CN108930298A - 一种多自由度侧切式刀板 - Google Patents

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Abstract

一种多自由度侧切式刀板，包括连接至作业车车架的导柱装置，该导柱装置连接垂直滑动底座(1)，该垂直滑动底座(1)包括垂向滑移锁定装置，垂直滑动底座(1)外侧包括耐磨板，该耐磨板与垂直滑动底座(1)活动连接，所述耐磨板上方通过销轴连接旋转座(2)，垂直滑动底座(1)下方连接纵向角度调整装置的一端，旋转座(2)外侧通过伸缩装置(5)连接挖掘刀板(6)，旋转座(2)包括座体，所述座体内装有连杆机构，该连杆机构的第一构件连接于所述座体远离所述垂直滑动底座一侧的侧壁内，所述连杆机构的第二构件连接于所述耐磨板外侧，所述第一构件和第二构件的转动副通过横向角度调整装置连接至所述垂直滑动底座外侧的耐磨板上方。本发明根据施工需求进行X,Y,Z向多自由度调整。

Description

一种多自由度侧切式刀板
技术领域
本发明是利用侧切式刀板对铁路道床进行挖掘的一种技术创新，属于铁路机械设计与制造技术领域。
背景技术
在现有技术中的侧切式刀板只具备单自由度，挖掘道床时切削阻力大，效率较低。垂直铁轨方向不能调整，使用中道床断面的几何尺寸不能保证，甚至可能会破坏原有的道床截面。
申请号为201320607073.8的中国实用新型专利公开了一种挖掘装置，其包括安装在挖掘导槽上的横向导槽，所述挖掘导槽包括上升导槽和下降导槽，该上升导槽和下降导槽分别位于车架两侧，所述上升导槽和下降导槽末端均连接横向导槽，所述横向导槽包括导向装置，所述横向导槽由活动导槽和固定导槽连接组成。开始挖掘作业时，将上升导槽和下降导槽由车体两侧放下到工作位置，人工打开扣装在左、右横向导槽上的左、右活动导槽，并使左、右活动导槽和左、右固定导槽位于同一直线上，然后开始作业。该挖掘装置避免因挖掘底梁太沉重，人工安装、拆卸费时费力的问题，但其仅具备单自由度，切削阻力偏大，效率较低。
发明内容
本发明中设定：垂直于钢轨延伸（即平行于轨枕）的方向为横向，平行于钢轨延伸的方向为纵向。
一种多自由度侧切式刀板，包括连接至作业车车架的导柱装置，该导柱装置连接垂直滑动底座，该垂直滑动底座包括垂向滑移锁定装置以便沿所述导柱装置垂向滑动并在合适的位置锁定，所述垂直滑动底座外侧包括耐磨板，该耐磨板与所述垂直滑动底座活动连接，所述耐磨板上方通过销轴连接旋转座，所述垂直滑动底座下方连接纵向角度调整装置的一端，该纵向角度调整装置的另一端连接至所述耐磨板，以便所述纵向角度调整装置带动连接至所述耐磨板的旋转座在纵向平面内转动，所述旋转座外侧通过伸缩装置连接挖掘刀板，所述旋转座包括座体，该座体内装有连杆机构，该连杆机构的第一构件连接于所述座体远离所述垂直滑动底座一侧的侧壁内，所述连杆机构的第二构件连接于所述耐磨板外侧，该所述连杆机构的第一构件与第二构件之间转动连接，从而构成转动副，所述第一构件和第二构件的转动副通过横向角度调整装置连接至所述垂直滑动底座外侧的耐磨板上方，以便所述横向角度调整装置的伸缩带动所述旋转座在横向平面内转动，从而调整挖掘刀板的角度。
优选的是，所述横向角度调整装置与所述垂直滑动底座外侧的耐磨板之间连接有旋转销轴。
在上述任一方案中优选的是，所纵横向角度调整装置为旋转油缸或旋转气缸或由机械方式实现旋转的装置。
在上述任一方案中优选的是，所述横向角度调整装置为竖直设置的油缸或气缸。
在上述任一方案中优选的是，所述横向角度调整装置为由机械方式实现竖直方向运动的装置。
优选的是，所述导柱装置包括两个立柱，所述两个立柱与所述垂直滑动底座两侧的凹槽配合。
优选的是，所述导柱装置的立柱包括内套管和外套管，所述外套管还连接油缸的固定端，所述油缸的活动端连接于所述内套管，通过所述油缸的伸缩使所述内套管沿所述外套管内侧伸缩从而实现垂直方向运动。
在上述任一方案中优选的是，所述垂直滑动底座由结构钢焊接成型，该垂直滑动底座的外侧配置耐磨板，该垂直滑动底座与所述导柱装置的内套管连接，进而通过所述油缸的伸缩沿着导柱装置做垂直方向运动。
在上述任一方案中优选的是，所述垂向滑移锁定装置通过液压或气动或机械方式实现垂向滑移及锁定。
在上述任一方案中优选的是，所述伸缩装置使挖掘刀板实现水平面内的转动。
在上述任一方案中优选的是，所述挖掘刀板包括刀板体，该刀板体连接旋转套管，该旋转套管连接驱动马达，通过伸缩装置中的油缸使所述挖掘刀板的刀板体在水平面内做顺时针或逆时针旋转运动。
本发明所提供的一种多自由度侧切式刀板的工作方式是：清筛作业时，将所述多自由度侧切式刀板嵌入其他挖掘装置挖掘的道床沟内，启动挖掘刀板的驱动马达，使挖掘刀板开始挖掘作业，作业过程中，根据道床板结程度的不同，挖掘刀板在伸缩装置和／或旋转座的调节作用下在水平方向或竖直方向做适当的旋转，从而减小挖掘阻力。伸缩装置的作用使挖掘刀板实现水平面内的转动，纵向角度调整装置的作用使挖掘刀板在旋转座的带动下实现纵向平面内的转动，在旋转座中的连杆机构的作用下，挖掘刀板随旋转座实现横向平面的的旋转。
本发明所提供的多自由度侧切式刀板使用中可根据施工需求进行X,Y,Z（即横向，纵向，竖直方向）向多自由度调整，既能保证道床断面的几何尺寸，也可根据各种道床板结的不同程度对切削角度进行调整，适应性好，工作效率高。采用上述方案，挖掘装置针对不同程度板结的道床能够改变切削角度与之相适应，减小挖掘阻力，确保完成挖掘作业；可对道岔线路、直线线路、部分隧道及桥梁线路道床进行挖掘，应用广泛。
本发明工作效率高，操作灵活、方便，性能可靠等特点，能够解决不同线路道床清筛，特别是复杂道岔结构的道床，部分隧道及桥梁道床全断面清筛问题。
本发明所提供的多自由度侧切式刀板的技术方案包括上述各部分的任意组合，上述各部分组件的简单变化或组合仍为本发明的保护范围。
附图说明
图1为按照本发明提供的多自由度侧切式刀板的一优选实施例的横向布局图，图中示出三种作业位置；
图2为图1所示实施例的纵向布局图；
图3为图1所示实施例的立体结构示意图；
图4为图1所示实施例中垂直油缸和旋转油缸的纵向视图；
图5为图1所示实施例中垂直油缸和旋转油缸的横向视图；
图6为图1所示实施例的垂直油缸和旋转油缸的机构运动简图；
图1-图6中数字分别表示：
1 垂直滑动底座 2旋转座 3 垂直油缸 4 旋转油缸
5伸缩装置 6 挖掘刀板 7 轨枕。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图分别详细描述按照本发明的多自由度侧切式刀板的优选实施例。
本实施例中设定：垂直于钢轨延伸（即平行于轨枕7）的方向为横向，平行于钢轨延伸的方向为纵向。
实施例1.1: 一种多自由度侧切式刀板，包括连接至作业车车架的导柱装置，该导柱装置连接垂直滑动底座1，该垂直滑动底座1包括垂向滑移锁定装置以便沿所述导柱装置垂向滑动并在合适的位置锁定，垂直滑动底座1外侧包括耐磨板，该耐磨板与垂直滑动底座1活动连接，所述耐磨板上方通过销轴连接旋转座2，垂直滑动底座1下方连接旋转油缸4的一端，该旋转油缸4的另一端连接至所述耐磨板，以便旋转油缸4带动连接至所述耐磨板的旋转座2在纵向平面内转动，旋转座2外侧通过伸缩装置5连接挖掘刀板6，旋转座2包括座体，该座体内装有连杆机构，该连杆机构的第一构件连接于所述座体远离所述垂直滑动底座一侧的侧壁内，所述连杆机构的第二构件连接于所述耐磨板外侧，该所述连杆机构的第一构件与第二构件之间转动连接，从而构成转动副，所述第一构件和第二构件的转动副通过垂直油缸3连接至所述垂直滑动底座外侧的耐磨板上方，以便垂直油缸3的伸缩带动旋转座2在横向平面内转动，从而调整挖掘刀板6的角度。
本实施例中，垂直油缸3与所述垂直滑动底座外侧的耐磨板之间连接有旋转销轴，所述导柱装置包括两个立柱，所述两个立柱与垂直滑动底座1两侧的凹槽配合，所述导柱装置的立柱包括内套管和外套管，所述外套管还连接油缸的固定端，所述油缸的活动端连接于所述内套管，通过所述油缸的伸缩使所述内套管沿所述外套管内侧伸缩从而实现垂直方向运动。
垂直滑动底座1由结构钢焊接成型，该垂直滑动底座的外侧配置耐磨板，该垂直滑动底座1与所述导柱装置的内套管连接，进而通过所述油缸的伸缩沿着导柱装置做垂直方向运动，所述垂向滑移锁定装置通过液压或气动或机械方式实现垂向滑移及锁定，伸缩装置5使挖掘刀板6实现水平面内的转动。
挖掘刀板6包括刀板体，该刀板体连接旋转套管，该旋转套管连接驱动马达，通过伸缩装置5中的油缸使所述挖掘刀板6的刀板体在水平面内做顺时针或逆时针旋转运动。
实施例1.2: 一种多自由度侧切式刀板，同实施例1.1，不同之处在于：所述垂向滑移锁定装置通过气动方式实现垂向滑移及锁定。
实施例1.3: 一种多自由度侧切式刀板，同实施例1.1，不同之处在于：所述垂向滑移锁定装置通过机械方式实现垂向滑移及锁定。
实施例2.1: 一种多自由度侧切式刀板，同实施例1.1，不同之处在于：所述旋转油缸、垂直油缸分别替换为旋转气缸、旋转油缸。
本发明所提供的一种多自由度侧切式刀板的工作方式是：清筛作业时，将所述多自由度侧切式刀板嵌入其他挖掘装置挖掘的道床沟内，启动挖掘刀板6的驱动马达，使挖掘刀板开始挖掘作业，作业过程中，根据道床板结程度的不同，挖掘刀板在伸缩装置和／或旋转座的调节作用下在水平方向或竖直方向做适当的旋转，从而减小挖掘阻力。伸缩装置的作用使挖掘刀板6实现水平面内的转动，旋转油缸4的作用使挖掘刀板6在旋转座2的带动下实现如图2所示的纵向平面内的转动，在旋转座中的连杆机构的作用下，挖掘刀板6随旋转座2实现横向平面的的旋转。
第一，如图1所示使用旋转油缸4作用于旋转销轴2实现挖掘刀板5在纵向的顺时针α2（或逆时针α1）旋转以调整刀板角度满足工作的要求；
第二，如图2所示使用垂直油缸3作用于连杆装置实现挖掘刀板6在横向的顺时针α1（或逆时针α2）旋转以调整刀板角度满足工作的要求。
导柱装置1与车辆车架相连，垂直滑动底座装置2两侧的凹槽沿着导柱装置1的两根立柱通过液压、气动方式或者机械方式实现垂向滑移及锁定；旋转油缸4通过安置在内部由液压、气动或机械方式控制的连杆机构可实现上文表述的图1和图2两个方向转动；挖掘刀板6，通过伸缩装置4实现如图3所示在水平面内的α1（逆时针0≤α1≤90°）和α2（逆时针0≤α1≤90°）方向旋转。

Claims (8)

1.一种多自由度侧切式刀板，包括连接至作业车车架的导柱装置，该导柱装置连接垂直滑动底座(1)，该垂直滑动底座(1)包括垂向滑移锁定装置，垂直滑动底座(1)外侧包括耐磨板，该耐磨板与垂直滑动底座(1)活动连接，所述耐磨板上方通过销轴连接旋转座(2)，垂直滑动底座(1)下方连接纵向角度调整装置的一端，该纵向角度调整装置的另一端连接至所述耐磨板，以便纵向角度调整装置带动连接至所述耐磨板的旋转座(2)在纵向平面内转动，旋转座(2)外侧通过伸缩装置(5)连接挖掘刀板(6)，旋转座(2)包括座体，其特征在于：所述座体内装有连杆机构，该连杆机构的第一构件连接于所述座体远离所述垂直滑动底座一侧的侧壁内，所述连杆机构的第二构件连接于所述耐磨板外侧，该所述连杆机构的第一构件与第二构件之间转动连接，从而构成转动副，所述第一构件和第二构件的转动副通过横向角度调整装置连接至所述垂直滑动底座外侧的耐磨板上方，以便所述横向角度调整装置的伸缩带动旋转座(2)在横向平面内转动，从而调整挖掘刀板(6)的角度。
2.如权利要求1所述的多自由度侧切式刀板，其特征在于：所述横向角度调整装置与所述垂直滑动底座外侧的耐磨板之间连接有旋转销轴。
3.如权利要求1所述的多自由度侧切式刀板，其特征在于：所述导柱装置包括两个立柱，所述两个立柱与垂直滑动底座(1)两侧的凹槽配合。
4.如权利要求1所述的多自由度侧切式刀板，其特征在于：所述导柱装置的立柱包括内套管和外套管，所述外套管还连接油缸的固定端，所述油缸的活动端连接于所述内套管，通过所述油缸的伸缩使所述内套管沿所述外套管内侧伸缩从而实现垂直方向运动。
5.如权利要求1所述的多自由度侧切式刀板，其特征在于：垂直滑动底座(1)由结构钢焊接成型，该垂直滑动底座的外侧配置耐磨板，该垂直滑动底座(1)与所述导柱装置的内套管连接，进而通过所述油缸的伸缩沿着导柱装置做垂直方向运动。
6.如权利要求1所述的多自由度侧切式刀板，其特征在于：所述垂向滑移锁定装置通过液压或气动或机械方式实现垂向滑移及锁定。
7.如权利要求1所述的多自由度侧切式刀板，其特征在于：伸缩装置(5)使挖掘刀板(6)实现水平面内的转动。
8.如权利要求1所述的多自由度侧切式刀板，其特征在于：挖掘刀板(6)包括刀板体，该刀板体连接旋转套管，该旋转套管连接驱动马达，通过伸缩装置(5)中的油缸使挖掘刀板(6)的刀板体在水平面内做顺时针或逆时针旋转运动。
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