本發明涉及鐵路維保設備領域，尤其涉及一種鋼軌銑磨車銑削作業單元試驗平臺。

背景技術：

隨著我國鐵路、地鐵等軌道交通技術高速的發展、機車車輛軸重的增加、車速的提高，對鐵對路線路的質量提出了更高要求，鋼軌表面病害的整治已迫在眉睫。

鐵路、地鐵鋼軌使用壽命受控于滾動接觸產生的疲勞裂紋和磨耗。疲勞裂紋影響鋼軌探傷、輪軌運行狀態、增加維護成本、縮短鋼軌使用壽命，甚至引起斷軌；磨耗，特別上曲線上股側磨導致鋼軌過早下道。為延緩鋼軌滾動接觸疲勞傷損和磨耗的發展、延長鋼軌使用壽命，必須采用現代化的鋼軌養修技術來實現。為解決上述鋼軌病害，如采用傳統的打磨方式，在磨損嚴重的軌道條件下，需要打磨25遍，而采用銑磨方式，則一遍即可完成。目前，我國在高鐵和地鐵領域從2009開始引入鋼軌銑磨技術，來解決鋼軌滾動接觸疲勞和磨耗傷損等，并逐漸成為主要修復手段。

鋼軌銑磨車是一種先進的鋼軌銑磨設備，它由作業控制系統、機車系統、牽引動力系統及蓄電池系統等組成，機構復雜，整車裝配完成后需要進行一系列試驗調試工作，對各項設計指標進行試驗檢測，達標后方可出廠。

銑削作業單元是鋼軌銑磨車的核心組成單元，由銑削機械本體和銑削作業控制系統組成，該項技術一直被國外長期壟斷，根據國內引進國外該單元費用估計，該單元費用占到了整車費用的70％。銑削作業單元技術指標直接關系到鋼軌銑磨車鋼軌作業精度，不同于流水線產品，銑削作業單元組成系統復雜，每臺出廠前都需要進行獨立的調試方可交付使用。

常規情況下，需要將銑削作業單元吊裝在車體上，整車全系統聯調完畢，還需要線路空閑窗口，整車各系統狀態就緒，整車各崗位人員就位，各條件同時滿足后，由總指揮協調線路和車輛系統各人員將鋼軌銑磨車行駛到試驗線路才可進行調試工作，試驗效率很低。

在我國，鐵路線路日益繁忙，能夠供給銑削作業單元調試的試驗線路窗口時間少之又少，調試效率也大打折扣。為此，研發一套功能完善的針對銑削作業單元調試的試驗平臺成為必要，能夠真實模擬作業線路工況、開展銑削試驗、銑后效果分析、指標檢測等功能，用于自產鋼軌銑磨車銑削作業單元的出廠前功能檢測及性能檢測，也可作為其他鋼軌銑磨車銑削作業單元的標準檢測平臺，提供標準檢測服務。

技術實現要素：

本發明的目的在于提出一種鋼軌銑磨車銑削作業單元試驗平臺，能夠真實模擬作業線路工況、開展銑削試驗、銑后效果分析、指標檢測等功能，用于自產鋼軌銑磨車銑削作業單元的出廠前功能檢測及性能檢測，也可作為其他鋼軌銑磨車銑削作業單元的標準檢測平臺，提供標準檢測服務。

本發明的一種鋼軌銑磨車銑削作業單元試驗平臺，包括移動平車，所述移動平車上設置有作業單元連接板，所述作業單元連接板上設置有銑削作業單元，所述作業單元連接板上設置有支撐型架且作業單元連接板利用該支撐型架固定安裝在所述移動平車上。

所述作業單元連接板包括安裝連接板、支撐型架、安裝螺紋孔、定位鍵槽口和減重孔；

所述安裝連接板的支撐面與支撐型架焊接焊接相連，所述安裝連接板安裝面精加工處理保證該安裝面的平面度；

所述支撐型架將所述作業單元連接板焊接在移動平車上；

所述定位鍵槽口對所述銑削作業單元的安裝位置進行定位；

所述安裝螺紋孔通過螺紋連接安裝方式將所述銑削作業單元固定在安裝連接板的安裝面上；

所述減重孔用于減輕設備總體重量。

所述銑削作業單元先通過所述定位鍵槽口的位置定位，再使用螺栓將該銑削作業單元固定安裝至安裝連接板的安裝面上。

試驗平臺還包括軌道、作業控制柜和作業操作臺。

所述軌道采用標準鋼軌連接并且鋪設長度為l米，所述軌道上的鋼軌采用可更換連接方式進行安裝。

所述作業控制柜固定設置于所述移動平車上，所述作業控制柜內安裝有控制系統，所述控制系統實時采集鐵軌病害數據和操作臺作業指令，運行智能控制算法，實時進行鋼軌銑削修復作業。

本發明中的作業控制柜，可由組威圖柜組成。它是銑削作業單元的電氣控制部分，可通過螺栓或者焊接或者其他方式固定在移動平車上。在作業過程中，作業控制柜內的控制系統實時采集鐵軌病害數據和操作臺作業指令，運行智能控制算法，實時進行鋼軌銑削修復作業，直到收到作業停止或其他終止命令后停止當前作業。

所述作業操作臺固定設置于所述移動平車上，所述作業操作臺內安裝有銑削作業單元作業狀態監視器、作業操作按鈕面板及移動平車操作面板。

本發明中的作業操作臺是銑削作業單元試驗平臺操作人員的人機交互部件，通過螺栓或者焊接或者其他方式固定在移動平車上。操作臺上安裝有銑削作業單元作業狀態監視器、作業操作按鈕面板及移動平車操作面板，試驗平臺操作人員在作業操作臺即可操作完成整個銑削試驗過程。

所述移動平車上設置有變頻電機、減速器、主動輪和從動輪，所述變頻電機和減速器為該移動平車提供輪對牽引力。

本發明的移動平車采用《tb/t449-2016》標準規定的lm型車輪輪對，與鋼軌銑磨車實際線路走行一致。移動平車為銑削作業單元、作業控制柜、操作平臺等功能部件提供安裝基礎，在軌道上負載走行，速度在0.3-1.8km/h范圍內可調，滿足銑削作業過程恒速要求。在移動平車上還設置有操作手柄負載平臺以及輔助設備等零部件。

所述作業單元連接板上安裝所述銑削作業單元的安裝面進行精加工處理。作業單元連接板是試驗平臺的重要連接部件，其上精加工處理后的安裝面，能夠很好地安裝并支撐銑削作業單元。

所述軌道的鋪設長度為30米。

本發明中的軌道依據鐵標《tb10082-2005鐵路軌道設計規范》和《tb10413-2003鐵路軌道工程施工質量驗收標準》施工鋪設，使用標準60kg/m鋼軌，鋪設長30米的線路，與實際的線路一致，可以滿足銑削作業單元一個基本作業流程所需線路長度。為模擬實際線路病害，可使用不同受損類型的鋼軌對待鋪設的鋼軌進行替換，從而模擬銑削作業單元在鋼軌存在邊緣肥邊、邊緣磨耗、波浪磨耗及軌縫等不同路況下的作業。

本發明中軌道鋪設在試驗廠房指定區域與大地固連，起到支撐作用，移動平車采用鐵路標準輪對在軌道上恒速走行，作業單元連接板通過螺栓或者焊接或者其他連接方式固定在移動平車上，銑削作業單元以螺栓或者焊接或者其他連接方式固定在作業單元連接板上，作業控制柜和作業操作臺以螺栓或者焊接或者其他連接方式固定在移動平車上。試驗過程中，移動平車在軌道上恒速走行，試驗人員通過作業操作臺操作銑削作業單元對軌道上的目標鋼軌銑削作業，銑削作業過程中記錄試驗數據。試驗結束后，移動平車反向走行回到起始位置，試驗人員對銑后鋼軌做相關精度指標檢測，評估銑削作業效果。

本發明功能完善、操作便捷、結構簡單、安全可靠，可以實現鋼軌銑磨車銑削作業單元的調試、銑削作業模擬和銑削作業單元功能/性能檢測。

附圖說明

通過以下參照附圖而提供的具體實施方式部分，本發明的特征和優點將變得更加容易理解，在附圖中：

圖1是本發明的鋼軌銑磨車銑削作業單元試驗平臺的示意圖；

圖2是本發明的鋼軌銑磨車銑削作業單元試驗平臺的側視圖；

圖3是本發明的鋼軌銑磨車銑削作業單元試驗平臺的俯視圖；

圖4是本發明的作業單元連接板結構的立體圖；

圖5是本發明的作業單元連接板結構的正視圖；

圖6是本發明的附圖5中a方向的視圖；

圖7是本發明的附圖5中b方向的視圖；

圖8是本發明的試驗平臺動作流程。

具體實施方式

下面參照附圖對本發明的示例性實施方式進行詳細描述。對示例性實施方式的描述僅僅是出于示范目的，而絕不是對本發明及其應用或用法的限制。

雖然參照示例性實施方式對本發明進行了描述，但是應當理解，本發明并不局限于文中詳細描述和示出的具體實施方式，在不偏離權利要求書所限定的范圍的情況下，本領域技術人員可以對所述示例性實施方式做出各種改變。

目前主流的采用內燃機作為驅動動力鋼軌銑磨車存在的缺點，本發明提供了一種鋼軌銑磨車銑削作業單元試驗平臺，用具備低恒速功能的移動平車來模擬鋼軌銑磨車車輛部分，將銑削作業單元安裝于移動平車上，包括液壓系統等，地面按照國標鋪設標準鐵軌，模擬作業時載有銑削作業單元的移動平車走行在標準鐵軌上，與實際工況基本一致，作業效果可以作為銑削作業單元性能的評價標準，為作業單元調試、檢測提供了標準化的試驗平臺。

本發明用于鋼軌銑磨車銑削作業單元的試驗、調試及檢測，主要解決的問題：由于銑削作業單元在鋼軌銑磨車上直接調試會有調試難度大、成本高、效率低等缺點，且調試過程中不可控因素多影響調試人員對問題點的判斷，很難快速判斷甚至錯誤判斷解決問題的關鍵點，導致進度慢、代價大等一系列問題，本發明針對上述問題，控制在調試過程中的影響因素，降低了調試難度，減少調試成本(人員和場地等)，提高了調試效率，尤其在調試過程中對調試人員發現問題、解決問題有很大的幫助；同時本發明能夠模擬真實作業工況，作業效果與真實工況下一致，具有所需空間小、試驗方便及效率高等特點，可以對銑削作業單元進行調試，對性能指標進行檢測，該發明還可以作為銑磨車操作人員培訓平臺。

下面結合附圖詳細說明本發明實施例的技術方案。本發明實施例提供的一種鋼軌銑磨車銑削作業單元試驗平臺，包括移動平車，所述移動平車上設置有作業單元連接板，所述作業單元連接板上設置有銑削作業單元，所述作業單元連接板上設置有支撐型架且作業單元連接板利用該支撐型架固定安裝在所述移動平車上。

所述作業單元連接板包括安裝連接板41、支撐型架42、安裝螺紋孔43、定位鍵槽口44和減重孔45；

所述安裝連接板41的支撐面與支撐型架焊接焊接相連，所述安裝連接板安裝面精加工處理保證該安裝面的平面度；

所述支撐型架42將所述作業單元連接板焊接在移動平車上；

所述定位鍵槽口44對所述銑削作業單元的安裝位置進行定位；

所述安裝螺紋孔43通過螺紋連接安裝方式將所述銑削作業單元固定在安裝連接板的安裝面上；

所述減重孔45用于減輕設備總體重量。

所述銑削作業單元先通過所述定位鍵槽口的位置定位，再使用螺栓將該銑削作業單元固定安裝至安裝連接板的安裝面上。

鋼軌銑磨車銑削作業單元試驗平臺還包括軌道、作業控制柜和作業操作臺。

所述軌道采用標準鋼軌連接并且鋪設長度為l米，所述軌道上的鋼軌采用可更換連接方式進行安裝。

所述作業控制柜固定設置于所述移動平車上，所述作業控制柜內安裝有控制系統，所述控制系統實時采集鐵軌病害數據和操作臺作業指令，運行智能控制算法，實時進行鋼軌銑削修復作業。

本發明中的作業控制柜5，可由2組威圖柜組成。它是銑削作業單元3的電氣控制部分，可通過螺栓或者焊接或者其他方式固定在移動平車2上。在作業過程中，作業控制柜內的控制系統實時采集鐵軌病害數據和操作臺作業指令，運行智能控制算法，實時進行鋼軌銑削修復作業，直到收到作業停止或其他終止命令后停止當前作業。

所述作業操作臺固定設置于所述移動平車上，所述作業操作臺內安裝有銑削作業單元作業狀態監視器、作業操作按鈕面板及移動平車操作面板。

本發明中的作業操作臺6是銑削作業單元試驗平臺操作人員的人機交互部件，通過螺栓或者焊接或者其他方式固定在移動平車2上。操作臺上安裝有銑削作業單元作業狀態監視器、作業操作按鈕面板及移動平車操作面板，試驗平臺操作人員在作業操作臺6即可操作完成整個銑削試驗過程。

所述移動平車上設置有變頻電機、減速器、主動輪和從動輪，所述變頻電機和減速器為該移動平車提供輪對牽引力。移動平車上的主動輪和從動輪采用標準鐵路機車輪對，保證了走行與實際情況一致。

本發明的移動平車2采用《tb/t449-2016》標準規定的lm型車輪輪對，與鋼軌銑磨車實際線路走行一致。移動平車2為銑削作業單元3、作業控制柜5、操作平臺6等功能部件提供安裝基礎，在軌道1上負載走行，速度在0.3-1.8km/h范圍內可調，滿足銑削作業過程恒速要求。在移動平車2上還設置有操作手柄負載平臺以及輔助設備等零部件。

所述作業單元連接板上安裝所述銑削作業單元的安裝面進行精加工處理。作業單元連接板是試驗平臺的重要連接部件，其上精加工處理后的安裝面，能夠很好地安裝并支撐銑削作業單元。

所述軌道的鋪設長度為30米。

本發明中的軌道1依據鐵標《tb10082-2005鐵路軌道設計規范》和《tb10413-2003鐵路軌道工程施工質量驗收標準》施工鋪設，使用標準60kg/m鋼軌，鋪設長30米的線路，與實際的線路一致，可以滿足銑削作業單元一個基本作業流程所需線路長度。為模擬實際線路病害，可使用不同受損類型的鋼軌對待鋪設的鋼軌進行替換，從而模擬銑削作業單元在鋼軌存在邊緣肥邊、邊緣磨耗、波浪磨耗及軌縫等不同路況下的作業。

本發明中軌道1鋪設在試驗廠房指定區域與大地固連，起到支撐作用，移動平車2采用鐵路標準輪對在軌道1上恒速走行，作業單元連接板4通過螺栓或者焊接或者其他連接方式固定在移動平車2上，銑削作業單元3以螺栓或者焊接或者其他連接方式固定在作業單元連接板4上，作業控制柜5和作業操作臺6以螺栓或者焊接或者其他連接方式固定在移動平車2上。試驗過程中，移動平車2在軌道1上恒速走行，試驗人員通過作業操作臺6操作銑削作業單元3對軌道1上的目標鋼軌銑削作業，銑削作業過程中記錄試驗數據。試驗結束后，移動平車2反向走行回到起始位置，試驗人員對銑后鋼軌做相關精度指標檢測，評估銑削作業效果。

本發明中的技術方案要解決的技術問題主要包括：

第一，模擬鋼軌銑磨車作業線路：包括軌型、軌距、軌縫、坡道、彎道以及各種鐵軌病害(如邊緣肥邊、邊緣磨耗、波浪磨耗等)；

第二，模擬銑磨車作業工況：使銑削作業單元能夠按照標準作業速度低恒速走行，滿足銑削刀盤作業要求，同時速度在一定范圍內可調；

第三，銑削作業單元的固定及安裝：根據真實銑削作業單元的工作原理設計安裝固定方式，保證銑削作業過程的可靠性；

第四，模擬銑削作業操作流程：設計與真實鋼軌銑磨車作業操作環境一致的試驗平臺，使操作人員通過該試驗平臺即可實現對操作流程的訓練；

第五，銑削作業效果評估：該試驗平臺能夠將銑削作業單元的作業效果作為可靠數據進行性能指標評判。

針對上述待解決的技術問題，本發明的總體解決思路是：

1.模擬真實鋼軌銑磨車作業線路：依照鐵路標準在地面鋪設30米長的標準60kg軌道，達到真實鐵路線路標準，滿足試驗平臺作業線路要求，同時，鐵軌為分段鋪設，可以將中間區段根據需要換成帶有特定病害(如邊緣肥邊、邊緣磨耗、波浪磨耗等)的鐵軌，更換鐵軌有標準成熟作業流程，簡單方便。

2.模擬銑磨車作業工況：根據銑削作業單元重量、刀盤銑削力及作業速度要求設計開發移動平車，移動平車速度可調且滿足低恒速要求，可模擬機車載著銑削作業單元在鐵軌上走行，移動平車設計有銑削作業單元的固定安裝接口，且預留電控柜、操作面板等所需安裝空間及接口，移動平車所用輪對采用標準鐵路機車輪對，精確模擬銑磨車在軌道上的走行環境。

3.銑削作業單元的固定及安裝：銑削作業單元與試驗平臺的固定與安裝，參照銑削作業單元與銑磨車的固定和安裝，并根據試驗情況做出優化，銑削作業單元與試驗平臺的固定方式采用與銑磨車相同的固定方式即螺栓連接固定，對安裝方式進行了優化，銑磨車在安裝銑削作業單元時采用的是銑削作業單元固定的方式，而試驗平臺安裝銑削作業單元時采用的是試驗平車固定的方式，安裝便捷，占用空間小。

4.模擬銑削作業流程：依照1、2步驟所述方案，銑削作業環境基本與實際鋼軌銑磨車一致，操作人員即可通過太平臺進行作業操作訓練，同時調試人員也可對作業單元功能、性能開展優化工作。

5.銑削作業效果評估：完成1，2和步驟后，銑削作業單元移動平臺帶動銑削作業單元在鐵軌上模擬銑磨車低恒速運行，進而對鐵軌進行銑削作業，由于作業環境基本與實際一致，可以對銑后精度進行檢測，并作為銑削作業單元性能的評估依據。

本發明功能完善、操作便捷、結構簡單、安全可靠，可以實現鋼軌銑磨車銑削作業單元的調試、銑削作業模擬和銑削作業單元功能/性能檢測。

銑削作業單元調試：本發明將銑削作業單元3的機械本體、作業控制柜5及相關傳感器集成到試驗平臺上，結合軌道1、移動平車2、作業單元連接板4及作業操作臺6，試驗人員可以開展作業單元檢測、邏輯控制、故障模擬及銑削作業算法優化等一系列功能/性能調試工作。

銑削作業模擬：本發明通過交流電機經減速機驅動載有銑削作業單元3、作業控制柜5及作業操作臺6的移動平車2在軌道1上恒速走行，由作業操作人員在作業操作臺6上執行軌廓掃描、裝置下降/上升、平車啟動、作業開始、進刀/退刀、作業停止及緊急提升等作業指令，模擬銑削作業過程。同時，可使用特定病害鐵軌(如邊緣肥邊、邊緣磨耗、波浪磨耗等)更換軌道或加寬軌縫，用來模擬銑削作業單元的各類作業工況。

銑削作業單元功能/性能檢測：本發明的軌道1滿足鐵路線路施工標準，移動平車2采用標準鐵路機車輪對實現恒速走行，滿足鋼軌銑磨車作業走行要求，在本發明的試驗平臺上完成的銑削作業效果可以作為銑削作業單元功能/性能指標的檢測依據，可作為對銑削作業單元進行功能/性能檢測的標準試驗平臺，具有成本低、試驗便捷及檢測可靠等特點。

鋼軌銑磨車銑削作業單元試驗平臺動作流程說明如下：

第一步，操作人員至作業操作臺6就位，確認周圍環境安全，可以進行試驗后，操作人員對試驗平臺進行上電；

第二步，上電后平臺自檢供電、液壓、氣動等是否正常，如有異常則有故障報警提示，如果是正常，則可以進行下一步操作；

第三步，上電正常后，按下軌廓掃描按鈕，銑削作業單元3從內向外進行軌廓掃描重建，確認鋼軌位置；

第四步，軌廓掃描完成后，按下裝置下降按鈕，銑削作業單元3主軸箱下降，到達銑削作業工作位置；

第五步，此時，操作人員根據實際情況或試驗要求進行作業參數的設定，需手動輸入切深、作業速度、主軸轉速等參數；

第六步，參數設定完成后，按下移動平車2開始按鈕，移動平車2沿鋼軌運動，待移動平車2速度達到設定值后，可以進行下一步操作；

第七步，按下開始作業按鈕，銑削作業單元3按照設定作業參數順坡切入，開始鋼軌銑削作業，在銑削過程中，作業控制系統根據軌面病害情況實時調整垂向、橫向進刀量；

第八步，對病害鋼軌銑削完成后，按下終止作業按鈕，銑削作業單元3順坡切出，然后銑削作業單元3的主軸箱升至初始位置，接著移動平車2停止運動；

第九步，按下移動平車2復位按鈕，移動平車2反向運動，回到初始位置停車；

第十步，操作人員確認試驗平臺斷電，本次試驗作業完成。

本發明將銑削單元安裝于低恒速移動平車上，液壓、氣壓系統按照實際安裝，地面按照國標鋪設多段鐵軌，可以模擬真實工況低恒速在鐵軌上走行。在作業時，移動平車帶動銑削作業單元在鐵軌上行走，能夠真實模擬銑削作業單元作業時鋼軌產生的切削抗力對銑削單元的影響，銑削效果與實際一致。本發明設計的技術方案與銑削作業單元實際工況一致，作業效果可以作為實際指標評估，可以作為作業單元性能評估平臺。

本發明解決了模擬鋼軌銑磨車銑削作業時路基不穩、鋼軌振動、易損傷刀片等問題，保證銑削作業線路穩定的同時，還可以針對性更換特定病害鋼軌，使銑削作業單元調試、檢測更準確便捷。

移動平車采用標準鐵路機車輪對，模擬鋼軌銑磨車恒速作業工況，在試驗廠房即可實現，解決了實際線上銑削作業所需空間大、試驗條件苛刻、試驗窗口短、牽扯人員多等問題。使調試更加方便，提高調試效率，節約調試成本。

將銑削作業單元、作業控制柜、液壓系統及作業操作臺等機構合理布置，模擬實際作業環境，解決了作業操作人員培訓困難、培訓條件復雜、場地不便等問題。本發明使得人員培訓更有效率，方便針對性設計培訓科目，培訓空間便利，安全性更高。

本發明通過鋪設標準鋼軌、設計低恒速移動平車，構建了一種通用型銑削單元檢測平臺，可以作為通用檢測平臺對銑削作業單元進行功能/性能指標檢測，進一步可作為認證標準檢測機構。

本發明主要的有益效果如下：

首先，按照鐵路標準在試驗廠房內鋪設軌道，能夠真實模擬作業線路，不受車輛段調度限制，調試安全、方便，沒有線路窗口限制，為銑削作業單元調試提供了充分時間保障和線路走行基礎；

其次，使用移動平車模擬鋼軌銑磨車車輛系統，采用標準機車輪對保證了走行與實際一致，恒速控制滿足作業速度需求，整體成本低廉、結構簡單、易于實現，為銑削作業效果提供了保證；

再次，基于鋼軌銑磨車作業原理，將銑削作業單元可靠固定安裝在移動平車上，同時合理安裝布置作業控制柜、液壓系統及操作控制臺等部件，在該試驗平臺即可完成銑削作業操作的所有流程，可極大提高銑削作業單元調試及操作人員培訓效率，縮短交付用戶使用周期，使用較低成本提高交付效率；

最后，基于本發明的試驗平臺能夠真實的模擬鋼軌銑磨車銑削作業線路、工況及操作環境等，試驗平臺上的銑削作業效果可作為真實效果進行評估，根據評估結果對銑削作業算法及控制邏輯進行優化，可以極大縮短整車調試時間，極大節約成本，對提高鋼軌銑磨車總裝總調效率具有重大意義。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。