一种钢轨扣件收集装置的研制

栗英

摘 要：针对目前国内大修换轨施工中钢轨旧扣件收集的工况进行分析，提出并阐述了一种新型钢轨扣件收集装置的主要技术特点及技术参数，并从整机结构、动力系统和电气系统等方面详细介绍了技术方案。實践证明：钢轨扣件收集装置相对现有的人工回收旧扣件，提高了机械化施工水平，降低了成本支出，提高了生产效率并确保现场施工安全性。

关键词：钢轨扣件；收集；技术特点；技术参数

中图分类号：U213.4 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）01-0006-02

Abstract： Based on the analysis of the working conditions of the collection of old rail fasteners in the overhauling and changing rail construction in China， the main technical characteristics and technical parameters of a new type of rail fastener collection device are put forward and expounded. The technical scheme is introduced in detail from the aspects of the whole machine structure， power system and electrical system. It is proved by practice that compared with the existing manual recovery of the old fastener， the rail fastener collection device improves the mechanized construction level， reduces the cost expenditure， improves the production efficiency and ensures the safety of the construction.

Keywords： rail fastener； collection； technical characteristics； technical parameters

1 概述

我国铁路大修换轨施工中，更换钢轨时，需更换扣件、胶垫等钢轨紧固件。换轨施工中拆除的旧扣件散落在钢轨两侧轨枕端头，每个单元轨条的施工组需使用12人以上收集旧扣件，并搬运至装载路料的平车上。旧扣件回收的过程中，由于工作量大，参加作业人员数量多，存在以下问题：一是施工人员的劳动安全风险大，难以管理；二是在将旧扣件搬运至平车上的过程中，路料运输装载加固管理难度大，对施工人员的管理易失控，存在较大安全隐患；三是用工量大，造成成本支出大且作业效率低。因此在保证目前换轨作业的工法、提高现有施工工艺、简化施工流程的前提下，研究一套扣件回收装置，替代人工回收旧扣件，从而降低成本支出，提高生产效率，确保施工安全是很有必要的。

2 钢轨扣件收集装置概述

2.1 钢轨扣件收集装置特点

（1）设备整体模块化安装于铁路标准平车上，不存在自走行设备的行车安全问题。

（2）采用电磁技术收集扣件，与永磁技术相比效率高，维护方便；断电后不会吸引物体，保证设备和行车安全。

（3）设备配置有走行小车，可以将电磁辊筒输送带收至平车以上，不存在设备脱落问题。

（4）设备具有收料、分料、储料、卸料和运输功能，收集容量大。

（5）所有执行机构都为液压传动，操作人员仅需站在线路两侧操纵无线遥控器即可操作实现扣件收集作业。

（6）单车结构双边都可以连挂，可以有效减少作业前后的准备时间。在电气化区间，不需要断电即可作业。

（7）设有应急电源，确保动力系统发生故障时能安全收车。

2.2 主要技术参数如表1

3 整机结构

扣件收集装置加装于NX70标准路用平车上，主要由底座支架、走行小车、磁性输送带、分料装置、地板输送机、卸料输送带、发电机组、液压控制系统和电气控制系统等部件组成。作业过程中，磁性输送带将摆放在道心的金属扣件吸附起来输送至地板输送带上，通过分料装置确保扣件在地板输送带上均匀分配。作业完成后，开启料仓门，地板输送机将存储的扣件输送至卸料输送带上，再由卸料输送带将扣件由车上抛洒至线路两侧。

整机布局如图1、图2所示。

（1）底座支架

底座支架栓接于平车上，可整体吊装，不影响平车大修及维护。底座支架上表面安装有供走行小车运行的轨道和卸料输送带。

（2）走行小车

走行小车由液压马达驱动，可以在底座支架的轨道内走行。走行小车上设有磁性输送带、分料装置和地板输送机。

（3）磁性输送带

磁性输送带安装于走行小车前端，通过液压油缸铰接可上下翻转，从而实现收车和作业状态的切换。磁性输送带上设有电磁滚筒，输送带由液压马达驱动。作业过程中，可将道心内的金属扣件吸附起来并输送至地板输送机上。

（4）分料装置

分料装置安装于料仓前端，分料板通过液压马达驱动齿轮齿条实现左右运动。作业过程中可将地板输送机里的扣件均匀分布。

（5）地板输送机

地板输送机安装于走行小车底部，由液压马达驱动链式输送机工作，其料仓可以容纳2km线路长度的金属扣件。作业完成后，由液压油缸开启料仓门，可将收集的扣件输送至卸料输送带上。

（6）卸料输送带

卸料输送带安装于底座支架上，由液压马达驱动输送带工作。作业完成后，可将由地板输送机输送来的扣件由车上抛洒至线路两侧。

4 动力系统

动力系统主要由发电机组和液压系统等组成，其中发电机组安装在底架后端，液压泵站安装于走行小车前端。发电机组可以为液压泵站提供动力及为整机提供照明。液压系统主要为各个液压执行元件提供动力。

5 电气系统

控制系统主要由电气控制柜（含PLC）、蓄电池箱、遥控接收器和其它电器元件组成。

作业时工作人员可通过无线遥控器操作走行小车、磁性输送带、地板输送机、分料装置等执行机构来收集和存储扣件，可实时进行调控。

作业完成后，工作人员可通过无线遥控器操作地板输送机及卸料输送带等执行机构将存储的扣件从车上抛洒至线路两侧，可实时进行调控。

6 结束语

扣件收集装置的研制，不仅提高了作业施工效率，而且减少了现场作业人员量，同时保证了施工安全和行车安全；推动了大修换轨作业扣件回收工序的机械化施工进程，实现了线路大、中修和线路综合维修施工的安全、优质、高效、低耗的目的，具有明显的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册[M].北京：高等教育出版社，1999.

[2]陈立定，吴玉香，苏开才.电气控制与可编程器[M].广州：华南理工大学出版社，2001.

[3]张利平.液压控制系统及设计[M].北京：化学工业出版社，2006.

[4]黄信基.对我国高速铁路钢轨维修作业的讨论[J]，铁道勘测与设计，2006（6）.

[5]高文.无缝线路快速换轨作业车的设计[D].中南大学，2011.endprint