換軌小車的技術(shù)革新

劉 磊

（濟(jì)南局集團(tuán)公司 濟(jì)南工務(wù)機(jī)械段 工程師 山東 濟(jì)南 250022）

0 前言

目前，我國(guó)鐵路無(wú)縫線路換軌大多采用的是人工撥軌式換軌和利用換軌小車?yán)壥綋Q軌兩種方式，而這兩種換軌方式各有利弊，人工換軌作業(yè)多出現(xiàn)在北方各鐵路局，具有施工時(shí)無(wú)機(jī)械車進(jìn)入?yún)^(qū)間，封鎖命令下達(dá)后即可開(kāi)始拆除既有鋼軌，開(kāi)通線路不用等待機(jī)械車返回車站等特點(diǎn)，但是該作業(yè)方式存在使用勞力多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)人員人身安全風(fēng)險(xiǎn)高等缺陷。隨著勞動(dòng)力成本和鐵路對(duì)安全生產(chǎn)要求的不斷上升，人工換軌已不適應(yīng)鐵路的發(fā)展要求。

換軌小車?yán)壥綋Q軌,在施工過(guò)程中可以減少施工單位在施工過(guò)程中人力的投入,因而能在一定程度上降低生產(chǎn)成本。該車由撥入長(zhǎng)軌小車和撥出短軌小車組成，作業(yè)時(shí)由軌道車牽引，撥入長(zhǎng)軌小車在前，撥出短軌小車在后，兩小車之間用鋼絲繩連掛。平時(shí)換軌小車放在平板車上，作業(yè)時(shí)由平板車上卸下，作業(yè)完畢再回放到平板車上，由軌道車回送到換軌隊(duì)宿營(yíng)地。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便，只要把新舊軌撥到小車上,依靠軌道車牽引動(dòng)力即可進(jìn)行換軌作業(yè)。換軌小車的使用使換軌施工機(jī)械化程度進(jìn)一步提高,在最繁重的人工撥軌工作中實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。本文作者在換軌施工中，不斷摸索，總結(jié)并提出了對(duì)換軌小車進(jìn)行改進(jìn)的幾點(diǎn)革新建議，付諸實(shí)施后降低了設(shè)備故障率，提高了生產(chǎn)效率?，F(xiàn)就這些改進(jìn)建議的提出、特點(diǎn)及實(shí)施方法、初步效果分別作如下介紹。

1 換軌小車去膠皮裝置

1.1 裝置設(shè)計(jì)初衷 鋼軌和軌枕間墊有橡膠墊，由于長(zhǎng)時(shí)間風(fēng)吹日曬，舊軌下的橡膠墊在更換時(shí)已經(jīng)老化，部分已與鋼軌粘連在一起。這樣會(huì)造成換軌小車在作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)，速度降低，嚴(yán)重影響換軌小車的拉軌效率。另外，在舊軌回收中，如果不對(duì)橡膠墊進(jìn)行清理，舊軌順入道心后就會(huì)不平，這樣不僅增加了收軌作業(yè)的難度而且還產(chǎn)生了安全隱患。為了提高換軌小車作業(yè)效率，更好地保障收軌作業(yè)，減少安全隱患，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種去膠皮裝置。

1.2 裝置設(shè)計(jì)原理及使用效果 該裝置直接安裝在換軌小車舊軌輸送小車上，在鋼軌輸送通道下側(cè)設(shè)置一刮膠皮擋鐵，通過(guò)連接桿與腳踏板連接，中間加一鉸支點(diǎn)，形成杠桿型式，該擋鐵常態(tài)位置在鋼軌下部（不影響走軌），可進(jìn)行上下升降，當(dāng)鋼軌下部出現(xiàn)粘連膠皮時(shí)，跟小車人員用腳踩下腳踏板，擋鐵升起，膠皮就被刮掉。舊軌小車兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)去膠皮裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。

通過(guò)安裝去膠皮裝置，換軌小車整體功能進(jìn)一步完善，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員再也不用擔(dān)心因清理舊軌膠皮造成的擠手、軋腳等人身傷害事故，提高了換軌施工的安全系數(shù)及作業(yè)效率。

2 換軌小車更換鋼軌自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置

在換軌施工中，所更換的鋼軌以60#為主，有時(shí)也進(jìn)行50#鋼軌的更換。在這個(gè)過(guò)程中需要對(duì)換軌小車進(jìn)行改造。往年的施工都是根據(jù)施工計(jì)劃提前將換軌小車改造好。由更換60#軌改成更換50#軌主要是將換軌小車各個(gè)支撐平輪通過(guò)加墊和補(bǔ)焊抬高一定高度，達(dá)到相關(guān)尺寸要求。這樣雖然能解決問(wèn)題但增加了設(shè)備維修和改造成本，而且操作起來(lái)比較復(fù)雜，車輛一般在施工現(xiàn)場(chǎng)，修理起來(lái)困難重重。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算、分析，設(shè)計(jì)出一種簡(jiǎn)便易操作的50#換60#轉(zhuǎn)換裝置，基本原理就是將平輪軸的軸端和槽接觸的一段做成方型，其中左右兩個(gè)面起定位作用，在上下兩個(gè)面中的其中一個(gè)上焊一個(gè)凸塊，凸塊高度和換50#軌到換60#軌時(shí)平輪墊高高度一致，當(dāng)更換50#軌時(shí)，將帶有凸塊的一面朝下；當(dāng)更換60#軌時(shí)，將帶有凸塊的一面朝上即可。這樣即起到了定位作用，又起到了墊高作用(改進(jìn)后的換軌小車滾輪及滾輪軸如圖1所示)。

圖1 換軌小車滾輪及滾輪軸（改進(jìn)后）

經(jīng)過(guò)改造后的小車，操作程序簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)單易行。小車操作人員用幾分鐘就可以辦理，省時(shí)、省工、省力，維修成本和人力成本均大大降低。

3 新舊軌小車連接板的改造

3.1 改造原因 兩換軌小車（新軌、舊軌）在平板車上存放時(shí)，為防止車輛運(yùn)行引起的兩小車間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，我們?yōu)閾Q軌小車設(shè)計(jì)了連接板。連接板兩端用銷子和小車連接，避免了因兩車相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的碰撞。當(dāng)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，小車需要上下平車時(shí)，連接板同時(shí)起到牽引作用。

我們最初采用的連接板模式（見(jiàn)圖2），使用一段時(shí)間后，我們發(fā)現(xiàn)該連接板故障率非常高，主要故障形式是因受彎曲應(yīng)力造成的連接板彎曲變形。該故障發(fā)生后，連接板兩側(cè)的定位孔不在一個(gè)平面上，無(wú)法穿銷，起不到連接作用。而且一旦連接板彎曲變形超過(guò)一定限度，該連接板必須更換。

圖2 改進(jìn)前換軌小車連接板示意圖

3.2 實(shí)施方案及效益 我們研制了新型連接板，該連接板由兩塊板組成，中間由轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。該機(jī)構(gòu)不僅起到連接作用，而且消除了彎曲應(yīng)力造成的破壞，降低了故障率，節(jié)約了成本，提高了工作效率（改進(jìn)后的換軌小車連接板如圖3所示）。

圖3 改進(jìn)后換軌小車連接板示意圖

4 結(jié)論與展望

1）結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際開(kāi)展技術(shù)革新很有必要。 隨著我國(guó)鐵路建設(shè)的跨越式發(fā)展,鐵路運(yùn)輸逐步向高速度、大運(yùn)量、高密度方向發(fā)展,要求線路盡快加強(qiáng)軌道結(jié)構(gòu),主要干線均需換鋪無(wú)縫線路,換軌施工的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及工藝水平的高低直接影響著車輛運(yùn)行的安全和舒適度，始終做到規(guī)范的施工流程,不斷深化改進(jìn)和優(yōu)化施工工藝對(duì)鐵路新時(shí)代高速發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。

在換軌大修施工逐步步入機(jī)械化的進(jìn)程中，對(duì)設(shè)備的改造和革新至關(guān)重要。濟(jì)南工務(wù)機(jī)械段換軌車間對(duì)換軌小車進(jìn)行了一系列的技術(shù)革新，實(shí)踐證明這些技術(shù)革新提高了作業(yè)效率，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)和設(shè)備故障率，減少了用工，增加經(jīng)濟(jì)效益。

2）后續(xù)展望。我國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)里程已突破12 萬(wàn)公里，每年無(wú)縫線路鋼軌更換數(shù)量在不斷增長(zhǎng)，使用換軌小車進(jìn)行換軌作業(yè)在鐵路系統(tǒng)雖然已得到了廣泛應(yīng)用,但是換軌小車換軌還存在以下弊端：首先，換軌小車不自帶動(dòng)力，需要軌道車牽引作業(yè)；其次，小車后還需要跟隨作業(yè)人員使用撬棍進(jìn)行新軌入槽等輔助作業(yè)，存在人身安全問(wèn)題，而且更換的新軌由于受到人為外力擾動(dòng)容易出現(xiàn)鋼軌不平順和毛細(xì)裂紋，降低了換軌質(zhì)量；再次，由于換軌小車托架平板車的存在，阻礙了起點(diǎn)氣壓焊的施工組織，嚴(yán)重影響線路正點(diǎn)開(kāi)通；最后，由于換軌小車自重小，曲線作業(yè)時(shí)存在脫線風(fēng)險(xiǎn)。因此，利用換軌小車作業(yè)也存在局限性，換軌施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)于低強(qiáng)度、高效率、高自動(dòng)化的新型快速換軌設(shè)備的需求非常迫切。