PJ165架橋機改造實現(xiàn)高效大坡道運架梁探討

王晉元

(中鐵三局集團線橋工程有限公司，河北三河 065201)

PJ165架橋機在以往鐵路工程線上架設(shè)橋梁所反映出的問題表明架橋機1號車和2號車液壓走行系統(tǒng)存在一定的問題，系統(tǒng)效率低下，爬坡能力不足。倒裝龍門架由于采用的是單一支架支撐機動性能較低，倒運工作效率低，勞動強度大，直接影響鋪架進度。因此，為了解決這一系列問題，通過實踐總結(jié)，積極探索，對架橋機液壓系統(tǒng)仔細分析，找出問題，提出解決問題的方法，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，最終解決問題，為以后的橋梁架設(shè)打好基礎(chǔ)，積累寶貴經(jīng)驗。

1 擬解決的主要問題

1)架橋機液壓系統(tǒng)如何改造以提高工作效率;2)如何找到改造的突破點;3)如何實現(xiàn)架橋機在15‰以下坡度上依靠自給動力爬行;4)如何縮短倒裝龍門架轉(zhuǎn)場、換裝的時間，提高工作效率。

2 系統(tǒng)設(shè)計

1)動力技術(shù)研究。

a.原因分析。

PJ165架橋機1號，2號發(fā)電機功率均為150 kW，主油泵電機90 kW(理論計算不得小于120 kW)，在經(jīng)過電動機→液壓泵→液壓馬達的二次功率轉(zhuǎn)換，功率還要損失10%。造成橋機1號車在大于10‰上坡線路上走不動(平朔項目最大上坡度12‰)，2號車背上橋梁后自行爬坡困難，需要機車輔助頂推前進，工作效率不高，工人勞動強度大，發(fā)揮不出設(shè)備的優(yōu)勢。

b.系統(tǒng)改造。

通過將1號車的現(xiàn)有的4個QJM球塞馬達去掉，裝上一個速比是6.7的行星減速機，使變速箱的速比變作14.07(動軸原有變速箱速比2.1)，從而增大驅(qū)動扭力，從而增大液壓系統(tǒng)的爬坡能力。換上4個A2F160柱塞馬達，提高液壓系統(tǒng)的容積效率(QJM馬達國內(nèi)制作技術(shù)不成熟，標稱可以達到31 MPa，而實際使用最多能夠達到16 MPa，造成橋機上坡道走行困難)，更換新的液壓集成塊，改進舊有的液壓元件，更換新式的液壓元件，使其達到預期的使用效果，提高傳動壓力，提高技術(shù)性能。

2)油路集成塊設(shè)計。

a.總體思路。

減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失，以減少功率損失。主要表現(xiàn)在改進元件內(nèi)部流道的壓力損失，采用集成化回路和鑄造流道，可減少管道損失，同時還可減少漏油損失。

減少或消除系統(tǒng)的節(jié)流損失，盡量減少非安全需要的溢流量，避免采用節(jié)流系統(tǒng)來調(diào)節(jié)流量和壓力。

采用靜壓技術(shù)，新型密封材料，減少摩擦損失。

發(fā)展小型化、輕量化、復合化、廣泛發(fā)展3通徑、4通徑電磁閥以及低功率電磁閥。

改善液壓系統(tǒng)性能，采用負荷傳感系統(tǒng)，二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路。

為及時維護液壓系統(tǒng)，防止污染對系統(tǒng)壽命和可靠性造成影響，必須發(fā)展新的污染檢測方法，對污染進行在線測量，要及時調(diào)整，不允許滯后，以免由于處理不及時而造成損失。

b.設(shè)計方案。

將架橋機1號車的液壓控制系統(tǒng)優(yōu)化，制作一個新的油路集成塊，把不必要的液壓控制元件去掉。形成一個新的油路集成塊，能大大減少系統(tǒng)壓力的損失，從而節(jié)約系統(tǒng)壓力，促進設(shè)備工作壓力提升，提高設(shè)備工作效率。1號車改造前后對比圖見圖1，圖2。

圖1 1號車改造前

圖2 1號車改造后

將2號車原有的油路集成塊換掉，制作一個新的油路集成塊安裝上，形成一個新的油路集成塊，能大大減少系統(tǒng)壓力的損失，從而節(jié)約系統(tǒng)壓力，促進設(shè)備工作壓力提升，提高工作效率。2號車改造前后對比圖見圖3，圖4。

3)控制檔位的研究。

a.存在問題分析。

原有設(shè)計的走行檔位是三個檔，分別為高、中、低三檔，由于工作原因的特殊性，三檔在大坡度線路上使用起來很困難，發(fā)揮不了優(yōu)勢，走行困難，爬坡能力達不到12‰，還需要機車輔助頂推前進，勞動強度大，效率低下，不適合長期作業(yè)。

圖3 2號車改造前

圖4 2號車改造后

b.系統(tǒng)改造方案。

把原設(shè)計走行由三個檔位變作兩個檔位(一個重載行車檔，一個空載行車檔)。重載行駛速度5 km/h～6 km/h，空載行駛速度10 km/h～12 km/h。這樣一來，重載時通過降低速度提高扭力，增大架橋機爬坡能力，大大節(jié)約成本。空載使用高速檔，由于空載架橋機自重較輕，所需扭力較小，可通過提高速度來達到施工所需求的作業(yè)方式，提高架橋機工作效率。

4)倒裝龍門架換裝速度的研究。

a.存在問題。

由于原來龍門架支撐架為一節(jié)固定的支撐架，無法上下升降，造成龍門架反復升降，耗時嚴重，每次換裝時間至少4 h，造成梁片倒裝不及時，架橋機橋梁架設(shè)供應(yīng)不及時等，嚴重滯后橋梁架設(shè)速度，影響工程進度進展。

b.系統(tǒng)改造方案。

將原來一節(jié)固定支撐架改為兩節(jié)導套式頂升架，中間加裝一根液壓油缸，由液壓系統(tǒng)提供動力提升、下降油缸。提高了龍門架的倒裝速度，換裝時間縮短為2 h以內(nèi)，大大提升了架橋機橋梁架設(shè)的速度，保證了工期的順利進行。

3 結(jié)語

原PJ165架橋機液壓系統(tǒng)回路當中安裝很多單個液壓元件，油路過長，造成液壓系統(tǒng)壓力損失，到達工作執(zhí)行元件的壓力往往無法達到額定壓力，造成功率不足，效率低下。本改造方案通過液壓系統(tǒng)元件安裝路徑集成，減少不必要的液壓元件，縮短液體在管路中的流動時間，減少能量損失，從而提高液壓系統(tǒng)壓力和工作效率，滿足執(zhí)行元件功率要求。通過原有液壓系統(tǒng)，將倒裝龍門吊倒裝架改成內(nèi)外導套式，利用液壓系統(tǒng)的便捷性，縮短龍門架換裝時間，提高工作效率，整體實現(xiàn)高效大坡道15‰(原來10‰)的線路橋梁運架設(shè)施工，滿足平朔鐵路施工進度要求。同時，減少用機車牽引2號車造成的浪費，得到業(yè)主好評，對同類設(shè)備橋梁架設(shè)有重要參考價值，將會有很廣的應(yīng)用前景。

［1］鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2004.

［2］王國凡.鋼結(jié)構(gòu)焊接制造［M］.北京:化學工業(yè)出版社，2004.

［3］成大先.機械設(shè)計手冊［M］.北京:化學工業(yè)出版社，2003.

［4］GB-T 3766-2001，液壓系統(tǒng)通用技術(shù)條件［S］.