綜合性軌枕生產(chǎn)模式的研究

1、綜合性軌枕生產(chǎn)模式的研究摘要：本文主要闡述了SK-2雙塊式軌枕和預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)線及生產(chǎn)工藝，屬于高速無砟軌道鐵路和有砟軌道鐵路中的軌枕加工技術(shù)領(lǐng)域。并對(duì)制枕工序的設(shè)備功能和工藝設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述，并通過SK-2雙塊式軌枕和預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)工序的不同，研究綜合性軌枕生產(chǎn)模式。關(guān)鍵詞：環(huán)形生產(chǎn)線、工藝流程、雙塊式軌枕、預(yù)應(yīng)力軌枕、綜合性軌枕生產(chǎn)線前言：國(guó)內(nèi)外高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)主要采用2種形式：有砟軌道與無砟軌道。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，2種軌道結(jié)構(gòu)都能運(yùn)行時(shí)速300km的高速列車。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)階段的具體國(guó)情和鐵路的技術(shù)水平，結(jié)合我國(guó)高速鐵路建設(shè)，SK-2雙塊式軌枕和預(yù)應(yīng)力軌枕的生產(chǎn)在以后將占據(jù)鐵路建設(shè)中的重

2、要一環(huán)。結(jié)合SK-2雙塊式軌枕生產(chǎn)線生產(chǎn)工藝和現(xiàn)有的預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)線生產(chǎn)工藝的技術(shù)要求，完成一種軌枕環(huán)形生產(chǎn)線方案。1、軌枕結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)模具介紹1.1SK-2雙塊式軌枕1.1.1 SK-2雙塊式軌枕的結(jié)構(gòu)軌枕塊采用C50混凝土，一根雙塊式軌枕由兩個(gè)軌枕和兩根鋼桁架通過工地澆筑連接而成，鋼桁架的上下兩端采用20鋼筋，橫向連接采用12鋼筋，兩種鋼筋均采用級(jí)鋼筋。圖1-1 SK-2雙塊式軌枕圖1-2 SK-2雙塊式軌枕結(jié)構(gòu)圖1.1.2 SK-2雙塊式軌枕模具要求A 模具加工要求雙塊式軌枕的尺寸精確度由模具的精確度決定。模具應(yīng)具有足夠強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，必須采用鋼制精密加工的模具。必須保證軌枕各部形狀、

3、尺寸及鋼筋桁架和預(yù)埋套管的準(zhǔn)確位置，特別應(yīng)保障脫模方便，不能造成軌枕掉角等損傷。模具控制要點(diǎn)材料剛度能夠保證在操作時(shí)無變形。盆體內(nèi)壁光潔，過渡平順。槽鋼等連接體連接牢固。擋漿板與盆體接口嚴(yán)密。B 模具結(jié)構(gòu)要求模型采用殼體與主梁、端梁等拼焊而成的整體式結(jié)構(gòu)，模型殼體的組合型式為2×4聯(lián)組合。模具所采用型鋼均為國(guó)標(biāo)構(gòu)件，施工驗(yàn)收采用國(guó)家或行業(yè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。模板采用框架結(jié)構(gòu)，由36#C構(gòu)成周邊框架，框架為全焊接結(jié)構(gòu)壓板組件結(jié)構(gòu)：壓板組件由壓板、圓柱螺旋壓縮彈簧和壓板螺栓組成。擋槳板：采用冷軋彈簧鋼板定制而成。盆體：盆體材料采用厚度為6mm的優(yōu)質(zhì)冷軋板整體沖壓成型，預(yù)埋套管安裝孔與橫梁焊接后通過

4、數(shù)控機(jī)床一次性機(jī)加工而成。圖1-3 SK-2雙塊式軌枕模具圖1.2預(yù)應(yīng)力軌枕1.2.1預(yù)應(yīng)力軌枕結(jié)構(gòu)混凝土枕截面為梯形，上窄下寬。梯形截面可以節(jié)省混凝土用量，減少自重，也便于脫模。軌枕頂面寬度應(yīng)結(jié)合軌枕抗彎強(qiáng)度、鋼軌支承面積、軌下襯墊寬度、中間扣件尺寸等因素 進(jìn)行綜合考慮加以確定。軌枕頂面支承鋼軌的部分稱為承軌槽，做成1:40的斜面，以適應(yīng)軌底坡的要求。軌枕底面在縱向采用兩側(cè)為梯形、中間為矩形的形狀，兩端有較大的道床支承面積，以提高軌枕在道床上的橫向阻力。當(dāng)中間部分不支承時(shí)，能使鋼軌壓力R與道床反力q的合力盡量靠攏，有利于防止枕中截面出現(xiàn)過大的負(fù)彎矩。軌枕底面寬度應(yīng)同時(shí)滿足 減少道床壓力和便于

5、搗固兩方面的要求。底面上一般還作出各種花紋或凹槽，以增加軌枕與道床間的摩阻力。圖1-4 預(yù)應(yīng)力軌枕圖1-5 預(yù)應(yīng)力軌枕圖紙1.2.2預(yù)應(yīng)力軌枕模具A 模具加工要求預(yù)應(yīng)力軌枕的尺寸精確度由模具的精確度決定。模具應(yīng)具有足夠強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，必須采用鋼制精密加工的模具。特別應(yīng)保障脫模方便，不能造成軌枕掉角等損傷。模具使用壽命： 不低于1500次。模具的精度： 軌枕精度的0.5倍。B 模具結(jié)構(gòu)要求模型采用殼體與主梁、端梁等拼焊而成的整體式結(jié)構(gòu)，模型殼體的組合型式為2×4聯(lián)組合。主梁：包括模型兩側(cè)承力主槽鋼，張拉端的端托板及其殼體底部槽鋼、鋼板的橫向焊接而成。兩側(cè)承力主梁是由32b槽鋼和10

6、mm厚的鋼板搭焊而成。張拉端的端托板12mm厚的鋼板，殼體底部用20槽鋼和20mm厚，70mm寬的鋼板焊接加固而成。兩側(cè)承力主槽鋼頂部用20厚，70mm寬的鋼板搭焊而成。張拉端梁：分別用兩塊20槽鋼和兩塊=25mm厚的鋼板拼焊而成，在兩張拉桿通過處設(shè)導(dǎo)向管。固定端梁：用=40mm厚的鋼板拼焊而成。殼體：采用=8mm的鋼板，用專用胎膜壓制而成。軌槽板：采用鋼板切割或灰鐵鑄造后經(jīng)機(jī)加工而成。張拉掛盒：與錨固板接觸面的厚度為40mm。錨固板：厚度為20mm.穿板：厚度為6mm.圖1-6預(yù)應(yīng)力軌枕模具2、軌枕生產(chǎn)線方案設(shè)計(jì)2.1 SK-2雙塊式軌枕生產(chǎn)線方案設(shè)計(jì)目前國(guó)內(nèi)高速鐵路生產(chǎn)SK-2雙塊式軌枕方

7、式有兩種：一種1X4短模環(huán)形生產(chǎn)線生產(chǎn)方式；一種2X4長(zhǎng)模環(huán)形生產(chǎn)線生產(chǎn)方式。2.1.1 SK-2雙塊式軌枕環(huán)形生產(chǎn)線平面布置圖（1X4型）生產(chǎn)區(qū)由鋼筋加工車間、軌枕生產(chǎn)車間和攪拌站組成，其中軌枕生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)尺寸為：長(zhǎng)80m×寬20m×高8.5m，車間均采用鋼結(jié)構(gòu)彩鋼房屋，硬化采用20cm厚C20素混凝土，軌枕生產(chǎn)機(jī)走行線地面及振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)適當(dāng)加厚或特殊處理；鋼模型采用1×4聯(lián)短模型式；軌枕養(yǎng)護(hù)采用養(yǎng)護(hù)窯池方式進(jìn)行溫度養(yǎng)護(hù)。工藝布置圖（見圖2-1SK-2雙塊式軌枕1×4型生產(chǎn)線工藝布置圖）。圖2-1 SK-2雙塊式軌枕1×4型生產(chǎn)線工藝布置圖2.

8、1.2 SK-2雙塊式軌枕環(huán)形生產(chǎn)線平面布置圖（2X4型）生產(chǎn)區(qū)由鋼筋加工車間、軌枕生產(chǎn)車間和攪拌站組成，其中軌枕生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)尺寸為：長(zhǎng)100m×寬24m×高8.5m，車間均采用鋼結(jié)構(gòu)彩鋼房屋，硬化采用20cm厚C20素混凝土，軌枕生產(chǎn)機(jī)走行線地面及振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)適當(dāng)加厚或特殊處理；鋼模型采用2×4聯(lián)長(zhǎng)模型式；軌枕養(yǎng)護(hù)采用養(yǎng)護(hù)窯池方式進(jìn)行溫度養(yǎng)護(hù)。工藝布置圖見（圖2-2 SK-2雙塊式軌枕2×4型生產(chǎn)線工藝布置圖）。圖2-2 SK-2雙塊式軌枕2×4型生產(chǎn)線工藝布置圖2.2 預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)線方案設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)屬于工廠化作業(yè)、高效流水生產(chǎn)。2.2

9、.1 2X4環(huán)形生產(chǎn)線平面布置圖軌枕生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)尺寸（參考）為：長(zhǎng)106m、寬24m、行車起升高度不小于7m，鋼結(jié)構(gòu)廠房，硬化采用C20混凝土（可根據(jù)現(xiàn)有廠房經(jīng)行生產(chǎn)線合理的布局）。生產(chǎn)線振動(dòng)臺(tái)區(qū)及脫模區(qū)基礎(chǔ)需特殊處理。養(yǎng)護(hù)窯一般為總長(zhǎng)12.50m，深5.0m，寬2.75m或根據(jù)工藝自行設(shè)計(jì)，養(yǎng)護(hù)窯墻體的熱傳遞系數(shù)應(yīng)滿足于0.4W/mk，蒸汽供氣量不小于2t/h。2X4長(zhǎng)模環(huán)形生產(chǎn)線平面布置圖（見圖2-1）圖2-3 2X4長(zhǎng)模環(huán)形生產(chǎn)線平面布置圖根據(jù)SK-2雙塊式軌枕生產(chǎn)線和預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)線工藝布置圖，綜合性軌枕生產(chǎn)線選用模具為2X4型模具生產(chǎn)方式。3、軌枕生產(chǎn)工藝3.1SK-2雙塊式軌枕環(huán)形

10、軌枕生產(chǎn)線生產(chǎn)SK-2雙塊式軌枕的工藝流程由：模具檢查模具清理噴涂脫模劑安裝套管及配件安裝鋼筋桁架安裝箍筋及擋漿夾澆筑振搗清邊及拆除配件吊裝養(yǎng)護(hù)翻轉(zhuǎn)脫模成品檢測(cè)成品安裝扣件成品堆碼成品儲(chǔ)運(yùn)。3.2預(yù)應(yīng)力軌枕環(huán)形軌枕生產(chǎn)線生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力軌枕的工藝流程由：模具檢查模具清理噴涂脫模劑安裝螺旋筋及配件鋼筋編組入模安裝箍筋及配件張拉澆筑振搗及壓花振搗清邊及拆除配件吊裝養(yǎng)護(hù)放張翻轉(zhuǎn)脫模預(yù)應(yīng)力鋼絲切斷成品檢測(cè)成品堆碼成品儲(chǔ)運(yùn)。根據(jù)SK-2雙塊式軌枕生產(chǎn)工藝和預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)工藝的對(duì)比研究，可以發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)比SK-2雙塊式軌枕生產(chǎn)區(qū)別在于張拉、放張、預(yù)應(yīng)力鋼絲切斷這三個(gè)工序。4、綜合性軌枕生產(chǎn)線方案設(shè)計(jì)4.1

11、 綜合性軌枕生產(chǎn)線方案設(shè)計(jì)目前國(guó)內(nèi)預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)線軌枕廠只能生產(chǎn)各種有砟軌道預(yù)應(yīng)力軌枕?，F(xiàn)在綜合性軌枕生產(chǎn)線可以在原預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)線模式上改造為SK-2雙塊式軌枕生產(chǎn)和預(yù)應(yīng)力軌枕可互換生產(chǎn)的生產(chǎn)模式。綜合性軌枕生產(chǎn)線的出現(xiàn)使得國(guó)內(nèi)預(yù)應(yīng)力軌枕廠生產(chǎn)SK-2雙塊式軌枕，即節(jié)省了資金問題，又避免了長(zhǎng)時(shí)間建廠建設(shè)問題根據(jù)上述SK-2雙塊式軌枕生產(chǎn)線和預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)線的工藝及工序的研究，綜合兩種形式軌枕生產(chǎn)的相同之處，河北新大地機(jī)電制造有限公司設(shè)計(jì)出綜合性軌枕生產(chǎn)線。4.1.1綜合性軌枕生產(chǎn)線平面布置圖軌枕生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)尺寸（參考）為：長(zhǎng)112m、寬24m、行車起升高度不小于7m，鋼結(jié)構(gòu)廠房，硬化采用C2

12、0混凝土（可根據(jù)現(xiàn)有廠房經(jīng)行生產(chǎn)線合理的布局）。生產(chǎn)線振動(dòng)臺(tái)區(qū)及翻轉(zhuǎn)脫模區(qū)基礎(chǔ)需特殊處理。養(yǎng)護(hù)窯一般為總長(zhǎng)12.50m，深5.0m，寬2.75m或根據(jù)工藝自行設(shè)計(jì)，養(yǎng)護(hù)窯墻體的熱傳遞系數(shù)應(yīng)滿足于0.4W/mk，蒸汽供氣量不小于2t/h。具體的工藝布置圖（見圖4-1 綜合性軌枕生產(chǎn)線工藝布置圖）圖4-1 綜合性軌枕生產(chǎn)線工藝布置圖3.2 綜合性軌枕生產(chǎn)線設(shè)備特性SK-2雙塊式軌枕生產(chǎn)線和預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)線的主要工序：布料、振搗、翻轉(zhuǎn)脫模、歸攏碼垛。SK-2雙塊式軌枕生產(chǎn)線和預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)線設(shè)備功能對(duì)比表設(shè)備名稱SK-2雙塊式軌枕生產(chǎn)線預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)線布料機(jī)布料機(jī)含：鋼支架行走梁、布料斗、走行裝置、

13、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)布料機(jī)特點(diǎn)：1、螺旋布料方式；2、液壓開啟4個(gè)料門；3、一次性布料軌枕數(shù)量為2根；4、應(yīng)急開料門裝置；5、安裝安全防護(hù)裝置；6、空中走行；布料機(jī)含：走行機(jī)構(gòu)、布料斗、氣動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)布料機(jī)特點(diǎn)：1、攤鋪布料方式；2、氣動(dòng)開啟1個(gè)料門；3、根據(jù)下料速度和走行速度控制布料多少；4、地走行方式；振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)臺(tái)含：振動(dòng)底座、振動(dòng)臺(tái)座、振動(dòng)控制系統(tǒng)、升降輥道、氣動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)臺(tái)特點(diǎn)：1、振動(dòng)電機(jī)提供激振力；2、機(jī)械彈簧減震3、氣動(dòng)升降4、變頻控制系統(tǒng)振動(dòng)臺(tái)含：振動(dòng)底座、振動(dòng)臺(tái)座、萬向節(jié)鏈接、電機(jī)減速機(jī)控制系統(tǒng)、升降輥道、液壓系統(tǒng)振動(dòng)臺(tái)特點(diǎn)：1、電機(jī)減速機(jī)控制系統(tǒng)提供激振力；2、機(jī)械

14、彈簧減震3、液壓升降翻轉(zhuǎn)脫模翻轉(zhuǎn)脫模含：翻轉(zhuǎn)機(jī)、脫模臺(tái)、軌枕支撐、升降輥道、電氣控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)脫模特點(diǎn)：1、翻轉(zhuǎn)機(jī)為機(jī)械翻轉(zhuǎn)方式；液壓爪臂鎖緊；翻轉(zhuǎn)同步性優(yōu)良；2、軌枕脫模采用氣動(dòng)脫模方式；軌枕自由落體脫模；翻轉(zhuǎn)脫模含：翻轉(zhuǎn)機(jī)、脫模輥道、電氣控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)脫模特點(diǎn)：1、翻轉(zhuǎn)機(jī)為機(jī)械翻轉(zhuǎn)方式；液壓爪臂鎖緊；翻轉(zhuǎn)同步性優(yōu)良；2、軌枕脫模采用翻轉(zhuǎn)機(jī)抖動(dòng)脫模方式；脫模輥道緩沖；歸攏機(jī)歸攏機(jī)含：鋼結(jié)構(gòu)支架、鏈條輸送機(jī)構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)歸攏機(jī)特點(diǎn)：1、一次性歸攏兩根軌枕；2、歸攏運(yùn)行平穩(wěn)；歸攏機(jī)含：鋼結(jié)構(gòu)支架、輸送機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、碼垛小車、電氣控制系統(tǒng)歸攏機(jī)特點(diǎn)：1、一次

15、性歸攏兩根軌枕放入碼垛小車上；2、歸攏軌枕平穩(wěn)；軌枕生產(chǎn)線設(shè)備在布料、振搗、脫模、成品歸攏工序的形式如下：圖4-2布料機(jī)對(duì)比、圖4-3振動(dòng)臺(tái)對(duì)比、圖4-4脫模臺(tái)對(duì)比、圖4-5歸攏機(jī)對(duì)比 SK-2雙塊式軌枕生產(chǎn)線設(shè)備：螺旋布料機(jī) 預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)線設(shè)備：攤鋪布料機(jī)圖4-2 布料機(jī)對(duì)比SK-2雙塊式軌枕生產(chǎn)線設(shè)備：振動(dòng)臺(tái) 預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)線設(shè)備：振動(dòng)臺(tái)圖4-3 振動(dòng)臺(tái)對(duì)比 SK-2雙塊式軌枕生產(chǎn)線設(shè)備：翻轉(zhuǎn)脫模 預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)線設(shè)備：翻轉(zhuǎn)脫模圖4-4 翻轉(zhuǎn)脫模對(duì)比 SK-2雙塊式軌枕生產(chǎn)線設(shè)備：歸攏機(jī) 預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)線設(shè)備：歸攏機(jī)圖4-5 歸攏機(jī)對(duì)比根據(jù)上述SK-2雙塊式軌枕生產(chǎn)線和預(yù)應(yīng)力軌枕生產(chǎn)線設(shè)

16、備在布料、振搗、脫模、成品歸攏工序上的特性和設(shè)備特點(diǎn)，研究出適合即生產(chǎn)SK-2雙塊式軌枕和預(yù)應(yīng)力軌枕的設(shè)備。4.3 綜合性軌枕生產(chǎn)線設(shè)備綜合性軌枕生產(chǎn)線設(shè)備的特性表工序設(shè)備名稱綜合性軌枕生產(chǎn)線特性布料螺旋布料機(jī)布料機(jī)含：走行機(jī)構(gòu)、布料斗、氣動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)布料機(jī)特點(diǎn)：1、螺旋布料方式；2、液壓開啟4個(gè)料門；4、應(yīng)急開料門裝置；5、安裝安全防護(hù)裝置；6、地走行方式；7、加裝稱重裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)布料機(jī)內(nèi)混凝土情況。振搗振動(dòng)臺(tái)（變頻）振動(dòng)臺(tái)含：振動(dòng)底座、振動(dòng)臺(tái)座、萬向節(jié)鏈接、電機(jī)減速機(jī)控制系統(tǒng)、升降輥道、液壓系統(tǒng)振動(dòng)臺(tái)特點(diǎn)：1、電機(jī)減速機(jī)控制系統(tǒng)提供激振力；2、電機(jī)為變頻電機(jī)可以通過變頻器調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速改變激振力；3、機(jī)械彈簧減震；4、液壓升降脫模脫模臺(tái)翻轉(zhuǎn)脫模含：翻轉(zhuǎn)機(jī)、脫模臺(tái)、軌枕支撐、升降輥道、電氣控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)脫模特點(diǎn)：1、翻轉(zhuǎn)機(jī)為機(jī)械翻轉(zhuǎn)方式；液壓爪臂鎖緊；翻轉(zhuǎn)同步性優(yōu)良；2、軌枕脫模采用氣動(dòng)脫模方式；軌枕自由落體脫模；3、預(yù)應(yīng)力軌枕是可以通過升降輥道氣囊來進(jìn)行緩沖。歸攏歸攏機(jī)歸攏機(jī)含：鋼結(jié)構(gòu)支架、輸送機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、碼垛小車、電氣控制系統(tǒng)歸攏機(jī)特點(diǎn)：1、一次性歸攏兩根軌枕放入碼垛小車上；2、歸攏軌枕平穩(wěn)；綜合性軌枕生產(chǎn)線設(shè)備形式如下