一種車載式軌道除雪裝置

劉仕超

(呼和浩特鐵路局科研所,內(nèi)蒙古呼和浩特 010050)

一種車載式軌道除雪裝置

劉仕超

(呼和浩特鐵路局科研所,內(nèi)蒙古呼和浩特 010050)

一種車載式軌道除雪裝置,以東風(fēng)8B內(nèi)燃機車為載體,在不改變機車主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,裝配V型犁式鏟刀推雪,輔以刮、吹的方式快速清除線路積雪,從而有效解決被雪掩埋線路及時通車的問題,較傳統(tǒng)人工除雪模式,提高了作業(yè)效率、降低了勞動強度,具有很高的工程實際應(yīng)用價值。

鐵路運輸 機車 V型犁式 除雪

1 引言

內(nèi)蒙古地處我國北方地區(qū)，冬季降雪頻繁且降雪量大，降雪期一般在10月到第二年4月之間，連續(xù)的降雪會給當(dāng)?shù)氐蔫F路運輸造成不同程度的影響。2010年1月4日，受暴風(fēng)雪影響，導(dǎo)致呼和浩特鐵路局有13趟直通列車晚點，鐵路運輸中斷。其中因雪災(zāi)被困的1814次列車1400多乘客需就近安置；1820次列車上800多名旅客被困，停在正鑲白旗附近，延誤12小時后，直到當(dāng)天18時才恢復(fù)運行。如何快速地清除鐵道線路上的積雪，保證鐵路正點安全運行，成為北方地區(qū)冬季急需解決的問題。

2 研究方案

經(jīng)調(diào)研分析，決定采用在機車前加裝V型犁式除雪裝置推雪，輔以刮、吹的方式，快速清除線路上的積雪，以達及時通車的目的，其系統(tǒng)組成如圖1所示。

系統(tǒng)各模塊功能簡介：

V型犁式除雪鏟：通過連接支撐裝置加裝在機車前端，犁體下端距軌面25～30mm，在車載式軌道除雪作業(yè)過程中，將距軌面25～30mm以上的積雪排到線路兩側(cè)。

刮雪裝置：加裝在連接支撐裝置上，用于清除距軌面25～30mm以下的積雪。

吹雪裝置：線路上的積雪經(jīng)V型犁式除雪鏟和刮雪裝置清除后，仍有部分殘留，加裝在連接支撐裝置上吹雪裝置用于清除軌面殘留積雪以露出軌面，提高除雪效果。

支撐連接裝置：實現(xiàn)V型犁式除雪鏟和機車的可靠連接及除雪作業(yè)過程中力的有效傳遞。

車載式軌道除雪裝置設(shè)計參數(shù)：

除雪寬度 3000mm

除雪厚度(距軌面) 500mm

作業(yè)速度 10km/h

適用范圍 未經(jīng)壓實的新降雪

圖1 車載式軌道除雪裝置系統(tǒng)組成

圖2 車載式軌道除雪裝置裝配效果圖

3 車載式軌道除雪裝置整體結(jié)構(gòu)

根據(jù)研究方案，結(jié)合東風(fēng)8B內(nèi)燃機車結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計了車載式軌道除雪裝置，主要由V型除雪犁體、支撐連接裝置、刮雪裝置、吹雪裝置四部分組成，其中支撐連接裝置包括下支撐梁、上連接裝置和連接架三部分，加裝在機車上的效果如圖2所示。

下支撐梁：連接機車排障器下彎梁與連接架下端的裝置，是傳遞除雪裝置自重及除雪過程中作用力的主要部件之一，不裝配除雪犁體時，可作為機車排障器中的可調(diào)下梁使用。

上連接裝置：連接機車排障器端部圍板與連接架上端的裝置，是傳遞除雪裝置自重及除雪過程中作用力的另一部件，可調(diào)拉桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計在裝配過程中可實現(xiàn)除雪犁體的姿態(tài)調(diào)整。

V型除雪犁體：清除線路積雪的主要部件，基于農(nóng)業(yè)耕地犁體曲面設(shè)計的V型除雪犁體能有效降低除雪作業(yè)過程中的阻力，利于積雪向線路兩側(cè)的排放，距離軌面25～30mm的結(jié)構(gòu)設(shè)計在提高除雪效果的同時也確保鋼軌不被破壞。

連接架：連接V型除雪犁體與上、下連接支撐裝置的部件，也是刮雪、吹雪裝置的載體，緊湊可靠的結(jié)構(gòu)設(shè)計使得犁體在工作過程中保持穩(wěn)定的姿態(tài)。

刮雪裝置：借鑒機車掃石器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用異型橡膠塊刮除軌面經(jīng)V型雪犁推除后的殘留積雪，為吹雪工作的實施奠定基礎(chǔ)。

吹雪裝置：借用機車風(fēng)路，采用高壓風(fēng)刀的結(jié)構(gòu)形式將軌面經(jīng)刮雪裝置刮除后的殘留積雪排出以露出軌面，進一步提高除雪效果。

4 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點

4.1 關(guān)鍵技術(shù)

在不改變東風(fēng)8B內(nèi)燃機車主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，裝配V型犁式鏟刀推雪，由于犁體下端與軌面仍有一段距離，推后軌面仍有殘留積雪，輔以刮、吹裝置清除。雪犁曲面基于農(nóng)業(yè)耕地鏵式半螺旋型犁體曲面設(shè)計原理，有效降低除雪阻力，利于積雪向線路兩側(cè)的排放；犁體背面設(shè)有刮、吹裝置，清除推后殘留積雪以露出軌面，提高除雪效果；犁體與機車之間設(shè)連接架，實現(xiàn)力的合理有效傳遞。整個裝置要求結(jié)構(gòu)緊湊，工作安全可靠，加裝方便快捷。

4.2 技術(shù)創(chuàng)新點

(1)以機車改動量最小為原則，只改造機車排障器部分結(jié)構(gòu)實現(xiàn)除雪裝置與機車的可靠連接。

(2)基于農(nóng)業(yè)耕地半螺旋型犁體曲面原理設(shè)計的除雪犁體，除雪阻力小，排雪順暢，消耗機車功率小。

(3)“推+刮+吹”的除雪模式，除雪效果好，較現(xiàn)有人工除雪作業(yè)效率顯著提高，有效解決雪害線路及時通車問題。

(4)與國內(nèi)外現(xiàn)有除雪機械相比，具有成本低，機動性強等特點。

5 結(jié)語

基于近年來氣候的變化多端，尤其是冬季雪災(zāi)的一次次上演，給鐵路交通和接觸網(wǎng)供電設(shè)備造成了不便和破壞。由于大雪封鎖了鐵道線路，極易造成列車晚點、線路堵塞，嚴重影響了鐵路正常的運輸秩序。發(fā)生鐵路線路雪災(zāi)的路段必須迅速及時的清除積雪，傳統(tǒng)的人工除雪的方式，費時費力且工作效率低，除雪效果不好，不符合當(dāng)今鐵路高效運營現(xiàn)狀。呼和浩特鐵路局地處內(nèi)蒙古高原地區(qū)，是一個積雪廣布、雪災(zāi)多發(fā)的地區(qū)，穩(wěn)定季節(jié)性積雪約占420km×104km，每年冬季降雪發(fā)生的時間比較早，而且大部分地區(qū)都屬于穩(wěn)定積雪區(qū)。京包線、包蘭線和集二線都曾經(jīng)因為降雪的緣故造成了列車的晚點和停運現(xiàn)象的發(fā)生，直接經(jīng)濟損失巨大。

車載式軌道除雪裝置以東風(fēng)8B內(nèi)燃機車為載體，適用于未開通電氣化線路，“推+刮+吹”的除雪模式，結(jié)構(gòu)相對簡單，投入成本低，對于清除線路上新降積雪有良好的效果。較傳統(tǒng)人工除雪模式，提高了作業(yè)效率、降低了勞動強度，能有效解決積雪覆蓋線路及時通車的問題，具有很高的工程實際應(yīng)用價值。