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大机捣固原理及实践_缪孝宏

作者:金宝搏    发布时间:2020-10-30 15:59    

  2013 年 2 月 第4卷 第1期 高速铁路技术 HIGH SPEED RAILWAY TECHNOLOGY 文章编号: 1674—8247( 2013) 01—0098—03 No. 1,Vol. 4 Feb. 2013 大机捣固原理及实践 缪孝宏 ( 成都铁路局,成都 610082 ) 摘 要: 大机捣固作业车由于它结构先进,功能齐全,工作效率高,目前已成为我国铁路上应用最广泛的一种 捣固机械; 但现场施工作业人员由于对大机捣固车工作原理及要求掌握还不够深入,经常发生捣固作业后影 响施工质量等现象发生。本文通过大机捣固作业车作业情况,分析了大机捣固的捣固原理和压实过程,提出 大机捣固施工作业过程中几点注意事项,为今后大机捣固提升线路质量具有一定的参考意义。 关键词: 线路; 大机; 捣固; 质量 中图分类号: U216. 61 文献标识码: A Operating Principle and Performance of Large Track Maintenance Machinery MIAO Xiaohong ( Chengdu Railway Bureau,Chengdu 610082,China) Abstract: With advanced structure,completed function and higher efficiency,large tamping wagon has been proved the most widely used track tamping machinery in China. However,construction with the machine always hardly meets the quality standard as the result of misoperation. In this paper,through an analysis on the tamping principle and compacting process,some precautions are brought forward for the operation of the machine to promote track maintenance quality. Key words: railway; large track maintenance machinery; stamping; quality 1 引言 铁路捣固机械取代了传统的手工捣固,大大降低 了广大铁路职工的劳动强度,已成为我国有砟线路大 修、维修中的必备设备。目前,铁路养路捣固机械主要 使用的是小型内燃捣固镐、小型液压捣固机和大机捣 固作业车,而大机捣固作业车作业效率、作业质量以及 作业精度都明显高于其它捣固机械。 2 大机捣固作业车的概述及特点 80 年代开始,铁道部先后从奥地利普拉赛和陶依 尔公司引进了步进式( 08 - 32 为代表) 和连续式( 09 - 32 为代表) 大型捣固车,该机具有工作速度比小型液 压捣固机快,可同时捣固 2 根及以上轨枕,能有效消除 收稿日期: 2012-02-13 作者简介: 缪孝宏( 1983-) ,男,助理工程师。 98 铁路线路轨道异位,保证线路均匀夯实,防止线路质量 短期内快速下降的优点。该捣固车的工作装置包括捣 固装置、夯实装置和起拨道装置。捣固装置用于捣固 钢轨两侧的枕底道砟,提高枕底道砟的密实度,并与起 拨道装置相配合,消除轨道的稳定性。夯实装置作用 于道床肩部,通过夯实道床肩部的石砟来提高道床的 横向阻力,增加轨道的稳定性。起拨道装置作用于钢 轨头部,使轨排产生位移,结合捣固作用,恢复轨道的 几何尺寸,提高轨道的平顺性。 3 大机捣固过程原理分析 大机捣固作业车的捣固过程是利用非同步均衡压 力原理进行压力振动捣固,如图 1 所示。所有的镐掌 均以同样的压力下插到道砟中,与其在道砟中的运动 无关; 所有镐掌表面的压力是均衡的,使其可在道床中 独立运动,其表面压力相当于道砟的阻力。捣固过程 中,阻力在 每 对 镐 掌 的 前 方,一 旦 阻 力 达 到 预 设 的 压 第1 期 缪孝宏: 大机捣固原理及实践 力,相应一对镐掌自动停止挤压道砟,其余的镐掌继续 挤压直至达到预定的压力,这可保证每根轨枕下的道 砟均匀压实,避免捣固不均导致轨枕开裂。 2013 年 2 月 图 3 镐掌运动作用于道砟捣实示意图 图 1 大机捣固示意图 4 大机捣固压实过程 捣固作业车在捣固前,起拨道装置将轨枕和钢轨 提升到预先设置好的起道高度,会使轨枕下产生孔穴, 如图 2 所示,这时捣固装置的捣固镐插入道床把振动 力和夹持力作用于道砟,进行面向轨枕的夹持运动,形 成一个略似正弦形的摆动运动。捣固作业车捣固时通 过捣固镐把振动力传递给石砟,使石砟产生振动并向 较稳定的方向移动,增加道床的密实度; 再利用捣固镐 的夹持作用力,把轨枕间隔中的石砟向枕底挤压,使枕 底石砟更加密实,提高轨道的稳定性,保证行车安全。 参考相关资料,道砟的均匀压实成型与捣固装置镐掌 的运动频率、振幅、夹持速度和夹持力相互协调有关, 只有当频率为 35 Hz、振幅为 3 ~ 5 mm、捣固压力在 115 ~ 125 Pa、挤压时间在 0. 8 ~ 1. 2 s 时,道床才能达 到最佳均匀密实程度,如图 3 所示。 图 2 钢轨被提升后轨枕下产生的孔穴示意图 5 大机捣固过程中的注意事项 5. 1 选择正确的捣固深度 捣固装置在捣固过程中,镐掌下插深度太浅,将会 顶压轨枕侧翼,达不到道砟密实的目的,还会损坏轨枕 和捣固镐掌; 镐掌下插的深度太深,道砟将会沿着捣固 镐掌顶面向外流动,将导致轨枕下道砟不均匀和不密 实。为此选择正确的捣固深度对轨枕下道砟的密实程 度有着至关重要的影响。一般选用下降捣固装置应常 保证捣固镐掌上边缘至钢轨顶面为 15 ~ 20 mm; 镐掌 顶面与轨枕底之间保持有 15 ~ 20 mm 的自由空间,捣 固车上深度传感器参数设置为轨顶至枕底的距离。 5. 2 保持轨枕中部道砟疏松 如果大机捣固作业前向轨枕中部过多进砟,大机 捣固过程按预定起道量起道( 起道量为 10 ~ 50 mm 时 捣固一遍,起道量起过 50 mm 时捣固不少于 2 遍) ,那 么大机捣固后轨底两端轨枕在列车荷载反复作用下将 会有不同程度的下沉,当轨底两端轨枕下沉的高度低 于轨枕中部道床支撑高度,将会使轨枕两端承受车轮 荷载作用力和轨枕中部承受过大的道床的支撑力而造 成轨 枕 断 裂; 为 此,大 机 捣 固 作 业 应 向 钢 轨 两 侧 450 mm范围内进砟至接近轨枕顶面,轨枕中部应垫满 浮砟保持轨枕中部道砟疏松,避免轨枕中部隆起而断 裂。 5. 3 捣固头下插应尽量对中 每次捣固过程是所有镐掌达到预定的挤压力时, 捣固作业才结束。捣固头在下插时未对中两轨枕间道 床盒子中部,会使轨枕两侧道砟受到不对称的挤压力, 将造成道床捣固不够密实、轨枕错位或损坏,镐掌断裂 等,如图 4 所示; 因此,只有捣固车每次对镐时尽量对 中两轨枕间道床盒子中部后进行捣固,才能使轨枕两 侧受到相同的夹持压力,达到道床密实,避免轨枕和镐 掌损坏。 5. 4 尽量不要刨切拨道轮 大机捣固车的拨道轮是双轮缘( 靠近钢轨轮轨作 用边地轮缘厚度为 30 mm,靠近钢轨非作用边地轮缘 厚度为 20 mm,拨道轮踏面尺寸为 90 mm) ,会随着捣 固车的走形而沿着钢轨滑动。成都铁路局目前管内正 线普遍为普通无缝线 的 A、B 型钢轨接头夹板 99 第1 期 缪孝宏: 大机捣固原理及实践 2013 年 2 月 一种得不偿失的做法,工务段应加大人力和材料的投 入,在大机捣固前将 P50 和 P60 的 A、B 型钢轨接头夹 板更换为普通接头夹板( 斜坡支承双头对称型夹板) , 才能在大机捣固接头时起道轮将钢轨接头提升到预定 高度进行接头捣固,同时也能更好发挥拨道轮轮缘作 用力进行线路拨道作业,保持良好的轨向。 6 结束语 图 4 捣固时镐掌未对中轨枕盒示意图 较多,每次捣固车作业到达 AB 型钢轨接头夹板时会 因拨道轮踏面尺寸偏小而无法通过 P60 钢轨和 B 型 夹板组成的轨头顶面宽度,致使不能对接头薄弱区段 进行加强捣固。为此,现场作业时往往将捣固车拨道 轮靠钢轨非作用边轮缘厚度刨切掉,这样虽能对钢轨 接头进行捣固,但需拨道的线路区段则无法进行拨道, 因为大机捣固车拨道装置是 2 个拨道油缸向背安装, 油路串联,拨道时一个油缸用推力 P 传递到拨道轮, 而另一个油缸用拉力 T 传递到另一个拨道轮,通过拨 道轮轮缘推、拉钢轨,使整段轨排横向移动,完成线 所示。由此可见,将拨道轮缘刨切是 图 5 拨道装置原理图 在大机作业前做好线路技术调查( 包括对线路平 纵断面进行测量并进行优化线形,线路实际锁定轨温 及安全起、拨道量控制等) ,提早整治基床翻浆冒泥地 段、及时补充和均匀石砟、调整轨距和拨正线路方向、 恢复标准轨底胶垫厚度、更换失效轨枕和方正轨枕、调 整拉杆紧贴轨枕、拧紧扣件等准备工作,在大机捣固作 业中注意以上事项,加强对重点处所捣固,就能取得满 意的捣固质量。大机作业后及时回检线路轨道几何尺 寸和回填、补充道砟,恢复道床顶面宽度及边坡坡度满 足《线路修理规则》要求,保持道床有足够的阻力和弹 性,才能使线路质量具有持久的稳定性。 参考文献: [1] 铁运[2001]146 号,铁路线路修理规则[S]. 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