CDC-16道岔搗固車大臂晃動(dòng)原因分析及預(yù)防措施制訂

朱克茂

中國鐵路青藏集團(tuán)有限公司西寧工務(wù)機(jī)械段 青海西寧 810000

DC-16道岔搗固車由于其特殊的車體結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、作業(yè)時(shí)動(dòng)作多、操作繁瑣等特點(diǎn)。正是由于其特殊的結(jié)構(gòu)和作業(yè)模式，使得長(zhǎng)時(shí)間使用過中各滑動(dòng)部件之間的摩擦間隙增大；以及軸承、平墊等磨損導(dǎo)致的部件結(jié)構(gòu)之間的間隙增大等都會(huì)使得搗固時(shí)差生較大的晃動(dòng)。

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(jī)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(dòng)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(huì)發(fā)生。

磨料磨損：物體表面與硬質(zhì)顆粒或硬質(zhì)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(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于固相焊合作用的結(jié)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(yīng)力的作用下，材料表面因疲勞而產(chǎn)生物質(zhì)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(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，因而出現(xiàn)的物質(zhì)損失。

微動(dòng)磨損：兩接觸表面間沒有宏觀相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但在外界變動(dòng)負(fù)荷影響下，有小振幅的相對(duì)振動(dòng)（小于100μm），此時(shí)接觸表面間產(chǎn)生大量的微小氧化物磨損粉末，因此造成的磨損稱為微動(dòng)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(duì)疲勞磨損有嚴(yán)重的影響。如鋼中的氮化物、氧化物、硅酸鹽等帶棱角的質(zhì)點(diǎn)，在受力過程中，其變形不能與基體協(xié)調(diào)而形成空隙，構(gòu)成應(yīng)力集中源，在交變應(yīng)力作用下出現(xiàn)裂紋并擴(kuò)展，最后導(dǎo)致疲勞磨損早期出現(xiàn)。因此，選擇含有害夾雜物少的鋼（如軸承常用凈化鋼），對(duì)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(qiáng)，而表面硬度一旦越過一定值，則情況相反。

鋼的芯部硬度對(duì)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(chǎn)生疲勞裂紋的危險(xiǎn)性就越小。因此，對(duì)于滲碳鋼應(yīng)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(chǎn)生裂紋。此外，鋼的硬化層厚度也對(duì)抗疲勞磨損能力有影響，硬化層太薄時(shí)，疲勞裂紋將出現(xiàn)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(shí)，應(yīng)使疲勞裂紋產(chǎn)生在硬化層內(nèi)，以提高抗疲勞磨損能力。[1]

1.2.3 表面粗糙度

在接觸應(yīng)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(dāng)表面粗糙度值小到一定值后，對(duì)抗疲勞磨損能力的影響減小。如果觸應(yīng)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(yīng)越小，否則會(huì)降低抗疲勞磨損能力。

1.2.4 摩擦力

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

1.2.5 潤(rùn)滑

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

此外，接觸應(yīng)力的大小、循環(huán)速度、表面處理工藝、潤(rùn)滑油量等因素，對(duì)抗疲勞磨損也有較大影響。

由于大機(jī)的使用環(huán)境復(fù)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(dòng)磨損等所有的磨損機(jī)理。

2 引起晃動(dòng)主要有以下幾方面原因。

2.1 保養(yǎng)時(shí)大臂伸縮定位軸需要調(diào)整，如圖1

圖1

每個(gè)大臂上有7個(gè)調(diào)整片（上側(cè)3個(gè)、內(nèi)側(cè)4個(gè)）。總共14個(gè)。

2.2 耐磨板之間磨損間隙增大引起的晃動(dòng)，如圖2

圖2

耐磨板之間的摩擦主要產(chǎn)生在如圖的①、②、③、④四個(gè)部位。

2.3 固定大臂軸承的磨損引起的歡晃動(dòng)，如圖3

圖3

由于長(zhǎng)時(shí)間使用，在不同的溫度環(huán)境下，軸承產(chǎn)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(dǎo)致晃動(dòng)增大。

2.4 大臂軸承孔內(nèi)的襯套以及上下平墊的磨損引起的晃動(dòng)，如圖4-5

圖4

圖5

2.5 搗固頭下插電流過大引起的晃動(dòng)

3 解決晃動(dòng)的措施

綜上，搗固頭晃動(dòng)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(dòng)，就需要從以上五個(gè)部分著手解決。

3.1 大臂伸縮定位軸引起的震動(dòng)

在搗固時(shí)由于搗固頭的下插產(chǎn)生較大的震動(dòng)，如果伸縮定位軸得不到良好的潤(rùn)滑保養(yǎng)，時(shí)間長(zhǎng)了將產(chǎn)生磨損，從而產(chǎn)生間隙，使得在搗固時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)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(rùn)滑油嘴及潤(rùn)滑通道，每日施工完畢后對(duì)潤(rùn)滑油嘴進(jìn)行潤(rùn)滑，減少定位軸的磨損，且在初期晃動(dòng)較小情況下，定期調(diào)整定位軸基本可以消除晃動(dòng)。因使用年限較長(zhǎng)晃動(dòng)較大的車，調(diào)整后會(huì)有一定改善，但不足以消除晃動(dòng)，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(dòng)

大臂移動(dòng)時(shí)主要在如圖（2）中的①、②、③、④四個(gè)部位產(chǎn)生摩擦。在這4個(gè)部位中，又以②、③接觸面磨損較為嚴(yán)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(zhǎng)時(shí)間在不同的環(huán)境下作業(yè)，各部件的變形量會(huì)不一致會(huì)導(dǎo)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(dǎo)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(huì)產(chǎn)生磨損，但不會(huì)產(chǎn)生間隙。①、④接觸面產(chǎn)生的磨損是不可修復(fù)的，我們只能對(duì)②、③接觸面加以改善。可以有兩種辦法：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(huì)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(dòng)。

3.3 固定大臂軸承的引起的晃動(dòng)

搗固車經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用，有時(shí)外界環(huán)境十分惡劣，再則軸承的上端會(huì)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(nèi)的襯套以及上下平墊的磨損引起的晃動(dòng)

由于固定大臂的軸承受到破壞，受現(xiàn)場(chǎng)施工條件所限不能及時(shí)更換軸承，就會(huì)使襯套磨損加劇，使襯套與軸承之間產(chǎn)生間隙，從而引起大臂晃動(dòng)，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(jié)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(dǎo)致大臂軸承處上下竄動(dòng)，從而導(dǎo)致?lián)v固時(shí)搗固框架產(chǎn)生較大的晃動(dòng)，由于比例關(guān)系，在大臂軸承處產(chǎn)生較小的間隙，將直接導(dǎo)致?lián)v固框架處較大的晃動(dòng)。所以須在保養(yǎng)時(shí)檢查是發(fā)現(xiàn)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(dòng)

在現(xiàn)使用的搗固車中，搗固電流都經(jīng)過了標(biāo)定調(diào)整。但在現(xiàn)場(chǎng)使用過程中，常常因施工環(huán)境的不同需要增大搗固頭下插電流，如道床板結(jié)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(dá)不到要求情況下，就需要增加下插電流。這樣就直接導(dǎo)致了搗固頭震動(dòng)增大，從而引起搗固框架的晃動(dòng)，也就引起大臂的晃動(dòng)，因此電流不宜調(diào)得過大。

綜上所述，引起道岔搗固車大臂晃動(dòng)的因素很多，需要有效的解決，不光平時(shí)的保養(yǎng)工作要做好，還要及時(shí)處理使用過程中出現(xiàn)的小的故障，避免將問題擴(kuò)大引起更大的故障，再者，所以車輛出廠時(shí)的各參數(shù)指標(biāo)都已經(jīng)過調(diào)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(yè)精度等。

4 結(jié)束語

道岔搗固車大臂晃動(dòng)在長(zhǎng)時(shí)間的使用過程中不可避免，但通過良好的保養(yǎng)和適時(shí)更換耐磨部件可以有效的解決大臂的晃動(dòng)問題。使道岔搗固車作業(yè)時(shí)的舒適性、作業(yè)精度、行車安全性都得以提高。