大型养护机械之捣固车.docx

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大型养护机械之捣固车

大型养护机械之捣固车

道

碴

捣

固

车

的

应

用

与

发

展

摘要

捣固车是一种铁路线路维修的主要大型养路机械设备，已在铁路线路修理、既有线路提速改造和新线建设中得到广泛应用。

捣固车是具有较高的作业精度和作业效率，大大降低了操作人员的工作强度，延长机器的使用寿命。

捣固车已在全国铁路线路修理、提速线路改造和新线建设中得到广泛应用，是我国铁路线路维修的主力机型。

捣固车用在铁道线路新线建设、旧线大修清筛和既有线维修作业中，能对轨道进行起道抄平、拨道、石砟捣固及道肩石砟的夯实作业。

作业后可使轨道方向、左右水平和前后高低均达到线路设计标准或线路维修规则的要求，提高道砟的密实度，增强轨道的稳定性，保证列车安全运行。

第一章大型养路机械的作用

一、铁路的作用

中国铁路始建于1876年，铁路运输线是我国国民经济的大动脉，在我国交通运输体系中居于主导的骨干地位，它在国家的建设中占有重要地位。

二、铁路线路组成

铁路线路由路基、桥隧建筑物和轨道三部分组成，其中，路基以上的部分称为轨道，是行车的基础。

轨道的基本结构主要由道床、轨枕、钢轨、及道岔等组成。

三、铁路线路病害

轨道是一个整体性的工程结构，由力学性质各不相同的材料所组成，由于长期处于列车运行的动力作用下，以及气候变化所造成的影响，产生线路残余变形，包括：

一类是线路在横向、竖向和纵向方向内几何形位的改变。

另一类是钢轨及其他组成部件的疲劳伤损和磨耗伤损。

线路残余变形将影响线路的平顺度

残余变形导致的后果：

残余变形往往又带有明显的不均匀性和不一致性，而构成线路的不平顺。

这种线路的不平顺性，即使是微小的，亦将显著增加机车车辆对线路的附加动力作用。

不平顺性大，则附加动力作用越大，钢轨及其轨下基础负担越重，残余变形的幅度及其积累越快，线路承载能力越低。

为保证列车的正常运行，线路必须经常保持规定的技术完好状态，因此，计划性、系统性、经常性地对线路进行检查和维修是必要的。

随着我国铁路高速、重载和舒适化的快速发展和要求，线路验收标准逐步提高，再加上近年来各种新建铁路、客运专线和改、扩建线路的大量竣工，大大增加了我国铁路的运营里程，以往传统的维修手段已经根本无法满足维修要求，大力发展大型养路机械事业已成为解决这个矛盾的必然。

四、大型养路机械的作用：

目前我国使用的大型养路机械主要有线路捣固车、道岔捣固车、动力稳定车、清筛机、配砟整形车、钢轨打磨车等等。

残余变形对线路或道岔造成横向、竖向和纵向几何形位发生改变的病害时，可通过线路或道岔捣固车进行起道、拨道、捣固和砟肩夯拍，作业后可使线路或道岔水平、高低、轨向和三角坑扭曲量等参数都在验收范围内，砟肩夯拍后还可提高道床的横向阻力，增强道床的稳定性；残余变形造成钢轨及其他组成部件的疲劳伤损和磨耗伤损时，也可通过线路或道岔捣固车加强病害部位（例如接头处）的捣固，消除病害部位的空吊板和翻浆冒泥现象。

钢轨波浪形磨耗、钢轨肥边、马鞍形磨耗、焊缝凹陷及鱼鳞裂纹等病害，可通过钢轨打磨车进行打磨。

道床结硬和溜坍时可通过清筛机对道床石砟进行彻底清筛或更换新砟，并且捣固坚实。

此外动力稳定车还可跟进捣固车作业，以巩固捣固效果，增强道砟的密实度，。

提高道床稳定性。

配砟整形车作业后可使道床布砟均匀，并按线路的技术要求使道床断面成形。

组合后的大修列车车组可完成线路换轨、换枕、清筛等大修工程。

目前，发展大型养路机械已成为铁路快速发展的重要内容，并且被确定为表征我国铁路技术进步的重要标志。

我国铁路大型养路机械已进入了持续、规范发展的新阶段。

第二章捣固车简介

（一）整机性能参数简介

捣固车整机组成：

主车架、前后司机室、转向架、工作装置、动力传动系统、风路、油路、电气系统、柴油箱、液压油箱。

工作装置包括：

捣固装置、起拨道装置、测量系统、夯拍。

捣固车用在铁道线路新线建设、旧线大修清筛和既有线维修作业中，能对轨道进行起道抄平、拨道、石砟捣固及道肩石砟的夯实作业。

作业后可使轨道方向、左右水平和前后高低均达到线路设计标准或线路维修规则的要求，提高道砟的密实度，增强轨道的稳定性，保证列车安全运行。

（一）、作业条件

海拔高度≤3000m（普通型）

≤5000m（高原型）

温度范围-10︒C～40︒C

湿度平均70%

限界符合中国铁路机车车辆限界

轨距1435mm

最大超高150mm

最大坡度33‰

钢轨类型50kg/m、60kg/m、75kg/m

轨枕类型木枕或混泥土轨枕

最大允许轴重21t

道床碎石道床

作业线路单线或线间距4m及以上的复线与多线

（二）、外形尺寸和质量

长度18560mm

宽度2900mm

高度3670mm

转向架中心距11000mm

转向架轴距1500mm

轮径φ840mm

车钩中心线距轨面高度880mm±10mm

机重40t

捣固车外形图

（三）、作业性能

起拨道系统

最大起道力250kN

最大起道量±150mm

最大拨道力150kN

最大拨道量±150mm

纵向作业误差用长度为10m的测量弦前后高低差不大于8mm。

横向作业误差不大于±4mm，无三角坑（钢轨接头处除外）。

（四）、作业效率

作业效率

1000m/h～1300m/h

（二）工作装置

一、捣固装置组成

捣固装置是本机的主要工作装置，是一种结构先进的偏心连杆摇摆振动、异步夹持式捣固装置，其主体结构采用了D08-32型捣固车的成熟技术。

主要由箱体、镐臂、捣镐、偏心轴、飞轮、内外夹持油缸、捣固镐夹持宽度调整机构、液压系统和润滑系统组成。

二、捣固装置工作原理

偏心轴连杆摇摆式振动、异步夹持原理

异步夹持原理：

内、外夹持油缸的夹持动作，是由各自独立的液压控制回路单独进行的，它们之间没有机械或液压的同步结构，两侧捣固镐的夹持移动距离，因道床阻力的不同有所不同（石碴松，运动快，运动轨迹长；石碴密，运动慢，运动轨迹短），所以称为异步夹持。

捣固过程中，道碴阻力在每对镐掌的前方，一旦阻力达到预设的压力，相应一对镐掌自动停止挤压道碴。

其余的镐掌继续挤压直至达到预定的压力，采用这种异步均衡压力捣固原理，可保证每根轨枕下的道碴均匀压实。

三、起拨道装置结构组成

本机有左右两套起拨道装置，分别对称地安装在捣固装置前方，以便捣固作业与起、拨道作业同步进行，也可单独进行起道或拨道作业。

起拨道装置主要由起道油缸、拨道油缸、导向柱、拨道轮、夹轨轮组、起道架、摆架等组成。

每套起拨道装置设有前后两对夹轨轮组，能适应各种不同的轨型并保证在过钢轨接头时始终有一对夹轨轮组夹住钢轨，实现连续的起、拨道作业。

根据铁路线路大中修机组清筛作业后对捣固作业精度要求不高的特点，本机的拨道系统为手动拨道、仪表显示。

（三）作业程序及技术要求：

1、捣固机检查，试运转：

（1）、检查机械是否良好，并拧紧松动的紧固件；

（2）、检查油箱及振动油腔中存油是否充足，润滑状态是否良好；

（3）、检查手压泵是否灵活有效；

（4）、检查液压系统动作是否正常，如有泄油，应予消除；

（5）、检查下道架是否良好牢固；

（6）、检查电气开关及电气绝缘是否良好，并启动捣固机试运转3—5分钟，检查内燃机各部温升是否正常

2、上道：

操作者在确认施工领导人发出上道作业信号后，方准推机上道，每台捣固机1人操作，另1人做辅助工作；

3、捣固：

捣固时，要对位准、下插稳、夹实快。

按下插—夹实—张开—提升—转移的顺序进行作业：

（1）、下插：

捣固机要定位，镐板在轨枕前后和钢轨左右的距离要均匀，并垂直下插，不得撞击钢轨、轨枕及连接零件。

下插要稳，遇阻力时应边下插边略做张合动作。

镐板上缘应插到轨枕底面下30—40mm。

（2）、夹实：

在镐板下插到位后即开始夹实。

夹实时，镐板夹到行程终了以后，应持续夹实2—3秒。

夹实次数应因撬、因地确定，一般情况下，小腰（三根）夹一次，大腰夹两次，接头（接缝两侧各两根）夹2—3次。

（3）、提升：

每捣完一根轨枕后，两台捣固机同时提升镐板，严禁镐板在夹实状态下提升。

（4）转移：

动作要迅速，做到边升镐边推移捣固机，走圆弧形，并不得碰撞轨枕及零件。

两台捣固机应同起、同落、同时转移推进，动作一致，保持平稳。

操作中用耳听、眼看、鼻闻、手摸的方法。

若发生异常情况，应提升、停机、下道处理。

4、下道：

应先将镐板提到最高位置，由辅助人员协助推下线路。

下道后，应将镐板降到最低位置，并将夹实油缸活塞全部压下缸筒之内，把捣固机定好。

5、捣固结束后，要检查水平、高低和空吊板情况，确定捣固质量。

收工前应对捣固机进行保养和擦拭，并罩上机套。

例如D0832C型捣固车的主要特点

1．D0832C型捣固车高速走行和作业走行传动系统是采用静液压驱动。

自走行速度超过了目前市场上的其它捣固车，达到了100km/h；为适应今后货车提速的需要，联挂运行速度可达到120km/h。

走行驱动为液压泵和液压马达组成的一个闭式系统，液压泵采用电比例控制，使得D0832C型捣固车在0~100km/h的行驶过程中,可实现无级调速。

本机的高速和作业走行都是两轴驱动，其车轴齿轮箱有高速、低速及空档三个档位。

2．起拨道装置采用单端铰接式起拨道装置，具有结构简单、故障率低、维修方便、起拨道省力的优点。

3．本机的测量系统工作原理为三点法，其起道系统补偿方式采用了前端（理论超高与实际超高差值）作为补偿，无沉降补偿方式。

通过GVA97实现自动起、拨道。

4．本机空气制动系统使用了在大型养路机械上广泛应用、技术成熟的YZ-1型空气制动系统的改进型，YZ-1G型，在原有的基础上进行了一些改进及优化设计，使得维修更方便，操作更简单。

第三章捣固车的应用

（一）早期的投入应用

单位的领导对这些产品都非常重视，虽然对一些技术问题较生疏，但使用单位的技术人员和工人都努力学习，克服了许多困难，使捣固车发挥了很好的作用，取得了较大的经济效益，特别是减轻了养路工人繁重的体力劳动，深受欢迎。

据统计，1976年以前生产的六台捣固车均已入厂大修1~2次，至今已使用10~15年之久，仍然在线路上工作。

从1976年开始该捣固车在全国铁路局的线路大修队推广使用。

据了解，应用较好的单位占使用单位的80%以上，应用较好的标志有以下几点：

1、领导重视，管理有力。

2、操作者技术素质好。

3、易耗易损件供应及时。

4、各队均配备两台车以上。

5、任务量饱和，发挥效益好（即单机捣固60~100公里以上/年）。

在大修队，一般在线路清筛后应用捣固车作业，或跟在起拨道机后面捣二遍，有时用于找小坑，能完成各种形式的捣固作业。

现在多数单位是将捣固车与轻型捣固机组结合使用，有的以捣固车为主；有的以轻型捣固机为主，有少数车多的单位基本上完全使用捣固车作业，其效率高、质量好，工务部门在验收大修后的线路时非常满意。

捣固车非常适用于线路大修队使用，这主要是其工作性质所决定的，一般大修队都是在封闭区间工作，线路封闭时间在1.5~3小时左右，为提高生产效率，要求大型作业机械能迅速通过区间到达施工现场，到达作业地点后要求很少辅助时间即能开始施工，在封闭时间将结束时，这些机械能快速离开现场。

这就要作业机械区间运行速度快、操作灵活。

在各使用单位每台捣固车一般配备2~3人，有一名司机，两名捣固手。

捣固车人员负责日常的维护保养工作。

捣固车的使用情况好坏与使用单位对车的管理及捣固车人员的技术素质关系重大。

现在，各单位的捣固车司机一般由轨道车司机担任，而捣固手则由线路工提起。

由于捣固车较为复杂，涉及发动机、电气、液压、机械等各方面知识，这就要求使用及修理人员具有相应的技术水平。

所以应要求捣固车人员具有高中毕业或专业技术学校毕业的程度，并经过专门的培训班学习。

在管理方面，最好由捣固车人员负责日常维修工作，在进行小修和段修时，有操作者协助大修队的机械修理班共同进行，因为操作者熟悉车的情况及特点，可向修理人员提出参与意见。

（二）道碴捣固车今后在我国应用的看法

当前,在我国线路掩固机械中主要应用的有各种轻型捣固机,引进大型捣固车,从发展情况看,在今后相当一段时间捣固车能适合我国的实际情况,将起到重要作用,很有发展前途,其根据如

1、捣固车是完全依靠我国自己力量生产的大型养路机械,代表我国的现有水平,在制造和修理中不存在解决不了的问题,如材料、技术工艺等。

发展和应用国产机械在修理和配件供应方面都是方便的。

所以,今后我国大型养路机械的发展还要依靠我国现有的基础。

2、型捣固车的捣固质量能满足现有线路的要求,从国家线路发展看,今后要逐步更换重轨,该车也能适应其要求,在采用60公斤重轨时,该掩固车仍然能适用。

3、从应用情况看,现有车的数量远远不能满足所需,原因有以下几点

（1）从需要较多的线路大修队看,现有大修队总数50多个,从应用实践看,每个大修队配备3台车较为合理,因为该车段修、厂修周期短,这就不能始终是3台车同时上现场作业,但完全可以保证两台车同时上现场,如果这两台车充分发挥效率,基本上可以取代轻型捣固机组。

从这一观点,现在全路大修队需要配备捣固车120~150台（而目前只配备50台）。

（2）今后担任新线建设的各铁路工程局也应配备该车,但目前该车在新线作业还存在一些间题,由于新线作业没有封闭时间,工作时间较长,该车在工作2小时后油温升高,及早降低,故必须在解决油温高问题后才能用于新线,这也是今后发展的一个方向。

（3）今后全国各钢铁公司还需要部分捣固车,据不完全统计,全国有铁路专用线的大型俐铁公司9个,按每个单位两台车计算,这些单位需要20台左右。

从目前武钢等单位应用情况看,该掩固车完全适用于在其专用线上作业。

（4）从经济效益看,该捣固车也很有发展,该车作业效率为500~600米/小时,各种轻型掩固机组的作业效率为100~150米/小时,捣固车是捣固机的4~5倍,这就是说：

一台捣固车约相当5组拇固机,而5组捣固机需10人操作,捣固车作业时只需1人,司机的劳动强度低于捣固机司机,噪音环境相比也好一些。

另外,由于捣固车施工质量好,很少返工,这些优越性都将从经济效益中反映出来。

综上所述,捣固车今后的发展重在进一步改造和提高质盆,特别是要达到坚固耐用,性能可靠。

（三）几点建议

1、加强对沈阳机车车辆工厂捣固车生产的领导管理工作。

按系统专业化生产来看,捣固车不应在机车车辆工厂生产。

但是,铁道部在1966年将该产品的研制工作定在沈厂,这有当时的历史背景,由于各种原因使该产品发展很慢,存在一些问题。

但到今天历史已形成这种局面,我们就应面对现实,用辩证的观点看待这一问题,实事求是的解决这个矛盾。

捣固车在沈厂生产的利弊分析如下：

不利因素：

（1）系统不对口,由于不属主机产品,领导者必然将它作为一种付业对待。

（2）从事捣固车研制的技术人员所学专业不对口,干工程机械属于后改行。

（3）由于是小批量生产,领导者不能对产品的更新换代有长远打算。

有利因素：

（1）捣固车在沈厂生产多年,积累了较丰富的经验,制造及修理工艺基本形成。

（2）设备完善,各种工装、工具、量具及一些试验设备较齐全,大部分配件都

路基是否有沉陷、塌方、水害、雪害等情况,以及信号及线路标志是否完好等。

此外,巡道工人还应对所发现的不良现象尽力做好处理工作。

（二）线路大修

     线路经常维修的特点在于预防线路病害的发生,保持线路的完好状态。

但是经过较长时间后,线路的各个部分还会发生磨损或变形。

当磨损或变形达到相当程度时,单靠经常维修就难以整治了,因此有必要进行线路大修。

线路大修施工的内容有：

矫正并改善线路的平面和纵断面；全面更换或抽换、修理钢轨；更换或补充轨枕；清筛和更换道床,补充道碴,全面起道并捣固、改善道床断面；整治路基和安装防爬设备等。

线路经过大修后,其质量标准应符合设计要求或得到加强。

（三）线路作业机械化

    线路作业过去是一项既费时费工,又极为繁重的体力劳动,它需要占用大量的人力、物力和财力。

为了改变人工作业的落后面貌,提高维修质量和作业效率,节约劳动力和维修费用,世界各国都在努力研制各种养路机具。

目前养路机械已由小型到大型、由低级到高级、由单机到联合机械,逐步发展到采用先进技术设备的大型、高效、多功能的机械,例如,大型起道、拨道、捣固联合作业机每小时可以捣固线路600～1000m；清筛机每小时可清筛道碴650m3；线路大修列车能够完成拆卸旧轨排直到铺设新轨排的全部作业,每小时作业进度为200米, 等等。

各国的实践证明,由于实现维修作业机械化,使线路质量和作业效率大为提高,维修费用和人力也得到大量节省。

    目前,我国线路作业机械化程度约为30%左右。

为了加快发展步伐,在工务段普遍设立了机械化工队和养路工区,配备了以单项、小型为主的养路机械、如电动捣固机、扒碴机、边坡回填机、液压起道机等,从而减轻了劳动强度,提高了作业效率。

    机械化维修机具比较笨重,综合作业时占用线路的时间较久,往往需要封闭线路,这对运输繁忙的线路来说困难较大。

在复线区段,一般可采用封闭一条区间正线的办法迸行作业；而在繁忙的单线铁路上,则要由工务部门和运输部门共同作出安排,实行短期内封闭线路或利用较长的列车间隔时间的办法,进行线路维修作业,既要保证作业的安全，也要尽量减少对列车运行的影响和干扰。

    目前,各国都在着重研究如何进一步强化线路结构的型式，以减少线路的维修作业量。

（四）机械“绿色智能”化发展

随着国内工程机械行业市场规模不断扩大，十二五节能减排方案的提出，“绿色环保”成为众多厂家的发展目标。

行业发展趋势不断推进着“绿色”、“智能”技术在工控自动化领域的创新应用。

以物联网为代表的信息领域革命技术，机械产业走向绿色道路，使人们可以以较低的投资和使用成本实现对工业全流程的“泛在感知”，机械产业走向绿色道路，来达到提高产品质量和节能降耗的目标。

尽管当前工程机械行业面临的挑战，但总体判断，今后一个时期，国家经济增长的动力仍然强劲，经济增速快速回落的风险比较小，我国工程机械行业仍将面临宝贵的发展机遇期。

加快调整转型，创新升级，练好内功，抓住机遇，迎接挑战，实现工程机械又好又快发展。