标准轨和轻轨两用铺轨机
为满足施工生产对机械的需求, 增强市场竞争力, 2002 年1 月中铁三局线桥分公司决定设计制造新型长征Ⅳ 铺轨机, 要求该铺轨机结构简单, 造价低, 性能优良, 既能圆满完成标准轨的铺设任务, 又能稍加改动, 满足城市轻轨铺设的要求。
1 铺轨机基本技术要求
两用铺轨机与过去只能铺标准轨的铺轨机相比, 其主要区别是, 城市轻轨铁路的限界小于铁路限界, 铺设桥面轻轨时, 轴重不得大于14 t 。因此要求铺轨机必须满足如下要求: (1) 满足标准铁路和城市轻轨铁路的限界要求; (2) 爬坡能力为坡度12 ‰; (3) 适应铺设≤60 kg/m 的轨种; (4) 适应曲线为, 隧道内R ≥800 m , 隧道外R ≥400 m ; (5) 铺轨速度为115 km/ 台班; (6) 铺设轻轨时, 铺轨机最大轴重不超过14 t ; (7) 长途挂运允许通过最小曲线半径为250 m 的9 号道岔。
2 铺轨机1 号车组成及功能
铺轨机1 号车由主机和附机组成, 其中, 车体将原长征I 铺轨机2 号附车和原运梁专用平板车N15 进行适当的改造(加固、加长、加宽), 原机的轮对、走行减速箱等部分保留。铺轨机主机主要由机臂、0 号柱、1 号柱、2 号柱、吊轨小车和拖拉机构组成, 其功能如下:
机臂 为满足公路、铁路运输, 机臂分成4 段, 考虑整机通过性, 前端机臂由液压系统控制, 可左右摆动。当铺城市轻轨时只需操纵液压系统, 将机臂降至轻轨铁路的限界, 在大臂前端预留位置安装0 号柱降低轴重即可。轨排拖拉 由拖拉机构完成。拖拉机构采用摩擦卷筒和行星卷筒传动, 传动平稳, 张紧可靠, 无打滑现象。吊轨及吊轨走行 由吊轨小车完成, 吊轨小车走行设计为摆线针轮减速器三位一体传动方式, 结构简单、紧凑, 运行平稳。起升机构采用4 个5 t 电动葫芦起吊轨排。电器系统采用变频调速, 使得吊轨小车起、制动平稳无冲击。为了在曲线铺轨时吊轨横移平稳, 采用了液压横移机构, 提高了轨排对位的速度和准确性。摆头动作 由机臂大摆动和吊轨小车双向横移共同完成。
1 号柱、2 号柱的功能 连接车体, 支撑机臂, 装设升降液压缸, 在铺设城市轻轨时可调节机臂高度。0 号柱的功能 在铺设城市轻轨时, 为满足桥面负荷14 t 轴重的要求, 在铺设桥头轨前须用0 号柱在机臂前部进行支撑, 以减轻前轴重。附机配有发电机和部分配重。
与长征Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 系列铺轨机相比, 主要不同点为: (1) 吊轨小车不同, 长征Ⅳ 铺轨机的吊轨小车自身具有起升、吊轨走行和摆头的功能; (2) 既绳整齐地排列在卷筒上。设计时所须注意的是, 绳槽的螺旋斜度一般不大于10°。该卷筒结构的1 个主要优点是钢丝绳不会被挤压到挡环和邻接的绳圈之间。这样钢丝绳不易受到挤压摩擦和磨损。另外, 由于减少了钢丝绳上的局部磨损可消除钢丝绳损坏的隐患, 提高使用安全性, 该卷筒的另一优点是由于钢丝绳不挤压挡环, 可减少挡环的磨损。为了保证钢丝绳正常卷绕, 必须精确地加工卷筒挡环的尺寸和绳槽, 通过在普通车床的刀架及拖板上增加间隙步进机构可解决绳槽的加工精度问题。可铺标准轨, 又可铺城市轻轨; (3) 解体后可以公路、铁路2 种方式运输。
3 铺轨机主要技术参数
结构型式为双梁式; 起重量20 t ; 铺轨层数6 层; 铺标准轨时最大轴重2515 t , 空车轴重1314 t ; 铺轻轨时最大轴重14 t ; 大车自行速度0～5 km/h ; 拖拉速度10151 m/min ; 起升速度5 m/ min ; 小车走行速度20 m/min ; 最大摆头速度1 m/ min ; 最大摆头量左右各450 mm ; 发电机总容量100 kW 。
4 铺轨机配套机械
铺轨机配套设备由1 台2 号车和2 台倒装龙门架组成。2 号车是1 台机动平车, 自力走行。其速度靠可控硅无级调速控制, 运行平稳可靠, 最高速度可达20 km/h 。为适应1 号车输入轨排的需要, 车上面设有主副滚道, 以便存放和通过滑轨。为使轨排在车上稳定与安全, 输出端设有液压轨排防滑装置。液压倒装龙门架由龙门架、起重链总成、柴油机总成、液压系统、电气系统等组成, 并配有专用运输车。
5 施工流程
轨排倒装 铺轨作业时, 由机车推送普通平板车装载的轨排, 到现场用倒装龙门架将平板车上的轨排吊起, 机车拖走平板车,2 号车驶入倒装龙门架下, 倒装龙门架将轨排放到2 号车上, 由2 号车驮着轨排到铺轨机1 号车尾端供给轨排。轨排拖拉 由拖拉机构把1 组轨排由2 号车拖到1 号车, 设置前缓冲器防止轨排过头, 设置后缓冲器防止轨排后溜。
吊轨排 吊轨小车回退, 用吊轨扁担吊挂轨排, 起吊。
摆头 1 号车活动机臂前部摆动, 实现第1 次摆头。
吊轨排前行 吊轨小车前行到位, 小车横移实现第2 次摆头功能。
落轨就位 由吊轨小车完成。
6 结束语
长征Ⅳ 铺轨机结构简单紧凑、性能稳定可靠、生产效率高、维护简单、运输方便、造价低, 能够满足我国标准铁路和轻轨轨道铺设的要求。直线段的铺轨速度达到115 km/ 台班。于2002 年7 月1 日投入使用, 至2002 年10 月已铺轨70 余km , 性能良好, 状态稳定, 完全满足使用要求。实践证明, 该铺轨机的设计是成功的。
