1.本发明属于铁路脱轨拉复救援的动力设备技术领域，具体为可变拉力液压牵引机具。


背景技术：

2.目前，公知的液压牵引机具都为固定拉力，有30t、40t拉力的牵引机具。
3.30t牵引机具主要由汽油机泵站、牵引油缸、牵引索节、牵引索具、钢轨卡具等组成，如图1所示，整套机具通过固定链条绑定在钢轨与轨枕处，另一端通过套钩与事故机车车辆连接，通过空心油缸与牵引索节的配套使用牵引事故机车车辆复轨。该机具存在以下问题：多个牵引索节需现场安装紧固，费时费力；采用链条将整套机具绑定在钢轨与轨枕相交处，对扣件破坏性大、安装繁琐；提供的牵引力不满足脱轨重载机车车辆的拉复要求。
4.40t牵引机具主要由汽油机泵站、牵引油缸、牵引滑槽、牵引绳索、固定链条等组成，整套机具通过固定链条绑定在钢轨与轨枕处，另一端通过套钩与事故机车车辆连接，牵引油缸采用步进式的自锁运动方式沿着牵引滑槽牵引事故机车车辆复轨。该机具存在以下问题：该型机具的滑槽由多片单体现场安装组成，费时费力；采用链条将整套机具绑定在钢轨与轨枕相交处，对扣件破坏性大、安装繁琐；为满足额定牵引力为400kn的要求造成牵引油缸、牵引滑槽质量过大，影响机具的使用效果。


技术实现要素：

5.本发明克服了现有技术的不足，提出可变拉力液压牵引机具，目的是解决重载事故机车车辆拉复作业时，牵引油缸及其配套部件质量过大的问题；整套机具与钢轨固定方式不稳定，安装、拆卸不便，容易破坏铁路扣件系统的问题；整套机具部件多，现场安装费时的问题。
6.为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。
7.可变拉力液压牵引机具，包括用于与待救援车辆相连接的牵引绳、钢丝绳有节定位锁、空心油缸和用于安装在钢轨上方的卡轨器，所述钢丝绳有节定位锁包括钢丝绳和间隔套置在所述钢丝绳上的压套，所述压套为空心圆柱结构，所述压套远离所述待救援车辆的一端设置有锥面结构，所述锥面结构的最大直径与所述压套的直径相等；所述空心油缸包括活塞、与活塞相连接的顶块，所述顶块包括上支撑板、下支撑板和设置在所述上支撑板、下支撑板之间的第一楔块和第二楔块，所述第一楔块和第二楔块成v形夹角设置，所述v形夹角的开口朝向与拉复方向相反，两个所述楔块在相互靠近的一端的侧面上设置有通过孔，所述通过孔的孔径介于所述锥面结构的最小直径和最大直径之间，第一楔块远离第二楔块的一端设置有第一销轴，第二楔块远离第一楔块的一端设置有第二销轴，所述第一销轴、第二销轴的轴线均与所述通过孔相垂直，所述第一销轴贯穿所述上支撑板并垂直连接有第一连接板，所述第二销轴贯穿所述上支撑板并垂直连接有第二连接板，所述第一连接板上设置有滑槽，所述第二连接板上设置有滑块，所述滑块设置在所述滑槽中，所述第一连
接板通过弹簧与所述上支撑板相连接，所述顶块包括设置在所述活塞前端的前顶块和设置在所述活塞后端的后顶块；所述钢丝绳有节定位锁的一端与所述牵引绳相连接，另一端贯穿所述空心油缸设置；所述空心油缸通过绳索与所述卡轨器相连接；所述卡轨器包括卡块体、与所述卡块体相连接的连接体，所述卡块体与所述连接体成夹角设置，所述连接体上设置有绳索销，用于与所述绳索相连接，所述卡块体的下方设置有卡槽，所述卡槽的两侧壁上均设置有圆槽，两个所述圆槽沿钢轨的长度方向错位设置，所述圆槽中设置有半圆形滑块，所述卡块体的底部设置有定位销，所述半圆形滑块的底部设置有定位销导槽，所述定位销的一端设置在所述定位销导槽中。
8.进一步的，所述卡轨器包括第一卡轨器和第二卡轨器，所述空心油缸通过绳索与所述第一卡轨器相连接，所述牵引绳远离所述钢丝有节定位索的一端通过连接装置与所述第二卡轨器相连接，所述连接装置包括滑轮、连接夹板和牵引套钩，所述连接夹板一端通过夹板销轴与所述滑轮相连接，另一端通过套钩销轴与所述套钩相连接，所述牵引绳设置在所述滑轮上，所述牵引套钩用于与所述待救援车辆相连接。
9.进一步的，所述第二卡轨器设置有两个，两个所述第二卡轨器关于所述牵引绳对称设置。
10.进一步的，所述夹板销轴的一端设置有圆柱帽，便于所述夹板销轴的插接。
11.进一步的，所述第一卡轨器设置有两个，两个所述第一卡轨器关于所述空心油缸的轴线对称设置。
12.进一步的，所述半圆形滑块用于与所述钢轨接触的一端设置为齿槽结构。
13.进一步的，所述上支撑板和下支撑板通过中间支撑板相连接，所述支撑板竖直设置，所述支撑板上沿水平方向设置有供所述压套通过的孔。
14.进一步的，所述牵引绳通过连接装置与所述待救援车辆相连接，本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：本发明的牵引机具与钢轨固定装置安装方便、可靠，步进式的牵引形式速度平稳、可控，牵引力一定时油缸单体质量小，可以满足普通车辆拉复救援和重载机车车辆拉复救援；卡轨器采用偏心、杠杆式自锁的卡轨方式，安装、拆卸方便，锁轨安全可靠；空心油缸与钢丝绳有节定位索配合使用，减少了部件，方便安装。
附图说明
15.下面结合附图对本发明作进一步说明；图1为现有技术中30t牵引机具的结构示意图；图2为实施例1的正视图；图3为实施例1的俯视图；图4为图3的a向局部放大图；图5为实施例2的正视图；图6为实施例2的俯视图；图7为钢丝绳有节定位锁的结构示意图；图8为半圆形滑块的结构示意图；图9为第一卡轨器的结构示意图；
图10为第一卡轨器安装在钢轨上的结构示意图；图11为空心油缸的正视剖视图；图12为空心油缸的俯视剖视图；图13为图12的d向局部放大图；图14为第一楔块和第二楔块安装完成的结构示意图；图15为连接装置的结构示意图；其中，1为钢丝牵引绳，2为钢丝绳有节定位锁，3为空心油缸，4为第一卡轨器，5为待救援车辆，6为齿槽结构，7为定位销导槽，8为第二卡轨器，9为上支撑板，10为下支撑板，11为后顶块，12为前顶块，13为第一楔块，14为第二楔块，15为第一连接板，16为第二连接板，17为通过孔，19为弹簧，20为连接夹板，21为夹板销轴，22为滑轮，23为套钩，24为套钩销轴，25为圆柱帽，31为钢压套，32为钢丝绳，41为卡块体，42为连接体，421为吊耳结构，43为卡槽，44为圆槽，45为定位销，46为绳索销。
具体实施方式
16.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
17.实施例1如图2-4所示，本发明的可变拉力液压牵引机具，包括用于与待救援车辆5相连接的钢丝牵引绳1、钢丝绳有节定位锁2、空心油缸3和用于安装在钢轨上方的第一卡轨器4，如图7所示，钢丝绳有节定位锁2包括钢丝绳32和间隔套置在钢丝绳32上的钢压套31，钢压套31为空心圆柱结构，钢压套31远离待救援车辆5的一端设置有锥面结构，锥面结构的最大直径与钢压套31的直径相等，即钢压套31包括了立面端和锥面端。
18.如图11-13所示，空心油缸3包括活塞、与活塞相连接的顶块，顶块包括水平设置的上支撑板9、水平设置的下支撑板10和设置在上支撑板9、下支撑板10之间的第一楔块13和第二楔块14，上支撑板9和下支撑板10通过中间支撑板相连接，支撑板竖直设置，支撑板上沿水平方向设置有供所述钢压套31通过的孔，如图14所示，第一楔块13和第二楔块14成v形夹角设置，v形夹角的开口朝向与拉复方向相反，两个楔块在相互靠近的一端的侧面上设置有水平的通过孔17，通过孔17的孔径介于锥面结构的最小直径和最大直径之间，第一楔块13远离第二楔块14的一端设置有竖直的第一销轴，第二楔块14远离第一楔块13的一端设置有竖直的第二销轴，第一销轴贯穿上支撑板9并垂直连接有第一连接板15，第二销轴贯穿上支撑板9并垂直连接有第二连接板16，第一连接板15上设置有滑槽，第二连接板16上设置有滑块，滑块设置在滑槽中，第一连接板15通过弹簧19与上支撑板9相连接，顶块包括设置在活塞前端的前顶块12和设置在活塞后端的后顶块11，钢丝绳有节定位锁2的一端与钢丝牵引绳1相连接，另一端贯穿空心油缸3设置。
19.如图9-10所示，第一卡轨器4包括卡块体41、与卡块体41相连接的连接体42，卡块体41与连接体42成夹角设置，第一卡轨器4外观整体形状为内折角方块，即：卡块体41与连接体42不在同一条直线上设置，连接体42包括上下设置的两个水平的吊耳结构421，两个吊
耳结构421之间设置有间隙，两个吊耳结构421上设置有孔，孔内贯穿设置有绳索销46，绳索设置在绳索销46位于两个吊耳之间的部分上，卡块体41的下方设置有u形卡槽43，用于与钢轨的上方相配合，卡槽43的两侧壁上均设置有圆槽44，两个圆槽44沿钢轨的长度方向错位设置，即：两个圆槽44关于钢轨的长度方向的中心线不是轴对称设置的，圆形卡槽43两侧受力不同，非轴线对称的设计可以最大限度利用结构尺寸，如图8所示，圆槽44中设置有半圆形滑块，半圆形滑块用于与钢轨接触的一端设置为齿槽结构6，用于增加摩擦系数，增加咬合力，卡块体41的底部设置有定位销45，半圆形滑块的底部设置有定位销导槽7，定位销45的一端设置在定位销导槽7中，定位销导槽7与定位销45配合，提高了卡块体41的上部结构在旋转过程中半圆形滑块的定位精度，同时可防止在安装过程中滑块跌落，保障装置及人员安全。
20.根据装置所需摩擦系数μ与穿绳孔到绳索销46中心垂直距离的关系图，将卡块体41与连接体42设计成内折角结构，该设计有以下优点：
①
内折角的结构减少了穿绳孔到转动销中心垂直距离，减小了装置所需的摩擦系数；
②
利于分辨左右卡块，方便使用。
21.空心油缸3的两侧分别通过绳索与两个第一卡轨器4相连接，两个第一卡轨器4沿空心油缸3的轴线对称设置，连接体42相对于卡块体41向拉复方向偏转，当空心油缸3开始作用时，卡块体41在绳索销46的牵引下开始旋转，带动两个个半圆形滑块夹紧钢轨轨头，牵引力越大，则滑块与钢轨接触面的法向力越大，摩擦力越大，完成装置自锁，可视为与钢轨固结，安全可靠。
22.本实施例的牵引机具适用于牵引空载车辆作业，一次拉复距离大，牵引机具的主要参数如下，牵引距离的大小影响到牵引绳索及钢丝绳32有节定位索的长度取值，本实施例的牵引距离确定为4.6m左右。
23.（1）超高压泵站功率：4.0kw；输出流量：2.3l/min。
24.（2）钛合金牵引空心油缸3主缸径/杆径：92mm/82mm；额定工作压力：50mpa；油缸行程：330mm；油缸牵引能力：200kn。
25.（3）第一卡轨器4额定卡轨力：200kn；固定方式：自锁固定；适应轨型：60、75kg/m。
26.（4）钢丝绳32有节定位索钢丝绳32规格：φ21-1*37-1870；钢丝绳32破断拉力：400kn；钢压套31固结力：200kn；节距/节数：270mm/38节。
27.（5）钢丝牵引绳1
规格：d24-6*37+fc-1870；长度：11m；破断拉力：318kn。
28.（6）超高压油管最大工作压力：50mpa；长度：9m。
29.根据钢丝绳32有节定位索的节距270mm，考虑钢丝绳32有节定位索的伸展性，使用时4个节距卧在油缸里面，前顶块12和后顶块11在自由状态下间距设计为780mm，空心油缸3全部伸出时长度为1110mm，4节钢压套31在油缸里面时剩余30mm的余量，保证后顶块11能顶住有钢压套31的立面端，空心油缸3全部缩回时，3个钢压套31在油缸里面，空心油缸3伸出30mm就能顶着钢丝绳32压套往前走，1个油缸有效行程能够牵引钢丝牵引绳1移动300mm。
30.工作过程为，空心油缸3在泵站驱动下往外伸出，此时前顶块12在活塞的作用下顶住有节钢丝绳32有节定位索中钢压套31的立面端（承载端）并将其往前拽，钢压套31的锥面端（通过端）顶住后顶块11的两个楔形块，两个楔形块分别绕第一销轴和第二销轴旋转，后顶块11的两个楔形块被撑开，从而使钢压套31通过，待钢压套31通过后，后顶块11的两个楔形块在弹簧19的作用下复位，当一个钢压套31被全部拽出时，操作控制阀使空心油缸3往回运动，此时后顶块11顶住钢压套31的立面端，前顶块12沿着设置在被拽出的钢压套31后面的一个钢压套31的锥面端缩回，即后面的一个钢压套31通过前顶块12，以便下次空心油缸3伸出时供前顶块12顶住，如此往复来回，从而完成事故机车车辆的复轨。
31.实施例2如图5-6所示，本实施例与实施例1不同的是：牵引绳远离钢丝有节定位索的一端通过定滑轮22与第二卡轨器8相连接，第二卡轨器8的结构与第一卡轨器4的结构完全相同，定滑轮22通过挂钩与待救援车辆5相连接，定滑轮22与挂钩远离待救援车辆5的一端相铰接，第二卡轨器8设置有两个，两个第二卡轨器8关于钢丝牵引绳1对称设置，牵引绳远离钢丝有节定位索的一端通过连接装置与第二卡轨器8相连接，如图15所示，连接装置包括滑轮22、连接夹板20和牵引套钩23，滑轮22通过夹板销轴21与连接夹板20相铰接，牵引套钩23与连接夹板20通过套钩销轴24相铰接，牵引绳设置在滑轮22上，牵引套钩23用于与待救援车辆5相连接，夹板销轴21的一端设置有圆柱帽25，便于夹板销轴21的插接。
32.滑轮22的滑轮22槽直径大于钢丝牵引绳1的直径，本实施例的滑轮22槽直径为钢丝牵引绳1直径的取1.1倍，因为该滑轮22通过夹板销轴21在封闭结构的夹板槽中运动，钢丝牵引绳1不会出现跳出滑轮22的情况，所以滑轮22槽的高度设置为与钢丝牵引绳1的直径相等。
33.本实施例的牵引机具适用于牵引重载机车或者满载货车，使用滑轮22连接，此时牵引力增大至牵引油缸的2倍，可以满足重载机车车辆的拉复救援。
34.本发明的液压牵引机具与钢轨固定装置安装方便、可靠，步进式的牵引形式速度平稳、可控，牵引力一定时油缸单体质量小，通过该机具与复轨器的配合使用，满足机车车辆的隧道内、桥梁上等多种特殊环境下拉复式无其他动力时的救援需要。
35.本发明的机具相对于现有技术的有益效果为：（1）该液压牵引机具首次采用滑轮22机构，极大地减小了油缸的质量，机具具有两
种使用模式：普通车辆拉复救援可不采用滑轮22装置，拉复距离大；重载机车车辆拉复救援采用滑轮22装置，牵引力大。
36.（2）本卡轨器采用偏心、杠杆式自锁的卡轨方式，安装、拆卸方便，锁轨安全可靠，非轴线对称的半圆形卡槽43设计可以最大限度利用结构尺寸，内折角结构的卡块减少了穿绳孔到转动销中心垂直距，减小了装置所需的摩擦系数，并且利于分辨左右卡块，方便安装。
37.（3）空心油缸3与钢丝绳32有节定位索配合使用，减少了部件，方便安装。
38.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。