隨著我國鐵路的高速發展和鐵路運能及運量的不斷增大, 鋼軌磨損 帶來的更換工作日趨增多, 鋼軌鉆孔機的作用顯得更為突出。目前現有 的鋼軌鉆孔機在結構等方面存在著不同程度的缺陷, 給現場封鎖施工打 眼工作帶來了一定的難度。為此, 卓力成立了研制小組, 本著提高、完善、 服務現場的宗旨, 設計制作新型的、效率高、實用性強的鋼軌鉆孔機。
1 現狀分析與方案 經過科研小組多次對現有鉆孔機的分析, 其優點有: 動力源來自發 電機, 同鋸軌機配套使用, 采用了非標電機, 減輕了鉆孔機的自身重量; 整體結構緊湊, 操作方便; 減速裝置體積小, 結構合理。其缺點有: 對中性 不強, 孔的前后位置需由人工畫線確定, 易出現水平誤差, 高低位置一般 在原有的孔上確定, 運輸過程中, 螺絲松動后位置變化, 易出現高低誤 差, 造成孔的位置不對, 無法順利連接鋼軌, 影響線路開通; 鋼軌第一個 孔只能在鋼軌的一側打, 給現場施工帶來了一定的難度; 施工中, 孔的位 置上遇有枕木扣件、螺栓等, 用壓機打起鋼軌進行作業, 在扣件緊固的情 況下, 易抬高枕木, 造成鋼軌高低不良; 對43 kg/m, 50 kg/m, 60 kg/m 各種 型號的鋼軌打眼, 都需松開螺栓, 調整高低位置, 不僅工序多, 也易造成 孔的高低誤差。 根據以上分析, 我們決定在設計中, 繼承原有設計中的一些優點, 將 另外的設計缺陷利用成熟的技術加以改進。
2 研制過程
2.1 成立攻關小組 2006 年初, 在上級領導的大力支持下, 我們成立了攻關小組, 組織了 精兵強將, 經過現場調研、方案選優、圖紙設計、理論計算、工藝安排、生 產試制、現場實驗等幾個階段, 于2006 年底定型。
2.2 研制方案
( 1) 基本結構。由電機、主動齒輪、從動齒輪、手柄、絲扣、轉套、機架、 夾軌裝置、水平、高低對中模塊組成。電機放置在機架的上部, 打孔對遇 有枕木不受影響, 轉套位于整機下部的中心, 打孔時既避免了受枕木、扣 件、螺栓的影響, 同時對第一孔可在鋼軌的兩側都可打。
( 2) 工作原理。鋼軌鉆孔機是運用機械原理, 由發電機提供電源, 由 電動機帶動主、從動齒輪及轉套轉動, 人工轉動手柄, 通過絲機轉動推動 轉套和轉頭向前、向后, 達到打孔的目的。
( 3) 具體研制。針對原有的鋼軌鉆孔機的不足, 進行了如下的改進: 把卡軌裝置設計成模板整體澆鑄并附帶的鋼軌孔間距的模板, 解決了鋼 軌打孔的左右誤差, 附帶的43 kg/m, 50 kg/m, 60 kg/m 的模具, 解決了鋼 軌打孔的上下誤差, 從而解決了對中性的問題。解決了在現場打孔, 由于 一側有鋼軌, 原有的鉆孔機解決不了的問題: 對第一孔的打孔問題, 可以 從鋼軌的兩側進行打孔。解決了原有的鉆孔機只能用長鉆頭的問題, 改 進型鋼軌鉆孔機增加了絲扣的長度和直徑, 長短鉆頭均可使用, 節約降 低了成本。對鋼軌鉆孔機的整體結構進行了改制,解決了原有鉆孔機在現 場對線上既有鋼軌的打孔必須拆除零配件的問題, 現研制的鋼軌鉆孔機 對上述鋼軌打孔時, 無需拆除零配件。
3 產品的試制及現場應用 自2015 年3 月開始研制, 于8 月底制作完成了第一臺, 經過現場的 實際使用, 達到了設計的要求; 達到了不僅可提高工作效率, 而且可減少 工作強度, 使用方便、快捷的效果。現場對改進型鋼軌鉆孔機的結構性能 進行測試, 在原鄭州四通鐵路機械廠同類產品的基礎上, 合理地進行了 以下改進:
( 1) 改進型鋼軌鉆孔機優化了整體結構。鉆頭中心與電機中心及機 架中心設計在同一軸線上, 使設計更為合理, 使用便捷。
( 2) 改進型鋼軌鉆孔機解決了原鉆機在鋼軌端部打眼困難的問題, 同時也解決了原鉆孔機偏心的問題。
( 3) 改進型鋼軌鉆孔機對卡具進行了改造。使用了與魚尾板形狀相 吻合的固定結構, 夾緊頭采用扇形蝸輪、蝸桿結構, 可以實現更加精確的 對位。
( 4) 改進型鋼軌鉆孔機可以在不松扣件的情況下進行線上鋼軌鉆 孔。