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新型高效捣固稳定车及其主要技术特点

2009-06-24 来源:

    大型养路机械在中国铁路干线提速重大战略实施过程中发挥了至关重要的作用,已经成为促进中国铁路技术进步不可缺少的关键技术装备。“十一五”期间铁道部确定了“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的总体方针,高标准、系统、集中引进大型养路机械最新技术,实施引进消化吸收再创新,在更高层次上发展中国的大型养路机械,推进中国铁路装备现代化和装备制造业现代化的进程。为满足中国客运专线和干线铁路高效高精度维修的需求,根据铁道部的安排部署,通过引进技术消化吸收、再创新和自主创新,开发出了新型DWL-48连续走行捣固稳定车。现将本车的结构性能特点和主要技术介绍如下:

整车结构

    DWL-48连续走行捣固稳定车由捣固主车和动力稳定车两部分组成,整车结构见图1。

    其中:2.捣固装置;3.工作小车;4.起拨道装置;5.枕端夯拍装置;6.支承和锁紧装置;7.测量装置;8.捣固主车架;9.驱动转向架;10.从动转向架;12.动力传动装置;13.发动机安装;14.机罩及顶棚; 16.油箱;17.各种安装设备;18.制动装置;23.激光装置;24.控制司机室;25.作业司机室;40.液压系统;60.电气系统。  A.动力稳定装置;B.稳定主车架;C.发动机安装;D.稳定车转向架;E.控制司机室。

性能特点

    DWL-48连续走行捣固稳定车作为新一代的大型养路机械,能够实现连续式三枕捣固作业,同时对线路进行动力稳定作业。其作业效率比连续式双枕捣固车(D09-32型连续式捣固车)提高30~40%,是当今世界上作业精度和作业效率较高、综合性能先进的铁路线路捣固机械。由于增加了动力稳定功能,所以作业后的线路既有较高的精度,又有足够的稳定性。线路经过捣固稳定作业,就能够高速、满负荷开通。

作业精度、效率高,性能稳定可靠

    DWL-48连续走行捣固稳定车采用3枕捣固装置和整体结构起拨道装置,能够同时捣固三根轨枕,起拨道能力及稳定性好,因此具有较高的作业精度和作业效率。在线路条件满足要求的情况下,作业精度可以稳定达到1.5、1.5、3(即方向±1.5mm,横平±1.5mm,纵向水平3mm)。而且机器性能稳定可靠。

工作小车与主车架分离技术

    采用工作小车与主车架分离技术。主机连续均匀向前运行,工作小车以钢轨为导向完成步进捣固作业,作业过程中只是质量较小的工作小车循环进行制动—捣固—加速动作,减少了整车频繁制动产生的能量损耗,提高了操作舒适性,可以延长机器的使用寿命。充分体现出机器的高效率、低能耗和环保等特点。

高效三轨枕捣固装置

    高效三轨枕捣固装置是DWL-48连续走行捣固稳定车的核心作业工作装置,一次捣固下插作业能同时捣固3根轨枕。与双枕捣固装置相比,作业效率可提高30~40%。而且捣固装置采用可分式结构,每侧的捣固装置由前、后两个独立的捣固头组成。当轨枕距离不均匀或遇到线路装置障碍不能进行三枕捣固时,还可以进行单枕捣固或单侧的单个捣固装置捣固作业。

先进的电气控制系统

    线路几何参数计算机系统是电气控制的核心,可以完成轨道几何参数的输入,同时可以连续输出线路的理论参数。

    车辆配备了计算机控制系统用以处理作业过程和一系列相关操作过程。计算机控制系统由微处理器板、控制电路板和相应检测测量设备等组成。作业控制包括捣固装置比例下插、抄平和起拨道装置的伺服控制等。模块化设计的印制电路板极易更换。

    微处理计算机有效地提高了电路的可靠性,从而代替了以往继电器控制系统,确保电气控制系统长期可靠运行。带有微处理计算机的控制系统配备了集成的多路测量和检测系统,可以监测、调校和改进作业过程。有效地提高了控制系统的可靠性和控制精度。监测系统能够对所有控制功能进行实时监测。

符合人体工效学原理的新型操作台

    所有操作控制台均按照人体功效学原理进行设计,指示显示仪表清晰美观,按键、开关及各种操作手柄布置合理,提高了操作舒适性和准确性。

实用的多路视频检测系统

    机器配置多路视频检测系统,全部操作位均可以监视到线路前后方向障碍物情况、重要区域的作业装置工作情况的视频信号。可以延伸操作手的视觉,降低操作人员的劳动强度,规避行车和作业过程中意外事故的风险。

方便的电驱动空调系统和生活设施

    引入交流发电机系统,采用高可靠性的电驱动冷暖空调,并增加了冰箱、电磁灶等生活设施。较好解决了“天窗作业”方式中大型养路机械操作人员生活舒适性问题。

主要技术特点

    (1)液力机械传动与静液压传动匹配技术。为了满足整车质量达到130t捣固稳定车自运行速度100km/h的需要,采用了液力机械传动与静液压传动匹配技术。液力传动方式,可以为机器提供足够的启动加速扭矩;机械传动方式,可以提供稳定传动和较高的传动效率。传统的铁路牵引机车大多采用液力机械传动。开发并运用液力机械传动与静液压传动匹配技术,可以满足机器功能扩展和模块化设计制造需求,保证机器的驱动能力和加速性能。

    (2)三枕捣固技术。完成一个捣固作业循环(下插—夹持—提升)在时间不能进一步延长的情况下,要提高作业效率只能通过增加每一个作业循环的作业枕数。三枕捣固装置可以一次下插,完成三根轨枕的捣固,其作业效率有较大提高。通常比双枕连续式捣固车提高30~40%的作业效率。

    (3)捣固稳定联合控制技术。捣固作业有机地结合动力稳定作业,可以同时起道拨道完成线路精度修正、捣固密实和动力稳定均匀沉降等多项功能复合,扩大了机器作业功能范围,提高了机器作业效率。单台捣固稳定车作业后就能够全速、满载开通线路。

    (4)分布式微处理计算机技术。在本车的运算控制工程中,激光测量系统、前端补偿计算、工作小车控制、作业精度控制和补偿等均运用分布式微处理计算机,用相应的数学模型进行精确运算与控制。

    (5)串行通讯技术。采用串行通讯通信技术和分布处理技术,将上百路的信号通过编码和解码,简化为仅用三根线进行传输,极大地简化了各司机室、工作小车之间的信号连线。简化了整车布线,提高了系统可靠性和可维修性。

    (6)二维激光准直系统。本机器采用二维激光准直系统,在保证线路方向进行激光准直的基础上,还对线路纵向高低进行激光准直。从而有效地改善了线路大长直线线路的平顺指标。

    (7)工作小车转向架驱动技术。工作小车作为机器的核心工作部件,安装着机器的捣固装置、起拨道装置、枕端夯实装置等除动力稳定装置以外的全部作业工作装置。采用转向架支撑和双轴静液压驱动,可以满足作业过程中起道、拨道、捣固以及枕端夯实作业的强负荷需求。

    (8)长大列工程车辆制动技术。针对DWL-48连续走行捣固稳定车车体较长和制动系统管路长的特点,设计开发了由YZ-1G/GT板式制动机单元构成的新型制动系统,彻底解决了长达34m的捣固稳定车列车管、作用管、单缓管等较长、常用制动波速变慢及制动时间延长等问题。

    作为铁道部“十一五”重点高新技术产品之一,DWL-48连续走行捣固稳定车样机率先于2008年4月设计开发完成,2008年5月投入工业性考核应用。目前样机使用状态良好,已成为中国大型养路机械的又一主力机型。根据部里的统一安排,截至目前已经向四大客运专线基础设施维修基地交付近30台捣固稳定车,极大缓解了客运专线和干线维修能力不足的压力,巩固了客运专线、干线提速成果,为保证铁路线路行车安全做出了贡献。 ■

                                                                    (作者:昆明中铁大型养路机械集团公司)

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新型高效捣固稳定车及其主要技术特点

    大型养路机械在中国铁路干线提速重大战略实施过程中发挥了至关重要的作用,已经成为促进中国铁路技术进步不可缺少的关键技术装备。“十一五”期间铁道部确定了“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的总体方针,高标准、系统、集中引进大型养路机械最新技术,实施引进消化吸收再创新,在更高层次上发展中国的大型养路机械,推进中国铁路装备现代化和装备制造业现代化的进程。为满足中国客运专线和干线铁路高效高精度维修的需求,根据铁道部的安排部署,通过引进技术消化吸收、再创新和自主创新,开发出了新型DWL-48连续走行捣固稳定车。现将本车的结构性能特点和主要技术介绍如下:

整车结构

    DWL-48连续走行捣固稳定车由捣固主车和动力稳定车两部分组成,整车结构见图1。

    其中:2.捣固装置;3.工作小车;4.起拨道装置;5.枕端夯拍装置;6.支承和锁紧装置;7.测量装置;8.捣固主车架;9.驱动转向架;10.从动转向架;12.动力传动装置;13.发动机安装;14.机罩及顶棚; 16.油箱;17.各种安装设备;18.制动装置;23.激光装置;24.控制司机室;25.作业司机室;40.液压系统;60.电气系统。  A.动力稳定装置;B.稳定主车架;C.发动机安装;D.稳定车转向架;E.控制司机室。

性能特点

    DWL-48连续走行捣固稳定车作为新一代的大型养路机械,能够实现连续式三枕捣固作业,同时对线路进行动力稳定作业。其作业效率比连续式双枕捣固车(D09-32型连续式捣固车)提高30~40%,是当今世界上作业精度和作业效率较高、综合性能先进的铁路线路捣固机械。由于增加了动力稳定功能,所以作业后的线路既有较高的精度,又有足够的稳定性。线路经过捣固稳定作业,就能够高速、满负荷开通。

作业精度、效率高,性能稳定可靠

    DWL-48连续走行捣固稳定车采用3枕捣固装置和整体结构起拨道装置,能够同时捣固三根轨枕,起拨道能力及稳定性好,因此具有较高的作业精度和作业效率。在线路条件满足要求的情况下,作业精度可以稳定达到1.5、1.5、3(即方向±1.5mm,横平±1.5mm,纵向水平3mm)。而且机器性能稳定可靠。

工作小车与主车架分离技术

    采用工作小车与主车架分离技术。主机连续均匀向前运行,工作小车以钢轨为导向完成步进捣固作业,作业过程中只是质量较小的工作小车循环进行制动—捣固—加速动作,减少了整车频繁制动产生的能量损耗,提高了操作舒适性,可以延长机器的使用寿命。充分体现出机器的高效率、低能耗和环保等特点。

高效三轨枕捣固装置

    高效三轨枕捣固装置是DWL-48连续走行捣固稳定车的核心作业工作装置,一次捣固下插作业能同时捣固3根轨枕。与双枕捣固装置相比,作业效率可提高30~40%。而且捣固装置采用可分式结构,每侧的捣固装置由前、后两个独立的捣固头组成。当轨枕距离不均匀或遇到线路装置障碍不能进行三枕捣固时,还可以进行单枕捣固或单侧的单个捣固装置捣固作业。

先进的电气控制系统

    线路几何参数计算机系统是电气控制的核心,可以完成轨道几何参数的输入,同时可以连续输出线路的理论参数。

    车辆配备了计算机控制系统用以处理作业过程和一系列相关操作过程。计算机控制系统由微处理器板、控制电路板和相应检测测量设备等组成。作业控制包括捣固装置比例下插、抄平和起拨道装置的伺服控制等。模块化设计的印制电路板极易更换。

    微处理计算机有效地提高了电路的可靠性,从而代替了以往继电器控制系统,确保电气控制系统长期可靠运行。带有微处理计算机的控制系统配备了集成的多路测量和检测系统,可以监测、调校和改进作业过程。有效地提高了控制系统的可靠性和控制精度。监测系统能够对所有控制功能进行实时监测。

符合人体工效学原理的新型操作台

    所有操作控制台均按照人体功效学原理进行设计,指示显示仪表清晰美观,按键、开关及各种操作手柄布置合理,提高了操作舒适性和准确性。

实用的多路视频检测系统

    机器配置多路视频检测系统,全部操作位均可以监视到线路前后方向障碍物情况、重要区域的作业装置工作情况的视频信号。可以延伸操作手的视觉,降低操作人员的劳动强度,规避行车和作业过程中意外事故的风险。

方便的电驱动空调系统和生活设施

    引入交流发电机系统,采用高可靠性的电驱动冷暖空调,并增加了冰箱、电磁灶等生活设施。较好解决了“天窗作业”方式中大型养路机械操作人员生活舒适性问题。

主要技术特点

    (1)液力机械传动与静液压传动匹配技术。为了满足整车质量达到130t捣固稳定车自运行速度100km/h的需要,采用了液力机械传动与静液压传动匹配技术。液力传动方式,可以为机器提供足够的启动加速扭矩;机械传动方式,可以提供稳定传动和较高的传动效率。传统的铁路牵引机车大多采用液力机械传动。开发并运用液力机械传动与静液压传动匹配技术,可以满足机器功能扩展和模块化设计制造需求,保证机器的驱动能力和加速性能。

    (2)三枕捣固技术。完成一个捣固作业循环(下插—夹持—提升)在时间不能进一步延长的情况下,要提高作业效率只能通过增加每一个作业循环的作业枕数。三枕捣固装置可以一次下插,完成三根轨枕的捣固,其作业效率有较大提高。通常比双枕连续式捣固车提高30~40%的作业效率。

    (3)捣固稳定联合控制技术。捣固作业有机地结合动力稳定作业,可以同时起道拨道完成线路精度修正、捣固密实和动力稳定均匀沉降等多项功能复合,扩大了机器作业功能范围,提高了机器作业效率。单台捣固稳定车作业后就能够全速、满载开通线路。

    (4)分布式微处理计算机技术。在本车的运算控制工程中,激光测量系统、前端补偿计算、工作小车控制、作业精度控制和补偿等均运用分布式微处理计算机,用相应的数学模型进行精确运算与控制。

    (5)串行通讯技术。采用串行通讯通信技术和分布处理技术,将上百路的信号通过编码和解码,简化为仅用三根线进行传输,极大地简化了各司机室、工作小车之间的信号连线。简化了整车布线,提高了系统可靠性和可维修性。

    (6)二维激光准直系统。本机器采用二维激光准直系统,在保证线路方向进行激光准直的基础上,还对线路纵向高低进行激光准直。从而有效地改善了线路大长直线线路的平顺指标。

    (7)工作小车转向架驱动技术。工作小车作为机器的核心工作部件,安装着机器的捣固装置、起拨道装置、枕端夯实装置等除动力稳定装置以外的全部作业工作装置。采用转向架支撑和双轴静液压驱动,可以满足作业过程中起道、拨道、捣固以及枕端夯实作业的强负荷需求。

    (8)长大列工程车辆制动技术。针对DWL-48连续走行捣固稳定车车体较长和制动系统管路长的特点,设计开发了由YZ-1G/GT板式制动机单元构成的新型制动系统,彻底解决了长达34m的捣固稳定车列车管、作用管、单缓管等较长、常用制动波速变慢及制动时间延长等问题。

    作为铁道部“十一五”重点高新技术产品之一,DWL-48连续走行捣固稳定车样机率先于2008年4月设计开发完成,2008年5月投入工业性考核应用。目前样机使用状态良好,已成为中国大型养路机械的又一主力机型。根据部里的统一安排,截至目前已经向四大客运专线基础设施维修基地交付近30台捣固稳定车,极大缓解了客运专线和干线维修能力不足的压力,巩固了客运专线、干线提速成果,为保证铁路线路行车安全做出了贡献。 ■

                                                                    (作者:昆明中铁大型养路机械集团公司)