公鐵兩用高空作業車技術研究

潘義紅

（中鐵電氣化局集團城鐵公司機械裝備分公司，河北邯鄲 056000）

0 引言

公鐵兩用高空作業車主要由底盤、上裝作業總成、軌道走行總成組成，是在成熟的江鈴汽車底盤基礎上改裝而成，有體積小、動力強、機動性好等特點。高空作業部分采用兩節折疊臂結構，各節臂的變幅均由各自的變幅油缸驅動，基本臂與轉臺鉸接，在回轉機構的驅動下，轉臺帶動臂架、工作斗進行±360°連續回轉。該車主要用于城市軌道接觸網檢修及維護、接觸網上部設備在停電狀態下的調整及日常檢查保養等作業。

底盤采用江鈴JX1061TSG25 二類底盤。為了滿足上裝安裝空間需求，底盤上自帶的油箱、蓄電池、氣罐等部分部件將會移動至副車架上。

1 上裝作業總成

1.1 工作高空作業臂，回轉機構和動力系統

高空作業臂包括下臂和上臂。當驅動時，第一、第二和第二工作臂折疊在一起并固定在副框架上。在高空作業時，2 個工作臂被喇叭筒提升到一定角度，工人被送到工作位置。工作臂是由鋼板焊接的箱形結構，重量輕、剛性高。在臂和臂之間，下臂和轉盤鉸鏈之間設有特殊的無油潤滑軸承，以確保工作臂的阻力小，運動穩定（圖1）。

回轉機構主要由液壓馬達、整體式回轉環等構成：執行擺動時，液壓馬達輸出動力，并且轉塔和蝸桿減速以驅動轉盤旋轉。液壓馬達采用低速，高扭矩擺線馬達，具有低速性能和高輸出功率；回轉支承采用整體式回轉支承，回轉平穩，安裝方便，運行噪聲小，方便保養，防塵性能好。

圖1 作業范圍示意

高空作業和提升動力源是底盤發動機，動力通過取力器從底盤變速箱中取出。動力輸出裝置和變速箱之間的離合器由柔性軸控制，動力輸出裝置和變速箱起飛裝置通常斷開。在高空作業時，操縱桿將動力輸出裝置的滑動齒輪與變速箱的輸出動力齒輪嚙合。動力輸出軸驅動油泵，將發動機的機械能轉換為液壓能，為系統提供動力。

1.2 液壓系統

液壓系統由一定量的齒輪泵供應。工作臂氣缸和電機通過手動液壓流量閥供油。該系統可以達到穩定的工作速度，并可實現無級調速，系統工作壓力由安全閥設定。腿的縮回和支撐由手動多向換向閥控制，手動多向換向閥可以分別控制腿的回油路徑。因此，每個支腿的膨脹和收縮量可以單獨調節，并且4 個氣缸可以同時操作，使得工作車輛能夠適應不同的路況。每個立式氣缸都配有雙向液壓鎖，以確保安全操作。液壓油箱采用鋼板焊接而成，油箱具有足夠大的空間，保證液壓油散熱良好，同時，吸油和回油過濾器安裝在燃油箱上，以保護液壓泵免受大的污垢顆粒的損壞。同時，在油泵出口處安裝高壓機油濾清器，確保進入系統的液壓油清潔，液壓閥未鎖定，使系統正常工作。為了提高液壓系統的安全性，安裝了手動泵作為應急液壓系統的動力源。手動泵可用于通過手動泵桿縮回工作臂。

1.3 電氣系統

電氣系統由下車操縱盒、轉臺控制箱、工作平臺控制箱、各限位開關、側標志燈、警示燈等組成，并由中心回轉體中的電氣滑環聯系上、下車電路。當提升腿部氣缸并且下臂離開原始位置時，系統自動切斷支腿氣缸的返回油路。確保在高空作業過程中由于誤操作而使腿缸不縮回。工作臂限位行程開關限制相應的動作并打開蜂鳴器以提醒操作員。蜂鳴器由蜂鳴器按鈕和手臂限位開關控制，當工作車開始工作且手臂處于極限位置時，它會發出警告。上臂設置傾角傳感器檢測仰角，達到設定的極限角度（與大地夾角為70°）后限制上臂起及下臂落。轉臺控制箱和工作平臺控制箱的設置使得臂架能夠在轉盤和工作平臺上操作，并且轉臺操作可以控制工作平臺的操作。發動機啟動和熄火功能設置在轉盤和工作平臺控制箱上。

2 軌道走行總成

2.1 前導向機構及后走行機構

前導向機構采用不帶動力的兩輪機構，安裝在車頭部位；提升機構采用2 個油缸推拉車軸的方式從而帶動整套機構旋轉上下，實現公鐵模式轉換，機構運行到位具備指示功能，且安裝有排障裝置。

前走行架采用采用四輪機構，所有鋼輪通過軸承座連接馬達。在單邊輪對軸承座中間加轉向鉸軸機構，可圍繞中心軸轉動，在通過小曲線半徑時，可根據輪緣與鋼軌之間的作用力自適應調節轉向角度；在橫梁與軸承座之間加裝有鉸軸機構（沿車輛方向），避免三點接觸，保證每個鋼輪與軌面貼合，防止單個鋼輪出現打滑現象；在兩側對輪軸承座上安裝有同步拉桿和排障裝置。提升機構采用2 個油缸推拉旋轉支撐架從而帶動整套機構旋轉上下，實現公鐵模式轉換，機構運行到位具備指示功能。

2.2 板簧互鎖機構

在軌道模式時，通過前導向機構和后走行機構將車輛頂起，使橡膠輪胎脫離地面。由于板簧在公路行駛時處于縱向壓縮狀態，但車輛抬起時，為了承受車橋和輪胎的重力，板簧處于拉伸狀態，其變形量過大。當板簧長時間的處于拉伸狀態時，橡膠輪胎會逐漸下墜，影響車輛的行駛安全。因此需在車輛上加裝1 套板簧互鎖機構，在公路行駛時機構釋放，當軌道行駛時機構鎖緊（圖2）。

2.3 軌道驅動系統及攝像系統

本系統設計為輪式公路車輛加裝液壓軌道行走系統，動力源為柴油發動機。行走系統采用靜液壓驅動、靜液壓制動，并帶多盤式駐車制動器，驅動方式為四驅串聯（高速）或四驅并聯（低速）。

攝像裝置采用高清顯示器，攝像頭帶夜視功能，且整套系統帶有存儲功能。2 個個攝像頭分別用于前導向輪對軌和后導向輪對軌；顯示器安裝在控制臺上，視野可調，方便駕駛人員觀察。

圖2 板簧互鎖機構

3 總結

公鐵兩用高空作業車投入使用，降低了工人的勞動強度，提高了工作效率。該車主要用于城市軌道接觸網檢修及維護、接觸網上部設備在停電狀態下的調整及日常檢查保養等作業，具有較高的性價比，在城市軌道交通建設中取得了顯著的社會效益和經濟效益。