新型高强度铁路路基捣固镐头的研发应用

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1、新型高强度铁路路基捣固镐头的研发应用新型高强度铁路路基捣固镐头的研发应用1前言张汉斌,张良刚,左清军(中国地质大学(武汉)掘进工程研究所,湖北武汉430074)摘要:目前,具有国际领先水平的国产首台三枕连续式捣固稳定车在中国铁建昆明中铁集团公司下线.而与之配套使用的铁路路基捣固镐头.是铁路路基维护过程中,消耗量最大,工况最恶劣的易损易耗工具.本文从分析捣镐的工作原理及其两种失效形式(磨损与断裂)人手,对捣镐进行了改进研究,在硬质合金牌号选择,焊料与焊剂的选用,焊接工艺技术,焊接设备选型四个方面进行了创新和改进.研发的

2、新型捣固镐头,机械性能和质量稳定性全面提升,使用寿命大幅度提高.关键词:捣固镐头;失效分析;凿岩硬质合金;焊接工艺中图分类号:U216.63+1文献标识码:B截至2009年底.我国铁路营运里程达到8.6万公里,到2012年底,我国铁路营业里程将达到11万公里以上.近年来,随着京津城际高铁,武广高铁,郑西高铁的开通运营,在国际上引起强烈反响,许多外国政要,铁路同行和普通民众到中国高铁参观,给予了很高的评价.这必将促进我国铁路对外合作的发展,对世界高铁发展产生重要影响.目前.美国,俄罗斯,巴西,沙特,土耳其,波兰,委内瑞

3、拉,印度,缅甸,柬埔寨,老挝,泰国等几十个国家都希望我国参与他们国家铁路项目的合作.有些合作项目已经开始实施.铁路路基的质量是否稳定可靠.是列车安全高效运行的基础.随着我国铁路建设的高速发展,为保障铁路安全,高效运营,对铁路养护装备,工具的现代化提出了更高的要求.目前.具有国际领先水平的中国首台三枕连续式捣固稳定车,在中国铁建昆明中铁集团公司下线.这台现代化的铁路维护专用设备,能够自动调整两条铁轨间的水平和间距偏差.还能够同时对三条枕木进行捣固和5结束语使用,效果良好.近年来.随着我国特种钢质量和热处理工艺条件的不断

4、改善,在采矿,建筑,地铁,桥梁施工等领域里.八英寸以上冲击器的使用将会普及推广.笔者结合八英寸无阀冲击器产品的设计与研究.总结了该冲击器的结构原理及主要参数的定性分析,意在为潜孔钻具生产企业从事大口径冲击器的结构设计的技术人员,提供一定的借鉴作用.目前,该产品已经在北京,深圳,香港等地水井施工现场凿岩机械气动工具.2011(2)参考文献:【1】胡铭,董鑫业.中高气压潜孑L凿岩钻头叨.凿岩机械气动工具,2009(3).[2】刘权萍.空气锤工作机理的计算机仿真研究【D】:西南石油大学:2006.[3]蒋荣庆,殷琨,王茂森

5、,周占江.潜孔锤钻进理论与实践的新进展[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2001.[3]张海涛.大直径潜孔冲击器设计与制造[J】.凿岩机械气动工具.2000(3).7稳定作业,比传统设备提高工效一倍多,为列车的安全高速运行提供了可靠的技术保障.昆明中铁集团公司是铁道部最早确定的大型养路机械制造基地,近几年开发了一批具有自主知识产权的新产品.实现了中国大型养路机械的配套生产.目前,该公司已生产各类大中型养路机械900多台,产品遍布全国铁路,与之配套使用的铁路路基捣固镐头,是铁路路基维护过程中,消耗量最大,工况最恶劣的易

6、损易耗工具.因此,新型高强度铁路路基捣固镐头的研发,有着广阔的国内外市场前景和巨大的社会经济效益.2捣固镐头的工作原理与失效分析2.1工作原理一台捣固车共装有32把捣镐.成对排列在轨枕的两边.捣镐是捣固车的重要零件,也是主要的磨耗件.目前主要依赖进口,价格昂贵.捣镐外观及主要技术参数见图1.表1图1捣镐外形表1捣镐主要技术参数振动频率.Hz35最大振幅.mm9.75最大夹持力(一对外镐),N1755O捣固作业时,依靠捣固装置快速下降的惯性冲力和升降油缸的下插力,将所有捣镐插入道床.通过高频振动,使石碴向较稳定的方向移

7、动.增加道床的密实度;利用捣镐的夹持作用,把轨枕间隔中的石碴向枕底挤压,使枕底石碴更加密实,提高轨道的稳定性.捣固作业时,捣镐插入道床的瞬间要承8受很大的冲击力,在振动夹持过程中要承受振动力和夹持弯矩.同时还伴有镐掌与石碴的强烈摩擦.由于道床是散粒结构,因此,作用于捣镐的力很复杂,不仅有交变应力,而且有冲击磨损和滑动磨料磨损.这就要求捣镐有足够的抗疲劳能力,较高的耐磨性.2.2失效分析捣镐的失效主要表现为磨损和疲劳断裂.磨损最严重的地方在镐掌前端与侧面圆角处,其次在镐掌的前端.断裂一般发生在圆柱面与锥面交界处.无论磨

8、损还是断裂,内镐较外镐严重.2.2.1磨损机理捣固作业时,捣镐首先以一定的速度撞击石碴,随后插入道床.石碴棱角在镐掌上滑动,随着捣镐的振动和夹持,带有锐利棱角的石碴切削镐掌而形成显微切屑.比较圆滑的石碴造成镐掌表面塑性变形或产生擦伤.金属经多次碾压变形使变形度超过材料允许的延伸极限而产生裂纹,继续与石碴相互作用,裂纹扩展.由于镐掌的前端较薄.又