專利名稱：軌道銑削/研磨火車的制作方法
技術領域：
軌道銑削/研磨火車技術領域 本發(fā)明涉及一種軌道銑削/研磨火車(a rail milling/grinding train)，其用于 通過外周銑削和/或研磨使軌道的至少一個運行表面再成型，優(yōu)選使軌道(特別是鐵軌) 的軌頭橫剖面的凸形部分再成型，其中，凸形部分表現(xiàn)為運行表面。
背景技術：
通過外周銑削再成型磨損的軌道，即為軌道提供新的外形是已知的。銑刀是帶有 轉車臺的工具，安裝該轉車臺以夾持依次放入銑刀主體的凹槽中的裝置。這樣，在外周銑刀 水平面上的轉車臺各自產(chǎn)生面向軌道縱向方向的銑削軌道(track)。然而，因為缺少空間， 與那種外周銑刀連接的轉車臺的數(shù)目受限制。因此，通過外周銑削只可能在軌道的縱向方 向上提供少量處于彼此緊挨的軌道(track)并通過轉車臺應用于軌頭。因此產(chǎn)生大量波 紋，有必要在銑削之后使軌頭經(jīng)過修光加工。已知的是，為了這個目的給外周銑刀裝備多 個顯示整個所需要的橫剖面的刀刃。就保證在軌道縱向方向上只發(fā)生深度上輕微的誤差來 說，多個刀刃是必要的。這里，通過這種修光產(chǎn)生的中空和點延伸穿過整個被加工的橫剖面 是不利的。當被通過時那會引起噪音和振動，同時降低壽命。發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于避免那些不利和難點，其目的是提供最初描述的那種設備，其 具有至少一個軌道橫剖面的銑刀，根據(jù)鐵軌司機或鐵路公司的調節(jié)，通過所述設備可能同 時分別取得軌道縱向方向和橫剖面上的較小的波紋，通過單獨的銑削作業(yè)以便滿足例如低 速鐵路的較小需求，而為了滿足高速可以優(yōu)先采用下述的研磨作業(yè)。這個問題通過根據(jù)權利要求1所述的軌道銑削/研磨火車被解決。本發(fā)明的軌道銑削/研磨火車通過外周銑削和/或研磨使軌道的至少一個運行表 面再成型，優(yōu)選使軌道(特別是鐵軌)的軌頭橫剖面的凸形部分再成型，其中，凸形部分表 現(xiàn)為運行表面。所述火車包括在駕駛方向上布置的下述主要部件第一司機室、冷卻部件、 機器室、工具室、電氣室、碎屑清除室、以及第二司機室。本發(fā)明的另一個方面，軌道銑削/研磨火車包括完全現(xiàn)代的運載車輛，其包括車 架，所有的主要部件布置并支撐在該車架上。軌道銑削/研磨火車進一步包括車輛驅動裝 置、至少兩個加強的轉向架、操作驅動裝置、能量供應裝置、制動設備和安全裝置。根據(jù)本發(fā) 明的軌道銑削/研磨火車包括至少兩個銑削部件以及每側至少一個研磨部件。銑削部件可以配置為銑削輪，其設置有布置在銑削輪外周的多個銑削刀刃。根據(jù)本發(fā)明的軌道銑削/研磨火車，還具有用來在軌道和銑削部件以及選擇地存 在的研磨部件之間產(chǎn)生相對移動的設備、用于銑削部件的驅動設備和在提供研磨部件時用 于研磨部件的驅動設備、以及沿偏離垂直于軌道縱向方向的面的方向定位研磨部件軸線。在最初描述的那種設備中，目的是這樣實現(xiàn)的，為了通過單次外周銑削作業(yè)產(chǎn)生 想要的橫剖面，形成超過5個優(yōu)選9個在軌道的縱向方向上彼此緊挨著的銑削軌道，接著，選擇地研磨至少運行表面，優(yōu)選為研磨軌頭橫剖面的凸形部分，其中，凸形部分表現(xiàn)為運行表面。優(yōu)選的參數(shù)在從屬權利要求中描述。如上所述，為了滿足例如較快的移動速度的更大需求，根據(jù)本發(fā)明的銑削作業(yè)之 后有研磨作業(yè)，其特征在于，為了減少或整平運行在火車縱向方向上的波紋，可選擇地，為 了分別修平或整平折線或橫剖面斜度(draft oftraverse)，研磨銑削的軌道，優(yōu)選在同一 次作業(yè)中的銑削發(fā)生后立即進行，研磨輪的軸線和垂直于軌道縱向方向的平面之間包含O 度角的偏離。
在下文中，引用附圖通過具體實施例更詳細的解釋本發(fā)明，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的火車的側視圖，圖2示出圖1的火車的正視圖，圖3示出圖1的工具室的放大的細部，圖4示出圖1的機器室的放大的細部，以及圖5示出圖1的車輛轉向架的放大的細部。
具體實施方式
如圖1至圖5所示的根據(jù)本發(fā)明的軌道銑削/研磨火車1包括以下主要部件，如 箭頭2所示布置在行使方向上第一司機室3、冷卻部件4、機器室5、工具室6、電氣室7、清 除碎屑室8、以及第二司機室9。用于在再成型軌頭和去除軌道表面損壞的軌道(track)上 加工軌頭表面的軌道銑削火車1包括完全新式的具有車架10的運載車輛，所有主要部件3 到9與車輛驅動裝置11 (柴油機)、兩個加強的轉向架12和13 (每個具有3個軸)、操作驅 動裝置14 (液壓泵)、能量供應裝置15 (發(fā)電機)、制動設備16和安全裝置17 —起布置并 支撐在車架10上。根據(jù)本發(fā)明的軌道銑削火車1具有兩個銑削部件61、62和每側一個的 研磨部件63 (最多總共四個銑削部件和兩個研磨部件)。允許同時加工一條或兩條軌道。 火車1裝備有CNC控制器，在不改變金相組織下實現(xiàn)光滑和柔和的加工。其具有吸收加工 受力的堅固導向軌道、加工部件的垂直和水平調整器、裝備有鑲硬合金齒的銑刀頭。火車能 實現(xiàn)快速工具更換(quicktool change)以及去除研磨灰塵和碎屑的有效抽吸。本發(fā)明有 益于簡易、綜合工具更換(tool change)和工具存放系統(tǒng)(tool deposit system)，并允許 在制造現(xiàn)場的完全裝配和起動。本發(fā)明的火車為軌道橫剖面的加工提供高精度。在每次軋 道(pass)在運行表面區(qū)域的加工深度為0. 3到1. 5mm (軌距轉角區(qū)域最大5mm，垂直測量所 得)時，其提供非常高的碎屑去除性能。一次軋道(pass)加工完成中，允許與CNC控制器 有關的最佳金屬去除條件。運行表面的安全去除使具有高表面質量運行表面的軌頭具有缺 陷。敏感區(qū)域，比如接近軌頭的電氣元件和裝備，幾乎沒有加工限制。本發(fā)明允許干處理， 不需要冷卻劑。在作業(yè)過程中為低噪音級別。沒有飛濺的火花，沒有火災的危險，因此是安 全(save)的作業(yè)。它適合于達到100km/h的自推進運輸列車，也適合于達100km/h的運輸 列車的牽引作業(yè)。最小的拐彎半徑是150m，最大傾斜度/傾角為33%。，仿形加工長度(copy length)為400mm，軌距為1435mm(1430mm-1470mm)，關于圖1的結構間隙對應于“中國鐵路 機車和車輛”(A)的間隙。[0020]根據(jù)本發(fā)明的軌道銑削/研磨火車1可應用于在不拆卸電氣元件和信號裝置基礎 上，在軌道上(in track)再成型軌頭表面的縱向和橫向剖面。該火車特別用于下述應用 去除結疤、縱向和橫向剖面的再成型、軌頭的預防性維護、去除軌頭上的滾壓面缺陷(例如 軌頭裂紋、雜錫砂(squats)等)、以及減少發(fā)出噪聲的處理。軌道銑削/研磨火車基本上按 照德國DB AG,特別是DB AG-指示931和DS300 (EBO)的有關規(guī)定設計。本發(fā)明火車的車輛具有特殊的機架結構來承受兩個銑削部件61、62和每側一個 的研磨部件63，液壓驅動裝置通過2個最大為20t軸載重的3軸轉向架12、13操作，帶有 驅動控制和加工部件操作面板的第一司機室3，帶有柴油機11和通過風扇冷卻的液壓泵14 的機器室5，工具或維護室6，用于切換操縱臺(驅動控制/工作部件的控制)的電氣室7， 用于碎屑去除和研磨粉塵的室8，以及帶有驅動控制的第二司機室9。構架結構非常堅固的 水冷柴油機在軌道上自行推進，給出了通過特殊的變速器、還在改變軌道傾斜度時的精確 工作速度，以及制動裝置、現(xiàn)代安全設備、人機控制司機室和工作地點，用于變速器和加工 的獨立能量供應電路。火車1的機械設計如下軸載重最大20t總重量最大120t加工車輛的總長度最大23. 8m轉向架中心距 最大15. 3m高度最大4. 2m車輪直徑，新的 IOOOmm車輪直徑；磨損的960mm運行速度最大100km/h工作速度0.3_1.5km/h功率加工部件最小6X55kw刀頭直徑大約600mm馬達功率大約749kw制動器裝置的零件停車制動器向每個車輪組施加制動的彈簧。自推進車輛制動器直接有效的氣動制動器部件。自動制動器_傳遞到火車系統(tǒng)間接有效的氣動制動器部件。制動器通過靜壓馬達起作用。能量供應系統(tǒng)的零件用于車輛部件的電發(fā)電機24V用于加工的電電壓3X400V AC電壓波動夕卜部設備(voltage fluctuations external supply) 5%頻率50Hz頻率波動外部設備照明電壓230/50V/Hz ；PLC 電壓 24V DC。[0048]噪音級別低于80dB (A)。火車1的工具室6包括兩對軌道銑削部件61和62，即為四個閑置的銑削站，包括 帶有仿形加工(copying)功能的銑削工具、導向部件、電氣元件和控制系統(tǒng)、PLC和CNC元 件、以及液壓元件、氣動裝置和潤滑系統(tǒng)。火車1的工具室6還包括軌道研磨部件63，即為 兩個閑置的研磨站，包括帶有仿形加工(copying)功能的研磨工具部件、導向部件、電氣元 件和控制系統(tǒng)、PLC和CNC元件、液壓元件、氣動裝置和潤滑系統(tǒng)?；疖?還包括工具更換起重機，在車輛的左側和右側上包括工具更換起重機?；?車1還包括8件銑刀和4件磨盤的工具室，并包括用于在車輛停車期間安裝銑刀的工具拾 取裝置，和橋式起重機(負載最小250kg)，以及工具存儲庫。工具包括4個閑置的不鑲刃銑 刀ψ 600，以及2個閑置的磨盤ψ 800/600。帶有仿形加工(copying)功能的銑削部件被安裝在車輛構架結構上，總共4個銑 削部件，每個導軌上兩個銑削部件，每一側安裝兩個銑削部件，每個銑削部件可通過主軸傳 動機構在垂直和水平方向上被液壓地調整。預應力的滾珠軸承里的工具主軸，通過可控的 主軸馬達實現(xiàn)對工具主軸的驅動，銑刀的經(jīng)淬火和研磨的安裝凸緣，被保護罩覆蓋的銑削 區(qū)域，通過每個工作部件前面的仿形加工標尺(copying ruler)的仿形加工(copying)功 能，通過由交流伺服馬達對仿形加工標尺(copying ruler)的高度調整控制銑削深度，側面 的仿形加工(copying)功能通過機械或無接觸(contact less)的設備操作。帶有仿形加工(copying)功能的研磨部件63安裝在車輛構架結構上，總共兩個研 磨部件，銑削部件之后每側一個部件，每側一個研磨部件；每個研磨部件通過主軸傳動機構 在垂直和水平方向上被液壓地調整，預應力的滾珠軸承中的工具主軸，通過可控的主軸馬 達實現(xiàn)對工具主軸的驅動，研磨輪的經(jīng)淬火和研磨的安裝凸緣，被保護罩覆蓋的研磨區(qū)域。研磨部件軌道-橫剖面銑刀61、62設置成外周銑刀，并在下文中被更詳細的描述。 所述銑刀可通過驅動馬達和齒輪驅動，由此，選定旋轉方向以使軌道通過削減的銑削方法 加工。緊挨著銑削部件設置研磨部件63，研磨部件的研磨輪可通過驅動齒輪驅動，優(yōu)選也在 銑刀旋轉的方向上，這樣可以實現(xiàn)軌道的順磨。研磨輪裝備有調節(jié)研磨深度的系統(tǒng)，這樣可 以實現(xiàn)根據(jù)軌道的磨損連續(xù)地重調研磨輪。用于調整研磨深度的所述系統(tǒng)包括用于測量研 磨輪外周連續(xù)減小的直徑的測量系統(tǒng)；它也能利用從測量運行時刻所得的測量數(shù)據(jù)。一旦出現(xiàn)銑削碎屑和研磨碎屑以及研磨粉塵，它們通過抽吸裝置81和82被吸走。通過每個銑削部件前面的仿形加工標尺(copying ruler)實現(xiàn)仿形加工 (copying)功能。通過由交流伺服馬達對仿形加工標尺(copying ruler)的高度調整控制 銑削深度。側面的仿形加工(copying)功能通過機械或無接觸(contact less)的設備操 作。導向部件包括工作部件和車輛構架之間的連接，工作部件在水平和垂直方向上定 位，導軌設計成連接到車輛構架上的穩(wěn)定的焊接結構。精確線性導軌的使用承受高速負載 以吸收水平和垂直方向上的銑削和研磨力。通過交流伺服馬達驅動水平車架。工作部件可 以在提升位置機械地鎖定。通過根據(jù)本發(fā)明的車輪銑刀61、62，可以銑削許多銑削軌道_甚至超過9條-在軌 道的縱向方向上延伸到軌頭上，由此，可以獲得銑削橫剖面的極大精度，即，極大的接近于 軌頭理想的橫剖面。為了某些需要，通過根據(jù)本發(fā)明的銑刀再成型的軌頭是足夠的而不需要后續(xù)的研磨，例如對于不是太高的運行速度。對于更多的需要，銑削后的軌道須經(jīng)例如上面所述的研磨作業(yè)。根據(jù)本發(fā)明的研磨方法根本的優(yōu)勢在于在單個工作過程中可以銑削多個相鄰的 銑削軌道上的軌頭。特別有利的，根據(jù)本發(fā)明的銑削方法與根據(jù)本發(fā)明的研磨方法結合，由 此，在極度磨損的軌道上也可以獲得徹底去除材料以及表面，因為根據(jù)本發(fā)明的銑削方法， 其在很大程度上對應于理想的軌道橫剖面并且只需要較小的研磨，即，研磨包含相對較少 材料的去除，如果有的話。在這種情況下，可以在單個作業(yè)過程中結合銑削和研磨，從而分別制造運行表面 或軌頭的已加工部分，在運行質量、壽命和避免噪音方面滿足了最大的需求。工具更換系統(tǒng)具有工具更換起重機，其集成到維護室區(qū)域，并布置在車輛左側和 右側的加工部件上面。工具更換室包括用于在車輛停止期間把工具從工作部件簡單地轉移到維護室的 升降設備和在維護室里用于操縱工具的橋式起重機。有一個用于銑刀頭和磨盤的工具存儲 庫。通過使用軌道銑削/研磨火車可以在一次軋道中加工軌頭的相關區(qū)域。軌道通過 使用銑削(周邊銑削)和在同一個工作過程中的研磨(周邊研磨)進行再成型。通過銑削， 橫剖面的偏差和縱向軌道表面缺陷例如皺紋、皺褶和波紋都會在一個加工軋道里被去除。 這個加工過程通過裝備有多用途硬質合金刀片的銑刀來完成。通過銑刀，橫剖面以非常高 的精度被再加工。銑削部件之后，研磨部件被用于加工軌頭以提高表面質量。研磨部件在 傾斜的位置按周邊方向工作。加工操作具有如下步驟起動加工部件；水平定位由檢測系 統(tǒng)支承的加工部件；通過液壓驅動降低加工部件；定位由仿形加工(copying)裝置支承的 加工部件；起動工作進給；調整需要的加工深度?；疖?的碎屑去除室8包括碎屑抽吸部件，其包括碎屑容器抽吸裝置81、抽吸管路 82和碎屑傳輸設備83。抽吸管從工作部件到抽吸裝置。抽吸設備有馬達、風扇、空氣過濾 器和分配裝置。兩個分離的碎屑容器獨立地操作。在銑削加工期間通過輸送器把金屬碎屑 從容器中移除出去。火車1還包括研磨粉塵抽吸，并包括抽吸裝置(旋風除塵器)和抽吸管路以及研 磨粉塵容器。抽吸管從研磨部件到帶有可拆卸管道的抽吸裝置。抽吸管從加工部件到抽吸 裝置。抽吸設備有馬達、風扇、空氣過濾器和分配裝置。研磨粉塵箱。
權利要求一種軌道銑削/研磨火車，用于通過外周銑削和/或研磨再成型軌道的至少一個運行表面，優(yōu)選為再成型軌道尤其是鐵軌的軌頭橫剖面的凸形部分，該凸形部分表現(xiàn)為運行表面，其中，軌道銑削/研磨火車(1)包括在駕駛方向(2)上布置的以下主要部件提供第一司機工作室的第一司機室(3)；提供冷卻裝置的冷卻部件(4)；容納機器裝置的機器室(5)；容納工具裝置的工具室(6)；容納電器裝置的電氣室(7)；容納碎屑清除裝置的碎屑清除室(8)；以及提供第二司機工作室的第二司機室(9)，所述第一司機室(3)、所述冷卻部件(4)、所述機器室(5)、所述工具室(6)、所述電氣室(7)、所述碎屑清除室(8)以及所述第二司機室(9)布置并支撐在車架(10)上。
2.如權利要求1所述的軌道銑削/研磨火車，其特征在于，所述軌道銑削/研磨火車 (1)還包括用于驅動所述火車的車輛驅動裝置(11)、用于支撐所述火車的至少兩個加強的 轉向架(12和13)、用于驅動所述火車的另一個裝置的操作驅動裝置(14)、用于給所述火車 提供能量的能量供應裝置(15)、用于制動所述火車的制動設備(16)以及用于給所述火車 提供安全裝置的安全裝置(17和18)，所述車輛驅動裝置(11)、所述轉向架(12和13)、所述 操作驅動裝置(14)、所述能量供應裝置(15)、所述制動設備(16)以及所述安全裝置(17和 18)布置并支撐在車架(10)上。
3.如權利要求1或2所述的軌道銑削/研磨火車，其特征在于，所述軌道銑削/研磨火 車(1)包括至少兩個銑削部件和每側至少一個的研磨部件，其中，所述銑削部件被安裝在 車輛構架結構上，每個導軌上至少有一個銑削部件，每一側安裝至少一個銑削部件，每個銑 削部件可通過主軸傳動機構在垂直和水平方向上被液壓地調整，所述研磨部件安裝在車輛 構架結構上，銑削部件之后每側一個研磨部件，每個研磨部件通過主軸傳動機構在垂直和 水平方向上被液壓地調整。
4.如權利要求3所述的軌道銑削/研磨火車，其特征在于，所述銑削部件設置為銑削 輪，所述銑削輪設置有布置在銑削輪外周的多個銑削刀刃。
5.如權利要求1或2所述的軌道銑削/研磨火車，其特征在于，所述火車(1)的所述工 具室(6)包括兩對軌道銑削部件(61和62)，即四個閑置的銑削站，包括帶有仿形加工功能 裝置的銑削工具、導向部件、電氣元件和控制系統(tǒng)、PLC可編程邏輯控制和CNC元件計算機 數(shù)字控制、以及液壓元件、氣動裝置和潤滑系統(tǒng)，其中，所述銑削部件被安裝在車輛構架結 構上，每個導軌上兩個銑削部件，每一側安裝兩個銑削部件，每個銑削部件可通過主軸傳動 機構在垂直和水平方向上被液壓地調整。
6.如項權利要求1或2所述的軌道銑削/研磨火車，其特征在于，所述火車(1)的所述 工具室(6)包括軌道研磨部件(63)，即兩個閑置的研磨站，包括帶有仿形加工功能裝置的 研磨工具部件、導向部件、電氣元件和控制系統(tǒng)、PLC可編程邏輯控制和CNC元件計算機數(shù) 字控制、液壓元件、氣動裝置以及潤滑系統(tǒng)，其中，所述研磨部件安裝在車輛構架結構上，銑 削部件之后每側一個研磨部件，每個研磨部件通過主軸傳動機構在垂直和水平方向上被液 壓地調整。
7.如權利要求1或2所述的軌道銑削/研磨火車，其特征在于，具有用于在所述軌道和所述銑削部件以及所述研磨部件之間產(chǎn)生相對移動的移動設備，用于銑削部件的銑削驅動設備以及用于研磨部件的研磨驅動設備， 沿偏離于垂直于軌道縱向方向的面的方向定位研磨部件的軸線的軸線定位裝置。
8.根據(jù)權利要求7所述的軌道銑削/研磨火車，其特征在于，所述研磨部件從垂直于軌 道縱向方向的面偏離的α為1到20°之間，優(yōu)選5到12°，更優(yōu)選的是大約8°。
9.如權利要求7或8所述的軌道銑削/研磨火車，其特征在于，為了調整不同的偏離， 所述研磨部件的軸線的定位根據(jù)垂直于軌道縱向方向的面是可替換的。
專利摘要本實用新型涉及一種軌道銑削/研磨火車，其用于通過外周銑削和/或研磨再成型軌道的至少一個運行表面，優(yōu)選為再成型軌道尤其是鐵軌的軌頭橫剖面的凸形部分，該凸形部分表現(xiàn)為運行表面，其中軌道銑削/研磨火車(1)包括下述在駕駛方向(2)上布置的主要部件第一司機室(3)、冷卻部件(4)、機器室(5)、工具室(6)、電氣室(7)、清除碎屑室(8)、以及第二司機室(9)。軌道銑削/研磨火車(1)包括完全現(xiàn)代的具有車架(10)的運載車輛，所有主要部件(3到9)布置并支撐在車架上。
文檔編號B61C13/00GK201587408SQ20092015084
公開日2010年9月22日 申請日期2009年3月11日 優(yōu)先權日2009年3月11日
發(fā)明者約翰·克諾爾 申請人:林辛格機械制造有限公司