【高铁道岔更换的快换装置功能分析概述4500字】

高铁道岔更换的快换装置功能分析概述目录TOC\o"1-3"\h\u18616高铁道岔更换的快换装置功能分析概述 1257091.1探究LHPT更换的设计思路 1128331.1.1高铁道岔病害原因分析和治理方法 1246371.1.2高铁LHPT工艺介绍 3253941.1.3LHPT更换的机械化作业区间 4311471.2LHPT更换装置的种类介绍 5170631.1.1单一型更换LHPT装置设计 5171921.1.2多功能的更换LHPT装置设计 6279531.3LHPT快换装置结构模块组成 7293471.3.1伸缩门型吊模块 713041.3.2液压模块 774361.3.3无线遥控模块 7421.3.4固定底架和换向模块 8192141.4LHPT快换装置作业流程 81.1探究LHPT更换的设计思路目前我国的高铁道岔设计和运营都已经达到世界先进水平，但是高铁道岔在投入运营后的故障率高和维修量大也一直困扰铁路工务部门，因此高铁道岔也是日常检修和养护的重要对象。本节通过分析高铁道岔主要病害原因并找到道岔更换工艺流程中的效率提升点，来确定研发的设备工程实用性。1.1.1高铁道岔病害原因分析和治理方法高铁道岔病害如图1.1。图1.1道岔病害类型图运营病害指的是高铁道岔在运输期间加固方式不合理、不规范地进行吊卸道岔部件，施工组装焊接时未按照标准作业等。对此类原因造成的道岔病害整治除了在运输和施工中严格执行标准化操作外，便是采用合理的、成熟的技术和设备对道岔部件进行更换。道岔区晃车的原因有诸多方面，是目前高铁道岔中最为复杂的问题，大部分是铺设时与前后线路衔接不好和道岔钢轨的结构件之间存在相对高差或偏差等。对于晃车的整治方法是加强铺设时的质量管控，零配件的保养和更换，还有高铁道岔的日常检查。双光带现象出现最主要的原因是转辙器部分尖轨过渡段降低值不合理，还有几何尺寸不良和钢轨顶面加工轮廓不标准。对此类整治的方法只能是运营前严格管控降低值，对于降低值不合格的尖轨禁止上道，运营后出现双光带现象的直接更换。尖轨不足位移的原因是尖轨本身由于应力释放或者制造时矫直不够导致钢轨件变形，整治方法是安装道岔前，现场矫直和在作业轨温下焊接钢轨，运营后及时检查更换变形的钢轨部件。心轨卡阻的原因是理论设计与制造上有偏差，还有道岔铺设和运营后温度差等。整治方法是在道岔铺设时充分考虑各零件间的公差，保证活动零部件间的间隙，运营后对露天环境下的工作面定期维护，及时的注油和保养。零部件伤损的原因主要来自于露天环境下零部件的锈蚀，螺栓折断或者滑丝等。通常的整治措施是对零部件加强防锈处理，并及时更换、紧固有问题的螺栓。轨件非正常磨损的原因是列车在道岔区间内剧烈加速或制动冲击，产生钢轨磨损，对于此类磨损采取的整治方法多半是打磨或者更换磨损严重的轨件。钢轨锈蚀的原因是由于道岔长时间暴露在户外环境下，日晒雨淋极易引起生锈和腐蚀。通常都是进行表面除锈处理，如果锈蚀严重的就必须更换，将旧道岔带回基地处理。综合上述八种主要病害原因和治理方法分析，更换道岔及其部件是最主要、最常用的整治措施。同时由于道岔本身使用寿命也十分有限，导致高铁道岔日常检修和维护工作量十分巨大，提高更换道岔部件的效率是目前维护的重点研究对象。所以研发一款能够快速更换道岔部件的装置是非常有必要的。1.1.2高铁LHPT工艺介绍在第一章中我们介绍了国内主要采用整体移位铺设法的施工工艺来更换旧道岔，相比原位铺设法，整体移位铺设法更具有以下优点：（1）封锁时间更短。与就地组装新道岔，再进行更换相比较，整体移位只需要将旧道岔整组拨出，再将已经组装完成的新道岔移入即可。大大减少组装新岔和拆除旧岔的时间。（2）铺设质量更好。在事先预留的永久性铺设场地上预铺好整组道岔，有足够的时间调整道岔的尺寸，可以大大减少更换后的结构整修工作量。（3）劳动强度更低。在进行道岔更换时，由于事先已经组装好，只需要借助小型机具对道岔进行拨移，减少施工时的劳动强度。（4）更适合更换带有混凝土岔枕的道岔。混凝土岔枕重量大，且结构复杂，搬动时需要大型工程机械和人力结合，所以极其不适合原地更换。采用整体移位铺设法更换道岔部件主要分为道岔预组装、更换前施工准备和天窗点内更换道岔三步。前两步流程见下图1.2。图1.2道岔预组装和更换前准备流程图由于目前已有大型机械设备参与道岔更换，下面第三步天窗点内更换道岔参考机械化更换施工工艺流程。施工工艺和工时见表1.1。表1.1天窗点更换道岔施工流程及工时工序工时/min累计工时/min封锁区间线路，作业人员进场，机械设备就位1010人工拆除道岔连接并切断钢轨1020机械设备移走旧道岔3050挖掘机挖走道床旧石砟3080从邻线回填新石砟，平整道床20100机械设备移入新道岔60160道岔初调，安装大阻力无孔夹紧装置10170同线道岔补砟10180捣固加稳定50230拆除大阻力无孔夹紧装置10240调试，拆除防护，开通线路102501.1.3LHPT更换的机械化作业区间通过上述更换LHPT施工的流程和耗费的工时，可以看出花费时间主要是在机械设备移出旧道岔、机械设备移入新道岔和捣固加稳定方面，其中捣固加稳定属于必不可少的施工流程。所以我们要想提升LHPT更换的速度，则必须在提升机械化设备移出旧岔和移入新岔方面进行研究。上述施工流程介绍的是目前国内引进法国吉斯码的PEM/LEM型道岔铺设机，从表1.1中显示移走旧道岔和移入新道岔两道工序需花费90分钟以上。采用上下位机联合作业机械化更换道岔，这种方式需要预先铺设工艺轨，并配备专门的吊机，将上位机从运输车上卸下，流程比较复杂，不利于作业效率的提高。人工更换道岔则需要耗费更长的时间，17年10月南宁局柳州工务段使用挖掘机和人工结合更换道岔，作业流程如图1.3所示。因此，现有的高铁LHPT更换设备均不符合满足天窗点的条件，容易造成延点误点。所以设计的LHPT更换装备必须要能更快地提升机械化设备移出旧岔和移入新岔，同时不需要其他吊具辅助或者预设轨道，并且能够完成道岔的运输，适应运输过程中的线路，超高坡道等情况。为了满足多开道岔的需求，设备应设置换向功能，能够分别对左右两侧线路进行作业。图1.3挖掘机参与人工更换道岔流程时间图1.2LHPT更换装置的种类介绍本文采用的设备是设置一款LHPT更换设备加装于NX70型铁路平车上，采用多组多列编组模式，根据所更换的道岔部件长度进行自由编组，由轨道车进行牵引，提供前进和后退的动力。1.1.1单一型更换LHPT装置设计采用一种门型吊结构，该设备主要结构有伸缩吊、底座、换向滑台、支撑油缸和钢轨转向架等组成。伸缩吊还包括伸缩臂结构、回转机构、葫芦跑道机构、吊组件和伸缩支腿等。该设备的特点是将悬臂吊和门型吊两种起重机的结构特点相结合，形成一种新型的适用于铁路环境的起重设备。在非工作状态下，可以收缩放置在铁路平车上，进而在运输过程中，不会超过铁路车辆限界，同时不会超高超宽等。在到达指定工作场所后，支撑油缸在地面上伸出支撑，用于作业及换向过程中平衡车辆的倾覆力矩。然后门型吊的伸缩支腿也在地面上形成一个类似于龙门吊结构，确保可以对LHPT进行快速稳定地吊装，将其放置在平车上或移动至其他指定位置。在整个门型吊的下方设有移动滑台装置，可以适应左右两侧的道岔区间，以便进行左右两侧装置的移动。图1.4更换LHPT装置简图1.1.2多功能的更换LHPT装置设计多功能型更换LHPT装置是在单一型更换道岔长重部件装置的基础上，对其设计进行改动，加强其兼容性，可以更好地适用于铁路线路维护，降低养护设备的成本。具有以下几种设备功能：（1）保留它原有的更换LHPT的功能简化结构，将移动滑台结构取消，改为地螺栓连接方式，将整个门型吊连接在底座框架上。当需要适应左右不同的线路时，通过在站场内的大型天车或其他行车对整个门型吊部分进行移动。（2）悬臂吊装置功能将伸缩臂机构的前端——伸缩支腿，由栓接改为快拆接头。将伸缩支腿装置拆除后，形成类似于悬臂吊结构（如下图1.5所示），可以对铁路站场或线路上小而重的物品进行快速地转运或吊装，例如岔枕等，有效节省人力搬运。（3）T型铁路收轨车功能在铁路站场内将整体门型吊移动至平车中间位置，通过螺栓连接固定后拆除掉伸缩支腿，再通过回转机构回转一定角度后形成类似于T型吊装收轨车（如下图1.6所示）。可以在大中型线路施工保养中代替T型铁路收轨车来收散标准钢轨，从而减轻工人的劳动强度，提升作业效率。图1.5铁路悬臂吊车图1.6T型铁路收轨车由于上述的LHPT更换装置设备技术尚未成熟完善，所以本文先选择单一型更换LHPT装置进行设计，为多功能更换LHPT装置的设计进行技术积累和实验，同时多功能型也是未来高铁机械化设备更换道岔长重部件的发展方向。1.3LHPT快换装置结构模块组成LHPT快换装置用于更换高速铁路道岔区间中道岔组件的更换，具有在线运输同步起吊大型道岔组件、更换作业方向等功能。根据其具有的功能，可以将其分为以下几个结构模块：伸缩门型吊模块、液压模块、无线遥控模块、固定底架和换向模块（如下图1.7所示）。图1.7铁路LHPT快换装置结构组成图1.3.1伸缩门型吊模块伸缩门型吊模块由回转机构、立柱、伸缩臂机构、葫芦跑道机构、吊具组件和伸缩支腿等部件组成。主体结构由型材焊接而成，具有一定的强度和刚度。伸缩门型吊模块结构固定在移动滑台上，通过螺栓固定连接回转机构，可以以立柱为转动中心控制整个伸缩门吊的转动，在转动至指定平面后，伸缩臂开始伸展至最远端，伸缩支腿开始下降撑地。底部与路基接触部分有一定的接触面积，避免伸缩支腿陷入地基中。伸缩支腿和伸缩臂结构也用采取螺栓连接固定，伸缩臂通过电机驱动钢丝绳控制伸缩臂的伸出和缩入。1.3.2液压模块液压模块由发电机组、液压油箱、液压马达、及各种控制阀组构成。发电机组用于给整个设备提供动力来源，液压马达可以为伸缩门型吊机构旋转提供动力，伸缩支腿和支撑支腿的每个油缸均通过单独的电磁换向阀控制，同时在每个油缸上安装液压锁，各个组成部件之间通过高压软管连接完成整个油路工作，液压油管全部采用防火棉包裹。1.3.3无线遥控模块无线遥控模块由硬件部分与软件部分组成，硬件部分主要包括遥控器、控制芯片、操作手柄等，软件部分主要是无线操作系统和同步技术。无线遥控系统控制整个道岔长重部件更换装置，通过同步技术可以控制多组设备进行工作。其中电气控制系统主要包括开关、直流电源、接触器、PLC及扩展模块、软启动、变频器、传感器、操作手柄、遥控器等电路元器件。1.3.4固定底架和换向模块固定底架和换向模块包括整个底部框架、移动滑台、还有配重部分组成。固定底架与NX70平车相连接，其主结构由矩形钢焊接而成，作为整机的受力支撑结构，在固定底架外侧焊接多组长螺栓结构用以固定。为满足更换左右道岔，所以设置移动滑台保证装置的主体换向。根据每辆铁路平车上设有两组伸缩门型吊模块，固定底架和移动滑台同样设置成两组，其中一组滑台分别放置发动机组和液压站，另一组滑台放置伸缩门型吊模块。固定底架作为道岔部件的运输承载装置，还具有专门放置道岔部件的位置，同时设有机械锁定，能够使移动滑台在运输过程中与固定底架之间不会产生晃动。移动滑台的固定部分与固定底架焊接在一起，移动部分通过滚轮的方式在固定轨道内移动来完成伸缩门型吊在平车上的左右换向。通过改变伸缩门