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        PJ165架橋機改造實現(xiàn)高效大坡道運架梁探討

        2013-08-23 07:26:58王晉元
        山西建筑 2013年15期
        關(guān)鍵詞:集成塊號車龍門架

        王晉元

        (中鐵三局集團線橋工程有限公司,河北三河 065201)

        PJ165架橋機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1號車和2號車液壓走行系統(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動性能較低,倒運工作效率低,勞動強度大,直接影響鋪架進度。因此,為了解決這一系列問題,通過實踐總結(jié),積極探索,對架橋機液壓系統(tǒng)仔細分析,找出問題,提出解決問題的方法,優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計,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。

        1 擬解決的主要問題

        1)架橋機液壓系統(tǒng)如何改造以提高工作效率;2)如何找到改造的突破點;3)如何實現(xiàn)架橋機在15‰以下坡度上依靠自給動力爬行;4)如何縮短倒裝龍門架轉(zhuǎn)場、換裝的時間,提高工作效率。

        2 系統(tǒng)設(shè)計

        1)動力技術(shù)研究。

        a.原因分析。

        PJ165架橋機1號,2號發(fā)電機功率均為150 kW,主油泵電機90 kW(理論計算不得小于120 kW),在經(jīng)過電動機→液壓泵→液壓馬達的二次功率轉(zhuǎn)換,功率還要損失10%。造成橋機1號車在大于10‰上坡線路上走不動(平朔項目最大上坡度12‰),2號車背上橋梁后自行爬坡困難,需要機車輔助頂推前進,工作效率不高,工人勞動強度大,發(fā)揮不出設(shè)備的優(yōu)勢。

        b.系統(tǒng)改造。

        通過將1號車的現(xiàn)有的4個QJM球塞馬達去掉,裝上一個速比是6.7的行星減速機,使變速箱的速比變作14.07(動軸原有變速箱速比2.1),從而增大驅(qū)動扭力,從而增大液壓系統(tǒng)的爬坡能力。換上4個A2F160柱塞馬達,提高液壓系統(tǒng)的容積效率(QJM馬達國內(nèi)制作技術(shù)不成熟,標(biāo)稱可以達到31 MPa,而實際使用最多能夠達到16 MPa,造成橋機上坡道走行困難),更換新的液壓集成塊,改進舊有的液壓元件,更換新式的液壓元件,使其達到預(yù)期的使用效果,提高傳動壓力,提高技術(shù)性能。

        2)油路集成塊設(shè)計。

        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。

        為及時維護液壓系統(tǒng),防止污染對系統(tǒng)壽命和可靠性造成影響,必須發(fā)展新的污染檢測方法,對污染進行在線測量,要及時調(diào)整,不允許滯后,以免由于處理不及時而造成損失。

        b.設(shè)計方案。

        將架橋機1號車的液壓控制系統(tǒng)優(yōu)化,制作一個新的油路集成塊,把不必要的液壓控制元件去掉。形成一個新的油路集成塊,能大大減少系統(tǒng)壓力的損失,從而節(jié)約系統(tǒng)壓力,促進設(shè)備工作壓力提升,提高設(shè)備工作效率。1號車改造前后對比圖見圖1,圖2。

        圖1 1號車改造前

        圖2 1號車改造后

        將2號車原有的油路集成塊換掉,制作一個新的油路集成塊安裝上,形成一個新的油路集成塊,能大大減少系統(tǒng)壓力的損失,從而節(jié)約系統(tǒng)壓力,促進設(shè)備工作壓力提升,提高工作效率。2號車改造前后對比圖見圖3,圖4。

        3)控制檔位的研究。

        a.存在問題分析。

        原有設(shè)計的走行檔位是三個檔,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,爬坡能力達不到12‰,還需要機車輔助頂推前進,勞動強度大,效率低下,不適合長期作業(yè)。

        圖3 2號車改造前

        圖4 2號車改造后

        b.系統(tǒng)改造方案。

        把原設(shè)計走行由三個檔位變作兩個檔位(一個重載行車檔,一個空載行車檔)。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,重載時通過降低速度提高扭力,增大架橋機爬坡能力,大大節(jié)約成本??蛰d使用高速檔,由于空載架橋機自重較輕,所需扭力較小,可通過提高速度來達到施工所需求的作業(yè)方式,提高架橋機工作效率。

        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,耗時嚴(yán)重,每次換裝時間至少4 h,造成梁片倒裝不及時,架橋機橋梁架設(shè)供應(yīng)不及時等,嚴(yán)重滯后橋梁架設(shè)速度,影響工程進度進展。

        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)提供動力提升、下降油缸。提高了龍門架的倒裝速度,換裝時間縮短為2 h以內(nèi),大大提升了架橋機橋梁架設(shè)的速度,保證了工期的順利進行。

        3 結(jié)語

        原PJ165架橋機液壓系統(tǒng)回路當(dāng)中安裝很多單個液壓元件,油路過長,造成液壓系統(tǒng)壓力損失,到達工作執(zhí)行元件的壓力往往無法達到額定壓力,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時間,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,縮短龍門架換裝時間,提高工作效率,整體實現(xiàn)高效大坡道15‰(原來10‰)的線路橋梁運架設(shè)施工,滿足平朔鐵路施工進度要求。同時,減少用機車牽引2號車造成的浪費,得到業(yè)主好評,對同類設(shè)備橋梁架設(shè)有重要參考價值,將會有很廣的應(yīng)用前景。

        [1]鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊[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.機械設(shè)計手冊[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].

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