液压隧道维修作业平台及液压系统的设计

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液压隧道维修作业平台是-种用于铁路部门进行隧道维修作业的机械设备，主要为隧道顶部或较高部位的维修提供-个安全、宽敞、便捷的支撑平台，供作业人员在上面施工、放置工具和材料。该平台安装在轨道平车上，随轨道平车在铁轨上移动。平台复位后的外形尺寸满足铁路机车车辆限界要求，符合在铁路上通行的条件，展开后超出机车车辆限界但低于接触网悬挂高度，不会损坏线路既有设施，满足铁路相关安全规定的要求，如图 1所示。

1 液压隧道维修作业平台1.1 主要技术参数额定载重量(kg) 2 000伸缩、折叠台板额定载重量(kg) 500最大升降高度(mm) 2 500起降速度(m/min) 2台板最大尺寸(长×宽)mm×mm)6Ooo×6000最小外形尺寸 (长×宽×高)(mm×mm×mm)6 000×2 800×2 0O0作者简介：晁建桃(1978-)，男，四川乐山人，工程师，学士，研究方向：铁路机械产品的设计研发。

- 41- ∞ 加 ：2 m 0BdnI/- 幄匿摇、. ， 限界(a)平台展开后 (b)平台复位后图1 平台在电力牵引的单双线隧道中的限界1.2 平台主要结构液压隧道维修作业平台主体结构主要由工作平台、升降机构和底架3部分组成，如图2所示。

工作平台为伸缩折叠组合结构，如图3所示，可向两侧或单侧伸缩、折叠。工作平台由载重台板、伸平台电气- 42- 底架(a)主视图限界缩台板和折叠台板组成。通过伸缩液压缸的带动，使伸缩台板相对载重台板伸出或缩回。折叠台板铰接在伸缩台板外侧，在折叠液压缸的作用下可沿伸缩台板上的铰轴旋转，当转到水平位置时延伸平台的工作面积使工作平台的面积达到最大，当处于竖直位置时起到护栏的作用。在伸缩台板与载重台板之折(b)侧视图图3 工作平台结构图间设置有齿轮齿条复位装置，辅助工作平台复位。

升降机构采用剪叉机构，主要由剪叉臂、铰链、升降液压缸、滚轮组成。工作平台的上升和下降是由升降液压缸的伸缩带动剪叉的张开合拢来完成的。每台液压平台包括两组剪叉式升降机构，每组剪叉式升降机构包括两件升降液压缸和 8件剪叉臂。

底架是整个平台的基础，用螺栓安装在轨道平车上，上方与升降机构连接，同时底架两端还设置有液压支腿机构和电气控制柜以及液压泵站、阀组。液压支腿机构由支腿、支腿横移液压缸以及支撑液压缸组成，在伸缩台板和折叠台板展开前，通过支腿横移液压缸将支腿伸出，再伸出支撑液压缸，能有效提高平台的稳定性 ，确保平台展开后不会发生侧翻。液压组件和电气控制柜均安装在底架两端。

该平台还配备了夜间照明系统，为夜间施工提供最有力的帮助，同时在平台上面还布置了两台可移动式液压千斤顶 ，可协助人工将重物举到隧道顶部。

2 液压系统的设计2.1 设计总体要求液压隧道维修作业平台随轨道车在铁路线上运行、施工，综合安全性能要求较高，且隧道维修施工都在线路封锁的天窗点内进行，因此液压系统必须安全可靠，并具备有效的故障应急处置措施，才能确保完成天窗点内的工作任务，并在平台发生故障的情况下能迅速恢复到满足机车车辆限界的复位状态，及时安全撤离现常2.2 液压系统原理液压隧道作业平台液压系统原理如图4所示，主要由油箱 、过滤器 、液压泵、电机 、溢流阀 、平衡阀、电磁换向阀、多路换向阀以及液压管路及附件1，2，3.电磁换向阀图4 液压系统原理图组成，系统额定压力 16 MPa，额定流量23 Umin。

由于平台的升降、伸缩和折叠在作业过程使用频率较高，为便于操作和控制系统的安装，对该部分的操作主要由电气控制系统控制，同时还配备了手动控制系统。支腿机构在作业前布置好后便不再调整，直至作业完成后才收回，操作频率较低，因此该部分的操作由手动控制系统实现。

正常情况下，将系统置于电气控制状态，启动- · - - 43·---j电机后，液压泵供油，压力油通过电磁换向阀l中位回油箱，当操作平台上升控制按钮后，电磁阀1换向到右位，压力油经电磁阀2和 3、平衡阀、液控单向阀和分集流阀进入升降液压缸无杆腔将平台升起，由于分集流阀的作用，平台不会因为偏载或左右不同步而倾斜。操作平台下降控制按钮后，电磁阀 1换向到左位，压力油打开液控单向阀，平台在自重作用下压缩升降液压缸，升降液压缸的液压油经分集流阀、液控单向阀、平衡阀和电磁阀 1、2、3回油箱，平台平稳下降。当操作平台伸缩或折叠控制按钮后，电磁阀 1、3换向到右位，压力油经电磁阀 1、2、3分别到达各伸缩液压缸、折叠液压缸的电磁阀进油口，再通过相应电磁阀换向进入液压缸，推动平台伸缩和折叠。

当需要对支腿机构进行操作或因电气故障不能对平台进行电动控制时，将系统切换到手动控制状态 ，电磁阀 1和电磁阀 2换向到右位 ，压力油经电磁阀 1、2后进入各多路换向阀，通过操作对应的手动换向阀，压力油经多路阀后进入液压缸，实现对支腿横移液压缸、支撑液压缸、伸缩液压缸和折叠液压缸的驱动。为了确保平台在升起状态下不会因手动换向阀内漏而下降，在手动换向阀与升降液压缸之间设置了截止阀，将截止阀打开后也可通过手动换向阀来实现平台的升降。这种情况下平台可继续工作。

当液压泵出现故障不能提供压力油或电气系统出现故障，电气控制和手动控制都无效时，还可由手压泵提供压力油，操作手动操向阀进行配合，实现各项动作并及时撤离。

当液压系统完全瘫痪或伸缩平台、折叠平台出现机械卡阻时，可打开手动换向阀与升降液压缸之间的截止阀并操纵手动换向阀使平台靠自重下降。

然后打开伸缩液压缸和折叠液压缸油路中的泄荷阀，通过齿轮齿条复位装置及时将平台复位。

本系统的多重保障功能确保了平台在轻微故障下可继续作业，最大限度完成既定工作任务，严重故障下能及时复位到安全状态并及时撤离，不影响本线及时开通和邻线通车安全。

2.3 带补偿措施的串联液压缸双向同步回路伸缩台板的伸缩由分别安装在台板两端的两个伸缩液压缸来完成，如果两个液压缸的同步性不- 44- 好很容易引起伸缩台板卡阻。因此，在伸缩台板的两个伸缩液压缸回路的设计上，借鉴了带补偿措施的串联液压缸新同步回路原理，设计了带补偿措施的串联液压缸双向同步回路，工作原理如图5所示。其中液压缸 1和液压缸 2缸径、杆径和行程完全相同，液压缸 1缸筒与载重台板连接，活塞杆与伸缩台板连接，液压缸2活塞杆与载重台板连接，缸筒与伸缩台板连接。两缸有杆腔通过油管连通并外接顺序阀5，在两进油口与有杆腔油路之间分别设置有顺序阀3、4。顺序阀3的调定压力略大于平台伸出时液压缸 1的无杆腔压力，顺序阀4的调定压力略大于平台收回时液压缸2的无杆腔压力，顺序阀5的调定压力略高于顺序阀3、4的调定压力。

伸缩台板伸出时，若液压缸 1的活塞先到底，则液压缸 1无杆腔压力上升，顺序阀4开启，此时顺序阀5关闭，压力油经顺序阀4继续给液压缸2的有杆腔供油，使液压缸 2的缸筒继续收回，推动伸缩台板完全伸出；若液压缸 2的活塞先到底，则液压缸 1和液压缸 2有杆腔的压力上升 ，顺序阀 5开启，液压缸 1有杆腔的液压油经顺序阀5回油箱，同步误差被消除。伸缩台板收回时则通过顺序阀31.伸缩台板用伸缩液压缸 1 2.伸缩台板用伸缩液压缸 23，4，5.顺序阀图 5 带补偿措施的串联液压缸双向同步回路原理和顺序阀5消除同步误差。

3 结论液压隧道维修作业平台的液压系统在设计上充分考虑了铁路上线作业产品的稳定性和安全性要(下转第47页)从-个侧面反映了德国工程机械企业精益求精的制造风格和持续创新的企业理念。

5 优质、完整的产业链德国有优质、完整的工程机械产业链，这条产业链由 3部分组成：(1)大而强的主机厂，如利勃海尔、宝马格和维特根等全球著名的厂商。(2)专而强的关键基逮厂，如道依兹发动机、奔驰卡车和底盘、采埃孚变速器、西门子电气元件、博世-力士乐液压及控制元件和罗特艾德回转支承等世界知名生产厂商。(3)专、特、精的普通零配件厂，如威斯法利金属排气软管厂、费罗伊登贝克密封件厂等国际- 线品牌生产厂商。这条优质完整的产业链为德国工程机械行业高效、持续地生产优质产品奠定了坚实的技术和装备基矗6 提高我国工程机械产品质量的建议改革开放以来，特别是近 l0年来，我国工程机械行业取得了跨越式飞速发展，我国已成为世界工程机械大国，但还不是工程机械强国，产业链不完整(主要是关键基逮缺失)、质量管理体系不严格等成为制约我国走向工程机械强国的短板”，对此提出如下建议：(1)机制创新。机制创新包括政府服务机制创新和企业转型升级创新。2010年德国政府成立了国家级新能源汽车(电动汽车)服务平台，助推电动汽车企业攻克难关，这种做法值得参考，建议我国有关部门或装备工业(包括工程机械)集中的盛市政府，采用建立服务平台或其他创新的服务形式，充分发挥行业协会的助手作用 ，引导、支持、协调、组织企业建立整合国内外科技资源，政产学研用相结合的协同创新，加快建立完整、优质的装备工业(包括工程机械)产业链。

(2)观念创新。我国-个考察团到德国考察 ，在深人工人家庭考察时发现厨房里有个絮秤，用于烹调食物时对食材进行称量，由此深感-丝不苟的作风已深扎在工人心里 ，或已成为-种习惯 ，构成了德国产品优良性能的思想基川议我国企业加强企业文化建设 ，把精益求精 、-丝不苟、持续创新、奋发图强”等观念作为企业文化的主要内涵之-，培养在思想上和技能上均具有高素质的职工队伍，这是企业转型升级，提升包括产品质量在内的核心竞争力的基矗