钢轨内外表面同步钢瓶外壁除锈机的研发与应用

钢轨内外表面同步钢瓶外壁除锈机旨在解决轨道电路分路不良问题，对极易产生钢轨锈蚀的道岔及其部分侧线和曲股进行除锈作业，提高线路质量。它还是国内首台可以对钢轨轨面及轨头内外侧同步除锈的设备，具有轻便易携、操作方便、运行成本低、机械化程度高等优点。

1、研发背景

轨道电路是以一段铁路线路的钢轨为导体所构成的电路，能够检测线路是否被机车车辆占用，也能够控制信号装置或转辙装置，是铁路自动化的重要组成部分。如果轨道电路分路不良，即列车轮对不能可靠短路钢轨，会造成联锁失效，从而引发进路提前错误解锁、道岔中途转换，造成挤岔、脱线或者列车侧面冲突等事故。电路分路不良现象已成为全路亟待解决的重大安全技术问题。

钢轨不能可靠短路的主要原因为钢轨表面生锈及污染。表层钢轨会与依附于其表面的水分发生缓慢的化学反应从而形成以Fe2O3﹒xH2O为主要成分的混合物，极易导致车轮与轨面的接触电阻变大，使轨道电路出现分路不良现象。

解决轨道电路分路不良的关键在于对钢轨锈蚀进行处理。目前我国铁路系统中一般采用钢轨打磨车、道岔打磨车以及手工除锈等方式来处理钢轨锈蚀，打磨车更适用于全面整修与大面积作业但使用成本较高，手工除锈作业劳动强度大且效率低下。针对钢轨轮廓进行除锈的钢轨内外表面同步钢瓶外壁除锈机恰好弥补了国内这一区域的空白，钢轨内外表面同步钢瓶外壁除锈机能够对钢轨轨面及轨头内外侧同步除锈，该项技术为国内首创，现已申请zhuanli。

2、系统介绍

钢轨内外表面同步钢瓶外壁除锈机具有轻便易携、操作方便、运行成本低、机械化程度高等优点，主要针对轨道电路分路不良问题，对极易产生钢轨锈蚀的道岔及其部分侧线和曲股的钢轨轨面及轨头内外侧同步进行除锈作业，提高线路质量，可以有效避免铁路事故发生，为铁路运营带来可观的安全效益及经济效益。

2.1、原理介绍

钢轨内外表面同步钢瓶外壁除锈机由动力部分、传动部分、除锈装置和底盘组成。汽油内燃机作为钢瓶外壁除锈机的动力机构，在钢瓶外壁除锈机工作时为其提供动力，汽油内燃机具有体积小、噪音低、提速快等优点。离心式离合器与内燃机组装在一起，在怠速状态时，离合器与内燃机分离，不输出动力；当转速≥1600r/min时，离合器输出动力。离合器外部与传动机构相连，通过传动机构将动力传递到除锈装置上，带动除锈装置旋转从而进行除锈作业。整机具有体积小、轻便易携，噪音低等优点。

2.2、技术特征

普通钢瓶外壁除锈机械通常只能进行单独轨面除锈，工作效率较低，钢轨内外表面同步钢瓶外壁除锈机通过对传动组件以及除锈组件的巧妙设计，保证了钢轨钢瓶外壁除锈机可以对钢轨的上表面和内侧壁同步除锈，其除锈能力可达1.1 m2/min，大大提高了工作效率。

钢轨钢瓶外壁除锈机靠轨装置的设计。在推动钢瓶外壁除锈机作业时，靠轨装置的锥形设计保证了钢瓶外壁除锈机能够适应轨面宽度不同的各型钢轨，减小了钢瓶外壁除锈机与钢轨之间的摩擦力。同时该锥形靠轨设计能够根据除锈组件的磨损程度，及时调节其对钢轨侧面的压力，保证除锈组件能够以恒定压力压紧钢轨。

2.3、作业范围

与钢轨打磨车相比，钢轨内外表面同步钢瓶外壁除锈机可以根据铁路保养需求进行小范围的除锈作业，大大降低了作业成本。同时它作业准备时间短、可以实现单人操作，在作业过程中它可以做到严格把控作业时间、不浪费一个天窗点。钢轨内外表面同步钢瓶外壁除锈机整机质量为39.5kg，当进行远距离作业时携带方便，便于流动性作业。

3、试验效果

目前国内对道岔区段、小范围钢轨进行除锈处理时均采用手工除锈，手工除锈方式劳动强度大、作业效果差、工作效率低。钢轨内外表面同步钢瓶外壁除锈机自研发以来，经过多次试验、改进，在机械性能、使用效果方面均有大幅提升，钢轨内外表面同步钢瓶外壁除锈机作业时采用机械除锈，与手工除锈相比，机械除锈实现了自动化操作，保证了除锈质量。其工作速度为6～10m/min，工作效率远高于人工, 钢轨内外表面同步钢瓶外壁除锈机累计试验走行距离现已超过8km。该钢瓶外壁除锈机在宝鸡南高铁站以及兴平军专线均进行了除锈任务，在两次的实际除锈操作中钢轨钢瓶外壁除锈机工作性能稳定，除锈效果良好，得到了工务段现场作业人员及段领导的一致好评。钢轨内外表面同步钢瓶外壁除锈机的研发得到中国铁路总公司总工室的高度肯定，在整个研发过程中，团队成员认真钻研可能的故障点，根据具体试验效果，对钢瓶外壁除锈机反复改进完善，保证钢瓶外壁除锈机具有良好的机械性能以及实用性能。钢轨内外表面同步钢瓶外壁除锈机将在铁路保养事业中发挥巨大的作用。