DCL－32型连续式捣固车装置

陈光伟，索小娟，张念淮

(郑州铁路职业技术学院，河南 郑州 450052)

0 引言

目前，我国铁路养护主要以大型养路机械化施工为主。投入于各大铁路局的大型养路机械约36种，包括捣固车、清筛车、钢轨打磨车、稳定车等多种大型养路机械［1］，在现代化、机械化、专业化的保养维护阶段，它们发挥着巨大的作用。我们以DCL－32型连续式捣固车为例来介绍。该机型捣固车能够实现连续式双枕捣固作业，也能够实现步进式双枕捣固作业。该机适用于铁路建设、大修和维修的起道、拨道、抄平、捣固［2］、清扫和碴肩夯拍等综合作业，提高道床石砟的密实度，增加轨道的稳定性，消除轨道的方向偏差，消除左、右水平偏差和前、后高低偏差，使轨道线路达到线路设计标准和线路维修规则的要求，保证列车安全运行。该车可以与其它养路机械配套作业，组成机械化维修列车。

1 捣固车的作业装置

DCL－32型连续式捣固车是集机械、电气、液压、气动为一体的大型养路机械，主要由转向架、主车架、前中后司机室、捣固作业装置、检测装置、液压系统、电气系统、气动系统、动力传动系统、制动系统、操纵等装置组成。其中，捣固车的作业装置主要由捣固装置、起拨道装置、夯实装置和排砟犁构成。捣固车的作业装置是直接完成捣固作业、起拨道动作和夯实路基等作业内容的执行机构。

1.1 捣固装置

捣固装置是连续式捣固车的主要工作装置，在捣固小车左右对称进行安装，共有8个捣固头。每个捣固头装有4个使用寿命长、表面碳化的捣镐，如图1所示。捣固头可在垂直方向运动，一起捣固2根轨枕，也能单独使用任一侧捣固装置进行捣固作业。捣固装置具有振动、夹持动作、垂直升降功能，可增加道床的紧实性。捣固装置工作环境恶劣，振动零部件容易损坏，其日常维修保养直接影响捣固车的正常使用。因此，必须正确操作和认真保养，以延长捣固装置的使用寿命。

1.2 起拨道装置

图1 捣固装置

捣固车的捣固小车上装有左、右两套起、拨道装置，分别作用于左、右两股钢轨上，对轨排进行提起或者左、右移动，即起道、拨道作业。通过起拨道作业来消除轨道方向和水平偏差，使曲线圆顺，直线平直，确保行车安全。起拨道装置由支承架、前后夹轨钳、吊耳、起道架、起道油缸、拨道油缸、拨道轮等部件组成。起道油缸与车架纵梁铰接，摆架通过吊耳和销轴与起道架连接，摆架以竖轴为中心左右摆动。摆架下部装拨道轮，两端装夹轨轮组。

1.3 夯实装置和排砟犁

夯实装置通过夯拍震动来夯实捣固后的道床，主要由升降油缸、吊臂、减振器、连接座、油马达、马达安装座、联轴器、轴承座、偏心轮、防护罩、锁定装置等组成。

排砟犁装在起、拨道装置的前方，用于清除轨面及轨两侧的石砟，有利于起、拨道装置的正常工作。排砟犁下部设有导向滚轮，运行状态时提起并锁定。

2 捣固车的控制系统

捣固车是集机、电、液、气为一体的大型养路机械，由于其控制结构非常复杂，同时在捣固车的使用中大多以电气故障为主，所以我们从功能上、网络控制结构上来了解捣固车控制系统，有利于我们排除故障。

2.1 电气系统功能

捣固车的电气系统是整车的重要组成部分，它担负着全车各种作业的控制任务。电气系统按功能可分为作业系统、行车系统及辅助系统。作业控制系统主要进行捣固控制、拨道控制、起道抄平控制、捣固小车走行控制、大车走行控制、轨道参数计算、作业质量记录等。

行车系统主要功能是:发动机控制、电源分配、变矩器［3］控制等。发动机及变矩器的连锁及输入输出主要由前PLC进行控制。辅助系统包括通话系统、照明系统、三项设备、视频系统、交流系统等。辅助系统是相对独立的系统。

2.2 整车网络控制结构

连续式捣固车采用分布式网络控制系统完成整车的电气控制功能。分布式网络选用国际上较为先进的现场总线技术和各种模块共同构成，整个网络由两台嵌入式计算机、显示器和二台PLC、各种输入输出模块、轨道参数测量装置、二维激光测量装置、二台交换机、二次电源、网线等组成。整车网络结构如图2所示。

图2 整车网络结构

前计算机主要进行轨道参数的输入、修改、查询、显示;轨道参数的理论值计算;测量运行时数据的采集和拟合;作业质量记录、显示和转存;接收CCD测量系统输出的相对位移值并计算作业区轨道的实际参数;接收激光准直输出的二维测量值，计算输出激光前端偏移量和基本起道量。

后计算机主要进行分布式I/O模块端口状态显示、强制操作、作业参数动态显示、控制参数的修改设置、网络故障诊断和报警。

前PLC网络功能主要包括PLC的I/O模块以及车体I/O模块进行数据的采集及输出、左右起道控制、拨道控制、工作小车走行控制、参数显示。前PLC与前计算机和后PLC进行交换数据。

后PLC网络功能主要包括PLC的I/O模块以及车体I/O模块进行数据的采集及输出、作业逻辑控制、作业辅助控制、发动机和变扭器控制、左右捣固装置线性捣固控制、自动对镐控制、作业参数显示。将发动机、液力机械变速箱的状态参数信息，作业机构的位置状态信息传送给前、后行车显示器处理并显示。后PLC与前计算机、后计算机、前PLC、前行车显示器、后行车显示器通信。

前、后行车显示器主要是显示发动机、变矩器的状态参数信息，作业机构的位置状态信息。

二维激光准直系统是为了解决整正后直线方向仍有大慢弯存在的问题。它利用激光束的直射特性，间接延长了弦线，大大提高了直线段的方向偏差检测精度，改善了拨道质量。

轨道参数测量系统是捣固车的核心之一，它的精度直接关系到捣固车的性能和捣固作业质量。该系统通过四台检测小车来采集轨道的超高量、矢矩［4］、抄平等参数，用于捣固车的作业控制。

3 捣固车操作

捣固车必须封闭线路进行作业。捣固车在运行状态下进入封闭区间，到达作业地点后由运行状态转换为作业状态开始工作。作业中捣固车需要人员共6人，分为5个号位进行操作。其中，机车长主要负责设备、机组人员管理，按作业命令布置任务并负责机组配件和备品的申报;一号位主要负责踩镐，以及收放作业装置和C点小车等;二号位主要负责线路参数的输入等;三、四号位主要负责监视左右作业装置的工作情况以及A、B小车的解锁和锁定等;五号位在作业方向前方标记障碍物、同步点。

4 结论

DCL－32型连续式捣固车采用分布式网络控制结构，整体抗干扰能力强;系统结构简单、可靠性高;系统通用性好;轨道参数测量精度高;故障诊断能力强，在高速铁路的机械化养护中发挥着越来越大的作用。

［1］佘贵川.大型养路机械运用与管理［M］.北京:中国铁道出版社，2008:1－30.

［2］傅文智，毛必显.抄平起拨道捣固车［M］.北京:中国铁道出版社，2010:25－63.

［3］张坤.捣固车电气系统常见故障排查实用手册［M］.北京:中国铁道出版社.

［4］蒋刚.D09－32型连续式捣固车拨道原理分析［J］.铁道建筑，2008(10):107－109.