接头二6。

夹持装置3包括夹持臂31和夹持镐32，夹持镐32固定安装于夹持臂31下端，夹持臂31通过接头三7与固定框架4铰接。夹持臂31可绕接头三7进行转动，接头三7优选布置于夹持臂31中部。

图3－图8给出了本实施例所述带接触保持机构的捣固装置的振动原理运动机构简图。

其中图3－图5为振动杆13在XY平面的运动，图中“0”表示偏心轴的旋转中心。从图3、图4、图5依次表示振动杆13离旋转中心最远的状态、偏心块12转过一定角度的状态以及两个状态的对比。可以看出，随着偏心块12的旋转致使振动杆13和接头一5沿X轴做往复运动。

图6-图8为振动杆13及夹持装置3在XZ平面的运动，图6、图7、图8依次为夹持镐 32平行于Z轴的状态、夹持镐32转动一定角度的状态以及两个状态的对比。可以看出振动杆13的运动通过接头一5、张合驱动装置2、接头二6传递到夹持装置3，通过夹持装置3 绕接头三7转动，运动传递到了夹持镐32端部，从而实现了夹持镐32端部的振动。张合驱动装置2的张合运动也通过该方式传递到夹持镐32端部，实现夹持镐32的夹持动作。

结合以上分析以及图2，对本发明的工作原理及过程说明如下：

一种捣固装置安装于下插框架8，捣固装置可沿下插框架8进行上下运动，进行下插及提升动作。偏心块12在旋转动力11的带动下旋转，由于偏心块12表面与振动杆13一端始终接触，使得振动杆13发生往返振动，继而将振动依次传递，直至夹持镐32端部。张合驱动装置2可做伸缩运动，继而驱动夹持臂31绕接头三7旋转，继而带动夹持镐32做夹持及张开动作。

当该捣固装置进行作业时，捣固装置沿下插框架8下降，夹持镐32***轨枕9下部的道床石砟10内，***时伴随高频振动，有利于夹持镐32的下插，***后张合驱动装置2伸出，推动夹持镐32作夹持动作，此时依旧伴随高频振动，有利于道床石砟10的流动。完成夹持动作后捣固装置提升，同时张合驱动装置2收回，夹持镐32张开。至此完成一个捣固动作。

根据不同动作下的振动伴随情况，本发明提出两种振动模式：激振装置1在工作全程均进行振动；激振装置1在夹持镐32接触道床石砟10的全过程振动，其他过程不进行振动。

实施例1.2:一种带接触保持机构的捣固装置，同实施例1.1，不同之处在于：夹持镐32 与夹持臂31可进行拆装。

实施例1.3:一种带接触保持机构的捣固装置，同实施例1.1，不同之处在于：只设置支点一41或只设置支点二42。

实施例2.1:一种带接触保持机构的捣固装置，如图9给出了本发明的另一实施例，其特点在于旋转动力及偏心块的旋转轴线垂直于夹持装置运动平面(XZ面)。其余结构与实施例1.1一致。图10-图12给出了该实施例运动机构简图，原理与实施例1.1一致，区别在于旋转轴线垂直于XZ面。

实施例3.1:一种捣固方法，将捣固装置运行至待捣固作业路段时，启动旋转动力11，偏心块12在旋转动力11的带动下旋转，在接触保持装置14的作用下，偏心块12表面与振动杆13一端始终接触，使得振动杆13随偏心块12的运动发生往复振动，继而将振动通过接头一5传递至张合驱动装置2，再经过张合驱动装置2传递至接头二6，再经由接头二6 传递至夹持装置3，使得夹持镐32振动；捣固装置沿下插框架8进行运动，进行下插动作，待夹持装置进入石砟内时，张合驱动装置2可做伸缩运动，继而驱动夹持臂31绕接头三7 的轴线旋转，继而带动夹持镐32做夹持动作，捣固结束后捣固装置沿下插框架8进行运动，进行提升动作。

当该捣固装置进行作业时，捣固装置沿下插框架8下降，夹持镐32***轨枕9下部的道床石砟10内，旋转动力的输入通过接头一5、接头二6、接头三7的作用转化为夹持镐32的高频振动，在夹持镐32***石砟时伴随着前述高频振动，有利于夹持镐32的下插，***石砟后，张合驱动装置2伸出，推动夹持镐32作夹持动作，此时依旧伴随前述高频振动，有利于道床石砟10的流动。完成夹持动作后提升捣固装置的下插框架8，同时将张合驱动装置2收回，夹持镐32张开。至此完成一个捣固动作。

本实施例中激振装置1在工作全程均进行振动。

实施例3.2:一种捣固方法，同实施例3.1，不同之处在于，本实施例中，激振装置1在夹持镐32接触道床石砟10的全过程振动，其他过程不进行振动。