MH6型輪胎式無砟軌道鋪設(shè)門吊的研制及應(yīng)用簡介

盛寶安

(中鐵科工集團(tuán)中鐵工程機(jī)械研究設(shè)計(jì)院,武漢 430066)

1 概述

隨著我國高速鐵路的發(fā)展,由于無砟軌道具有軌道平順性好,整體性強(qiáng),縱向、橫向穩(wěn)定性好,結(jié)構(gòu)高度低,幾何狀態(tài)持久,維修量低等優(yōu)點(diǎn),無砟軌道結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)廣泛用于我國多條鐵路干線。我國客運(yùn)專線一次性開工規(guī)模比較大,沿線的地形變化多,隧道、橋面、路基變化頻繁,軌枕及軌道板種類較多,施工組織復(fù)雜，傳統(tǒng)鋪設(shè)設(shè)備不能滿足上述要求。這就要求研制一種效率高、適應(yīng)性好、通用性好的鋪設(shè)設(shè)備。

MH6型輪胎式無砟軌道鋪設(shè)門吊就是用于高速鐵路無砟軌道施工中布放軌枕、吊裝工具軌、拆裝模板、從橋下或路肩吊運(yùn)軌枕垛以及兼顧施工現(xiàn)場的物流倒運(yùn)等工作的施工裝備，與散枕器及軌道板專用吊具配套,可完成雙塊式軌枕及CRTSⅠ、CRTSⅡ型軌道板的布放。

2 總體構(gòu)思

目前國外雙塊式無砟軌道一般采用修筑便道、利用挖掘機(jī)配套布枕裝置鋪設(shè)的方法。這種方式大大增加了線路修建成本,并且不適合我國線路地形現(xiàn)狀。因此,考慮鋪設(shè)高效、方便、實(shí)用等因素,提出了MH6型輪胎式無砟軌道鋪設(shè)門吊的總體設(shè)計(jì)方案。

(1)采用雙懸臂形式,加大設(shè)備的作業(yè)范圍,可完成線路兩側(cè)的工具軌、軌枕垛等的吊裝轉(zhuǎn)運(yùn)；

(2)懸臂可折疊、輪組間距可變化,能夠滿足隧道、橋面、路基不同限界，不同線路環(huán)境的施工需要；

(3)采用“L”形支腿,增加通過能力,保證布枕吊具、軌枕垛、CRTSⅠ、CRTSⅡ型軌道板等能夠順利從兩邊轉(zhuǎn)運(yùn)至線路中間；

(4)配制柴油發(fā)電機(jī)組作為動(dòng)力,增加對(duì)整個(gè)線路施工的適應(yīng)性；

(5)采用輪胎式走行方式,結(jié)構(gòu)簡潔,無需鋪設(shè)走行軌,提高施工效率。

3 結(jié)構(gòu)組成

MH6型輪胎式無砟軌道鋪設(shè)門吊主要由門架、走行系統(tǒng)(含轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、均衡機(jī)構(gòu)、變跨機(jī)構(gòu))、起升系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等部分組成。其主要結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

圖1 MH6型輪胎式無砟軌道鋪設(shè)門吊結(jié)構(gòu)組成

門架采用“L”形單主梁雙懸臂結(jié)構(gòu)，由主梁、支腿、下橫梁、變跨機(jī)構(gòu)等部件構(gòu)成。

走行輪組共有4個(gè),2個(gè)主動(dòng)輪組,2個(gè)從動(dòng)輪組。主動(dòng)輪組的驅(qū)動(dòng)形式采用變頻電機(jī)通過減速機(jī)帶動(dòng)鏈條驅(qū)動(dòng)。主動(dòng)輪組不額外占用內(nèi)外凈空,保證了各種工況下內(nèi)外限界的要求。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可以使前后走行輪組進(jìn)行±15°范圍內(nèi)的任意角度同步轉(zhuǎn)向。輪胎采用實(shí)心輪胎,具有耐磨、使用壽命長、滾動(dòng)阻力小、能耗低、耐刺破、安全性能好等特點(diǎn)。

整機(jī)采用輪組擺動(dòng)有級(jí)變跨方式,在控制轉(zhuǎn)向的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)有與變跨位置相對(duì)應(yīng)的插銷位置,變跨時(shí),變跨油缸先動(dòng)作,轉(zhuǎn)向油缸將輪組調(diào)正,人工操作插銷將輪組鎖定。

起升機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)葫蘆,由于在曲線線路施工時(shí)路基有橫向高差,電動(dòng)葫蘆走行坡度較大,所以選用特制加強(qiáng)型的電動(dòng)葫蘆,葫蘆懸掛輪為分散驅(qū)動(dòng),提高了電動(dòng)葫蘆的爬坡能力。

為了配合高速鐵路無砟軌道施工,增加設(shè)備的使用功能,設(shè)計(jì)了3種吊具：布枕吊具、機(jī)械式鋪板吊具、液壓式鋪板吊具。

采用柴油發(fā)電機(jī)組作為整機(jī)的動(dòng)力源,直接為走行系統(tǒng)和起升系統(tǒng)提供電源,通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵為各部分的液壓油缸提供動(dòng)力。電氣系統(tǒng)主要由可編程控制器(PLC)控制。電機(jī)為變頻控制,啟動(dòng)平穩(wěn)。

4 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

(1)首次國內(nèi)成功研制適用于無砟軌道施工的多功能軌道鋪設(shè)設(shè)備,該設(shè)備機(jī)動(dòng)、靈活。

(2)在門式起重機(jī)的基礎(chǔ)上采用了可折疊雙懸臂、輪組跨度可變結(jié)構(gòu),可用于隧道、橋面、路面等多種作業(yè)環(huán)境施工,適應(yīng)性好。

(3)采用輪胎走行方式,鏈輪傳動(dòng),結(jié)構(gòu)緊湊,配用多種專用吊具實(shí)現(xiàn)無砟軌道施工,作業(yè)效率高,作業(yè)范圍廣。

(4)可兼顧作業(yè)面上其他吊重作業(yè),實(shí)現(xiàn)工作面多種物流倒運(yùn),拓展功能多,簡化了無砟軌道的施工組織。

5 結(jié)論與應(yīng)用

為滿足無砟軌道施工組織的要求,該設(shè)備經(jīng)過多次專家的評(píng)審,對(duì)具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)(圖2),設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)滿足設(shè)計(jì)和使用要求，在武廣高速鐵路無砟軌道的施工中得到了廣泛的應(yīng)用,使用性能良好。正是該設(shè)備的成功研制,目前在其他高速鐵路干線無砟軌道的施工中,同類設(shè)備得到了大量的推廣和使用。該設(shè)備的成功研制對(duì)我國高速鐵路無砟軌道的施工具有重要的意義。

圖2 樣機(jī)工業(yè)性試驗(yàn)

[1]張質(zhì)文.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊[M].北京：中國鐵道部出版社,1998.

[2]王文斌.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(1～5卷)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[3]唐經(jīng)世.工程機(jī)械底盤學(xué)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2002.

[4]GB50017—2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5]GB3811—83，起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6]JB5663.2—91，電動(dòng)葫蘆門式起重機(jī)技術(shù)條件[S].