專利名稱：磨削鋼軌的方法及實(shí)施該方法的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通過產(chǎn)生在具有與輪軌接觸表面的輪廓匹配的剖面的砂輪和鋼軌之間沿鋼軌縱向的相對運(yùn)動來磨削鋼軌特別是鐵路鋼軌的至少輪軌接觸表面的方法，以及實(shí)施該方法的設(shè)備。
大家知道使用杯形砂輪來磨削鋼軌如鐵路鋼軌的凸形橫剖面，該凸形橫剖面呈現(xiàn)輪軌接觸表面。但是，在這種作法中，在一次通過中只能磨削一個狹窄的軌跡，因而必須實(shí)施砂軌橫過鋼軌的多次通過。這種多次通過引起不精確度，這是由于不能使每次通過中產(chǎn)生的軌跡方向嚴(yán)格地符合前面磨削的軌跡。此外，會產(chǎn)生大的噪聲干擾，以及在干燥時飛濺的火花有引起火災(zāi)的危險(xiǎn)。
另外，大家知道借助前砂輪來加工軌頭的呈現(xiàn)輪軌接觸表面的凸形橫剖面，因而砂輪具有軌頭的需要剖面，且其定向使其軸線垂直于鋼軌的縱向?qū)ΨQ平面。但是，這樣會引起的缺陷在于，在軌頭的側(cè)部區(qū)域附近，即，在導(dǎo)向面附近，磨削除去的材料可能只是有限的程度，這是由于在該部位砂輪只能產(chǎn)生不利的磨粒接合角，這會導(dǎo)致鋼軌材料過熱的缺點(diǎn)。如果希望消除上述缺陷，就必須減少單位時間去除的材料量，然而這又需要對被磨削的鋼軌的同一個區(qū)域分別進(jìn)行多次通過即磨削操作。
本發(fā)明旨在避免這些缺陷及難點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種開頭所述的那種方法，該方法一方面能夠?qū)τ诒荒ハ鞯恼麄€橫剖面在一次通過中除去對鋼軌來說足夠的材料，該方法另一方面又可防止鋼軌材料的過熱。另外，盡管砂軌大的效率，即，盡管單位時間要磨削大段鋼軌，砂輪也應(yīng)該具有足夠長的使用壽命。
按照本發(fā)明，在實(shí)現(xiàn)上述目的時，砂輪的軸線和一個垂直于鋼軌縱向的平面包括一個偏離0°的角α。
推薦實(shí)施例的特征更詳細(xì)地記載在從屬權(quán)利要求中。
用于實(shí)施上述方法的設(shè)備具有下述特征·一個用于在鋼軌和砂輪之間產(chǎn)生相對運(yùn)動的裝置，·一個砂輪驅(qū)動裝置，以及·砂輪軸線在與垂直于鋼軌縱向的平面偏離的方向上定位。
這種設(shè)備的推薦實(shí)施例記載在從屬權(quán)利要求25至36中。
下面對照附圖以舉例方式描述本發(fā)明，其中

圖1是實(shí)施本發(fā)明方法的設(shè)備的側(cè)視圖，圖2表示沿圖1的箭頭II的示意頂視圖。圖3表示實(shí)施本發(fā)明方法的設(shè)備的變型。圖4表示在鋼軌各種狀態(tài)中鐵路鋼軌的橫剖面。圖5表示按照本發(fā)明的方法，砂輪接合在以橫剖圖表示的鐵路鋼軌上。
在圖4中以各種狀態(tài)表示鋼軌1的橫剖面。位于鋼軌桿2上的軌頭3設(shè)有呈現(xiàn)輪軌接觸表面4的凸形橫剖面部分5，鐵路車輛車輪在輪軌接觸表面上運(yùn)行，所述橫剖面部分在其新的狀態(tài)中是由線A表示的。由于磨損，軌頭3的橫剖面的凸形部分5呈現(xiàn)由線B所示的形狀。一旦鋼軌1達(dá)到該狀態(tài)或者更早期，就象按照高速鋼軌那樣，鋼軌1要承受精加工，使軌頭3的凸形部分5，至少要使輪軌接觸表面4再次呈現(xiàn)原來的狀態(tài)，即，盡可能精確地趨近于如線C所示的原來的橫剖面形狀。因此，按照鐵路運(yùn)營者或鐵路公司或跨地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)如cen DRAFT pr EN 13674-1，應(yīng)該符合在1至3絲米的范圍內(nèi)的一定公差。在這樣做的時候，鋼軌1的導(dǎo)向面6和輪軌接觸表面4得到精加工，這是至關(guān)重要的。
在具有磨損的軌頭剖面的舊鋼軌的情形中，軌頭剖面應(yīng)再次成形，因而提供了按照本發(fā)明的銑削和磨削。在新鋼軌的情形中，為了達(dá)到更好的運(yùn)行質(zhì)量、更長壽命及減小噪音，去除輥皮(roller skin)是適當(dāng)?shù)?；為此目的，無需先行銑削，按照本發(fā)明的磨削就足夠了。
如圖4所示，按照鋼軌的磨損必須去除相對較大量的材料，在已鋪設(shè)的鋼軌的情形中，這應(yīng)盡快、盡可能低成本地進(jìn)行，以便盡可能少地妨礙鐵路交通。
圖1和2表示按照本發(fā)明的設(shè)備，該設(shè)備設(shè)置在靜止的位置上，被加工的鋼軌移過該設(shè)備。圖3表示按照本發(fā)明的設(shè)備，該設(shè)備裝在一個可移動的設(shè)施如機(jī)車發(fā)動機(jī)中，因而借助該設(shè)備可以加工已經(jīng)鋪設(shè)的鋼軌。在這種情形中，按照本發(fā)明的設(shè)備是成對設(shè)置的，因而在一次通過中能夠精加工左側(cè)及右側(cè)鋼軌。上述靜止的和可移動的設(shè)備的彼此相同的零件使用相同的附圖標(biāo)號。
7代表銑削組件，其銑刀8構(gòu)制成圓周銑刀。所述銑刀8可通過驅(qū)動電機(jī)9和齒輪10驅(qū)動，轉(zhuǎn)動方向選擇得使鋼軌1是用順銑法加工的。緊鄰銑削組件7設(shè)有一個磨削組件11，其砂輪12可借助驅(qū)動齒輪13驅(qū)動，銑刀8的轉(zhuǎn)動方向最好也可實(shí)施鋼軌1的順磨。砂輪12設(shè)有調(diào)節(jié)磨削深度的系統(tǒng)14，因而按照磨損可向著鋼軌1連續(xù)重復(fù)調(diào)節(jié)砂輪12。所述調(diào)節(jié)磨削深度的系統(tǒng)14包括一個測量系統(tǒng)，用于測量砂輪12連續(xù)減小的圓周直徑；這也可以利用來自測量驅(qū)動力矩而得到的測量數(shù)據(jù)。
銑削切屑和磨削切屑以及磨削灰塵剛一出現(xiàn)就被抽吸裝置15和16抽走。
在銑削組件7的正前方及磨削組件11的正后方，在每種情形中設(shè)置鋼軌1的導(dǎo)向器17，借助支承滾輪18鋼軌1可以壓在所述導(dǎo)向器上，因而可以壓緊至少鋼軌1的輪軌接觸表面4，最好壓緊軌頭3的冠部。另外，在兩側(cè)接合軌頭3的側(cè)向?qū)驖L輪19沿著設(shè)備設(shè)置，因而緊密配合在鋼軌1的導(dǎo)向面6那側(cè)上的側(cè)向?qū)驖L輪19被固定在它們的位置上。鋼軌1借助緊密配合在相對側(cè)的側(cè)向?qū)驖L輪19被壓緊在固定的側(cè)向?qū)驖L輪19上，從而使鋼軌1占據(jù)對著銑削組件和磨削組件的精確位置。
在銑削組件7和磨削組件11之間還設(shè)有另一個導(dǎo)向器20，該導(dǎo)向器設(shè)有阻尼裝置，以便消除銑刀引起的振動。
具體如圖2所示，砂輪的軸線21相對于一個垂直于鋼軌縱向的平面22傾斜一個角α，該角大于0°，最好在1°和20°之間，這取決于鋼軌1在磨削前的有關(guān)狀態(tài)。如果軌頭3具有一橫剖面，由于銑削，該橫剖面在磨削前已接近于理想的橫剖面，或者，如果鋼軌1在其新的狀態(tài)中仍有輥皮，那么，角α適于在5°和12°之間的范圍內(nèi)，最好為8°。但是，如果橫剖面以前的狀態(tài)按照不那么精確的方式調(diào)節(jié)至理想的橫剖面，例如，如果它只是經(jīng)過粗加工，那么，為保證最佳的切屑去除量及砂輪的使用壽命，適于采用較小的角α，最好在1°至6°之間的范圍內(nèi)。
在新的狀態(tài)中砂輪12已經(jīng)經(jīng)過預(yù)先成形，即，它具有粗略配合鋼軌1的形狀。為了精確制成上述配合形狀，最好設(shè)置一個帶有磨石24的磨銳裝置23，該磨石可以壓緊在砂輪12的圓周上。所述磨石嚴(yán)格具有準(zhǔn)備形成的需要形狀，它與砂磨一起也包括角α。在開始磨削第一個鋼軌1以前，所述磨石壓緊在砂輪12上，直至砂輪呈現(xiàn)它的形狀。當(dāng)磨削鋼軌1時，磨石24能夠從砂輪12上抬起，這是由于砂輪本身已預(yù)先成形，即，在被銑削軌頭區(qū)域或仍有輥皮的軌頭表面已預(yù)先成形。在加工軌頭3的過程中，磨石可以選擇地配合在砂輪12上，以便臨時磨銳。
只要鋼軌1已按照足夠的精度被銑削或仍具有輥皮，鋼軌1也可用于調(diào)節(jié)精確地與砂輪12配合的剖面。
象在圖示的實(shí)施例中那樣，如果被銑削的軌頭表面被磨削，那么，成形的砂輪12只具有使銑刀8產(chǎn)生的波紋平滑及形成縱磨圖象的最重要的任務(wù)。
按照本發(fā)明，通過傾斜砂輪12，可以產(chǎn)生特別良好的接合狀態(tài)以及很強(qiáng)的平滑作用。在圖5中表示傾斜的砂輪12的接合情形。顯然，這種傾斜可形成有利的接合角，特別是在軌頭3的凸形部分5會合軌頭3的側(cè)面25的部位上。上述有利的接合狀態(tài)也可在上述部位足夠廣闊地去除材料，提供良好的熱學(xué)性能，因而在磨削表面上不會出現(xiàn)燒傷。另外，這也形成砂輪12的很好的使用壽命。
如果砂輪12的軸線21相對于鋼軌的縱向中央對稱平面26傾斜一個1°和20°之間的角β，這也可能是有利的。
如果準(zhǔn)備借助按照本發(fā)明的設(shè)備加工不同的鋼軌剖面，那么，砂輪12的軸線21可適當(dāng)加以布置，以便能夠在設(shè)備上進(jìn)行調(diào)節(jié)。
按照圖3所示的實(shí)施例，銑削組件7和磨削組件11安裝在一條鋼軌銑削線27中。借助致動器28，銑刀8和砂輪12大致垂直于鋼軌1移動直至導(dǎo)向器17和20靠在軌頭3上。磨削組件11和銑削組件7也可側(cè)向移向?qū)蛎?直至側(cè)向?qū)驖L輪19靠在軌頭3上。
權(quán)利要求
1.一種用于通過在具有與輪軌接觸表面形狀相匹配的砂輪和鋼軌之間產(chǎn)生在鋼軌縱向上的相對運(yùn)動而磨削鋼軌特別是鐵路鋼軌的輪軌接觸表面的方法，其特征在于砂輪的軸線和一個垂直于鋼軌的縱向的平面包括一個偏離0°的角α。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于砂輪的軸線和垂直于鋼軌縱向的平面包括一個在1°和20°之間的角α。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述角α在5°和12°之間的范圍內(nèi)，最好約為8°。
4.如權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)或幾項(xiàng)的方法，其特征在于砂輪軸線和一個在鋼軌縱向上的鋼軌對稱平面包括一個大約90°的角β。
5.如權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的方法，其特征在于砂輪軸線和在鋼軌縱向上的對稱平面包括小于90°且大于70°的角β，所述角β保持在鋼軌導(dǎo)向面那側(cè)。
6.如權(quán)利要求1至5中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的方法，其特征在于借助磨削操作去除鋼軌的輪軌接觸表面上的輥皮。
7.如權(quán)利要求1至5中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的方法，其特征在于借助磨削操作至少部分地去除磨削前在輪軌接觸表面上的銑削表面。
8.如權(quán)利要求1至7中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的方法，其特征在于除了輪軌接觸表面以外，還磨削軌頭的整個凸形橫剖面，所述橫剖面呈現(xiàn)輪軌接觸表面。
9.如權(quán)利要求1至8中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的方法，其特征在于取決于磨損，通過調(diào)節(jié)磨削深度，最好自動地在朝向鋼軌的方向上再調(diào)節(jié)砂輪。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于磨削深度是利用來自測量砂輪表面直徑取得的測量數(shù)據(jù)或利用來自測量砂輪的驅(qū)動力矩取得的測量數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)的。
11.如權(quán)利要求1至10中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的方法，其特征在于借助磨石成形砂輪，所述磨石呈現(xiàn)鋼軌的至少輪軌接觸表面的形狀，象鋼軌那樣，磨石的縱向與砂磨包括相同的角α和β。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于在開始磨削鋼軌的輪軌接觸表面之前，以及在其后的磨削過程中，只是選擇地及較大時間間隔地進(jìn)行成形。
13.如權(quán)利要求1至12中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的方法，其特征在于鋼軌和砂輪之間的縱向相對運(yùn)動是通過使鋼軌相對砂輪縱向位移而產(chǎn)生的。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于恰在砂輪接合之前，鋼軌被壓在一個引導(dǎo)在鋼軌的輪軌接觸表面上的導(dǎo)向器上。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于所述導(dǎo)向器被阻尼以便避免振動。
16.如權(quán)利要求13至15中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的方法，其特征在于恰在砂輪接合之前，鋼軌被壓在一個引導(dǎo)在鋼軌的導(dǎo)向面上的側(cè)向?qū)蚱魃稀?br> 17.如權(quán)利要求13至16中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的方法，其特征在于恰在砂輪接合時，鋼軌被壓在一個導(dǎo)向鋼軌的輪軌接觸表面的導(dǎo)向器上。
18.如權(quán)利要求13至17中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的方法，其特征在于恰在砂輪接合時，鋼軌被壓在一個引導(dǎo)在鋼軌的導(dǎo)向表面上的側(cè)向?qū)蚱魃稀?br> 19.如權(quán)利要求1至18中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的方法，其特征在于磨削切屑一出現(xiàn)就被抽走。
20.如權(quán)利要求1至19中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的方法，其特征在于磨削是用順磨法進(jìn)行的。
21.如權(quán)利要求1至12中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的方法，其特征在于鋼軌和砂輪之間的縱向相對運(yùn)動是通過沿鋪設(shè)的鋼軌縱向移動砂輪進(jìn)行的。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于砂輪對著鋼輪運(yùn)動直至接合點(diǎn)，與用于調(diào)節(jié)磨削深度的系統(tǒng)無關(guān)，所述運(yùn)動是借助一個可以壓在鋼軌的輪軌接觸表面上的導(dǎo)向器限制的。
23.如權(quán)利要求21或22所述的方法，其特征在于砂輪能夠在對著鋼軌的輪軌接觸表面的方向上運(yùn)動，所述運(yùn)動是借助一個引導(dǎo)在鋼軌導(dǎo)向面上的導(dǎo)向器限制的。
24.一種用于實(shí)施如權(quán)利要求1至23中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的方法的設(shè)備，其特征在于·一個用于在鋼軌和砂輪之間產(chǎn)生相對運(yùn)動的裝置，·一個砂輪驅(qū)動裝置，以及·砂輪軸線在與垂直于鋼軌縱向的平面偏離的方向上定位裝置。
25.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于與垂直于鋼軌縱向的平面的偏離角α在1°和20°之間。
26.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于所述偏離角α在5°至12°之間，最好為大約8°。
27.如權(quán)利要求24至26中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于砂輪軸線的所述定位裝置可從垂直于鋼軌縱向的一個平面位移，以便調(diào)節(jié)不同的偏離。
28.如權(quán)利要求24至27中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于砂輪軸線的定位裝置構(gòu)制成使砂輪軸線和一個穿過鋼軌對稱平面的平面包括一個90°的角β或一個在90°和70°之間的角β。
29.如權(quán)利要求24至28中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在地設(shè)有一個用于根據(jù)磨損在朝著鋼軌的方向上再調(diào)節(jié)砂輪的裝置，該裝置最好具有用于評估砂輪直徑的測量系統(tǒng)。
30.如權(quán)利要求24至29中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于設(shè)有一個磨石，該磨石具有至少鋼軌的輪軌接觸表面的形狀，象鋼軌那樣，所述磨石的縱向與砂輪包括相同的角α和β。
31.如權(quán)利要求24至30中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于設(shè)有一個用于在鋼軌縱軸線方向上使鋼軌移過砂輪的裝置。
32.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其特征在于所述裝置包括一個引導(dǎo)在鋼軌的輪軌接觸表面上的裝置和一個用于將鋼軌壓在所述導(dǎo)向器上的壓緊設(shè)施。
33.如權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其特征在于所述導(dǎo)向器被減振。
34.如權(quán)利要求32或33所述的設(shè)備，其特征在于設(shè)有一個鋼軌側(cè)向?qū)蚱?，所述?cè)向?qū)蚱鞅灰龑?dǎo)在鋼軌的導(dǎo)向面上，還設(shè)有一個用于將鋼軌壓在所述側(cè)向?qū)蚱魃系脑O(shè)施。
35.如權(quán)利要求24至30中一項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于砂輪設(shè)置在沿鋪設(shè)的鋼軌移動的運(yùn)行裝置上。
36.如權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其特征在于所述運(yùn)行設(shè)備設(shè)有導(dǎo)向器，所述導(dǎo)向器大致在垂向上和水平方向上限制砂輪的接合，并在輪軌接合表面和導(dǎo)向表面上接合鋼軌。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于通過產(chǎn)生在具有與輪軌接觸表面的形狀匹配的剖面的砂輪(12)和鋼軌(1)之間在鋼軌縱向上的相對運(yùn)動而磨削鋼軌特別是鐵路鋼軌的至少輪軌接觸表面的方法。本發(fā)明旨在避免在去除大量材料時的過熱。為此目的，砂輪(12)的軸線(21)與一個垂直于鋼軌(1)縱向的平面(22)包括一個偏離0°的角。
文檔編號E01B31/17GK1447869SQ01814186
公開日2003年10月8日 申請日期2001年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月17日
發(fā)明者約翰·克諾爾, 瓦爾特·諾伊鮑爾 申請人:林辛格機(jī)械制造有限公司