摘要：搗固車在作業(yè)中遇到隧道、洞口、煤專線等灰塵較大的地方往往迫使1號(hào)位無法清晰地看到搗固架下方的情況，影響了搗固質(zhì)量和搗固速度。文章以DWL-48型搗穩(wěn)車為例，設(shè)想在衛(wèi)星小車搗固架前部安裝葉片風(fēng)扇或無葉片風(fēng)扇（空氣增倍機(jī)），從而減弱搗固作業(yè)中灰塵對(duì)1號(hào)位的可視度和實(shí)際操作的影響，達(dá)到提高工作效率和工作質(zhì)量的目的。

關(guān)鍵詞：大型養(yǎng)路機(jī)械；搗固車；灰塵；風(fēng)扇運(yùn)用；可行性設(shè)想 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U260 文章編號(hào)：1009-2374（2017）01-0052-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.026

長期以來，在實(shí)際操作搗固車的過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)搗固車處在隧道、隧道口、煤專線等灰塵較大的線路搗固時(shí)，1號(hào)位往往很難準(zhǔn)確地把握下鎬時(shí)機(jī)和清晰地看到搗固架下方枕木的準(zhǔn)確位置。尤其在神華集團(tuán)管內(nèi)幾乎都是運(yùn)煤量較大的線路，這種情況在隧道里尤為突出，因?yàn)樵谒淼乐姓彰骱涂梢暥容^差，并且通風(fēng)也不如隧道外理想，這時(shí)灰塵問題成為搗固中最大的困擾和難題?，F(xiàn)以DWL-48搗穩(wěn)車為例，設(shè)想在衛(wèi)星小車搗固架的前部放置一臺(tái)風(fēng)扇，在進(jìn)入隧道后將其打開，從而減弱搗固車在隧道中搗固時(shí)由于灰塵過大，影響視線這一問題。如果風(fēng)扇的風(fēng)速和安裝位置設(shè)置合理，那么一定會(huì)大大提高搗固車在隧道中的實(shí)際搗固質(zhì)量和作業(yè)效率。

1 運(yùn)動(dòng)學(xué)原理

由于DWL-48型搗穩(wěn)車的搗固架安裝在衛(wèi)星小車上，這種車型的搗固裝置不是和車體同時(shí)移動(dòng)的，衛(wèi)星小車與車體之間在搗固時(shí)是不同速的，也就是說搗固裝置擁有自己的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)速度。當(dāng)車體勻速向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，衛(wèi)星小車可以相對(duì)于地面前進(jìn)或者靜止不動(dòng)。現(xiàn)將搗固裝置和衛(wèi)星小車看作一個(gè)整體，車體本身為另一個(gè)整體，因此風(fēng)扇也需要安裝于衛(wèi)星小車上。在搗固時(shí)，相對(duì)于地面衛(wèi)星小車始終是前進(jìn)和靜止兩種狀態(tài)，在衛(wèi)星小車向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，空氣流動(dòng)是逆向而來的，風(fēng)扇應(yīng)與空氣流動(dòng)方向一致，否則風(fēng)扇吹出來的氣流是會(huì)受到空氣流動(dòng)的阻力的，從而降低了風(fēng)扇的工作效率，難以達(dá)到預(yù)期的使用效果。

因此，將風(fēng)扇安裝在衛(wèi)星小車位于搗固裝置的正前方，風(fēng)向應(yīng)與作業(yè)方向相反的位置最為合理和高效，當(dāng)鎬頭下插時(shí)灰塵被激起后正好被正前方過來的氣流吹向衛(wèi)星小車的后部。參考蒲福風(fēng)力等級(jí)表，地面現(xiàn)象“吹起塵土”需要達(dá)到4級(jí)風(fēng)力以上，也就是風(fēng)速達(dá)到9m/s左右時(shí)才會(huì)達(dá)到本文所設(shè)想的結(jié)果。現(xiàn)以市面上一臺(tái)普通的電風(fēng)扇為假設(shè)分析目標(biāo)，初略分析一下多大功率的電風(fēng)扇適合安裝和測(cè)試。

知道風(fēng)壓就是垂直于氣流方向的平面所受到的風(fēng)的壓力。根據(jù)伯努利方程得出的風(fēng)壓關(guān)系：

風(fēng)的動(dòng)壓為：

wp=0.5·ro·v? （1）

式中：wp為風(fēng)壓，kN/m?；ro為空氣密度，kg/m?；v為風(fēng)速，m/s。

由于空氣密度（ro）和重度（r）的關(guān)系為r=ro·g，因此有ro=r/g。在式（1）中使用這一關(guān)系，得到：

wp=0.5·r·v?/g （2）

此式為標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓公式。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣壓為1013hPa，溫度為15℃，空氣重度r=0.01225kN/m?。緯度為45°處的重力加速度g=9.8m/s?，得到：

wp=v?/1600 （3）

此式為用風(fēng)速估計(jì)風(fēng)壓的通用公式。應(yīng)當(dāng)指出的是空氣重度和重力加速度隨緯度和海拔高度而變。一般來說r/g在高原上要比在平原地區(qū)小，也就是說同樣的風(fēng)速在相同的溫度下其產(chǎn)生的風(fēng)壓在高原上比在平原地區(qū)小。

根據(jù)式（3）得出需要9m/s的風(fēng)速所需達(dá)到的風(fēng)壓為wp=81/1600=0.0507kPa，即所需風(fēng)壓大約在50.7Pa以上。搜索大部分售賣風(fēng)機(jī)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，我們不難找到使用一臺(tái)風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)在50Pa左右的風(fēng)扇/風(fēng)機(jī)，可達(dá)到吹走空氣中激起的灰塵的預(yù)想效果。

結(jié)合DWL-48搗穩(wěn)車的具體構(gòu)造情況，搗固架為四排搗鎬。其中前、后兩排均為每側(cè)內(nèi)外各2根搗鎬，合計(jì)（4+4）*2=16根搗鎬；而中間兩排則為每側(cè)內(nèi)外各4根搗鎬，合計(jì)（8+8）*2=32根搗鎬?？梢悦黠@看出在搗固作業(yè)中，灰塵最為密集的區(qū)域?yàn)閾v固架正中間這一區(qū)域，而這一區(qū)域恰好是1號(hào)位在操作過程中觀察作業(yè)區(qū)域最為關(guān)鍵的視野區(qū)域，根據(jù)這一特點(diǎn)可以選擇將風(fēng)扇安裝在撥道測(cè)量輪（即搗穩(wěn)車的C點(diǎn)小車）上，風(fēng)量輸出的方向?qū)?zhǔn)搗固架正中間這一位置，這樣在作業(yè)時(shí)，風(fēng)扇吹出來的氣流恰好處于搗固架下方灰塵激起最密集的地方。經(jīng)過上述風(fēng)壓和風(fēng)速的分析，可以得出一個(gè)最為合理的結(jié)果，使用一臺(tái)風(fēng)壓在50Pa（考慮到實(shí)際效果，可將標(biāo)準(zhǔn)提升至50～60Pa這一區(qū)間）左右的風(fēng)扇/風(fēng)機(jī)安裝于DWL-48搗固車C點(diǎn)測(cè)量小車上以達(dá)到本文所敘述的減弱灰塵對(duì)操作中的影響和提升工作效率的設(shè)想目標(biāo)。

2 風(fēng)扇/風(fēng)機(jī)安裝的可行性

由于風(fēng)扇是電器設(shè)備，通常需要220V交流電源工作，而搗穩(wěn)車大部分地方都使用的是弱電系統(tǒng)，無法達(dá)到這樣的電壓要求，風(fēng)扇的安裝需要變壓器（將24V交流電轉(zhuǎn)化成220V的交流電）一臺(tái)，和適當(dāng)功率和大小的電風(fēng)扇一臺(tái)。有葉風(fēng)扇/風(fēng)機(jī)也就是通常見到的電風(fēng)扇均為圓形，安裝在測(cè)量小車上空間有限，現(xiàn)在市場(chǎng)上新型的無葉風(fēng)扇具有長形的模型，更加適合安裝于搗固車的測(cè)量小車之上，而且無葉風(fēng)扇的風(fēng)速和功率更大，適合于作業(yè)中的大功率要求和實(shí)際運(yùn)用。在C點(diǎn)測(cè)量小車的上方就有工作電源使用的作業(yè)燈，可以拆下其中一個(gè)將電線接入變壓器之中，然后將變壓后的220V電源供給到風(fēng)扇，由于無法破壞測(cè)量小車上的任何設(shè)備，只能選擇使用強(qiáng)力膠帶將變壓器和風(fēng)扇簡單的固定在測(cè)量小車上，當(dāng)打開工作電源時(shí)，在需要風(fēng)扇的時(shí)候，停車，打開電風(fēng)扇的開關(guān)之后，繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)，在關(guān)閉作業(yè)電源后，風(fēng)扇也隨之關(guān)閉。

3 運(yùn)用風(fēng)扇/風(fēng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)與缺陷

由于電風(fēng)扇在日常生活中，是擔(dān)當(dāng)夏日里人們消暑納涼的一個(gè)家用電器的角色。運(yùn)用在大型養(yǎng)路機(jī)械中肯定會(huì)存在很多無法避免的實(shí)際問題。電風(fēng)扇是僅僅利用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)扇葉旋轉(zhuǎn)，來達(dá)到使空氣加速流通的家用電器，主要用于清涼解暑和流通空氣。優(yōu)點(diǎn)不必說，在搗固中，遇到灰塵較大的線路，有了風(fēng)扇可以不再受灰塵的困擾，大大增加了搗固效率提高了搗固質(zhì)量，不用一鎬下去等灰塵散開才接著下第二鎬那么麻煩，而且也縮短了在隧道中的工作時(shí)間，間接地降低了在隧道里的安全隱患。

但是，電風(fēng)扇葉片外一般有一個(gè)鐵質(zhì)的保護(hù)架，當(dāng)搗固時(shí)，飛濺起來的石碴難免會(huì)擊中電風(fēng)扇，時(shí)間長了會(huì)將葉片打壞，所以如果安裝電風(fēng)扇，會(huì)經(jīng)常因?yàn)閾p壞需要更換。而且，電風(fēng)扇的用電是220V交流電壓，在所有的搗固車上不是常用電壓，變壓是必須經(jīng)歷的一道程序，無形中加大了使用成本。圓形的電風(fēng)扇吹出來的風(fēng)范圍是固定的，有時(shí)是無法完全達(dá)到最佳實(shí)際效果的，但是總體來說使用電風(fēng)扇是能大大提高可視度的，與無風(fēng)扇時(shí)相比還是具有一定的優(yōu)越性。近年來無葉電風(fēng)扇正在悄悄進(jìn)入我們的視野，無葉電風(fēng)扇基座中帶有的40瓦電力馬達(dá)，每秒鐘將33升的空氣吸入風(fēng)扇基座內(nèi)部，經(jīng)由氣旋加速器加速后，空氣流通速度最大被增大16倍左右，經(jīng)由無葉風(fēng)扇扇頭環(huán)形內(nèi)唇環(huán)繞，其環(huán)繞力帶動(dòng)扇頭附近的空氣隨之進(jìn)入扇頭，并以每秒405升的速度向外吹出。這種無葉片的新型風(fēng)扇更適合安裝于搗固車之上，而且高速的風(fēng)流會(huì)更加容易滿足對(duì)吹灰效果的

要求。

4 結(jié)語

雖然風(fēng)扇的安裝在實(shí)際操作中存在很多難以想象的問題，但是正確設(shè)計(jì)電路和合理安裝位置以及挑選適合大型養(yǎng)路機(jī)械搗固車使用的風(fēng)扇（例如無葉片風(fēng)扇）確實(shí)會(huì)大大提高隧道中作業(yè)時(shí)碰到的很多困擾和難題，間接地減少了在隧道里施工的安全隱患?？偟膩碚f，優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)，只是需要時(shí)間去試驗(yàn)，什么樣的風(fēng)扇才是搗固車最佳的選擇對(duì)象。在不久的將來，我相信這樣的情景一定會(huì)出現(xiàn)在大型養(yǎng)路機(jī)械的施工現(xiàn)場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 毛必顯，劉鐵軍，張坤.大型養(yǎng)路機(jī)械電子電路技術(shù)

基礎(chǔ)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2005.

[2] 徐政.電機(jī)與變壓器[M].北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障

出版社，2008.

作者簡介：王金興，男，神華軌道機(jī)械化維護(hù)分公司府谷工務(wù)機(jī)械段生產(chǎn)調(diào)度科高級(jí)操作工，助理工程師。

（責(zé)任編輯：蔣建華）