淬火長軌運輸防翻裝置的研制與應(yīng)用

樊文優(yōu)

(呼和浩特鐵路局 工務(wù)機(jī)械段，呼和浩特 010050)

1 淬火長軌運輸概況

T11A型500 m長軌運輸列車是鐵路鋪換無縫線路所必須的長軌運輸設(shè)備，每輛裝軌車上安裝3組裝軌架，每組裝軌架上安裝4層橫梁，每根橫梁上的兩側(cè)交錯分布著14個托輥。長軌裝在每層橫梁的托輥上，橫向排列，縱向延伸，中部鎖定，兩端自由伸縮，裝載60 kg/m的500 m長軌每層可裝14根，4層共56根，可通過的最小曲線半徑為300 m，最高運行速度90 km/h。在運輸淬火長軌時，列車側(cè)向通過12號及以下道岔或進(jìn)入半徑為800 m及以下曲線時，淬火長軌在鎖定梁裝置前后兩端自由區(qū)內(nèi)不能隨著列車的彎曲而彎曲，而產(chǎn)生橫向外移、互相撞擊，擠在一起，造成列車偏載，進(jìn)而向曲線內(nèi)側(cè)翻倒。曲線半徑越小，翻倒的長度越長;列車速度越快，翻倒的數(shù)量越多，甚至?xí)敂嗌蠈訖M梁，引起上層長軌塌陷，堆壓在一起，危及行車安全。長軌翻倒也給卸軌作業(yè)造成困難，而且卸下的長軌由于擠壓扭曲變形，增加了鋪換難度，延長了作業(yè)封鎖時間，影響正常的行車運輸，同時導(dǎo)致各項費用增大，亟待解決。

2 淬火長軌運輸防翻裝置

T11A型500 m長軌運輸列車，在運輸未淬火長軌時，由于未淬火長軌內(nèi)部應(yīng)力均勻，當(dāng)列車側(cè)向通過小號碼道岔或進(jìn)入小半徑曲線時，長軌在鎖定梁前后兩端自由區(qū)內(nèi)依靠底面與托輥表面的摩擦阻力，長軌可隨著列車的彎曲而彎曲，不影響運輸?shù)恼＿M(jìn)行。

運輸淬火長軌列車側(cè)向通過小號碼道岔或進(jìn)入小半徑曲線時，由于淬火軌硬度高、剛度大，長軌難以依靠底面與托輥表面的摩擦力隨列車的彎曲而彎曲;由于淬火長軌滑動、碰撞而處于不穩(wěn)定狀態(tài)，會向曲線內(nèi)側(cè)翻倒。因此，保證淬火長軌運輸安全主要是控制長軌橫向位移，防止長軌翻轉(zhuǎn)。在長軌運輸列車上應(yīng)安裝防翻裝置，利用滾輪進(jìn)行軌條隔離，控制長軌位移，抵抗翻倒。

2.1 防翻裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計

用特制橫梁代替原裝軌架橫梁，既能保留原有橫梁的裝軌功能，也能安裝防翻輪，一梁兩用。特制橫梁按照原來裝軌橫梁的高度和長度，選用兩根14#槽鋼背向放置，留出防翻輪直徑寬度，中間用間隔板等距離相連，下焊鋼板，下面加裝護(hù)套，兩端連接采用原裝軌橫梁的結(jié)構(gòu)和尺寸，一端焊接轉(zhuǎn)套，另一端焊接軌頭，與兩側(cè)立柱的支承板進(jìn)行裝配，在槽鋼兩側(cè)焊接托輥支架，安裝托輥，裝載長軌，防翻梁示意見圖1。

根據(jù)防翻輪承受壓力大、轉(zhuǎn)速低的特點，設(shè)計成滾套式結(jié)構(gòu)，見圖2防翻輪示意圖。它由承載軸、定位套、滾動套、滾輪頭、固定板、鎖母、插銷等部件組成。安裝時，滾套輪從特制橫梁中間通過輪孔下插到下層長軌的每個軌頭之間，上端利用矩形定位板在特制橫梁底部固定，下端起到間隔防翻作用。拆卸時，將滾套輪提起旋轉(zhuǎn)90°，定位板架在特制橫梁的上部，輪體隱藏在特制橫梁中間，不用拆卸搬運。

為了允許長軌傾斜一定角度，釋放部分、減小長軌對防翻裝置的壓力和對車輛的作用力，在防翻輪的滾動頭下插位置與長軌底邊留有一定的距離。

圖1 防翻梁示意(單位:mm)

當(dāng)列車側(cè)向通過道岔或進(jìn)入曲線時，長軌傾斜，軌頭靠住滾動套，軌底滑動上移，當(dāng)長軌傾斜角度接近翻倒臨界角度的(臨界角度為44°～45°)一半時，滾輪頂住長軌底，控制長軌繼續(xù)傾斜，防止翻倒。

當(dāng)列車進(jìn)入直線時，長軌在自身重力的作用下，自動復(fù)位。同時由于長軌傾斜時軌底頂住防翻輪底部，產(chǎn)生向上的頂力，作用于橫梁，而橫梁上裝載的長軌重力向下，相互作用，保護(hù)橫梁。

為防止長軌底邊在列車伸縮時縱向鋸割滾動頭，在頭部設(shè)置水平滾輪。

為防止在定位套和滾動套之間發(fā)生端面摩擦，在定位套端面上留有滾道，在滾動套端面上留有窩坑，中間嵌入滾珠，進(jìn)行滾動摩擦。

為防止?jié)L動套表面“起刺”，影響滾套輪提起，滾動套外徑應(yīng)小于定位套外徑。

為了裝拆滾套輪方便，固定板定位銷設(shè)計成活絡(luò)銷。

特制橫梁受到長度的限制，只能安裝13個防翻輪，而每層裝軌14根，需要15個防翻輪，可以在兩側(cè)的立柱上加裝邊側(cè)防翻輪。

防翻輪是從特制橫梁中間插入至下層長軌之間，第2層橫梁對第1層長軌防翻，第3層橫梁對第2層長軌防翻，第4層橫梁對第3層長軌防翻，而第4層長軌上面沒有立柱和橫梁，需要加高立柱和增加特制橫梁，結(jié)構(gòu)和尺寸與下層相同，加高長度為400 mm。

2.2 防翻裝置的安裝

為了分散運輸過程中長軌位移、傾斜對裝軌架立柱的集中作用，4層特制橫梁不宜安裝在同一組立柱上，應(yīng)分散安裝。每組特制橫梁應(yīng)安裝在兩輛裝軌車上，每個臺車上方裝軌架上安裝一根特制橫梁。

應(yīng)安裝多組防翻裝置，裝置之間距離短。根據(jù)長軌長度設(shè)計為6組，鎖定梁裝置前后各3組，跨距為70～80 m。

2.3 防翻裝置特點

防翻裝置的優(yōu)點首先是借用承軌架立柱，制作特制橫梁，取代原有橫梁，一梁兩用，解決了單獨設(shè)置立柱與橫梁的占用空間的問題;其次是防翻輪與軌頭、軌底留有一定的距離，允許長軌傾斜一定的角度，減緩長軌對橫梁和立柱以至車輛的作用力，同時由于長軌傾斜時軌底頂住滾套輪底部，產(chǎn)生向上的頂力，作用于橫梁，而橫梁上裝載的長軌重力向下，受力抵銷，保護(hù)了橫梁;再次是防翻輪在裝拆時，只是上下提動，不用拆卸搬運，操作簡便，省時省力。

3 防翻裝置在長軌運輸列車上的應(yīng)用

1999年8月，原呼鐵工務(wù)大修段組織有關(guān)技術(shù)人員，開始研制防翻裝置，同年10月制作完畢，安裝在本段T11A型500 m長軌運輸列車上，在京包線小半徑曲線較多的呼集區(qū)間、集大區(qū)間運輸淬火長軌。在呼集區(qū)間，半徑500 m以下的曲線有11處，最小曲線半徑為385 m;在集大區(qū)間，曲線半徑500 m以下的有18處，最小曲線半徑為307 m。這些曲線多相鄰較近，幾乎形成連續(xù)曲線，有的組成正向曲線，有的組成反向曲線，曲線組合長度超過500 m，長軌運輸列車全長進(jìn)入小半徑曲線。區(qū)間運行速度為65 km/h，道岔側(cè)向通過速度為25 km/h。經(jīng)過反復(fù)運行試驗，不斷改進(jìn)運輸防翻裝置，性能日趨穩(wěn)定，淬火長軌翻倒問題得到有效控制，取得了良好的效果。特別在往太原運送淬火長軌時，長軌運輸列車進(jìn)入北同蒲線，300 m半徑左右的曲線很多，而且是連續(xù)反向曲線，在經(jīng)過寧武至原平區(qū)間時，翻越鳳凰山，限速 25 km/h，下山時坡度為21‰，而且在1 000 m左右的區(qū)段內(nèi)，由3處半徑為250 m的曲線組成“燈泡線”。500 m長軌的最大彎曲矢量達(dá)到115 m，防翻裝置承受了長軌的巨大反力，主體立柱和橫梁完好，只有部分防翻輪擠歪、損壞，防止淬火軌傾翻作用明顯。

圖2 防翻輪示意(單位:mm)

4 結(jié)語

淬火長軌防翻裝置具有較好的實用性和使用價值，基本上解決了淬火長軌的運輸難題，對保證呼局工務(wù)機(jī)械段的安全生產(chǎn)作用明顯，并具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］中華人民共和國鐵道部.鐵路技術(shù)管理規(guī)程［S］.北京:中國鐵道出版社，1999.

［2］童大塤.鐵路軌道［M］.北京:中國鐵道出版社，1990.

［3］中華人民共和國鐵道部.鐵路工務(wù)安全規(guī)則［M］.北京:中國鐵道出版社，1999.

［4］中華人民共和國鐵道部.大型養(yǎng)路機(jī)械使用管理規(guī)則［S］.北京:中國鐵道出版社，1998.