提高D08-32型捣固车系统精度的探讨

郭涛GUOTao

（太原铁路局太原工务机械段，太原030045）

（TaiyuanTrainMaintenanceEngineeringDivisionofTaiyuanRailwayAdministration，Taiyuan030045，China）

摘要：随着高速铁路重载铁路使用的增多，对相关养路机械设备使用的要求标准要来越高。不过从实际情况来看，现阶段使用的不少机械养路设备在使用过程中，出现较多的问题，其中主要是测量方面的精度较差，这就给很多铁路线路的维护，带来一定的问题。在本文的研究中，重点对大型养路机械D08-32捣固车系统存在的问题进行了分析，并结合实际经验，提出提高作业精度的一些方案，通过实践证明，改进后的D08-32捣固车，维修作业精度得到了很大的提高，并且相关的零点校对也变得更加快捷。

Abstract:Withtheincreaseintheuseofhigh-speedrailwayandoverloadedrailway,theuserequirementsofrelatedmechanicalequipmentaretoahigherstandard.Butfromtheactualsituation,manyroadmachineryequipmenthaveproblemsintheuseprocessatpresent,themainproblemofthemisthepoormeasuringaccuracy.Itbringssomedifficultiesforthemaintenanceofrailwayline.Inthisstudy,theexistingproblemsoflargeroadmachineryD08-32tampingmachinesystemareanalyzed.Combinedwithpracticalexperience,someschemesforincreasingthemaintenanceaccuracyareputforward.Thepracticeshowsthat,themaintenanceworkprecisionofimprovedD08-32tampingmachineisgreatlyimproved,andtherelevantzerocheckisalsobecomingmorequickly.

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 ：D08-32捣固车；精度；改进

Keywords:D08-32tampingmachine；accuracy；improvement

中图分类号：U216.63文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）21-0126-03

0引言

60年代中期，国际上出现了高速铁路、重载铁路和繁忙铁路。客运列车速度超过200km/h，货物列车的轴重增加到20T以上；大功率机车提高了牵引力，出现了“万吨列车”，旅客列车的舒适度要求明显提高。为适应铁路高速、重载及轨道机构重型化的发展，引发了一场线路修理手段的“革命”，各国铁路竞相采用大型养路机械。特别是高速铁路的迅速发展，更加有力地推动了大型养路机械的发展，无论是机械的种类还是质量，无论是机械的功能还是智能化程度，都达到了很高水平。

直到今天，国际上大型养路机械继续呈现出蓬勃发展的趋势，主要表现在以下四个方面：①设备高效化。②随着铁路的发展，高速、重载、大密度是其主要特点，因此也就加剧了轨道结构的变形，造成修理周期缩短，线路运输和修理的矛盾越来越突出。③在这种条件下就要求：尽可能减少线路维修所占用的时间，提高施工机械的作业效率势在必行。因此，大型养路机械的高效化也就成为发展必然。④近年来出现的高效道碴清筛机和捣固车，极大地提高了线路大修和维修能力。然而，设备更新速度远远不能满足线路的提速要求，因此，怎样提高现有设备的作业精度显的尤为重要。针对太原铁路局的现状，08-32型捣固车在线路维修施工中，还担负着“主力军”的角色，提高08-32型捣固车的作业精度迫在眉睫。

1D08-32型捣固车及其精度测量系统概况

1.1D08-32型捣固车概况

D08-32型捣固车是我国从国外引进的，并在上世纪九十年代，开始在本土进行批量生产。这种类型的捣固车在我国铁路维修、养护方面，发挥着十分重要的作用。由于它结构先进，功能齐全，得到世界各国铁路工务部门的认可。

08-32自动抄平起道捣固车，其技术整合了机、电、液、气等现代化的铁路养护技术，并对其进行了优化设计。该捣固车的构成系统十分复杂，具体来说主要由两转向架、主车架、前后司机室、捣固装置、起拨道装置、夯实装置、检测装置、液压系统、电器系统、气动系统、动力及动力传动系统、制动系统、操作系统等装置组成。该车型属于双枕捣固车，其中捣固头共有32个，在修路作业时，以步进的方式前进。作业的范围比较广，可以进行起道、拨道、抄平、钢轨两侧枕下道碴捣固和枕端道碴夯实作业。

1.2线路方向检测系统概况

线路方向偏差检测装置，是根据单弦检测拨道原理设计的。08-32型捣固车采用单弦检测装置检测线路方向偏差，基准线路方向检测方法主要有三点法偏差检测和四点法偏差检测。其中三点法检测的原理是通过装在B点小车上的弦线固定器使弦线在B点固定即拨叉在下位，取消检测点A，弦线长就缩短了AB段，变为15.785m，并接通了三点法检测电气开关，切断B点矢距传感器的电信号，这时仅有C点矢距传感器F01工作，这种检测方法就叫三点法检测。三点法检测，在使用过程中，比较省时省力，通过借助计算机分析系统，能够比较准确地得到当前点的矢距偏差，从而提升实际测量的准确性。

1.3横向水平检测系统概况

线路横向水平又叫轨道左右水平。在其实际检测作业环节，水平传感器起到了十分关键的作用。利用水平传感器，对轨道的水平偏差进行测量，在这个过程中，水平偏差的信号进入起道控制电路，通过系统分析设备，对其输入的信号同之前设定好的信号值进行比较，差值通过电液伺服阀控制起道油缸提起钢轨，直到基准股钢轨的提高度达到设定值时起道动作停止。

横向水平测量方法为：在三个张紧小车（即前张紧小车D、拨道小车C、测量小车B）中间，装入一个合适的电子摆。按照设计的测量程序，对测量作业前、作业过程中、作业后的线路进行检测。

这个电子摆能够将两个轨道的超高转换成电信号（V=ih，V是电子摆输出电压i=25mv/mm为当量，h为实际超高。）其中，前端的理论超高与前摆所测量出的实际超高的差值和前段输入的基本起道量一起分别形成左右两侧的前端起道量，该起道量以一定的比例关系传送到左右两侧起道模拟控制电路的起道总信号中，形成作业点起道信号的一部分。

1.4纵向水平检测系统概况

线路纵向水平检测的原理是通过装在B点小车上的弦线固定器使弦线在B点固定，取消检测点A，弦线长缩短了AB段，与此同时接通三点法检测电气开关，切断B点矢距传感器的电信号，这时仅有C点矢距传感器工作，通过这种方式就可进行线路纵向检测。

纵向水平检测的具体方法是:纵向水平检测在前张紧小车D和测量小车B上左右各有一根测量杆，左右测量杆的上端各有一根纵向水平测量钢弦。拔道小车通过添加必要的传感器，可以将一些位移数据等进行转化，转化成电信号，反馈给系统的综合控制平台。

2影响捣固作业精度因素

从铁路维修作业的基本情况来看，很多因素都会影响捣鼓作业的精度，不过综合分析来看，主要的影响因素是线路原有状态差和机械设备及操作误差。线路原有状态差的原因有：道床板结及翻浆冒泥、线路缺渣严重、区间道口板及护轨未拆除、曲线资料与现场实际情况不吻合、线路其他病害；机械设备及操作误差有以下几方面的原因：电气系统存在的误差，机械测量装置存在的误差，机械及电气系统零点不重合的误差，其它人为操作等产生的误差。对于线路本身的状态我们是无法进行改变的，而对操作手操作水平的提高也是有限的，因此，想提高捣固作业的作业精度就只能在我们的机械设备上下功夫。以下几点是对影响测量系统精度主要因素的分析。

2.1影响起道系统精度的因素

放大电路的输出值必须十分精确，但是在实际计算过程中，使用的方法，如精确法、近似法等，都存在一定的偏差，起道超平的偏差如果较大，就会影响系统运行的稳定性。起道机构的构成十分复杂，任何一个环节出现误差，都会影响工程作业的精度。如果在实际作业阶段，小车轮缘和接触面的磨损很大，这就会对整车的测量系统造成不利影响，因为接触面磨损之后，就会降低传感器的敏感性，使得其测量的数值的精确程度下降。

2.2影响拨道系统作业的精度的因素

位置误差会拔道系统作业的精度造成一定的影响，具体来所，系统中的测量小车，各自安装的位置以及在其轨道上运行的线路，如果内有处在基准弦的中心，或者出现一定程度的拐弯，都将影响拔道作业的精度。在实际作业时，测量小车的轮缘，如果出现较大程度的磨损，都会造成测量结果的不准确。因此，技术工人，在日常操作系统作业时，不仅要严格按照作业系统标准控制各种设备，还要定期对系统相关部位的磨损情况进行检查，发现磨损程度较大的，或者是系统相关设备位置出现较大偏移时，要即使纠正。

3针对影响精度的因素采取的措施

针对以上几点影响精度的因素，笔者经过长时间的实践摸索和实验总结，发现以下几项措施对提高作业精度还是能收到很好成效的。

3.1提高作业精度采取的措施

①提高各张紧小车车轮精度（其直径公差由原来的10?滋m控制在5?滋m以内。）小车轮边缘车轮精度的提高，可以确保各张紧小车在作业过程中随着作业距离变化时，其整个测量系统各传感器测出的数值更加真实可靠，这便有利于作业系统精度的提高。

②提高拨道及抄平系统中各小车安装间距的准确性。在装配过程中，严格按照各小车的距离（在其公差范围内）以R、F点小车上端弦张紧处点等高原则进行组装以确保电气上相应关系准确无误。

③通过一些改进措施，提高比例抄平传感器及矢距传感器的精度。通过改进HT-T2044后，作业精度有了极大提高，表1就是改进项目对照表。

④保证机械零点及电气零点的重合。要想保证电气零点及机械零点的重合，首先要保证电气零点本身是准确的，需要定期检查电路板的电器零点是否准确。机械零点主要考虑各测量小车的位置及磨损，最终的目的是保证测量钢弦处于前后张紧小车的中心或者钢弦平行于前后小车的中心线。

　⑤用于现场采用专用工装校正机械零点及电气零点，目前无论是大机生产厂家还是各用户单位，对精度系统的重新校正基本上没有专业的测量尺，笔者用过工务部门拉正矢用的钢绳；校正电子摆增益用工务的超高板。出现精度越校越差的现象。可以根据目前校正精度的方法，设计生产专用的测量尺（必须适应在直线上对钢弦位置的测量）作为每一台设备的基本配置，或每一个大机使用单位的标准配置。

3.2对精度系统电路及机械结构的改进方案

①假设引入后电子摆补偿信号进行起道作业，因R点（即B—A点之间）点处于捣固作业后区域，不可避免地会存在一定的残留偏差，导致R点测量横平基准存在同样误差，如果这个误差足够大的话，对纵向水平作业精度影响也是比较大的。在现场施工中作业后区域我们会安排人员进行道尺测量，误差大于正负2mm时（客户要求不能大于正负2mm）我们会进行倒车重复捣固既影响了施工进度又影响了此处作业区域前后的纵平。为了达到客户要求操作人员只能增加起道量来弥补横平的误差，但对纵平影响很大（俗称：大平）。通过观察中摆指针来进行起道补偿作业，虽然保证了横向水平精度，但对纵向水平的牺牲是比较大的。为了提高高速线路的纵向水平精度，有必要把这个因素考虑进去。R处于在RR1的超高残留，会在M抄平传感器处MM1的残留超高偏差消除不掉。实际作业时需要对超高轨补偿MM1才能消除M点的横平误差，但超高轨确因此而多起道-MM1的量，产生MM-1的纵向水平误差。

综上所述通俗点讲以08-32车每小时捣固0.8公里，假设每百米大于正负2mm的地段有5处或者更多，每处多抬道Nmm你从远处再看这0.8公里的线路就成波浪了（也就谈不上纵平了）。

②拨道系统机构上的改进方案。对拨道测量系统在改进过程中，要重视电气零点和机械零点的重合。根据相关领域的一些先进经验，使用移动正矢传感器可以提高对机械设备以及相关测量设备零点重合的控制效果。另一种比较常用的方法就是增加轮轴调整垫，轮轴调整垫可以在一定程度上改变轮轴的位置高度，这种处理方法，对于位置偏移较小的问题可以处理，如果系统的零点偏移位置很大，则这种方法的效果就会大打折扣。

改进方案：在本文的研究中，我们提出如下情况的改进措施，即在作业现场没有明确的标准线的情况下，可以通过利用点的平衡原理来对相关的位移偏差进行校正，通过实际作业过程可以知道，这种校正后的设备位置，其准确性提高了不少，通过实际测量发现，设备的作业精确也得到了较大程度提升。改进后的方案如图1所示，在直线上标定一个点B，然后左加载测量B101，记住这个值，然后C点移动到该点，通过工装使C102=B101，并调整02处的螺丝，使传感器输出信号为0，最后D点移动到刚才标记的点，调节03处的螺丝，使D103=B101后，即完成左加载的机械电气零点校正。

4结论

通过上面的分析，分别说明了相关机械设备改进的方案，经过实验发现，在改进后DO8-32捣固车可以更加精确的进行施工作业。其中最值得注意的就是电气零点及机械零点的校正变得更加简洁、灵活，大大提高了设备的检修效率。所以说，D08-32捣固车，在经过改进后，无论是其机械性能，还是作业标准以及实际工程完成的质量，都有着非常明显的优势。不过，要想进一步提高系统的作业精度还有赖于更为精确的新测量系统。即使横平不好我们可以倒车在不好的地段再捣固一遍或者几遍达到客户要求就可以了。从客户验收单上就可以看出对纵平的要求几乎就没有；有的是横向水平不能超过多少，正矢误差不能超过多少；三角坑不能超过多少等等。原因是即使横向水平不好在容许的误差范围内也不会影响列车安全运行。

大型养路机械施工作业的重要性是毋庸置疑的，在铁路跨越式发展的历史进程中的作用是不可否认的，在今后的线路大修维修作业中的作用是不容忽视的，因此，怎样提高大型养路机械的作业精度将是我们未来一段时间工作的中心之一。虽然探索前进的路是崎岖的，但是只要我们齐心协力、不断探索、不断改进，我们的大修机械化的前景一定是非常美好的，我们作为新一代的大机人是值得自豪的。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献：

[1]韩志青，唐定全.抄平起拨道捣固车[M].中国铁道出版社，1997.

[2]王荣春，韦伟.大型养路机械整道施工与作业配合[J].铁道工程学报，1996（01）.

[3]刘光煜，冯贺微.大型养路机械检修的工艺管理[J].铁道技术监督，2007，35（1）.

[4]白显著.捣固车液力机械变速箱电气控制系统的调试及降功原理分析[J].铁道建筑，2009（01）.

[5]翟绍春，黄志坚.08-32捣固车捣固装置液压系统及使用维修[J].液压气动与密封，2008（03）.

[6]邓慎德.08-32捣固车线路水平和拨道值显示功能设计[J].山西建筑，2008（15）.

[7]张元波.D09-32连续式捣固车线路纵向水平的检测原理及现场标定[J].中国高新技术企业，2008（09）.

[8]宋健.CD08-475道岔捣固车主发电机故障快速自救方法探讨[J].山东工业技术，2015（06）.

[9]欧莹元，张继燕.捣固车自动引导系统中铁路线路数据自动纠错功能的实现[J].福建电脑，2015（05）.

[10]徐建喜.关于增加道岔捣固车辅助操作系统的研究[J].科技创新导报，2014（32）.

[11]吴鹏坤.基于matlab的捣固装置升降控制系统仿真研究[J].铁道建筑技术，2014（11）.