长轨铺轨机组运枕门吊的优化研究

孙鑫

（中铁二十二局集团第二工程有限公司，甘肃 酒泉 735300）

铁路建设对于我国社会发展具有重要意义，能够全面提升群众出行以及货物运输效率，满足现代社会发展的需求。轨道是铁路运行的基础，为了提高铁路运行效率与安全性，则需要做好铺轨施工工作。本文结合我国铁路施工项目，对其采用的运枕门吊施工技术优化措施进行分析，该铁路建设采用SVM1000型长钢轨铺轨机组，因其特殊的结构设计与工艺优化，使得运枕门吊施工效率得到全面提升。

1 铁路铺轨机组运枕门吊基本情况及工况分析

1.1 铁路铺轨机组运枕门吊基本情况分析

在铁路施工过程中，采用SVM1000型长钢轨铺轨机组，该机组主要包括主机、牵引动力车、钢轨拖拉推动车、运枕门吊等四个部门，运枕门吊为该机组的关键部件；运枕门吊的主要功能是将双层运输车中的轨枕，利用接力的形式将其倒运到主机传送链中，则能逐渐实现连续轨枕施工，运枕门吊的内部结构主要包括车架、行走机构、起升机构、取枕结构、液压系统、电气系统、辅助发电机以及柴油机等构成。图1为该运枕门吊现场实物照片。

图1 运枕门吊现场实物照片

该型号运枕门吊为当前施工中常用的吊机种类，在常规施工中具有良好的应用效果，基本能够满足所有工况条件下的运枕施工作业需求。但是因为施工中路况条件较为复杂，且处于我国西北方地区，冬季气温较低，环境变化较大，在施工中该运枕门吊存在一些问题，导致施工效率和安全性受到影响，所以需要结合基本工况条件对其具体运行进行优化。

1.2 运枕门吊工况条件分析

根据相关实践经验来看，在铁路铺轨机组作业过程中，运枕门吊的基本工况包括：

（1）运枕门吊需要的作业时间较长，整体工作负荷较大。因为铁路铺轨施工工期较为紧张，任务繁重，施工团队及设备一直处于连续运转状态，许多施工设备都处于高强度的运行状态，对于运枕门吊可靠性具有更高的要求。

（2）因为运枕门吊需要在铺轨机组中运行，每项工作循环的行走距离会受到铺轨机组长度的限制，所以运枕门吊会长期处于加速和制动状态，这就可能会导致运枕门吊的润滑性受到影响，许多零部件的运行负荷会不断提升，导致零部件出现故障问题，从而影响运枕门吊施工效率和施工安全性。

（3）因工程现场施工环境较为恶劣，空气中含尘量较大，风沙较大，气温变化差异较大，空气中的颗粒物会进入柴油机中，导致柴油机运行受到影响，机油受到较为严重的污染，从而引起柴油机表面的强化磨损问题，导致柴油机使用寿命降低，作业机械需要在不同的天气条件下进行大量的野外作业，现场环境的温度及湿度变化较为明显，对于液压系统、电气系统等会造成一定影响，对于保养劳动量和成本都会产生负面影响。

2 运枕门吊存在问题及改进措施分析

在本次铁路铺轨作业过程中，所采用的运枕门吊存在一定问题，不符合实际建设要求，会影响铺轨工作效率。因此，为了全面提升本次工程施工效率，需要准确掌握运枕门吊存在的主要问题，并结合问题对其运行进行优化。

2.1 走行机构存在问题及优化措施

因为运枕门吊的走行机构中每个走行台车都安装两个走行轮，其中一个为主动轮，另一个为次动轮，按照施工现场的实际作用情况来看，主动轮利用低速大扭矩的压液动力作为直接驱动，液压马达在运行过程中，需要承担一定的径向力，当处于路况较差的条件时，马达所承受的径向力会出现瞬间过载的问题，从而会导致马达出现损坏问题，对于现场施工会产生很大影响。因此，需要对走行机构进行优化设计，在相关优化方案中，采用增加过渡齿轮的方式，过渡齿轮能够使得液压马达在运行过程中，只负责传递扭矩，从而避免其承载径向力，经过改进后，即使在路况较差的条件下施工，液压马达也不会出现径向力过载的问题，从而避免液压马达出现损坏，使得液压马达的运行效率得到很大提升，改进方案在应用中取得良好的效果。对于走行结构的改进，能够使得走行机构运行效率更高，避免发生零部件等承载负荷较大的问题，在工程中取得良好的应用效果。

2.2 行车制动器存在问题及优化措施

根据现场实际施工的反馈，行车制动器在运行过程中，油缸中液压油出现泄漏问题，还发生了制动力大小难以有效调节摩擦片与轮子底部没有完全分离等多项问题，导致行走制动器的运行受到很大阻碍，制动力难以根据实际运枕需要进行调节，如果得不到有效处理，可能会引起施工事故。

为了有效解决该问题，施工团队立即结合实际情况，将行车制动器集成到液压马达中，并利用踏板对制动力的大小进行控制。将制动器集中在液压马达中后，液压油泄漏的问题得到有效解决，漏油问题基本消除，在后续的施工中没有出现漏油问题；通过脚踏板对制动力进行控制，相比于传统的控制方式，制动力大小控制灵敏度更好，施工人员能够根据实际情况对制动力进行调节，从而能够有效避免制动力不足等问题发生，为后续施工打下良好的基础，是提高施工效率与施工安全性的有效措施。

2.3 车架与走行机构连接存在问题及优化措施

结合施工现场的实际施工情况，因为车架和走行机构利用平轴进行连接，从而导致对轨道的适用性较差，在施工过程中出现了轮缘过度磨损问题，导致机械设备使用寿命降低。

因此，为了解决该问题，经过施工人员的分析，采用增加垂直轴的方式，垂直轴相比于平轴，更加适合铺轨施工的工况条件，能够有效消除磨损问题，在增加垂直轴后，轮缘磨损得到有效控制，从而避免过度磨损问题发生，取得了良好的改进优化效果。

2.4 发动机电气保护存在问题及优化措施

在施工过程中，发动机运行的过程中，出现了电流压力降低幅度过大的问题，同时因为电气保护系统存在问题，导致发动机出现热量过高的问题，对发动机内部元件造成不同程度的损坏，严重影响施工效率和安全性，所以需要对其进行优化处理。

在对发动机电气保护进行优化过程中，因为发动机和司机室的仪表控制台距离较远，在设计是将大电流元件安装在发动机周围的发动机控制箱内，司机室仪表控制台对于发动机控制采用极小电流控制模式，从而能够保证发动机所需要的电流，比如启动电机、电调执行器以及冬季启动预热等更加安全可靠，能够避免因为电流压力降低幅度过大影响发动机运行的问题，同时能够防止因为大电流发热而导致的发动机故障和安全问题。

2.5 电气监控存在问题及优化设计

在施工过程中，施工人员反馈当前的电气监控系统存在问题，监控数据不能直接显示，从而导致施工人员无法明确当前设备运行状态，且监控类型较为单一，缺乏位置监测，无法保证运枕门吊施工作业性，存在较多的施工安全隐患。为了有效解决电气监控存在的问题，在优化过程中，通过增加数据采集触控屏幕的方式，实现对各个重要监测点位的实施监测，监测结果能够直观地通过显示设备呈现，并增加多个位置传感器，使其参与到控制工作中，在各个机构动作中采用了互锁方式，能够有效避免错误动作问题出现，保证运枕门吊运行安全性提高。

2.6 夹枕油缸控制模式存在问题及优化措施

夹枕设备作为运枕门吊的重要组成部分，如果存在问题会对整体施工效率造成影响。根据现场施工人员的反馈发现，夹枕设备在进行夹枕作业的过程中，当油缸达到终点后，因为冲击力过大，难以对油缸进行有效控制，使得油缸在冲击力的作用下发生破坏，出现了严重的漏油问题。

为了解决该问题，施工人员对夹枕油缸的运行控制模式进行分析，发现主要是因为夹枕油缸控制采用开关电磁铁，不具有无极流量调节功能，因此在设计优化中，采用比例电磁铁控制模式，从而使其具有无极流量调节功能，能够在到达终点后对流量进行调节，从而减少冲击力，在后续施工过程中没有出现夹枕设备损坏问题，优化改造取得了良好的应用效果。

2.7 走行液压控制系统存在问题及优化措施

因运枕门吊需要在铺轨机组中运行，每个工作循环的走行距离会和受到铺轨机组长度的限制，从而导致运枕门吊处于频繁地加速和制动运行状态，从而会导致走行液压控制系统运行强度过高，经过一段时间的运行后，控制效果出现下降。

为了解决该问题，满足铺轨施工要求，运枕门吊需要具有良好的启动加速性能和制动性能，并保持较高的走行速度和传动效率，为此在优化改造中，运枕门吊采用大输出扭矩、低速稳定且启动高效的大扭矩马达和电控变量泵等构成的闭式液压传动系统。通过该改造方案，使得运枕门吊的可操作性得到提升，经过改进后设计采用能够满足需求的电控手柄，从而能够实现便利的无级变速，在很大程度上降低了操控人员的劳动强度，使得司机能够将更多的注意力关注运枕施工的协调性和安全性方面，于改造中取得良好的应用效果。

3 结语

综上所述，本文结合现场铺轨施工实际情况，对其采用的运枕门吊进行分析，并总结了不利的工况条件，最后提出多项有效的运枕门吊优化措施，希望能够对我国铁路铺轨施工起到一定的借鉴和帮助作用，不断提升运枕门吊运行性能，从而提高施工效率与施工质量。