捣固装置和捣固作业车的制作方法

本技术涉及用于铁路线路道床维护领域，更具体地，本技术涉及一种执行石砟压实操作的捣固装置和捣固作业车。

背景技术：

1、捣固装置是大型养路机械捣固作业车的重要工作装置，用于捣固轨枕底部的石砟，提高道床整体稳定性。现有捣固装置多数为偏心激振结构，通过液压马达驱动偏心轴旋转，带动夹持油缸振动，最后转换为镐臂的摇摆振动以压实石砟。

2、液压马达的影响速度较慢，其一般在作业的各个阶段中以固定频率操作。夹持油缸包括活塞杆和活塞缸，当夹持油缸受到垂直于活塞杆移动方向的径向振动时，可能造成活塞杆拉伤而导致油缸漏油。

技术实现思路

1、本技术的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。

2、根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种捣固装置，包括：承载架，所述承载架包括主体，所述主体包括沿纵向贯穿的一个或多个导向槽以与导向柱连接，由此沿竖直方向移动；

3、偏心轴，所述偏心轴的非偏心区段可旋转地安装至所述承载架，所述偏心轴在驱动装置的作用下沿第一轴线转动；

4、多个连杆，所述多个连杆的一端可旋转地连接至所述偏心轴的不同偏心区段；

5、多个摆动板，每个所述摆动板可旋转地连接至对应的连杆的另一端，每个所述摆动板包括：与所述连杆连接的第一位置，可旋转连接至所述承载架的第二位置，以及分别与第一液压缸和第二液压缸可旋转地连接的第三位置和第四位置；

6、分别与各个所述第一液压缸和所述第二液压缸可旋转地连接的外捣镐臂和内捣镐臂，所述外捣镐臂和内捣镐臂可旋转地连接至所述承载架，并且包括执行捣固操作的执行端。

7、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述主体包括相对的第一侧和第二侧以及相对的第一端和第二端，所述主体的第一侧和第二侧分别包括偏心轴支架以用于支撑所述偏心轴，其中，所述偏心轴由分别处于所述主体的第一侧和第二侧的第一偏心轴和第二偏心轴组成，所述第一偏心轴和所述第二偏心轴同轴布置。

8、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述主体包括相对的第一侧和第二侧以及相对的第一端和第二端，所述主体的第一侧和第二侧分别包括偏心轴支架以用于支撑所述偏心轴。

9、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述偏心轴由分别处于所述主体的第一侧和第二侧的第一偏心轴和第二偏心轴组成。

10、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述第一偏心轴和所述第二偏心轴在所述主体的从所述第一侧贯通至所述第二侧的通孔处通过内外花键套或者飞轮结构同轴刚性连接。

11、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述外花键套内孔通过平键与偏心轴连接，外花键与带有内花键的飞轮或内花键套刚性连接。

12、可选地，在所述捣固装置的实施例中，每个所述偏心轴支架包括：

13、所述主体的相对的第一侧或第二侧处的第一半轴承座；

14、与所述主体的相对的第一侧或第二侧间隔开的外轴承支架，所述外轴承支架各自包括第二半轴承座；以及

15、桥接件，所述桥接件包括第三半轴承座、第四半轴承座以及连接所述第三半轴承座和所述第四半轴承座的连接杆；

16、其中，所述第一半轴承座和所述第三半轴承座接合以形成用于布置第一轴承的第一轴承座，所述第二半轴承座和所述第四半轴承座接合以形成用于布置第二轴承的第二轴承座；

17、其中，所述第一偏心轴和所述第二偏心轴分别由对应的第一轴承和第二轴承支撑。

18、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述第一偏心轴和所述第二偏心轴在主体内同轴连接，所述驱动装置为连接至所述第一偏心轴或所述第二偏心轴的单个电机；或者所述驱动装置为连接至所述第一偏心轴和所述第二偏心轴的第一电机和第二电机，所述第一电机和第二电机的输出轴分别与所述第一偏心轴和第二偏心轴同轴连接。

19、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述第一电机和第二电机为变频电机或液压马达。

20、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述变频电机或液压马达为自身密封的独立式电机，并且通过法兰连接至所述承载架。

21、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述承载架还包括：

22、分别连接至所述主体的第一端和第二端的两个端板；

23、连接至所述端板和所述外轴承支架的摆动板支架；

24、其中，所述摆动板支架，包括：相互平行的第一壁和第二壁以及连接所述第一壁和第二壁的中间壁，所述第一壁连接至所述端板的两侧中部，所述第二壁经由可选的第一连接板或直接连接至所述外轴承支架，所述第一壁和第二壁包括位置对应的销孔以布置用于摆动板的转轴。

25、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述承载架还包括分别位于主体两侧外、大致平行布置的捣镐臂支架，所述捣镐臂支架包括：位于所述第一偏心轴或所述第二偏心轴下方的捣镐臂支架主体和从捣镐臂支架主体两端分别向上延伸布置、分别连接至两边对应设置的摆动板支架的中间壁的第一挂臂和第二挂臂，所述第一挂臂和第二挂臂或第一挂臂和第二挂臂与主体连接处各自具有一个外捣镐臂安装孔，所述捣镐臂支架主体上具有相邻的一对内捣镐臂安装孔，所述捣镐臂支架主体还与端板下侧相连。

26、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述外捣镐臂和内捣镐臂各自包括：相对的第一端和第二端以及所述第一端和第二端之间可旋转地连接至所述承载架的转动支点，所述外捣镐臂和内捣镐臂的第一端分别可旋转地连接至所述第一液压缸和所述第二液压缸，所述外捣镐臂和内捣镐臂的第二端构成执行捣固操作的执行端。

27、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述偏心轴由第一偏心轴和所述第二偏心轴组成，所述连杆包括双耳连杆和单耳连杆，所述第一偏心轴和所述第二偏心轴相同的都连接有一个双耳连杆和一个单耳连杆构成的组合体，其中，所述一个双耳连杆和一个单耳连杆之间的夹角不小于90度。

28、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述双耳连杆的一端包括两个间隔开的分离轴承座，所述双耳连杆的另一端为第一双耳连接结构，所述单耳连杆的一端包括一个可容纳两个轴承的组合轴承座，所述单耳连杆的另一端为第二双耳连接结构，所述双耳连杆和单耳连杆通过相应的轴承及轴承座连接至所述第一偏心轴和所述第二偏心轴时，所述组合轴承座位于所述分离轴承座之间。

29、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述第一双耳连接结构和所述第二双耳连接结构各自连接至一个摆动板，每个摆动板连接至一个第一液压缸和一个第二液压缸，每个第一液压缸连接至一个外捣镐臂，每个第二液压缸连接至一个内捣镐臂，所述捣固装置总共包括四个连杆，四个摆动板，四个第一液压缸和四个第二液压缸以及四个外捣镐臂和四个内捣镐臂，其中，每个外捣镐臂和内捣镐臂包括两个执行端。

30、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述双耳连杆和单耳连杆之间夹角为钝角，可降低工作过程中偏心轴的受力。

31、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述第一液压缸和所述第二液压缸与水平轴线的夹角在-10～10度之间，所述外捣镐臂和内捣镐臂与竖直轴线的夹角在-15～15度之间。

32、可选地，在所述捣固装置的实施例中，在所述捣固装置的工作过程中，所述第一液压缸和所述第二液压缸基本保持水平，所述外捣镐臂和内捣镐臂基本保持竖直。

33、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述第一液压缸和所述第二液压缸装有位移传感器和压力传感器，由此准确控制液压缸的夹持压力和行程。

34、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述驱动装置为变频电机，所述捣固装置包括下插模式和捣固夹持模式，在所述下插模式中，所述变频电机以第一频率工作，液压升降装置驱动所述捣固装置下降，所述第一液压缸和所述第二液压缸不工作，在所述捣固夹持模式下，所述电机以所述第一频率或低于所述第一频率的第二频率工作，所述液压升降装置不工作，第一液压缸和所述第二液压缸伸出。

35、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述第一液压缸和所述第二液压缸包括活塞杆和活塞缸，所述活塞杆和所述活塞缸的一者连接至所述摆动板，所述活塞杆和所述活塞缸的另一者连接至所述外捣镐臂或所述内捣镐臂。

36、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述第一频率在30至45hz之间，所述第二频率在25至40hz之间或者所述第一频率在35至50hz之间，所述第二频率在25至40hz之间。

37、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述摆动板的第一位置，第二位置，第三位置和第四位置分别设置有第一开孔，第二开孔，第三开孔和第四开孔。

38、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述摆动板包括第一部分、第二部分以及所述第一部分和第二部分之间的收缩的颈部，所述第二开孔和第四开孔位于所述第一部分，所述第一开孔和第三开孔位于第二部分。

39、可选地，所述第一开孔和第三开孔处于所述第二开孔上方并且所述第三开孔的中心b与所述第二开孔的中心a的连线与竖直轴线v的夹角α在-40～40度的范围内，所述第一开孔的中心c与所述第二开孔的中心a的连线与竖直轴线v的夹角β在0～60度的范围内。

40、可选地，所述第一开孔和所述第三开孔均处于所述第二开孔与所述第四开孔的连线的靠偏心轴一侧并且远离所述连线，其中，所述第一开孔到所述第二开孔的距离大于所述第三开孔到所述第二开孔的距离。

41、可选地，所述第一开孔和所述第三开孔之间的间距大于所述第二开孔和所述第四开孔的中心d之间的间距。

42、可选地，所述摆动板在上述范围内第一开孔和第三开孔设置成远离竖直轴线v，且更靠近偏心轴时，可压缩整体上下高度和左右宽度尺寸，这种结构设计可以使捣固装置获得更加紧凑的结构。

43、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述第四开孔处于所述第二开孔下方并且所述第四开孔的中心d与所述第二开孔中心a的连线与竖直轴线v的夹角γ在-30～30度的范围内。

44、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述摆动板绕与第二开孔相连的转轴做微幅摆动，可大大降低与其连接的油缸尾部振动，同时简化与所述摆动板第一开孔相连的连杆结构。

45、可选地，在所述捣固装置的实施例中，所述驱动装置为变频电机或液压马达。

46、根据本实用新型的另一方面，还提供了一种捣固作业车，包括：至少一台如各个实施例所述的捣固装置。

47、可选地，在所述的捣固作业车的实施例中，所述捣固作业车包括：

48、移动模式，其中所述捣固装置沿所述导向柱上升至与预定高度，所述捣固作业车在所述钢轨上行走，所述驱动装置为变频电机，所述变频电机可关闭或以较低频率操作；

49、下插模式，其中所述捣固作业车处于停止或低速走行状态，所述驱动装置为变频电机，并且所述变频电机以第一频率工作使得所述外捣镐臂和内捣镐臂震动，液压升降装置驱动所述捣固装置沿所述导向柱下降，使得所述外捣镐臂和内捣镐臂插的第二端入石砟中；以及

50、捣固夹持模式，其中所述捣固作业车处于停止或低速走行状态，在所述捣固装置被驱下降至预设位置后，所述液压升降装置停止工作，所述变频电机以第一频率或低于所述第一频率的第二频率工作使得所述外捣镐臂和内捣镐臂震动，所述液压升降装置停止，所述第一液压缸和第二液压缸工作以驱动所述外捣镐臂和所述内捣镐臂的第二端压紧石砟。

51、在一些实施例中，所述第一频率在30至45hz之间，所述第二频率在25至40hz之间或者所述第一频率在35至50hz之间，所述第二频率在25至40hz之间。

52、根据本实用新型的装置，在偏心轴和第一及第二液压缸之间增设了由摆动板和多连杆组成传动构件，不仅使得第一及第二液压缸能够几乎接近水平布置，且不再与偏心轴直接相连，改善了夹持油缸受力状态，油缸漏油风险大大降低，并且有利于延长用于夹持的液压缸的使用寿命，有效降低维护成本。同时，本实用新型的装置通过摆动板和多连杆构成的不同夹角组合体的引入，能够为综合考虑液压缸的运动轨迹和受力情况提供更多的设计空间，整机布局更合理，受力更均匀，且方便各部件的维护和保养。并可进一步根据摆动板的优化设计，方便调节位于摆动板两侧的内外捣固臂及第一及第二液压缸之间的相对位置，从而获得更加紧凑的结构。

53、此外，根据本实用新型的装置，通过控制变频电机的频率来改变不同模式下的运转速度，降低捣固装置作业全过程的能源消耗，减小作业噪声，一方面电机本身进行了密封设计，与捣固装置之间不再需要进行额外的密封处理，结构简单；另一方面在捣固装置两侧各安装1台电机时，对称布置不偏重。根据本实用新型的装置，能够承载16个捣镐执行端，可用于同时捣固二根轨枕。