济南工务机械段 山东济南 250022
摘要：本文通过对参与全路首台快速换轨车的调试试验和运用考核，对车辆的改造及技术核心进行了详细总结，并对车辆调试和运用中遇到的一些问题提出了合理的解决方案。
关键词：铁路无缝线路；快速换轨；技术；革新
引言
铁路无缝线路快速换轨施工是将钢轨铺设到原有路线上过程，在此过程中，不仅对超磨和伤损的钢轨进行了更换，同时也完成了线路的无缝化。在以往的施工中只能依靠人工和简易的换轨装置，每日工程仅仅只能完成1-1.5Km，HGCZ-2000型快速换轨车是株洲时代电子公司设计的新型换轨车，此车配备了扣件回收装置和道钉检查系统，同时还装备了完善的换轨作业机构和先进的控制系统。此车于2015年12月进行了调试改造，次年五月在济南局管内胶新线上做了实际考核，而在本年六月，该换轨车日换轨进度达到了2.44Km的新纪录。在我国高自动化的自走行的快速换轨设备没有研发先例，导致该车调试改造时发现许多问题，为此本次调试结合了现场的实际作业提出了解决方法并引用了许多技术创新[1]。
1钢轨收放装置垂向挂运件锁定引起结构件裂痕
钢轨的收放装置及电磁滚筒需在换轨车完成拉轨作业后，提升到限界以内并用插销锁定。这就需要利用气动系统实现钢轨收放装置垂向挂运锁定（如图一所示），其中首先将油缸提升到顶部，然后旋转锁定旋钮，接下来气缸活塞会伸出，这时需要将锁定插销放置到销孔上面，再然后将油缸降低部分高度，使得插销可以进入销孔中，从而完成钢轨收放装置垂向挂运锁定[2]。
图一
而在具体的调试工作中，垂向油缸底座连同车体横梁局部会产生裂纹。
1.1分析原因
由于缺少装限位传感器，新手操作时，会导致竖向油缸将插销到位后还继续向下滑，同时在油缸提供的极限压力下，最后导致结构件被拉出裂痕。而且材料类型不合理，选择的方钢管壁过薄，油缸力作用在一块座板上，在施加特殊外力时强度不够。还有可能是天气原因引起的。本方案选用的是Q345D，满足零下20摄氏度的冲击。因为没有批量采购到这种材质的方型钢管，用Q235A代替，该种材料不要求冲击性能，但是实际试验时，当地温度达到零下17摄氏度，使得材料更加容易产生裂痕。
1.2改进方案
对于以上选用方型钢管上产生的裂痕，需要将其清根，打磨平整，最后用补强板补强。同时需要重新制作收放装置1～5的油缸座，并需要将油缸座的前后相邻方型钢管连成一体，这就使得两根方型钢管共同承受垂向力，从而提高结构强度。此外，可以在插销位置下部安装限位传感器，这就使得油缸作用到位后，不在继续下滑。
2铲胶垫装置
换轨车在实际作业时，旧胶垫经常会粘贴在需要进行更换的旧轨道下方，而仍旧粘贴的胶垫一部分会被机构滚轮挤掉，而另一部分就会粘贴到机构滚轮和钢轨之间。长时间堆积下去，就会导致胶皮卡住滚轮，滚轮无法在滚动。这也就使得钢轨与胶垫以及滚轮之间的摩擦力变成了滑动摩擦力，导致车辆运行受到阻碍，同时摩擦产生的热量会点燃胶垫，使其散发胶皮味，为此必须设计一个铲胶垫装置安装在机构前端[3]。
设计铲胶垫装置首先考虑胶垫，胶垫除了挡边之外，其厚度仅有7mm左右，而为了彻底铲除旧胶垫，铲刀应与钢轨底面保留细小的距离，大概2-3mm即可。设计的铲胶垫装置需安置在收放装置2大滑块上，而钢轨在修缮时会存在铝热焊焊痕，这时铲胶垫装置的铲刀离钢轨过近，会导致铲刀直接铲过焊痕，对行车造成一定安全隐患。于是为了乘客的安全问题，在设计铲胶垫装置时，采取了加设弹簧，在铲刀碰到焊痕时，由于受力过大，弹簧自动弹开。但是这个设计不应过大，否则会影响效果，于是设计铲胶垫时，铲胶垫装置底座只需用一块10mm长30mm宽的钢板，因为自身刚度不大，具有一定的弹性。而与机构滚轮初始距离达到100mm即可，同时上部铲刀应用螺栓固定在底座上（如图二所示），铲刀也要加工腰型孔，使得可以调节铲刀与钢轨距离。
方案一 方案二
图二
按照图上所示的方案一实施作业，会发现存在两个问题，其根源就是更换的钢轨由25m短钢轨用鱼尾板组成，而不是一根连续的整轨，也与钢轨收放装置2到前转向架之间的钢轨变形与机构所处的位置有关。由于钢轨整体刚度不同，机构在不同位置导致铲刀与钢轨之间距离也发生变化，当两者距离增大时，在加上钢轨本身也发生震动，导致有少量胶垫没有被清除掉，从铲刀与钢轨之间掉落，在经过挤压后，掉落在机构滚轮与铲刀之间，因为初始距离100mm，远远小于胶垫的尺寸，导致部分胶垫堆积处无法正常作业。此外，当两者距离减小时，铲刀会紧贴轨底，25m钢轨之间存有轨缝，铲刀工作时前倾，导致铲刀顶死铁轨，造成一定的安全隐患。
为此，吸收了实际作业经验，对方案一进行了方法改进，将尺寸100mm改成240mm，使得铲刀的前倾变为后倾，不在紧贴铁轨，并且此时过轨的推力也变成了拉力，这是利用铲胶垫本身的弹性就可以轻松越过轨缝。按照这种方法改进，作业变得更顺利了，而且多次作业试验后发现部分鱼尾板之间回流导线挂住铲胶垫装置，将铲胶垫装置座板向内倾斜后，可以达到躲避导线的作用。
结束语
HGCZ-2000型快速换轨车使用既降低了铁路无缝线路换轨的作业的难度，也把人工换成了机械，大大减少了劳动力，同时也提高了作业效率和质量。然而作为国内首次实现高自动化的快速换轨，换轨车仍旧还有很高的发展空间，只有将理论和实际合理运用，才能更好的为人民服务。
参考文献
[1]高文.无缝线路快速换轨作业车的设计[D].中南大学,2011.
[2]黄华斌,张劭.换轨车铺设无缝线路在山区铁路的运用[J].铁道运营技术,2014,20(02):1-3.
[3]王强.快速换轨车设计[J].机车电传动,2015(03):45-48+52.
论文作者:蒋风华,俞道鲁
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/11
标签：钢轨论文; 铲刀论文; 作业论文; 装置论文; 胶垫论文; 方型论文; 快速论文; 《基层建设》2019年第11期论文;