李凱華 高立中

李凱華:沈陽(yáng)鐵路局沈陽(yáng)裝卸機(jī)械配件廠 工程師 110044沈陽(yáng)

高立中:中國(guó)鐵道科學(xué)研究院通信信號(hào)研究所 副研究員100081 北京

國(guó)內(nèi)編組站目前在用的駝峰車(chē)輛減速器工作原理大部分屬于浮軌重力式的，這些減速器在對(duì)車(chē)輛進(jìn)行制動(dòng)的過(guò)程中，車(chē)輛的重量、減速作用力的縱向沖擊和緩解時(shí)的垂向拍擊等，全部會(huì)作用在減速器混凝土基礎(chǔ)上，所以減速器基礎(chǔ)的工作條件非常惡劣。尤其是近年來(lái)，隨著車(chē)輛軸重的增加，上述各種作用力也成比例增加，原有的基礎(chǔ)所受沖擊更大。作為生產(chǎn)和設(shè)計(jì)者，我們認(rèn)為非常有必要對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行研究改進(jìn)，以適應(yīng)運(yùn)營(yíng)的需求，給廣大用戶提供更堅(jiān)固、更省心、更耐用的產(chǎn)品。

1 原有軌枕板的結(jié)構(gòu)形式

減速器的原有基礎(chǔ)形式為專(zhuān)用的鋼筋混凝土軌枕板，形狀如圖1所示。使用中，常用在目的制動(dòng)位，如果站場(chǎng)的地質(zhì)條件良好，軌枕板可以分散安裝;更多情況下，軌枕板會(huì)進(jìn)行二次澆注，形成整體道床的形式，作為設(shè)備的整體性基礎(chǔ)來(lái)使用，如圖2所示。

圖1 原有軌枕板形式的減速器基礎(chǔ)

圖2 多塊軌枕板二次澆注成整體道床

2 軌枕板及整體道床存在的不足

現(xiàn)有軌枕板在生產(chǎn)、使用和維修等過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了以下一些不足之處:

1．生產(chǎn)環(huán)節(jié)質(zhì)量難以保證。由于軌枕板鋼模的形狀復(fù)雜，垂直高度較高，振搗和脫模過(guò)程比較困難，不容易保證軌枕板的外觀質(zhì)量，會(huì)產(chǎn)生氣泡和邊角破損。另外，在整體道床生產(chǎn)中，二次澆注會(huì)造成界面結(jié)合不良，在運(yùn)輸中易形成裂紋，并在使用中帶來(lái)次生病害。

2．安裝中易出現(xiàn)破損。在多個(gè)站場(chǎng)減速器安裝中，因?yàn)楣潭ㄗ鶋鹤』拒?，基本軌在工作過(guò)程中浮動(dòng)拔起固定座螺栓，導(dǎo)致軌枕板混凝土破損，破損之后的混凝土凸臺(tái)會(huì)因整體性的破壞而降低強(qiáng)度，最終造成凸臺(tái)的破損。如圖3、4所示。

圖3 固定座壓基本軌導(dǎo)致拔裂

3．混凝土結(jié)構(gòu)易受沖擊破損。混凝土力學(xué)性能的特點(diǎn)是其受壓和受拉的強(qiáng)度差異大，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度之比即ft/fcu=1/18～1/9，而減速器在制動(dòng)過(guò)程中，基礎(chǔ)要受非常大的沖擊，尤其是高出的部分，有時(shí)會(huì)受彎曲產(chǎn)生拉應(yīng)力，因而顯得相對(duì)薄弱一些。

圖4 軌枕板因整體性破壞而損壞

4．硫磺錨固螺旋道釘?shù)膯?wèn)題。一是緊固扭矩過(guò)大時(shí) (＞200Nm)，會(huì)造成混凝土開(kāi)裂，如圖5所示;二是螺栓緊固不良時(shí)，螺栓受循環(huán)搖動(dòng)作用易松動(dòng)，進(jìn)而造成混凝土破損，如圖6所示。

5．破損或磨損后維修困難。首先是時(shí)間緊張。由于減速器是連續(xù)工作的在用設(shè)備，尤其是間隔位，要點(diǎn)維修會(huì)對(duì)正常運(yùn)營(yíng)造成很大影響，只能利用每天半小時(shí)左右的短暫停輪時(shí)間進(jìn)行維修。其次，混凝土制品維修工藝復(fù)雜，技術(shù)難度大。需要用環(huán)氧樹(shù)脂等材料，還要使用模板，并對(duì)環(huán)境溫度有要求。最后，維修完成后還需要靜停養(yǎng)護(hù)。

總之，以上問(wèn)題給設(shè)備維修和售后都帶來(lái)了很大的工作量，影響基礎(chǔ)的使用壽命，很有必要進(jìn)行改進(jìn)。

3 減速器寬枕方案設(shè)計(jì)

針對(duì)上述問(wèn)題，經(jīng)過(guò)分析、研究和計(jì)算，尤其是參考了高速鐵路軌道板的設(shè)計(jì)思路和生產(chǎn)工藝，逐步形成了新的減速器寬枕的設(shè)計(jì)方案。

該方案的技術(shù)關(guān)鍵有以下5點(diǎn):

1．簡(jiǎn)化基礎(chǔ)形狀，使用規(guī)則大平面，去掉高出部分。

2．將原軌枕板高出部分用組焊的鋼結(jié)構(gòu)臺(tái)座代替，并利用臺(tái)座聯(lián)接每側(cè)的曲拐支座。

3．將軌枕板與整體道床結(jié)合，一次澆注完成，每塊2.4 m，多塊拼接形成整臺(tái)。

4．所有錨固螺栓采用鋼螺紋尼龍?zhí)坠?(自主專(zhuān)利技術(shù))。

5．生產(chǎn)工藝采用高鐵軌道板形式的整體鋼模工藝，精度高，外觀好，壽命長(zhǎng)。

具體形成的產(chǎn)品樣件如圖7所示，完成效果如圖8所示。

4 寬枕的生產(chǎn)、運(yùn)輸及施工

為適應(yīng)寬枕的生產(chǎn)，定制生產(chǎn)了整體性鋼模。該鋼模精度高，穩(wěn)定性好，采用與高鐵軌道板相同的結(jié)構(gòu)形式、高頻振動(dòng)器及養(yǎng)護(hù)工藝，試用效果良好。另外，為適應(yīng)該鋼模生產(chǎn)，中國(guó)鐵道科學(xué)研究院減速器生產(chǎn)基地 (沈陽(yáng)裝卸機(jī)械廠)將混凝土攪拌生產(chǎn)線進(jìn)行了改造升級(jí)，保證混凝土的質(zhì)量和工藝需要。

1．運(yùn)輸環(huán)節(jié):每塊寬枕重8.5t，廠內(nèi)運(yùn)輸采用專(zhuān)用平板車(chē)，出廠運(yùn)輸直接從整機(jī)組裝車(chē)間裝車(chē)，通過(guò)專(zhuān)用線發(fā)往全國(guó)各地。

2．施工過(guò)程:和以前設(shè)備安裝前需要提前在現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)上預(yù)裝零部件不同，采用新的減速器基礎(chǔ)后，可以把除制動(dòng)軌外的所有機(jī)械部零件都在廠內(nèi)組裝好，到施工現(xiàn)場(chǎng)后，將各塊寬枕單元吊裝到線路上，按坐標(biāo)和中心對(duì)準(zhǔn)拼接，穿基本軌，上制動(dòng)軌，即可開(kāi)通，大大降低了預(yù)裝工作量，縮短了寶貴的施工時(shí)間。

5 結(jié)論

經(jīng)過(guò)改進(jìn)和研制，新設(shè)計(jì)生產(chǎn)的減速器寬枕具有以下特點(diǎn):

1．混凝土基礎(chǔ)采用高鐵軌道板技術(shù)工藝，尺寸和形位精度高，外觀質(zhì)量好。

2．組焊的鋼結(jié)構(gòu)臺(tái)座強(qiáng)度高，整體性好，承載、容錯(cuò)、抗沖擊等能力大大提高。

3．可維修性能好。如磨損或意外損壞，機(jī)械零件維修和更換都比較方便。而減速器寬枕的正常使用壽命，預(yù)期可達(dá)到原來(lái)的2倍。

4．寬枕即整體道床，無(wú)二次澆注的不足。大部分機(jī)械零件可在工廠預(yù)裝，現(xiàn)場(chǎng)多塊拼接即可，施工安裝快捷。

5．所有錨固螺栓采用鋼螺紋尼龍?zhí)坠?(自主專(zhuān)利技術(shù))，強(qiáng)度高，絕緣好。

總之，通過(guò)這些改進(jìn)措施，可以完全克服現(xiàn)有減速器基礎(chǔ)存在的不足，提高了質(zhì)量和性能，延長(zhǎng)了使用壽命，技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性能同步提高。這項(xiàng)技術(shù)也獲得了國(guó)家實(shí)用新型專(zhuān)利。

［1］ 李岱峰，郭祥熹，高立中等．T．JK/T．JY系列車(chē)輛減速器［M］ ．北京:中國(guó)鐵道出版社，2002．

［2］ 宋玉普，王清湘．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)［M］ ．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005．

［3］ 胡狄．預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理［M］ ．北京:中國(guó)鐵道出版社，2009．