南美地區重載鐵路軌排鋪軌機的研究

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摘要：南美地區鐵路采用美國AREMA標準的132RE重載鋼軌，國內現有鋪軌設備無法滿足施工要求。本文研究的南美地區重載鐵路軌排鋪軌機，采用主機鋪設軌排，輔機運送軌排，液壓換裝架換裝軌排的作業方式，機臂連續多級變化，滿足各種工況下的重心變化要求；吊軌扁擔采用四點起吊三點平衡原理以及起吊報警裝置的應用，保證了施工的安全性；導軌回送機構實現了鋪軌作業的自動化、智能化；整機運輸方便快捷，進一步提高了鋪軌機的性能。

關鍵詞：鋪軌機；南美地區；國鐵標準

中圖分類號：TB文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2018.09.099

南美地區鐵路采用美國AREMA標準的132RE重載鋼軌，國內現有鋪軌設備無法滿足施工要求，研究新的鋼軌更換和鋪設施工技術及其裝備迫在眉睫。南美地區重載鐵路軌排鋪軌機采用主機鋪設軌排，輔機運送軌排，液壓換裝架換裝軌排的作業方式，能高效快捷地完成美國AREMA標準132RE重載鋼軌的鋪設施工作業。

1南美地區重載鐵路軌排鋪軌機主要結構型式

南美地區重載鐵路軌排鋪軌機由主機、輔機和液壓換裝架三部分組成。

1.1車體設計

南美地區重載鐵路鋪軌機車體由三個縱橫向節段拼裝而成，每個節段均為焊接箱型結構。各節段之間采用銷軸連接。為保證箱型結構的穩定性，箱梁設有加強筋和隔板，并在箱梁內部有加強結構。

車體總成是鋪軌機的基礎承載結構，為側梁、枕梁、牽引梁、端梁及各橫梁組焊的框架結構，具有良好的剛性和強度。各梁均為四邊形箱形截面，由低合金結構鋼鋼板焊接而成。側梁采用魚腹形變截面形式（主機、輔機側梁魚腹部位截面高度均為900mm），端梁配裝加寬型沖擊座，牽引梁內裝標準13B（下作用）車鉤及MT-3型緩沖器。在主機車體總成1、2位端部設置有液壓支腿，用于改善鋪軌機作業時轉向架的受力狀態。主機車體總成兩側梁2位端配裝有12t平衡重鐵。

1.2走行裝置設計

五軸構架式轉向架是由從動輪對、基礎制動裝置、主動輪對、旁承裝置、構架組成、軸箱組成等構成的有機整體。構架組成是聯結各部件的結構基礎，由側梁、橫梁、心盤梁、加強梁等組焊而成。五軸構架式轉向架采用心盤牽引、旁承承載方式。心盤作為相對運動的回轉中心，同時傳遞牽引力。上、下心盤間通過螺栓進行聯結。旁承裝置為油浴式滑動摩擦旁承，四點布置，橫向間距2280mm、縱向間距1250mm。借用DF4型內燃機車旁承裝配之球頭、球頭座等部件。軸箱組成采用353130B緊湊型滾動軸承，軸箱體采用承載鞍結構、跨裝在滾動軸承外圈上。軸箱彈簧為內、外圓組合彈簧，并通過均衡梁確保各輪對承載均勻。軸箱組成采用導框定位方式，軸箱體與導框橫向間隙兩側之和為：1、5位16mm，2、3、4位30mm， 軸箱體與導框縱向間隙前后之和為：1、5位20mm，2、3、4位10mm。1位輪對左側軸箱體上可根據用戶要求加裝測速裝置，以便于對運行狀態進行監控?；A制動裝置采用1、2和4、5位輪對閘瓦踏面單側制動方式，由制動梁組成、中拉桿、下拉桿、杠桿和固定杠桿支點等構成。

1.3制動系統設計

南美地區重載鐵路鋪軌機主機及輔機制動系統包括空氣制動系統和手制動裝置?？諝庵苿酉到y采用JZ-7型空氣制動機，由自動制動閥、單獨制動閥、均衡風缸、中繼閥、分配閥、空氣繼動閥（作用閥）、制動缸及總風缸等組成。總風缸壓力及容積可滿足在長大坡道上連續制動的使用要求。手制動裝置，主機安裝在四軸轉向架端；輔機安裝在五軸轉向架端，保證手制動和空氣制動分別使用時不產生相互干涉。

1.4機臂設計

南美地區重載鐵路鋪軌機機臂采用材料為Q345C的焊接箱形結構梁，綜合DPK32和PG28的優點，機臂全長較原兩種機型均短，全長為34.6米，由三個縱橫向節段拼裝而成，單節最大重量為10t（含其它不拆除的部件）。各節段之間采用接頭體通過銷軸連接。為保證箱型結構的穩定性，箱梁設有加強筋和隔板，并在箱梁內部有加強結構。機臂中部開設立柱橫梁通過孔，尾部為起重小車牽引機構。機臂是鋪軌機的主干結構，縱貫鋪軌機主機。軌排鋪設時機臂起承受和傳遞載荷的作用。機臂采用變蓋板厚度鋼箱梁結構，機臂下部安裝吊軌小車行車軌道。

1.5前后立柱設計

前支柱中心在前轉向架中心前方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、側梁及橫梁等組成門式結構。側梁安裝在柱身上方，用以支承橫梁，橫梁與側梁通過螺栓連接。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，在連接法蘭上設有剪力銷軸。支柱內凈空滿足鋪設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液壓系統設計

主機液壓系統用于控制機臂的升降、前后支腿的升縮及頂軌分軌機構的動作。該系統由一臺15kw的電機帶動一個雙聯油泵供油，系統的額定壓力為20Mpa，機臂升降及支腿油缸的伸縮由手動換向閥控制，頂軌分軌動作由電磁閥控制。輔機（或軌排運載平車）液壓系統用于控制封車裝置及頂軌分軌機構的動作。該系統由一臺5.5kw的電機帶動一個油泵供油，系統的額定壓力為6Mpa，由電磁閥控制動作的實施。

1.7電氣系統設計

電氣系統由柴油發電機組、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、吊軌小車的運行、軌排拖拉。交流電器用于控制吊軌（吊梁）起升、機臂的擺頭及油泵電機、空壓機電機的開啟與停止等。

吊軌小車拖拉、軌排拖拉采用無級調速，可實現重載慢速、空車快速，提高了工作效率。四個吊軌小車起升變頻電動葫蘆可分別單動與聯動，最大限度地滿足了施工需要。鋪軌機作業所有動作由司機室操作。

1.8起重小車設計