RGH20C型道岔打磨车分析及改进
摘要：RGH20C型道岔打磨列车由两节机械、电气、液压、气动装置等完全相同的RGH10C型单车组成，通过网络系统实现集中控制。RGH20C道岔打磨车打磨道岔主要目的：是修复及维持轨型和减低表面缺陷如轨道波磨。道岔打磨车在使用过程中发现设计上存在不合理的地方，降低了使用效率，增加了生产成本，增加了施工安全不利因素，通过深入研究和反复试验对道岔打磨车进行了技术改造，使整车设计更趋向合理，增加了使用效率，具有较大经济意义。 关键词：道岔打磨车设计 优势 缺陷 改进
一、引言：
高速是当代铁路运输的必然选择，而快速、舒适、安全是高速铁路的三大要素，无论是选用哪种轨道类型，都应具备高平顺性、高稳定性、高可靠性和高耐久性四大基本性能。
RGH20C型道岔打磨车由美国HTT公司生产，为打磨正线、道岔和交叉道的内、外铁轨的顶部和两侧而设计的。共20个打磨头，其中大磨头4个，采用直径280mm（11英寸）的砂轮，另外16个小磨头，采用直径152mm（6英寸）的砂轮。对于钢轨来说，短波（波长L）不平顺影响行车安全，长波（波长L）不平顺影响行车舒适性，道岔打磨车主要是针对消除短波不平顺。
在使用RGH20C型道岔打磨车四年多的时间里，我对道岔打磨车有了较深刻的了解，该车在设计方面理念先进，也有设计上的不足，现把我对道岔打磨车的研究写出来，供大家共同参考。
二、简介：
1.1 道岔打磨车参数： 型号：RGH20C道岔打磨列车 车长：24400mm 车宽：2650mm 车高：3760mm 总重：86000kg 功率：328kw×2台， 打磨速度：2－16km/h
磨头功率：2.5-17kw 磨石直径：152mm（16个）280mm（4个） 角度范围：内侧最大75°，外侧最大45° 自运行速度：100km/h 挂运速度：120km/h 1.2组成部分：
道岔打磨车是由两台对称10磨头道岔打磨车组装而成，装有20个打磨马达，是集机、电、液、气、计算机于一体的大型养路机械。
主要组成部分：发动机动力系统、制动系统、作业系统、液压系统、气动系统、水系统、集尘器系统、消防系统。
1.3主要用途
主要作用是消除钢轨表面缺陷、滚动接触疲劳损伤和低碳表皮，并调整钢轨断面，改善轮轨关系。
1.4技术特点：
1）无需任何改装，适用于轨道、道岔、交叉和平交路口。
2）两套完全相同的带有10个打磨单元的打磨系统，双重保证打磨操作和效果。
3）每个打磨头包含一个液压马达，一个支架单元和一个打磨片– 单独组装控制，一次通过可以打磨钢轨10个不同的平面。
4）打磨角度、横向位置及安装位置都按照打磨顺序编程。 5）每个打磨片的打磨压力可以单独选择。
6）可打磨角度为钢轨内侧75° 至外侧45°，垂直测量 7）两节打磨车厢均安装有吸尘系统
三、道岔打磨车设计优势
该车将网络技术应用到大型养路机械，控制系统采用触摸屏操作。机械车是由完全相同的两节车连接而成，可分开单独作业或单节作业。每节车有35块模块串联构成电路控制网络，其中主机一块，行使中央处理器的功能，负责处理本车所有的电路感应器及输出指令。当主机接收到来自输入板的信号后，结合操作员的操作做出决定并将信号传递给输出板，数据送达后再反馈回主机。其余模板分为三种：数据输出板、数据输入板、模拟输入板，数据输入板，负
责采集开关量数据并传送到主机，包括行程开关、限位开关、各种按钮开关等；模拟输入板负责采集电压值变化频繁的数据，包括各种油压、温度、打磨头角度等数据，而采集到的数据由经主机处理后由数据输出板传递出去，再由输入板反馈回来，组成了一个闭环控制回路。
每个模块均由两部分组成，控制部分和网络部分。控制部分用来数据采集和指令输出，有八个接口与传感器连接，有一根励磁电源线与电源连接。网络部分负责与整车的信息传递，通过网络电缆与前后模板连接串联成网络。每个模板都有固化的系统程序，当更换模板后系统需重新下载程序以便执行相应的功能。当主机出现故障不能正常运行时，2#板自动行使主机功能，依次类推，但故障模板控制的功能将不能使用。
两车的主机用网络电缆连接，实现在有优先控制权的一个驾驶室控制整车，而另一驾驶室不能进行任何操作。另一驾驶室要想控制需本驾驶室取消控制权才能实现，也可以通过锁定开关强制取得控制权。整个网络自带故障诊断，并有字幕提示，每分钟提示三次。模板安装实行就近原则，每个模板安装在它所控制的装置附近，这样的设计使所用的电缆线布线简单明了，避免了PLC控制的复杂的布线和大型电器柜，使电路的故障判断变的简单。
该车在整体设计上整齐划一，在电路、液压系统上采用统一的模式。比如在电路系统，整车只有四种电缆线，分别是四芯电缆、五芯电缆、励磁电源电缆和网络电缆；控制模块也只有三种，而且同一种模板可以互换，只是更换后要重新下载程序。在动力传递上统一采用发动机—液压泵—液压马达的形式，动力传递路线清楚，油管走向简单明了，整齐划一，机构简单，体现出了简单明了的整体设计理念。
砂轮的旋转也采用液压马达驱动，放弃了传统的电机驱动，使转速提高到5500—6000R/MIN，且体积小，噪音低，角度偏转控制范围更大，而且减小了工作小车的体积，也就使机械车的转向架中心距减小，其走行半径达到了150米，作业半径达到了180米，实现了设计上的突破。
道岔打磨的距离短，速度比线路打磨低，这就要求道岔打磨车的启动加速度要大，缩短提速距离。在走行系统采用液压驱动，加速度大，恒速控制相对容易，满足了道岔打磨的要求。
道岔打磨车加装了24伏直流操作泵，在发动机发生故障使用时，可以用来
手动操作泵提升磨头，打磨小车，当主液压系统不能工作时用来移动位置。避免了设备故障造成施工晚点，保证了施工安全。
在安全环保方面，该车在处理打磨道岔产生火花和粉尘这两种危害上也有很好的设计。砂轮的旋转方向对应旋转与吸尘装置、防火帘互相配合，使火花向内飞溅，作业时车周围的火花很小，粉尘极少，解决了打磨时火花周边飞溅及产生大量粉尘的难题。该车在工作小车的上方设置了吸尘装置，通过吸尘风扇将打磨产生的有害粉尘吸入集尘器的滤心，待打磨工作完成后使用主风缸的风压将滤心上的灰渣吹落到集尘盒内，使工作时空气中的粉尘浓度降低，缓解了粉尘对人体的危害和对环境的污染。
在驾驶室设置了增压装置，在作业时打开可以使驾驶室内的气压略高于大气压，阻挡粉尘进入操作间，进一步缓解粉尘的危害。
本车的暖气设计也有独到之处。由于其采用了水冷发动机，一般冷却水的温度在78摄氏度左右，将冷却水引到驾驶室再通过风扇吹出热风，既能为冷却水降温，又能使驾驶室的温度满足要求，实现了废物利用和能源的节约。
发动机是电喷柴油机，工作间密封，噪音低。
控制系统：集成化程度高，避免了工业PC机和电路板的热不稳定性。整车只有24V直流电，少了强电潜在的危险。
质量：磨头使用液压马达，转速高达6000转/分，体积小，噪音低，角度偏转控制范围更大，从内侧75°至外侧45°，能够有效消除线路的肥边，擦伤以及波磨，改善轮轨关系，打磨效果更好。
四、道岔打磨车设计不足及技术改进：
1）角度编码器。角度编码器由旋转轴传递角度信号并由集成电路板转换成电压信号。由于角度编码器设计精密，而其工作环境非常恶劣，高温、粉尘等，加上保护装置不力，很容易损坏。角度编码器与旋转框架连接采集数据，为了防止框架的震动损伤它，他们之间采用了橡胶块软连接。外六方形橡胶块与框架连接没有问题，但是角度编码器与橡胶块是用光轴靠粘胶固定，多次使用后会出现胶块脱落，编码器与框架失去联系导致角度失控，若在打磨作业中出现就会伤及线路设备。其次，横移传感器的位置更换困难，尤其两端的打磨头没有空间位置拆卸。
2）砂轮与旋转框架是通过两个导向杆固定，导向杆的固定存在很大问题，
导向杆为圆柱形，该公司只在导向杆的轴向铣出很小的平面，用螺栓顶紧固定，这种方法只能限制其周向转动，却不能防止轴向窜动，使用过程中经常出现导向杆脱出的现象，使砂轮角度错误伤及线路设备。
技术改造：我们对导向杆进行了改造，在导向杆固定位上打一个3mm的孔，在加工高强度固定顶丝，比原顶丝长3mm，这样既解决了导向杆纵向窜动的问题又不影响导向杆的强度。
3）车顶没防水设计，下雨时通过发动机散热扇漏水，造成电器柜进水短路，发动机锈蚀，打磨装置锈蚀、锈死，更换配件很难拆卸。
技术改造：根据车顶发动机散热扇及液压油散热扇的大小，及散热要求，设计加装防雨顶，并对车顶接缝进行防水处理，解决了漏水问题。
4）大砂轮安装设计存在很大缺陷，大砂轮片和固定盘分体，作业时很容易碎裂，造成油管被打漏或油管接头打断，大大造成了生产成本的浪费（砂轮成本每片1000元左右，阻燃液压油一升合100多元每次漏油几十升左右）
技术改造：根据大砂轮的尺寸设计带5毫米外缘的直径280+1毫米底盘，（盘底外侧对称打两个8毫米的小孔便于拆下大砂轮）固定安装在打磨马达底座上，这样解决了大砂轮频繁碎裂的问题。单车每年节约成本10万元左右。
5）大砂轮马达油管易漏油，马达控制油管为钢油管，作业时转速高，抖动厉害，很容易造成接头漏油或损坏，延误施工。另：在打磨作业时火花的温度是很高而且是连续的，其电缆的防火套不能有效的防止高温对电缆的灼伤。
技术改造：加工带防火铁皮的高压橡胶油管，（改硬连接为软连接缓冲打磨总成抖动的应力），进行更换，通过作业试验，效果明显。
五、结束语
通过对设备缺陷的技术改造，大大提高了道岔打磨车的使用效率，降低了生产成本，保证道岔打磨施工安全正点，提高了打磨质量，在高速铁路飞速发展的今天，道岔打磨车为机车高速运行提供可靠保证，在以后工作中希望同行共同研究探讨，为道岔打磨提供更好的设备。
六、参考文献：
1、RGH20C型道岔打磨车操作手册.
