轨道铣削/研磨火车.pdf

本实用新型涉及一种轨道铣削/研磨火车，其用于通过外周铣削和/或研磨再成型轨道的至少一个运行表面，优选为再成型轨道尤其是铁轨的轨头横剖面的凸形部分，该凸形部分表现为运行表面，其中轨道铣削/研磨火车(1)包括下述在驾驶方向(2)上布置的主要部件：第一司机室(3)、冷却部件(4)、机器室(5)、工具室(6)、电气室(7)、清除碎屑室(8)、以及第二司机室(9)。轨道铣削/研磨火车(1)包括完全现代的具有车架(10)的运载车辆，所有主要部件(3到9)布置并支撑在车架上。

1.  一种轨道铣削/研磨火车，用于通过外周铣削和/或研磨再成型轨道的至少一个运行表面，优选为再成型轨道尤其是铁轨的轨头横剖面的凸形部分，该凸形部分表现为运行表面，其中，轨道铣削/研磨火车(1)包括在驾驶方向(2)上布置的以下主要部件：
提供第一司机工作室的第一司机室(3)；
提供冷却装置的冷却部件(4)；
容纳机器装置的机器室(5)；
容纳工具装置的工具室(6)；
容纳电器装置的电气室(7)；
容纳碎屑清除装置的碎屑清除室(8)；以及
提供第二司机工作室的第二司机室(9)，
所述第一司机室(3)、所述冷却部件(4)、所述机器室(5)、所述工具室(6)、所述电气室(7)、所述碎屑清除室(8)以及所述第二司机室(9)布置并支撑在车架(10)上。

2.  如权利要求1所述的轨道铣削/研磨火车，其特征在于，所述轨道铣削/研磨火车(1)还包括用于驱动所述火车的车辆驱动装置(11)、用于支撑所述火车的至少两个加强的转向架(12和13)、用于驱动所述火车的另一个装置的操作驱动装置(14)、用于给所述火车提供能量的能量供应装置(15)、用于制动所述火车的制动设备(16)以及用于给所述火车提供安全装置的安全装置(17和18)，所述车辆驱动装置(11)、所述转向架(12和13)、所述操作驱动装置(14)、所述能量供应装置(15)、所述制动设备(16)以及所述安全装置(17和18)布置并支撑在车架(10)上。

3.  如权利要求1或2所述的轨道铣削/研磨火车，其特征在于，所述轨道铣削/研磨火车(1)包括至少两个铣削部件和每侧至少一个的研磨部件，其中，所述铣削部件被安装在车辆构架结构上，每个导轨上至少有一个铣削部件，每一侧安装至少一个铣削部件，每个铣削部件可通过主轴传动机构在垂直和水平方向上被液压地调整，所述研磨部件安装在车辆构架结构上，铣削部件之后每侧一个研磨部件，每个研磨部件通过主轴传动机构在垂直和水平方向上被液压地调整。

4.  如权利要求3所述的轨道铣削/研磨火车，其特征在于，所述铣削部件设置为铣削轮，所述铣削轮设置有布置在铣削轮外周的多个铣削刀刃。

5.  如权利要求1或2所述的轨道铣削/研磨火车，其特征在于，所述火车(1)的所述工具室(6)包括两对轨道铣削部件(61和62)，即四个闲置的铣削站，包括带有仿形加工功能装置的铣削工具、导向部件、电气元件和控制系统、PLC可编程逻辑控制和CNC元件计算机数字控制、以及液压元件、气动装置和润滑系统，其中，所述铣削部件被安装在车辆构架结构上，每个导轨上两个铣削部件，每一侧安装两个铣削部件，每个铣削部件可通过主轴传动机构在垂直和水平方向上被液压地调整。

6.  如项权利要求1或2所述的轨道铣削/研磨火车，其特征在于，所述火车(1)的所述工具室(6)包括轨道研磨部件(63)，即两个闲置的研磨站，包括带有仿形加工功能装置的研磨工具部件、导向部件、电气元件和控制系统、PLC可编程逻辑控制和CNC元件计算机数字控制、液压元件、气动装置以及润滑系统，其中，所述研磨部件安装在车辆构架结构上，铣削部件之后每侧一个研磨部件，每个研磨部件通过主轴传动机构在垂直和水平方向上被液压地调整。

7.  如权利要求1或2所述的轨道铣削/研磨火车，其特征在于，具有：
用于在所述轨道和所述铣削部件以及所述研磨部件之间产生相对移动的移动设备，
用于铣削部件的铣削驱动设备以及用于研磨部件的研磨驱动设备，
沿偏离于垂直于轨道纵向方向的面的方向定位研磨部件的轴线的轴线定位装置。

8.  根据权利要求7所述的轨道铣削/研磨火车，其特征在于，所述研磨部件从垂直于轨道纵向方向的面偏离的α为1到20°之间，优选5到12°，更优选的是大约8°。

9.  如权利要求7或8所述的轨道铣削/研磨火车，其特征在于，为了调整不同的偏离，所述研磨部件的轴线的定位根据垂直于轨道纵向方向的面是可替换的。

轨道铣削/研磨火车
技术领域
本发明涉及一种轨道铣削/研磨火车(a rail milling/grinding train)，其用于通过外周铣削和/或研磨使轨道的至少一个运行表面再成型，优选使轨道(特别是铁轨)的轨头横剖面的凸形部分再成型，其中，凸形部分表现为运行表面。
背景技术
通过外周铣削再成型磨损的轨道，即为轨道提供新的外形是已知的。铣刀是带有转车台的工具，安装该转车台以夹持依次放入铣刀主体的凹槽中的装置。这样，在外周铣刀水平面上的转车台各自产生面向轨道纵向方向的铣削轨道(track)。然而，因为缺少空间，与那种外周铣刀连接的转车台的数目受限制。因此，通过外周铣削只可能在轨道的纵向方向上提供少量处于彼此紧挨的轨道(track)并通过转车台应用于轨头。因此产生大量波纹，有必要在铣削之后使轨头经过修光加工。已知的是，为了这个目的给外周铣刀装备多个显示整个所需要的横剖面的刀刃。就保证在轨道纵向方向上只发生深度上轻微的误差来说，多个刀刃是必要的。这里，通过这种修光产生的中空和点延伸穿过整个被加工的横剖面是不利的。当被通过时那会引起噪音和振动，同时降低寿命。
发明内容
本发明的目的在于避免那些不利和难点，其目的是提供最初描述的那种设备，其具有至少一个轨道横剖面的铣刀，根据铁轨司机或铁路公司的调节，通过所述设备可能同时分别取得轨道纵向方向和横剖面上的较小的波纹，通过单独的铣削作业以便满足例如低速铁路的较小需求，而为了满足高速可以优先采用下述的研磨作业。
这个问题通过根据权利要求1所述的轨道铣削/研磨火车被解决。
本发明的轨道铣削/研磨火车通过外周铣削和/或研磨使轨道的至少一个运行表面再成型，优选使轨道(特别是铁轨)的轨头横剖面的凸形部分再成型，其中，凸形部分表现为运行表面。所述火车包括在驾驶方向上布置的下述主要部件：第一司机室、冷却部件、机器室、工具室、电气室、碎屑清除室、以及第二司机室。
本发明的另一个方面，轨道铣削/研磨火车包括完全现代的运载车辆，其包括车架，所有的主要部件布置并支撑在该车架上。轨道铣削/研磨火车进一步包括车辆驱动装置、至少两个加强的转向架、操作驱动装置、能量供应装置、制动设备和安全装置。根据本发明的轨道铣削/研磨火车包括至少两个铣削部件以及每侧至少一个研磨部件。
铣削部件可以配置为铣削轮，其设置有布置在铣削轮外周的多个铣削刀刃。
根据本发明的轨道铣削/研磨火车，还具有用来在轨道和铣削部件以及选择地存在的研磨部件之间产生相对移动的设备、用于铣削部件的驱动设备和在提供研磨部件时用于研磨部件的驱动设备、以及沿偏离垂直于轨道纵向方向的面的方向定位研磨部件轴线。
在最初描述的那种设备中，目的是这样实现的，为了通过单次外周铣削作业产生想要的横剖面，形成超过5个优选9个在轨道的纵向方向上彼此紧挨着的铣削轨道，接着，选择地研磨至少运行表面，优选为研磨轨头横剖面的凸形部分，其中，凸形部分表现为运行表面。
优选的参数在从属权利要求中描述。
如上所述，为了满足例如较快的移动速度的更大需求，根据本发明的铣削作业之后有研磨作业，其特征在于，为了减少或整平运行在火车纵向方向上的波纹，可选择地，为了分别修平或整平折线或横剖面斜度(draft oftraverse)，研磨铣削的轨道，优选在同一次作业中的铣削发生后立即进行，研磨轮的轴线和垂直于轨道纵向方向的平面之间包含0度角的偏离。
在下文中，引用附图通过具体实施例更详细的解释本发明，其中：
图1示出根据本发明的火车的侧视图，
图2示出图1的火车的正视图，
图3示出图1的工具室的放大的细部，
图4示出图1的机器室的放大的细部，以及
图5示出图1的车辆转向架的放大的细部。
具体实施方式
如图1至图5所示的根据本发明的轨道铣削/研磨火车1包括以下主要部件，如箭头2所示布置在行使方向上：第一司机室3、冷却部件4、机器室5、工具室6、电气室7、清除碎屑室8、以及第二司机室9。用于在再成型轨头和去除轨道表面损坏的轨道(track)上加工轨头表面的轨道铣削火车1包括完全新式的具有车架10的运载车辆，所有主要部件3到9与车辆驱动装置11(柴油机)、两个加强的转向架12和13(每个具有3个轴)、操作驱动装置14(液压泵)、能量供应装置15(发电机)、制动设备16和安全装置17一起布置并支撑在车架10上。根据本发明的轨道铣削火车1具有两个铣削部件61、62和每侧一个的研磨部件63(最多总共四个铣削部件和两个研磨部件)。允许同时加工一条或两条轨道。火车1装备有CNC控制器，在不改变金相组织下实现光滑和柔和的加工。其具有吸收加工受力的坚固导向轨道、加工部件的垂直和水平调整器、装备有镶硬合金齿的铣刀头。火车能实现快速工具更换(quicktool change)以及去除研磨灰尘和碎屑的有效抽吸。本发明有益于简易、综合工具更换(tool change)和工具存放系统(tool deposit system)，并允许在制造现场的完全装配和起动。本发明的火车为轨道横剖面的加工提供高精度。在每次轧道(pass)在运行表面区域的加工深度为0.3到1.5mm(轨距转角区域最大5mm，垂直测量所得)时，其提供非常高的碎屑去除性能。一次轧道(pass)加工完成中，允许与CNC控制器有关的最佳金属去除条件。运行表面的安全去除使具有高表面质量运行表面的轨头具有缺陷。敏感区域，比如接近轨头的电气元件和装备，几乎没有加工限制。本发明允许干处理，不需要冷却剂。在作业过程中为低噪音级别。没有飞溅的火花，没有火灾的危险，因此是安全(save)的作业。它适合于达到100km/h的自推进运输列车，也适合于达100km/h的运输列车的牵引作业。最小的拐弯半径是150m，最大倾斜度/倾角为33‰，仿形加工长度(copy length)为400mm，轨距为1435mm(1430mm-1470mm)，关于图1的结构间隙对应于“中国铁路机车和车辆”(A)的间隙。
根据本发明的轨道铣削/研磨火车1可应用于在不拆卸电气元件和信号装置基础上，在轨道上(in track)再成型轨头表面的纵向和横向剖面。该火车特别用于下述应用：去除结疤、纵向和横向剖面的再成型、轨头的预防性维护、去除轨头上的滚压面缺陷(例如轨头裂纹、杂锡砂(squats)等)、以及减少发出噪声的处理。轨道铣削/研磨火车基本上按照德国DB AG，特别是DB AG-指示931和DS300(EBO)的有关规定设计。
本发明火车的车辆具有特殊的机架结构来承受两个铣削部件61、62和每侧一个的研磨部件63，液压驱动装置通过2个最大为20t轴载重的3轴转向架12、13操作，带有驱动控制和加工部件操作面板的第一司机室3，带有柴油机11和通过风扇冷却的液压泵14的机器室5，工具或维护室6，用于切换操纵台(驱动控制/工作部件的控制)的电气室7，用于碎屑去除和研磨粉尘的室8，以及带有驱动控制的第二司机室9。构架结构非常坚固的水冷柴油机在轨道上自行推进，给出了通过特殊的变速器、还在改变轨道倾斜度时的精确工作速度，以及制动装置、现代安全设备、人机控制司机室和工作地点，用于变速器和加工的独立能量供应电路。
火车1的机械设计如下：
轴载重：            最大20t
总重量：            最大120t
加工车辆的总长度：  最大23.8m
转向架中心距：      最大15.3m
高度：              最大4.2m
车轮直径，新的：    1000mm
车轮直径；磨损的：  960mm
运行速度：          最大100km/h
工作速度：          0.3-1.5km/h
功率加工部件：      最小6×55kw
刀头直径：          大约600mm
马达功率：          大约749kw
制动器装置的零件：
停车制动器：向每个车轮组施加制动的弹簧。
自推进车辆制动器：直接有效的气动制动器部件。
自动制动器-传递到火车系统：间接有效的气动制动器部件。
制动器通过静压马达起作用。
能量供应系统的零件：
用于车辆部件的电：发电机：24V
用于加工的电：电压 3×400V AC
电压波动外部设备(voltage fluctuations external supply) 5％
频率 50Hz
频率波动外部设备 1％
照明电压 230/50V/Hz；
PLC电压  24V DC。
噪音级别低于80dB(A)。
火车1的工具室6包括两对轨道铣削部件61和62，即为四个闲置的铣削站，包括带有仿形加工(copying)功能的铣削工具、导向部件、电气元件和控制系统、PLC和CNC元件、以及液压元件、气动装置和润滑系统。火车1的工具室6还包括轨道研磨部件63，即为两个闲置的研磨站，包括带有仿形加工(copying)功能的研磨工具部件、导向部件、电气元件和控制系统、PLC和CNC元件、液压元件、气动装置和润滑系统。
火车1还包括工具更换起重机，在车辆的左侧和右侧上包括工具更换起重机。火车1还包括8件铣刀和4件磨盘的工具室，并包括用于在车辆停车期间安装铣刀的工具拾取装置，和桥式起重机(负载最小250kg)，以及工具存储库。工具包括4个闲置的不镶刃铣刀600，以及2个闲置的磨盘800/600。
带有仿形加工(copying)功能的铣削部件被安装在车辆构架结构上，总共4个铣削部件，每个导轨上两个铣削部件，每一侧安装两个铣削部件，每个铣削部件可通过主轴传动机构在垂直和水平方向上被液压地调整。预应力的滚珠轴承里的工具主轴，通过可控的主轴马达实现对工具主轴的驱动，铣刀的经淬火和研磨的安装凸缘，被保护罩覆盖的铣削区域，通过每个工作部件前面的仿形加工标尺(copying ruler)的仿形加工(copying)功能，通过由交流伺服马达对仿形加工标尺(copying ruler)的高度调整控制铣削深度，侧面的仿形加工(copying)功能通过机械或无接触(contact less)的设备操作。
带有仿形加工(copying)功能的研磨部件63安装在车辆构架结构上，总共两个研磨部件，铣削部件之后每侧一个部件，每侧一个研磨部件；每个研磨部件通过主轴传动机构在垂直和水平方向上被液压地调整，预应力的滚珠轴承中的工具主轴，通过可控的主轴马达实现对工具主轴的驱动，研磨轮的经淬火和研磨的安装凸缘，被保护罩覆盖的研磨区域。
研磨部件轨道-横剖面铣刀61、62设置成外周铣刀，并在下文中被更详细的描述。所述铣刀可通过驱动马达和齿轮驱动，由此，选定旋转方向以使轨道通过削减的铣削方法加工。紧挨着铣削部件设置研磨部件63，研磨部件的研磨轮可通过驱动齿轮驱动，优选也在铣刀旋转的方向上，这样可以实现轨道的顺磨。研磨轮装备有调节研磨深度的系统，这样可以实现根据轨道的磨损连续地重调研磨轮。用于调整研磨深度的所述系统包括用于测量研磨轮外周连续减小的直径的测量系统；它也能利用从测量运行时刻所得的测量数据。
一旦出现铣削碎屑和研磨碎屑以及研磨粉尘，它们通过抽吸装置81和82被吸走。
通过每个铣削部件前面的仿形加工标尺(copying ruler)实现仿形加工(copying)功能。通过由交流伺服马达对仿形加工标尺(copying ruler)的高度调整控制铣削深度。侧面的仿形加工(copying)功能通过机械或无接触(contact less)的设备操作。
导向部件包括工作部件和车辆构架之间的连接，工作部件在水平和垂直方向上定位，导轨设计成连接到车辆构架上的稳定的焊接结构。精确线性导轨的使用承受高速负载以吸收水平和垂直方向上的铣削和研磨力。通过交流伺服马达驱动水平车架。工作部件可以在提升位置机械地锁定。
通过根据本发明的车轮铣刀61、62，可以铣削许多铣削轨道-甚至超过9条-在轨道的纵向方向上延伸到轨头上，由此，可以获得铣削横剖面的极大精度，即，极大的接近于轨头理想的横剖面。为了某些需要，通过根据本发明的铣刀再成型的轨头是足够的而不需要后续的研磨，例如对于不是太高的运行速度。对于更多的需要，铣削后的轨道须经例如上面所述的研磨作业。
根据本发明的研磨方法根本的优势在于在单个工作过程中可以铣削多个相邻的铣削轨道上的轨头。特别有利的，根据本发明的铣削方法与根据本发明的研磨方法结合，由此，在极度磨损的轨道上也可以获得彻底去除材料以及表面，因为根据本发明的铣削方法，其在很大程度上对应于理想的轨道横剖面并且只需要较小的研磨，即，研磨包含相对较少材料的去除，如果有的话。
在这种情况下，可以在单个作业过程中结合铣削和研磨，从而分别制造运行表面或轨头的已加工部分，在运行质量、寿命和避免噪音方面满足了最大的需求。
工具更换系统具有工具更换起重机，其集成到维护室区域，并布置在车辆左侧和右侧的加工部件上面。
工具更换室包括用于在车辆停止期间把工具从工作部件简单地转移到维护室的升降设备和在维护室里用于操纵工具的桥式起重机。有一个用于铣刀头和磨盘的工具存储库。
通过使用轨道铣削/研磨火车可以在一次轧道中加工轨头的相关区域。轨道通过使用铣削(周边铣削)和在同一个工作过程中的研磨(周边研磨)进行再成型。通过铣削，横剖面的偏差和纵向轨道表面缺陷例如皱纹、皱褶和波纹都会在一个加工轧道里被去除。这个加工过程通过装备有多用途硬质合金刀片的铣刀来完成。通过铣刀，横剖面以非常高的精度被再加工。铣削部件之后，研磨部件被用于加工轨头以提高表面质量。研磨部件在倾斜的位置按周边方向工作。加工操作具有如下步骤：起动加工部件；水平定位由检测系统支承的加工部件；通过液压驱动降低加工部件；定位由仿形加工(copying)装置支承的加工部件；起动工作进给；调整需要的加工深度。
火车1的碎屑去除室8包括碎屑抽吸部件，其包括碎屑容器抽吸装置81、抽吸管路82和碎屑传输设备83。抽吸管从工作部件到抽吸装置。抽吸设备有马达、风扇、空气过滤器和分配装置。两个分离的碎屑容器独立地操作。在铣削加工期间通过输送器把金属碎屑从容器中移除出去。
火车1还包括研磨粉尘抽吸，并包括抽吸装置(旋风除尘器)和抽吸管路以及研磨粉尘容器。抽吸管从研磨部件到带有可拆卸管道的抽吸装置。抽吸管从加工部件到抽吸装置。抽吸设备有马达、风扇、空气过滤器和分配装置。研磨粉尘箱。