長軌鋪軌機組運枕門吊的優(yōu)化研究

孫鑫

（中鐵二十二局集團第二工程有限公司，甘肅 酒泉 735300）

鐵路建設對于我國社會發(fā)展具有重要意義，能夠全面提升群眾出行以及貨物運輸效率，滿足現代社會發(fā)展的需求。軌道是鐵路運行的基礎，為了提高鐵路運行效率與安全性，則需要做好鋪軌施工工作。本文結合我國鐵路施工項目，對其采用的運枕門吊施工技術優(yōu)化措施進行分析，該鐵路建設采用SVM1000型長鋼軌鋪軌機組，因其特殊的結構設計與工藝優(yōu)化，使得運枕門吊施工效率得到全面提升。

1 鐵路鋪軌機組運枕門吊基本情況及工況分析

1.1 鐵路鋪軌機組運枕門吊基本情況分析

在鐵路施工過程中，采用SVM1000型長鋼軌鋪軌機組，該機組主要包括主機、牽引動力車、鋼軌拖拉推動車、運枕門吊等四個部門，運枕門吊為該機組的關鍵部件；運枕門吊的主要功能是將雙層運輸車中的軌枕，利用接力的形式將其倒運到主機傳送鏈中，則能逐漸實現連續(xù)軌枕施工，運枕門吊的內部結構主要包括車架、行走機構、起升機構、取枕結構、液壓系統、電氣系統、輔助發(fā)電機以及柴油機等構成。圖1為該運枕門吊現場實物照片。

圖1 運枕門吊現場實物照片

該型號運枕門吊為當前施工中常用的吊機種類，在常規(guī)施工中具有良好的應用效果，基本能夠滿足所有工況條件下的運枕施工作業(yè)需求。但是因為施工中路況條件較為復雜，且處于我國西北方地區(qū)，冬季氣溫較低，環(huán)境變化較大，在施工中該運枕門吊存在一些問題，導致施工效率和安全性受到影響，所以需要結合基本工況條件對其具體運行進行優(yōu)化。

1.2 運枕門吊工況條件分析

根據相關實踐經驗來看，在鐵路鋪軌機組作業(yè)過程中，運枕門吊的基本工況包括：

（1）運枕門吊需要的作業(yè)時間較長，整體工作負荷較大。因為鐵路鋪軌施工工期較為緊張，任務繁重，施工團隊及設備一直處于連續(xù)運轉狀態(tài)，許多施工設備都處于高強度的運行狀態(tài)，對于運枕門吊可靠性具有更高的要求。

（2）因為運枕門吊需要在鋪軌機組中運行，每項工作循環(huán)的行走距離會受到鋪軌機組長度的限制，所以運枕門吊會長期處于加速和制動狀態(tài)，這就可能會導致運枕門吊的潤滑性受到影響，許多零部件的運行負荷會不斷提升，導致零部件出現故障問題，從而影響運枕門吊施工效率和施工安全性。

（3）因工程現場施工環(huán)境較為惡劣，空氣中含塵量較大，風沙較大，氣溫變化差異較大，空氣中的顆粒物會進入柴油機中，導致柴油機運行受到影響，機油受到較為嚴重的污染，從而引起柴油機表面的強化磨損問題，導致柴油機使用壽命降低，作業(yè)機械需要在不同的天氣條件下進行大量的野外作業(yè)，現場環(huán)境的溫度及濕度變化較為明顯，對于液壓系統、電氣系統等會造成一定影響，對于保養(yǎng)勞動量和成本都會產生負面影響。

2 運枕門吊存在問題及改進措施分析

在本次鐵路鋪軌作業(yè)過程中，所采用的運枕門吊存在一定問題，不符合實際建設要求，會影響鋪軌工作效率。因此，為了全面提升本次工程施工效率，需要準確掌握運枕門吊存在的主要問題，并結合問題對其運行進行優(yōu)化。

2.1 走行機構存在問題及優(yōu)化措施

因為運枕門吊的走行機構中每個走行臺車都安裝兩個走行輪，其中一個為主動輪，另一個為次動輪，按照施工現場的實際作用情況來看，主動輪利用低速大扭矩的壓液動力作為直接驅動，液壓馬達在運行過程中，需要承擔一定的徑向力，當處于路況較差的條件時，馬達所承受的徑向力會出現瞬間過載的問題，從而會導致馬達出現損壞問題，對于現場施工會產生很大影響。因此，需要對走行機構進行優(yōu)化設計，在相關優(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在運行過程中，只負責傳遞扭矩，從而避免其承載徑向力，經過改進后，即使在路況較差的條件下施工，液壓馬達也不會出現徑向力過載的問題，從而避免液壓馬達出現損壞，使得液壓馬達的運行效率得到很大提升，改進方案在應用中取得良好的效果。對于走行結構的改進，能夠使得走行機構運行效率更高，避免發(fā)生零部件等承載負荷較大的問題，在工程中取得良好的應用效果。

2.2 行車制動器存在問題及優(yōu)化措施

根據現場實際施工的反饋，行車制動器在運行過程中，油缸中液壓油出現泄漏問題，還發(fā)生了制動力大小難以有效調節(jié)摩擦片與輪子底部沒有完全分離等多項問題，導致行走制動器的運行受到很大阻礙，制動力難以根據實際運枕需要進行調節(jié)，如果得不到有效處理，可能會引起施工事故。

為了有效解決該問題，施工團隊立即結合實際情況，將行車制動器集成到液壓馬達中，并利用踏板對制動力的大小進行控制。將制動器集中在液壓馬達中后，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)的施工中沒有出現漏油問題；通過腳踏板對制動力進行控制，相比于傳統的控制方式，制動力大小控制靈敏度更好，施工人員能夠根據實際情況對制動力進行調節(jié)，從而能夠有效避免制動力不足等問題發(fā)生，為后續(xù)施工打下良好的基礎，是提高施工效率與施工安全性的有效措施。

2.3 車架與走行機構連接存在問題及優(yōu)化措施

結合施工現場的實際施工情況，因為車架和走行機構利用平軸進行連接，從而導致對軌道的適用性較差，在施工過程中出現了輪緣過度磨損問題，導致機械設備使用壽命降低。

因此，為了解決該問題，經過施工人員的分析，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，取得了良好的改進優(yōu)化效果。

2.4 發(fā)動機電氣保護存在問題及優(yōu)化措施

在施工過程中，發(fā)動機運行的過程中，出現了電流壓力降低幅度過大的問題，同時因為電氣保護系統存在問題，導致發(fā)動機出現熱量過高的問題，對發(fā)動機內部元件造成不同程度的損壞，嚴重影響施工效率和安全性，所以需要對其進行優(yōu)化處理。

在對發(fā)動機電氣保護進行優(yōu)化過程中，因為發(fā)動機和司機室的儀表控制臺距離較遠，在設計是將大電流元件安裝在發(fā)動機周圍的發(fā)動機控制箱內，司機室儀表控制臺對于發(fā)動機控制采用極小電流控制模式，從而能夠保證發(fā)動機所需要的電流，比如啟動電機、電調執(zhí)行器以及冬季啟動預熱等更加安全可靠，能夠避免因為電流壓力降低幅度過大影響發(fā)動機運行的問題，同時能夠防止因為大電流發(fā)熱而導致的發(fā)動機故障和安全問題。

2.5 電氣監(jiān)控存在問題及優(yōu)化設計

在施工過程中，施工人員反饋當前的電氣監(jiān)控系統存在問題，監(jiān)控數據不能直接顯示，從而導致施工人員無法明確當前設備運行狀態(tài)，且監(jiān)控類型較為單一，缺乏位置監(jiān)測，無法保證運枕門吊施工作業(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，通過增加數據采集觸控屏幕的方式，實現對各個重要監(jiān)測點位的實施監(jiān)測，監(jiān)測結果能夠直觀地通過顯示設備呈現，并增加多個位置傳感器，使其參與到控制工作中，在各個機構動作中采用了互鎖方式，能夠有效避免錯誤動作問題出現，保證運枕門吊運行安全性提高。

2.6 夾枕油缸控制模式存在問題及優(yōu)化措施

夾枕設備作為運枕門吊的重要組成部分，如果存在問題會對整體施工效率造成影響。根據現場施工人員的反饋發(fā)現，夾枕設備在進行夾枕作業(yè)的過程中，當油缸達到終點后，因為沖擊力過大，難以對油缸進行有效控制，使得油缸在沖擊力的作用下發(fā)生破壞，出現了嚴重的漏油問題。

為了解決該問題，施工人員對夾枕油缸的運行控制模式進行分析，發(fā)現主要是因為夾枕油缸控制采用開關電磁鐵，不具有無極流量調節(jié)功能，因此在設計優(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節(jié)功能，能夠在到達終點后對流量進行調節(jié)，從而減少沖擊力，在后續(xù)施工過程中沒有出現夾枕設備損壞問題，優(yōu)化改造取得了良好的應用效果。

2.7 走行液壓控制系統存在問題及優(yōu)化措施

因運枕門吊需要在鋪軌機組中運行，每個工作循環(huán)的走行距離會和受到鋪軌機組長度的限制，從而導致運枕門吊處于頻繁地加速和制動運行狀態(tài)，從而會導致走行液壓控制系統運行強度過高，經過一段時間的運行后，控制效果出現下降。

為了解決該問題，滿足鋪軌施工要求，運枕門吊需要具有良好的啟動加速性能和制動性能，并保持較高的走行速度和傳動效率，為此在優(yōu)化改造中，運枕門吊采用大輸出扭矩、低速穩(wěn)定且啟動高效的大扭矩馬達和電控變量泵等構成的閉式液壓傳動系統。通過該改造方案，使得運枕門吊的可操作性得到提升，經過改進后設計采用能夠滿足需求的電控手柄，從而能夠實現便利的無級變速，在很大程度上降低了操控人員的勞動強度，使得司機能夠將更多的注意力關注運枕施工的協調性和安全性方面，于改造中取得良好的應用效果。

3 結語

綜上所述，本文結合現場鋪軌施工實際情況，對其采用的運枕門吊進行分析，并總結了不利的工況條件，最后提出多項有效的運枕門吊優(yōu)化措施，希望能夠對我國鐵路鋪軌施工起到一定的借鑒和幫助作用，不斷提升運枕門吊運行性能，從而提高施工效率與施工質量。