鋼軌內(nèi)外表面同步鋼瓶外壁除銹機的研發(fā)與應(yīng)用

鋼軌內(nèi)外表面同步鋼瓶外壁除銹機旨在解決軌道電路分路不良問題，對極易產(chǎn)生鋼軌銹蝕的道岔及其部分側(cè)線和曲股進行除銹作業(yè)，提高線路質(zhì)量。它還是國內(nèi)首臺可以對鋼軌軌面及軌頭內(nèi)外側(cè)同步除銹的設(shè)備，具有輕便易攜、操作方便、運行成本低、機械化程度高等優(yōu)點。

1、研發(fā)背景

軌道電路是以一段鐵路線路的鋼軌為導(dǎo)體所構(gòu)成的電路，能夠檢測線路是否被機車車輛占用，也能夠控制信號裝置或轉(zhuǎn)轍裝置，是鐵路自動化的重要組成部分。如果軌道電路分路不良，即列車輪對不能可靠短路鋼軌，會造成聯(lián)鎖失效，從而引發(fā)進路提前錯誤解鎖、道岔中途轉(zhuǎn)換，造成擠岔、脫線或者列車側(cè)面沖突等事故。電路分路不良現(xiàn)象已成為全路亟待解決的重大安全技術(shù)問題。

鋼軌不能可靠短路的主要原因為鋼軌表面生銹及污染。表層鋼軌會與依附于其表面的水分發(fā)生緩慢的化學(xué)反應(yīng)從而形成以Fe2O3﹒xH2O為主要成分的混合物，極易導(dǎo)致車輪與軌面的接觸電阻變大，使軌道電路出現(xiàn)分路不良現(xiàn)象。

解決軌道電路分路不良的關(guān)鍵在于對鋼軌銹蝕進行處理。目前我國鐵路系統(tǒng)中一般采用鋼軌打磨車、道岔打磨車以及手工除銹等方式來處理鋼軌銹蝕，打磨車更適用于全面整修與大面積作業(yè)但使用成本較高，手工除銹作業(yè)勞動強度大且效率低下。針對鋼軌輪廓進行除銹的鋼軌內(nèi)外表面同步鋼瓶外壁除銹機恰好彌補了國內(nèi)這一區(qū)域的空白，鋼軌內(nèi)外表面同步鋼瓶外壁除銹機能夠?qū)︿撥壾壝婕败夘^內(nèi)外側(cè)同步除銹，該項技術(shù)為國內(nèi)首創(chuàng)，現(xiàn)已申請zhuanli。

2、系統(tǒng)介紹

鋼軌內(nèi)外表面同步鋼瓶外壁除銹機具有輕便易攜、操作方便、運行成本低、機械化程度高等優(yōu)點，主要針對軌道電路分路不良問題，對極易產(chǎn)生鋼軌銹蝕的道岔及其部分側(cè)線和曲股的鋼軌軌面及軌頭內(nèi)外側(cè)同步進行除銹作業(yè)，提高線路質(zhì)量，可以有效避免鐵路事故發(fā)生，為鐵路運營帶來可觀的安全效益及經(jīng)濟效益。

2.1、原理介紹

鋼軌內(nèi)外表面同步鋼瓶外壁除銹機由動力部分、傳動部分、除銹裝置和底盤組成。汽油內(nèi)燃機作為鋼瓶外壁除銹機的動力機構(gòu)，在鋼瓶外壁除銹機工作時為其提供動力，汽油內(nèi)燃機具有體積小、噪音低、提速快等優(yōu)點。離心式離合器與內(nèi)燃機組裝在一起，在怠速狀態(tài)時，離合器與內(nèi)燃機分離，不輸出動力；當(dāng)轉(zhuǎn)速≥1600r/min時，離合器輸出動力。離合器外部與傳動機構(gòu)相連，通過傳動機構(gòu)將動力傳遞到除銹裝置上，帶動除銹裝置旋轉(zhuǎn)從而進行除銹作業(yè)。整機具有體積小、輕便易攜，噪音低等優(yōu)點。

2.2、技術(shù)特征

普通鋼瓶外壁除銹機械通常只能進行單獨軌面除銹，工作效率較低，鋼軌內(nèi)外表面同步鋼瓶外壁除銹機通過對傳動組件以及除銹組件的巧妙設(shè)計，保證了鋼軌鋼瓶外壁除銹機可以對鋼軌的上表面和內(nèi)側(cè)壁同步除銹，其除銹能力可達1.1 m2/min，大大提高了工作效率。

鋼軌鋼瓶外壁除銹機靠軌裝置的設(shè)計。在推動鋼瓶外壁除銹機作業(yè)時，靠軌裝置的錐形設(shè)計保證了鋼瓶外壁除銹機能夠適應(yīng)軌面寬度不同的各型鋼軌，減小了鋼瓶外壁除銹機與鋼軌之間的摩擦力。同時該錐形靠軌設(shè)計能夠根據(jù)除銹組件的磨損程度，及時調(diào)節(jié)其對鋼軌側(cè)面的壓力，保證除銹組件能夠以恒定壓力壓緊鋼軌。

2.3、作業(yè)范圍

與鋼軌打磨車相比，鋼軌內(nèi)外表面同步鋼瓶外壁除銹機可以根據(jù)鐵路保養(yǎng)需求進行小范圍的除銹作業(yè)，大大降低了作業(yè)成本。同時它作業(yè)準(zhǔn)備時間短、可以實現(xiàn)單人操作，在作業(yè)過程中它可以做到嚴(yán)格把控作業(yè)時間、不浪費一個天窗點。鋼軌內(nèi)外表面同步鋼瓶外壁除銹機整機質(zhì)量為39.5kg，當(dāng)進行遠距離作業(yè)時攜帶方便，便于流動性作業(yè)。

3、試驗效果

目前國內(nèi)對道岔區(qū)段、小范圍鋼軌進行除銹處理時均采用手工除銹，手工除銹方式勞動強度大、作業(yè)效果差、工作效率低。鋼軌內(nèi)外表面同步鋼瓶外壁除銹機自研發(fā)以來，經(jīng)過多次試驗、改進，在機械性能、使用效果方面均有大幅提升，鋼軌內(nèi)外表面同步鋼瓶外壁除銹機作業(yè)時采用機械除銹，與手工除銹相比，機械除銹實現(xiàn)了自動化操作，保證了除銹質(zhì)量。其工作速度為6～10m/min，工作效率遠高于人工, 鋼軌內(nèi)外表面同步鋼瓶外壁除銹機累計試驗走行距離現(xiàn)已超過8km。該鋼瓶外壁除銹機在寶雞南高鐵站以及興平軍專線均進行了除銹任務(wù)，在兩次的實際除銹操作中鋼軌鋼瓶外壁除銹機工作性能穩(wěn)定，除銹效果良好，得到了工務(wù)段現(xiàn)場作業(yè)人員及段領(lǐng)導(dǎo)的一致好評。鋼軌內(nèi)外表面同步鋼瓶外壁除銹機的研發(fā)得到中國鐵路總公司總工室的高度肯定，在整個研發(fā)過程中，團隊成員認(rèn)真鉆研可能的故障點，根據(jù)具體試驗效果，對鋼瓶外壁除銹機反復(fù)改進完善，保證鋼瓶外壁除銹機具有良好的機械性能以及實用性能。鋼軌內(nèi)外表面同步鋼瓶外壁除銹機將在鐵路保養(yǎng)事業(yè)中發(fā)揮巨大的作用。