軌道螺栓長效防腐脂涂覆裝置的研究與設計

郭宏偉

摘 要：本文通過對目前軌枕螺栓長效防腐脂涂覆方式的分析，本文提出了一種軌道螺栓長效防腐脂涂覆裝置的設計方案，設計的涂覆裝置具有自動涂覆功能，為實現軌枕螺栓涂覆工作的自動化提供了技術支持。

關鍵詞：軌枕螺栓；軌道螺栓長效防腐脂；涂覆裝置

中圖分類號：U213 文獻標志碼：A

0 引言

鐵路軌枕螺栓是鐵路軌道扣件的重要組成部分之一，由于其長期暴露在大氣中，經受風吹雨淋，霜凍雪埋等循環性氣候變化，容易氧化銹蝕。螺栓銹蝕輕則使螺栓銹死，影響軌距調整和軌道水平找正等養路作業；重則使螺栓根部腐蝕折斷，影響行車安全。因此，為了保證運輸安全，應根據軌枕螺栓銹蝕的變化規律，有計劃地對軌枕螺栓進行防銹蝕處理。

目前，實用性較好、能有效防止軌道螺栓銹蝕的方法是軌枕螺栓表面涂覆軌道螺栓長效防腐脂。軌道螺栓長效防腐脂是鐵路軌枕螺栓的專用防腐產品，具有良好的防腐性、防銹抗水沖淋性、熱附著性、低揮發性、抗鹽霧性及耐寒密封性，并兼有良好的潤滑性和特定的抗微動磨損性，耐酸、堿性。

但是，現有的軌道螺栓長效防腐脂涂覆作業方式主要采用手工涂覆或簡單機具涂覆，不僅勞動強度大，而且效率低、涂覆效果差。為了解決此問題，本文提出了軌道螺栓長效防腐脂涂覆裝置的設計方案，為提高軌道螺栓長效防腐脂的涂覆作業效率，降低作業強度提供了技術支持。

1 涂覆裝置的組成及結構設計

通過對《鐵路線路維修規則》中螺栓涂油作業要點，以及軌枕螺栓布置情況的分析可知，由于軌枕螺栓位于單股軌道的兩側，為了保證涂覆位置準確和現場涂覆作業良好的操控性能，涂覆裝置應能在單股軌道上平穩走行。根據涂覆裝置現場使用環境可知，涂覆裝置應屬于戶外作業設備，而且經常與鋼軌接觸不可避免地與鋼軌發生碰撞，涂覆裝置應具有一定的強度和較長的使用壽命。涂覆裝置的結構設計為手推式并且能夠在單股鋼軌上行走的小車，其結構如圖1所示。

從圖1 可以看出，整個涂覆裝置分為儲料單元、輸油單元、控制單元和供電電源四大部分。儲料單元的功能是存儲涂覆作業所需的軌道螺栓長效防腐脂。輸油單元的功能是通過直流電機驅動液壓齒輪泵進行輸油作業。控制單元的功能是對整個涂覆裝置的作業過程進行控制。供電電源的功能是對涂覆裝置進行供電，涂覆裝置是在戶外使用，而且使用過程中均處于移動狀態，在滿足供電容量需求的情況下要保證供電裝置的便攜性和輕便性，因此采用鋰電池作為涂覆裝置的供電電源。

2 涂覆裝置的工作原理

圖2為涂覆裝置的工作原理圖，涂覆裝置的工作原理是首先向儲料單元加注軌道螺栓長效防腐脂，開啟涂覆裝置的總控開關，啟動液壓泵，當涂覆裝置的檢測機構檢測到軌枕螺栓時，噴嘴電磁閥自動開啟進行涂覆作業。

從工作原理圖可以看出，為保證涂覆過程的連續性，在噴嘴電磁閥進油口設置蓄能器，蓄能器能夠存儲一定體積的軌道螺栓長效防腐脂，在涂覆裝置需要時釋放一定量的軌枕螺栓長效防腐脂。為保證液壓泵的使用壽命，在輸油管路上設置卸荷電磁閥和壓力繼電器，當輸油管路達到設定工作壓力時，壓力繼電器啟動，同時開啟卸荷電磁閥，使液壓泵卸荷。為防止整個輸油工作壓力過載，在輸油管路上設置溢流閥，該閥是常閉的，當閥前壓力不超過設置的預調極限時，此閥關閉。當閥前壓力超過此極限值時，閥門打開使輸油管路卸荷。

3 涂覆裝置控制功能的設計

涂覆裝置的控制單元采用無觸點式電子開關對電磁閥的導通和關閉進行控制，采用電壓電流表對涂覆裝置的工作參數進行實時顯示，便于涂覆專業人員對涂覆裝置的狀態進行監控，圖3為涂覆裝置的控制原理圖。

從涂覆裝置控制原理圖可以看出，控制的器件為固態繼電器和壓力繼電器，檢測元件為光電開關，執行元件為直流電機、液壓泵和電磁閥。涂覆裝置控制功能的原理是：首先開啟總控開關QF，同時開啟液壓泵控制開關QF1，當光電開關檢測到軌枕螺栓時，光電開關觸點閉合，噴嘴電磁閥K1和K2同時開啟進行涂覆作業。當檢測元件完全通過軌枕螺栓時，光電開關觸點斷開，噴嘴電磁閥K1和K2同時關閉，涂覆作業完成。壓力繼電器S1的功能是控制卸荷電磁閥K3的開啟和關閉，當輸油管道工作壓力達到設定值時，壓力繼電器觸點閉合，卸荷電磁閥K3開啟，使液壓泵卸荷。

4 現場試驗

研制的軌道螺栓長效防腐脂涂覆裝置在沈陽鐵路局山海關工務段進行了現場使用，現場試驗證明該裝置機械結構穩定能夠平滑地在軌面上行走，在涂覆過程中，噴涂流量穩定無堵塞，涂覆位置準確。利用涂覆裝置進行涂覆作業后的涂覆效果如圖4所示。

結語

本文分析了軌道螺栓長效防腐脂的涂覆作業流程以及目前涂覆方式存在的弊端，設計了軌道螺栓長效防腐脂涂覆裝置的結構和工作原理，研制的軌道螺栓長效防腐脂涂覆裝置現場試用效果良好，并通過了沈陽鐵路局技術評審，該裝置提高了軌枕螺栓的涂覆效率，降低涂覆作業強度，對降低鐵路運營成本，保證鐵路運輸安全具有重要意義。

參考文獻

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