阅读说明：本技术 钢轨磨削系统及钢轨铣磨车 (Steel rail grinding system and steel rail milling and grinding vehicle ) 是由 宋文明 曹佐权 蔡昌胜 王世海 李明 陶桐 于 2020-05-14 设计创作，主要内容包括：本申请实施例提供一种钢轨磨削系统及钢轨铣磨车,所述钢轨磨削系统用于对待磨削钢轨进行磨削作业；所述钢轨磨削系统包括：磨削装置和整修装置；所述磨削装置包括：砂轮和用于驱动砂轮旋转的砂轮驱动组件；所述整修装置包括：整修刀具和用于驱动整修刀具沿砂轮径向方向移动的刀具进给组件；当整修刀具朝向砂轮移动至与砂轮的外圆周面接触后对砂轮的外圆周面进行整修；所述整修刀具中用于与砂轮接触的整修面形状与待磨削钢轨轨头的外表面形状一致。本申请实施例提供的钢轨磨削系统及钢轨铣磨车,能够在进行磨削作业之前对砂轮进行整修,使其适应钢轨轨头的外表面形状,提高磨削质量。(The embodiment of the application provides a steel rail grinding system and a steel rail milling and grinding vehicle, wherein the steel rail grinding system is used for grinding a steel rail to be ground; the rail grinding system includes: a grinding device and a truing device; the grinding device includes: the grinding wheel and a grinding wheel driving component are used for driving the grinding wheel to rotate; the refurbishing apparatus comprising: a dressing tool and a tool feed assembly for driving the dressing tool to move in a radial direction of the grinding wheel; when the trimming cutter moves towards the grinding wheel to be in contact with the outer circumferential surface of the grinding wheel, trimming the outer circumferential surface of the grinding wheel; the shape of a truing surface of the truing tool, which is used for being in contact with the grinding wheel, is consistent with the shape of the outer surface of the rail head of the steel rail to be ground. The steel rail grinding system and the steel rail milling and grinding vehicle provided by the embodiment of the application can be used for truing the grinding wheel before grinding operation, so that the grinding wheel adapts to the shape of the outer surface of a steel rail head, and the grinding quality is improved.)

钢轨磨削系统及钢轨铣磨车

技术领域

本申请涉及铁路维护技术，尤其涉及一种钢轨磨削系统及钢轨铣磨车。

背景技术

轨道车辆是连结各城市的重要交通纽带，也逐渐成为城市内的主要交通工具，轨道车辆还是实现货物运输的主要载体。轨道车辆的车轮沿着钢轨上行走，钢轨承受轨道车辆的全部载荷，钢轨的表面会出现接触疲劳，进而出现各种伤损。钢轨铣磨车是一种新型的钢轨在线整修设备，其上设置有铣削装置和磨削装置，对应采用圆周铣削、圆周磨削的方式去除钢轨表面的伤损。在作业过程中，首先采用铣削装置对钢轨进行在线铣削，然后通过磨削装置中的砂轮高速旋转对钢轨表面进行磨削加工，去除铣削作业后残留在钢轨表面的铣刀痕迹，进一步提高钢轨的平顺性及表面质量，降低轮轨噪音。

由于新砂轮的外圆弧面与钢轨轨头的外表面轮廓形状不匹配，因此在开始作业阶段，砂轮的外圆弧面只有较少的锋利部分与钢轨轨头接触参与磨削。随着磨削作业的不断进行，砂轮外圆弧面不断磨损，逐渐与钢轨轨头外表面形状匹配，此后砂轮才能包络钢轨轨头达到有效地磨削效果。而在此之前的钢轨外表面存在一条长达数十米、宽度偏离钢轨正确光带范围、深度大于理想磨削深度、沿钢轨表面纵向延伸的痕迹，进而造成钢轨纵向平顺性精度及横向轮廓精度不达标，甚至钢轨表面严重烧蓝的问题，影响了钢轨的使用寿命。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种钢轨磨削系统及钢轨铣磨车。

本申请第一方面实施例提供一种钢轨磨削系统，用于对待磨削钢轨进行磨削作业；包括：磨削装置和整修装置；

所述磨削装置包括：砂轮和用于驱动砂轮转动的砂轮驱动组件；

所述整修装置包括：整修刀具和用于驱动整修刀具沿砂轮径向方向移动的刀具进给组件；当整修刀具朝向砂轮移动至与砂轮的外圆周面接触后对砂轮的外圆周面进行整修；所述整修刀具中用于与砂轮接触的整修面形状与待磨削钢轨轨头的外表面形状一致。

本申请第二方面实施例提供一种钢轨铣磨车，包括：如上所述的钢轨磨削系统。

本申请实施例提供的技术方案，设置磨削装置和整修装置，其中，磨削装置包括砂轮和用于驱动砂轮转动的砂轮驱动组件；整修装置包括整修刀具和用于驱动整修刀具沿砂轮的径向移动的刀具进给组件，整修刀具的整修面形状与待磨削钢轨轨头的外表面形状一致，在整修刀具移动的过程中，对砂轮的外圆周面进行整修，使其能够包覆钢轨轨头，进而实现对钢轨轨头进行有效磨削，提高钢轨的使用寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的钢轨磨削系统中磨削装置和整修装置的主视图；

图2为本申请实施例提供的钢轨磨削系统中整修装置的主视图；

图3为本申请实施例提供的钢轨磨削系统中磨削装置的主视图；

图4为本申请实施例提供的钢轨磨削系统中磨削装置和整修装置的左视图；

图5为图4中A区域的放大视图；

图6为本申请实施例提供的钢轨磨削系统中刀具移动组件的主视图；

图7为本申请实施例提供的钢轨磨削系统中刀具移动组件的左视图；

图8为本申请实施例提供的钢轨磨削系统用于对两侧钢轨进行磨削的结构示意图。

附图标记：

1-磨削装置；11-砂轮；12-主轴安装座；13-主轴驱动件；14-主轴；15-砂轮固定座；

2-整修装置；21-整修刀具；221-滑轨；222-滑轨固定件；223-滑块；224-安装板；231-丝杆；232-手轮；233-手柄；234-丝杆固定座；235-螺纹套；236-丝杆连接座；237-螺母；241-导柱安装座；242-导向座；243-刀具安装座；244-导柱；

3-砂轮防护罩；

4-钢轨。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例提供一种钢轨磨削系统，能够应用于钢轨铣磨车中，对钢轨进行磨削作业。钢轨铣磨车可以包括铣削系统和磨削系统，其中，铣削系统用于执行对钢轨进行铣削作业，磨削系统用于对钢轨进行磨削作业。上述铣削系统可采用本领域已有的技术手段，本实施例不展开详细说明，也不限定其实现方式。本实施例仅对磨削系统作业相关的结构进行具体说明。

磨削系统包含砂轮，用于对钢轨进行磨削加工处理，以使钢轨轨头的形状满足要求。本实施例提供的钢轨磨削系统能够对砂轮进行整修，使其适应钢轨轨头的外表面形状，提高磨削效果。

图1为本申请实施例提供的钢轨磨削系统中磨削装置和整修装置的主视图，图2为本申请实施例提供的钢轨磨削系统中整修装置的主视图，图3为本申请实施例提供的钢轨磨削系统中磨削装置的主视图，图4为本申请实施例提供的钢轨磨削系统中磨削装置和整修装置的左视图，图5为图4中A区域的放大视图。如图1至图5所示，本实施例提供的钢轨磨削系统包括：磨削装置1和整修装置2。

其中，磨削装置1包括砂轮11和砂轮驱动组件，砂轮驱动组件用于驱动砂轮11转动。

整修装置2包括：整修刀具21和刀具进给组件，刀具进给组件用于驱动整修刀具21沿砂轮11的径向方向移动，当朝向砂轮11移动至与砂轮11的外圆周面接触后对砂轮11的外圆周面进行整修。整修刀具21中用于与砂轮11接触的整修面形状与待磨削钢轨轨头的外表面形状一致。

在对钢轨进行磨削之前，先通过整修装置2对砂轮11进行整修。首先，通过砂轮驱动组件驱动砂轮11旋转。然后通过刀具进给组件驱动整修刀具21移动，当整修刀具21移动至与砂轮11的外圆周面接触时开始进行整修，随着整修刀具21的移动进程将砂轮11的外圆周面整修成与钢轨轨头的外表面形状相匹配的形状，以使砂轮11能够包覆在钢轨轨头上。

本实施例提供的技术方案，在车辆主体上设置磨削装置和整修装置，其中，磨削装置包括砂轮和用于驱动砂轮转动的砂轮驱动组件；整修装置包括整修刀具和用于驱动整修刀具沿砂轮的径向移动的刀具进给组件，整修刀具的整修面形状与待磨削钢轨轨头的外表面形状一致，在整修刀具移动的过程中，对砂轮的外圆周面进行整修，使其能够包覆钢轨轨头，进而实现对钢轨轨头进行有效磨削，提高钢轨的使用寿命。

在上述技术方案的基础上，本实施例对上述钢轨铣磨车中的整修装置和磨削装置进行优化并详细说明其实现方式。

如图1和图3所示，砂轮驱动组件包括：主轴安装座12、主轴驱动件13和主轴14。其中，主轴安装座12和主轴驱动件13可以设置在车辆主体上。主轴14安装在主轴安装座12上，主轴14与主轴安装座12之间转动连接，二者之间设置有轴承，主轴14的一端与砂轮11相连，另一端与主轴驱动件13相连。

本实施例提供一种主轴驱动件13的实现方式：以图1和图3的视角为例，砂轮11的转动中心线为水平方向。主轴驱动件13包括：主动轮、从动轮、皮带和驱动电机。主动轮和从动轮的轴线平行，皮带套设在主动轮和从动轮上，驱动电机与主动轮相连，从动轮与主轴14的右端相连。驱动电机驱动主动轮转动，通过皮带带动从动轮转动，进而驱动主轴14转动。驱动电机也可以替换为液压马达。

主轴14的左端与砂轮11相连。具体的，可采用砂轮固定座15设置在主轴14的左端将砂轮11固定在主轴14上，例如可通过螺栓依次穿过砂轮固定座15、砂轮11和主轴14进行固定。

进一步的，采用砂轮防护罩3设置在磨削装置1上，罩设在砂轮11的外部，以对旋转中的砂轮11进行防护。具体的，砂轮防护罩3固定在主轴安装座12上，例如可通过螺栓、螺钉等紧固件固定在主轴安装座12上，也可以通过焊接的方式固定在主轴安装座12上。

本实施例还提供一种砂轮防护罩3的具体实现方式：砂轮防护罩3包括：固定防护罩和移动防护罩，其中，固定防护罩设置在磨削装置上，具体设置在主轴安装座12上，可通过螺栓、螺钉或焊接的方式固定在主轴安装座12上。移动防护罩可设置在固定防护罩上，沿竖直方向延伸。

固定防护罩和移动防护罩之间设置有直线导向结构，以使二者之间可沿竖直方向相对移动。例如：固定防护罩上设置有直线滑轨，移动防护罩上设置有滑块，通过滑块与直线滑轨配合滑动使得移动防护罩相对于固定防护罩沿竖直方向上下移动。

上述刀具进给组件可以安装在磨削装置其他结构上，也可以安装在砂轮防护罩3上。本实施例中，将刀具进给组件安装在砂轮防护罩3上，具体是安装在固定防护罩上，以使刀具进给组件驱动整修刀具沿砂轮中心方向移动。刀具进给组件位于砂轮11的上方，驱动整修刀具向下移动对砂轮11进行整修，整修完毕后向上移动恢复至初始位置。砂轮的转动中心线与两根钢轨轨顶面形成的平面平行。

上述刀具进给组件可以采用多种方式来实现，例如：刀具进给组件包括：驱动缸和驱动杆，整修刀具21安装在驱动杆上。驱动缸推动驱动杆直线移动，并带动整修刀具21上下移动。驱动缸可以为液压驱动缸，也可以为气动驱动缸。对于气动驱动缸，采用驱动杆的一端与气动驱动缸相连，另一端与整修刀具21相连。对于液压驱动缸，采用驱动杆的一端与液压驱动缸相连，另一端与整修刀具相连。

或者，刀具进给组件还可以采用丝杆和螺母配合的原理，驱动整修刀具21移动。例如：螺母固定不动，丝杆相对于螺母转动且沿轴向产生进给量，从而驱动整修刀具21移动。

本实施例提供一种整修刀具移动的方式：整修装置2包括：刀具进给组件、导向组件和设置有整修刀具的刀具移动组件。刀具进给组件通过导向组件驱动刀具移动组件移动。

其中，导向组件包括：第一导向结构和第二导向结构，第一导向结构设置在砂轮防护罩3上，第二导向结构与第一导向结构相连且可相对于第一导向结构滑动。刀具进给组件和刀具移动组件各自与第二导向结构相连，刀具进给组件用于驱动第二导向结构滑动并带动刀具移动组件沿砂轮的径向方向移动。

一种具体的实现方式：第一导向组件包括：滑轨221和滑轨固定件222。滑轨固定件222固定在砂轮防护罩3上，具体是固定在移动防护罩上。滑轨固定件222的形状不限定，例如可以采用本实施例附图中的三角形。滑轨221设置在滑轨固定件222上，沿砂轮11的径向方向延伸，具体是沿竖直方向延伸。

第二导向组件包括：滑块223和安装板224。滑块223设置在滑轨221上，可沿滑轨221滑动。滑块223设置在安装板224的一侧表面，如图4和图5所示的左侧面；刀具进给组件和刀具移动组件设置在安装板224的另一侧表面上，如图4和图5所示的右侧面。

本实施例提供一种刀具进给组件的实现方式：

如图4和图5所示，刀具进给组件包括：丝杆231、手轮232、手柄233、丝杆固定座234、螺纹套235和丝杆连接座236。其中，丝杆231设有外螺纹，丝杆231的顶端与手轮232相连，手轮232上设有手柄233，通过手柄233带动手轮232转动，进而带动丝杆231转动。

丝杆固定座234固定在第一导向件结构上，具体是固定在滑轨固定件222上。丝杆固定座234上开设通孔，螺纹套235设置在该通孔内。螺纹套235设有内螺纹，丝杆231可从螺纹套235内穿过并与螺纹套235螺纹配合。螺纹套235和滑轨固定件222是固定不动的，丝杆231在转动的同时也向下移动。

丝杆连接座236固定在第二导向结构上，具体是固定在安装板224上，如图4和图5所示的安装板224的右侧表面上。丝杆连接座236设置有丝杆连接孔，丝杆231的底端穿过丝杆连接孔后与螺母237相连。丝杆231与螺母237螺纹配合固定在一起，二者同步转动。丝杆231与丝杆连接座236之间相对转动，且丝杆231与螺母237的配合能够使得在丝杆231上下移动的过程中能够带动丝杆连接座236同步移动。

对于刀具移动组件，本实施例也提供一种具体实现方式：

图6为本申请实施例提供的钢轨磨削系统中刀具移动组件的主视图，图7为本申请实施例提供的钢轨磨削系统中刀具移动组件的左视图。如图4至图7所示，刀具移动组件包括：导柱安装座241、导向座242、刀具安装座243和导柱244。

其中，导柱安装座241与第二导向结构相连，具体是固定在安装板224的右侧表面。导向座242设置在砂轮防护罩3上，具体是固定在移动防护罩上。导向座242上设置有供导柱244穿过的导向孔，导向孔的中心线沿竖直方向延伸。导柱244穿设在导向孔内，可与导向座242相对移动。导柱244的顶端与导柱安装座241固定连接，底端与刀具安装座243的内侧端部固定连接，刀具安装座243的外侧端部设置有整修刀具21。

导向孔为圆孔，导向孔的数量为两个，两个导向孔的中心线平行且沿竖直方向延伸。导柱244为圆柱状，导柱的数量为两个，各自插设在一个导向孔内。两个导柱244中远离整修刀具21的一端连接至导柱安装座241，两个导柱244的另一端连接至刀具安装座243。

整修刀具21由n个单独的刀具组成，n为自然数，1≤n≤10。N个刀具组合后的截面外形与钢轨轨头截面廓形一致。整修刀具21可通过螺钉、螺栓等紧固件固定在刀具安装座243上，也可以焊接在刀具安装座243上。刀具可以采用金刚石、立方氮化硼或其他超硬刀具材料制成。

上述磨削装置1和整修装置2的工作过程为：

首先，启动主轴驱动件13通过主轴14驱动砂轮11转动。然后通过手柄233转动手轮232以带动丝杆231转动，丝杆231在转动的同时向下移动，对丝杆连接座236施加向下的推力，进而推动滑块223相对于滑轨221向下滑动。安装板224与滑块221同步移动，带动导柱安装座241导柱244、刀具安装座243和整修刀具21向下移动，在向下移动的过程中，整修刀具21与砂轮11的外圆周面接触并对砂轮11进行整修。

在整修完毕后，反向转动手轮232以带动丝杆231反向转动并向上移动，对丝杆连接座236施加向上的拉力，进而拉动滑块223相对于滑轨221向上滑动。安装板224与滑块221同步移动，带动导柱安装座241导柱244、刀具安装座243和整修刀具21向上移动，整修刀具21与砂轮11分离。

进一步的，还可以采用行程保护机构对整修刀具21的移动进行检测和档停。行程保护机构可包括：限位块、行程开关、位置传感器等，可设置在砂轮防护罩3上，也可以设置在滑轨固定件222上，或者设置在其它结构上。位置传感器用于检测整修刀具21的移动到位情况，限位块用于对整修刀具21的移动进行限制，行程开关用于当整修刀具21移动到位后触发其他的操作，例如触发液压缸、气缸停止驱动整修刀具前进的操作。上述行程开关和位移传感器对应于控制器相连。在整修刀具21对砂轮11进行整修的过程中，当行程保护机构检测到砂轮外形整修完毕后，可将整修刀具21朝向远离砂轮11的方向移动，回到初始位置。

另一种实现方式，上述整修装置2也可以设置在移动防护罩上。

整修装置2的移动方向也可以不限定在竖直方向，也可以沿水平方向，或者与水平方向呈一定夹角。

砂轮防护罩3上设置有连接孔，也可以设置用于与冷却液管相连的接头。当整修刀具21的温度过高需要进行冷却时，将冷却液管穿过连接孔或者与接头相连，以向刀具喷射冷液体进行降温。

在上述技术方案的基础上，磨削装置上还设置有基座、移动溜板、竖直导向装置和水平导向装置。其中，基座设置在车辆主体上。移动溜板通过水平导向装置与基座相连，移动溜板可相对于基座沿水平方向相对移动。磨削装置中的主轴安装座通过竖直导向装置与移动溜板相连，以使主轴安装座可相对于移动溜板沿竖直方向移动。上述主轴安装座和移动溜板的移动均可通过相应的驱动装置进行驱动，驱动装置可以为驱动电机及传动机构、液压缸或气缸。

采用上述方案，主轴安装座、移动溜板可相对于车辆主体沿水平方向移动，主轴安装座又可相对于移动溜板沿竖直方向移动，钢轨铣磨车在对钢轨进行磨削之前，通过驱动移动溜板和主轴安装座分别沿水平和竖直方向移动，将磨削装置移动到钢轨轨头的上方。

本实施例提供一种实现方式：竖直导向装置包括：沿竖直方向移动的竖直滑轨和与竖直滑轨配合相对滑动的竖直滑块，竖直滑轨固定在移动溜板的一侧面上，竖直滑块固定在磨削装置1上。

水平导向装置包括：沿水平方向延伸的水平滑轨和与水平滑轨配合相对滑动的水平滑块，水平滑轨固定在基座上，水平滑块固定在移动溜板的另一侧面。

图8为本申请实施例提供的钢轨磨削系统用于对两侧钢轨进行磨削的结构示意图。如图8所示，进一步的，上述磨削装置1和整修装置2的数量各为两个，一个整修装置2用于对一个磨削装置1进行整修。两个磨削装置1沿横向对称设置在基座上用于对两条钢轨4进行磨削，两个磨削装置1为各自独立的系统，单独完成对一条钢轨4的磨削。两个磨削装置1可同时对两侧的钢轨4进行磨削。砂轮11平面与钢轨4呈一定的夹角，以更好的磨削钢轨4的轮廓。

本实施例还提供一种钢轨铣磨车，包括如上述任一内容所提供更多钢轨磨削系统，并具有与上述钢轨磨削系统相同的技术效果。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。