铁路清筛机板结道床作业牵引问题研究

发布时间：2017-11-01 17:35

  本文关键词：铁路清筛机板结道床作业牵引问题研究

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【摘要】：中国铁路自开始发展至今已有一个多世纪时间,截止2015年,中国已建成仅次于美国的全球第二大铁路运输网路,其中高速铁路运营里程已超过1.2万公里,占世界高速铁路总里程一半以上。作为国家重要的基础设施,国家经济发展的大动脉,铁路运输越来越成为大众化的交通及货物运输方式。随着我国经济的发展社会的进步,铁路运输速度更快,列车载重更大,线路使用效率更高,因此对道床的冲击等造成的道床变形、道砟脏污、粉碎等情况也越来越严重。当道床条件恶化到一定程度时为保证行车安全,提高车速就需要对道床进行清筛作业。由于铁路运输效率的提高导致线路开“天窗”作业的时间越来越短,因此需要采用高效、工作可靠、成本低廉、调度方便的大型养路机械完成道床的清筛大修作业。湖北襄樊金鹰生产的QS2-650型全断面道砟清筛机是我国自主研发、具有自主知识产权的线路清筛作业机械,能完成起道、拨道、挖掘、筛分、回填、整平和排污等道砟清筛工作。但该机在运用过程中在对道床板结路段进行清筛作业时时常发生驱动轮打滑推不动的情况,导致无法完成清筛作业,影响“天窗”作业效率。为了解决这一问题,文章分析了该机的动力及传动系统结合实际使用车轮“打滑”情况得出该机动力及传动系统不是造成清筛机发生推不动情况的最主要原因。为了找到清筛机推不动情况发生的原因,并最终解决清筛机推不动问题。文章对清筛机牵引力的形成进行了介绍,并对清筛机作业所受到的阻力进行了详细的分析和计算。通过计算结果可知清筛机走行阻力中,由于道砟对扒链的阻力占清筛机运行阻力的比例特别大。针对在道床条件良好路段清筛机能够正常作业在板结路段则发生推不动状况,文章分别对散粒体道床和板结道床进行研究。在道床条件良好路段,扒链板在清筛机前进方向受到道砟的力为一个与清筛机前进速度成比例的阻力,同时该阻力受到扒链链速影响。此时道砟处于松散状态,阻力的主要形式为散粒体道砟间的摩擦及移动的道砟与道床底部的摩擦。当道床发生板结时,道砟间缝隙充满细碎道砟及沙土等细小颗粒,在长时间轨枕压力作用下与雨水混合作用发生粘结,导致道砟形成局部固体。此时对道床进行切削作用与散粒体道床扒砟作用时力的形式发生变化。此时扒链受到的绝大部分阻力源于扒齿对板结道床的切削作用,同时切削力需达到板结道床的抗压极限才能使道砟从板结到床上分离并在扒齿的作用下运到导槽处进行筛分。由于道床性质发生变化,道床强度也随之增加,清筛机扒链所受到的阻力也随之增加,但清筛机最大粘着牵引力保持不变因此会导致清筛机发生推不动的情况。同时清筛机在工作过程中,发动机和传动系统及清筛机筛网振动作用都会引起清筛机轮轨间的作用力发生波动导致清筛机粘着力减小。其中振动筛因其振动作用大导致其对粘着力的影响最明显。在对其影响效果进行计算分析时利用AMESim软件模拟分析清筛机的简化模型最终计算得出清筛机粘着力。在分析过造成清筛机推不动问题发生的原因后,针对具体情况文章最后提出相应的解决方案,并对方案进行分析计算。通过改善轨面的状态,增加清筛机轮轨间粘着力,设计单独抓轨驱动装置,综合作用使得清筛机能够克服板结道床清筛作业时的阻力,最终解决清筛机推不动问题。
【关键词】：道床板结 作业阻力 清筛机 牵引力
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U216.632
【目录】：

• 摘要6-8
• 英文摘要8-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 道床清筛12-13
• 1.2 清筛作业技术要求13-14
• 1.3 国内外清筛机发展及现状14-18
• 1.3.1 大型清筛机的发展历程14-16
• 1.3.2 大型清筛机的现状16-17
• 1.3.3 国外大型清筛机主要厂家及产品17-18
• 1.4 清筛机改进趋势18-19
• 1.5 问题提出研究内容及预期19-20
• 第2章 动力及传动系统及对牵引力的影响20-29
• 2.1 动力系统及功率分析20-22
• 2.2 走行传动系统22-28
• 2.3 小结28-29
• 第3章 清筛机走行能力计算29-45
• 3.1 清筛机牵引力的形成29-32
• 3.1.1 清筛机运行驱动力的来源29-31
• 3.1.2 清筛机粘着牵引力的计算31-32
• 3.1.3 粘着牵引力的修正32
• 3.2 清筛机运行阻力32-37
• 3.2.1 机车阻力32-35
• 3.2.2 清筛机运行阻力计算35-37
• 3.3 清筛机作业阻力37-41
• 3.3.1 扒链挖掘过程受力分析37-38
• 3.3.2 散粒体道床挖掘力的计算38-41
• 3.4 板结道床作业阻力41-45
• 3.4.1 板结道床道砟结构分析41-43
• 3.4.2 板结道床扒链挖掘力计算43-45
• 第4章 清筛机振动对牵引力的影响研究45-55
• 4.1 振动对清筛机牵引力力的影响45-47
• 4.1.1 振动作用对清筛机粘着力的影响45
• 4.1.2 振动对清筛机牵引力影响的计算45-47
• 4.2 AMESim软件及其在清筛机牵引分析中的应用47
• 4.3 清筛机振动模型的简化及分析47-52
• 4.4 清筛机振动模型的建立及结果分析52-54
• 4.5 振动作用对清筛机粘着牵引力的影响计算54-55
• 第5章 提高牵引力措施的研究55-64
• 5.1 不同介质作用下轮轨粘着特性56-58
• 5.2 改进方案一58-59
• 5.3 改进方案二59-62
• 5.4 其它解决方案研究62-64
• 总结与展望64-66
• 展望66-67
• 致谢67-68
• 攻读硕士学位期间发表论文68-69
• 参考文献69-71

【参考文献】

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本文编号：1127874