钢轨落锤机防护门及防护网优化改造

赵聪超

（呼和浩特铁路局焊轨段，内蒙古呼和浩特 010051）

钢轨落锤机防护门及防护网优化改造

赵聪超

（呼和浩特铁路局焊轨段，内蒙古呼和浩特 010051）

根据落锤机的使用特性，分析了落锤机防护门、防护网及其他部件在使用过程中的缺点，并进行优化改造，达到使用要求、保证生产安全的目的。

落锤机防护门；防护网；门轴；缓冲器

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.12.27

1 概述

随着我国铁路事业的快速发展，铁路已进入“高速”时代。高速铁路所使用的钢轨为百米定尺轨，为适应不同速度等级线路的要求，对钢轨的外形、内在质量、机械性能、化学成分、金属组织等指标作了相应规定。钢轨落锤试验是规定检验钢轨焊缝内部质量的主要检验程序，钢轨焊接试头将被1 t锤头从5～6 m的高空自由落体后砸断成两节。在试验过程中，以前的防护门、防护网防护面积不足，钢轨试头曾多次飞出，存在极大安全隐患。通过总结以前落锤机防护的优缺点，经过反复论证，最后利用液压缓冲器、缓冲板、胶板等进行缓冲，对防护门、侧板、顶板、门轴及防护网等进行了重新优化改造，以保证百米定尺轨高质量及确保作业人员的人身安全。

2 改进设计

2.1 防护门整体缓冲改进设计

防护门是由液压缓冲器、缓冲板、缓冲胶皮、限位块、地座等主要部件组成（图1）。各部件功能：①左右2扇防护门上各安装了6个液压缓冲器；②缓冲板用12mm厚钢板制作，与液压缓冲器有24mm的间隙，一方面可以有效缓冲冲击力，另一方面也便于缓冲板的更换；③缓冲胶皮采用带线绳的熟胶板，用强力胶粘在缓冲板上；④为了防止液压缓冲器受损，安装了限位块，限位块高于液压缓冲器最大行程5mm；⑤地座采用开放基础，没有和地面、落锤机本体连接，落锤振动不会影响防护门的基地。

在整个落锤过程中，当锤头砸断钢轨试头后，试头先后依次冲击到缓冲胶皮、缓冲板、液压缓冲器、限位块，通过多道缓冲，冲击力将大大减小，最后通过门传递到地座。

2.2 防护门门轴

经计算，每扇门重598.07 kg，为了让操作工在落锤试验时可轻松开关防护门且坚固耐用，对门轴进行重新设计。设计的目标要达到一个操作工可单手轻松开关防护门，且能有足够的抗钢轨试头砸断的冲击力。

图1 防护门结构示意

图2 防护门门轴结构示意

图3 门把手、门销结构示意

经重新设计，（图 2）防护门门轴是由门轴、推力球轴承51108、深沟球轴承6206、门轴座等主要部件组成。优点：①重新设计后的门轴最细处40mm，且每扇门由3组门轴组成，坚固耐用；②门轴与门轴座中间采用推力球轴承51108，且为了保持门轴垂直度，在门轴的端部安装了深沟球轴承6206，保障了每根门轴转动无阻力；③为了保持3组门轴在一条中心线上，将门外圆一边铣成平面。

通过重新设计，门轴达到了设计要求。

2.3 门把手、门销

为了使门把手、门销耐用、美观，进行了重新设计。因为门销要承受冲击力，用厚20mm的钢板做门销（图3）。

2.4 防护网

改造前的防护网较小，防护面积不足，曾多次钢轨试头飞出情况，存在极大安全隐患。根据周围情况和落锤作业人员工作方便，将防护区域做成宽9 m，长12 m，高4 m（图4）。改进的落锤机防护网主要由钢丝网、钢架结构和混凝土基础构成，以旧吊车梁20#a型工字钢为基础梁，通过焊接使立柱抗冲击强度增加，增强了整体稳定性。外围焊接钢丝网，基础梁和钢丝网连接组合构成一个整体，对所防护的区域形成面防护。系统的柔性防护和拦截强度，足以吸收和分散传递飞出试头的冲击动能，起到安全防护作用。

图4 防护网结构示意

落锤机防护网钢架结构采用原焊轨基地吊车梁，因为新建基地尺寸设计与旧基地有所变化，现已弃用。按废铁卖每吨1000元人民币，基础梁采用工字钢价格为人民币4650元/t，重28 kg/m，基础梁需用120 m，原成本约合人民币130元/m，现成本约为人民币28元/m，减少成本12 240元人民币。

3 实施效果

落锤机是钢轨焊接的检验关卡，钢轨试头落锤是检验焊接质量的一项重要标准。通过对旧吊车梁的利旧、落锤机防护门、防护网改进，以及整体布局的优化设计，落锤机工作的安全性得到加强。

（1）通过改进落锤机防护门、防护网，使得钢轨试件断裂后飞出来时，本身对其有一个较强的缓冲，从而起到安全防护作用，杜绝安全隐患。

（2）防护网是一道安全线，是落锤机封闭式管理的标志，可以防止非工作人员进入落锤机，同时也是保护护网外人员的安全设施，能够进一步保证生产安全。

（3）通过封闭管理和及时统计、分析等，根据合格率、缺陷类型等关键数据对比，获得基地接头质量控制的情况并及时形成参数优化方案。经过一段时间使用，效果明显，该方案有借鉴价值。

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〔编辑 吴建卿〕