CN111719363B - 一种消除铁路轨枕上拱病害的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其中，包括如下步骤：步骤一：将切割装置的机架移动至待切割的轨枕上方；步骤二：将切割装置的机架与轨枕进行固定，使机架的前后朝向尽量与轨道的延伸方向一致。步骤三：将机架调节至与水平基准面平行。步骤四：将切割装置的切割刀头靠近轨枕的廓形面进行对刀，使切割刀头与轨枕的廓形面贴合。步骤五：驱动切割刀头对轨枕的廓形面进行切割加工。步骤六：将切割刀头更换为铣磨刀头，对轨枕的廓形面进行铣磨加工。采用上述方法，与现有技术相比，本方法对切割装置进行定向和定位，通过切割并铣磨轨枕的廓形面来下沉钢轨，重新调整钢轨线路水平基准，保证线路顺畅度，消除上拱病害，从而保证铁路线路运行速度和稳定性。

Description

一种消除铁路轨枕上拱病害的方法

技术领域

本发明涉及轨枕维护技术领域，具体涉及的是一种消除铁路轨枕上拱病害的方法。

背景技术

轨枕是铁路配件的一种，主要作用是支承钢轨，同时保持钢轨的位置，把钢轨传递来的巨大压力再传递给道床。现有的铁路轨道中，尤其是高轨道道大多为无砟轨道，平顺性好，稳定性高。无砟轨道上的轨枕采用钢筋混凝土材料制成，具有更高的稳定性以及更长的使用寿命。

在实际情况中，地质受到应力变化会向上拱起，导致铁路轨道出现上拱的病害。由于铁路轨道对轨道基准高度敏感，每公里的水平高度差需要控制在2mm之内。因此，地质结构微小的变化随着时间的累积，很容易就超过这个极限高度差。特别是在长隧道内，这种变化更加显著。只要高度差超过这个极限，高铁运行速度就需要被迫降低，极大影响运行效率以及运行安全。

有鉴于此，本申请人针对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，能够对切割装置进行定向和定位，通过切割并铣磨轨枕的廓形面来下沉钢轨，重新调整钢轨线路水平基准，保证线路顺畅度，消除上拱病害，从而保证铁路线路运行速度和稳定性。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其中，包括如下步骤：

步骤一：将切割装置的机架移动至待切割的轨枕上方；

步骤二：将切割装置的机架与轨枕进行固定，使机架的前后朝向尽量与轨道的延伸方向一致。

步骤三：将机架调节至与水平基准面平行。

步骤四：将切割装置的切割刀头靠近轨枕的廓形面进行对刀，使切割刀头与轨枕的廓形面贴合。

步骤五：驱动切割刀头对轨枕的廓形面进行切割。

步骤六：将切割刀头更换为铣磨刀头，对轨枕的廓形面进行铣磨加工。

进一步的，步骤一中，机架通过移动机构驱动在道床上移动，所述自动滚轮机构包括第一滚轮，第一滚轮安装座，第一滚轮转轴以及滚轮电机，所述第一滚轮安装座安装在机架的下方，所述第一滚轮安装座设有两个左右对应并竖直设置的第一滚轮安装板，所述第一滚轮安装板设有第一滚轮转轴连接孔，所述第一滚轮转轴伸入第一滚轮转轴连接孔内转动连接，所述第一滚轮套设在第一滚轮转轴上并设在两个第一滚轮安装板之间，所述滚轮电机设在第一滚轮安装板上，并且滚轮电机的动力输出端与第一滚轮转轴连接。

进一步的，所述移动机构包括四个自动滚轮机构，所述机架为矩形框架，且机架的四个顶角下方设有向下延伸设置的滚轮连接脚，所述自动滚轮机构安装在滚轮连接脚上。

进一步的，步骤一中，机架在道床上移动时，通过导向机构进行导向，所述导向机构包括与机架转动连接的导向安装架以及水平设置并转动连接在导向安装架下端的导向滚轮。

进一步的，所述导向机构还包括侧边抵顶装置，所述侧边抵顶装置包括抵顶安装座，抵顶压板以及驱动抵顶压板做水平运动的抵顶驱动装置，所述抵顶安装座连接在导向侧板上，所述抵顶驱动装置水平设在抵顶安装座上，所述抵顶压板竖直设置，并且所述抵顶压板与导向侧板相互垂直设置，所述抵顶驱动装置的动力输出端与抵顶压板连接。

进一步的，步骤二和步骤三中，机架通过对正机构进行定位，并将机架调节至与水平基准面平行，所述对正机构包括多组沿机架的前后方向对应设置的对正夹爪组，每一所述对正夹爪组包括两个对称设置在机架左右两侧的对正夹爪，所述对正夹爪与轨枕配合连接。

进一步的，所述对正夹爪包括模头以及顶升驱动装置，所述顶升驱动装置设在机架上，所述顶升驱动装置的动力输出端与所述模头连接并驱动模头做竖直升降运动，所述模头的下方设有固定槽，所述固定槽与轨枕配合连接。

进一步的，所述固定槽具有与轨枕上表面贴合的第一弧形面以及第二弧形面，所述第一弧形面设在模头靠近机架内侧的一端，并且第一弧形面由模头外侧向模头中部方向延伸并逐渐向上拱起，所述第二弧形面设在模头靠近机架外侧的一端，所述第二弧形面由模头外侧向模头中部方向延伸并逐渐向上拱起。

进一步的，所述模头下方靠近机架内侧的一端设有水平贴合面，所述水平贴合面与第一弧形面连接。

进一步的，所述对正机构包括两组对正夹爪组，两组对正夹爪组前后对应设置在机架的前端和后端。

进一步的，步骤三中，切割刀头通过刀头移动驱动机构在机架上进行前后、左右以及升降运动，所述刀头移动驱动机构包括驱动切割刀头沿机架的前后方向移动的纵向移动驱动装置，驱动切割刀头沿机架的左右方向移动的横向移动驱动装置，以及驱动切割刀头进行升降运动的竖向移动驱动装置。

进一步的，所述刀头移动驱动机构还包括沿机架的左右方向延伸设置的移动支梁，所述移动支梁的两端与机架的左右两侧滑动连接，所述纵向移动驱动装置的动力输出端与移动支梁连接。

进一步的，所述纵向移动驱动装置包括第一电机和第一丝杆，所述第一电机设在机架上，所述第一电机的动力输出端与第一丝杆连接；所述第一丝杆水平设置并与移动支梁螺纹连接，并且所述第一丝杆与移动支梁垂直设置。

进一步的，所述刀头移动驱动机构还包括承载框架，所述承载框架套设在移动支梁上并与移动支梁滑动连接，所述横向移动驱动装置设在移动支梁上，并且所述横向移动驱动装置的动力输出端与移动支梁连接。

进一步的，所述移动支梁上还设有沿移动支梁延伸方向设置的第二导向滑轨，所述承载框架上设有与第二导向滑轨配合滑动的第二导向滑槽。

进一步的，所述横向移动驱动装置包括第二电机和第二丝杆，所述第二电机的动力输出端与第二丝杆传动连接，所述第二丝杆的延伸方向与移动支梁的延伸方向相互平行，所述承载框架上设有与第二丝杆螺纹配合的螺纹套。

进一步的，所述刀头移动驱动机构还包括安装框架，所述竖向移动驱动装置连接在所述安装框架上，所述竖向移动驱动装置的动力输出端与所述承载框架连接，所述切割刀头和所述刀头转动驱动装置设在安装框架上。

进一步的，所述竖向移动驱动装置包括第三电机，传动丝杆以及两个第三丝杆，所述传动丝杆水平设置，所述第三丝杆竖直设置，所述第三电机的动力输出端与传动丝杆传动连接，所述传动丝杆的两端与第三丝杆传动连接，所述承载框架的前后两侧对应设有螺纹块，所述第三丝杆与螺纹块螺纹连接。

进一步的，所述安装框架包括连接架，转动架以及转动机构，所述切割刀头与所述转动架转动连接，所述刀头转动驱动装置设在转动架上，所述连接架上设有转动主轴，所述转动架设有供转动主轴穿过的第一转动通孔，所述转动机构驱动所述转动架绕转动主轴相对连接架转动。

进一步的，所述转动机构包括凸轮，第四电机，第四丝杆，以及螺纹转动块，所述凸轮与转动架固定连接，所述凸轮具有与转动架连接的连接部，所述连接部设有与转动主轴配合的第二转动通孔，所述连接部设有向连接部外侧面凸出的凸起部，所述螺纹转动块与凸起部转动连接，所述第四电机设在连接架上，并且第四电机的输出端与第四丝杆连接，所述第四丝杆水平设置并与螺纹转动块螺纹连接。

工作时，切割设备具有对机架的朝向进行调节的对正机构，所述对正机构设有两组前后对应的对正夹爪组，每组对正夹爪组具有两个并排设置的对正夹爪，并且同组对正夹爪组内的两个对正夹爪分别与轨道上同一排的两个轨枕相互卡套固定，使机架的前后朝向调节至与轨道的延伸方向平行。之后四个顶升驱动装置分别将机架顶起，使机架调节至与基准水平面平行，然后抵顶驱动装置驱动抵顶压板与道床的侧壁贴合抵顶，使机架固定在道床上。最后设在机架左右两侧的切割刀头通过刀头移动驱动机构分别移动至同一排的两个轨枕上并进行对刀，刀头转动驱动装置驱动切割刀头转动对轨枕的廓形面进行铣磨加工，之后将切割刀头更换为铣磨刀头，对轨枕的廓形面进行进一步精修，提高铣磨的的精准度，同时减小廓形面的表面粗糙度，提高铣磨质量，方便之后轨枕与铁轨安装配合。

与现有技术相比，本方法通过对切割装置进行定向和定位，使切割刀头能够与轨枕的廓形面进行精准对刀；并且通过刀头移动驱动机构驱动切割刀头铣磨轨枕的廓形面来下沉钢轨，重新调整钢轨线路水平基准，保证线路顺畅度，消除上拱病害，从而保证铁路线路运行速度和稳定性。

附图说明

图1为本发明方法的流程示意图。

图2为切割装置的外形结构立体图。

图3为切割装置的另一外形结构立体图。

图4为切割装置在曲线轨道上对移动机架进行朝向调节的简易示意图。

图5为切割装置在上拱地面上将移动机架调节至水平位置的简易示意图。

图6为对正夹爪的外形结构立体图。

图7为对正夹爪的剖面结构示意图。

图8为移动机构的外形结构立体图。

图9为移动机构的剖面结构示意图。

图10为导向机构的外形结构立体图。

图11为导向机构的剖面结构示意图。

图12为安装框架的外形结构立体图。

图13为承载框架的外形结构立体图。

图14为安装框架和承载框架连接的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

图中坐标轴X、Y、Z分别表示本发明的前后方向、左右方向和上下方向，且坐标轴X指向前方向，坐标轴Y指向右方向，坐标轴Z指向上方向，坐标轴X、Y、Z的交点为O点。

如图1-14所示，一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将切割装置2的机架1移动至待切割的轨枕91上方；

步骤二：将切割装置2的机架1与轨枕91进行固定，使机架1的前后朝向尽量与轨道的延伸方向一致。

步骤三：将机架1调节至与水平基准面平行。

步骤四：将切割装置2的切割刀头21靠近轨枕91的廓形面92进行对刀，使切割刀头21与轨枕的廓形面贴合。

步骤五：驱动切割刀头21对轨枕91的廓形面92进行切割。

步骤六：将切割刀头21更换为铣磨刀头，对轨枕91的廓形面92进行铣磨加工。在具体实施例中，由于更换铣磨刀头操作较为麻烦，需要较长的更换时间。为了缩短作业时间，本发明方法可采用两台切割装置，其中第一台切割装置2上设置切割刀头21，第二台切割装置2上设置铣磨刀头，先操作第一台切割装置2对轨枕91的廓形面92进行切割加工后移出，之后再更换第二台切割装置2对轨枕91的廓形面92进行铣磨精加工。

优选的，步骤一中，机架1通过移动机构驱动在道床上移动，机架1为矩形框架结构，包括设在机架1前方的第一机架杆11，设在机架1后方的第二机架杆12，连接在第一机架杆11和第二机架杆12左侧的第三机架杆13以及连接在第一机架杆11和第二机架杆12右侧的第四机架杆14。移动机构4包括多个自动滚轮机构，自动滚轮机构包括第一滚轮41，第一滚轮安装座42，第一滚轮转轴43以及滚轮电机44，第一滚轮安装座42安装在机架1的下方，第一滚轮安装座42设有两个左右对应并竖直设置的第一滚轮安装板421，第一滚轮安装板421设有第一滚轮转轴连接孔422，第一滚轮转轴43的两端伸入第一滚轮转轴连接孔422内转动连接，第一滚轮41套设在第一滚轮转轴43上并设在两个第一滚轮安装板421之间，滚轮电机44设在第一滚轮安装板421上，并且滚轮电机44的动力输出端与第一滚轮转轴43连接。采用上述结构后，切割设备移动时，滚轮电机44驱动第一滚轮转轴43转动，从而带动第一滚轮41转动，使得机架1能够在道床94上移动，采用电机驱动，更加省力，使机架1移动更加方便快捷。

更优选的，所述移动机构4还包括刹车装置，所述刹车装置包括两个环形摩擦片45，其中一个环形摩擦片45安装在第一滚轮转轴43上，另一个环形摩擦片45安装在远离滚轮电机44一侧的第一滚轮安装板421上，驻车或者断电情况下，滚轮电机44内的弹簧压紧，使两个环形摩擦片45接触实现制动；通电时，两个环形摩擦片45相互分离，使第一滚轮41能够正常行走。

优选的，在本实施例中，移动机构4包括四个自动滚轮机构，机架1为矩形框架，且机架1的四个顶角下方设有向下延伸设置的滚轮连接脚16，自动滚轮机构安装在滚轮连接脚16上，采用此结构，使得自动滚轮机构安装更加牢固。此外移动机构4设在机架1的四个顶角支点下方，使得各个自动滚轮机构受力更加均匀，并且机架1移动时更加稳定平衡。

优选的，步骤一中，机架1在道床上移动时，通过导向机构5进行导向，导向机构5包括与机架1转动连接的导向安装架51以及水平设置并转动连接在导向安装架51下端的导向滚轮52。采用此结构，机架1在沿着道床94移动的过程中，导向滚轮52与道床94的侧壁贴合滚动，对机架1起到导向作用，使机架1移动更加平稳顺畅，同时还能够限制机架1在左右方向上横移，避免机架1从道床94上掉落。

更优选的，导向安装架51包括导向底板511以及两个导向侧板512，导向底板511与两个导向侧板512的下端垂直连接；导向滚轮52与导向底板511相互平行设置并且导向滚轮52与导向底板511转动连接。

更优选的，导向安装架51还包括设在导向底板511上的第二滚轮安装座53以及第二滚轮转轴54，第二滚轮安装座53具有与导向底板511平行设置的第二滚轮安装板531，第二滚轮安装板531设有第二滚轮转轴连接孔532，第二滚轮转轴54的两端伸入第二滚轮转轴连接孔532内转动连接，导向滚轮52套设在第二滚轮转轴54上并设在两个第二滚轮安装板531之间。采用此结构，使得导向滚轮52拆装更加便捷，方便维修。

更优选的，导向安装架51还包括转接板513以及连接板514，转接板513竖直设置并与机架1的侧边固定连接，转接板513上设有第一转接通孔，第一转接通孔内设有转接轴515，连接板514与转接板513相互平行，并且连接板514两个导向侧板512的上端垂直连接，连接板514上设有第二转接通孔，第二转接通孔与转接轴515配合转动连接。机架1的侧边下方还设有第一固定耳171，导向侧板512上设有第二固定耳172，第一固定耳171与第二固定耳172平行设置，并且第一固定耳171与第二固定耳172上设有对应设置的固定孔173。当机架1需要离开道床94时，需要将导向机构5收起，可将导向安装架51绕转接轴515向上转动，导向安装架51靠近机架1，并且第二固定耳172靠近第一固定耳171，然后使用固定销***第一固定耳171和第二固定耳172的固定孔173内，从而固定收起导向安装架51。采用此结构，使导向机构5收起更加方便快捷。

更优选的，导向安装架51还包括固定板516，固定板516连接在两个导向侧板512之间，并且固定板516的上端与连接板514连接且下端与第二滚轮安装座53的上表面靠外一侧抵顶。采用此结构，固定板516对第二滚轮安装座53具有抵顶效果，使得第二滚轮安装座53安装更加牢固，能够有效防止第二滚轮安装座53在导向底板511翻转。

优选的，导向机构5还包括侧边抵顶装置，侧边抵顶装置包括抵顶安装座55，抵顶压板56以及驱动抵顶压板56做水平运动的抵顶驱动装置57，抵顶安装座55连接在导向侧板512上，抵顶驱动装置57水平设在抵顶安装座55上，抵顶压板56竖直设置，并且抵顶压板56与道床94的侧壁平行设置，使得抵顶压板56与道床94的侧壁相互平行，抵顶驱动装置57的动力输出端与抵顶压板56连接。采用此结构，在机架1对正完毕后，抵顶驱动装置57驱动抵顶压板56与道床94的两侧抵顶贴合，从而对机架1进行固定，防止切割装置2在切割的过程中机架1发生移动和偏移，增强切割装置2的加工精度。

优选的，抵顶驱动装置57为油缸，且各油缸互相连通，可平衡油缸***，确保各油缸同时施加相近的力，提高***稳定性。

优选的，步骤二和步骤三中，机架1通过对正机构进行定位，并将机架1调节至与水平基准面平行，对正机构3包括多组沿机架1的前后方向对应设置的对正夹爪组，每一对正夹爪组包括两个左右对称设置在机架1两侧的对正夹爪31，同一组对正夹爪组内的两个对正夹爪31与分别与同一横排内的两个轨枕91配合固定连接。

采用上述结构后，沿轨道的延伸方向排列设有多排轨枕组，每排轨枕组包括两个左右对称设置的轨枕91。对正机架1时，若轨道为直线轨道，轨道上的轨枕组沿直线方向排列，先选定前后设置的两组轨枕组为定位轨枕组，通过前后两组对正夹爪组分别与轨道上前后两组对正轨枕组配合，从而对机架1进行固定和定位，并且保证机架1的前后朝向与直线轨道的延伸方向平行。

如图4所示，在实际工作环境中，轨道并非都为直线轨道，还有可能出现曲线轨道，轨枕91沿着轨道的延伸曲线排列，这样使得靠前的轨枕91和靠后的轨枕91之间存在极小的角度偏移。在移动机架1对正时，将前后两组对正夹爪组分别与前后设定的两组对正轨枕组配合定位，由于移动机架1的结构为矩形框架结构并且具有一定金属弹性，移动机架1能够进行小幅度形变，使得移动机架1的前端朝轨道的弯曲方向偏转，此时移动机架1的前后朝向朝轨道弯曲方向偏转，使移动机架1的前后朝向尽可能与轨道的弯曲方向贴合，方便机架1上沿机架1前后方向行走的切割刀头21与偏移的轨枕91的廓形面92进行对刀和前后进刀切割轨枕91，增强了对刀和切割加工的精准度。

优选的，在本实施例中，对正机构3包括两组对正夹爪组，其中一组对正夹爪组安装在第一机架杆11的下端，另一组对正夹爪组安装在第二机架杆12下端。

优选的，对正夹爪31包括模头32以及顶升驱动装置33，顶升驱动装置33设在机架1上，顶升驱动装置33的动力输出端与模头32连接并驱动模头32做竖直升降运动，模头32的下方设有固定槽321，固定槽321与轨枕91配合连接。采用上述结构后，切割设备在移动时，顶升驱动装置33驱动模头32上升回收，方便机架1在道床94上移动，在机架1进行固定时，顶升驱动装置33驱动模头32下降并使模头32的固定槽321与轨枕91配合。除此之外，如图5所示，图中S代表水平基准面，若轨道出现上拱病害，地面受到应力变化与带动轨枕91一同上拱，导致与轨枕91固定的机架1与水平基准面之间相互倾斜，但切割刀头21需要以水平基准面为水平基准竖直升降来加工轨枕91，由此需要将机架1调节至与水平基准面保持平行。当顶升驱动装置33驱动模头32与轨枕91配合固定后，位于轨道拱起面低端的顶升驱动装置33可将机架1向上顶起，从而调节机架1与水平基准面相互平行。

优选的，由于轨枕91的左右两侧上表面为弧形面，为了使固定槽321与轨枕91配合更加贴合紧密，固定槽321具有与轨枕91上表面贴合的第一弧形面322以及第二弧形面323，第一弧形面322设在模头32靠近机架1内侧的一端，并且第一弧形面322由模头32外侧向模头32中部方向延伸并逐渐向上拱起，第二弧形面323设在模头32靠近机架1外侧的一端，第二弧形面323由模头32外侧向模头32中部方向延伸并逐渐向上拱起。当轨道为曲线轨道时，机架1前端由于向轨道的弯曲方向倾斜偏移，导致机架1上前端的对正夹爪31的固定槽321无法与轨枕91的上表面完全贴紧配合，只能依靠第一弧形面322与第二弧形面323与轨枕91上表面之间的局部贴合面产生的摩擦力，来使对正夹爪31和轨枕91之间进行固定，并且第一弧形面322和第二弧形面323还具有顺势导向的作用，方便固定槽321向下滑动与轨枕91嵌套。

优选的，轨枕91的下方还设有轨枕基座93，模头32下方靠近机架1内侧的一端设有水平贴合面324，水平贴合面324与第一弧形面322连接，当固定槽321与轨枕91固定配合时，水平贴合面324与轨枕基座93的上表面贴合，提高固定槽321与轨枕91的配合度，同时水平贴合面324与轨枕基座93的上表面能够产生摩擦力，从而防止模头32偏转，使模头32与轨枕91配合更加牢固。

优选的，当机架1调节与水平基准面平行的过程中，顶升驱动装置33会随机架1调节而发生位置，而模头32与轨枕91固定不移动，这样就导致顶升驱动装置33的输出端与模头32的连接部位之间会发生角度变化，因此需要顶升驱动装置33的动力输出端与模头32转动连接，防止顶升驱动装置33与模头32的连接部位因角度变化而断开。

优选的，在本实施例中，为了使模头32与顶升驱动装置33的输出端能够转动连接，对正夹爪31还包括模头转动轴34以及转接件35，转接件35的上端与顶升驱动装置33的动力输出端连接，转接件35的下端设有贯穿设置的穿孔，模头转动轴34穿设在穿孔内并与转接件35转动连接；模头32的上表面设有安装槽36，安装槽36的左右两侧的侧壁上设有贯穿模头32设置的连接孔361，模头转动轴34的两端分别与连接孔361转动连接。采用上述结构后，使得机架1在调节的过程中，模头32能够以模头转动轴34的轴线为圆心，绕着模头转动轴34转动。

更优选的，为了进一步固定模头转动轴34，模头32还包括嵌合连接在安装槽36内的模头固定块37，模头固定块37的下表面设有供模头转动轴34嵌入配合的上配合槽371，以及供转接件35穿过的让位孔372；安装槽36的槽底设有供模头转动轴34嵌入配合的下配合槽362，以及供转接件35嵌入的让位槽363。

优选的，对正夹爪31还包括连接块15以及模头导向柱38，连接块15连接在机架1的下方，连接块15具有竖直贯穿设置的第一导向通孔151，以及设在第一导向通孔151左右两侧并相对第一导向通孔151对称设置的第二导向通孔152；顶升驱动装置33的动力输出端穿过第一导向通孔151设置，模头导向柱38的上端伸入第二导向通孔152内滑动连接且模头导向柱38的下端与模头32转动连接。具体的，模头导向柱38的下端也设有转接件35，并且转接件35与模头转动轴34转动连接，从而实现模头导向柱38与模头32之间的相对转动。采用上述结构，模头32安装更加牢固,并且通过模头导向柱38导向，使模头32在上升和下降的过程中更加平稳顺畅，同时能够防止模头32发生左右方向偏转。

优选的，顶升驱动装置33包括顶升伺服电机331，顶升丝杆332及顶升丝杆螺母333，顶升伺服电机331竖直设置在机架1上，顶升伺服电机331的输出轴与顶升丝杆332连接，顶升丝杆螺母333穿设固定在第一导向通孔151内。采用上述结构后，顶升伺服电机331驱动顶升丝杆332相对顶升丝杆螺母333转动，从而带动顶升丝杆332下端的模头32上升或者下降，并且采用电机驱动，体积小，重量轻，具有较高的传动效率。

优选的，步骤三中，切割刀头21通过刀头移动驱动机构在机架1上进行前后、左右以及升降运动，并且切割刀头21通过刀头转动驱动装置22驱动转动；刀头移动驱动机构包括驱动切割刀头21沿机架1的前后方向移动的纵向移动驱动装置23，驱动切割刀头21沿机架1的左右方向移动的横向移动驱动装置24，以及驱动切割刀头21进行升降运动的竖向移动驱动装置25。纵向移动驱动装置23驱动切割刀头21沿X轴方向移动，实现切割刀头21靠近轨枕91对刀，并对轨枕91进行切割加工。横向移动驱动装置24和竖向移动驱动装置25分别驱动切割刀头21沿Y轴和Z轴方向移动，从而调节切割刀头21与轨枕91廓形面92的相对位置，方便切割刀头21进行对刀。

优选的，刀头移动驱动机构还包括沿机架1的左右方向延伸设置的移动支梁26，移动支梁26的两端与机架1的左右两侧滑动连接，两个切割刀头21分别连接在移动支梁26的左右两端，纵向移动驱动装置23的动力输出端与移动支梁26连接。采用上述结构后，纵向移动驱动装置23驱动移动支梁26在机架上沿X轴方向移动，从而带动两个切割刀头21同时移动，使得两个切割刀头21分别对刀后能够同时对同一排的两个轨枕91进行切割加工。

更优选的，在本实施例中，纵向移动驱动装置23包括第一电机231和第一丝杆232，第一电机231设在机架1上，第一电机231的动力输出端与第一丝杆232连接；第一丝杆232水平设置并与移动支梁26螺纹连接，并且第一丝杆232与移动支梁26垂直设置。采用此结构，第一电机231驱动第一丝杆232转动，从而驱动移动支梁26沿X轴方向移动；采用电机与丝杆传动，传动效率高,精度高,噪音低,适合高速往返传动。

优选的，为了使移动支梁26在移动时更加平稳，机架1的左右两侧还设有沿X轴方向延伸的第一导向滑轨18，第一导向滑轨18的延伸方向与第一丝杆232的延伸方向平行，移动支梁26的两端设有与第一导向滑轨18配合滑动的第一导向滑槽261。

优选的，刀头移动驱动机构还包括承载框架27，承载框架27套设在移动支梁26上并与移动支梁26滑动连接，横向移动驱动装置24设在移动支梁26的侧边，并且横向移动驱动装置24的动力输出端与移动支梁26连接，采用上述结构后，横向移动驱动装置24驱动承载框架27在移动支梁26上滑动，从而带动切割刀头21进行Y轴方向平移运动,调整切割刀头21在Y轴上的位置，方便切割刀头21与轨枕91的廓形面92配合对刀。

优选的，为了使承载框架27在移动时更加平稳，移动支梁26上还设有沿移动支梁26延伸方向设置的第二导向滑轨262，承载框架27上设有与第二导向滑轨262配合滑动的第二导向滑槽271。

优选的，承载框架27的上还设有多个导向滑轮272。导向滑轮272与承载框架27转动连接，并且导向滑轮272的外圆周面与移动支梁26贴合并滚动。采用此结构，使得承载框架27在移动支梁26上运动更加平稳。

更优选的，在本实施例中，横向移动驱动装置24包括第二电机241和第二丝杆242，第二电机241的动力输出端与第二丝杆242传动连接，第二丝杆242沿Y轴方向延伸设置，承载框架27上设有与第二丝杆242螺纹配合的螺纹套，采用此结构，第二电机241驱动第二丝杆242转动，从而驱动承载框架27沿Y轴方向移动；采用电机与丝杆传动，传动效率高,精度高,噪音低,适合高速往返传动。

优选的，刀头移动驱动机构还包括安装框架28，竖向移动驱动装置25连接在安装框架28上，竖向移动驱动装置25的动力输出端与承载框架27连接，切割刀头21刀头转动驱动装置22设在安装框架28上。采用上述结构后，竖向移动驱动装置25驱动安装框架28相对承载框架27进行竖直升降运动，从而带动切割刀头21在Z轴方向上进行升降运动，调节切割刀头21的高度位置，并进一步方便切割刀头21与轨枕91的廓形面92贴合对刀。

更优选的，在本实施例中，竖向移动驱动装置25包括第三电机251，传动丝杆252以及两个第三丝杆253，传动丝杆252沿X轴方向水平设置，第三丝杆253竖直设置，第三电机251的动力输出端与传动丝杆252传动连接，传动丝杆252的两端与第三丝杆253传动连接，具体的连接方式可采用减速器进行传动连接。承载框架27的前后两侧对应设有螺纹块273，第三丝杆253与螺纹块273螺纹连接。采用上述结构后，第三电机251驱动传动丝杆252转动，传动丝杆252带动两端的第三丝杆253进行同向转动，使得第三丝杆253相对螺纹块273上升或者下降，从而将安装框架28向上顶起或者向下拉动，实现安装框架28沿Z轴方向运动。并且第三丝杆253从前侧和后侧同时驱动安装框架28，使得安装框架28升降更加平稳，前后受力更加平衡。

优选的，由于切割刀头21和刀头转动驱动装置22的重量较重，第三电机251和第三丝杆253的承载力无法完全承载切割刀头21和刀头转动驱动装置22的重量，在切割过程中，安装框架28由于支撑不足可能会向下滑落。因此承载框架27的前侧和后侧还设有支撑缸体274，支撑缸体274的动力输出端竖直向上设置并与安装框架28连接。采用此结构，通过支撑缸体274对安装框架28的前侧和后侧进行抵顶支撑，提高对安装框架28的抵顶支撑力。

优选的，支撑缸体274为液压缸，采用液压缸，具有更大的输出承载力，稳定性更强，且方便维修。

优选的，安装框架28还设有若干个竖直设置的框架导柱281，承载框架27上对应框架导柱281设有若干个框架导套275，框架导柱281伸入框架导套275内滑动连接。具体的，所述安装框架28设有两个上下对应设置的导柱安装板282，导柱安装板282为矩形结构；框架导柱281设有四根，框架导柱281的上端和下端与导柱安装板282连接，并且四个框架导柱281分别连接在导柱安装板282的四个边角上，使每个框架导柱281受力更加均匀。采用此结构，进一步提高安装框架28升降运动的平稳性。

优选的，为了使切割刀头21与轨枕91对刀更加精准，需要对切割刀头21在坐标轴YOZ面上进行转动，调节切割刀头21的转轴与Y轴之间的夹角，从而调节切割刀头21的加工面与廓形面92之间的角度，使加工面能够与廓形面92紧密贴合。为了解决上述问题，安装框架28包括连接架283，转动架284以及转动机构，转动架284上设有两个连接臂2842，切割刀头21的转轴两端分别与两个连接臂2842转动连接，刀头转动驱动装置22设在转动架284的上方。连接架283上设有固定连接的转动主轴285，转动架284设有穿过转动主轴285的第一转动通孔2841，转动机构设在连接架283上并驱动转动架284绕转动主轴285相对连接架283转动，带动切割刀头21在坐标轴YOZ面上进行转动，从而调节切割刀头21的转轴与Y轴之间的夹角，使切割刀头21能够与轨枕91的廓形面92更加贴合，对刀更加精准。

优选的，转动机构包括凸轮286，第四电机287，第四丝杆288，以及螺纹转动块289，凸轮286与转动架284固定连接，凸轮286具有与转动架284连接的连接部，连接部设有与转动主轴285配合转动连接的第二转动通孔2861，连接部设有向连接部外侧面凸出的凸起部，螺纹转动块289与凸起部转动连接。第四电机287水平设在连接架283上，并且第四电机287的输出端与第四丝杆288连接，第四丝杆288水平设置并与螺纹转动块289螺纹连接。采用上述结构后，转动前，切割刀头21的转轴处于水平位置与Y轴平行，转动时，第四电机287驱动第四丝杆288转动，使螺纹转动块289沿着第四丝杆288进行水平移动。，当螺纹转动块289沿着第四丝杆288向右移动时，驱动凸轮286逆时针转动，从而带动转动架284相对连接架283逆时针转动，此时切割刀头21的转轴与Y轴产生夹角，转轴的右端高度低于转轴的左端高度；当螺纹转动块289沿着第四丝杆288向左移动时，驱动凸轮286顺时针转动，从而带动转动架284相对连接架283顺时针转动，此时切割刀头21的转轴与Y轴产生夹角，转轴的右端高度高于转轴的左端高度。

优选的，凸起部设有第三转动通孔2862，螺纹转动块289设有向外凸起的转动凸轴2891，转动凸轴2891嵌入第三转动通孔2862内转动连接，采用此结构，螺纹转动块289的连接结构简单，并且方便拆装。

优选的，转动架284上还设有多个以转动主轴285为圆心的条形弧形孔2843，连接架283上设有多个导向限位螺钉2831，导向限位螺钉2831穿过条形弧形孔2843并与连接架283锁固。采用导向限位螺钉2831与条形弧形孔2843配合，对转动架284起到导向作用，使转动架284转动更加平稳。同时当导向限位螺钉2831与条形弧形孔2843的侧壁抵顶时，转动架284停止转动，对转动架284起到限位作用。

优选的，转动架284进行转动调节后，为了避免切割加工时转动架284发生偏转，转动架284的两侧还设有向外凸起的弧形板2844，连接架283的两侧设有抵顶油缸2832，抵顶油缸2832的活塞杆上设有抵顶模头2833，抵顶油缸2832驱动抵顶模头2833抵顶或者远离弧形板，抵顶模头2833的侧面设有供弧形板2844匹配贴合的弧形槽。采用上述结构后，转动架284转动调节前，抵顶油缸2832驱动抵顶模头2833与弧形板2844贴合，方便转动架284转动并起到导向作用；转动架284转动调节后，抵顶油缸2832驱动抵顶模头2833与弧形板2844抵顶，从而进一步固定转动架284，防止转动架284偏转。并且弧形板2844的外周面与弧形槽的槽底面采用弧形结构，无论转动架284转动多少角度，弧形槽都始终能够与弧形板2844紧密贴合。

工作时，切割设备具有对机架1的朝向进行调节的对正机构3，所述对正机构3设有两组前后对应的对正夹爪组，每组对正夹爪组具有两个并排设置的对正夹爪31，并且同组对正夹爪组内的两个对正夹爪31分别与轨道上同一排的两个轨枕91相互卡套固定，使机架1的前后朝向调节至与轨道的延伸方向平行。之后四个顶升驱动装置33分别将机架1顶起，使机架1调节至与基准水平面平行，然后抵顶驱动装置57驱动抵顶压板56与道床94的侧壁贴合抵顶，使机架1固定在道床94上。然后设在机架1左右两侧的切割装置2通过刀头移动驱动机构分别移动至同一排的两个轨枕91上并进行对刀，安装框架28上各设有激光探测器，所述激光探测器以轨枕基座93的上表面作为基准面，之后切割刀头21下降与切割厚度相等的高度，刀头转动驱动装置22驱动切割刀头21转动对轨枕91的廓形面92进行切割加工。之后再将切割刀头21更换为铣磨刀头，对轨枕91廓形面92进行进一步精修，提高铣磨的的精准度，同时减小廓形面92的表面粗糙度，提高铣磨质量，方便之后轨枕91与铁轨安装配合。

与现有技术相比，本方法通过对切割装置2进行定向和定位，使切割刀头21能够与轨枕的廓形面进行精准对刀；并且通过刀头移动驱动机构驱动切割刀头21铣磨轨枕的廓形面来下沉钢轨，重新调整钢轨线路水平基准，保证线路顺畅度，消除上拱病害，从而保证铁路线路运行速度和稳定性。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (17)

1.一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将切割装置的机架移动至待切割的轨枕上方；

步骤二：将切割装置的机架与轨枕进行固定，使机架的前后朝向尽量与轨道的延伸方向一致;

步骤三：将机架调节至与水平基准面平行;

步骤四：将切割装置的切割刀头靠近轨枕的廓形面进行对刀，使切割刀头与轨枕的廓形面贴合;

步骤五：驱动切割刀头对轨枕的廓形面进行切割加工;

步骤六：将切割刀头更换为铣磨刀头，对轨枕的廓形面进行铣磨加工;

机架通过对正机构进行定位，所述对正机构包括多组沿机架的前后方向对应设置的对正夹爪组，每一所述对正夹爪组包括两个对称设置在机架左右两侧的对正夹爪，所述对正夹爪与轨枕配合连接;所述对正夹爪包括模头以及顶升驱动装置，所述顶升驱动装置设在机架上，所述顶升驱动装置的动力输出端与所述模头连接并驱动模头做竖直升降运动，所述模头的下方设有固定槽，所述固定槽与轨枕配合连接;所述固定槽具有与轨枕上表面贴合的第一弧形面以及第二弧形面，所述第一弧形面设在模头靠近机架内侧的一端，并且第一弧形面由模头外侧向模头中部方向延伸并逐渐向上拱起，所述第二弧形面设在模头靠近机架外侧的一端，所述第二弧形面由模头外侧向模头中部方向延伸并逐渐向上拱起。

2.如权利要求1所述的一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，步骤一中，机架通过移动机构驱动在道床上移动，移动机构包括自动滚轮机构，所述自动滚轮机构包括第一滚轮，第一滚轮安装座，第一滚轮转轴以及滚轮电机，所述第一滚轮安装座安装在机架的下方，所述第一滚轮安装座设有两个左右对应并竖直设置的第一滚轮安装板，所述第一滚轮安装板设有第一滚轮转轴连接孔，所述第一滚轮转轴伸入第一滚轮转轴连接孔内转动连接，所述第一滚轮套设在第一滚轮转轴上并设在两个第一滚轮安装板之间，所述滚轮电机设在第一滚轮安装板上，并且滚轮电机的动力输出端与第一滚轮转轴连接。

3.如权利要求2所述的一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，所述移动机构包括四个自动滚轮机构，所述机架为矩形框架，且机架的四个顶角下方设有向下延伸设置的滚轮连接脚，所述自动滚轮机构安装在滚轮连接脚上。

4.如权利要求2所述的一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，步骤一中，机架在道床上移动时，通过导向机构进行导向，所述导向机构包括与机架转动连接的导向安装架以及水平设置并转动连接在导向安装架下端的导向滚轮。

5.如权利要求4所述的一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，所述导向机构还包括侧边抵顶装置，所述侧边抵顶装置包括抵顶安装座，抵顶压板以及驱动抵顶压板做水平运动的抵顶驱动装置，所述抵顶安装座连接在导向侧板上，所述抵顶驱动装置水平设在抵顶安装座上，所述抵顶压板竖直设置，并且所述抵顶压板与导向侧板相互垂直设置，所述抵顶驱动装置的动力输出端与抵顶压板连接。

6.如权利要求1所述的一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，所述模头下方靠近机架内侧的一端设有水平贴合面，所述水平贴合面与第一弧形面连接。

7.如权利要求1所述的一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，所述对正机构包括两组对正夹爪组，两组对正夹爪组前后对应设置在机架的前端和后端。

8.如权利要求1所述的一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，步骤三中，切割刀头通过刀头移动驱动机构在机架上进行前后、左右以及升降运动，所述刀头移动驱动机构包括驱动切割刀头沿机架的前后方向移动的纵向移动驱动装置，驱动切割刀头沿机架的左右方向移动的横向移动驱动装置，以及驱动切割刀头进行升降运动的竖向移动驱动装置。

9.如权利要求8所述的一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，所述刀头移动驱动机构还包括沿机架的左右方向延伸设置的移动支梁，所述移动支梁的两端与机架的左右两侧滑动连接，所述纵向移动驱动装置的动力输出端与移动支梁连接。

10.如权利要求9所述的一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，所述纵向移动驱动装置包括第一电机和第一丝杆，所述第一电机设在机架上，所述第一电机的动力输出端与第一丝杆连接；所述第一丝杆水平设置并与移动支梁螺纹连接，并且所述第一丝杆与移动支梁垂直设置。

11.如权利要求9所述的一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，所述刀头移动驱动机构还包括承载框架，所述承载框架套设在移动支梁上并与移动支梁滑动连接，所述横向移动驱动装置设在移动支梁上，并且所述横向移动驱动装置的动力输出端与承载框架连接。

12.如权利要求11所述的一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，所述移动支梁上还设有沿移动支梁延伸方向设置的第二导向滑轨，所述承载框架上设有与第二导向滑轨配合滑动的第二导向滑槽。

13.如权利要求11所述的一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，所述横向移动驱动装置包括第二电机和第二丝杆，所述第二电机的动力输出端与第二丝杆传动连接，所述第二丝杆的延伸方向与移动支梁的延伸方向相互平行，所述承载框架上设有与第二丝杆螺纹配合的螺纹套。

14.如权利要求11所述的一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，所述刀头移动驱动机构还包括安装框架，所述竖向移动驱动装置连接在所述安装框架上，所述竖向移动驱动装置的动力输出端与所述承载框架连接，所述切割刀头和所述刀头转动驱动装置设在安装框架上。

15.如权利要求14所述的一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，所述竖向移动驱动装置包括第三电机，传动丝杆以及两个第三丝杆，所述传动丝杆水平设置，所述第三丝杆竖直设置，所述第三电机的动力输出端与传动丝杆传动连接，所述传动丝杆的两端与第三丝杆传动连接，所述承载框架的前后两侧对应设有螺纹块，所述第三丝杆与螺纹块螺纹连接。

16.如权利要求14所述的一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，所述安装框架包括连接架，转动架以及转动机构，所述切割刀头与所述转动架转动连接，所述刀头转动驱动装置设在转动架上，所述连接架上设有转动主轴，所述转动架设有供转动主轴穿过的第一转动通孔，所述转动机构驱动所述转动架绕转动主轴相对连接架转动。

17.如权利要求16所述的一种消除铁路轨枕上拱病害的方法，其特征在于，所述转动机构包括凸轮，第四电机，第四丝杆，以及螺纹转动块，所述凸轮与转动架固定连接，所述凸轮具有与转动架连接的连接部，所述连接部设有与转动主轴配合的第二转动通孔，所述连接部设有向连接部外侧面凸出的凸起部，所述螺纹转动块与凸起部转动连接，所述第四电机设在连接架上，并且第四电机的输出端与第四丝杆连接，所述第四丝杆水平设置并与螺纹转动块螺纹连接。

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