DCL-32捣固装置内镐臂裂纹失效分析及预防
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科 技 创 新
２ ０ １ ６ 年 第３ ３ 期ｆ 科技创新与应用
Ｄ Ｃ Ｌ 一 ３ ２ 捣固装置 内镐臂裂纹失效分析及预防
翟 仕 乐
（ 中国神 华轨道机械化维护分公 司肃宁工务机械段 ， 河北 沧州 １ ０ ６ ２ ３ ５ ０ ） 摘 要： 简要介绍捣 固装置的发展历程 ， 分析捣 固装置的主要结构和工作原理 对其 中受力较大的零件—— 镐臂进行受力分析 找 出结构的薄弱环节， 并提 出在维修保养时进行针对性的检查和修复， 防止结构损坏影响施工
关键 词 ： 捣 固装置 ； 镐臂 ； 受 力分析 ； 检 查 预 防
ｌ慨述 的反 作 川 力 。 根 据 围 家 中 长 期政 策 目标 ， 最新《 中长 期 铁 路 刚 规 划 》 ｌ １ １ 提ｍ ： （ ５ ） 导柱部件。为捣 周装置的提 升和下降动作提供 导向。 计划剑 ２ ０ ２ ０ 年前后 ， 会 建 成投 产大 批 标 志性 项 目 ， 铁 路 网 规模 将 达 （ ６ ） 分配 体 部 件 。实 际 是 一个 南液 压 油路 和 压 缩空 气 管 路组 成 到ｌ ５万 公 里 ， 其ｃ Ｉ 】 高 速 铁路 超 过 ３万公 ． 覆盖 【 ｛ Ｉ 同８ ０ ％以 Ｌ的大 的分 配 块 ， 将 捣 固装 置 上 各 处 液 压 和 气动 管 路 汇 总 ， 方 便与 整 车接 城 市 。 目前 ， ３ ０ ０ ｋ ｍ ／ ｈ的 高速 铁路 多 为无 碴 线 路 ， ２ ０ ０ ～ ２ ５ ０ ｋ ｍ ／ ｈ的动 口 。 乍仍 采用 有 碴 轨道 。随 着我 网铁 路 运输 逐 步 向高 速重 载 方 向发 展 ． （ ７ ） 行 程 限 制部 件 通过 渊整 油 缸 活 塞杆 的 行 程来 改 变捣 镐 的 线 路 养 护 的 重 要性 越 来 越 凸 ｛ ｜ Ｉ ！ ＿ ｆ Ｈ 来 ，成 为铁 路 运 输 的 关 键 项 目之 下 插 位置 ， 来 适 应 不 同的 轨枕 间距 。 （ ８ ） 支承臂及油箱部 件。 一方面为各稀油润滑部位供油； 另一方 捣 固 车作 为大 型 养路 机 械 ｌ ｝ ｌ 的 火 键装 备 ，全 【 司 共 有 一 多 ． 面 作 为飞轮 罩 ， ． 起 到 安 全 防护 作用 。 在我 同线 路 上使 Ｊ 斗 ｊ 的 主 要 车 ｌ 有： Ｉ ） Ｃ 一 ３ ２ 捣 固乍 、 Ｄ Ｃ Ｉ 一 ３ ２ 连 续 走 行 捣 固车 、 Ｃ Ｄ Ｃ — ｌ ６ 道 岔捣 乍 千 １ １ Ｄ Ｗ１ 一 ４ ８连续 走 行捣 稳定 ４ 等 捣 周 装 置 是 捣 同 车 的 主 更 丁作 装 置 ． 也是 该 车 的核 心 部 件之 其 主要 作 是 打 散 板结 道 床 ， 捣 固钢 轨 两侧 的 轨枕 底 部 的道 砟 ， 提 高轨 枕 底 部 道 砟 的密 实 度 ， 许 与起 拨 道 装 置 等 配 合 作 业 ， 使 轨 道 方向 、 左 有 水 平 和 前 后 高 低 均恢 复到 线 路 设 计 标 准 的 要 求 ， 增 加 了 轨 道 的 平顺 性 和 稳 定性 。 进 而 保 证 了列 车安 全运 行 ２捣 同装 置 的发 展 历 程 在 上 世纪 五 十 年代 以前 ，道 砟 捣 阎主 要是 通 过 大 批 人 ｒ 刚 叉 子、 铁 锹 和捣 镐 来 完成 的 每 根轨 枕 都 必 须 先 Ｊ ｆ Ｊ ｒ斤 顶 等 ｌ Ｔ ： 具 抬 剑 预定高度 ． 再用捣镐等 ］ ‘ ： 具将道砟塞进轨枕的下方 ， 以保证达到统 的 高度 。整 个过 程 耗 费 ｊ 大 量 的 人 保 ｉ 止 随着 技 术 的发 展 ， 发明家仃 Ｊ 丁 ｆ ： 始 研 究川 机 械 取 代 人 Ｔ进 干 『 线 路 捣固。１ ８ ９ ３年 ． 埃 文斯 ｌ 先生 首 ， 庀在美 同的 专利 Ｌ ｝ ｜ 介绍 了一 种机 械 装 置， 这种装置可以在轨道上行驶 ， 使用许多把捣镐将道砟推到轨枕 下方。但这种装置对整个轨枕下方都进行捣周 ． 超出了所需的捣周
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范围。
图 ｌ Ｄ Ｃ ［ 一 ３ ２ 捣 固装 置 的结 构
随后 ， 更 多 的 发明 家 开始 汴 册 了火 于 捣 机 械 的 々利 １ ９ ３ ３年 ３ ． ２ 捣 同装 置 的 Ｔ作 原理 南舒 切 尔 先 生 在 瑞 士 注 册 的 一 种 作 业 装 置 对 现 代捣 『 嗣机 械 的 产 生 捣 闻装 置的 二 ｒ 作原 理 主 要 分 为两 方 面 ： 振 动 发生 原 理 和异 步 稳 最为重要。 他 的机 构 主要 有 两 种运 动 ， 一 种 是捣 同 丁 具 的振 动 ， 这 种 压 原理 、 振 动 由偏 心 机 构 生 成 ； 第二种运动是利川捣固 １ 具的合紧 ， 将 道 砟 振 动轴 的 直档 部 分 与 箱 体 铰 接 ．偏 心 档 部 分 与 油 缸 的 一 端 铰 油 缸 的 另 一 端 与镐 臂 的上 端 铰 接 ． 镐 臂 的 中部 与 箱 体 铰 接 。这 挤 压 到 轨枕 的下 方 、整 个 机构 可 以作 为 整 体 来 升起 和 下 降 ， 从 而将 接 ， 箱体 、 振动轴 、 油缸 、 镐臂组成 了 柄摇杆机构， 当振动轴做定轴 捣镐捅人到道床巾 ， 并 通 过 冲击 力将 板 结 的 道 床 打散 ， 该机 构 靠 电 样 ， 力驱 动 一 旋转时 ， 连杆 机 构将 偏 心 档 的 圆 周运 动 转 化 成镐 臂 的 徽 幅摆 动 。此 舒切 尔 ， 尢生 的机 构 奠定 ＿ Ｊ ． 现 代捣 同装 置 的结 构 基础 。 １ ９ ５ ３年 ， 为捣 吲袈 置 的 振动 发 生 原理 。 奥地 利的普拉 萨 ・ 陶 伊 尔 在此 基础 上 发 明 ｒ一 种 新 的 捣 冈 机 械 ： 镐臂 的央 持 动 作 是 由液 压 油 缸 来 驱 动 的 ，根据 液 压 油路 的特 Ｐ １ ａ ｓ ｓ ｅ ｒ Ｖ Ｋ Ｒ ０ ｌ 型 。该 专利第 一 次 提 到 由液 压 作 为 机构 的动 力 ， 驱 动 性 ， 油 缸 产生 的 加持 力是 相 同 的 。而 线路 各处 的道 砟 疏 密 程 度 是不 所 以道 砟 疏松 的地 方捣 镐 所 受 阻 力就 小 ， 捣 镐 夹 持速 度 就 快 ， 捣 镐 的合 紧动作 由于液 压的 特 性 ． 可 以 存 不 同 的捣 镐 上 产 生 同样 同 的 ， 捣镐夹持速度就慢 ， 此 为异 步 的合紧力， 每个捣镐都可 以实现独立的动作。这种捣镐独立 动作被 道 砟 密 实 的 地方 捣 镐 所 受 阻 力 就 大 ， 称 为异 步 捣 同模 式 ， 这 种 捣 旧模 式 可 以使 道 砟 在 轨 枕 下 面 的密 实 性 原理 央持动作最终结束 时， 捣镐的夹持力与道砟的阻力实现平衡． ． 所 以 线路 各 处 道砟 的阻 力 也 是相 同 更 加均 匀 ． ．目前 ， 世 界上 主 要 有 Ｐ ｌ ａ ｓ ｓ ｅ ｒ 、 Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｓ 、 Ｈ ｒ ｒ ｒ 家 公 司生 产 由于各 油 缸 的夹 持 力是 相 同的 ， 即密 实 效 果 是 相 同 的 ， 此为稳压原理． ． 异 步 稳 压 原 理 的优 势 在 捣 固装 置 ， 其 中以 Ｐ ｌ ａ ｓ ｓ ｅ ｒ 公 司生 产 的捣 同 装 置 技 术 最 为成 熟 ， 应 用 的 ， 于， 通 过 液 压 特 性 对 捣 镐 的夹 持 运 动进 行 闩动 州 整 ， 最 终 使 各 处 道 最 为， 泛。 砟达 到 相 同 的密 实程 度 。 ３ 捣 固装 置结 构 及 作原 理 简 介 ４ 受 力分 析 ３ ． １捣 固 装置 的主 要结 构 ４ ． １捣 同 装置 动 力学 分析 虽然捣 固装置有多种型号 ，但他 们的结 构组 成足相似的 。以 动 力学 模 拟 用专 业 软件 Ａ Ｄ Ａ Ｍ Ｓ进行 考虑 运 算时 间 等 其它 Ｄ Ｃ Ｌ 一 ３ ２型捣 固装 钱 为例 ， 捣ｆ ＾ １ 装 置 主 要 由以 下 几大 部 件组 成 （ 如 图
２ ０ １ ６ 年 第３ ３ 期ｆ 科技创新与应用
Ｄ Ｃ Ｌ 一 ３ ２ 捣固装置 内镐臂裂纹失效分析及预防
翟 仕 乐
（ 中国神 华轨道机械化维护分公 司肃宁工务机械段 ， 河北 沧州 １ ０ ６ ２ ３ ５ ０ ） 摘 要： 简要介绍捣 固装置的发展历程 ， 分析捣 固装置的主要结构和工作原理 对其 中受力较大的零件—— 镐臂进行受力分析 找 出结构的薄弱环节， 并提 出在维修保养时进行针对性的检查和修复， 防止结构损坏影响施工
关键 词 ： 捣 固装置 ； 镐臂 ； 受 力分析 ； 检 查 预 防
ｌ慨述 的反 作 川 力 。 根 据 围 家 中 长 期政 策 目标 ， 最新《 中长 期 铁 路 刚 规 划 》 ｌ １ １ 提ｍ ： （ ５ ） 导柱部件。为捣 周装置的提 升和下降动作提供 导向。 计划剑 ２ ０ ２ ０ 年前后 ， 会 建 成投 产大 批 标 志性 项 目 ， 铁 路 网 规模 将 达 （ ６ ） 分配 体 部 件 。实 际 是 一个 南液 压 油路 和 压 缩空 气 管 路组 成 到ｌ ５万 公 里 ， 其ｃ Ｉ 】 高 速 铁路 超 过 ３万公 ． 覆盖 【 ｛ Ｉ 同８ ０ ％以 Ｌ的大 的分 配 块 ， 将 捣 固装 置 上 各 处 液 压 和 气动 管 路 汇 总 ， 方 便与 整 车接 城 市 。 目前 ， ３ ０ ０ ｋ ｍ ／ ｈ的 高速 铁路 多 为无 碴 线 路 ， ２ ０ ０ ～ ２ ５ ０ ｋ ｍ ／ ｈ的动 口 。 乍仍 采用 有 碴 轨道 。随 着我 网铁 路 运输 逐 步 向高 速重 载 方 向发 展 ． （ ７ ） 行 程 限 制部 件 通过 渊整 油 缸 活 塞杆 的 行 程来 改 变捣 镐 的 线 路 养 护 的 重 要性 越 来 越 凸 ｛ ｜ Ｉ ！ ＿ ｆ Ｈ 来 ，成 为铁 路 运 输 的 关 键 项 目之 下 插 位置 ， 来 适 应 不 同的 轨枕 间距 。 （ ８ ） 支承臂及油箱部 件。 一方面为各稀油润滑部位供油； 另一方 捣 固 车作 为大 型 养路 机 械 ｌ ｝ ｌ 的 火 键装 备 ，全 【 司 共 有 一 多 ． 面 作 为飞轮 罩 ， ． 起 到 安 全 防护 作用 。 在我 同线 路 上使 Ｊ 斗 ｊ 的 主 要 车 ｌ 有： Ｉ ） Ｃ 一 ３ ２ 捣 固乍 、 Ｄ Ｃ Ｉ 一 ３ ２ 连 续 走 行 捣 固车 、 Ｃ Ｄ Ｃ — ｌ ６ 道 岔捣 乍 千 １ １ Ｄ Ｗ１ 一 ４ ８连续 走 行捣 稳定 ４ 等 捣 周 装 置 是 捣 同 车 的 主 更 丁作 装 置 ． 也是 该 车 的核 心 部 件之 其 主要 作 是 打 散 板结 道 床 ， 捣 固钢 轨 两侧 的 轨枕 底 部 的道 砟 ， 提 高轨 枕 底 部 道 砟 的密 实 度 ， 许 与起 拨 道 装 置 等 配 合 作 业 ， 使 轨 道 方向 、 左 有 水 平 和 前 后 高 低 均恢 复到 线 路 设 计 标 准 的 要 求 ， 增 加 了 轨 道 的 平顺 性 和 稳 定性 。 进 而 保 证 了列 车安 全运 行 ２捣 同装 置 的发 展 历 程 在 上 世纪 五 十 年代 以前 ，道 砟 捣 阎主 要是 通 过 大 批 人 ｒ 刚 叉 子、 铁 锹 和捣 镐 来 完成 的 每 根轨 枕 都 必 须 先 Ｊ ｆ Ｊ ｒ斤 顶 等 ｌ Ｔ ： 具 抬 剑 预定高度 ． 再用捣镐等 ］ ‘ ： 具将道砟塞进轨枕的下方 ， 以保证达到统 的 高度 。整 个过 程 耗 费 ｊ 大 量 的 人 保 ｉ 止 随着 技 术 的发 展 ， 发明家仃 Ｊ 丁 ｆ ： 始 研 究川 机 械 取 代 人 Ｔ进 干 『 线 路 捣固。１ ８ ９ ３年 ． 埃 文斯 ｌ 先生 首 ， 庀在美 同的 专利 Ｌ ｝ ｜ 介绍 了一 种机 械 装 置， 这种装置可以在轨道上行驶 ， 使用许多把捣镐将道砟推到轨枕 下方。但这种装置对整个轨枕下方都进行捣周 ． 超出了所需的捣周
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图 ｌ Ｄ Ｃ ［ 一 ３ ２ 捣 固装 置 的结 构
随后 ， 更 多 的 发明 家 开始 汴 册 了火 于 捣 机 械 的 々利 １ ９ ３ ３年 ３ ． ２ 捣 同装 置 的 Ｔ作 原理 南舒 切 尔 先 生 在 瑞 士 注 册 的 一 种 作 业 装 置 对 现 代捣 『 嗣机 械 的 产 生 捣 闻装 置的 二 ｒ 作原 理 主 要 分 为两 方 面 ： 振 动 发生 原 理 和异 步 稳 最为重要。 他 的机 构 主要 有 两 种运 动 ， 一 种 是捣 同 丁 具 的振 动 ， 这 种 压 原理 、 振 动 由偏 心 机 构 生 成 ； 第二种运动是利川捣固 １ 具的合紧 ， 将 道 砟 振 动轴 的 直档 部 分 与 箱 体 铰 接 ．偏 心 档 部 分 与 油 缸 的 一 端 铰 油 缸 的 另 一 端 与镐 臂 的上 端 铰 接 ． 镐 臂 的 中部 与 箱 体 铰 接 。这 挤 压 到 轨枕 的下 方 、整 个 机构 可 以作 为 整 体 来 升起 和 下 降 ， 从 而将 接 ， 箱体 、 振动轴 、 油缸 、 镐臂组成 了 柄摇杆机构， 当振动轴做定轴 捣镐捅人到道床巾 ， 并 通 过 冲击 力将 板 结 的 道 床 打散 ， 该机 构 靠 电 样 ， 力驱 动 一 旋转时 ， 连杆 机 构将 偏 心 档 的 圆 周运 动 转 化 成镐 臂 的 徽 幅摆 动 。此 舒切 尔 ， 尢生 的机 构 奠定 ＿ Ｊ ． 现 代捣 同装 置 的结 构 基础 。 １ ９ ５ ３年 ， 为捣 吲袈 置 的 振动 发 生 原理 。 奥地 利的普拉 萨 ・ 陶 伊 尔 在此 基础 上 发 明 ｒ一 种 新 的 捣 冈 机 械 ： 镐臂 的央 持 动 作 是 由液 压 油 缸 来 驱 动 的 ，根据 液 压 油路 的特 Ｐ １ ａ ｓ ｓ ｅ ｒ Ｖ Ｋ Ｒ ０ ｌ 型 。该 专利第 一 次 提 到 由液 压 作 为 机构 的动 力 ， 驱 动 性 ， 油 缸 产生 的 加持 力是 相 同 的 。而 线路 各处 的道 砟 疏 密 程 度 是不 所 以道 砟 疏松 的地 方捣 镐 所 受 阻 力就 小 ， 捣 镐 夹 持速 度 就 快 ， 捣 镐 的合 紧动作 由于液 压的 特 性 ． 可 以 存 不 同 的捣 镐 上 产 生 同样 同 的 ， 捣镐夹持速度就慢 ， 此 为异 步 的合紧力， 每个捣镐都可 以实现独立的动作。这种捣镐独立 动作被 道 砟 密 实 的 地方 捣 镐 所 受 阻 力 就 大 ， 称 为异 步 捣 同模 式 ， 这 种 捣 旧模 式 可 以使 道 砟 在 轨 枕 下 面 的密 实 性 原理 央持动作最终结束 时， 捣镐的夹持力与道砟的阻力实现平衡． ． 所 以 线路 各 处 道砟 的阻 力 也 是相 同 更 加均 匀 ． ．目前 ， 世 界上 主 要 有 Ｐ ｌ ａ ｓ ｓ ｅ ｒ 、 Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｓ 、 Ｈ ｒ ｒ ｒ 家 公 司生 产 由于各 油 缸 的夹 持 力是 相 同的 ， 即密 实 效 果 是 相 同 的 ， 此为稳压原理． ． 异 步 稳 压 原 理 的优 势 在 捣 固装 置 ， 其 中以 Ｐ ｌ ａ ｓ ｓ ｅ ｒ 公 司生 产 的捣 同 装 置 技 术 最 为成 熟 ， 应 用 的 ， 于， 通 过 液 压 特 性 对 捣 镐 的夹 持 运 动进 行 闩动 州 整 ， 最 终 使 各 处 道 最 为， 泛。 砟达 到 相 同 的密 实程 度 。 ３ 捣 固装 置结 构 及 作原 理 简 介 ４ 受 力分 析 ３ ． １捣 固 装置 的主 要结 构 ４ ． １捣 同 装置 动 力学 分析 虽然捣 固装置有多种型号 ，但他 们的结 构组 成足相似的 。以 动 力学 模 拟 用专 业 软件 Ａ Ｄ Ａ Ｍ Ｓ进行 考虑 运 算时 间 等 其它 Ｄ Ｃ Ｌ 一 ３ ２型捣 固装 钱 为例 ， 捣ｆ ＾ １ 装 置 主 要 由以 下 几大 部 件组 成 （ 如 图