CDC-16道岔搗固車大臂晃動原因分析及預防措施制訂

朱克茂

中國鐵路青藏集團有限公司西寧工務機械段 青海西寧 810000

DC-16道岔搗固車由于其特殊的車體結構，具有結構復雜、作業時動作多、操作繁瑣等特點。正是由于其特殊的結構和作業模式，使得長時間使用過中各滑動部件之間的摩擦間隙增大；以及軸承、平墊等磨損導致的部件結構之間的間隙增大等都會使得搗固時差生較大的晃動。

1 磨損基本概念

磨損是零部件失效的一種基本類型。通常意義上來講，磨損是指零部件幾何尺寸（體積）變小。

1.1 磨損的分類

按照表面破壞機理特征，磨損可以分為磨料磨損、粘著磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損和微動磨損等。前三種是磨損的基本類型，后兩種只在某些特定條件下才會發生。

磨料磨損：物體表面與硬質顆?；蛴操|凸出物（包括硬金屬）相互摩擦引起表面材料損失。

粘著磨損：摩擦副相對運動時，由于固相焊合作用的結果，造成接觸面金屬損耗。

表面疲勞磨損：兩接觸表面在交變接觸壓應力的作用下，材料表面因疲勞而產生物質損失。

腐蝕磨損：零件表面在摩擦的過程中，表面金屬與周圍介質發生化學或電化學反應，因而出現的物質損失。

微動磨損：兩接觸表面間沒有宏觀相對運動，但在外界變動負荷影響下，有小振幅的相對振動（小于100μm），此時接觸表面間產生大量的微小氧化物磨損粉末，因此造成的磨損稱為微動磨損。

1.2 影響磨損的因素

1.2.1 材料性能

鋼中的非塑性夾雜物等冶金缺陷，對疲勞磨損有嚴重的影響。如鋼中的氮化物、氧化物、硅酸鹽等帶棱角的質點，在受力過程中，其變形不能與基體協調而形成空隙，構成應力集中源，在交變應力作用下出現裂紋并擴展，最后導致疲勞磨損早期出現。因此，選擇含有害夾雜物少的鋼（如軸承常用凈化鋼），對提高摩擦副抗疲勞磨損能力有著重要意義。

1.2.2 硬度

一般情況下，材料抗疲勞磨損能力隨表面硬度的增加而增強，而表面硬度一旦越過一定值，則情況相反。

鋼的芯部硬度對抗疲勞磨損有一定影響，在外載荷一定的條件下，芯部硬度越高，產生疲勞裂紋的危險性就越小。因此，對于滲碳鋼應合理地提高其芯部硬度，但也不能無限地提高，否則韌性太低也容易產生裂紋。此外，鋼的硬化層厚度也對抗疲勞磨損能力有影響，硬化層太薄時，疲勞裂紋將出現在硬化層與基體的連接處而易形成表面剝落。因此，選擇硬化層厚度時，應使疲勞裂紋產生在硬化層內，以提高抗疲勞磨損能力。[1]

1.2.3 表面粗糙度

在接觸應力一定的條件下，表面粗糙度值越小，抗疲勞磨損能力越高；當表面粗糙度值小到一定值后，對抗疲勞磨損能力的影響減小。如果觸應力太大，則無論表面粗糙度值多么小，其抗疲勞磨損能力都低。此外，若零件表面硬度越高，其表面粗糙度值也就應越小，否則會降低抗疲勞磨損能力。

1.2.4 摩擦力

接觸表面的摩擦力對抗疲勞磨損有著重要的影響。摩擦力促進接觸疲勞過程的原因是：摩擦力作用使最大切應力位置趨于表面，增加了裂紋產生的可能性。此外，摩擦力所引起的拉應力會促使裂紋擴展加速。

1.2.5 潤滑

試驗表明：潤滑油的粘度越高，抗疲勞磨損能力也越高；在潤滑油中適當加入添加劑或固體潤滑劑，也能提高抗疲勞磨損能力；潤滑油的粘度隨壓力變化越大，其抗疲勞磨損能力也越大；潤滑油中含水量過多，對抗疲勞磨損能力影響也較大。

此外，接觸應力的大小、循環速度、表面處理工藝、潤滑油量等因素，對抗疲勞磨損也有較大影響。

由于大機的使用環境復雜，在使用的過程中，包括了磨料磨損、粘著磨損、腐蝕磨損、微動磨損等所有的磨損機理。

2 引起晃動主要有以下幾方面原因。

2.1 保養時大臂伸縮定位軸需要調整，如圖1

圖1

每個大臂上有7個調整片（上側3個、內側4個）。總共14個。

2.2 耐磨板之間磨損間隙增大引起的晃動，如圖2

圖2

耐磨板之間的摩擦主要產生在如圖的①、②、③、④四個部位。

2.3 固定大臂軸承的磨損引起的歡晃動，如圖3

圖3

由于長時間使用，在不同的溫度環境下，軸承產生的變形量不同，使得軸承與襯套間的間隙也不一樣，久而久之，軸承造成磨損，從而導致晃動增大。

2.4 大臂軸承孔內的襯套以及上下平墊的磨損引起的晃動，如圖4-5

圖4

圖5

2.5 搗固頭下插電流過大引起的晃動

3 解決晃動的措施

綜上，搗固頭晃動引起的因素很多，但主要由以上五種因素引起，要改善大臂的晃動，就需要從以上五個部分著手解決。

3.1 大臂伸縮定位軸引起的震動

在搗固時由于搗固頭的下插產生較大的震動，如果伸縮定位軸得不到良好的潤滑保養，時間長了將產生磨損，從而產生間隙，使得在搗固時產生的震動也越來越大，也加快了定位軸的磨損。因此可在大臂伸縮定位軸加裝潤滑油嘴及潤滑通道，每日施工完畢后對潤滑油嘴進行潤滑，減少定位軸的磨損，且在初期晃動較小情況下，定期調整定位軸基本可以消除晃動。因使用年限較長晃動較大的車，調整后會有一定改善，但不足以消除晃動，這就需要從以下四中情況來加以分析解決。[2]

3.2 耐磨板之間磨損間隙增大引起的晃動

大臂移動時主要在如圖（2）中的①、②、③、④四個部位產生摩擦。在這4個部位中，又以②、③接觸面磨損較為嚴重，所以在②、③接觸面上下均裝有耐磨板。在使用過程中，一方面由于長時間在不同的環境下作業，各部件的變形量會不一致會導致①、②接觸面的間隙增大；另一方面②、③接觸面的耐磨板磨損也導致②、③接觸面的間隙增大，④接觸面由于受到大臂向下的壓力以及工字梁自身的重量的下壓，會產生磨損，但不會產生間隙。①、④接觸面產生的磨損是不可修復的，我們只能對②、③接觸面加以改善?？梢杂袃煞N辦法：1.更換耐磨板，如果磨損量不大，更換新的耐磨板后就能消除②、③之間的間隙；2.如果磨損量較大，更換耐磨板后不足以消除間隙，在③接觸面處，在耐磨板與工字梁之間加裝一塊鐵板，大小與耐磨板相同，鐵板厚度視間隙的大小而定，一般會在1mm到2mm左右。通過這兩種方法，基本可以消除工字梁部分的間隙，從而減小大臂的晃動。

3.3 固定大臂軸承的引起的晃動

搗固車經過長時間的使用，有時外界環境十分惡劣，再則軸承的上端會受到雨水的侵蝕，從而使軸承受到破壞，如圖（3）。因此需定期更換軸承，建議定期更換磨損的大臂軸承。

3.4 大臂軸承孔內的襯套以及上下平墊的磨損引起的晃動

由于固定大臂的軸承受到破壞，受現場施工條件所限不能及時更換軸承，就會使襯套磨損加劇，使襯套與軸承之間產生間隙，從而引起大臂晃動，但由于更換襯套需將大臂移出才能取出襯套，工作量較大，建議結合CDC-16道岔搗固車每年年修更換磨損的大臂軸承。

平墊的磨損將直接導致大臂軸承處上下竄動，從而導致搗固時搗固框架產生較大的晃動，由于比例關系，在大臂軸承處產生較小的間隙，將直接導致搗固框架處較大的晃動。所以須在保養時檢查是發現平墊一旦有磨損，必須立即更換。

3.5 搗固頭下插電流較大引起的晃動

在現使用的搗固車中，搗固電流都經過了標定調整。但在現場使用過程中，常常因施工環境的不同需要增大搗固頭下插電流，如道床板結下插不到位，不同的軌枕要求的下插深度不同等等，在開啟電流增益達不到要求情況下，就需要增加下插電流。這樣就直接導致了搗固頭震動增大，從而引起搗固框架的晃動，也就引起大臂的晃動，因此電流不宜調得過大。

綜上所述，引起道岔搗固車大臂晃動的因素很多，需要有效的解決，不光平時的保養工作要做好，還要及時處理使用過程中出現的小的故障，避免將問題擴大引起更大的故障，再者，所以車輛出廠時的各參數指標都已經過調整校正，在使用過程中不宜隨意改變，以免影響到行車安全作業精度等。

4 結束語

道岔搗固車大臂晃動在長時間的使用過程中不可避免，但通過良好的保養和適時更換耐磨部件可以有效的解決大臂的晃動問題。使道岔搗固車作業時的舒適性、作業精度、行車安全性都得以提高。