軌道再造型方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明大體上涉及用于銑削的設(shè)備和技術(shù)。本發(fā)明更具體來(lái)說(shuō)涉及適合于銑削鐵 路軌道的設(shè)備和技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐵路網(wǎng)絡(luò)在全世界用于貨運(yùn)和類似的運(yùn)輸。隨時(shí)間過(guò)去，鐵路軌道變得磨損且可 產(chǎn)生不規(guī)則性，尤其是沿著軌頭型面處。因此，必須通過(guò)更換或再造型磨損或變形的軌道來(lái) 維護(hù)鐵路。舉例來(lái)說(shuō)，可進(jìn)行軌道再造型以解決常見(jiàn)的軌道變形，例如軌道波曲度，其可包 括短到長(zhǎng)波長(zhǎng)。波曲度已知會(huì)造成噪聲、振動(dòng)和過(guò)早的車(chē)輪磨損。也可以進(jìn)行軌道再造型 作為旨在延長(zhǎng)軌道的使用壽命的常規(guī)維護(hù)計(jì)劃表的部分。
[0003] 為了最小化對(duì)軌道交通的干擾且減少勞動(dòng)成本，現(xiàn)場(chǎng)再造型磨損的軌道常常是有 利的。雖然現(xiàn)場(chǎng)再造型可避免延長(zhǎng)的離線周期，但包括平刨、研磨和（最近）外圍銑削的當(dāng) 前再造型策略是大體上緩慢和/或危險(xiǎn)的工作。舉例來(lái)說(shuō)，軌道研磨可采用安裝到軌道研 磨車(chē)輛的一或多個(gè)研磨輪。軌道研磨車(chē)輛已知在研磨過(guò)程期間產(chǎn)生大量的火花，在其外圍 沿著鐵路可存在顯著的火災(zāi)危險(xiǎn)。常規(guī)的軌道再造型車(chē)輛已知產(chǎn)生顫振且可能不能夠產(chǎn)生 合意的光滑且連續(xù)的軌頭型面。某些常規(guī)的軌道銑削車(chē)輛采用外圍銑削技術(shù)來(lái)在軌道上銑 削預(yù)定型面。雖然與軌道研磨車(chē)輛相比存在較小火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，但軌道銑削車(chē)輛通常沿著鐵路 緩慢前進(jìn)，且可能需要鐵路停工達(dá)延長(zhǎng)的周期。軌道銑削車(chē)輛也可能不能夠連續(xù)地銑削軌 道。舉例來(lái)說(shuō)，此些車(chē)輛上使用的外圍銑削切割器經(jīng)設(shè)計(jì)以形成特定軌頭型面，且因此不能 夠充分適合改變的軌道條件，例如軌頭型面的變化、曲線或過(guò)渡（例如鐵路平交道）。因此， 可減緩常規(guī)軌道銑削過(guò)程以便調(diào)整或更換銑削切割器以匹配軌道型面變化，適合于軌道的 條件的改變，或解決曲線或過(guò)渡。在一些情況下，由于變化或過(guò)渡，必然會(huì)忽略或不充分地 銑削鐵路的較大截面。
[0004] 給定前述缺點(diǎn)，開(kāi)發(fā)用于軌道再造型的改進(jìn)的技術(shù)將是有利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種銑削鐵路軌道的型面的方法包括：旋轉(zhuǎn)銑削切割器， 所述銑削切割器包含圍繞其外圍安裝的多個(gè)面安裝切割嵌件；以在對(duì)應(yīng)于所要軌道型面的 至少一部分的預(yù)定平面中旋轉(zhuǎn)的所述切割嵌件的切割邊緣銑削鐵路軌道，同時(shí)控制所述切 割嵌件的切割深度；在銑削所述鐵路軌道的同時(shí)以所述銑削切割器橫越所述鐵路軌道；以 及控制所述銑削切割器沿著所述鐵路軌道的橫越速度。
[0006] 根據(jù)某些非限制性實(shí)施例，所述方法進(jìn)一步包括以多個(gè)銑削切割器銑削所述鐵路 軌道，每一銑削切割器包含圍繞其外圍安裝的多個(gè)面安裝切割嵌件。在此方法中，每一銑削 切割器的所述切割嵌件的切割邊緣在對(duì)應(yīng)于所要軌道型面的至少一部分的預(yù)定平面中旋 轉(zhuǎn)。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的額外方面，一種用于現(xiàn)場(chǎng)在鐵路軌道上銑削所要型面的至少一部分 的設(shè)備包括：銑削切割器，其包含包括切割器面的切割器主體，其中所述銑削切割器可圍繞 旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；以及多個(gè)切割嵌件，其安裝在所述切割器面的外圍周?chē)?。所述多個(gè)切割嵌件中 的每一者包括從所述切割器面延伸一距離以接合且銑削所述鐵路軌道上的型面片段的切 割邊緣。所述旋轉(zhuǎn)軸實(shí)質(zhì)上垂直于將由所述切割嵌件在所述鐵路軌道上銑削的所述型面片 段的平面。
[0008] 根據(jù)某些非限制性實(shí)施例，所述設(shè)備進(jìn)一步包括多個(gè)銑削切割器，每一銑削切割 器包含可圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的切割器主體和切割器面。多個(gè)切割嵌件安裝在所述多個(gè)銑削切 割器中的每一者的所述切割器面的外圍周?chē)?，且所述多個(gè)切割嵌件中的每一者包括從所述 切割器面延伸一距離以接合鐵路軌道且在所述鐵路軌道上銑削所要型面的區(qū)段的切割邊 緣。
[0009] 根據(jù)某些非限制性實(shí)施例，所述設(shè)備可包括所述多個(gè)銑削切割器安裝于其上的軌 道車(chē)輛。在某些實(shí)施例中，所述多個(gè)銑削切割器個(gè)別地安裝到相應(yīng)主軸，且所述多個(gè)銑削切 割器中的每一者可個(gè)別地圍繞鐵路軌道定位以在所述鐵路軌道上銑削所要型面的多個(gè)區(qū) 段。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 通過(guò)考慮結(jié)合附圖的以下描述可較好地理解本文所描述的方法和設(shè)備的各種實(shí) 施例。
[0011] 圖IA是根據(jù)本文所揭示的各種實(shí)施例的銑削切割器的透視圖；
[0012] 圖IB示意性地說(shuō)明根據(jù)本文所描述的各種實(shí)施例的經(jīng)定位以接合且銑削鐵路軌 道的銑削切割器；
[0013] 圖2示意性地說(shuō)明根據(jù)本文所描述的各種實(shí)施例的銑削切割器的某些特征；
[0014] 圖3是提供用以評(píng)估如本文中所描述的某些銑削切割器配置的各種參數(shù)的表；
[0015] 圖4呈現(xiàn)在根據(jù)圖3的表中列出的參數(shù)進(jìn)行的某些測(cè)試中使用的銑削嵌件的照 片；
[0016] 圖5A-5C示意性地說(shuō)明根據(jù)本文所描述的各種實(shí)施例的銑削切割器的特征；
[0017] 圖6A-6C說(shuō)明根據(jù)本文所描述的各種實(shí)施例的銑削切割器的某些組件；
[0018] 圖7是說(shuō)明根據(jù)本文所描述的各種實(shí)施例的銑削嵌件的特征的半示意圖；
[0019] 圖8說(shuō)明根據(jù)本文所描述的各種實(shí)施例將常規(guī)銑削定向和爬升銑削定向應(yīng)用于 鐵路軌道的銑削；
[0020] 圖9是根據(jù)本文所描述的各種實(shí)施例的銑削鐵路軌道的銑削切割器的攝影描述；
[0021] 圖10是根據(jù)本文所描述的各種實(shí)施例的銑削鐵路軌道的銑削切割器的攝影描 述；
[0022] 圖11是提供在評(píng)估如本文中所描述的某些銑削切割器配置中使用的各種參數(shù)的 表；
[0023] 圖12A示意性地說(shuō)明根據(jù)本文所描述的各種實(shí)施例的在成角定向中接觸鐵路軌 道的銑削切割器；
[0024] 圖12B說(shuō)明根據(jù)本文所描述的各種實(shí)施例的銑削切割器相對(duì)于鐵路軌道的各種 成角定向；
[0025] 圖13A是提供在評(píng)估如本文中所描述的銑削切割器的某些配置中使用的各種參 數(shù)的表；
[0026] 圖13B是在本文所描述的測(cè)試中使用的切割嵌件的攝影描述；
[0027] 圖14A是提供在評(píng)估如本文中所描述的某些銑削切割器配置中使用的各種參數(shù) 的表；
[0028] 圖14B是在本文所描述的測(cè)試中再造型的軌道的攝影描述；
[0029] 圖15是提供在評(píng)估如本文中所描述的銑削切割器的某些配置中使用的各種參數(shù) 的表；
[0030] 圖16提供在本文所描述的測(cè)試中使用的各種切割嵌件的照片描繪；
[0031] 圖17A-17C示意性地說(shuō)明根據(jù)本文所描述的各種實(shí)施例的銑削切割器的某些特 征；
[0032] 圖18A是提供在評(píng)估如本文中所描述的銑削切割器的某些配置中使用的各種參 數(shù)的表；
[0033] 圖18B是在本文所描述的測(cè)試中使用的包含兩個(gè)銑削切割器的測(cè)試車(chē)架的攝影 描述；
[0034] 圖19A-C提供在本文所描述的測(cè)試中使用的各種切割嵌件的攝影描繪；
[0035] 圖20A和20B示意性地說(shuō)明根據(jù)本文所描述的各種實(shí)施例的銑削切割器的某些特 征；
[0036] 圖21示意性地說(shuō)明根據(jù)本文所描述的各種實(shí)施例的多個(gè)銑削切割器的布置，所 述多個(gè)銑削切割器圍繞鐵路軌道定向以各自界定軌道型面的單獨(dú)部分或區(qū)；
[0037] 圖22示意性地說(shuō)明在銑削切割器橫越鐵路軌道時(shí)在鐵路軌道上銑削所要型面的 區(qū)段的方法的非限制性實(shí)施例的方面；以及
[0038] 圖23是包含由根據(jù)本發(fā)明的非限制性方法形成的銑削片段（刻面）的鐵路軌道 的攝影描述。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 本發(fā)明描述用于再造型鐵路軌道的設(shè)備、銑削切割器、銑削嵌件和銑削方法的各 種實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的銑削切割器包括多個(gè)切割嵌件。切割嵌件可接 近于待再造型的鐵路軌道定位于一或多個(gè)定向中。在某些形式中，銑削切割器包括切割器 主體，其經(jīng)配置以在其上保持多個(gè)切割嵌件，例如可轉(zhuǎn)位的切割嵌件。銑削切割器可在圍繞 中心軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)橫越鐵路軌道。所述多個(gè)切割嵌件中的每一者可包括切割邊緣，其經(jīng)配 置以在切割器主體的旋轉(zhuǎn)期間接合軌道以進(jìn)而從軌道移除材料且提供所要軌道型面或者 軌道型面部分或區(qū)。在各種實(shí)施例中，提供一種車(chē)輛，其包含一或多個(gè)銑削切割器，所述切 割器經(jīng)配置以在以大于Imph的速度下橫越軌道的同時(shí)在鐵路軌道中銑削所要型面，調(diào)準(zhǔn) 軌道，且提供連續(xù)的表面處理，所述速度例如大于3mph、高達(dá)15mph、l到15mph、5到15mph、 10到15mph或更快的速度。在某些實(shí)施例中，銑削切割器可安裝在車(chē)輛上且可圍繞一或多 個(gè)軸線移動(dòng)以使得銑削切割器可以接近于軌道在一或多個(gè)定向中可調(diào)整地定位以將軌道 恢復(fù)到所要型面。
[0040] 在一個(gè)實(shí)施例中，提供于鐵路車(chē)輛上的一或多個(gè)銑削切割器可圍繞垂直軸線旋轉(zhuǎn) 或圍繞與垂直成一角度的軸線旋轉(zhuǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，包括圍繞銑削切割器的面的外圍緊固的多 個(gè)切割嵌件的銑削切割器可接近于軌道定位以接合且進(jìn)而銑削軌道并對(duì)軌道賦予所要型 面或者型面部分或區(qū)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，此銑削策略可視為一種形式的面銑削，本發(fā)明人已 發(fā)現(xiàn)其通過(guò)合適地分布切肩負(fù)載而允許高進(jìn)給速率。面銑削的使用明顯地不同于已知用于 軌道再造型的銑削策略，例如外圍銑削。外圍銑削可包含在水平軸線上安裝且旋轉(zhuǎn)的切割 器，且切割嵌件以界定待切割型面的布置圍繞銑削切割器的外圍隔開(kāi)。進(jìn)行外圍銑削的鐵 路車(chē)輛不能夠以本文所描述的軌道再造型方法和設(shè)備可能的速度移動(dòng)。在現(xiàn)場(chǎng)以比常規(guī)外 圍銑削再造型技術(shù)高的速度將型面銑削為鐵路軌道的能力可減少鐵路停工以用于再造型 的時(shí)間。除缺乏以高速度橫越軌道的能力之外，外圍銑削還缺乏適配于彎曲軌道截面的能 力。包含界定待切割形狀的單個(gè)切割器的外圍銑削車(chē)輛可產(chǎn)生沿著彎曲軌道從所要軌道型 面的偏差，以及產(chǎn)生軌頭上的非所要的有圓齒的表面處理。
[0041] 在根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例中，多個(gè)面銑削切割器可安裝在軌道車(chē)輛上且可個(gè)別 地定位以在不同定向中接觸軌道以再造型軌道。所述多個(gè)銑削切割器可經(jīng)定向以使得銑削 切割器中的至少兩者經(jīng)定位以銑削軌道上的所要軌道型面的不同部分或區(qū)。舉例來(lái)說(shuō)，在 一個(gè)實(shí)施例中，第一銑削切割器可經(jīng)定位以在軌道上銑削第一刻面，且第二銑削切割器可 經(jīng)定位以在軌道上銑削第二刻面。在切割器安裝于其上的車(chē)輛橫越軌道時(shí)可在軌道的不同 區(qū)上同時(shí)銑削第一和第二刻面兩者。
[0042] 在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，銑削切割器可安裝在一或多個(gè)專用軌道車(chē)輛上。 銑削切割器可各自可操作地耦合到專用或共享馬達(dá)，所述馬達(dá)可操作以在所要速率下旋轉(zhuǎn) 銑削切割器。在一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)或兩個(gè)以上銑削切割器可耦合到經(jīng)配置以接近于軌道 定位銑削切割器的定位部件或系統(tǒng)。所述定位部件或系統(tǒng)可包括馬達(dá)、齒輪、液壓裝置、栗 或類似物。在各種形式中，所述定位部件或系統(tǒng)可為手動(dòng)地操作、計(jì)算機(jī)輔助或自動(dòng)的。舉 例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，定位部件或系統(tǒng)可操作地耦合到經(jīng)配置以控制銑削切割器的各 種操作的控制系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，控制系統(tǒng)包括導(dǎo)引系統(tǒng)。所述導(dǎo)引系統(tǒng)可經(jīng)編程以 在銑削切割器的前方掃描，例如采用激光或其它檢測(cè)設(shè)備，以提供關(guān)于軌道的接近區(qū)段的 特性的信息到導(dǎo)引系統(tǒng)。所述導(dǎo)引系統(tǒng)可使用所述信息計(jì)算最佳切割深度、切割寬度或者 對(duì)銑削切割器位置或定向的修改，或電力的供應(yīng)。在各種實(shí)施例中，導(dǎo)引系統(tǒng)可控制或提供 反饋到其它系統(tǒng)部件以直接或間接地調(diào)制切割操作。舉例來(lái)說(shuō)，來(lái)自導(dǎo)引系統(tǒng)的反饋可導(dǎo) 致對(duì)主軸頭的位置的修改。
[0043] 參見(jiàn)圖1A、1B和2,在根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例中，用于造型鐵路軌道的方法和設(shè) 備包括在接觸鐵路軌道11的同時(shí)圍繞軸線"A"且在受控定向及位置中旋轉(zhuǎn)銑削切割器10。 銑削切割器10可包含切割器主體12,其界定中心直徑14和外圓周16。切割器主體12可 包含切割器面18,其界定圍繞切割器面18的外圍22安置的多個(gè)切割嵌件位置20。所述多 個(gè)切割嵌件位置20中的每一者可經(jīng)配置以接納切割部件，例如切割嵌件24。切割嵌件24 可定位在嵌件位置20內(nèi)且通過(guò)保持組合件26保持于其中，所述保持組合件例如楔、螺釘或 此項(xiàng)技術(shù)中已知的其它夾持