1 技術(shù)要求
111 鋼軌切斷面幾何精度高 在無(wú)縫線(xiàn)路鋪設、大修換軌、斷軌搶修等施工作業(yè) 中, 常采用氣壓焊焊接鋼軌。為保證達到鋼軌焊接接 頭的質(zhì)量標準, 確保行車(chē)安全, 鋼軌氣壓焊作業(yè)對鋼軌 切斷面的幾何精度要求非常嚴格, 要求鋼軌切斷面的 垂直度偏差Z 0125 mm 才能進(jìn)行氣壓焊作業(yè)。為此, 一般在焊接前要花費大量時(shí)間用鋼軌端面打磨機及鋼 銼對鋼軌切斷面進(jìn)行修磨處理。如果使用便攜式內燃 切軌機切斷鋼軌后, 鋼軌切斷面垂直度和平面度偏差 已經(jīng)< 0125 mm 或接近這一指標, 這樣就可減少或省 去修磨這道工序, 而直接進(jìn)行氣壓焊作業(yè)。
112 切軌效率高 便攜式內燃切軌機大量應用在線(xiàn)路大修換軌、斷 軌搶修等施工作業(yè)中, 由于這些施工作業(yè)必須在規定 的封鎖點(diǎn)內完成, 要求每道工序嚴密配合、分秒必爭, 因此對所使用的機具的可靠性以及作業(yè)效率提出了非 常嚴格的要求。具體到切軌這一工序來(lái)說(shuō), 要求切軌 機在一次裝好砂輪片、加滿(mǎn)燃油的情況下連續切軌2 ~ 4 次, 每切斷一次時(shí)間Z 2 min。
113 質(zhì)量輕、體積小、機動(dòng)靈活、便于攜帶 由于便攜式內燃切軌機主要用于鐵路現場(chǎng)施工, 經(jīng)常需要攜帶或運輸至施工作業(yè)地點(diǎn), 因此非常強調 該機具的便攜性, 在保證切軌精度及切軌效率的同時(shí), 必須具有整機質(zhì)量輕、體積小、機動(dòng)靈活、便于攜帶的特點(diǎn)。根據施工現場(chǎng)使用的要求, 便攜式內燃切軌機 的整機質(zhì)量應Z 30 kg 為佳。為了減輕整機重量、便于 攜帶, 宜采用小型汽油機作為動(dòng)力。切軌機的開(kāi)發(fā)制 造者應從動(dòng)力、材料、工藝及結構設計等方面著(zhù)手盡量 減輕重量。 114 制造質(zhì)量好, 可靠性高 機具的制造質(zhì)量?jì)?yōu)劣牽涉到很多方面的內容, 僅 從外觀(guān)上看, 制造質(zhì)量好的機具一定具有外觀(guān)設計講 究、鑄造件表面平整光滑、裝配工藝規范、表面油漆質(zhì) 量好等方面的特點(diǎn)。在設計先進(jìn)的基礎上, 優(yōu)良的制 造質(zhì)量是機具良好可靠性的保證。對于經(jīng)常在養路施 工封鎖點(diǎn)以及線(xiàn)路搶修狀態(tài)下使用的便攜式內燃切軌 機來(lái)說(shuō), 高可靠性是衡量其綜合技術(shù)性能優(yōu)劣的重要 指標。
2 便攜式內燃切軌機的結構 圖1 所示為便攜式內燃切軌機的基本結構, 部件 1、2、4 構成/ 主機0, 部件3、5 構成/ 夾軌支架0。
211 汽油機 汽油機的性能直接影響切軌機整機的性能, 它必 須具有以下主要特點(diǎn):
( 1) 足夠的輸出功率和扭矩;
( 2) 適當的輸出轉速;
( 3) 在傾斜翻轉的情況下可正常工 作;
( 4) 體積小、重量輕、工作穩定、性能可靠等。依據 切軌功率的理論分析計算, 并經(jīng)現場(chǎng)使用情況分析, 可 確定切軌機汽油機的額定功率一般應Y4 kW, 在保證 切軌機整機體積小、質(zhì)量輕的前提下采用更大功率的 汽油機有利于提高切軌質(zhì)量。
212 砂輪片 切軌砂輪片雖是消耗品, 不屬于切軌機本身的固 定組成部件, 但它的性能對切軌的效果有很大的影響。 鋼軌切斷的全過(guò)程為無(wú)冷卻、無(wú)潤滑的磨削方式, 而且 必須保證切斷面光潔, 不被燒傷, 幾何精度高, 切割耗 時(shí)短, 因此對作為切軌機/ 刃具0的砂輪片提出了較高 的要求。砂輪片的最高安全線(xiàn)速度、磨料與粒度以及 硬度這三個(gè)指標是選擇合適的砂輪片的主要依據。
( 1) 最高安全線(xiàn)速度 在保證使用安全( 切軌機的 最高轉速不超過(guò)砂輪片表面注明的最高許用轉速) 的 前提下, 采用高許用轉速的砂輪片、保持較高的汽油機 輸出轉速, 有利于充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機的功率, 提高切削效 率。目前行業(yè)內多使用80 mPs( 砂輪片直徑300mm) 及 100 mPs( 砂輪片直徑350、400 mm) 的砂輪片。
(2) 磨料與粒度 選擇硬度高、韌性大的磨料, 選 擇較小的粒度(24# 或30# ) , 以保證較高的切削效率, 避 免切削過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)多的摩擦發(fā)熱以及燒傷切斷面。
(3) 硬度 砂輪片的硬度是指結合劑粘結磨粒的 牢固程度, 即磨粒在磨削力的作用下, 從砂輪上脫落下 來(lái)的難易程度。砂輪的硬度是影響切割精度和切割效 率的主要因素。若砂輪片太硬, 則磨粒磨鈍后仍不能 脫落, 切削效率很低, 此時(shí)砂輪片在徑向力的作用下易 變形, 不能保證鋼軌切斷面的平面精度。砂輪片太軟 也不行, 磨粒未磨鈍時(shí)就從砂輪上脫落, 砂輪自磨損太 快, 切削效率也很低。根據鋼軌的材質(zhì)及切軌的工況 要求, 應采用硬度適中( R 級) 、纖維增強樹(shù)脂結合劑 ( BF) 、雙層加強絲網(wǎng)、厚度為315~ 4 mm 的砂輪片, 當 磨粒磨鈍后自行脫落, 使新的鋒利的磨粒露出, 繼續承 擔磨削工作, 即砂輪具有良好的自銳性。
213 夾軌支架 目前比較先進(jìn)的便攜式切軌機均采用夾軌支架和 支機分體的形式: 不作業(yè)時(shí), 兩部分各自獨立。作業(yè)時(shí), 先將夾軌支架裝卡于待切鋼軌上, 再將主機插接并 鎖定于夾軌支架上, 即可開(kāi)始切軌作業(yè)。 主機與夾軌支架的連接方式有/ 單向連接0 和/ 雙 向連接0兩種形式。所謂雙向連接, 即主機機身兩側各 有一個(gè)對稱(chēng)銷(xiāo)孔, 均可與夾軌支架上的銷(xiāo)軸連接。作 業(yè)時(shí), 先用一側銷(xiāo)孔與銷(xiāo)軸連接開(kāi)始切軌, 當從鋼軌這 一側無(wú)法切斷鋼軌時(shí), 卸下主機, 操作人員站至鋼軌另 一側, 用主機機身另一側的銷(xiāo)孔與銷(xiāo)軸連接, 繼續切 軌, 直至切斷。但雙向連接方式具有以下缺點(diǎn): ¹ 為保 證切軌精度, 主機機身兩側銷(xiāo)軸孔必須以砂輪片中心 層為對稱(chēng)面形成左右對稱(chēng), 但這對切軌機零件的加工 與組裝提出了很高的要求, 難以做到。因此目前采用 雙向連接形式的切軌機, 鋼軌的切斷面的平面度難以 保證; º 作業(yè)時(shí)需停機進(jìn)行二次安裝, 影響作業(yè)效率。 而單向連接, 即主機機身只有一側有銷(xiāo)孔, 作業(yè)時(shí)主機 與夾軌支架通過(guò)銷(xiāo)軸連接, 一次安裝定位即可完成切 軌的全過(guò)程。切軌過(guò)程中, 由于夾軌支架的擺動(dòng), 可實(shí) 現從鋼軌兩側切割。單向連接的切軌機與雙向連接的 切軌機相比, 具有切軌精度高、切斷面無(wú)明顯接口、作 業(yè)效率高、結構簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
3 影響鋼軌切斷面幾何精度的主要因素
夾軌支架和動(dòng)力支架是決定鋼軌切斷面幾何精度 的主要環(huán)節。通過(guò)分析, 可確定影響鋼軌切斷面幾何 精度的主要因素有:
( 1) 動(dòng)力支架和上、下擺臂支架軸孔平行度加工誤 差造成的砂輪軸的傾斜。切軌作業(yè)時(shí), 砂輪片在圍繞 鋼軌擺動(dòng)過(guò)程中, 連接上、下擺臂和動(dòng)力支架的4 根平 行銷(xiāo)軸有
3 根在空間擺動(dòng), 這4 根銷(xiāo)軸的平行度偏差 互相影響、互相疊加, 最終都造成砂輪平面的傾斜。
(2) 切軌時(shí)施加的操作力和主機重力引起的動(dòng)力 支架、擺臂支架的扭轉變形導致砂輪片切割鋼軌時(shí)的 偏斜。在切軌操作過(guò)程中, 主機的重力以及施加的操 作力, 會(huì )造成上、下擺臂以及動(dòng)力支架的扭轉變形, 造 成各平行銷(xiāo)軸的平行度偏差的增加。
4 結束語(yǔ) 便攜式切軌機是鐵路無(wú)縫線(xiàn)路鋪設、大修換軌、線(xiàn) 路搶修等施工作業(yè)中不可缺少的重要設備。限于我國 的工業(yè)水平, 除個(gè)別先進(jìn)品牌外, 我國鐵路使用的大多 數國產(chǎn)切軌機在結構設計、動(dòng)力性能、作業(yè)效率及質(zhì) 量、可靠性、制造工藝等方面與國外同類(lèi)產(chǎn)品尚有較大 的差距。因此, 盡快研制并推廣適合我國鐵路使用的高性能、高質(zhì)量的便攜式切軌機, 并重新修訂現行部頒切軌機技術(shù)標準, 是推動(dòng)我國鐵路便攜式切軌機技術(shù)發(fā)展的一項重要任務(wù)。
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