南美地區(qū)重載鐵路軌排鋪軌機(jī)的研究

文文??

摘要：南美地區(qū)鐵路采用美國AREMA標(biāo)準(zhǔn)的132RE重載鋼軌，國內(nèi)現(xiàn)有鋪軌設(shè)備無法滿足施工要求。本文研究的南美地區(qū)重載鐵路軌排鋪軌機(jī)，采用主機(jī)鋪設(shè)軌排，輔機(jī)運(yùn)送軌排，液壓換裝架換裝軌排的作業(yè)方式，機(jī)臂連續(xù)多級變化，滿足各種工況下的重心變化要求；吊軌扁擔(dān)采用四點(diǎn)起吊三點(diǎn)平衡原理以及起吊報(bào)警裝置的應(yīng)用，保證了施工的安全性；導(dǎo)軌回送機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了鋪軌作業(yè)的自動(dòng)化、智能化；整機(jī)運(yùn)輸方便快捷，進(jìn)一步提高了鋪軌機(jī)的性能。

關(guān)鍵詞：鋪軌機(jī)；南美地區(qū)；國鐵標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類號：TB文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2018.09.099

南美地區(qū)鐵路采用美國AREMA標(biāo)準(zhǔn)的132RE重載鋼軌，國內(nèi)現(xiàn)有鋪軌設(shè)備無法滿足施工要求，研究新的鋼軌更換和鋪設(shè)施工技術(shù)及其裝備迫在眉睫。南美地區(qū)重載鐵路軌排鋪軌機(jī)采用主機(jī)鋪設(shè)軌排，輔機(jī)運(yùn)送軌排，液壓換裝架換裝軌排的作業(yè)方式，能高效快捷地完成美國AREMA標(biāo)準(zhǔn)132RE重載鋼軌的鋪設(shè)施工作業(yè)。

1南美地區(qū)重載鐵路軌排鋪軌機(jī)主要結(jié)構(gòu)型式

南美地區(qū)重載鐵路軌排鋪軌機(jī)由主機(jī)、輔機(jī)和液壓換裝架三部分組成。

1.1車體設(shè)計(jì)

南美地區(qū)重載鐵路鋪軌機(jī)車體由三個(gè)縱橫向節(jié)段拼裝而成，每個(gè)節(jié)段均為焊接箱型結(jié)構(gòu)。各節(jié)段之間采用銷軸連接。為保證箱型結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，箱梁設(shè)有加強(qiáng)筋和隔板，并在箱梁內(nèi)部有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。

車體總成是鋪軌機(jī)的基礎(chǔ)承載結(jié)構(gòu)，為側(cè)梁、枕梁、牽引梁、端梁及各橫梁組焊的框架結(jié)構(gòu)，具有良好的剛性和強(qiáng)度。各梁均為四邊形箱形截面，由低合金結(jié)構(gòu)鋼鋼板焊接而成。側(cè)梁采用魚腹形變截面形式（主機(jī)、輔機(jī)側(cè)梁魚腹部位截面高度均為900mm），端梁配裝加寬型沖擊座，牽引梁內(nèi)裝標(biāo)準(zhǔn)13B（下作用）車鉤及MT-3型緩沖器。在主機(jī)車體總成1、2位端部設(shè)置有液壓支腿，用于改善鋪軌機(jī)作業(yè)時(shí)轉(zhuǎn)向架的受力狀態(tài)。主機(jī)車體總成兩側(cè)梁2位端配裝有12t平衡重鐵。

1.2走行裝置設(shè)計(jì)

五軸構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架是由從動(dòng)輪對、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、主動(dòng)輪對、旁承裝置、構(gòu)架組成、軸箱組成等構(gòu)成的有機(jī)整體。構(gòu)架組成是聯(lián)結(jié)各部件的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，由側(cè)梁、橫梁、心盤梁、加強(qiáng)梁等組焊而成。五軸構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架采用心盤牽引、旁承承載方式。心盤作為相對運(yùn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)中心，同時(shí)傳遞牽引力。上、下心盤間通過螺栓進(jìn)行聯(lián)結(jié)。旁承裝置為油浴式滑動(dòng)摩擦旁承，四點(diǎn)布置，橫向間距2280mm、縱向間距1250mm。借用DF4型內(nèi)燃機(jī)車旁承裝配之球頭、球頭座等部件。軸箱組成采用353130B緊湊型滾動(dòng)軸承，軸箱體采用承載鞍結(jié)構(gòu)、跨裝在滾動(dòng)軸承外圈上。軸箱彈簧為內(nèi)、外圓組合彈簧，并通過均衡梁確保各輪對承載均勻。軸箱組成采用導(dǎo)框定位方式，軸箱體與導(dǎo)框橫向間隙兩側(cè)之和為：1、5位16mm，2、3、4位30mm， 軸箱體與導(dǎo)框縱向間隙前后之和為：1、5位20mm，2、3、4位10mm。1位輪對左側(cè)軸箱體上可根據(jù)用戶要求加裝測速裝置，以便于對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。基礎(chǔ)制動(dòng)裝置采用1、2和4、5位輪對閘瓦踏面單側(cè)制動(dòng)方式，由制動(dòng)梁組成、中拉桿、下拉桿、杠桿和固定杠桿支點(diǎn)等構(gòu)成。

1.3制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

南美地區(qū)重載鐵路鋪軌機(jī)主機(jī)及輔機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)包括空氣制動(dòng)系統(tǒng)和手制動(dòng)裝置。空氣制動(dòng)系統(tǒng)采用JZ-7型空氣制動(dòng)機(jī)，由自動(dòng)制動(dòng)閥、單獨(dú)制動(dòng)閥、均衡風(fēng)缸、中繼閥、分配閥、空氣繼動(dòng)閥（作用閥）、制動(dòng)缸及總風(fēng)缸等組成。總風(fēng)缸壓力及容積可滿足在長大坡道上連續(xù)制動(dòng)的使用要求。手制動(dòng)裝置，主機(jī)安裝在四軸轉(zhuǎn)向架端；輔機(jī)安裝在五軸轉(zhuǎn)向架端，保證手制動(dòng)和空氣制動(dòng)分別使用時(shí)不產(chǎn)生相互干涉。

1.4機(jī)臂設(shè)計(jì)

南美地區(qū)重載鐵路鋪軌機(jī)機(jī)臂采用材料為Q345C的焊接箱形結(jié)構(gòu)梁，綜合DPK32和PG28的優(yōu)點(diǎn)，機(jī)臂全長較原兩種機(jī)型均短，全長為34.6米，由三個(gè)縱橫向節(jié)段拼裝而成，單節(jié)最大重量為10t（含其它不拆除的部件）。各節(jié)段之間采用接頭體通過銷軸連接。為保證箱型結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，箱梁設(shè)有加強(qiáng)筋和隔板，并在箱梁內(nèi)部有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。機(jī)臂中部開設(shè)立柱橫梁通過孔，尾部為起重小車牽引機(jī)構(gòu)。機(jī)臂是鋪軌機(jī)的主干結(jié)構(gòu)，縱貫鋪軌機(jī)主機(jī)。軌排鋪設(shè)時(shí)機(jī)臂起承受和傳遞載荷的作用。機(jī)臂采用變蓋板厚度鋼箱梁結(jié)構(gòu)，機(jī)臂下部安裝吊軌小車行車軌道。

1.5前后立柱設(shè)計(jì)

前支柱中心在前轉(zhuǎn)向架中心前方1米，前、后支柱相距10m，每組支柱由柱根、一級柱身、二級柱身、柱銷、升臂油缸、側(cè)梁及橫梁等組成門式結(jié)構(gòu)。側(cè)梁安裝在柱身上方，用以支承橫梁，橫梁與側(cè)梁通過螺栓連接。油缸為下爬式，油缸下部沿柱根向上爬行。支柱與車體通過栓接，在連接法蘭上設(shè)有剪力銷軸。支柱內(nèi)凈空滿足鋪設(shè)8層60kg/m鋼軌與Ⅲ型鋼筋混凝土枕組成的25米軌排的要求。

1.6液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

主機(jī)液壓系統(tǒng)用于控制機(jī)臂的升降、前后支腿的升縮及頂軌分軌機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。該系統(tǒng)由一臺(tái)15kw的電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)雙聯(lián)油泵供油，系統(tǒng)的額定壓力為20Mpa，機(jī)臂升降及支腿油缸的伸縮由手動(dòng)換向閥控制，頂軌分軌動(dòng)作由電磁閥控制。輔機(jī)（或軌排運(yùn)載平車）液壓系統(tǒng)用于控制封車裝置及頂軌分軌機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。該系統(tǒng)由一臺(tái)5.5kw的電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)油泵供油，系統(tǒng)的額定壓力為6Mpa，由電磁閥控制動(dòng)作的實(shí)施。

1.7電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電氣系統(tǒng)由柴油發(fā)電機(jī)組、直流牽引和交流電氣三大部分組成。直流牽引包括車輛走行控制、吊軌小車的運(yùn)行、軌排拖拉。交流電器用于控制吊軌（吊梁）起升、機(jī)臂的擺頭及油泵電機(jī)、空壓機(jī)電機(jī)的開啟與停止等。

吊軌小車拖拉、軌排拖拉采用無級調(diào)速，可實(shí)現(xiàn)重載慢速、空車快速，提高了工作效率。四個(gè)吊軌小車起升變頻電動(dòng)葫蘆可分別單動(dòng)與聯(lián)動(dòng)，最大限度地滿足了施工需要。鋪軌機(jī)作業(yè)所有動(dòng)作由司機(jī)室操作。

1.8起重小車設(shè)計(jì)