本發(fā)明涉及一種錘擊方式作業(yè)的工業(yè)設(shè)備機電設(shè)備，是一項可用于鋼軌軌面除銹的飛錘輪及其錘擊作業(yè)方法。

背景技術(shù)：

由于架設(shè)或鋪設(shè)的鋼軌所處的復(fù)雜環(huán)境，尤其是野外環(huán)境，常年的雨、雪、露、霾的侵蝕，造成鋼軌軌面不潔凈，很容易形成銹蝕，在鋼軌軌面產(chǎn)生銹斑，列車輪對壓上鋼軌面時，因銹斑電阻影響，可導(dǎo)致軌道電路電流回流不暢而失效，從而造成鐵路信號聯(lián)鎖失效，給鐵路的行車構(gòu)成重大安全隱患。同時，產(chǎn)生銹斑后還會不斷在鋼軌表層以內(nèi)逐漸形成深層的電化學(xué)腐蝕，銹蝕的不斷發(fā)展，將直接削弱鋼軌的強度，嚴重的甚至可能造成鋼軌斷裂、危及行車安全。目前，排除以上安全隱患的方法，大都采用人工除銹，勞動強度大，效率低，不利于正常的鐵路運行生產(chǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)中，存在有利用汽油機做動力，通過傳動結(jié)構(gòu)，驅(qū)動砂輪、鋼絲輪等工具進行除銹的專用除銹工具，動力除銹取代人工除銹，節(jié)約了勞動力、提高了作業(yè)效率。例如，專利號為201320547587.9的一種鋼軌軌面除銹車，該實用新型公開了一種鋼軌軌面除銹車，包括走行輪，車體，托板，絲杠及手輪，扶手把手，汽油機，彈簧，軸承盒，鋼絲刷輪，中軸，軌面接觸電阻檢測裝置；其中：走行輪布置在車體下部，汽油機通過皮帶帶動鋼絲刷輪轉(zhuǎn)動，對鋼軌表面進行打磨除銹，車體上配置有托板，汽油機通過彈簧固定于托板上，鋼絲刷輪軸承盒安裝在托板前部，托板下部中央位置由中軸固定在車體上；托板后端有螺孔連接絲杠及手輪，絲杠及手輪通過手輪的正反向旋轉(zhuǎn)帶動托板繞中軸在垂直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，軌面接觸電阻檢測裝置安裝在車體下部，搭接在鋼軌踏面上。這種方法利用簡單實用的小型機械代替人工進行鋼軌除銹，降低了勞動強度，提高了效率和質(zhì)量。

但是，采用這種除銹方法的缺點是：汽油機效率很低，一般在40%左右，而且，通過具有一定傳遞效率損耗的傳動機構(gòu)后，設(shè)備效率進一步降低；砂輪或鋼絲輪在除銹過程中，必須對鋼軌表面施加一定的預(yù)壓力才能確保有效的接觸并工作，因此，會帶來額外的無用摩擦功耗，特別在采用硬質(zhì)砂輪進行作業(yè)是，需要小心調(diào)節(jié)接觸壓力和控制好接觸過程，否則，極易造成砂輪盤崩碎的事故，尤其對于使用過的老舊鋼軌，其表面具有不均衡的變形，更增加了作業(yè)難度；采用砂輪或鋼絲輪在除銹的同時也會打磨或刮削掉鋼軌的表層材質(zhì)，損傷鋼軌，嚴重操作不當情況下，將鋼軌磨出坑，造成鋼軌損毀需要整條更換；于此同時，砂輪或鋼絲輪也會同步磨損成為易損工具，增加了使用成本；汽油機產(chǎn)品質(zhì)量較重，不利于野外搬運；攜帶并使用燃油也不便捷、不環(huán)保。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種高效率、便攜、環(huán)保、操作簡單、使用成本低的飛錘輪和采用所述飛錘輪的錘擊作業(yè)方法。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種飛錘輪，包括中心驅(qū)動軸和若干飛錘體組，所述飛錘體組通過固定限位裝置呈圓周式固定在中心驅(qū)動軸的圓柱面上，所述中心驅(qū)動軸由外部的動力裝置驅(qū)動轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明中，飛錘輪外部的驅(qū)動裝置帶動中心驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)，中心驅(qū)動軸帶動飛錘體做高速旋轉(zhuǎn)運動，當高速旋轉(zhuǎn)的飛錘體掠過鋼軌表面時，與鋼軌表面的銹斑發(fā)生錘擊作用，擊碎銹斑并且銹斑被連續(xù)掠過的飛錘體帶離鋼軌表面，實現(xiàn)除銹的目的。與傳統(tǒng)的利用砂輪或鋼絲輪除銹的方法相比，這種利用飛錘輪進行除銹的方法能夠自適應(yīng)地控制飛錘體的高度，從而調(diào)節(jié)接觸壓力和控制好接觸過程，以免在除銹的同時打磨或刮削掉鋼軌的表層材質(zhì)，損傷鋼軌，并且不拉毛軌面，不易返銹。

進一步地，所述飛錘體組包括用于安裝飛錘體的軸向梁和至少一個飛錘體，所述飛錘體沿中心驅(qū)動軸的軸向規(guī)則排列聯(lián)結(jié)在軸向梁上。

本發(fā)明中，通過把軸向梁安裝中心驅(qū)動軸上從而使飛錘體跟隨中心驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，在飛錘輪轉(zhuǎn)動過程中，在軸線垂直于鋼軌縱向鋪設(shè)方向的飛錘輪上的飛錘體組能夠一組一組地旋掃在鋼軌的軌面上。

進一步地，徑向相鄰的所述飛錘體組的飛錘體沿飛錘輪軸向插值錯開，以使得飛錘輪每旋轉(zhuǎn)一周即可使飛錘輪所有飛錘體組的全部金屬錘體在鋼軌橫向截面的頂面密布錘擊作業(yè)，錘擊區(qū)全覆蓋軌面。

進一步地，所述飛錘體包括柔性牽引繩和金屬錘體，所述柔性牽引繩一端與軸向梁連接，另一端與金屬錘體連接。

本發(fā)明中，金屬錘體是高硬、耐磨耐沖擊鋼球，也可以是圓柱體外形、棱錐體外形、橢球形等外形結(jié)構(gòu)的質(zhì)量體，其硬度高于鋼軌表面硬度；柔性牽引繩除優(yōu)選柔性牽引金屬繩外，也可以是高強度、耐磨、耐折彎的纖維線繩等其他柔性高強度耐磨牽引體結(jié)構(gòu)，如超高分子量聚乙烯纖維繩。在金屬錘體掠過鋼軌表面時，錘體對銹斑進行敲擊，擊碎銹斑，并在錘體繞中心驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動的過程中將銹斑帶離鋼軌。這個過程中產(chǎn)生負載扭矩的力臂很小，因此，負載扭矩也很小，功耗也很低。

進一步地，所述柔性牽引繩連接軸向梁的一端設(shè)置有第一壓鑄頭，所述軸向梁設(shè)有凹槽，所述柔性牽引繩穿過凹槽且所述第一壓鑄頭掛載在軸向梁的端部表面上。

本發(fā)明中，飛錘輪與軸向梁的連接方式采用壓鑄頭掛載的方式，壓鑄頭與軸向梁之間活動連接，當鋼軌表面銹層較厚時，在飛錘體的撞擊過程中，柔性牽引繩把第一壓鑄頭向上頂，使第一壓鑄頭位置高于軸向梁，避免了金屬錘體的與鋼軌的過度碰撞，發(fā)生崩碎；當鋼軌表面凹陷時，在飛錘體的撞擊過程中，柔性牽引繩把第一壓鑄頭向下拉，使第一壓鑄頭位置緊貼于軸向梁，避免了金屬錘體與鋼軌的距離過遠，金屬錘體無法觸及銹斑除銹的情況。

進一步地，掛載有第一壓鑄頭的軸向梁的端部表面具有和鋼軌橫向截面的頂面弧線一致的定位曲線。

本發(fā)明中，飛錘體組的軸向梁上具有和鋼軌橫向截面的頂面弧線一致的定位曲線，使得掛載在軸向梁上的第一壓鑄頭的連線也與鋼軌橫向截面的頂面弧線一致的定位曲線相擬合，同一組的飛錘體的金屬錘體在旋掃過程中也和鋼軌橫向截面的頂面弧線擬合，實現(xiàn)均衡的除銹接觸力度，不會出現(xiàn)在采用砂輪或鋼絲輪進行除銹時可能出現(xiàn)的打磨或刮削掉鋼軌的表層材質(zhì)，造成損傷鋼軌的情況。

進一步地，所述柔性牽引繩連接金屬錘體的一端設(shè)置有第二壓鑄頭，所述金屬錘體內(nèi)部具有臺階孔，所述臺階孔包括相通的第一臺階孔和第二臺階孔，所述第一臺階孔和第二臺階孔之間設(shè)有過渡部，所述第一臺階孔直徑略大于柔性牽引繩直徑，所述第二臺階孔直徑略大于第二壓鑄頭直徑，且所述第一臺階孔供柔性牽引繩穿過，所述第二壓鑄頭位于第二臺階孔內(nèi)，所述過渡部用于限位頂住第二壓鑄頭。

本發(fā)明中，第二臺階孔的高度長于第二壓鑄頭的直徑，第二壓鑄頭可以在第二臺階孔內(nèi)上下滑動，當鋼軌表面銹層較厚時，金屬錘體相對于第二壓鑄頭向上收縮，防止過度除銹，當鋼軌表面凹陷時，金屬錘體相對于第二壓鑄頭向下伸長，避免金屬錘體與鋼軌的距離過遠，金屬錘體無法觸及銹斑除銹的情況，從而達到金屬錘體自由適應(yīng)鋼軌表面的各種不均衡變形或凹陷、凸起的目的。

進一步地，所述第二壓鑄頭和金屬錘體內(nèi)部的臺階孔之間的接觸部位填充有潤滑物，比如二硫化鉬鋰基脂，以減少運動沖擊帶來的內(nèi)部損耗。

進一步地，所述固定限位裝置包括兩塊并排設(shè)置的定位板、位于兩塊定位板之間且與其連接的多個夾扣件和多個夾槽件，多個所述夾扣件呈圓周式設(shè)置，且相鄰兩個夾扣件間對應(yīng)設(shè)有一飛錘體組；每個所述夾扣件一側(cè)設(shè)有多個并排的柵欄 ，相鄰柵欄間的間隙供飛錘體的柔性牽引繩穿過，用于起限位作用；每個所述夾槽件一一對應(yīng)卡扣在每個夾扣件上，且所述夾槽件上開有孔供柵欄穿過；所述兩塊定位板中心位置由中心驅(qū)動軸穿過，且由中心驅(qū)動軸驅(qū)動轉(zhuǎn)動。

進一步地，每個所述柵欄一端與夾扣件的一側(cè)連接，另一端搭接在相鄰的夾扣件上。

本發(fā)明中，飛錘輪上的固定限位裝置讓對應(yīng)飛錘體組的飛錘體柔性牽引繩受柵欄的軸向約束，兩個夾扣件間對應(yīng)設(shè)有一飛錘體組，相鄰柵欄間對應(yīng)設(shè)有一飛錘體，柵欄可以選擇為U型鋼絲柵欄，也可以選擇為整體的條形柵欄，柵欄、夾扣件和夾槽件設(shè)計的目的是為了使得在作業(yè)過程中，金屬錘體能夠不相互竄擾，且不限制金屬錘體的錘擊運動，飛錘體金屬錘體超出固定限位裝置一定的自由距離，使得金屬錘體可以自由適應(yīng)鋼軌表面的各種不均衡變形或凹陷、凸起；同時，采用光亮的柵欄，極大地減少了飛錘體的柔性牽引繩的額外磨損。

本發(fā)明所涉及的飛錘輪實際上不僅僅可以應(yīng)用于鋼軌除銹，還可以廣泛應(yīng)用在其它錘擊作業(yè)領(lǐng)域，它還提供了一種錘擊作業(yè)方法，采用上述的飛錘輪進行錘擊作業(yè)。以往的錘擊作業(yè)包括大的鐵榔頭、更大的鐵錘設(shè)備等單一錘體錘擊作業(yè)，也包括使用微小粒子的噴砂、噴丸（拋砂、拋丸）等微小錘粒的集群錘擊作業(yè)，各有不同特點及對應(yīng)應(yīng)用，而本發(fā)明在錘擊作業(yè)上進行技術(shù)創(chuàng)新提出了采用很多個合適尺度的錘擊體、約束集合在一起進行作業(yè)的新穎錘擊作業(yè)方式。它兼顧了具有一定質(zhì)量的錘體產(chǎn)生的力度和具有一定數(shù)量的并發(fā)錘擊效率，并且錘體可約束，無需額外的比如砂或丸介質(zhì)源、動力系統(tǒng)、管路及控制系統(tǒng)等復(fù)雜的輔助設(shè)備。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1.直流無刷電機與飛錘輪的中心驅(qū)動軸直接聯(lián)結(jié)進行直接驅(qū)動，省去了額外的運動傳遞損耗，具有高效、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點；

2.飛錘輪內(nèi)第一壓鑄頭和軸向梁的接觸結(jié)構(gòu)、第二壓鑄頭和金屬錘體的連接結(jié)構(gòu)，柔性牽引繩的結(jié)構(gòu)都使得飛錘體能夠自適應(yīng)各種工況的鋼軌表面，防止過度除銹或除銹除的不徹底的情況，即有效地進行了除銹同時又保護了鋼軌本體的使用壽命；

3. 第二壓鑄頭可以在第二臺階孔內(nèi)上下滑動而且第二壓鑄頭和金屬錘體內(nèi)部的臺階孔之間的接觸部位填充潤滑物，所以金屬錘體使用壽命延長，產(chǎn)品運行成本低。

4. 徑向相鄰的飛錘體組的飛錘體沿飛錘輪軸向插值錯開的結(jié)構(gòu)，以使得飛錘輪每旋轉(zhuǎn)一周即可使鋼軌橫向截面的頂面完整地被錘擊除銹，不留空白，除銹效率高。

5. 單臺設(shè)備輕巧，可一人攜帶操作；自適應(yīng)軌面，無需隨時保持除銹預(yù)壓力，工作效率高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的飛錘輪結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的飛錘體組和中心驅(qū)動軸的聯(lián)結(jié)示意圖；

圖3為本發(fā)明的飛錘體組結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的柔性牽引繩和金屬錘體連接關(guān)系示意圖；

圖5為本發(fā)明的固定限位裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的飛錘輪錘體軸向布局并擬合鋼軌橫向截面頂面弧線示意圖；

圖7為本發(fā)明的飛錘輪的左視圖。

圖1中，61是中心驅(qū)動軸，62是飛錘體組，63是U型柵欄，64是不銹鋼夾扣，65是定位板，67是不銹鋼夾槽；

圖2中，66是固定裝置；

圖3中，621是軸向梁，622是柔性牽引金屬繩，623是錘體，624是第二壓鑄頭；

圖6中，8是鋼軌。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步詳細地說明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明所提供的飛錘輪包括中心驅(qū)動軸61、固定限位

裝置、飛錘體組62和固定裝置66。中心驅(qū)動軸61與飛錘輪外部的驅(qū)動裝置相連，通過固定裝置66把每組飛錘體組安裝在中心驅(qū)動軸61上。兩塊定位板中心位置由中心驅(qū)動軸穿過，且由中心驅(qū)動軸驅(qū)動轉(zhuǎn)動。

如圖3所示，飛錘體組62由軸向梁621、飛錘體柔性牽引金屬繩622和金屬錘體623組成。柔性牽引金屬繩由多股結(jié)構(gòu)的柔性不銹鋼絲繩構(gòu)成，或者是由高強度、耐磨、耐折彎的纖維線繩等其他柔性高強度耐磨材料構(gòu)成。金屬錘體是高硬、耐磨耐沖擊鋼球，也可以是圓柱體外形、棱錐體外形、橢球形等外形結(jié)構(gòu)的質(zhì)量體，其硬度高于鋼軌表面硬度。多個飛錘體沿中心驅(qū)動軸61的軸向，按合理的可操作聯(lián)結(jié)的間距規(guī)則地排列聯(lián)結(jié)在軸向梁621上，使同組的各個飛錘體鋼球623端組成擬合鋼軌橫向截面頂面曲線的曲線，實現(xiàn)除銹操作中除銹接觸力度的均衡。

如圖4所示，柔性牽引金屬繩622連接金屬錘體623的一端設(shè)置有第二壓鑄頭，金屬錘體623內(nèi)部具有臺階孔，金屬錘體623活動地套在第二壓鑄頭624上，所述臺階孔包括第一臺階孔和第二臺階孔，所述第一臺階孔直徑略大于柔性牽引金屬繩622直徑，所述第二臺階孔直徑略大于第二壓鑄頭直徑且所述第一臺階孔供柔性牽引金屬繩穿過，所述第二壓鑄頭位于第二臺階孔內(nèi)，所述過渡部用于限位頂住第二壓鑄頭。飛錘體的柔性牽引金屬繩的第二壓鑄頭和金屬錘體623內(nèi)部的臺階孔之間的接觸部位填充潤滑物，如二硫化鉬鋰基脂，以減少運動沖擊帶來的內(nèi)部損耗。

如圖5所示，固定限位裝置包括兩塊并排設(shè)置的定位板、位于兩塊定位板之間且與其連接的18個不銹鋼夾扣和18個不銹鋼夾槽67，18個不銹鋼夾扣呈圓周式設(shè)置，且相鄰兩個不銹鋼夾扣間對應(yīng)設(shè)有一飛錘體組；每個不銹鋼夾扣一側(cè)并排地設(shè)有4個或5個U型柵欄，相鄰U型柵欄間的間隙供飛錘體的柔性牽引金屬繩穿過，用于起限位作用，4個一組的U型柵欄用于對3個飛錘體進行限位，5個一組的U型柵欄用于對4個飛錘體進行限位；每個夾槽件一一對應(yīng)卡扣在每個不銹鋼夾扣上，且不銹鋼夾槽67上開有孔，孔為一字型長孔或多個一字型短孔，供U型柵欄穿過；每兩個U型柵欄63之間限定一個飛錘體。

如圖6所示，相鄰的飛錘體組62的排列沿軸向梁在中心驅(qū)動軸61的排列方向插值錯開，一組飛錘體組62包括有3個飛錘體，與之相鄰的飛錘體組包括有4個飛錘體，2組具有不同數(shù)量飛錘體的飛錘體組間隔排列，使得飛錘輪每旋轉(zhuǎn)一周即可使飛錘輪所有飛錘體組62的全部錘體623在鋼軌橫向截面的頂面無縫密布錘擊作業(yè)，不留空白。

如圖7所示，飛錘輪旋轉(zhuǎn)時，帶動飛錘體623做高速旋轉(zhuǎn)運動，調(diào)整飛錘輪

距離鋼軌8表面的高度，使飛錘體623的錘體部分靠近并接觸鋼軌8表面，當高速旋轉(zhuǎn)的錘體623掠過鋼軌8表面時，與鋼軌8表面的銹斑發(fā)生錘擊作用，擊碎銹斑并被連續(xù)掠過的錘體623帶離鋼軌8表面，實現(xiàn)除銹的目的；在飛錘體62掠過鋼軌8表面時，產(chǎn)生負載扭矩的力臂很小，因此，負載扭矩也很小，功耗也很低。

基于上述飛錘輪，本實施例所涉及的飛錘輪還可以應(yīng)用在其它錘擊作業(yè)上，如根據(jù)作業(yè)表面的截面曲線做各種仿形的錘擊清渣、除銹作業(yè)，對零件表面進行消光防滑作業(yè)，對設(shè)備零件進行錘擊去應(yīng)力作業(yè)，對零件表面進行錘擊強化作業(yè)等等，它兼具了一定的錘體力度和并發(fā)錘擊的優(yōu)勢數(shù)量，是一種新型錘擊作業(yè)方式。