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新型多功能公铁两用高空作业车介绍
2022-04-01 来源:微信公众号-建筑机械杂志

国内新建铁路接触网项目施工85%以上为高空作业,目前市场上的高空作业车主要特点为轮式行走、单工作台作业,仅适合单人或双人进行简单的安装、维修等高空作业,单台设备仅能同时进行单个工位工作;单台设备无法参与较大工件的多工位、多点同时安装或调试。与此同时,轮式高空作业车和轨道高空作业车不能同时在铁路和公路上行走并作业,造成在新建的铁路接触网施工中,由于工期和站前施工进度制约,不能确定轨道是否铺设,轮式行走车辆、轨道车辆需要不断调度。同时由于施工场地限制,大量高空作业设备同时进场,施工工况复杂,管理难度大。因此,目前国内的传统高空施工中都采用人工攀爬、加高加重的人工梯车或用长梯、搭架子等原始施工方法和工艺。由于梯车自身不带动力,施工时需要8人以上为一组对梯车进行抬放、移动,操作不便、劳动强度大。梯车作业时主要靠人工推扶的方式防止梯车倾覆,具有严重的安全隐患。

因此,新研制的公铁两用高空作业车既能应用于铁路接触网的施工、检修、维护,也可以在地铁、轻轨、有轨电车和公路等领域进行高空作业,应用领域广泛。

1新型多功能公铁两用高空作业车结构组成

为了从宏观的角度了解目前研究成果,首先对整机的总体结构进行简要介绍。

如图1所示,该公铁两用高空作业车主要用于轨道接触网的检修、维护,也可用于铁路或公路上进行信号安装,隧道清洗等需要进行高空作业的场合。主要结构包括行走底盘系统、双工作台提升系统、2套行走系统;行走底盘系统包括小车架和大车架①,小车架包括通过油缸⑦对称设置在大车架两侧的左车架③和右车架②,左车架③和右车架②上各安装有一套钢轮④和钢轮⑤;在钢轮前方均设有夹轨器⑧;大车架①上安装有2对行走大轮⑥;在大车架①上方安装双工作台提升系统,双工作台提升系统包括2个举升臂⑨,举升臂通过四连杆机构⑩与工作台连接;在工作台上布置遥控器,用于控制2套行走系统和整机各机构动作。行走系统包括行走大轮⑥的公路行走系统和用于控制钢轮的铁路行走系统。

该项目的成功研发,告别了过去依靠人工加高梯车、长梯、搭架子的传统模式,解决了新建铁路电气化施工在站前未铺轨或铺轨滞后时大型接触网设备无法进场的难题,还使工作效率和安全系数较以往大幅提高,同时也可作为既有铁路线路的维护和检修。

公路行驶底盘系统负责车辆在公路上的行驶,与标准的工程车辆行驶类似,同时为其它各个系统提供动力及安装载体。车体及驾驶室内布有应急按钮,按下其中任何一个,所有作业都将停止,发动机同时熄火(根据整机型号选配)。操作台上除标准公路行驶的仪表显示及操作机构外,另附加有铁路行驶的操作机构,可进行铁路行走机构的收放及铁路运行时的前进、后退及制动等的控制,操纵台处设有显示器,可反映车辆的运行状态。高空作业机构上的作业平台可控制工作平台的各种动作如起升、下降、旋转。控制铁路运行时作业平台与公路行驶系统之间具备互锁功能。另外,高空作业部分配有遥控操作及手动应急装置,以保证车辆失去动力时作业人员安全返回地面。

液压控制系统由闭式回路及开式回路两大回路组成。闭式回路主要控制铁路行走;开式回路主要控制铁路行驶机构的收放,前后车桥的锁紧以及高空作业的操作,同时也包括应急功能。

电器控制系统采用DC12V蓄电池集中供电方式,与车辆电气系统有不同的电控箱,它们彼此独立。

产品应用对比图片:上轨、轨道行驶、安全夹轨器、跨轨、现有产品应用、路面作业实验分别见图2-7。

图2 上轨

图3 轨道行驶

图4 安全夹轨器

图5 跨轨

图6 现有产品应用

图7 路面作业实验

2新型公铁两用高空作业车研究内容及产品特点

2.1 机动灵活,多工况适应性

该产品具有2套独立的行走系统,可同时满足公路及铁路上行驶,并适应公路、铁路2种工况下的施工作业,以及2种工况下的斜坡作业(坡度小于8°)。与此同时,在非轨道作业时,钢轮支腿可充当整机稳定支腿的作用,保证整机平衡。

(1)较强的越野性。

可自由跨越铁路道床(地面以上高度800mm以下,坡度22°以下),以及较为崎岖的野外路面。

(2)多人协作时的工况适应性。

该产品拥有2个作业平台,每个平台可独立进行升降、左右旋转、上下调平等动作,互不干扰。因此既可满足多人协作作业,如较大工件的安装、维修、调试等,也可满足多人同时独立作业,起到扩大作业面,增大施工效率的目的。

(3)操作可靠及便利性。

每个工作台采用上下2套操控系统,确保整机在出现紧急情况时,可以通过备用操控系统停放在安全位置。上操纵系统为无线遥控,作业人员可随身携带遥控器根据自身需要对作业台进行位置调整,下操纵系统为机械操纵,用于应急。

(4)安全性。

该设备设计上可以满足整机在倾斜8°时仍然能够安全工作。同时,该设备安装有防倾翻抓轨器及整机水平检测系统,操纵人员可提前感知整机的水平位置,提前避免车辆倾翻;当钢轨上工作时,整机配置防倾翻保护装置:夹轨器将整机锁扣在钢轨上,依此防止事故发生,确保人身安全。

(5)辅助功能。

整机配有液压卷扬机,可辅助起吊1t以内的工件,方便施工需要。

2.2 项目涉及的行业关键技术

(1)行走双动力即时切换。

特有的电液控制技术使得2套行走控制机构可以共享1个液压主泵,可以通过电子开关切换公路上胶轮行走和轨道上钢轮行走。

(2)行走系统采用闭式电液比例控制,实现无级变速,并具备2挡切换功能,同时每套行走系统具有高低2种最大行走速度,并可进行无级调速,以适应不同的工况要求。

(3)采用“井”字型独创车架。

通过井字梁结构,使得公铁两种行走机构完美结合,同时可实现蟹型行走(水平和横向行走),配合自身携带的简易工装便可实现跨轨作业。

(4)采用无线遥控技术。

2个工作塔台采用无线遥感控制,并通过不同电磁频段进行区分,相互独立,互不干扰。

(5)钢轮行走采用特有的车轮马达直接驱动。

特有定制的液压马达自身配备机械和液压双重制动系统,正常行驶过程中的行车制动为液压制动,停车后的驻车制动为机械制动,确保行走及停车安全。

(6)采用双工作台结构。

双塔台结构增大作业面的同时,2个塔台彼此作为对方的平衡配重,使得整机重心永远位于机器中心,有效避免了重心偏移造成的倾翻问题,确保了高空作业安全。

(7)行走底盘自动摆动、锁紧切换。

底盘系统中,胶轮行走及钢轮行走机构中均设置摆动桥,以适应路面及钢轨左右高度差。当机器行走时以确保行走时4轮永远着地;同时,当机器停车作业时,摆动桥自动锁紧,以防止作业工况下的机器晃动。

(8)工作台采用四连杆调平。

通过独特设计的四连杆机构,可确保作业台与地面自动平行,不需要人为再次调平,有效确保了作业安全。

(9)钢轮支腿液压收放,机械锁紧。

当在公路上作业时,钢轮支腿采用液压收、放,可充当辅助稳定支腿的作用,防止车辆倾翻;当在钢轨上作业时,钢轮支腿收放以便行走系统的动力切换。当支腿收放到位后,可通过配备的转轮机构进行机械锁紧,防止液压泄露造成的车辆倾翻,确保作业安全。

(10)胶轮加大加宽。

行走胶轮特殊定制,轮毂加大、轮胎加宽,并采用越野花纹,在增加承载能力的同时,增强了车辆的越野性和公路作业时的整机稳定性。

3 结束语

铁路施工产品种类繁多,还需要不断的推陈出新,进行系列化研发和生产。该产品为行业首台井字梁型多功能公铁两用车,它的成功推广将中国铁路电气化施工工艺及效率有较大提高。

[参考文献]

[1]GB/T 9465-2008 高空作业车[S]. 中国国家标准化管理委员会.

[2]公铁两用高空作业平台[R]. 北京: 机械科学研究总院工程机械军用改装车试验场/国家工程机械质量监督检验中心, 2017.

[3]GY-GTST-Ⅲ型公铁两用施工作业平台[R]. 北京: 铁道部产品质量监督中心, 2014.

[4]公铁两用高空作业平车[R]. 西安: 陕西省科学技术信息研究所, 2017.

[关键词] 公铁两用;高空作业车;井字梁;铁路接触网施工

更多精彩 请参阅《建筑机械》第八期

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