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铁路捣固

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       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。目前我国乃至世界大部分铁路路基,都是采用枕木碎石道床的结构,它有一个特点就是需要每隔一段时间(视列车的频次而定)都需要进行捣固作业(即将被挤开的碎石重新填至枕木以下并捣实)。

 铁路捣固正文.jpg

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。我国已经能够制造出具有国际领先水平的3枕连续式捣固稳定车,能够自动调整2条铁轨间的水平和间距偏差, 还能够同时对3条枕木进行捣固和稳定作业, 比传统的设备提高工效1倍多, 为高速列车的安全运行提供了可靠的技术保障。与之相配套使用的铁路路基捣固镐头, 是铁路路基维护过程中, 消耗量最大的易损易耗工具。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。

 

1.捣镐的工作原理

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和较高的耐磨性。

    

2.捣镐的磨损机理

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, 又先碰到石碴, 受到作用力也最大, 因而局部因磨损而变成近似抛物线形状。磨损随着作业里程增加而加剧。因此, 捣镐的磨损是受冲击的滑动磨料磨损, 镐掌高度方向的磨损速度远大于厚度方向磨损速度。由于磨料为各种岩石, 硬度不一, 道床情况也各不相同, 对于疏松的石碴道床, 捣镐所受作用力较小, 磨损就少。对于密实的花岗岩石碴的道床, 捣镐磨损就严重。另外, 对于潮湿的道床, 因水的腐蚀作用, 也会降低捣镐的耐磨性。此外, 因作业时各镐所处位置不同, 所受的阻力有较大差异。两侧的外镐, 单个插入轨枕道床内, 较容易把石碴排开, 所受阻力较小; 中间的内镐, 成对插入轨枕道床内, 石碴挤得较紧, 难以排开, 捣镐所受阻力较大, 因此, 内镐比外镐磨损快。但外镐磨损情况也不相同, 从前进方向来看, 前外镐插入的是未经作业的轨枕道床, 而后外镐, 一般插入的是经过前一次捣固作业的轨枕道床, 道床较松, 故前面的捣镐比后面的磨损快。内镐侧面磨损较严重的原因, 是作业时相邻内镐间隙较大, 石碴较易挤入两镐之间; 外镐相邻捣镐间隙较小, 石碴不易挤入, 造成内镐侧面磨损严重。因此, 捣镐的磨损不仅与捣镐的材质和受力有关, 而且还与石碴的硬度、粒度、形状以及道床条件、环境等因素有关。

 

3.捣镐的断裂机理

捣固作业时, 捣镐承受交变应力作用, 捣镐的断裂失效方式是疲劳断裂。正常工作下, 这些周期性变化应力远低于材料的屈服强度, 然而因偶然的过载, 如操作不慎捣镐击打在水泥枕上, 或因线路多年失修道床变得硬实等, 可能使捣镐应力集中区的实际应力超过材料的屈服强度, 发生局部塑性变形, 萌生微裂纹。在继续过载时, 形成多源性的断裂源, 当裂源发展到一定程度时, 这些交变应力将诱发疲劳裂纹扩展, 最终导致断裂。此外, 在作业时, 由于不同位置的各镐受力情况不同, 两侧的捣镐所受阻力较小, 中间的捣镐所受阻力较大, 因此, 内镐的断裂失效比外镐的多。由此可见, 捣镐的断裂不仅取决于捣镐的材质和加工质量, 而且与受力状态、线路条件、工人操作

水平等多种因素有关。

 

            118图库生产的硬质合金捣镐具有以下特点:

1.    基体材质选用优质合金结构钢,经过调质处理后具有优良的综合机械性能。

2.    硬质合金排布及形状经过计算机建模优化,强度高,阻力小。

3.    镐掌几何尺寸用加工中心加工而成,精度高,使得与硬质合金贴合良好。

4.    头部采用高钴粗晶硬质合金,具有优良的抗冲击性能;侧面为低钴粗晶硬质合金,抗磨损性好。

5.    每块硬质合金贴合面都经过磨床精磨。

6.    采用超音频沉底式感应焊接,加热迅速,焊料液化时间短,焊接质量好。

7.    钎焊时用氮气做保护,防止合金表面脱碳而影响产品质量。

经客户证明,我公司生产的捣镐,捣固里程数长,质量达到了国内先进水平。

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