利用大型养路机械自有动力源实现掉道紧急起复救援的探讨

刘磊

摘 要：结合铁路大型养路机械掉道紧急起复救援的问题，本文提出了利用大型养路机械自有动力源实现掉道紧急起复救援的方案，并对方案实施问题进行了探讨，从而为关注这一话题的人们提供参考。

关键词：大型养路机械 自有动力源 掉道紧急起复救援

中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）01（c）-0049-02

在铁路配砟整形车和捣固车等大型养路机械作业的过程中，容易出现脱轨掉道问题，将会给线路的正常使用带来阻碍，降低铁路的运输生产效率。使用外带动力源为机械掉道起复提供动力，则会降低紧急起复救援效率。因此，还应加强对利用大型养路机械自有动力源实现掉道紧急起复救援的问题探讨，以便更好地解决养路机械掉道问题。

1 铁路大型养路机械掉道紧急起复救援的问题分析

在铁路线路上，利用大型养路机械进行维修施工，需要面临恶劣的工作环境，并且线路大多存在几何尺寸超差问题，而机械本身重量较轻，容易因装置受力不均出现脱轨掉道问题。一旦发生掉道，则要采用带液压泵的液压起复救援设备或“人字”形起复救援设备进行紧急救援。采用前一种方式，需要利用汽油发动机提供起复动力，需要安排专人进行发动机保养，且面临着发动机故障较多的问题。此外，采用汽油作为发动机燃料，由于不能利用铁路车辆进行携带，所以基层施工车组人员需要经过安监部门多次检查，将给救援工作的开展带来较大阻碍。采用“人字”形设备，需要利用大功率机车提供牵引动力，在救援过程中需加强拖行速度控制，一旦因拖行速度过快导致救援车辆二次掉道。而该种设备的引入和维护需要大量资金，所以配备该种设备的施工作业点较少。但一个路局拥有数十个大机施工作业点，因此难以实现设备的协调分配。

受铁路传统大型养路机械掉道紧急起复救援方法和设备的限制，为大型机械配备的各种起复设备需使用独立配件，在掉道事故发生后需从备品车上将配件挑选出来，然后进行临时组装。而这些配件不仅数量较多，同时重量也较重，给设备组装带来了较大困难，造成紧急起复救援工作的开展效率低下。此外，采用过去的救援方法，需要为起复设备完成专门液压泵站的配置。而这些泵站长期处于闲置状态，在临时使用时较容易发生问题[1]。从实践工作开展情况来看，通常需要花费2～4h才能完成掉道起复救援，因此将给线路开通和使用带来严重影响。为解决这一问题，工务段作业人员通常会在现场采用齿条式压机进行作业，以便快速解决起复问题。但是采取该种救援方式，极容易导致大型养路机械失控，造成机械设备的损坏，所以需要承担较大作业风险。

2 利用大型养路机械自有动力源实现掉道紧急起复救援的方案分析

针对铁路大型养路机械掉道紧急起复救援问题，还要为大型养路机械完成自有动力源的配置，以便使过去遭遇的紧急救援问题得到有效解决。为达成这一目标，还要制定合理的动力源配置方案，以确保救援工作能够顺利开展。

2.1 技术方案

在大型养路机械自有动力源设计上，实际就是在机械底部进行便携式掉道起复液压装置的设置。而该装置在大型养路机械日常作业中处于收起状态，只有在掉道复位时才会被放下。分析装置设计的技术方案可以发现，采用便携式掉道起复液压装置，需要确保大型机械无需外在动力就能实现掉道起复。为达成这一目标，还要采用V字形在机械底部进行两个液压油缸及液压起复装置的安装，以确保机械车辆能够沿着轨道竖向升降和横向移动。如图1所示，为V字形液压起复装置结构图。从结构组成上来看，该装置由起复油缸、V字形液压起复装置、车辆底架、油缸铰支和水平旋转式支座垫板构成。利用铰支结构，可将油缸一端和车底架连接在一起，以便使油缸得到固定。在起复液压装置工作时，V字形结构可以起到支撑于地面的作用。利用独立伸缩和水平平衡方式，可以利用油缸进行机械竖向升降和横向移动控制。

2.2 动力原理

分析机械掉道起复救援的动力原理可以发现，在机械发生掉道后，利用起复液压设备可以进行液压动力的提供。利用油箱、溢流阀、油路块、过滤器和液压管路等，液压装置可以为机械完成各种动作提供动力。而机械起复升降机构由升降油缸、底盘机构、销轴、上下横梁等构成，在油缸作用下，机械车辆可以实现上下升降和左右移动，以确保机械能够迅速得到起复。由于液压油缸与车体为三角形结构，所以对油缸活塞杆的伸缩长度进行调节，就能使车辆进行上下左右运动。采用该液压起复装置，由于动力原液压管路安装在机械车辆上，所以能够为液压系统的工作提供驱动力。在油缸由水平位置接触锁闭状态后，会在液压驱动下形成V字形，与地面接触。持续受到液压作用，两油缸可以将车辆顶离地面。对两油缸的压力差进行控制，则能使车辆得到平移，直至位于钢轨上方。使两油缸得到同时减压，则能使车辆轮在钢轨面上降落，达到车辆起复的目的。完成起复后，可以将油缸活塞杆收缩到最短。在人力的助推下，安全销将回到支腿固定套内，使油缸得到机械锁定。

2.3 方案分析

为对大型养路机械自有动力源实现掉道紧急起复救援的方案展开进一步分析，还要以铁路使用的08-32捣固车为例，对其配置的液压起复设备进行分析。捣固车的整车重量为50.5t，其中包含前后转向架。在前转向轮掉道的情况下，重心位于转向架重心连线重点，液压起复装置需要顶升约26t的重量，需從横移驱动液压管获得14MPa的液力。在作业空间不足400mm的条件下，顶升高度需达到300mm。在缸体高度为250mm的情况下，需伸出400mm高度。按照式（1）可进行液压油缸活塞杆直径计算。式中，F为液压油缸的作用力，p指的是工作压力[2]。结合相关标准，需选择外径为240mm的油缸。考虑到活塞杆横移受到的弯曲作用，需要选取最小的活塞杆材料许用应力，即使P=[σ]，得到活塞杆直径为80mm。

（1）

在捣固车工作的过程中，需要将液压缸封锁时间限制在120～180min内。为减少紧急救援时间，还要进行液压装置的熟练操作，以确保液压缸拥有合理的行程时间。由于油泵将输出326.2L/min的流量，油缸则由电磁阀供油，电磁阀可达到60L/min的流量，因此还要完成电磁阀流量的合理设置。设T为救援时间，则T=15πd2h/q，其中d指的是油缸内径，油缸总伸高度为h。通过分析可以发现，在考量流量损失等因素的基础上，一个行程耗费的时间不超出10s，所以油缸可以较快的完成顶升和下降动作。在此基础上，只要合理进行应急方案的编写，有效缩短人员组织和设备调试的时间，就能使救援时间得到有效缩短。从液压装置锁定上来看，由于装置横移液压回路由液压锁和三位四通换向固定节流器构成，所以可以在任何位置进行锁定。比如在捣固装置横移过程中，一旦出现突发故障，以至于液压压力不稳，就可以利用换向阀对进油口和出油口进行截止，以确保捣固车停在固定顶升高度，以免机械设备被损坏。通过以上分析可以发现，利用大型养路机械自有动力源实现掉道紧急起复救援具有较强的可行性，能够有效缩短起复时间，并确保机械设备安全。

3 利用大型养路机械自有动力源实现掉道紧急起复救援的方案实施

3.1 实施过程

在具体实施利用大型养路机械自有动力源实现掉道紧急起复救援的方案时，还要按照一定的步骤进行起复操作。首先，由于机械自有动力源安装在车底架上，所以在车辆掉道后需要将安全锁销打开，以便使机械自带的液压装置能够放下，以实现起复操作。值得注意的是，由于不同的大型养路机械的重量不同，还要结合机械重量进行不同油缸直径的选择，以确保液压装置能够得到足够大的压力驱动。比如针对配砟整形车，其整车重量约30t，需完成直径为120mm的油缸选用。实际在车底架进行液压装置安装时，还要结合机械原有结构和性能进行合理设置，并加强防坠设计，以确保液压装置不会因坠落而发生损坏，并确保机械整体的稳定性。其次，在液压装置与地面接触平稳后，需要利用装置实现垂直起降。由于两个油缸可以达到V字形，所以能够通过油缸伸缩达到钢轨平面的任意位置[3]。而轨道枕木最大将保持600mm的间距，需在铰支结构完成水平转动底板的设置，以确保装置能够在轨道上随时进行垂直起降。为满足大型机械的起复需求，应确保机械车辆随时保持平稳。针对配砟整形车，液压装置最大顶升量应达到30t，单次需完成300mm横移，最大伸出量应达到450mm。在起复操作中，操作人员需要在车下进行操作。在机械车辆下道后，需将起复机构的安全销去掉，并对液压阀进行操作，使油缸得到放下。在这一期间，应使承重台接触道心平面，使承重台向机械起复的角度偏转。通过对阀进行控制，则能使液压支腿油缸进行伸缩。借助油缸上活动支撑提供的力，可确保机械稳定。利用液压装置上的平衡阀，可完成液压自锁，以确保机械运动安全。通过对阀进行控制，则能使油缸进行机械的升降操作。在起复机构水平移动时，可对油缸侧伸进行控制，结合车轮尺寸和车轮与钢轨高度确认最大升起高度。通过进行平衡阀的配置，则能预防油缸自动缩回，避免油管断裂。通过双侧操作，则可以完成机械的左右横移。最后，完成起复后，可将油缸伸缩杆收回。

3.2 实施效果

从方案实施效果来看，采用该方案进行大型养路机械掉道紧急起复救援，能够在钢轨垂直面和水平面的任意位置进行机械起复，能够为起复操作提供便利。而采用该方案无需进行额外动力源的配置，所以能够有效缩短起复时间。从实践操作来看，采用该方案能够将起复时间控制在5min以内，起复效率能够达到以往起复方法效率的10倍[4]。此外，由于无需进行汽油发动机的配置，因此也能避免失火隐患，为起复作业带来更多的安全保障。

4 结语

通过分析可以发现，为解决大型养路机械掉道紧急起复遭遇的起复时间长的问题，还要完成机械自带液压装置的配置，以便利用機械自有动力源为起复操作提供动力。采取该方案，可以有效缩短紧急起复救援时间，并且为起复操作提供安全保障，因此能够在铁路掉道起复作业中得到较好的应用。

参考文献

[1] 马林，周先平，白付维，等.高速动车组液压起复机具的研究和应用[J].铁道机车车辆，2016，36（1）：34-38.

[2] 段洪涛，霍刚，古景福.大型养路机械车辆自带液压起复装置的研制[J].铁道建筑，2013（7）：106-108.

[3] 柳自峰，王学峰，赵世超.大轴重车辆通用救援起复技术创新办法研究[J].山东工业技术，2017（21）：30-31.

[4] 何成才.铁路交通安全事故预防与救援培训体系研究[J]. 铁路技术创新，2011（4）：34-35.