王晉元
(中鐵三局集團(tuán)線橋工程有限公司,河北三河 065201)
PJ165架橋機(jī)在以往鐵路工程線上架設(shè)橋梁所反映出的問題表明架橋機(jī)1號(hào)車和2號(hào)車液壓走行系統(tǒng)存在一定的問題,系統(tǒng)效率低下,爬坡能力不足。倒裝龍門架由于采用的是單一支架支撐機(jī)動(dòng)性能較低,倒運(yùn)工作效率低,勞動(dòng)強(qiáng)度大,直接影響鋪架進(jìn)度。因此,為了解決這一系列問題,通過實(shí)踐總結(jié),積極探索,對(duì)架橋機(jī)液壓系統(tǒng)仔細(xì)分析,找出問題,提出解決問題的方法,優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),最終解決問題,為以后的橋梁架設(shè)打好基礎(chǔ),積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。
1)架橋機(jī)液壓系統(tǒng)如何改造以提高工作效率;2)如何找到改造的突破點(diǎn);3)如何實(shí)現(xiàn)架橋機(jī)在15‰以下坡度上依靠自給動(dòng)力爬行;4)如何縮短倒裝龍門架轉(zhuǎn)場、換裝的時(shí)間,提高工作效率。
1)動(dòng)力技術(shù)研究。
a.原因分析。
PJ165架橋機(jī)1號(hào),2號(hào)發(fā)電機(jī)功率均為150 kW,主油泵電機(jī)90 kW(理論計(jì)算不得小于120 kW),在經(jīng)過電動(dòng)機(jī)→液壓泵→液壓馬達(dá)的二次功率轉(zhuǎn)換,功率還要損失10%。造成橋機(jī)1號(hào)車在大于10‰上坡線路上走不動(dòng)(平朔項(xiàng)目最大上坡度12‰),2號(hào)車背上橋梁后自行爬坡困難,需要機(jī)車輔助頂推前進(jìn),工作效率不高,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,發(fā)揮不出設(shè)備的優(yōu)勢。
b.系統(tǒng)改造。
通過將1號(hào)車的現(xiàn)有的4個(gè)QJM球塞馬達(dá)去掉,裝上一個(gè)速比是6.7的行星減速機(jī),使變速箱的速比變作14.07(動(dòng)軸原有變速箱速比2.1),從而增大驅(qū)動(dòng)扭力,從而增大液壓系統(tǒng)的爬坡能力。換上4個(gè)A2F160柱塞馬達(dá),提高液壓系統(tǒng)的容積效率(QJM馬達(dá)國內(nèi)制作技術(shù)不成熟,標(biāo)稱可以達(dá)到31 MPa,而實(shí)際使用最多能夠達(dá)到16 MPa,造成橋機(jī)上坡道走行困難),更換新的液壓集成塊,改進(jìn)舊有的液壓元件,更換新式的液壓元件,使其達(dá)到預(yù)期的使用效果,提高傳動(dòng)壓力,提高技術(shù)性能。
2)油路集成塊設(shè)計(jì)。
a.總體思路。
減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失,以減少功率損失。主要表現(xiàn)在改進(jìn)元件內(nèi)部流道的壓力損失,采用集成化回路和鑄造流道,可減少管道損失,同時(shí)還可減少漏油損失。
減少或消除系統(tǒng)的節(jié)流損失,盡量減少非安全需要的溢流量,避免采用節(jié)流系統(tǒng)來調(diào)節(jié)流量和壓力。
采用靜壓技術(shù),新型密封材料,減少摩擦損失。
發(fā)展小型化、輕量化、復(fù)合化、廣泛發(fā)展3通徑、4通徑電磁閥以及低功率電磁閥。
改善液壓系統(tǒng)性能,采用負(fù)荷傳感系統(tǒng),二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路。
為及時(shí)維護(hù)液壓系統(tǒng),防止污染對(duì)系統(tǒng)壽命和可靠性造成影響,必須發(fā)展新的污染檢測方法,對(duì)污染進(jìn)行在線測量,要及時(shí)調(diào)整,不允許滯后,以免由于處理不及時(shí)而造成損失。
b.設(shè)計(jì)方案。
將架橋機(jī)1號(hào)車的液壓控制系統(tǒng)優(yōu)化,制作一個(gè)新的油路集成塊,把不必要的液壓控制元件去掉。形成一個(gè)新的油路集成塊,能大大減少系統(tǒng)壓力的損失,從而節(jié)約系統(tǒng)壓力,促進(jìn)設(shè)備工作壓力提升,提高設(shè)備工作效率。1號(hào)車改造前后對(duì)比圖見圖1,圖2。
圖1 1號(hào)車改造前
圖2 1號(hào)車改造后
將2號(hào)車原有的油路集成塊換掉,制作一個(gè)新的油路集成塊安裝上,形成一個(gè)新的油路集成塊,能大大減少系統(tǒng)壓力的損失,從而節(jié)約系統(tǒng)壓力,促進(jìn)設(shè)備工作壓力提升,提高工作效率。2號(hào)車改造前后對(duì)比圖見圖3,圖4。
3)控制檔位的研究。
a.存在問題分析。
原有設(shè)計(jì)的走行檔位是三個(gè)檔,分別為高、中、低三檔,由于工作原因的特殊性,三檔在大坡度線路上使用起來很困難,發(fā)揮不了優(yōu)勢,走行困難,爬坡能力達(dá)不到12‰,還需要機(jī)車輔助頂推前進(jìn),勞動(dòng)強(qiáng)度大,效率低下,不適合長期作業(yè)。
圖3 2號(hào)車改造前
圖4 2號(hào)車改造后
b.系統(tǒng)改造方案。
把原設(shè)計(jì)走行由三個(gè)檔位變作兩個(gè)檔位(一個(gè)重載行車檔,一個(gè)空載行車檔)。重載行駛速度5 km/h~6 km/h,空載行駛速度10 km/h~12 km/h。這樣一來,重載時(shí)通過降低速度提高扭力,增大架橋機(jī)爬坡能力,大大節(jié)約成本??蛰d使用高速檔,由于空載架橋機(jī)自重較輕,所需扭力較小,可通過提高速度來達(dá)到施工所需求的作業(yè)方式,提高架橋機(jī)工作效率。
4)倒裝龍門架換裝速度的研究。
a.存在問題。
由于原來龍門架支撐架為一節(jié)固定的支撐架,無法上下升降,造成龍門架反復(fù)升降,耗時(shí)嚴(yán)重,每次換裝時(shí)間至少4 h,造成梁片倒裝不及時(shí),架橋機(jī)橋梁架設(shè)供應(yīng)不及時(shí)等,嚴(yán)重滯后橋梁架設(shè)速度,影響工程進(jìn)度進(jìn)展。
b.系統(tǒng)改造方案。
將原來一節(jié)固定支撐架改為兩節(jié)導(dǎo)套式頂升架,中間加裝一根液壓油缸,由液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力提升、下降油缸。提高了龍門架的倒裝速度,換裝時(shí)間縮短為2 h以內(nèi),大大提升了架橋機(jī)橋梁架設(shè)的速度,保證了工期的順利進(jìn)行。
原PJ165架橋機(jī)液壓系統(tǒng)回路當(dāng)中安裝很多單個(gè)液壓元件,油路過長,造成液壓系統(tǒng)壓力損失,到達(dá)工作執(zhí)行元件的壓力往往無法達(dá)到額定壓力,造成功率不足,效率低下。本改造方案通過液壓系統(tǒng)元件安裝路徑集成,減少不必要的液壓元件,縮短液體在管路中的流動(dòng)時(shí)間,減少能量損失,從而提高液壓系統(tǒng)壓力和工作效率,滿足執(zhí)行元件功率要求。通過原有液壓系統(tǒng),將倒裝龍門吊倒裝架改成內(nèi)外導(dǎo)套式,利用液壓系統(tǒng)的便捷性,縮短龍門架換裝時(shí)間,提高工作效率,整體實(shí)現(xiàn)高效大坡道15‰(原來10‰)的線路橋梁運(yùn)架設(shè)施工,滿足平朔鐵路施工進(jìn)度要求。同時(shí),減少用機(jī)車牽引2號(hào)車造成的浪費(fèi),得到業(yè)主好評(píng),對(duì)同類設(shè)備橋梁架設(shè)有重要參考價(jià)值,將會(huì)有很廣的應(yīng)用前景。
[1]鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2004.
[2]王國凡.鋼結(jié)構(gòu)焊接制造[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.
[3]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.
[4]GB-T 3766-2001,液壓系統(tǒng)通用技術(shù)條件[S].