雙塊式混凝土軌枕導(dǎo)流式模具設(shè)計應(yīng)用

呂文超

(中鐵十七局集團(tuán)物資有限公司，山西 太原 030000)

雙塊式混凝土軌枕導(dǎo)流式模具設(shè)計應(yīng)用

呂文超

(中鐵十七局集團(tuán)物資有限公司，山西 太原 030000)

模具在雙塊式軌枕生產(chǎn)中貫穿整個生產(chǎn)線，是雙塊式軌枕生產(chǎn)中最基礎(chǔ)也是最重要的工裝，目前雙塊式軌枕模具生產(chǎn)的雙塊式軌枕主要采用承軌臺部位采用沖壓成型的模具，該模具在軌枕混凝土澆筑施工后U型凹槽處水泥漿堆積較多，導(dǎo)致清理工作量大、模具容易變形、占用時間較長、施工成本高等問題。鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，設(shè)計出一種“雙塊式軌枕導(dǎo)流式模具”， 在模具U型槽部位設(shè)置導(dǎo)流板和泄?jié){孔，達(dá)到解決上述問題的目的，文章對其結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對其優(yōu)點(diǎn)及效益進(jìn)行了探討，對以后的雙塊式模具制造具有一定的參考價值。

雙塊式軌枕; 模具; 導(dǎo)流; 泄?jié){

在高速鐵路建設(shè)中，雙塊式軌枕無碴軌道在高速鐵路客運(yùn)專線中的應(yīng)用已越來越廣泛，尤其是在地形環(huán)境復(fù)雜的線路中，基本上都采用了雙塊式軌枕無碴軌道結(jié)構(gòu)形式。雙塊式無碴軌道由于其良好的軌道平順性和持久可靠的穩(wěn)定性，以及高效率的運(yùn)能，極少的線路維修量，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，在高速鐵路工程建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用，是目前國內(nèi)高速鐵路中應(yīng)用最廣泛的一種無砟軌道結(jié)構(gòu)型式。

雙塊式軌枕通常在廠房內(nèi)利用循環(huán)生產(chǎn)線生產(chǎn)，模具以連續(xù)的閉合循環(huán)形式運(yùn)作。軌枕在成型后需要進(jìn)行模具翻轉(zhuǎn)、制件脫模等一系列后續(xù)工序?，F(xiàn)有的模具翻轉(zhuǎn)為固定式，軌枕養(yǎng)護(hù)工序完成后，需要將模具吊運(yùn)到翻轉(zhuǎn)工位進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，再進(jìn)入到脫模工位進(jìn)行脫模工序。在整個工序中，雙塊式軌枕生產(chǎn)的精度及加工要求均是依靠加工模具來保證。

1 工程概況

中鐵十七局集團(tuán)有限公司京福鐵路客專閩贛Ⅶ標(biāo)軌枕場擔(dān)負(fù)京福鐵路客專閩贛段Ⅵ標(biāo)、Ⅶ標(biāo)兩個標(biāo)段無砟軌道系統(tǒng)中的雙塊式混凝土軌枕制造任務(wù)，設(shè)計軌枕總量約46萬根。雙塊式混凝土軌枕生產(chǎn)線采用流水機(jī)組法作業(yè)，模具在環(huán)形流水線上通過循環(huán)作業(yè)來進(jìn)行生產(chǎn)，本項(xiàng)目采用的模具為4×1的并行排列形式，開工初期，由于在軌枕混凝土澆筑施工后U型凹槽處水泥漿堆積較多，造成清理工作量大，甚至要從生產(chǎn)線上吊出部分模具由專人進(jìn)行清理后再吊入生產(chǎn)線進(jìn)行使用，需要電錘甚至風(fēng)鎬來進(jìn)行混凝土余留殘渣的清理，耗費(fèi)大量的人力物力，且容易對模具殼體造成損傷，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率，難以滿足生產(chǎn)需要(圖1)。通過研究、分析現(xiàn)有模具的缺點(diǎn)后，在現(xiàn)有模具的基礎(chǔ)上，設(shè)置了導(dǎo)流板和泄?jié){孔，大大降低了勞動強(qiáng)度，節(jié)省了勞動力，滿足了生產(chǎn)需要。

圖1 現(xiàn)有模具清理

2 導(dǎo)流式模具結(jié)構(gòu)及工作原理

雙塊式軌枕導(dǎo)流式模具，用于無碴軌道SK-2雙塊式軌枕預(yù)制。模具框架內(nèi)固定有兩個以上的承軌臺沖壓殼體，相鄰兩個承軌臺沖壓殼體之間固定連接，模具框架的兩端部設(shè)置有翻轉(zhuǎn)吊鉤，承軌臺沖壓殼體焊接在模具框架內(nèi)。

承軌臺沖壓殼體包括承軌臺沖壓底殼、端板和立板，承軌臺沖壓底殼為易拉伸鋼板沖壓成型的薄板結(jié)構(gòu)，承軌臺沖壓底殼左右兩側(cè)焊接有端板，前后兩端設(shè)有立板，承軌臺沖壓底殼的底部布置有焊道和螺紋塊。

模具框架內(nèi)設(shè)置有四行、兩列的承軌臺沖壓殼體，承軌臺沖壓殼體卡接于模具框架的模具槽內(nèi)，同一行模具槽之間通過桁架壓板組件連接固定(圖3、圖4)。

1.承軌臺沖壓殼體 2.桁架壓板組件 3.模具框架 4.翻轉(zhuǎn)吊鉤 5.端板 6.承軌臺沖壓底殼 7.螺紋塊 8.立板 9.導(dǎo)流板 10.泄?jié){孔圖2 導(dǎo)流式模具主視圖

圖3 導(dǎo)流式模具俯視圖

圖4 A-A剖視圖

桁架壓板組件由壓板和彈簧組成，彈簧置于壓板的U型槽內(nèi)，并通過螺栓固定于模具框架上，雙塊式軌枕成型時把桁架固定在正確位置上，脫模時把壓板旋轉(zhuǎn)90°，保證順利脫模(圖5)。

圖5 桁架壓板組件結(jié)構(gòu)示意

模具于每個U型槽位置設(shè)置導(dǎo)流板，與模板水平方向約45°角設(shè)置，在導(dǎo)流板底端模具上設(shè)置泄?jié){孔(圖1、圖2)，導(dǎo)流板在混凝土澆筑時，溢出的混凝土漿能直接沿導(dǎo)流板流到泄?jié){孔，大部分混凝土漿會直接通過泄?jié){孔排出模具，減輕清理的難度。

3 效益對比

3.1 技術(shù)優(yōu)越性說明

導(dǎo)流式模具由于設(shè)置了導(dǎo)流板和泄?jié){孔，混凝土灌注時溢出的混凝土漿大部分流出模具殼體，清理難度大為降低。該模具加快了生產(chǎn)效率，縮短了生產(chǎn)周期。

具體優(yōu)點(diǎn)：

(1)結(jié)構(gòu)設(shè)置巧，加工簡單，成本低廉

(2)降低了勞動強(qiáng)度，節(jié)省了3名人工(對比圖1和圖6)，節(jié)約了成本。

(3)避免了清理時對模具造成損傷，對模具殼體形成保護(hù)，延長了模具的使用壽命。

圖6 導(dǎo)流式模具清理

3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

導(dǎo)流式模具大大提高了施工效率：本場共生產(chǎn)56萬根軌枕，設(shè)計產(chǎn)量為1 200根/d，計劃18.5個月完成生產(chǎn)任務(wù)，在改進(jìn)了模具后，日產(chǎn)量可達(dá)1 500根/d，15個月完成生產(chǎn)任務(wù)，提高工效20%，模具清理時可節(jié)省3名工人，按照150元/(人·d)計算，可節(jié)省15個月×30天/月×150元/(人·d)×3人=202500元，工期提前3.5月完成，整個車間80人，可節(jié)省3.5月×30天/月×150元/(人·d)×80人=1 260 000元。除去模具加工成本210套模具×300元=63000元，共計節(jié)約成本1 399 500元。經(jīng)濟(jì)效益明顯，具有很好的應(yīng)用前景。

4 雙塊式軌枕模具的發(fā)展及展望

雙塊式軌枕模具最初是焊接成型的，軌枕在脫模時容易棱角破損，再后來發(fā)展為殼體一次沖壓成型模具，優(yōu)化了模具的物理結(jié)構(gòu)，但還具有一些缺點(diǎn)，導(dǎo)流式模具是在沖壓模具的基礎(chǔ)上，在生產(chǎn)實(shí)踐中改進(jìn)而成，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。在智能化日益發(fā)達(dá)的今天，可研發(fā)新一代雙塊式軌枕模具，在模具中設(shè)置感應(yīng)裝置并安裝芯片，以便于智能檢測和管理雙塊式軌枕的生產(chǎn)。

5 結(jié)論

雙塊式軌枕導(dǎo)流式模具，能有效減輕工作強(qiáng)度，提高工效，優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)，延長模具使用壽命。實(shí)踐證明，導(dǎo)流式模具很好地解決了施工問題。

呂文超(1981～)，男，本科，工程師，從事軌道板制造技術(shù)工作。

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[定稿日期]2015-12-04