孫鑫

（中鐵二十二局集團(tuán)第二工程有限公司，甘肅 酒泉 735300）

鐵路建設(shè)對(duì)于我國(guó)社會(huì)發(fā)展具有重要意義，能夠全面提升群眾出行以及貨物運(yùn)輸效率，滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需求。軌道是鐵路運(yùn)行的基礎(chǔ)，為了提高鐵路運(yùn)行效率與安全性，則需要做好鋪軌施工工作。本文結(jié)合我國(guó)鐵路施工項(xiàng)目，對(duì)其采用的運(yùn)枕門吊施工技術(shù)優(yōu)化措施進(jìn)行分析，該鐵路建設(shè)采用SVM1000型長(zhǎng)鋼軌鋪軌機(jī)組，因其特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝優(yōu)化，使得運(yùn)枕門吊施工效率得到全面提升。

1 鐵路鋪軌機(jī)組運(yùn)枕門吊基本情況及工況分析

1.1 鐵路鋪軌機(jī)組運(yùn)枕門吊基本情況分析

在鐵路施工過程中，采用SVM1000型長(zhǎng)鋼軌鋪軌機(jī)組，該機(jī)組主要包括主機(jī)、牽引動(dòng)力車、鋼軌拖拉推動(dòng)車、運(yùn)枕門吊等四個(gè)部門，運(yùn)枕門吊為該機(jī)組的關(guān)鍵部件；運(yùn)枕門吊的主要功能是將雙層運(yùn)輸車中的軌枕，利用接力的形式將其倒運(yùn)到主機(jī)傳送鏈中，則能逐漸實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌枕施工，運(yùn)枕門吊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括車架、行走機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、取枕結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、輔助發(fā)電機(jī)以及柴油機(jī)等構(gòu)成。圖1為該運(yùn)枕門吊現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物照片。

圖1 運(yùn)枕門吊現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物照片

該型號(hào)運(yùn)枕門吊為當(dāng)前施工中常用的吊機(jī)種類，在常規(guī)施工中具有良好的應(yīng)用效果，基本能夠滿足所有工況條件下的運(yùn)枕施工作業(yè)需求。但是因?yàn)槭┕ぶ新窙r條件較為復(fù)雜，且處于我國(guó)西北方地區(qū)，冬季氣溫較低，環(huán)境變化較大，在施工中該運(yùn)枕門吊存在一些問題，導(dǎo)致施工效率和安全性受到影響，所以需要結(jié)合基本工況條件對(duì)其具體運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化。

1.2 運(yùn)枕門吊工況條件分析

根據(jù)相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，在鐵路鋪軌機(jī)組作業(yè)過程中，運(yùn)枕門吊的基本工況包括：

（1）運(yùn)枕門吊需要的作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，整體工作負(fù)荷較大。因?yàn)殍F路鋪軌施工工期較為緊張，任務(wù)繁重，施工團(tuán)隊(duì)及設(shè)備一直處于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，許多施工設(shè)備都處于高強(qiáng)度的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)于運(yùn)枕門吊可靠性具有更高的要求。

（2）因?yàn)檫\(yùn)枕門吊需要在鋪軌機(jī)組中運(yùn)行，每項(xiàng)工作循環(huán)的行走距離會(huì)受到鋪軌機(jī)組長(zhǎng)度的限制，所以運(yùn)枕門吊會(huì)長(zhǎng)期處于加速和制動(dòng)狀態(tài)，這就可能會(huì)導(dǎo)致運(yùn)枕門吊的潤(rùn)滑性受到影響，許多零部件的運(yùn)行負(fù)荷會(huì)不斷提升，導(dǎo)致零部件出現(xiàn)故障問題，從而影響運(yùn)枕門吊施工效率和施工安全性。

（3）因工程現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境較為惡劣，空氣中含塵量較大，風(fēng)沙較大，氣溫變化差異較大，空氣中的顆粒物會(huì)進(jìn)入柴油機(jī)中，導(dǎo)致柴油機(jī)運(yùn)行受到影響，機(jī)油受到較為嚴(yán)重的污染，從而引起柴油機(jī)表面的強(qiáng)化磨損問題，導(dǎo)致柴油機(jī)使用壽命降低，作業(yè)機(jī)械需要在不同的天氣條件下進(jìn)行大量的野外作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的溫度及濕度變化較為明顯，對(duì)于液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等會(huì)造成一定影響，對(duì)于保養(yǎng)勞動(dòng)量和成本都會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。

2 運(yùn)枕門吊存在問題及改進(jìn)措施分析

在本次鐵路鋪軌作業(yè)過程中，所采用的運(yùn)枕門吊存在一定問題，不符合實(shí)際建設(shè)要求，會(huì)影響鋪軌工作效率。因此，為了全面提升本次工程施工效率，需要準(zhǔn)確掌握運(yùn)枕門吊存在的主要問題，并結(jié)合問題對(duì)其運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化。

2.1 走行機(jī)構(gòu)存在問題及優(yōu)化措施

因?yàn)檫\(yùn)枕門吊的走行機(jī)構(gòu)中每個(gè)走行臺(tái)車都安裝兩個(gè)走行輪，其中一個(gè)為主動(dòng)輪，另一個(gè)為次動(dòng)輪，按照施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際作用情況來看，主動(dòng)輪利用低速大扭矩的壓液動(dòng)力作為直接驅(qū)動(dòng)，液壓馬達(dá)在運(yùn)行過程中，需要承擔(dān)一定的徑向力，當(dāng)處于路況較差的條件時(shí)，馬達(dá)所承受的徑向力會(huì)出現(xiàn)瞬間過載的問題，從而會(huì)導(dǎo)致馬達(dá)出現(xiàn)損壞問題，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工會(huì)產(chǎn)生很大影響。因此，需要對(duì)走行機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在相關(guān)優(yōu)化方案中，采用增加過渡齒輪的方式，過渡齒輪能夠使得液壓馬達(dá)在運(yùn)行過程中，只負(fù)責(zé)傳遞扭矩，從而避免其承載徑向力，經(jīng)過改進(jìn)后，即使在路況較差的條件下施工，液壓馬達(dá)也不會(huì)出現(xiàn)徑向力過載的問題，從而避免液壓馬達(dá)出現(xiàn)損壞，使得液壓馬達(dá)的運(yùn)行效率得到很大提升，改進(jìn)方案在應(yīng)用中取得良好的效果。對(duì)于走行結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，能夠使得走行機(jī)構(gòu)運(yùn)行效率更高，避免發(fā)生零部件等承載負(fù)荷較大的問題，在工程中取得良好的應(yīng)用效果。

2.2 行車制動(dòng)器存在問題及優(yōu)化措施

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工的反饋，行車制動(dòng)器在運(yùn)行過程中，油缸中液壓油出現(xiàn)泄漏問題，還發(fā)生了制動(dòng)力大小難以有效調(diào)節(jié)摩擦片與輪子底部沒有完全分離等多項(xiàng)問題，導(dǎo)致行走制動(dòng)器的運(yùn)行受到很大阻礙，制動(dòng)力難以根據(jù)實(shí)際運(yùn)枕需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，如果得不到有效處理，可能會(huì)引起施工事故。

為了有效解決該問題，施工團(tuán)隊(duì)立即結(jié)合實(shí)際情況，將行車制動(dòng)器集成到液壓馬達(dá)中，并利用踏板對(duì)制動(dòng)力的大小進(jìn)行控制。將制動(dòng)器集中在液壓馬達(dá)中后，液壓油泄漏的問題得到有效解決，漏油問題基本消除，在后續(xù)的施工中沒有出現(xiàn)漏油問題；通過腳踏板對(duì)制動(dòng)力進(jìn)行控制，相比于傳統(tǒng)的控制方式，制動(dòng)力大小控制靈敏度更好，施工人員能夠根據(jù)實(shí)際情況對(duì)制動(dòng)力進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而能夠有效避免制動(dòng)力不足等問題發(fā)生，為后續(xù)施工打下良好的基礎(chǔ)，是提高施工效率與施工安全性的有效措施。

2.3 車架與走行機(jī)構(gòu)連接存在問題及優(yōu)化措施

結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工情況，因?yàn)檐嚰芎妥咝袡C(jī)構(gòu)利用平軸進(jìn)行連接，從而導(dǎo)致對(duì)軌道的適用性較差，在施工過程中出現(xiàn)了輪緣過度磨損問題，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備使用壽命降低。

因此，為了解決該問題，經(jīng)過施工人員的分析，采用增加垂直軸的方式，垂直軸相比于平軸，更加適合鋪軌施工的工況條件，能夠有效消除磨損問題，在增加垂直軸后，輪緣磨損得到有效控制，從而避免過度磨損問題發(fā)生，取得了良好的改進(jìn)優(yōu)化效果。

2.4 發(fā)動(dòng)機(jī)電氣保護(hù)存在問題及優(yōu)化措施

在施工過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的過程中，出現(xiàn)了電流壓力降低幅度過大的問題，同時(shí)因?yàn)殡姎獗Ｗo(hù)系統(tǒng)存在問題，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)熱量過高的問題，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部元件造成不同程度的損壞，嚴(yán)重影響施工效率和安全性，所以需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化處理。

在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電氣保護(hù)進(jìn)行優(yōu)化過程中，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)和司機(jī)室的儀表控制臺(tái)距離較遠(yuǎn)，在設(shè)計(jì)是將大電流元件安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)周圍的發(fā)動(dòng)機(jī)控制箱內(nèi)，司機(jī)室儀表控制臺(tái)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)控制采用極小電流控制模式，從而能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的電流，比如啟動(dòng)電機(jī)、電調(diào)執(zhí)行器以及冬季啟動(dòng)預(yù)熱等更加安全可靠，能夠避免因?yàn)殡娏鲏毫档头冗^大影響發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的問題，同時(shí)能夠防止因?yàn)榇箅娏靼l(fā)熱而導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)故障和安全問題。

2.5 電氣監(jiān)控存在問題及優(yōu)化設(shè)計(jì)

在施工過程中，施工人員反饋當(dāng)前的電氣監(jiān)控系統(tǒng)存在問題，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)不能直接顯示，從而導(dǎo)致施工人員無法明確當(dāng)前設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，且監(jiān)控類型較為單一，缺乏位置監(jiān)測(cè)，無法保證運(yùn)枕門吊施工作業(yè)性，存在較多的施工安全隱患。為了有效解決電氣監(jiān)控存在的問題，在優(yōu)化過程中，通過增加數(shù)據(jù)采集觸控屏幕的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)重要監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的實(shí)施監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果能夠直觀地通過顯示設(shè)備呈現(xiàn)，并增加多個(gè)位置傳感器，使其參與到控制工作中，在各個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)作中采用了互鎖方式，能夠有效避免錯(cuò)誤動(dòng)作問題出現(xiàn)，保證運(yùn)枕門吊運(yùn)行安全性提高。

2.6 夾枕油缸控制模式存在問題及優(yōu)化措施

夾枕設(shè)備作為運(yùn)枕門吊的重要組成部分，如果存在問題會(huì)對(duì)整體施工效率造成影響。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的反饋發(fā)現(xiàn)，夾枕設(shè)備在進(jìn)行夾枕作業(yè)的過程中，當(dāng)油缸達(dá)到終點(diǎn)后，因?yàn)闆_擊力過大，難以對(duì)油缸進(jìn)行有效控制，使得油缸在沖擊力的作用下發(fā)生破壞，出現(xiàn)了嚴(yán)重的漏油問題。

為了解決該問題，施工人員對(duì)夾枕油缸的運(yùn)行控制模式進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)主要是因?yàn)閵A枕油缸控制采用開關(guān)電磁鐵，不具有無極流量調(diào)節(jié)功能，因此在設(shè)計(jì)優(yōu)化中，采用比例電磁鐵控制模式，從而使其具有無極流量調(diào)節(jié)功能，能夠在到達(dá)終點(diǎn)后對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而減少?zèng)_擊力，在后續(xù)施工過程中沒有出現(xiàn)夾枕設(shè)備損壞問題，優(yōu)化改造取得了良好的應(yīng)用效果。

2.7 走行液壓控制系統(tǒng)存在問題及優(yōu)化措施

因運(yùn)枕門吊需要在鋪軌機(jī)組中運(yùn)行，每個(gè)工作循環(huán)的走行距離會(huì)和受到鋪軌機(jī)組長(zhǎng)度的限制，從而導(dǎo)致運(yùn)枕門吊處于頻繁地加速和制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，從而會(huì)導(dǎo)致走行液壓控制系統(tǒng)運(yùn)行強(qiáng)度過高，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后，控制效果出現(xiàn)下降。

為了解決該問題，滿足鋪軌施工要求，運(yùn)枕門吊需要具有良好的啟動(dòng)加速性能和制動(dòng)性能，并保持較高的走行速度和傳動(dòng)效率，為此在優(yōu)化改造中，運(yùn)枕門吊采用大輸出扭矩、低速穩(wěn)定且啟動(dòng)高效的大扭矩馬達(dá)和電控變量泵等構(gòu)成的閉式液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。通過該改造方案，使得運(yùn)枕門吊的可操作性得到提升，經(jīng)過改進(jìn)后設(shè)計(jì)采用能夠滿足需求的電控手柄，從而能夠?qū)崿F(xiàn)便利的無級(jí)變速，在很大程度上降低了操控人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，使得司機(jī)能夠?qū)⒏嗟淖⒁饬﹃P(guān)注運(yùn)枕施工的協(xié)調(diào)性和安全性方面，于改造中取得良好的應(yīng)用效果。

3 結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)鋪軌施工實(shí)際情況，對(duì)其采用的運(yùn)枕門吊進(jìn)行分析，并總結(jié)了不利的工況條件，最后提出多項(xiàng)有效的運(yùn)枕門吊優(yōu)化措施，希望能夠?qū)ξ覈?guó)鐵路鋪軌施工起到一定的借鑒和幫助作用，不斷提升運(yùn)枕門吊運(yùn)行性能，從而提高施工效率與施工質(zhì)量。