[发明专利]高精度智能化轨道扣件螺栓扳手及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路轨道铺设与养护的装置与方法，特别是一种用于客运专线和高速铁路轨道扣件螺栓旋紧、放松作业的高精度智能化轨道扣件螺栓扳手及其操作方法。

背景技术

轨道扣件螺栓的旋紧、放松作业是铁路轨道铺设、既有线路大修和养护维修作业中必不可少的工作，需要大量适用的专用机械代替繁重的人工劳动，更重要的是使轨道的弹条扣件经常性地保持准确的扣压力，保持钢轨左右两侧扣件的扣压力均衡，最终保证铁道线路的行车安全。

目前在铁路施工作业现场使用的轨道扣件螺栓扳手设备主要有以下几种：

 1、单头机械式冲击扳手；

该结构扳手采用动力系统械冲击方式实现螺栓扳手的扭矩输出，用一套冲击套筒分别对钢轨左右两侧的扣件螺栓进行旋紧、放松作业。该结构扳手存在的主要不足是：（1）难以准确控制套筒的旋紧扭矩，套筒工作扭矩的变化操作者无法得知；（2）冲击套筒磨损后不能准确调整旋紧扭矩；（3）钢轨左右两侧的扣件螺栓只能依次旋紧，螺栓扣件的扣压力不均衡，造成钢轨两侧受到偏载力；（4）螺栓套筒的冲击力对螺母的损伤较严重；（5）钢轨左右扣件依次作业时，需抬起后部机身跨越钢轨，增加了操作者的劳动强度。

 2、双头机械式冲击扳手（中心距不可调）；

该结构扳手也是采用动力系统械冲击方式实现螺栓扳手的扭矩输出。发动机的动力通过分动齿轮箱的两个输出轴分别驱动两套冲击式套筒，可同时对钢轨两侧的扣件螺栓进行旋紧或放松作业。因此较之单头机械式冲击扳手，工作效率较高，操作者的劳动强度较小。但该结构扳手仍然存在明显的不足：（1）难以准确控制套筒的旋紧扭矩，套筒工作扭矩的变化操作者无法得知；（2）冲击套筒磨损后不能准确调整旋紧扭矩；（3）由于左右冲击套筒的中心距是固定的，只能适用于同一类型的轨道扣件作业。同时，为适应扣件螺栓中心距的偏差，只能采用“万向节”传动式螺栓套筒，降低了旋紧扭矩的准确性。

3、单头液压式扭矩扳手；

该结构采用液压马达作为驱动螺栓套筒的动力，螺栓套筒在液压马达的静压驱动下对扣件螺栓进行旋紧、放松作业；马达的工作扭矩由压力阀控制，马达的压力与扭矩的关系依靠换算来获得，扭矩表显示的扭矩值实际是马达的工作压力值。液压式扭矩扳手较之机械冲击式扳手是一个进步，工作扭矩的控制较为准确，也易于调整。但此液压式扭矩扳手也存在一些明显不足：（1）工作扭矩稳定性差，由于以马达的工作压力来换算扭矩值，而马达的输出扭矩除由工作压力决定外，还受马达机械效率的影响，当液压系统的油温升高后，马达的机械效率会发生明显变化，液压回路压力控制阀的开启特性也会发生变化，导致在常温下确定的工作压力与扭矩的换算关系发生改变，这就是目前所有以液压马达的设定工作压力作为螺栓套筒停止工作的螺栓扳手，都存在扭矩值稳定性不好的主要原因；（2）由于是单头扳手，钢轨左右两侧的扣件螺栓不能同时旋紧，扣件的扣压力不均衡，造成钢轨两侧受到偏载力，影响钢轨的精确定位；（3）钢轨左右扣件依次作业时，需抬起后部机身跨越钢轨，增加了操作者的劳动强度。

 4、双头液压式扭矩扳手（中心距不可调）。

该结构扳手也是采用液压马达作为驱动螺栓套筒的动力，用一台马达通过分动齿轮箱的两个输出轴对钢轨两侧的扣件螺栓进行旋紧或放松作业。除了与单头液压式扭矩扳手同样存在“工作扭矩稳定性差”的缺点外，还存在以下不足：（1）由于输出轴是固定中心距，只适用于同一型号的轨道扣件作业，为适应扣件螺栓中心距的偏差，只能采用“万向节”式螺栓套筒，套筒经常处于倾斜状态工作，降低了旋紧扭矩的准确性；（2）由于用一台马达通过分动齿轮箱同时驱动两个螺栓套筒工作，两个螺栓套筒只能同步旋转，因此钢轨两侧的扣件螺栓无法同时达到适宜的旋紧状态，俗称“假双头”。