換軌小車的技術革新

劉 磊

（濟南局集團公司 濟南工務機械段 工程師 山東 濟南 250022）

0 前言

目前，我國鐵路無縫線路換軌大多采用的是人工撥軌式換軌和利用換軌小車拉軌式換軌兩種方式，而這兩種換軌方式各有利弊，人工換軌作業多出現在北方各鐵路局，具有施工時無機械車進入區間，封鎖命令下達后即可開始拆除既有鋼軌，開通線路不用等待機械車返回車站等特點，但是該作業方式存在使用勞力多、勞動強度大、作業人員人身安全風險高等缺陷。隨著勞動力成本和鐵路對安全生產要求的不斷上升，人工換軌已不適應鐵路的發展要求。

換軌小車拉軌式換軌,在施工過程中可以減少施工單位在施工過程中人力的投入,因而能在一定程度上降低生產成本。該車由撥入長軌小車和撥出短軌小車組成，作業時由軌道車牽引，撥入長軌小車在前，撥出短軌小車在后，兩小車之間用鋼絲繩連掛。平時換軌小車放在平板車上，作業時由平板車上卸下，作業完畢再回放到平板車上，由軌道車回送到換軌隊宿營地。該設備結構簡單,操作方便，只要把新舊軌撥到小車上,依靠軌道車牽引動力即可進行換軌作業。換軌小車的使用使換軌施工機械化程度進一步提高,在最繁重的人工撥軌工作中實現了機械化。本文作者在換軌施工中，不斷摸索，總結并提出了對換軌小車進行改進的幾點革新建議，付諸實施后降低了設備故障率，提高了生產效率。現就這些改進建議的提出、特點及實施方法、初步效果分別作如下介紹。

1 換軌小車去膠皮裝置

1.1 裝置設計初衷 鋼軌和軌枕間墊有橡膠墊，由于長時間風吹日曬，舊軌下的橡膠墊在更換時已經老化，部分已與鋼軌粘連在一起。這樣會造成換軌小車在作業過程中產生振動，速度降低，嚴重影響換軌小車的拉軌效率。另外，在舊軌回收中，如果不對橡膠墊進行清理，舊軌順入道心后就會不平，這樣不僅增加了收軌作業的難度而且還產生了安全隱患。為了提高換軌小車作業效率，更好地保障收軌作業，減少安全隱患，我們設計了一種去膠皮裝置。

1.2 裝置設計原理及使用效果 該裝置直接安裝在換軌小車舊軌輸送小車上，在鋼軌輸送通道下側設置一刮膠皮擋鐵，通過連接桿與腳踏板連接，中間加一鉸支點，形成杠桿型式，該擋鐵常態位置在鋼軌下部（不影響走軌），可進行上下升降，當鋼軌下部出現粘連膠皮時，跟小車人員用腳踩下腳踏板，擋鐵升起，膠皮就被刮掉。舊軌小車兩側各設置一個去膠皮裝置，結構簡單，操作方便。

通過安裝去膠皮裝置，換軌小車整體功能進一步完善，現場作業人員再也不用擔心因清理舊軌膠皮造成的擠手、軋腳等人身傷害事故，提高了換軌施工的安全系數及作業效率。

2 換軌小車更換鋼軌自動轉換裝置

在換軌施工中，所更換的鋼軌以60#為主，有時也進行50#鋼軌的更換。在這個過程中需要對換軌小車進行改造。往年的施工都是根據施工計劃提前將換軌小車改造好。由更換60#軌改成更換50#軌主要是將換軌小車各個支撐平輪通過加墊和補焊抬高一定高度，達到相關尺寸要求。這樣雖然能解決問題但增加了設備維修和改造成本，而且操作起來比較復雜，車輛一般在施工現場，修理起來困難重重。

經過現場測算、分析，設計出一種簡便易操作的50#換60#轉換裝置，基本原理就是將平輪軸的軸端和槽接觸的一段做成方型，其中左右兩個面起定位作用，在上下兩個面中的其中一個上焊一個凸塊，凸塊高度和換50#軌到換60#軌時平輪墊高高度一致，當更換50#軌時，將帶有凸塊的一面朝下；當更換60#軌時，將帶有凸塊的一面朝上即可。這樣即起到了定位作用，又起到了墊高作用(改進后的換軌小車滾輪及滾輪軸如圖1所示)。

圖1 換軌小車滾輪及滾輪軸（改進后）

經過改造后的小車，操作程序簡化，簡單易行。小車操作人員用幾分鐘就可以辦理，省時、省工、省力，維修成本和人力成本均大大降低。

3 新舊軌小車連接板的改造

3.1 改造原因 兩換軌小車（新軌、舊軌）在平板車上存放時，為防止車輛運行引起的兩小車間的相對運動，我們為換軌小車設計了連接板。連接板兩端用銷子和小車連接，避免了因兩車相對運動引起的碰撞。當進入施工現場，小車需要上下平車時，連接板同時起到牽引作用。

我們最初采用的連接板模式（見圖2），使用一段時間后，我們發現該連接板故障率非常高，主要故障形式是因受彎曲應力造成的連接板彎曲變形。該故障發生后，連接板兩側的定位孔不在一個平面上，無法穿銷，起不到連接作用。而且一旦連接板彎曲變形超過一定限度，該連接板必須更換。

圖2 改進前換軌小車連接板示意圖

3.2 實施方案及效益 我們研制了新型連接板，該連接板由兩塊板組成，中間由轉動副連接。該機構不僅起到連接作用，而且消除了彎曲應力造成的破壞，降低了故障率，節約了成本，提高了工作效率（改進后的換軌小車連接板如圖3所示）。

圖3 改進后換軌小車連接板示意圖

4 結論與展望

1）結合現場實際開展技術革新很有必要。 隨著我國鐵路建設的跨越式發展,鐵路運輸逐步向高速度、大運量、高密度方向發展,要求線路盡快加強軌道結構,主要干線均需換鋪無縫線路,換軌施工的技術標準及工藝水平的高低直接影響著車輛運行的安全和舒適度，始終做到規范的施工流程,不斷深化改進和優化施工工藝對鐵路新時代高速發展有著至關重要的作用。

在換軌大修施工逐步步入機械化的進程中，對設備的改造和革新至關重要。濟南工務機械段換軌車間對換軌小車進行了一系列的技術革新，實踐證明這些技術革新提高了作業效率，降低了安全風險和設備故障率，減少了用工，增加經濟效益。

2）后續展望。我國鐵路運營里程已突破12 萬公里，每年無縫線路鋼軌更換數量在不斷增長，使用換軌小車進行換軌作業在鐵路系統雖然已得到了廣泛應用,但是換軌小車換軌還存在以下弊端：首先，換軌小車不自帶動力，需要軌道車牽引作業；其次，小車后還需要跟隨作業人員使用撬棍進行新軌入槽等輔助作業，存在人身安全問題，而且更換的新軌由于受到人為外力擾動容易出現鋼軌不平順和毛細裂紋，降低了換軌質量；再次，由于換軌小車托架平板車的存在，阻礙了起點氣壓焊的施工組織，嚴重影響線路正點開通；最后，由于換軌小車自重小，曲線作業時存在脫線風險。因此，利用換軌小車作業也存在局限性，換軌施工現場對于低強度、高效率、高自動化的新型快速換軌設備的需求非常迫切。