第五章捣固机械Word格式.docx
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捣固机械可分为以下三种类型。
一、冲击式捣固机
冲击式捣固机是利用捣镐的冲击力将道床石砟密实的,它利用的冲击密实原理。
美国研制的世界上第一台捣固机就属于这种类型,这类捣固机作业过程和人工手镐捣固原理基本相同。
由于这种捣固机的冲击力对石砟破坏程度较大,对机体本身也有很大的反作用力,因此,目前世界各国很少采用。
二、振动式捣固机
振动式捣固机是利用振动动载荷作用于石砟将道床石砟密实,它利用的是振动密实原理。
各种电动捣固机和道砟夯拍机都利用这种原理。
振动式捣固机利用的是振动密实原理。
机械效率较低,但由于它的体积较小,重量较轻,来车时下道比较方便,因此,在列车密度较大的情况下仍然被使用。
三、振动夹实式捣固机
振动夹实式捣固机利用联合密实原理。
这类捣固机利用捣镐的振动动载荷和夹实静载荷联合作用于石砟,将石砟密实。
各种液压捣固机就是利用这种原理工作的。
在振动夹实式捣固机中,根据对枕下道砟夹实的方式不同,又可以分为同步捣固机和异步捣固机两种。
同步捣固:
就是在捣固作业时,每个镐头所运动的距离相等,因次,每个镐头上所承受的压力不可能相同,这样就会导致捣固后的枕下石砟密实均匀程度不一致。
我们目前所使用的小型液压捣固机就是同步作业的捣固机,由同步杆的控制实现同步捣固。
异步捣固机——捣固作业时,镐头在液压元件的作用下,镐头所承受的压力相同,因此镐头所移动的距离不一定相同,但捣固后的枕下石砟的密实比较均匀。
因此,在振动夹实式捣固机中,异步捣固机比同步捣固机更优越。
第二节道砟密实方法
从土壤密实的过程知道,土壤外形体积的改变,即说明由于土壤中的水和空气受外力作用后从空隙排出,土壤的结构被破坏,密度加大。
与此类似,也可以认为道砟外形体积的改变也是由于外力使石砟颗粒之间的空间减小的结果。
因此,对于一定容积的道砟,在外力作用下(压实或振动密实)其下沉量的大小就是表示道砟密实程度的大小。
对于捣固机来说,在一定时间内,道床下沉量的大小和下沉量是否均匀,也可以说明捣固机捣实性能的优劣。
一般实验方法有两种,即压实法和振动密实法.
一、压实法
在一些综合性机械化施工中,还有采用预先滚压道床的工序,在一般捣固作业中,压实法已很少采用。
使用压实法时,道砟的沉陷取决于两个因素:
单位压力P和压实的持续时间t,单位面积的压力增加则下沉量增大,持续时间增长,下沉量也增大。
换句话说,石砟下沉量的多少和作用力的大小成正比,和作用的时间成正比,即s=f(p,t)式中s---下沉量
二、振动密实法
将道砟装入箱内,然后放在具有一个自由度的振动台上,振动台的振动力、振幅及振动频率都是可调的,使振动轴以某种转速转动,测量道砟的下沉量。
通过试验测得,当捣镐的振动加速度为重力加速度的5倍,振动频率为3100次/min时,道砟密度最大。
如果增大道砟的颗粒度,则需要更大的振动加速度才能使道砟达到最大的密度。
应当指出:
道枕下道砟在捣固机械作用下,其密实情况与振动台上的试验情况基本类似,但不可能完全一样,其原因是影响因素较多,这方面还需要进一步进行实际的试验研究。
第三节电动捣固机
电动捣固机是振动式捣固机的一种,它与液压捣固机相比,效率较低。
采用较多的手提式电动捣固机,一人操纵一台,每四台或八台同时进行捣固作业。
手提式电动捣固机具有体积小、重量轻、上下道快、下插深度没有固定限位等特点,适应于列车密度大而小型液压捣固机不能上道的线路及道岔的养护维修捣固。
一。
、电动捣固机的工作原理
电动捣固机的捣固作业是利用振动密实原理。
它是在电动机的转轴上安装偏心铁,然后使镐板与电动机的端盖相连接,作为捣固机的振源。
当电动机接通电源后,电动机的转子以额定转速高速旋转,同时装在转子轴上的偏心铁也以同样的速度随着转子而动,产生方向变化的离心力,使电动机作轨迹为椭圆的转动。
该振动力传递给镐板和镐头,即形成对道砟的扰动力。
振动着的镐板插入道床后,道砟受到扰动力的作用而处于震动状态,原道砟间的摩擦阻力被克服或减少,使道砟近乎处于“流动状态”,开始相对运动和重新排列。
经过一定时间的震动后,道砟将枕下的空隙充满,从而达到枕下道砟密实的程度。
二、电动捣固机的结构
电动捣固机的类型较多,但它们的结构则大同小异,主要由镐板、振动电机及框架等三部分组成。
我们以DZG—380型电动捣固机为例来介绍电动捣固机的结构。
(一)镐柄和框架
镐柄与框架是电动捣固机的操纵部分。
镐柄由钢管焊接而成,外套两个橡胶套。
为了防止转动传至镐柄,在镐柄、框架与振动电机之间设置橡胶环减振。
(二)振动电机
振动电机是电动捣固机的振源。
振动电机是一个普通的三相异步小电动机,在电动机转轴的一端上安装有一个不平衡的偏心铁装置。
为了减轻电动捣固机的自重,电机的外壳采用铝合金材料制造
(三)镐板与镐头
镐板用螺栓安装在振动电机的端盖上,由两个副镐板夹住,以防止镐板根部局部受力过重而疲劳折断。
在镐板的头部安装有镐头,与道砟直接接触。
镐头的结构为阶梯形,目的是对捣固机下插和捣固道砟比较有利。
镐头直接作用于道砟,很容易磨损。
因此,要求镐头的材料要求具有较高的硬度,一般由铬镍合金材料或球墨铸铁材料制造。
当镐头磨损影响作业效果时,应去掉旧镐头,重新铆接一个新镐头。
三、电动捣固机的使用
1.使用前应检验整机各连接件是否紧固。
特别是镐板连接的螺栓,一定要拧紧,防止振动时造成镐板断裂的现象。
2.接通电源后先使电动捣固机空转1min左右,观察是否正常,正常后方可使用。
3.捣固作业时,使捣固机在距离铁轨边缘20~30mm出下镐,使镐板与轨枕面约成45°
角,然后不停来回抽镐,并使镐板逐渐增大角度到80°
左右,使道砟容易进入枕底。
4.作业时严禁乱扔捣固机,以免损坏电机外壳。
5.为了保持电机有良好的绝缘性能,防止电机漏电伤人,在大雨天应停止使用。
6.在捣鼓作业过程中,应随时注意机具运转情况,电动机升温是否正常,各部件有无异常状等。
如发现故障或异常现象,必须停机下道检修。
7.操纵人员工作时,应穿胶鞋,带绝缘手套,并禁止使用落线或闸刀开关连接电缆或电动捣固机,以防触电。
第四节液压捣固机
一、XYD-2型液压捣固机的工作原理
XYD-2型液压捣固机是通过振动力和夹实力的共同作用,使道砟运动至轨枕底部以填满枕底的空隙,从而达到捣固密实的目的。
液压捣固机的工作原理如图。
液压捣固机分别采用电动机或内燃机(汽油机或柴油机)作为原动机,通过皮带传动驱动油泵产生液压油,压力油通过换向阀进入工作油缸,从而使捣镐升降或张合。
同时,原动机通过另一皮带传动驱动振动轴高速旋转,使捣镐产生振动。
振动着的捣镐下插后,道砟因受到振动,导致相互间的摩擦阻力减小或被克服,使道砟呈现“流动状态”。
于是道砟在相对运动中重新排列,加上捣镐夹紧动作时的夹实作用,使枕下道砟密实。
夹实过程结束后,需将捣镐提升上来,当捣镐底部提升至超过轨枕顶面或高出轨面时,捣固机可通过走行装置移动至下一轨枕的捣固地点捣固,或是通过下道装置横移至线路两侧的下道架上,以便避车。
小型液压捣固机在使用过程中,两台捣固机连接成一体,构成一套,由两人各自操作一台,这样每根轨枕的8个捣固位置一个动作循环即可完成。
液压捣固机的振动:
安装在振动轴上的两块偏心铁在振动的高速旋转时而产生的离心力所形成,由于两个力的作用,使振动产生了水平和垂直两个方向的振动。
挂在振动架上的四只捣镐也就随着振动架仪器振动。
所以,偏心铁旋转时产生的离心力就是捣固机的振动力。
振动力有以下两个作用。
(1)振动力和下插力结合在一起,使捣镐在不扒砟的情况下能顺利下插,而不致引起抬道。
(2)振动力使道砟呈现“流动状态”,并使之重新排列,之后振动力再和夹实力结合在一起,使轨枕下面的道砟捣固密实。
二、XYD-2型液压捣固机的主要结构
XYD-2型液压捣固机由动力和机械传动系统、液压系统、振捣机构、支架、走行和下道装置等五部分组成,如图。
参数
XYD-2A1型系单侧下道,适用于复线区段作业;
XYD-2A2型系双侧下道,适用于单线区段作业。
激振力:
21.5KN
下插深度:
≥90mm
作业效率:
280~320根轨枕/每组·
小时
基本结构:
1横梁、2升降油缸、3导柱4、齿轮泵总成5、手动换向阀操纵手柄、6、高压油管、7油箱、8、振动架、9汽油机10、离合器总成11、皮带罩12、三角带13、夹实油缸14、减震球15上镐体、16、同步杆17、下镐体18、底架
(一)动力和机械传动系统
1、动力
动力采用单缸柴油机较多。
动力:
重量
2A型:
SF180型5.1KW柴油机
410Kg
2AG型:
SF190型6.98KW柴油机 440Kg
2AN型:
GX390S1型9.5KW汽油机370Kg
2AⅢ型:
SF190型6.98KW柴油机 460Kg
2ANⅢ型:
GX390型9.5KW汽油机 370Kg
2ANⅢ型是专门为Ⅲ型混凝土轨枕地段作业设计生产的新机型。
也可用于P75轨型线路作业。
2、机械传动系统
机械传动系统为两组三角胶带传动装置。
在SF180型柴油机的输出轴上或R175型柴油机的离合器上,装有两个组合式V带轮。
在振动轴和齿轮油泵的套轴上,各装有一个相应的V带轮,相互间采用单根三角带传动。
其中一组三角胶带和胶带轮,带动振动轴以4000r/min的转速高速旋转;
同时,另一组三角胶带和胶带轮,带动齿轮油泵以1800r/min的转速高速旋转。
为防止振动轴胶带轮松弛打滑而造成转速下降和振动频率降低,特在捣固机油箱的一侧设有一个张紧轮。
(二)液压系统
液压系统包括齿轮油泵、油缸、多路换向阀、手压泵、油箱以及油管、滤油器和压力表等辅助元件,如图。
1、齿轮油泵
齿轮油泵是液压动力装置,它将内燃机输出的机械能转换成油液的压力能,并经多路换向阀输送给各工作油缸。
2、液压缸
油缸包括一个升降液压缸和两个夹实油缸,是捣固机液压系统的执行机构。
它将油液的压力能又转换成机械能,并传给捣镐。
升降液压缸的行程,2A型为512mm,夹实油缸的行程分别为118mm(用于混凝土轨枕)油缸为单活塞杆双向作用油缸,如图。
升降和夹实液压缸内径63mm。
3、多路换向阀
多路换向阀是捣固机的操纵控制装置。
通过多路换向阀(包括溢流阀、单向阀、换向阀)可控制油液的方向和压力,操纵捣固机的升降以及捣镐的张合。
4、手压泵
手压泵是捣固机的应急安全装置,它是单行程活塞泵,有独立的油路与多向阀相接。
一旦捣固机的动
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