[发明专利]一种钢轨廓形在线一次成型铣轨设备及方法

说明书

一种钢轨廓形在线一次成型铣轨设备及方法，包括一套铣削装置、检测控制系统和车体。铣削装置的主要工作部件组合式铣刀盘由一个圆形刀座、若干个刀粒安装座、曲面刀粒R13、曲面刀粒R80、曲面刀粒R300、直线刀粒组成。与现有的通过先粗铣再精铣作业或先铣削后磨削作业方法相比，本发明提供的铣轨设备仅需一套铣削装置对钢轨廓形一次铣削成型，该方法加工后钢轨表面不残留直线刀棱，满足线路精度及平顺性作业验收要求。

技术领域

本发明涉及钢轨廓形在线一次成型的铣轨设备及方法，特別是铁路钢轨轮廓修复再成形的加工方法，属于铁路钢轨在线铣削维护技术领域。

背景技术

近年来，我国高速铁路及城市地铁交通发展迅速，随着运营量及时间增长，钢轨表面损伤问题愈发突出，常见的损伤类型有钢轨侧磨、波磨、飞边等，这些病害若不及时修复，将影响钢轨使用寿命和列车运营安全性。为保证列车运行安全性和稳定性，必须采用快速高效的在线整修技术来消除钢轨表面损伤、恢复钢轨良好的廓形。

目前移动式在线钢轨整修技术有钢轨打磨和钢轨铣磨两种。申请公布号CN104612005 A提供一种再成形钢轨轨头轮廓的加工方法，其采用沿钢轨纵向前后布置两组啮合铣刀盘或一组铣刀盘加一组磨盘对钢轨进行粗加工及精加工。申请公布号CN104911965A提供一种移动式铣轨装备的粗铣装置，其铣刀盘的每个刀架上包括至少七个方形刀片和两个曲面刀片，先通过粗铣装置对钢轨轨头表面铣削成型，再用精铣装置对轨头表面进行精铣整修。现有的钢轨铣磨车或铣轨车上安装的铣刀盘结构主要是采用的是如授权公告号CN206622682U公开的结构形式，即刀盘体上周向均布多组相同的刀夹，每组刀夹上安装2个圆弧刀片和6个方形刀片。采用该形式的铣削装置，对钢轨表面廓形进行仿形铣削后，基本消除了钢轨轨头表面损伤。但存在以下不足：（1）若干个方形刀片对钢轨表面铣削后形成的是由若干直线段组成的仿标准廓形，因此会沿X方向产生刀棱痕迹，为提高轨面整修精度，需采用粗铣装置+精铣装置或铣削装置+磨削装置的组合作业方式进行铣削（铣磨）。特别的是，采用钢轨打磨方式作业时会产生大量呈火星形态的高温粉尘颗粒，不仅严重危害工作人员的健康，还会对野外防火带来极大的安全隐患。（2）当地铁线路钢轨表面轮廓进行整修时，现有的铣磨车由于结构复杂、重量较大，难以满足地铁允许的最大轴重要求。

本发明针对以上问题和不足，设计一种钢轨廓形在线一次成型铣轨设备及方法，该铣轨设备的组合式铣刀盘形成的曲面刀粒组合刀刃与钢轨轨头的标准廓形廓形完全吻合，按照该方法只需进行一次铣削作业，能够满足线路钢轨表面精度和平顺性要求。与现有铣磨车结构相比，减少了一套磨削装置或精铣装置，不仅极大的降低铣磨车的制造成本、减轻整车重量，同时能够为铣磨车结构优化和性能提升提供更大的空间。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种钢轨廓形在线一次成型铣轨设备及方法，解决了现有产品铣削作业后还需要再进行打磨或精铣处理铣削后的刀棱，以及相应产生的成本、结构和控制问题。

本发明中关于方向的规定：Y向为钢轨纵向，即平行于钢轨方向；X向为钢轨横向即垂直于钢轨方向；Z向为与钢轨纵向和钢轨横向所在的平面垂直的方向。

本发明第一方面提供了一种钢轨廓形在线一次成型铣轨设备，主要包括：铣削装置、检测控制系统和车体。车体包括司机室、车架、走行动力系统、电气及液压控制系统，走行动力系统主要包括前后转向架安装在车体下部，用于实现低恒速作业走行；铣削装置左右各一件，对称安装在车体左右两侧，用于铣削修复钢轨轨面廓形；检测控制系统安装在车体上，用于检测线路不平顺及钢轨表面损伤情况并控制铣削作业。

铣削装置主要包括组合式铣刀盘和定位进给系统：定位进给系统安装在铣削装置前方，组合式铣刀盘作为铣削工作执行部件。设定组合式铣刀盘的进给量，对轨面进行圆周顺铣加工。