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
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
U213.5
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〔编辑 吴建卿〕