陳 廣

(邯鄲中鐵橋梁機械有限公司 河北邯鄲 056003)

1 引言

隨著鐵路施工機械化水平提高，有砟軌道無縫線路鋪設長鋼軌和軌枕布設，普遍采用“單枕連續(xù)法”施工。

單枕連續(xù)法鋪軌就是利用大型設備在線路上直接布枕并同時鋪軌的施工方式[1]。具有自動化程度高、適用范圍廣、鋪設精度高、可靠性高等優(yōu)點。

單枕連續(xù)法施工前需錨固大量的軌枕，以滿足鋪軌機組連續(xù)作業(yè)需要。目前軌枕錨固通常采用人工錨固法，作業(yè)勞動強度大，生產效率低、且錨固質量不穩(wěn)定。

為適應大型鋪軌機組作業(yè)的需求，并提高軌枕錨固質量和提升機械自動化生產水平，需研制密排軌枕及標準軌排生產線，用于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型軌(橋)枕的錨固，實現軌枕錨固的機械化流水作業(yè)。

2 密排軌枕及標準軌排生產線組成

在研究了國內外各種軌枕錨固和軌排生產工藝和經驗的基礎上，經過再創(chuàng)新，研制了密排軌枕及標準軌排生產線[2]。

密排軌枕及標準軌排生產線由擺枕及翻枕臺位、錨固工作臺位、二次翻枕臺位、組裝臺位、吊裝臺位、走行系統(tǒng)、液壓升降系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。各臺位升降采用液壓控制，運用液壓同步技術，實現升降動作的同步一致[3-4]。

密排軌枕及標準軌排生產線的每個單元均根據軌枕外形尺寸做了特殊的設計。各組成單元采用獨立控制操作，依靠各臺位升降動作產生的高差和工作臺車的往復運動，將各臺位的作業(yè)流程銜接起來，完成生產的流水作業(yè)。

在作業(yè)時，軌枕經過一次翻枕機構，從正放改變?yōu)榉捶?，并通過運枕臺車運置到錨固臺位，用反錨法錨固道釘，錨固后再經過二次翻枕機構，將反放的軌枕改變?yōu)檎?，完成軌枕錨固的流水作業(yè)[5]。

3 新型軌枕錨固設備創(chuàng)新設計

3.1 一次翻枕機構

軌枕由軌枕存放場轉運至生產線前方的軌枕堆垛均為正面朝上，若要采用反錨法錨固道釘，需要把軌枕翻轉180°，將承軌臺面朝下。

3.2 翻枕門吊存在的問題

傳統(tǒng)軌排生產線采用翻枕門吊翻轉軌枕，如圖1所示，翻枕門吊存在以下問題：

圖1 翻枕門吊

(1)一次只能抓取4根軌枕，運放到一次翻枕臺位后，再退回軌枕堆垛處取枕，如此往復十幾次才能完成一次翻枕工序，時間較長，工作效率低。

(2)由于操作室安裝在翻枕門吊頂部，在抓枕時對位觀察不清，操作者只能在一個位置觀察對位情況，不能對軌枕及翻枕叉進行全方位觀察[6]。夾枕對位時間較長，排枕不齊，操作繁瑣。

(3)翻枕叉經常出現撞擊、夾傷軌枕現象；影響軌枕的外觀質量。

3.3 一次翻枕機構的優(yōu)勢

在密排軌枕及標準軌排生產線中設計了高效的一次翻枕機構，結構簡單，操作方便，可實現快速翻枕的功能。具有軌枕對齊和防損傷功能，解決了翻枕門吊效率低、操作繁瑣、排枕不齊、軌枕外觀易損傷等問題[7]。

一次翻枕機構由定位裝置、對齊機構、一次翻枕器組成，如圖2所示。軌枕通過一次翻枕器時，隨一次翻枕器一起轉動，翻轉180°，將承軌臺面朝下，為反錨做準備。

3.3.1 定位裝置

在擺枕托梁上設置定位裝置，如圖3所示。

圖2 一次翻枕機構

圖3 定位裝置

直接用吊車上枕，一次可吊20根軌枕，依次排開，定位裝置將軌枕按每4根一個間隔的規(guī)律擺放，并方便取出吊裝千斤繩；快速精確地將每組軌枕擺放到指定位置，減少了人工調整的時間，降低了勞動強度，提高了生產效率[8]。

3.3.2 對齊機構

在擺枕臺位兩側設置對齊機構，如圖4所示。

整排軌枕上完后，啟動對齊機構，可以快速精確地將整排軌枕對齊并居中。與翻枕門吊相比，降低了成本，節(jié)省了人工，提高了生產效率[9]。

3.3.3 一次翻枕器

一次翻枕器(見圖5)通過鏈條傳動帶輸送軌枕到翻枕叉處，與運枕臺車配合進行一次翻轉。翻枕叉設有緩沖膠墊，有效保護軌枕不被磕傷[10]。

圖4 對齊機構

圖5 一次翻枕器

采用一次翻枕器翻枕，結構簡單，操作方便，翻枕速度快，生產效率高。

3.4 錨固工作臺位

錨固工作臺位由滾輪定位機構、錨固模板和液壓升降機構組成，如圖6所示。

圖6 錨固臺位

滾輪定位機構在軌枕側面定位，當運枕臺車將軌枕運至錨固臺位處，啟動液壓升降機構，錨固臺位升起，軌枕側面沿滾輪定位機構快速精確地滑落到錨固模板上，使軌枕錨固孔與錨固模板道釘孔同心，采用滾輪定位，有效避免磕枕、傷枕等問題[11]。

錨固模板在軌枕承軌臺處定位，錨固模板是按照軌枕承軌槽形狀設計的，翻轉后的軌枕承軌槽可準確嵌入錨固模板中，在螺紋道釘插入錨固孔后，模板孔圓臺托住道釘，不讓砂漿流出。模板下方有導向管，在道釘插入后，可保證道釘與承軌面垂直，如圖7所示。這種方式可有效控制硫磺砂漿灌注量和道釘垂直度，保證軌枕錨固作業(yè)的質量和效率[12]。

圖7 錨固模板和軌枕斷面圖

3.5 二次翻枕機構

二次翻枕機構由二次翻枕器、輸送帶、液壓升降機構組成，如圖8所示。

二次翻枕器是根據軌枕梯形端面設計而成，利用軌枕頂面與底面的寬度差，計算軌枕翻轉前后的距離，通過二次翻枕器與輸送帶配合進行翻轉，使軌枕翻轉后成密貼排列，一組軌枕翻完后，液壓升降機構升起，使軌枕離開輸送帶進行吊裝。二次翻枕機構實現了快速翻枕和翻枕后軌枕密排的功能。滿足了“單枕連續(xù)法”鋪軌施工的要求，并降低了勞動強度，提高了生產效率[13]。

圖8 二次翻枕機構

4 設備研制的技術難點、技術創(chuàng)新及使用對比

4.1 技術難點

(1)實現快速翻枕。單枕連續(xù)法施工前需錨固大量的軌枕，以滿足鋪軌機組連續(xù)作業(yè)需要。人工翻枕作業(yè)勞動強度大，生產效率低；用翻枕門吊翻枕，不易操作，且效率不高；需要能夠快速翻枕的設備。

(2)錨固后的軌枕需要密排，滿足存放及鋪軌機組軌枕裝車要求。但其它錨固設備無法做到。

(3)擺枕后，各組軌枕的間距要有一定規(guī)律，人工調整效率低、精度差，需要擺枕定位裝置，確保各組軌枕按一定間隔擺放。

(4)確保擺好的軌枕兩端要對齊，否則無法進行下一道的工序作業(yè)。需研發(fā)軌枕對齊機構，確保軌枕自動對齊。

(5)如何保證翻枕過程不磕傷軌枕。

4.2 技術創(chuàng)新

(1)研制了一次翻枕機構，結構簡單，操作方便，實現了快速翻枕，提高了生產效率；并榮獲了國家實用新型專利證書。

(2)研制了二次翻枕機構，利用翻枕器和輸送帶的速度差，實現軌枕翻轉后既能密排又能散開的技術難題；此項技術已榮獲國家實用新型專利證書。

(3)研制了軌枕定位裝置，快速精確地將每組軌枕擺放到指定位置，并保證每組軌枕的間距相同，減少人工調整環(huán)節(jié)，提高生產效率。此項技術已榮獲國家實用新型專利證書。

(4)研制了對齊機構，實現了快速精確地將整排軌枕對齊并居中，提高了生產效率。此項技術已榮獲國家實用新型專利證書。

(5)研制了具有保護功能的翻枕叉，有效解決了磕枕、傷枕等問題；翻枕叉已榮獲國家實用新型專利證書。

4.3 現場試驗對比分析

該設備已成功應用于成蘭鐵路項目中，通過現場試驗對比，新型軌枕錨固設備與人工錨固的作業(yè)效率對比見表1。

表1 作業(yè)效率對比

可以看出密排軌枕及標準軌排生產線與人工錨固在相同時間內，密排軌枕及標準軌排生產線錨固數量較人工錨固提高兩倍，人工成本減少一半，具有自動化水平高，合格率高的優(yōu)勢。

5 結束語

密排軌枕及標準軌排生產線運用了多項先進技術，解決了單枕連續(xù)法中軌枕錨固的多項難題，實現了錨固后的軌枕可與鋪軌機直接對接的功能。新型軌枕錨固生產線應用方便快捷，自動化程度高，錨固質量穩(wěn)定可靠，軌枕外觀無損傷，適用于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型軌(橋)枕的錨固，可滿足“單枕連續(xù)法”鋪軌施工要求，應用范圍廣，推廣前景廣闊。