本發(fā)明涉及磨削技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可偏轉(zhuǎn)的鋼軌打磨方法。

背景技術(shù)：

“十三五”期間，我國(guó)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(guó)鐵路營(yíng)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(duì)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(zhǎng)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(yíng)成本，而且危害鐵路運(yùn)行安全。

鋼軌經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的碾壓會(huì)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(huì)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)一般采用鋼軌銑磨車或鋼軌打磨車，而打磨開始時(shí)是依據(jù)傷損段鋼軌長(zhǎng)度方向的坐標(biāo)數(shù)據(jù)確定打磨角度，在打磨過程中其打磨角度是不變的，直至打磨完成后再移動(dòng)到下一個(gè)傷損段進(jìn)行打磨；因在打磨過程中不能根據(jù)鋼軌長(zhǎng)度方向的偏轉(zhuǎn)角調(diào)整打磨角度，導(dǎo)致鋼軌的打磨工作量大，鋼軌的修復(fù)工期長(zhǎng)，并且打磨的精度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種可偏轉(zhuǎn)的鋼軌打磨方法，它采用可實(shí)時(shí)調(diào)整打磨角度的方式從而克服現(xiàn)有技術(shù)打磨工作量大和工期長(zhǎng)的缺陷，并且采用砂帶打磨機(jī)構(gòu)可保證砂帶與鋼軌采用柔性磨削，不存在接口菱角，能保障鋼軌的打磨精度，市場(chǎng)前景廣闊，便于推廣使用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，一種可偏轉(zhuǎn)的鋼軌打磨方法，它包括以下步驟：

①將鋼軌固定裝夾于砂帶打磨機(jī)構(gòu)下方的工作臺(tái)上；

②設(shè)定檢測(cè)參數(shù)，并將檢測(cè)參數(shù)輸送至控制中心，同時(shí)啟動(dòng)砂帶打磨機(jī)構(gòu)及工作臺(tái)，使得砂帶運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)所述工作臺(tái)可在鋼軌的長(zhǎng)度方向往返移動(dòng)；

③在打磨過程中由控制中心依據(jù)檢測(cè)參數(shù)對(duì)鋼軌長(zhǎng)度方向的偏轉(zhuǎn)角進(jìn)行分析計(jì)算，并控制立式支柱帶動(dòng)砂帶打磨機(jī)構(gòu)的接觸輪按照相應(yīng)的角度旋轉(zhuǎn)，以使砂帶與鋼軌在長(zhǎng)度方向的偏轉(zhuǎn)角度保持一致。

為了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、效果優(yōu)化，其進(jìn)一步的措施是：所述步驟①中鋼軌固定裝夾于工作臺(tái)上需保持鋼軌的長(zhǎng)度方向與砂帶的運(yùn)轉(zhuǎn)方向平行。

所述步驟②中啟動(dòng)砂帶打磨機(jī)構(gòu)包括由壓緊氣缸控制接觸輪使砂帶貼合在鋼軌上表面并對(duì)鋼軌進(jìn)行打磨。

所述步驟②中設(shè)定檢測(cè)參數(shù)包括設(shè)定鋼軌的打磨起點(diǎn)B與紅外測(cè)量裝置的發(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(cè)量裝置接收點(diǎn)E的位置確定鋼軌上測(cè)量點(diǎn)C的位置和紅外發(fā)射角度β值、以及AD距離值。

所述步驟③中控制中心依據(jù)檢測(cè)參數(shù)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距離值和鋼軌為直線狀態(tài)時(shí)的紅外發(fā)射角度γ值。

所述步驟③中控制中心依據(jù)檢測(cè)參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算還包括由AB距離值、AD距離值和CD距離值獲得鋼軌長(zhǎng)度方向的偏轉(zhuǎn)角為α。

所述步驟③中控制立式支柱帶動(dòng)砂帶打磨機(jī)構(gòu)的接觸輪按照相應(yīng)的角度旋轉(zhuǎn)包括由控制中心控制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)立式支柱軸向旋轉(zhuǎn)α，從而帶動(dòng)砂帶打磨機(jī)構(gòu)的接觸輪相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)α。

所述步驟②中紅外測(cè)量裝置的發(fā)射點(diǎn)A、與鋼軌的打磨起點(diǎn)B、以及鋼軌的測(cè)量點(diǎn)C之間的連線形成銳角三角形。

所述步驟②中紅外測(cè)量裝置的發(fā)射點(diǎn)A、鋼軌的測(cè)量點(diǎn)C、以及紅外測(cè)量裝置的接收點(diǎn)E之間的連線形成等腰三角形。

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)明采用控制立式支柱帶動(dòng)砂帶打磨機(jī)構(gòu)的接觸輪按照相應(yīng)的角度旋轉(zhuǎn)，從而使砂帶與鋼軌在長(zhǎng)度方向的偏轉(zhuǎn)角度保持一致，能有效降低打磨的工作量，提高打磨生產(chǎn)效率，減少鋼軌的修復(fù)工期，并能保障鋼軌的磨削精度；

(Ⅱ)本發(fā)明采用砂帶打磨機(jī)構(gòu)可使砂帶與鋼軌采用柔性磨削，并且砂帶打磨機(jī)構(gòu)能跟隨鋼軌的偏轉(zhuǎn)角實(shí)時(shí)調(diào)整打磨角度，可保障鋼軌打磨不存在接口菱角，提高鋼軌的打磨精度，從而延長(zhǎng)鋼軌的使用壽命；

(Ⅲ)本發(fā)明采用可實(shí)時(shí)調(diào)整打磨角度的方式從而克服現(xiàn)有技術(shù)打磨工作量大和工期長(zhǎng)的缺陷，并且砂帶打磨機(jī)構(gòu)可保證砂帶與鋼軌采用柔性磨削，不存在接口菱角，能保障鋼軌的打磨精度，從而延長(zhǎng)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(huì)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(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)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(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。

圖1為本發(fā)明中鋼軌打磨機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的側(cè)視圖。

圖3為圖1的后視圖。

圖4為本發(fā)明中砂帶打磨機(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(cè)量分析示意圖。

圖中：1-底座，2-橫向?qū)к墸?-支撐座，4-驅(qū)動(dòng)電機(jī)，5-驅(qū)動(dòng)輪，6-立式支柱，61-旋轉(zhuǎn)底板，611-軸孔，612-弧形槽，7-豎直移動(dòng)電機(jī)，8-豎直移動(dòng)導(dǎo)軌，9-拖板，10-從動(dòng)輪，11-張緊氣缸，12-接觸輪，13-砂帶，14-鋼軌，15-工作臺(tái)，16-滑塊，17-橫向移動(dòng)電機(jī)，18-壓緊氣缸，19-紅外測(cè)量裝置，θ-立式支柱可旋轉(zhuǎn)角度，A-紅外測(cè)量裝置的發(fā)射點(diǎn)，B-鋼軌的打磨起點(diǎn)，C-鋼軌的測(cè)量點(diǎn)，C’-鋼軌的下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，D-測(cè)量點(diǎn)至紅外測(cè)量裝置的正交點(diǎn)，E-紅外測(cè)量裝置的接收點(diǎn)，E’-紅外測(cè)量裝置的下一個(gè)接收點(diǎn)，F(xiàn)-鋼軌為直線狀態(tài)時(shí)的測(cè)量點(diǎn)，β-紅外測(cè)量裝置的發(fā)射角，β’-紅外測(cè)量裝置的下一個(gè)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(zhǎng)度方向的偏轉(zhuǎn)角。

具體實(shí)施方式

參照附圖，利用本發(fā)明打磨鋼軌的一種鋼軌打磨機(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(dòng)導(dǎo)軌8、拖板9、工作臺(tái)15和滑塊16；所述工作臺(tái)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(dòng)，所述立式支柱6設(shè)置于底座1上并位于工作臺(tái)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(tái)15的一側(cè)并經(jīng)豎直移動(dòng)導(dǎo)軌8可在立式支柱6上豎直移動(dòng)，該拖板9面向工作臺(tái)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(dòng)電機(jī)4，與驅(qū)動(dòng)電機(jī)4同軸連接的驅(qū)動(dòng)輪5、與驅(qū)動(dòng)輪5軸向平行設(shè)置的從動(dòng)輪10、以及圍繞在驅(qū)動(dòng)輪5和從動(dòng)輪10上的砂帶13，該砂帶13的運(yùn)轉(zhuǎn)方向與鋼軌14的長(zhǎng)度方向平行，所述驅(qū)動(dòng)輪5和從動(dòng)輪10的軸向與鋼軌14的長(zhǎng)度方向成直角設(shè)置。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明中的鋼軌打磨機(jī)床包括立式支柱6的上端部固定連接有豎直移動(dòng)電機(jī)7用于驅(qū)動(dòng)拖板9上下移動(dòng)，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(dòng)電機(jī)17用于驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)15橫向往返移動(dòng)，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)置與驅(qū)動(dòng)輪5和從動(dòng)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(duì)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(dòng)輪10與驅(qū)動(dòng)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(dòng)輪10的輪軸連接，當(dāng)推桿收縮或伸出時(shí)推動(dòng)從動(dòng)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(zhǎng)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(dòng)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(tái)15的一側(cè)連接有紅外測(cè)量裝置19用于對(duì)鋼軌14長(zhǎng)度方向的偏轉(zhuǎn)角進(jìn)行測(cè)量，該紅外測(cè)量裝置19還連接控制中心，經(jīng)紅外測(cè)量裝置19將所測(cè)鋼軌14的偏轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)傳輸給控制中心，由控制中心對(duì)數(shù)據(jù)分析處理后控制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)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(dòng)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(dòng)輪5與從動(dòng)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(gè)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(gè)，所述每個(gè)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；當(dāng)軸孔611內(nèi)的轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)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(huì)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)的范圍分別為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(jiǎn)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(duì)接觸輪12外緣表面襯塑有利于增加摩擦系數(shù)防止砂帶打滑，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(cè)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(cè)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(cè)量裝置19的發(fā)射角β，保障紅外測(cè)量裝置的接收點(diǎn)E能正常接受鋼軌14反饋的信號(hào)，從而確定鋼軌14的測(cè)量點(diǎn)C和發(fā)射角β；經(jīng)延長(zhǎng)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(cè)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(tái)15的運(yùn)動(dòng)速度V_W可相應(yīng)的確定鋼軌的下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)C’和紅外測(cè)量裝置的下一個(gè)接收點(diǎn)E’；從圖上可知紅外測(cè)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(cè)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(cè)量或測(cè)量不準(zhǔn)確；而紅外測(cè)量裝置19的發(fā)射點(diǎn)A、鋼軌14的測(cè)量點(diǎn)C、以及紅外測(cè)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(hào)實(shí)現(xiàn)正常測(cè)量。

結(jié)合附圖，本發(fā)明的工作步驟為：

①將鋼軌14采用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(tái)15上，需保持鋼軌14的長(zhǎng)度方向與砂帶13的運(yùn)轉(zhuǎn)方向平行；

②設(shè)定檢測(cè)參數(shù)，并將檢測(cè)參數(shù)輸送至控制中心，同時(shí)啟動(dòng)砂帶打磨機(jī)構(gòu)及工作臺(tái)15，使得砂帶13運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)所述工作臺(tái)15可在鋼軌14的長(zhǎng)度方向往返移動(dòng)；所述設(shè)定檢測(cè)參數(shù)包括設(shè)定鋼軌14的打磨起點(diǎn)B與紅外測(cè)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(cè)量裝置19接收點(diǎn)E的位置確定鋼軌14上測(cè)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(tái)15的運(yùn)動(dòng)速度V_W值；所述啟動(dòng)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(duì)鋼軌14進(jìn)行打磨；

③在打磨過程中由控制中心依據(jù)檢測(cè)參數(shù)對(duì)鋼軌14長(zhǎng)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(dòng)到測(cè)量C點(diǎn)的時(shí)間t，具體推導(dǎo)如下：CD＝ACcosβ；還包括由AB距離值、AD距離值和CD距離值獲得鋼軌長(zhǎng)度方向的偏轉(zhuǎn)角為再由控制中心控制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)立式支柱6軸向旋轉(zhuǎn)α，從而帶動(dòng)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(zhǎng)度方向的偏轉(zhuǎn)角度保持一致，從而保障鋼軌的打磨精度。

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(duì)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)。