專利名稱：夯實道碴床的連續(xù)走行式線路施工機械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一部夯實軌道道碴床用的連續(xù)走行式線路施工機械。該機械裝有走行驅(qū)動機構(gòu)和支承在走行機構(gòu)上的機架，上面至少有一套利用驅(qū)動機構(gòu)控制和調(diào)節(jié)高度的軌道穩(wěn)定機組。軌道穩(wěn)定機組裝有滾輪機構(gòu)，利用擴張驅(qū)動機構(gòu)可使之貼靠鋼軌內(nèi)側(cè)，並利用振動器使之振動。機架還有一套水平基準(zhǔn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)裝有高度測值傳感器的測量輪軸。
根據(jù)US-PS4064807號專利介紹的一種稱為軌道穩(wěn)定車的線路施工機械，用于夯實道碴床，已為人們所知。機械兩端的走行機構(gòu)之間，裝有可調(diào)節(jié)高度的軌道穩(wěn)定機組。該機組利用帶緣滾輪能在軌道上走行，同時利用與鋼軌剛性連接的能側(cè)向轉(zhuǎn)動的滾動圓盤，可使機組牢固嵌合在鋼軌上。這種帶緣滾輪和滾動圓盤一般稱之為滾輪機構(gòu)。為了消除帶緣滾輪與鋼軌之間的游間，用擴張驅(qū)動機構(gòu)將軌道穩(wěn)定機組的帶緣滾輪擠靠在鋼軌內(nèi)側(cè)上。利用兩個與機架相連的垂直液壓驅(qū)動機構(gòu)，向軌道穩(wěn)定機組施加可以調(diào)節(jié)的靜荷載。軌道穩(wěn)定機組利用振動器使軌道產(chǎn)生與機械縱走向成橫向的水平振動。這樣，軌道穩(wěn)定本在連續(xù)前進作業(yè)時，結(jié)合臨時靜荷載，即可使軌道下沉使道床密實。為了檢驗軌道下沉量，有一套由兩根張緊的鋼繩組成的水平基準(zhǔn)系統(tǒng)。前面提到的一套撥道基準(zhǔn)系統(tǒng)，在此不做進一步介紹。
根據(jù)US-PS4046079號專利還有一種與線路搗固機連掛的軌道穩(wěn)定車，已為人們所知。軌道穩(wěn)定車有一套帶撥道基準(zhǔn)系統(tǒng)的撥道驅(qū)動機構(gòu)，用于撥正軌道。使用一套普通的跨接兩部機械的基準(zhǔn)系統(tǒng)即可用指示記錄儀繪制軌道位置的圖行，基準(zhǔn)系統(tǒng)鋼繩由相應(yīng)軌道的一根導(dǎo)軌無游間地導(dǎo)向。如果發(fā)現(xiàn)軌道有剩余誤差，即可用撥道驅(qū)動機構(gòu)予以校正。這套為人們所知的基準(zhǔn)系統(tǒng)主要用于線路搗固機，但為上述目的也適用于兩部機械。
另外，根據(jù)US-PS4643101號專利有一種裝有鉸接式機架的連續(xù)走行式線路施工機械，已為人們所知。這部線路施工機械依作業(yè)方向的前面是一部線路搗固機。它有一個能依搗固機的縱向移動的機具架，上面裝有搗固起撥道機組。機架的后部有兩套軌道穩(wěn)定機組，機組之間有一個由軌道導(dǎo)向的高度可調(diào)的測量輪軸形式的探測機構(gòu)。探測機構(gòu)的上端裝有與水平基準(zhǔn)系統(tǒng)的鋼繩參考基準(zhǔn)一同動作的開關(guān)機構(gòu)。從機架的前端到后端貫穿一根張緊的屬于撥道基準(zhǔn)系統(tǒng)的鋼繩。鋼繩位于機械橫向的中間位置。這條鋼繩在搗固裝置處配備有正矢測量傳感器，以臨控?fù)v固機的起道撥道機組對軌道的橫向位移。
本發(fā)明的目的就是要創(chuàng)造本文開頭所述的一種夯實道碴床用的線路施工機械，要求這種機械能在橫向水平振動和垂直荷載作用下使軌道下沉的同時，也準(zhǔn)確地校正軌道的標(biāo)高。
這個目的是用本發(fā)明這樣解決的，就是在軌道穩(wěn)定機組依機械作業(yè)方向的后面至少設(shè)置一個測量輪軸。這個測量輪軸對參考基準(zhǔn)的兩端來說是偏離中心的。如此布置水平基準(zhǔn)系統(tǒng)的測量輪軸，首次做到能準(zhǔn)確檢查線路的緩和曲線區(qū)段，也就是檢查軌道穩(wěn)定機組使軌道由實際位置下沉到給定位置所形成的斜面。這樣，一方面可以準(zhǔn)確測到幾乎已全面下沉到給定位置的軌道的標(biāo)高，另一方面在發(fā)現(xiàn)計算的軌道給定位置與測量輪軸測到的實際位置之間如有誤差，還可對軌道標(biāo)高做相應(yīng)的校正。這一點可以很快做到，比如相應(yīng)改變對軌道穩(wěn)定機組施加的垂直荷載即可。另一個特別的優(yōu)點是，測量輪軸的位置是偏離中心的，而且安設(shè)在軌道穩(wěn)定機組依作業(yè)方向的后面，這樣就可以縮小誤差。這個誤差有可能由于參考基準(zhǔn)的前端正好落在一個有誤差的軌道標(biāo)高上而產(chǎn)生。
本發(fā)明另一個有利的改進是除軌道穩(wěn)定機組依作業(yè)方向的后面設(shè)有測量輪軸外，在兩部軌道穩(wěn)定機組之間，還在每根鋼軌上另外一個裝有自己高度測值傳感器的測量輪軸。由于這樣布置測量輪軸，就使兩個測量輪軸的高度測值傳感器之間總能保持恒定的比例關(guān)系。這套系統(tǒng)的特殊優(yōu)點是，參考基準(zhǔn)前端落在軌道上時出現(xiàn)的誤差，不至在測量地點也引起誤差。
本發(fā)明另一個有利改進是除軌道穩(wěn)定機組依作業(yè)方向后面的測測輪軸外，在前面的動力穩(wěn)定機組之前和兩個在穩(wěn)定機組之間每根鋼軌上各設(shè)一個有高度測值傳感器的量測輪軸。利用外側(cè)兩個量測輪軸確切地說利用兩個高度測值傳感器可以確定中間量測輪軸的高度測值傳感器應(yīng)處位置的一條直線。這樣就可以自動補償參考基準(zhǔn)前端和后端落在軌道上時的誤差。
本發(fā)明還涉及一套使軌道連續(xù)下沉到給定標(biāo)高的作業(yè)方法。作業(yè)時使軌道產(chǎn)生水平的振動。並施加垂直的臨時靜荷載，直到軌道下沉到給定位置。這套作業(yè)方法的特點是，在軌道下沉之前，先測取軌道的實際位置，從中算出一條理想的給定標(biāo)高線，然后根據(jù)軌道實際位置與給定標(biāo)高之間誤差的大小成比例的一組參數(shù)中，如垂直荷載、前進作業(yè)速度和軌道振動頻率，至少一個參數(shù)的變化，使軌道得到不同高度的下沉。這樣就首次做到利用軌道穩(wěn)定車來校正軌道標(biāo)高的誤差，而過去軌道穩(wěn)定車則是用于使事先經(jīng)搗固機校正到正確位置的軌道均勻下沉。這套作業(yè)方法與搗固機相反，不是控制起道的力，而是根據(jù)軌道標(biāo)高誤差的比例控制使軌道下沉的力，比如控制垂直的臨時荷載。軌道的這種校正方法，可以用特別有利的方法連續(xù)進行。
本發(fā)明的這套作業(yè)方法的一個有利的改進內(nèi)容是對全部整修線段的軌道施加一個中等的臨時靜荷載，確切地說基本荷載。根據(jù)軌道實際位置和給不定式位置間偏差的大小，按比例改變這個基本荷載。利用垂直的臨時靜荷載，確切地說基本荷載預(yù)先給出調(diào)節(jié)范圍。該荷載產(chǎn)生所需之軌道平均下沉量，確切地說體現(xiàn)軌道穩(wěn)定程度。還有缺陷(凸起或凹陷)時，即按比例提高或減少垂直臨時荷載。這樣，軌道穩(wěn)定車作業(yè)以后，就可以形成一條符合道碴所需密實度下沉的而且標(biāo)高準(zhǔn)確的軌道。
下文將借助于附圖示的實施例，進一步闡明本發(fā)明。附圖有

圖1為裝有夯實軌道碴床用的軌道穩(wěn)定機組的連續(xù)走行式線路施工機械的側(cè)視圖，該機械有一套水平基準(zhǔn)系統(tǒng)和一個位于軌道穩(wěn)定機組依作業(yè)方向后面的測量輪軸;
圖2為水平基準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖;
圖3為水平基準(zhǔn)系統(tǒng)調(diào)整電路的示意圖;
圖4為連續(xù)走行式線路施工機械另一實施例的側(cè)視圖;
圖5為按圖4的水平基準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖;
圖6為按圖4和圖5的水平基準(zhǔn)系統(tǒng)的調(diào)整電路的示意圖;
圖7為連續(xù)走行式線路施工機械另一實施例的側(cè)視圖，其中的水平基準(zhǔn)系統(tǒng)有三個測量輪軸;
圖8為圖7所示水平基準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖;
圖9為圖7和圖8所示水平基準(zhǔn)系統(tǒng)的調(diào)整電路的另一示意圖。
圖1所示一般稱為軌道穩(wěn)定車的線路施工機械1，它有一個尺寸很大的機架2，兩端通過轉(zhuǎn)向架式走行機構(gòu)3，能在一條由軌枕4和鋼軌5組成的軌道6上走行。走行驅(qū)動機構(gòu)7、振動驅(qū)動機構(gòu)8和其他驅(qū)動機構(gòu)的動力，由中央動力供應(yīng)站9提供。機械1的前后端各設(shè)一個隔音的駕駛室10，安裝在振蕩式底架上。為了控制各種驅(qū)動機構(gòu)和處理各種測量信號，設(shè)有中央控制、計算與記錄單元11。兩個走行機構(gòu)3之間有兩套軌道穩(wěn)定機組12。該機組有滾輪機構(gòu)13，利用擴張驅(qū)動機構(gòu)能使之貼靠鋼軌內(nèi)側(cè)，並用振動器13使之產(chǎn)生水平振動。為了向軌道穩(wěn)定機組12施加臨時靜荷載，有兩個垂直的與機架2鉸接的液壓驅(qū)動機構(gòu)15。水平基準(zhǔn)系統(tǒng)16為每根鋼軌5配備一根張緊的鋼繩17做為參考基準(zhǔn)。每根鋼繩有一個高度測值傳感器18。這個傳感器與裝在機架2上能調(diào)節(jié)高度並通過帶緣滾輪能在軌道6上滾動的測量輪軸19相連。鋼繩，確切地說參考基準(zhǔn)17的前后兩端固定在一個安裝在機架2上能調(diào)節(jié)高度並支承在走行機構(gòu)3的軸承上的標(biāo)高測取器20上。箭頭21表示機械1的作業(yè)方向。在另一個有利的變換實施例中，如一點一劃細(xì)線所示，也可以再安設(shè)一個第二測量輪軸22。這樣，當(dāng)測量輪軸19從軌道6上被抬起的時候，也能依另一個作業(yè)方向使用機械1。
圖2所示的參考基準(zhǔn)17，由端部的兩個標(biāo)高測取器20沿軌道6進行移動。裝在下面的滾輪可以看做是轉(zhuǎn)向架式走行機構(gòu)3。通過安裝在機架2上能調(diào)節(jié)高度的標(biāo)高測取器23與測量輪軸19相連的高度測值傳感器18是一個旋轉(zhuǎn)式電位計，牢固地與張緊的鋼繩17相接。A表示用兩套軌道穩(wěn)定機組12使軌道6下沉到給定位置所需之平均下沉量。l和a為前面標(biāo)高測取器20及中間標(biāo)高測取器23分別與后面的標(biāo)高測取器20之間的距離。FA是軌道穩(wěn)定機組12向軌道6施加的垂直臨時荷載。
軌道穩(wěn)定機組12范圍內(nèi)的垂直臨時荷載是這樣控制的，就是使給定位置和高度測值傳感器18所測取的實際位置之間的差值等于零。此時要將垂直的基本荷載調(diào)整到使軌道能達(dá)到所需之下沉量A的平均數(shù)的程度。如果軌道在測量輪軸19范圍內(nèi)因凸起而過高，那么就按比例提高臨時荷載EA，如果軌道過低，則相應(yīng)減少臨時荷載FA?？刂祁l率也取得上述效果，在30-40赫之間可使軌道達(dá)到最大下沉量。由于測量系統(tǒng)的前端還處于有誤差的軌道上，因此可以認(rèn)為前面的標(biāo)高測取器20位于用一劃一點細(xì)線所示之軌道凸起部分24上。這會使前面的標(biāo)高測取器20產(chǎn)生誤差FV。這樣中間的標(biāo)高測取器23自然也會測取錯誤的數(shù)值fVA，從而實際上會在測量輪軸19范圍內(nèi)出現(xiàn)用虛線所示之下沉量25的假象。所測取的誤差可以用下列公式準(zhǔn)確算出fvA＝FV·a/l.
如果軌道給定縱戴面為已知，加上高度測值傳感器18測出的實際縱截面的誤差，電子水平控制系統(tǒng)就能利用相應(yīng)的校正值fvA自動考慮前面測取的誤差Fv。這樣，這個誤差在中間測量輪軸19處就不會對校正標(biāo)高產(chǎn)生任何影響。
利用機械1本身進行測量，也可以確定上述的軌道給定縱截面。為此要按以下步驟進行在機械1的機架中進行測量行駛時測定軌道6的實際標(biāo)高;利用適當(dāng)?shù)挠嬎銠C程序在計算機單元11上算出軌道的給定縱截面;
用線路施工機械1對軌道6進行軌道穩(wěn)定作業(yè)，確切地說使軌道6下沉;
根據(jù)所確定的給定縱截面標(biāo)高與測定的實際縱截面標(biāo)高之間的誤差，向水平基準(zhǔn)系統(tǒng)16發(fā)出控制信號和調(diào)整信號，用來操縱機械1。
另一個可能性是由當(dāng)?shù)罔F路局預(yù)先給定軌道幾何圖形。在這種情況下，用表格式軟盤形式將數(shù)據(jù)交給機械的乘務(wù)組，然后讀入計算機單元11。也可以由機械的乘務(wù)組在進行軌道穩(wěn)定作業(yè)之前用人工，比如用光學(xué)儀器進行測量。計算出的校正值在線路整修過程中可由乘務(wù)組人工輸入，也可自動輸入。
根據(jù)示意圖3所示，由高度測值傳感器18連續(xù)測取軌道實際標(biāo)高，並將相應(yīng)的測值傳送給差動放大器26。此外通過導(dǎo)線27將相應(yīng)的校正值△fvA也傳送給差動放大器26。經(jīng)微分得出的給定-實際比較值最后傳送給加法器28。這個加法器也屬于一個調(diào)節(jié)基本荷載使軌道達(dá)到相應(yīng)下沉量A的可調(diào)電位計29。加法器28的輸出端與液壓控制元件，確切地說與伺服閥30相連。這個伺服閥根據(jù)加法器28所輸出的測值。按一定比例關(guān)系控制軌道穩(wěn)定機組12的液壓驅(qū)動機構(gòu)15。虛線所示之導(dǎo)線31是測量輪軸19落在軌道6上以后形成的反饋線，確切地說形成的閉合調(diào)諧回路。
圖4所示之線路施工機械1除偏離中心的測量輪軸19外，還有一個位于兩個軌道穩(wěn)定機組12之間並與標(biāo)高測取器32及高度測值傳感器33相連的測量輪軸34。
圖5所示的水平基準(zhǔn)系統(tǒng)16的基礎(chǔ)是兩個高度測值傳感器18與33之間的恒定比例關(guān)系。恒定比例關(guān)系求法如下i＝f1/f2＝a/(a+b) △f2v＝i·△flv這個系統(tǒng)的優(yōu)點是，在前面的標(biāo)高測取器20范圍內(nèi)出現(xiàn)的誤差，不至于再在標(biāo)高測取器32范圍內(nèi)引起誤差。
示意圖6所示的是在圖3中增加了高度測值傳感器33、差動放大器35和放大器36。通過導(dǎo)線27自動考慮預(yù)先給定的校正值△flv＝fva/l。利用高度測值傳感器33的測值求差以后，測量信號在放大器36內(nèi)用i值進行放大后，做為給定值傳送差動放大器26。差動放大器26通過其第二個輸入端與高度測值傳感器18相連。在差動放大器26的輸出端產(chǎn)生給定-實際比較值。這個值要加在可用電位計29調(diào)節(jié)的基本荷載上。
圖7所示的線路施工機械1同時使用三個測量輪軸19，22和34。其中額外增加的測量輪軸22位于軌道穩(wěn)定機組12依作業(yè)方向的前面。這個測量輪軸22通過一個裝在機架上能調(diào)節(jié)高度的標(biāo)高測取器37與高度測值傳感器38相連。
特別如圖8所示，利用兩個外側(cè)高度測值傳感器18和38提供一條由鋼繩，確切地說由參考基準(zhǔn)17所體現(xiàn)的直線。位于中間的高度測值傳感器33即應(yīng)處于這條直線上。這樣就可使在前面和后面測取的誤差(Fv或Fh)自動得到補償。在中部高度測值傳感器33處的給定縱截面標(biāo)高fA求法如下
fA＝(f3·c+f4·b)/(b+c)其中f3是后面高度測值傳感器18處的縱截面標(biāo)高，f4是前面高度測值傳感器38處的縱截面標(biāo)高。F是軌道假定下沉?xí)r的實際誤差;fist是軌道位置的實際誤差。如果機械1由給定縱向斷面標(biāo)高值和校正值引導(dǎo)前進，則位于高度測值傳感器38處的誤差會得到補償。
如示意圖9所示，實際標(biāo)高由高度測值傳感器33傳送給差動放大器26。在放大器39內(nèi)將取自高度測值傳感器18的數(shù)值F3用因數(shù)C/b+C進行放大。然后傳送給加法器42。在差動放大器41內(nèi)求出經(jīng)導(dǎo)線27傳入的校正值與高度測值傳感器38測取的數(shù)值之間的差值，然后傳送給放大器40。用因子b/b+C放大的測值傳送給加法器42，最后做為給定值輸入差動放大器26。在差動放大器內(nèi)產(chǎn)生給定-實際比較值，並在加法器28內(nèi)加在可由電位計29任意調(diào)節(jié)的基本荷載上。下一步即按圖3所述之方式方法控制軌道穩(wěn)定機組12的液壓驅(qū)動機構(gòu)15。
圖例代號說明1 線路施工機械2 機架3 轉(zhuǎn)向架式走行機構(gòu)4 軌枕5 鋼軌6 軌道7 走行驅(qū)動機構(gòu)8 振動驅(qū)動機構(gòu)9 動力供應(yīng)站10 駕駛室11 控制、計算與記錄單元12 軌道穩(wěn)定機組13 振動器14 滾輪機構(gòu)15 驅(qū)動機構(gòu)16 水平基準(zhǔn)系統(tǒng)17 鋼繩亦即參考基準(zhǔn)18 高度測值傳感器19 測量輪軸20 標(biāo)高測取器21 箭頭
22 測量輪軸23 標(biāo)高測取器24 凸起25 凹陷26 差動放大器27 導(dǎo)線28 加法器29 電位計30 液壓控制機構(gòu)31 導(dǎo)線32 標(biāo)高測取器33 高度測值傳感器34 測量輪軸35 差動放大器36 放大器37 標(biāo)高測取器38 高度測值傳感器39 放大器40 放大器41 差動放大器42 加法器
權(quán)利要求
1.一種夯實軌道道碴床用的連續(xù)走行式線路施工機械，它有走行驅(qū)動機構(gòu)和支承在走行機構(gòu)上的機架，上面至少有一套利用驅(qū)動機構(gòu)控制和調(diào)節(jié)高度的軌道穩(wěn)定機組，該軌道穩(wěn)定機組裝有滾輪機構(gòu)，利用擴張驅(qū)動機構(gòu)可使之貼靠鋼軌內(nèi)側(cè)，並利用振動器使之振動，機架還有一套水平基準(zhǔn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有參考基準(zhǔn)和一個能在軌道上滾動並裝有高度測值傳感器的測量輪軸，其特征是在軌道穩(wěn)定機組(12)依機械(1)作業(yè)方向的后面至少設(shè)置一個測量輪軸(19)。這個測量輪軸對參考基準(zhǔn)(17)的兩端來說是偏離中心的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械，其特征是除軌道穩(wěn)定機組(12)依作業(yè)方向后面設(shè)有測量輪軸(19)外，在兩部軌道穩(wěn)定機組(12)之間，還在每根鋼軌上有另外一個裝有自己高度測值傳感器(33)的測量輪軸(34)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械，其特征是除軌道穩(wěn)定機組(12)依作業(yè)方向后面的測量輪軸(19)外，在前面的軌道穩(wěn)定機組(12)之前和兩個穩(wěn)定機組之間的每根鋼軌上各設(shè)一個裝有高度測值傳感器(33，38)的測量輪軸(34，22)。
4.一種使軌道連續(xù)下降到給定標(biāo)高的作業(yè)方法，作業(yè)時使軌道產(chǎn)生水平的振動，並施加垂直的臨時靜荷載，直到軌道下沉到給定位置，其特征是在軌道下沉之前，先測取軌道的實際位置，從中算出一條理想的給定標(biāo)高線，然后根據(jù)軌道實際位置與給定標(biāo)高之間誤差的大小成比例的一組參數(shù)中，如垂直臨時荷載、作業(yè)前進速度和軌道振動頻率，至少一個參數(shù)的變化，使軌道得到不同高度的下沉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的作業(yè)方法，其特征是對全部整修線段的軌道施加一個中等的臨時靜荷載，確切地說基本荷載，根據(jù)軌道實際位置和給定位置間偏差的大小，按比例改變這個基本荷載。
全文摘要
夯實軌道(6)道床用的連續(xù)走行式線路施工機械(1)，它有走行驅(qū)動機構(gòu)和支承在走行機構(gòu)(3)上的機架(2)，上面有一套利用驅(qū)動機構(gòu)控制和調(diào)節(jié)高度的軌道穩(wěn)定機組(12)。軌道穩(wěn)定機組裝有滾輪機構(gòu)(14)，用擴張驅(qū)動機構(gòu)可使之貼靠鋼軌內(nèi)側(cè)，并利用振動器使之振動，機架還有一套裝有參考基準(zhǔn)(17)的水平基準(zhǔn)系統(tǒng)(16)。在軌道穩(wěn)定機組(12)依機械(1)作業(yè)方向的后面設(shè)置一個對參考基準(zhǔn)(17)的兩端來說是偏離中心的測量輪軸(19)，上面裝有高度測值傳感器(18)。
文檔編號E01B35/00GK1054460SQ91100609
公開日1991年9月11日 申請日期1991年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月6日
發(fā)明者約瑟夫·斯俄爾 申請人:弗朗茨普拉瑟爾鐵路機械工業(yè)有限公司