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浅论高铁车体的顶复救援

发表时间:2017-08-01 09:54 作者:admin 来源:未知 浏览:
随着我国高铁建设的飞速发展,乘坐高铁出行已经被众多的寻常百姓所接受,相对其舒适、快捷,高铁的安全成为越来越多的人关注的话题。正所谓未雨绸缪,高铁的起复救援引起了与高铁运营管理相关的许多人士重视,并进行了多种探索和尝试。本文仅就我们在高铁救援课题研究中的一些体会,求教于从事起复救援的各方行家里手和路局专家。
一般轨道车辆脱线后的起复救援常见有吊复(吊装就位)、拉复(牵引入位)、顶复(顶举移位)三种方式,本文重点讨论顶复救援方式。
 
目前商品化的顶复设备有以下三种:
1、  直顶横移式:主要部件是一支置于滑车上的垂直油缸将车体顶举起来,一支  
驱动滑车移动的水平油缸,一支水平放置供滑车移动的横移桥(底桥)。作
业过程分为起升—横移—落下(就位),这也是最多见的起复方式。
2、  三角形支撑式:两支相同的油缸,组成立式三角形两条边,油缸上部与顶托
铰接在一起成为三角形顶点,油缸下部有回转轴分别安放在硬连接的左右两支底座上(构成三角形固定长度的底边)。作业时分别控制两只油缸的活塞伸缩,改变三角形的两条边长及与底边夹角,使三角形的顶点(带动车体)左右、高低移动至轮对就位。
3、  便携倾摆式:一支倾斜摆动工作的油缸、支架、定位底板。作业时活塞伸出,
沿地表推动轮对水平移动,遇钢轨后轮对再沿其侧面向上运动,升至踏面后轮对就位。
 
影响顶复作业的三大原则及高铁车体的实际情况:
1、  起复重量:作为选择起复方式(设备)、设计起复油缸举升力的重要依据,单就高铁车体而言,本文不做重点关注。
2、  起复点位置:选择起复方式(设备)、设计起复顶托形状的重要依据,高铁的车钩处为联通铰接式,因此车厢两端不可能有起复位置;可用的起复点只有车厢下部的中梁、车轴,车厢外侧吊装处(个别车型有外包围挡板遮蔽)。
3、  起复空间:选择起复方式(设备)并顺利安装的重要依据,高铁车体在整体道床上掉线后,中梁承重表面距钢轨踏面不足400 mm,车轴下缘母线距道床基面240mm左右,此外动拖车下部的附属装置远不同于我们见惯了的普速列车,人员进入时操作空间很小,设备展开时极其不便。
 
以下分别阐述三种起复方式应用于高铁车体的现状:
★直顶横移式- - -起复点为中梁
由于高铁车体脱线后,车厢下部垂直空间不足以放置横移桥、滑车、举升油缸及顶托(特别是横移缸置于滑车下部时更增加了滑车高度),同样轮对就位后,所余高度也不足令这一套装置顺利卸除;某些时候直顶横移复轨器的功能只剩下了横移这一项,此前此后的举升、落下只能依赖在车体外侧的千斤顶(有时只可顶在转向架侧架下方)完成。
 
下表是直顶横移式复轨器用于高铁车体救援时的步骤:
 

任务 作业步骤 达成目的
举升 1、在车体两侧分别用千斤顶抬高车体 车体下部形成复轨器安装空间
2、车体两侧码放垫(枕)木垫实 取代并移除两侧千斤顶
3、车体下安装全套直顶横移复轨器 准备横移作业
4、升起复轨器举升缸,抬起轮对高于轨面 便于拆除两侧垫木
横移 5、拆除两侧垫木, 便于车体横移
6、移动滑车将轮对至于钢轨踏面正上方 保持高度以便重新安装垫木
7、车体两侧再次码放垫(枕)木 便于撤除车体下复轨器
8、落下复轨器举升缸并取出车下设备 车体再次落在垫木上
9、车体外两侧重新安装并升起千斤顶 拆除车体两侧垫木
就位 10、降下两侧千斤顶 将车体轮对落在轨面上
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显然,直顶横移式起复高铁车体较为繁琐,费时费力;有些厂家推荐使用爬升环式举升缸,降低了油缸的原始高度,看似省去了上述表格中的第7、9、10三个步骤,但用爬升环举升缸作业,诟病也不少,狭仄的空间不利于爬升环的多次安放和取出,操作起来既不省时亦不省力。
此外,使用直顶横移方式还面临着以下问题:
1、  起复作业时,车体两侧应有一定的空间,用以操控辅助油缸、码放垫木等;如遇脱线于车站高站台一侧及靠近高架桥外侧时、边坡侧方空间不够以及其它桥、涵地域时可能无法作业。
2、  紧急情况下,与脱线的轮对相近的车厢未与本车体解除连接时,辅助缸抬高车体作业时可能会遇到“别劲”或造成车体变形的后果。
3、  此种作业方式,用人较多,直接操作人员应在6名以上,准备时间相对较长。
 
★三角形支撑式- - -起复点为车钩颈部或中梁
高铁车体救援起复点选定车钩,目前还未知有此方面的起复先例,也未闻有人进行过尝试,尚需今后去认识、探索。如考虑中梁起复,由于此类复轨器的举升缸长度及行程与横移量有关,若要满足横移距离,油缸的高度就要有一定的保证,目前尚未有在高铁车体下如此高度空间内适用的三角形复轨器,放得下的复轨器则横移能力完全不能满足要求,显然这种起复方式不是最终的的选项。
 
★便携倾摆式- - -起复点为车轴
倾摆式复轨器起复工作点高度是变量,与其油缸纵轴线与地面的倾角成正比。正常工作时,最低起复点可低至200mm,因此安装空间高度不成问题,其作业步骤是:由操作人员进入车体下方,在脱线的轮对下方码放带棘齿的大底版(约为两张A4纸大小),在轮轴上绑缚专用的卡槽式防滑板(多数情况下需在轴上固定一卡套,用于防护轴上不能受力的零部件),将带倾摆支架的油缸置于大底板上,慢慢伸出活塞,使油缸顶端的顶托嵌入防滑板某一卡槽中,起复准备工作即告结束。剩下的起复作业只由一名操作人员在车外控制油缸的活塞运动便可完成。
倾摆式起复方式有下述特点:
1、  准备时间短、用人少,实践证明一般三人操作足以胜任。
2、  起复设备不超出道床范围,因此对车体两侧空间无要求。
3、  起复时,车轴受斜向上的托举力,极限时最大垂直受力不超过25吨,车轴表面承受正压力(强)不超过60MPa,约为车轴材质抗压强度(σbc)的十分之一,因此不会对原车轴造成任何伤害。
 
但其也面临如下问题:
1、高铁动、拖车的车轴几乎都不是贯通式,油缸受力点尤需避开车轴上的薄壳类部件如变速箱等,为此应设计并安装可靠的阻隔装置;此外有些车轴上的刹车盘能否承受径向推力尚需探讨和实践,否则也应按照上述原则处理。
2、车体下空间极为狭小,多数情况下只能容一名身材瘦小的人员爬行进出,因此设备的小型化、轻量化、安装简单化的设计不容小觑。
3、早期庞巴迪车型的拖车车轴上左右分布两片刹车盘,位于轮对移动方向后侧的刹车盘可能会与倾摆式的油缸相互干涉,造成起复困难。
以上是我们探索高铁起复救援过程中的一些体会,在与使用单位的沟通中,我们感到,用何种方式起复不是主要的,我们寄希望于我们的高铁建设者、使用者克勤敬业,以国家的利益、人民的生命为重,防微杜渐,不出事故,让我们对救援的探索永远停留在纸面上才是硬道理。
 

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