翁敏紅 王 磊

(中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司 江蘇 常州 213011)

米軌搗固裝置研制

翁敏紅 王 磊

(中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司 江蘇 常州 213011)

通過分析米軌線路和標準軌線路的差別，找出DC-32C型搗固裝置不適應米軌線路作業(yè)的主要原因，提出改進思路，并結合米軌機車車輛限界以及與整車的接口要求，確定設計方案。改進設計后的米軌搗固裝置滿足米軌線路的作業(yè)要求及限界要求。

搗固裝置；米軌線路；鎬臂；聯(lián)軸器

目前，包括我國在內的世界上大多數(shù)國家鐵路使用的是軌距為1 435 mm的標準軌距線路，因此，中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司(以下簡稱戚墅堰所)研制的搗固裝置主要適用于標準軌距線路的搗固作業(yè)。然而，世界上也有一些國家和地區(qū)如非洲、南美、東南亞等使用米軌線路，米軌是指1 000 mm以及小于1 435 mm大于1 000 mm的軌距，主要有1 000 mm和1 067 mm兩種。本文以阿根廷米軌線路為例，通過對米軌線路與標準軌距(以下簡稱標準軌)線路的對比分析，在現(xiàn)有DC-32C型搗固裝置的基礎上進行創(chuàng)新設計，研制適用于米軌線路的雙枕搗固裝置。

1 設計要求

1.1 線路條件

搗固裝置應滿足米軌線路的搗固作業(yè)需求，線路的各項參數(shù)中對搗固作業(yè)影響較大的是軌距、軌枕類型和軌枕間距。米軌和標準軌線路的主要參數(shù)對比如表1所示。

表1 米軌與標準軌主要參數(shù)對比

1.2 作業(yè)質量要求

(1)搗鎬在下插時應對鎬方便，在下插、夾持過程中應不易碰撞鋼軌和軌枕。

(2)為了保證道床的密實效果，搗鎬應有足夠的夾持行程。

(3)搗鎬下插的角度應盡量小，以保證搗固裝置在下插時有較好的受力狀況。

(4)搗固密實范圍應避開軌枕中心，以保證軌枕中心必要的串空部位。

1.3 接口要求及限界要求

搗固裝置應滿足搗固車的接口要求，包括振動軸端輸入馬達接口、框架安裝空間、提升油缸接口要求等，其中馬達、提升油缸的接口與現(xiàn)有DC-32C型搗固車的接口相同。搗固車走行時，搗固裝置應滿足米軌機車車輛限界。

2 設計思路

米軌線路與標準軌線路相比主要有2點不同：一是軌距變小，二是軌枕間距變寬。由于每個搗固裝置的對稱面與對應鋼軌的對稱面重合，因此，軌距決定了左、右2個搗固裝置之間的距離，軌距變小，同時限界寬度也比標準軌界限窄，2個搗固裝置之間的距離變近，活動空間變小，相對軌距而言搗固范圍變寬，對軌枕的使用壽命有一定影響。因此需要對DC-32C型搗固裝置的橫向尺寸進行壓縮，同時調整搗鎬的排布方式，縮小搗固寬度，避開軌枕中心的串空部位，以滿足米軌線路作業(yè)和限界的要求；軌枕間距變寬后，搗鎬下插點與軌枕的位置關系發(fā)生變化，搗鎬夾持行程變短，增加了作業(yè)時的對鎬難度，容易發(fā)生撞枕及移枕情況。因此，需改進搗固裝置的縱向結構，改變搗鎬與軌枕的關系，使搗鎬的下插位置、下插角度、夾持行程滿足作業(yè)要求。

設計的基本思路如下：對搗固裝置進行橫向設計，也就是在垂直鋼軌的方向，改進振動軸、聯(lián)軸器、支承臂、油箱等相關零部件的結構，壓縮橫向尺寸，同時使2個搗固裝置內側留有一定的間距。改進鎬臂和搗鎬的結構，合理布置搗鎬，使鋼軌內側的搗固范圍約為軌距的2/3，保證軌枕的中間部位串空；對搗固裝置進行縱向設計，也就是沿鋼軌的方向，改進箱體結構，增加2個外鎬臂鉸接孔之間的距離，使搗固裝置下插時，搗鎬基本處于2個相鄰軌枕的中心位置，并具有較小的下插正角度。

3 設計方案

根據設計思路，米軌搗固裝置的設計主要包括以下兩部分：(1)橫向設計，完成對振動軸、聯(lián)軸器、支承臂、油箱、箱體支承等相關零部件的設計，壓縮橫向結構，滿足與米軌線路的位置匹配與限界要求；完成鎬臂和搗鎬的設計，使搗鎬排布方式合理，壓縮搗固范圍；(2)縱向設計，完成箱體、油缸、行程限制等相關零部件的結構改進，使搗鎬的下插位置、下插角度和夾持行程合理，滿足作業(yè)時搗鎬與線路主要是軌枕的位置匹配，從而使作業(yè)后的線路精度達到設計要求。

3.1 橫向設計

3.1.1 振動軸及相關零部件的設計

這部分主要是通過橫向結構改進也就是借鑒DWL-48型搗固裝置振動軸驅動端聯(lián)軸器的結構，壓縮橫向尺寸，提高空間利用率。

改進后單個搗固裝置的軸向尺寸可縮減75 mm，整車橫向尺寸可縮減150 mm。此外，為增加2個搗固裝置內側的距離，提供維護保養(yǎng)的操作空間，改進振動軸部件另一端飛輪的鎖緊方式，縮減約35 mm，使2個搗固裝置內部間距增加約70 mm。振動軸部件的橫向尺寸縮減后，與之相配合的其他零部件也需作相應變化。其中，支承臂采用DWL-48型搗固裝置的支承臂結構，并在其上設置安裝板，用于油箱的安裝及固定，同時設計新型油箱。為使油箱中潤滑油的液面高度與DC-32C型搗固裝置保持一致，設計鎬臂潤滑油箱位置較高，振動軸潤滑油箱位置較低，如圖1所示。

圖1 支撐臂及油箱的改進

壓縮橫向尺寸后，箱體上用于固定支承臂的懸臂支承安裝板根據外支承臂的位置作相應的縮減，約減少70 mm。

3.1.2 鎬臂和搗鎬的設計

這部分設計主要以DC-32C型搗固裝置鎬臂和搗鎬為基礎，借鑒早期的DC-32型搗固裝置搗鎬的布置方式，改進鎬臂的結構，使用DC-32C型搗固裝置搗鎬，僅在鎬掌部位根據所處位置的不同設計成4種寬度的鎬型，搗鎬的安裝方式仍為直柄夾緊式。該結構吸收了2種結構的優(yōu)勢，搗鎬強度高，長度合適，且安裝方便，搗固范圍符合米軌線路要求。圖2為米軌搗固裝置搗鎬布置圖，從中可以看出，搗固范圍合理，搗固后軌枕中部按規(guī)定串空，長度約為300 mm。改進后的鎬臂結構，滿足了安裝直柄搗鎬的要求。

圖2 米軌搗固裝置的搗鎬布置與搗固范圍

經過以上改進，米軌搗固裝置橫向結構最終狀態(tài)如圖3左側所示，2個搗固裝置之間的最小距離約為190 mm，相鄰搗固裝置搗鎬最小間距約為300 mm，搗固裝置整體橫向布置合理，搗固范圍合適，搗鎬長度滿足搗固作業(yè)對深度的要求， 走行時滿足米軌機車車輛限界要求。

3.2 縱向設計

通過改進縱向結構，針對軌枕間距變寬后的線路，重新建立搗固裝置特別是搗鎬與軌枕的合理位置關系，使搗固裝置作業(yè)時搗鎬的下插位置、下插角度、夾持行程等滿足作業(yè)需求。

1已對軌枕間距變寬后的搗固裝置改進方案作了詳細描述，因此，本文僅列出設計結果。圖3中右圖為改進后的結構，主要改進箱體、油缸的結構，并選擇合適的擋塊寬度。此時，搗固裝置與框架之間具有一定的安裝余量，外鎬鎬尖距軌枕165 mm，內鎬鎬尖距軌枕145 mm，外鎬下插角度小于6°，走行時鎬尖與軌頂面的距離為170 mm，搗鎬與軌枕的關系合理，下插位置、下插角度、夾持行程均滿足作業(yè)要求，走行時搗鎬不會碰撞鋼軌和軌枕。同時，該結構也降低了操作人員的難度，允許作業(yè)時有一定的對鎬誤差，不會出現(xiàn)撞枕、移枕的情況。

圖3 米軌搗固裝置與線路、限界、接口的關系

4 裝車使用情況

自2013年起，按上述方案設計的米軌搗固裝置已陸續(xù)隨整機出口到莫桑比克、安哥拉、塞拉利昂、阿根廷等國，使用情況良好。

5 結論

(1)通過改進搗固裝置振動軸輸入端的結構(主要是聯(lián)軸器)，以及相關零件振動軸、支承臂、油箱、箱體外支承的結構，同時改變內側飛輪的鎖緊方式，壓縮了橫向尺寸，滿足了米軌限界的要求，同時為整車的其他零部件提供了充足的安裝空間，也給維護保養(yǎng)留有一定的操作空間。

(2)通過對鎬臂的結構改進及搗鎬鎬掌的寬度調節(jié)，改變了搗鎬的布置方式，使搗固裝置與鋼軌、軌枕布置合理，既保證了作業(yè)質量，又保證了軌枕的使用壽命。

(3)在搗固裝置縱向范圍內，通過對箱體、外油缸及行程限制部件的設計，使米軌搗固裝置作業(yè)時具有較好的下插位置、下插角度及夾持行程，既滿足了作業(yè)要求及效果，同時又滿足整車安裝及接口的要求。

參考文獻：

[1] 翁敏紅,王 磊,耿路峰. 站線搗固裝置研制[J]. 機車車輛工藝, 2015(3):8-10.□

(編輯：林素珍)

Development of the tamping unit for meter gauge track

WENG Minhong；WANG Lei

By means of analyzing the difference between meter gauge and standard gauge tracks, the main reasons why DC-32C tamping unit does not adapt to the operation on meter gauge track are located, improvement suggestions are made in consideration of the gauge for meter gauge locomotive and rolling stock and the interface requirements on the whole car, the designing scheme is finally decided. After the design is modified, the tamping unit now satisfies the operation requirements on meter gauge track and track gauge.

tamping unit; meter gauge track; tamping arm; coupling

2095-5251(2016)05-0001-03

2016-03-11

翁敏紅(1965-)，女，本科學歷，教授級高級工程師，從事鐵路工程機械的研發(fā)工作。

U216.63+1

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