(常州市瑞泰工程機(jī)械有限公司,江蘇 常州 213011)
鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械在中國(guó)鐵路有砟線路的歷次提速中所起的作用巨大,而作為主力機(jī)型的搗固車(chē)更是功不可沒(méi),其主要作用是對(duì)線路上的道砟進(jìn)行搗固、夯實(shí),提高列車(chē)運(yùn)行的穩(wěn)定性[1]。搗固裝置是搗固車(chē)的核心作業(yè)部件,其作業(yè)環(huán)境是高轉(zhuǎn)速、高溫、振動(dòng)大、多塵,工況十分惡劣,所以比較容易發(fā)生故障,是整車(chē)中保養(yǎng)和維修工作量最大的部件。但是從現(xiàn)場(chǎng)的情況分析,有一部分故障或問(wèn)題可以提前預(yù)防和避免。
振動(dòng)軸是搗固裝置中的主要傳動(dòng)部件,其工作時(shí)轉(zhuǎn)速達(dá)2 100 r/min,安裝在振動(dòng)軸上的軸承通過(guò)潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑冷卻。經(jīng)常有用戶反映,施工過(guò)程中振動(dòng)軸油箱的油位下降較快,添加油后時(shí)間不長(zhǎng)油位又繼續(xù)下降。遇到這種情況,首先查看連接管路及各密封處是否漏油,如果未見(jiàn)漏油,那就可以確定是以下原因:搗固裝置作業(yè)一段時(shí)間后,油溫升高,進(jìn)入主軸承油腔的潤(rùn)滑油受熱后黏度變低,在振動(dòng)軸和主軸承的高速旋轉(zhuǎn)以及搗固裝置上下沖擊運(yùn)動(dòng)的共同作用下,潤(rùn)滑油被甩起,油箱里的油不斷補(bǔ)充到油腔內(nèi),導(dǎo)致油箱內(nèi)的油位下降。此時(shí)如果不斷往油箱添加潤(rùn)滑油,進(jìn)入主軸承油腔的油液過(guò)多,最終將從位于油腔上部的透氣帽跑出,導(dǎo)致油位繼續(xù)下降,從而使人感覺(jué)油位始終下降過(guò)快。綜上所述,該問(wèn)題對(duì)搗固裝置正常作業(yè)沒(méi)有太大影響,重點(diǎn)是控制加油量。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),作業(yè)前,將振動(dòng)軸油箱的油位控制在上下刻度線的中間位置比較合適,作業(yè)過(guò)程中油位下降,此時(shí)無(wú)需干涉,待作業(yè)完成,停車(chē)靜置一段時(shí)間后,油液又會(huì)重回油箱而恢復(fù)原有油位[2]。
對(duì)于DC-32 搗固裝置而言,內(nèi)鎬臂漏油是比較常發(fā)的故障。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤發(fā)現(xiàn),大部分發(fā)生漏油的該類鎬臂,其內(nèi)側(cè)下部都有撞擊的痕跡。在和現(xiàn)場(chǎng)施工人員交流后得出一個(gè)結(jié)論:搗固裝置在施工過(guò)程中在橫移時(shí)不到位,導(dǎo)致下插時(shí)靠近鋼軌的鎬臂或搗鎬強(qiáng)力撞擊鋼軌。由于鎬臂和搗固裝置箱體的連接存在一定的間隙,在搗鎬或鎬臂受到不斷的撞擊時(shí),鎬臂受力的方向變得復(fù)雜,就使得在鎬臂和箱體間的密封圈和承壓盤(pán)等密封元件由于異常受力而產(chǎn)生變形,從而造成漏油。預(yù)防該問(wèn)題發(fā)生的主要方法就是在施工過(guò)程中橫移搗固裝置一定要準(zhǔn)確到位,如果有偏差就會(huì)使搗鎬或鎬臂撞擊鋼軌[1]。
DC-32搗固裝置支撐臂通過(guò)在其下方的4個(gè)螺栓與搗固裝置箱體連接,為一懸臂結(jié)構(gòu),其主要作用是安裝固定油馬達(dá)。近年來(lái),經(jīng)常有用戶報(bào)修安裝在油馬達(dá)與振動(dòng)軸中間的聯(lián)軸器發(fā)生打齒而無(wú)法工作。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn),發(fā)生聯(lián)軸器打齒的搗固裝置上的支撐臂均產(chǎn)生了明顯的彎曲現(xiàn)象。支撐臂產(chǎn)生彎曲后將導(dǎo)致安裝在其上面的油馬達(dá)花鍵軸與被其驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)軸的同軸度誤差加大,從而在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)損壞相關(guān)聯(lián)接件。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析,最終確定彎曲主要是由于支撐臂上夯拍器掛鉤焊接的熱應(yīng)力產(chǎn)生的。目前最為有效的預(yù)防方法是制作一過(guò)渡板,通過(guò)既有的4 個(gè)緊固螺栓與支撐臂連接,然后在過(guò)渡板上焊接掛鉤,有效避免熱應(yīng)力對(duì)支撐臂產(chǎn)生影響。
搗鎬屬于磨耗件,經(jīng)常需要拆裝更換。DCL-32 搗固裝置搗鎬鎬柄是直圓柱型,而且鎬臂上帶有鎬窟撐開(kāi)裝置(如圖1所示),拆裝搗鎬時(shí)可以將鎬窟內(nèi)孔直徑增大,方便拆裝。近年來(lái),有多個(gè)用戶單位反映DCL-32 搗固裝置的搗鎬難拆卸。分析DCL-32 搗固裝置鎬臂結(jié)構(gòu)可知,拆裝搗鎬時(shí),先松開(kāi)2根M20 夾緊螺栓,然后將M16 專用撐開(kāi)螺栓旋入中部螺紋孔,螺栓端部頂住鎬臂本體上盲孔的底部,繼續(xù)旋轉(zhuǎn)螺栓,產(chǎn)生撐力使鎬窟張大,便于搗鎬拆裝。但是有些用戶在操作時(shí)并不使用撐開(kāi)螺栓,或者使用的不是專用的撐開(kāi)螺栓,其選用的M16螺栓端部沒(méi)有一段直徑小于14 mm 的部分,導(dǎo)致在旋緊該螺栓時(shí),螺栓頭部陷入盲孔中,螺栓端部外圓與盲孔孔壁劇烈摩擦,由于螺栓端部未與盲孔底部接觸,因此并未起到頂開(kāi)的作用。此時(shí)強(qiáng)行拆裝搗鎬,鎬窟內(nèi)壁將可能拉毛,產(chǎn)生惡性循環(huán),使得后續(xù)搗鎬拆裝愈加困難。針對(duì)這一問(wèn)題,需要從搗固裝置投入使用時(shí)就嚴(yán)格按照操作規(guī)范,在拆裝搗鎬時(shí)正確應(yīng)用專用的M16 撐開(kāi)螺栓撐開(kāi)鎬窟;對(duì)于已經(jīng)拉毛的鎬窟,應(yīng)當(dāng)對(duì)其拉毛部位修磨光整后再裝鎬[3-4]。
根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),近年來(lái),內(nèi)油缸缸蓋螺栓斷裂現(xiàn)象發(fā)生較多,對(duì)用戶施工作業(yè)產(chǎn)生了較大的影響。發(fā)生斷裂的螺栓為10.9級(jí)的M16 螺栓,并且每個(gè)缸蓋均由4 只相同螺栓對(duì)稱壓緊,根據(jù)計(jì)算,4 只螺栓的強(qiáng)度足以抵抗液壓系統(tǒng)壓力對(duì)其產(chǎn)生的拉力。通過(guò)對(duì)搗固裝置工作原理進(jìn)行分析可知,作業(yè)時(shí),內(nèi)缸大腔進(jìn)油、活塞桿伸出為其常態(tài)(該狀態(tài)下活塞緊壓缸蓋),當(dāng)搗固裝置下插,搗鎬插入道砟后,小腔進(jìn)油,活塞桿縮回,完成對(duì)道砟的夾持,隨后又回復(fù)到伸出狀態(tài)。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行跟蹤觀察發(fā)現(xiàn),搗固裝置在下插時(shí),由于操作原因,搗固裝置前后方向位置調(diào)整不準(zhǔn)確,經(jīng)常使搗鎬直接插到水泥枕木上,產(chǎn)生巨大的沖擊。該沖擊通過(guò)搗鎬、鎬臂反饋到活塞桿上,由于結(jié)構(gòu)原因,對(duì)內(nèi)缸活塞桿而言,產(chǎn)生的是巨大的往外拉的力。此時(shí),內(nèi)缸活塞緊壓在缸蓋上,該沖擊力又通過(guò)缸蓋傳遞到4 只缸蓋螺栓上,使螺栓受到拉伸。綜上所述,每次搗鎬插到枕木都會(huì)對(duì)內(nèi)缸缸蓋螺栓產(chǎn)生一次沖擊,對(duì)于數(shù)以萬(wàn)計(jì)次的搗固裝置下插來(lái)說(shuō),內(nèi)缸缸蓋螺栓就不斷重復(fù)承受巨大的沖擊、拉伸,最終疲勞斷裂。這一問(wèn)題的原因主要還是搗固裝置作業(yè)過(guò)程中,前后對(duì)位不準(zhǔn)確,搗鎬撞擊水泥枕木所引起的,因此只要保證好下插時(shí)搗固裝置對(duì)位的準(zhǔn)確性,就可以有效避免該故障的發(fā)生[5]。
內(nèi)缸活塞桿總成在組裝到油缸缸體內(nèi)后,安裝于缸蓋導(dǎo)套外圓上的O 型密封圈僅受液壓油的壓力,理論上不可能被壓破損。在用戶處了解到,該處O 型圈破損漏油前,通常都有內(nèi)缸缸蓋螺栓斷裂的情況發(fā)生,而且用戶均自行更換了斷裂的缸蓋螺栓。通過(guò)進(jìn)一步了解,由用戶更換斷螺栓前后拆裝缸蓋所使用的方法確定了該O 型圈破損的原因。由于內(nèi)缸所處的位置結(jié)構(gòu)緊湊,缸蓋處受此限制,沒(méi)有太多空間供拆裝使用,所以一旦發(fā)現(xiàn)缸蓋螺栓斷裂后,用戶在自行處理時(shí),通常只是敲擊缸蓋4 個(gè)角中最靠外的那個(gè)角進(jìn)行缸蓋拆裝,由于單邊受力,缸蓋發(fā)生傾斜。因?yàn)閷?dǎo)套與缸蓋連為一體,當(dāng)缸蓋連同導(dǎo)套傾斜著拆卸或裝入油缸時(shí),安裝于導(dǎo)套外圓上的O 型圈在經(jīng)過(guò)油缸口倒角位置時(shí),與倒角轉(zhuǎn)折處的折角非正常接觸,部分區(qū)域產(chǎn)生刮擦,極有可能發(fā)生切割,從而導(dǎo)致后續(xù)漏油的發(fā)生。預(yù)防這種情況發(fā)生的方法是:拆卸缸蓋時(shí),使用2 根M8 的螺栓同時(shí)旋入缸蓋上的2 個(gè)工藝孔平穩(wěn)的頂出缸蓋;裝入時(shí),敲擊活塞桿尾部,使活塞桿壓住缸蓋,帶到缸蓋平穩(wěn)進(jìn)入油缸。
目前搗固裝置均是采用集中潤(rùn)滑裝置自動(dòng)進(jìn)行潤(rùn)滑脂加注,對(duì)除振動(dòng)軸主軸承和鎬臂以外的相關(guān)運(yùn)動(dòng)部位進(jìn)行潤(rùn)滑。在氣溫較低時(shí)(如中國(guó)北方的冬季時(shí)),經(jīng)常發(fā)生供油不足,導(dǎo)致關(guān)節(jié)部位潤(rùn)滑不良,甚至造成軸承燒毀。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤發(fā)現(xiàn),發(fā)生供油不足的原因是因?yàn)閾v固裝置標(biāo)配的2號(hào)鋰基脂潤(rùn)滑脂在氣溫降低后黏度增大,集中潤(rùn)滑裝置在不變的壓力下很難推動(dòng)管路內(nèi)的潤(rùn)滑脂到達(dá)各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比,集中潤(rùn)滑裝置在0℃時(shí)加注相同油量的2 號(hào)鋰基脂潤(rùn)滑脂比30℃時(shí)所需的時(shí)間延長(zhǎng)10倍以上。所以,在低溫地區(qū)作業(yè)時(shí),依靠集中潤(rùn)滑裝置使用其標(biāo)配的斷續(xù)供油模式對(duì)2號(hào)鋰基脂潤(rùn)滑脂進(jìn)行加注就極有可能發(fā)生供油不足的情況。解決這一問(wèn)題的方法是使用適合當(dāng)?shù)貧鉁氐酿ざ鹊偷臐?rùn)滑脂,并將間歇斷續(xù)供油模式手動(dòng)設(shè)置為強(qiáng)制不間斷供油。同時(shí)需要注意,處理前,最好先采用壓力較高的手動(dòng)注油泵灌裝黏度低的潤(rùn)滑脂,連接油路,手動(dòng)注油,將管路內(nèi)殘留的粘度高的潤(rùn)滑脂排出后,再連接集中潤(rùn)滑裝置自動(dòng)注油。
大型養(yǎng)路機(jī)械現(xiàn)場(chǎng)施工通常在野外進(jìn)行,條件惡劣,操作員工工作條件艱苦,如果能夠減少設(shè)備的故障次數(shù),可以極大地降低生產(chǎn)成本和員工的勞動(dòng)強(qiáng)度,為相關(guān)企業(yè)創(chuàng)造更多的效益,同時(shí)也可以減少生產(chǎn)廠家不必要的損失。希望以上幾點(diǎn)可以幫助用戶解決一些實(shí)際中遇到的問(wèn)題,使搗固裝置能夠更好地工作,確保施工質(zhì)量,為列車(chē)安全運(yùn)行保駕護(hù)航。