SK-2型双块式轨枕制造技术

横移小车
输送辊道
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6)、成品输送系统 在此工位进行轨枕外观质量检测，将合格的轨枕完成扣 件安装，码垛 并运送至存枕场。
密集辊道
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7）、电控系统 电控系统是保证整条轨枕生产线自动化运转的核心部分， 选取了西门子S7-300可编程控制器（PLC），德国SEW变 频器，PROFIBUS 总线控制，PILZ的安全继电器， PHONIX机械设备避雷专用装置等世界最先进的电子产品， 保证了整个控制系统的有效运行。
承轨槽 ： 轨底坡：
大钳口1889.8±1.0mm; 小钳口375.7±0.5mm 1:40 ，偏差不大于±0.50mm（100mm以内）
承轨槽底脚距套管中心距离：71.2±0.5mm 保持轨距的两套管中心距：1515.6±1.5mm 同一承轨槽的两套管中心距：233.3±0.5m
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2、生产方式及特点
中铁十七局集团有限公司京福客 专闽赣Ⅶ标轨枕场
SK-2型双块式轨枕制造工艺
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SK-2型双块式轨枕制造工艺
主要内容
工程概况 SK-2型双块式轨枕介绍 轨枕场主要设备 SK-2型双块式轨枕生产工艺 关键技术
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一、 工程概况
中铁十七局集团有限公司京福铁路客专闽 赣Ⅶ标轨枕场（以下简称轨枕场）担负京福铁 路客专闽赣段Ⅵ标部分和Ⅶ标、Ⅷ标全部无砟 轨道系统中的双块式混凝土轨枕制造任务，里 程范围为DK660+000～DK805+300 (双线)。 设计轨枕总量约46万根，计划工期为18个月。 轨枕场设于京福铁路DK694+700附近，南平市 延平区大洲工业园东端，距南平市约20km。
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脱模台升降行程可达160mm， 其上安装有轨枕保护设 施，可以有效的保证轨枕在脱模的过程中不受到损伤，避免 单侧脱落时不扭曲钢筋。 轨枕托架上设有8组感应开关，确保轨枕全部脱落后方 可进行下一个动作。
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翻转脱模机
5)、模具返回系统 钢模返回系统由15组输送辊道和横向运模小车组成，其 中有两组输送辊道具有倾翻功能， 分别用于钢模清理和喷涂 脱模剂工序，在后几组输送辊道上完成套管、螺旋筋、箍筋、 桁架等安装工序。在钢模输送辊道终端设置横向运模小车， 用于将回送的钢模分配到布料振动工位，运模小车设有保护 机构，如遇障碍物整条生产线停止工作，以避免人员受伤及 其他意外。
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混凝土制备
混凝土的制备采用立轴行星式搅拌机。搅拌过程中 正确记录混凝土及搅拌装置的温度，新拌混凝土的温度 应控制在5~30℃，超出此温度时应及时联系试验室共同 分析处理。夏天混凝土温度超过30℃时必须对骨料和水 进行冷却，冬天混凝土温度低于5℃时须采用加热水或通 蒸汽对混凝土拌合用水加温。 轨枕混凝土振动密实度控制在1.35±0.05之间。每 工班第一个小车上最后一盘混凝土应同时制作同条件养 护1~2组试件，并随机制作一组28天标养试件。 搅拌站的计量设备由试验室负责组织校验，开工前 需检验，由有资质的计量检测部门检测合格后方可投入 生产，连续生产时强检周期1次/年，使用中应严格按照 计划的每盘用量和试验室确定的配合比进行操作。
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SK-2型双块式轨枕生产工艺布置图
定量 供给 装置 混凝土布料机 运模小车返回 辊道 传送 振动台 吊装 设备 振动台 养护室
两个养护通道
码放 设备
吊装 设备
待用 辊道
直 行 运 模 辊 道
脱模机 环形系统 内的模具 缓冲器 脱 模 后 的 模 具
桁架钢筋 和夹子
套管和异形钢筋等
清理模具 和涂脱模剂
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⑦
1、混凝土输送区 2、布料振捣区 3、蒸养区 4、翻转脱模区 5、清理运输模具区 6、钢筋骨架安装区 7、轨枕检验码放区
⑥
轨枕生产线平面布置图
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④
③
②
⑤ 1、原材料存放区 2、冷轧钢筋生产区 3、冷轧钢筋存放区 4、钢筋桁架生产区 5、钢筋桁架存放区 6、箍筋生产区 7、箍筋存放区
⑦
⑥
①
钢筋生产线平面布置图
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混凝土灌注和振动成型
混凝土通过运料漏斗进入布料机，用布料机向 模具内灌注混凝土，布料时分两层进行，并要均匀、 适量，太干或太稀的混合料不得投入使用，若发现杂 物要及时取出，模具两端枕上面不应有混凝土，每布 完一层料后，即开启振动装置进行振动，当模具内混 凝土表面泛浆、不再下沉、且表面不再冒气泡时即可 认为此时混凝土已振好。 混凝土高度要求到模具确定的上部边缘处，在 振动过程中用铁锹取出多余混凝土，使用金属盖板存 放，在振动过程中注意检查混凝土的密实情况，观察 轨枕厚度是否合适。
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安装钢筋
在安装钢筋之前，由钢筋生产线所生产出来的轨枕用钢 筋桁架已存放在工作位附近的钢筋桁架存放区备用。 在模具壳体内每个承轨槽的部位放置带定距夹子的箍筋， 如（图a）； 安装桁架钢筋时，必须插入到模具的缩口内，如图（b）； 确保桁架钢筋放到了固定钩上，如（图c）；
（图a）
（图b）
（图c）
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用测距规检查混凝土和桁架钢筋之间的间距，以 保证轨枕各断面厚度满足公差要求。灌注、振动成型 工序须严格控制，同时必须保证振动时间（最佳振动 方式和时间通过试生产确定），操作人员应做好质量 记录。 待操作程序完成以后关掉振动装置。对桁架钢筋 进行外观检查，看位置是否正确，如果桁架钢筋的位 置不正确，将桁架钢筋调整到新的位置，然后重新振 捣。
蒸养棚
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②液压顶推机构将载有钢模的小车送入养护通 道，顶推力达26kN，每辆小车装载5层叠放钢模总 重12.5吨，可一次最多推动满载小车15辆。 ③牵引机构将载有养护好轨枕的钢模小车逐一 拖出养护通道； 4)、脱模系统 翻转与脱模台整体布置，翻转与脱模连续进行， 相比以前翻转与脱模分开作业，可节约30秒时间， 即可满足3.5-4分钟每模的轨枕生产节拍，能满足 1500 轨枕的最大日产量。 翻转机上安装有轨枕压紧装置可以保证在模具 翻转的过程中不脱落。
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三、轨枕场主要设备
1、轨枕生产线主要构成 生产线分为七大系统：配料搅拌系统、布料振动系统、 养护系统、脱模系统、模具返回系统、成品输送系统、电控 系统。 1)、搅拌供料系统 搅拌供料系统由混凝土搅拌站及供料小车组成； ①混凝土搅拌站采用立式行星强制搅拌机，具有自动计 量、自动检测原材料及混凝土含水率功能，主要完成轨枕预 制所需的混凝土； ②供料小车用于完成搅拌站至布料机构的混凝土物料运 输。
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喷涂脱模剂 用自动喷雾器在模具上喷涂脱模剂，喷嘴应对 准模具上方，调整脱模剂成雾状而非线滴状被喷面 必须保持干燥，目测模具是否完全被脱模剂喷射完 好。 使用油漆刷在凹槽处抹蜡（OP-蜡），如果脱 模剂喷涂过多，可用清洁的抹布进行去除。
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安装套管 在套管支撑杆上拧上套管，尽可能地拧到模 具壳体的底部，确保套管紧紧地被拧到套管支 撑杆上。对那些由于磨损不能再紧紧地固定套 管的套管支撑杆，要及时进行更换。
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2、钢筋生产车间主要设备 钢筋生产车间设备主要由三部分组成 ：冷轧生产线、钢筋 桁架生产线、数控弯箍机。 1）冷轧带肋钢筋生产线 用于原材料的加工，将φ13、φ11、 φ8的Q235光圆盘条钢 筋分别冷轧成φ12、φ10、 φ7的CRB550冷轧钢筋。
数控冷轧带肋钢筋生产线实物示意图
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（2）钢筋桁架焊接生产线 钢筋桁架焊接生产线用于生产轨枕桁架，集放线、矫直、 弯曲成型、焊接、成品收集、码放等工作为一体，具有较高 的自动化生产能力。
钢筋桁架生产线实物示意图
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3、数控弯箍机
数控弯箍机可将冷轧和热轧盘条钢筋进行矫直、切断 和弯曲操作，用来加工结构梁或柱用箍筋，运用计算机程 序控制，可加工多种不同形状的箍筋。 在轨枕生产中主 要担负箍筋生产的任务。
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四、SK-2型双块式轨枕工艺流程
1、桁架及箍筋加工 包括钢筋冷轧、数控弯箍、桁架自动焊接 。 1.1、冷轧钢筋加工 进场钢筋为光圆φ13、φ11、φ8的盘条钢筋，进场检验 标准采用《低碳钢圆盘条》（GB/T 701-1997），光圆高 速线材通过冷轧生产线进行放线、除磷、拔丝粉润滑、轧 制、应力消除、收线，轧制成冷轧带肋螺纹钢筋。钢筋冷 轧要控制冷轧速度，尤其是φ8的钢筋（速度控制在4m/s） 。经过冷轧后，φ12和φ10钢筋为三面刻痕，保证桁架自动 焊接时不扭曲。检验标准采用《冷轧带肋钢筋》（GB 13788-2000）。
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原材料进场
送入预制车间
盘形放线
盘条放线
气动式盘形放线
成品完成
矫直
自动码放 除磷 压辊矫直
自动弯箍
拔丝粉润滑
旋转矫直
快速拉出
收集、人工点焊
轧制
自动存储缓冲器
液压切断
码放
应力消除
终端矫直
桁架数控步进
送入预制车间
收线
链式压形
自动气动焊接
冷轧钢筋盘条
输入料槽
定位
钢筋生产车间工艺流程框图
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1.2、箍筋加工 箍筋采用φ10冷轧钢筋预制。根据箍筋图纸（箍筋制 作严格按图纸进行控制）对数控弯箍机进行编程，面板上 显示箍筋形状，开机进行自动弯箍，人工收集箍筋并焊接 、码垛。质检人员每班抽取1‰的数量进行检测，检测钢筋 直径、焊接（脱焊、虚焊）及搭接长度情况。 1.3、桁架加工 桁架加工在桁架焊接生产线中进行生产。根据图纸所提 供的数据尺寸，在控制面板上设置好技术参数。将冷轧好 的φ12、φ10和φ7钢筋盘料通过桁架焊接生产线的放线架、 调直、φ7钢筋折波后，通过桁架自动电阻焊机组焊接成形 ，自动定长剪切，自动收集，吊至半成品区整齐码放。桁 架焊接需要严格控制焊接质量，不能脱焊、虚焊，同时要 保证桁架的直线度，平行度。
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2)、布料振动系统 ① 混凝土布料机通过其内配机电控制的螺旋给料器向钢 模完成布料作业。 ② 振动台通过可变频的振动电机对混凝土进行振动密实 作业。
布料机
振动台
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3)、养护系统 养护系统由养护通道、牵引机构、液压顶推机构及养护 小车、蒸汽管道、降热管道和温控系统组成； ①养护通道内采用蒸汽养护，配有监测系统，能自动控 制养护通道内温度和湿度；由于4x1钢模的特殊结构设计,轨 枕在规定的时间内通过温度变化的养护通道时，能保证5层 叠放的模具每层都能够充分与蒸汽接触，优化了养护效果， 以保证能够达到要求的强度。
确保放置的桁架钢筋靠住楔子,如（图d）；
用张力装置固定桁架钢筋，如（图e）； 将箍筋上的定距夹子另一端钩在桁架钢筋上，如（图f）；
（图d）
（图e）
（图f）
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安装挡浆夹 桁架钢筋固定在模具上后安装挡浆夹， 将它的平侧面朝向模具壳体的内部，弯曲 侧面朝向模具的端部。安装好后应及时检 查各配件是否齐全。
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二、 SK-2型双块式轨枕介绍
1、SK-2双块式轨枕外形结构
立面图
平面图 SK-2型双块式轨枕具有结构简单、 受力合理、尺寸统一、方便生产、 经久耐用等优点。 侧面图
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SK-2型双块式轨枕外形尺寸
轨枕尺寸： 轨距： 混凝土体积： 轨枕重量： 预应力： 配筋： 混凝土等级： 轨枕长 2261mm，宽314mm，高220.5mm。 1435 mm 约89L 约200 kg （不包括扣件）；约 220 kg （包括扣件） 无 桁架钢筋和普通钢筋，其中桁架长2400mm。 C60
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2、双块式轨枕预制生产工艺
安装箍筋及套管 喷涂脱模剂 钢筋桁架加工 钢筋桁架入模并固 定 安装挡浆夹
混凝土制备
砼灌注、振动
试件制作
清渣、清边
试件养护
试件强度≥40MPa
养
护
脱
模
模具清理
产品检测
安装扣件
堆
试件R28≥60MPa
码
成品存储发运
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双块式轨枕生产工艺流程图
清理模具
通过倾斜清理台下方的液压缸作用，将带辊道 的倾斜清理台顶起，此时操作工人即可对固定在清 理台上的模具实施清理工作。 将模具壳体之间和缩口部位上残留的混凝土用 气动锤除去。用刮刀和空气压力喷枪对模具的 壳体进行清理，包括套管支撑杆 上的螺纹部分，不得在模具壳体 内有混凝土残留物。发现模具标 志牌损坏时，应及时进行修理。 标牌不全的模具不得投入使用。
2.1、生产方式 SK-2型双块式轨枕分钢筋骨架加工和轨枕生产两部分。 钢筋骨架加工采用全自动化数控机械加工成形。轨枕生产 采用环形流水线法生产，整个生产过程在环形生产线上循 环作业，生产线完成一个模具（1×4模具）轨枕生产的循 环时间平均为4min。按每天3班生产，每班8h（含0.5h的 设备检修及交接班时间），一般生产能力为1200根轨枕/ 天。 2.2、生产线特点 自动化、程序化、机械化、标准化流水作业，生产效率 高，年生产能力最大能达到31.6万根； 蒸汽养生和各部分电气控制采用电脑和PLC程序控制，安 全及质量控制可靠性高 ； 环保性好，振动台等部件采用特殊设计降低噪音 。