双块式轨枕环形生产线设备.docx

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双块式轨枕环形生产线设备

 

双块式轨枕环形生产线

培训资料

 

河北新大地机电部制造有限公司

前言

时速高于每小时250公里的高速铁路,在铁路交通中起着日益重要的作用,但是高速铁路对轨道及其维护(如轨道补填道砟)比一般铁路的要求高。

为节省轨道在使用过程中的维护费用,“无砟轨道”技术在最近的几十年中得到了快速发展,并在实际工程中得到了越来越多的应用。

采用混凝土材料的无砟轨道平顺性好、整体性强、几何状态持久、抗恶劣环境(如高温,紫外线辐射)性能好、使用寿命长,在使用过程中不需要特别的维护,已成为世界各国主流轨道之一。

河北新大地机电制造有限公司近年来致力于高速铁路建设,以国际先进技术、标准为目标,消化、吸收德国博格无砟轨道板,德国旭普林、雷达2000双块式轨枕工厂化生产及其施工技术,并进行了再创新,为铁路客运专线预应力混凝土构件的工厂化生产提供包括基建设计、专用装备及生产工艺等成套技术产品和服务。

基于在高速铁路无砟轨道工程项目,特别是武广高铁、郑西客专等双块式轨枕无砟轨道项目上成功的实施,本简介手册介绍了无砟轨道双块式轨枕工厂化生产线及其机械设备,并且对设备的组成、功能、技术参数、随机备附件做出了详细的说明。

河北新大地机电制造有限公司将秉承“筑就安全壁垒,建设精品工程”的精神,致力以其专业知识、可靠信誉及卓越素质服务于我国的高速铁路事业。

 

双块式轨枕环形生产线及其设备技术说明

一、双块式轨枕生产线简介

双块式轨枕生产线采用4×1短模、环形流水生产线布局、环形生产工艺、双通道连续养护的生产方式。

生产线按照模具清理及输送、布料、振捣、养护、脱模等生产工艺,采用自动/手动两种控制方式进行运作,并在每轮班25至30个工人的情况取得所要求的生产量,能够在最短的时间内进行运输和安装。

轨枕生产车间设计尺寸(参考)为:

长80m、宽24m、行车起升高度不小于7m,钢结构厂房,硬化采用C20混凝土。

生产线振动台区及脱模区基础需特殊处理。

养护通道总长22.25m,内高2.6m,内宽7.5m,养护通道墙体的热传递系数应满足≤于0.4W/mk,蒸汽供气量不小于2t/h。

双块式轨枕生产线设备所有减速机等外购件采用德国SEW产品、主要电气件采用西门子/施耐德产品,其他外购件也采用国内外知名品牌。

先进的机械设备和自动控制系统,提高了生产线的生产效率,保证了设备的可靠性。

二、生产能力

轨枕生产线运行节拍按照4分钟设计,每天两班生产,每班12h,为满足生产节拍,采用双振动工位的交叉连续生产模式。

可以实现最高1440根双块式轨枕的日产量,年产量达约52万根。

根据生产组织和循环模具的数量,生产线的机械设计能达到连续2班并最高350天工作日/年的要求。

轮班

数量

净生产时间(每轮班小时数)

每周工作天数

每年工作天数

生产节拍[min]

每轮班轨枕产量

每天轨枕产量

年产量

[根轨枕/年]

2

12

6-7

360

4

720

1440

504000

注:

a.因工厂管理,工人熟练性,工艺标准,设备维护,原材料的可用性等因素都有可能影响到生产率(节奏时间/模具)。

b.所需的模具数量由至混凝土脱模强度的养护时间生产节奏所决定。

 

三、双块式轨枕环形生产线系统及组成

双块式轨枕生产分为六大系统:

布料振捣系统、养护系统、脱模系统、附件安装及成品轨枕输送系统、模具返回系统、轨枕检测堆码系统。

环形生产线工艺流程如下图所示。

 

环形生产线主要生产设备如下表所示:

序号

名称

组成部件

数量

备注

1

拌合系统

搅拌设备

1套

用户自备

皮带式输送机

1套

可选

混凝土储料斗

1套

可选

2

布料振捣系统

布料机及其控制系统

1套

振动台及其控制系统

2套

主动输送辊道

6套

3

养护系统

5T桥式行车

2台

用户自备

液压顶推装置

2套

钢丝绳牵引机构

2套

模具吊具

2套

运模小车

40台

蒸养温控系统

1套

养护通道

2条

用户自备

4

脱模系统

缓存输送辊道

1套

多功能小车及其控制系统

1台

翻转脱模装置及其控制系统

1套

5

附件安装及成品轨枕输送系统

链式输送机

1台

2T桥式行车

1台

用户自备

轨枕吊具

1台

6

模具返回系统

回模输送辊道

16套

倾斜清理装置

2套

模具横向运输小车

1台

辊道综合控制系统

1套

7

轨枕检测堆码系统

环形生产线主要生产设备说明如下:

环形生产线主要生产设备说明之

(一)、布料机

1、设备描述

混凝土布料机用于双块式轨枕环形生产线中,向4×1双块式轨枕模具中进行混凝土布料。

1.1结构组成

混凝土布料机由布料机由门架式钢构机架、纵向(大车)及横向(小车)走行机构、混凝土储料斗(含螺旋输送器、闸门装置、翻转装置)、安全装置、液压系统、电气控制系统等组成。

1.2功能描述

布料机浇注由四个油缸控制四个混凝土出口挡板开启及关闭,通过四个电机驱动四个螺旋给料器进行,四口同时布料,送料量均匀平稳,便于送料量准确计量,其各出料口出料量误差率≤2%,这样布料完成之后就很少或完全不必要进行补料,提高了布料效率。

料斗下部由两个垂直油缸控制,料斗下部旋转一定角度,便于清洗内部残留混凝土,布料机料仓内衬耐磨衬板,减少了物料附着,物料使用率得到提高,延长了料仓的使用寿命。

1.3主要技术参数

1)混凝土储料斗

料斗有效容积:

≥1.8m³

料斗的布料口直径及个数:

4×Φ220mm

螺旋给料器:

叶片材质:

耐磨材料

功率:

4×1.5kw

转数(变频调速):

15~40r/min

2)纵向(大车)走行

轨距:

8000mm(可根据要求调整)

走行长度:

9000mm(可根据要求调整)

大车走行速度(变频调速):

0~29m/min(0~0.48m/s)

驱动电机功率:

2×1.5kw(可改为2.2)

3)横向(小车)走行

走行速度(变频调速):

0~29m/min(0~0.48m/s)

驱动功率:

1×1.5kw

4)其他

液压装置工作压力:

15Mpa

电源:

电压220V/380V,频率:

50Hz

2、设备操作说明

2.1布料机工位操作台

操作前确认油泵已启动。

手动功能:

在大车处于大车清洗定位时,按下小车左启动,小车向左移动(极限位为A线定位);按下小车左停止,小车停止。

按下小车右启动,小车向右移动(极限位为小车清洗定位),按下右停止,小车停止。

在小车处于A线或B线定位时,按下大车后启动,大车后退(极限位为大车清洗定位),按下大车后停止,大车停止;按下大车前启动,大车前进(极限位为4号延时极限位),按下大车前停止,大车停止。

按下螺旋启动,4个螺旋电机运转,按下螺旋停止,4个螺旋电机停止;按下料门开,4个料门打开,同时4个螺旋机运转,按下料门关,4个料门关闭,同时4个螺旋电机停止。

按下1号料门开,1号料门打开,同时1号螺旋电机运转;按下1号料门关,1号料门关闭,同时1号螺旋电机停止。

按下2号料门开,2号料门打开,同时2号螺旋电机运转;按下2号料门关,2号料门关闭,同时2号螺旋电机停止。

按下3号料门开,3号料门打开,同时3号螺旋电机运转;按下3号料门关,3号料门关闭,同时3号螺旋电机停止。

按下4号料门开,4号料门打开,同时4号螺旋电机运转;按下4号料门关,4号料门关闭,同时4号螺旋电机停止。

在打开布料机4个布料料门并确认拔出红色安全插销后,按下清洗下降(按钮按下持续6秒),布料机下部翻转装置下降(处于清洗状态);按下清洗上升(按钮按下持续6秒),布料机下部翻转装置上升复位。

按下布料仓振动,布料仓振动电机振动,松开布料仓振动,布料仓振动电机停止振动。

顺时针旋转大车调速旋钮,布料机大车行走速度从低速变为高速;逆时针旋转大车调速旋钮,布料机大车行走速度从高速变为低速。

自动功能:

布料机在选择自动功能的情况下,大车前进或后退至模具布料起始点,4个料门自动打开,同时4个螺旋机自动运转;当行至模具布料第一间隔点时,4个料门自动关闭,同时4个螺旋电机自动停止。

紧急情况按下急停钮,设备停止。

2.2、布料机操作盒

在手柄操作许可旋钮处于开启状态时,按下料门开,4个料门打开,同时4个螺旋电机运转;按下料门关,4个料门关闭,同时4个螺旋电机停止;按下大车前行,布料机大车前行,按下大车后退,布料机大车后退。

紧急情况按下急停钮,设备停止。

 

环形生产线主要生产设备说明之

(二)、振动台

1、设备描述

混凝土振动台用于双块式轨枕环形生产线中,4×1双块式轨枕模具布料后的振捣密实。

1.1结构组成

振动台包括固定台座、振动台座、升降辊道、减振机构、电气控制系统、气动控制系统等几部分。

 

1.2功能描述

固定台座和振动台座各有两块,前后对称布置,升降输送辊道布置在中间。

空模运至带有气动升降辊道的振动台之上,钢模随气动升降辊道降下落于振动台上,布料机移来为模具布料,随后振动台起振,使模具中混凝土进行垂直及水平振动,约2分30秒后停止振动,气动辊道升起,密实后的模具移动到下一工位。

振动电机旋向、频率、振幅均可调,根据轨枕生产工艺需要可调整出多种振动参数,具有较高的适应性。

1.3主要技术参数

振动电机功率:

4×1.5kw

振动电机最大击振力:

4×16kN

振动电机额定转速:

3000r/min

升降辊道提升力(气压0.6MPa):

40kN

升降高度:

36mm

辊道驱动功率:

1.1kw

辊道传送速度:

0-0.5m/s

振捣台尺寸(长×宽×高):

3000×1620×620mm

电源:

电压220V/380V,频率50Hz

重量:

1500kg

2、操作注意事项

2.1混凝土灌注、振动

在灌注混凝土前,安排有专门质检人员检查模具是否已涂好脱模剂,预埋套管是否安装,钢筋安装是否正确等,同时试验人员严格按照配合比监控混凝土制备,控制混凝土入模温度在5℃~30℃范围之内。

专人控制布料机向模具中分两层灌注混凝土,布料的过程中尽量使各部位布料均匀、适量,如个别部位布料不到位,可手动调节单独的布料口进行补料。

试验人员把关,质量不合格的混凝土不能入模。

混凝土灌注完第一层后,振动台开始工作,低频振动,同时继续第二层布料。

为取得理想的振捣效果,经过多次试验摸索,确定的振动台的振动参数设计为①25HZ(60S);②45HZ(50S);③25HZ(50S),根据此参数设置振动台振动频率和振动时间,能使混凝土的密实度得到很到的控制,同时气泡现象也得到了很好的控制。

混凝土振动的后期,模具边角难免会产生欠或者超的情况,为此操作人员事先用斗车存放少量混凝土,根据模具中嵌板高度来添加或铲除混凝土进行细微调整。

生产过程中安排专人用测距规来检测混凝土面高度及桁架钢筋高差,保证轨枕底面钢筋保护层厚度不小于25mm。

检查混凝土的振捣效果,如混凝土没有充分振实,手动操作振动台延长振捣时间;检查完成后,模具由振动台输出,进入下一道工序作业。

3.设备操作说明

振动台工位操作盒(A线和B线操作相同)

手动功能:

在升降辊道处于低位时,按下振动启动钮,振动台振动(按工艺要求振动一个周期);按动上升钮,升降辊道上升;按下输送钮,将模具送出振动台。

(如果在振动台升降辊道处于低位时直接按下输送钮,升降辊道上升之后将模具送出振动台)

自动功能:

由前5辊辊道送入的空模具至升降辊道后,升降辊道自动下降至低位,此时布料机布料并发出振动台自动启动信号,振动台按工艺要求振动一个周期;振动完毕后升降辊道自动升起并将模具自动送出。

紧急情况按下急停钮,设备停止。

 

环形生产线主要生产设备说明之

(三)、主动输送辊道

1、设备描述

布置在布料振动台前、后实现模具进出布料工位的缓存、待机功能。

1.1结构组成

5输送辊道由机架、输送辊组成。

 

1.2技术参数:

驱动功率:

1.1kw

输送辊间距:

800mm

输送辊直径:

Φ140mm

辊道速度:

变频调速,0-0.4m/s

辊道长度:

3060mm

辊道内宽度:

1520mm

辊中心高度:

550mm

2.操作注意事项

灌注完成后的模具在停放处拔出挡浆夹,拔出挡浆夹时要用抹子压住混凝土面防止混凝土松动;拔出后的挡浆夹放入水池中清洗,清洗干净的挡浆夹晾干后运到安装挡浆夹工位,投入下次使用。

漏浆用刮刀等工具弄松并尽量清理干净,这些工序完成后由操作人员将模具用天车调运到运模小车上。

为监控混凝土质量,每班次做三组混凝土试件,其中一组混凝土试块跟随第一个运模小车进入养护通道。

3.设备操作说明

主动输送工位操作盒(A线和B线操作相同)

手动功能:

按下输送钮,模具送出。

自动功能:

当模具到达清渣工位时,开始计时4分钟后自动将模具送出。

(计时时间按工艺要求定制)

紧急情况按下急停钮,设备停止。

 

环形生产线主要生产设备说明之

(四)、液压顶推装置

1、设备描述

用于拖拉运模小车运载模型进入静停区域。

1.1结构组成

一条养护通道有一套液压顶推装置,两根导轨。

共用一个泵站,包括液压系统、拖拉小车、导轨、电气控制系统等部分组成。

1.2功能描述

振动完后的模型在小车上码放六层后,操作控制按钮,通过液压油缸,带到拖拉小车,拖拉运模小车进入静停区,拖拉小车起止位置均有位置感应器,反馈信号给

控制系统,控制泵站电机起停,拖拉小车结构采用板材焊接,车轮在槽钢内滚动,棘爪机构同钢丝绳牵引小车棘爪一致。

1.3主要技术参数:

液压工作泵站功率:

4kw

液压油缸数量:

1个

油缸最大行程:

2600

拉力:

20kN

速度:

0-0.03m/s

重量:

600kg

2.设备操作说明

液压顶推(1通道和2通道操作方法相同)

操作前确认油泵已启动。

(在油泵停止的情况下,按下油泵启停钮,油泵启动;在油泵运行的情况下,按下油泵启停钮,油泵停止。

手动功能:

在启动液压顶推之前,必须确认先启动钢丝绳拉模机一次。

按下拉模机正转钮,钢丝绳牵引机正转,将被牵引的模具整体前移一个模具位;到位后,钢丝绳牵引机自动翻转回起始位。

持续按下液压顶推钮6秒,液压顶推装置启动,将被顶推的模具整体前移一个模具位;到位后,液压顶推装置自动回到起始位。

按下顶推拉模启动钮,首先钢丝绳牵引机正转,将被牵引模具整体前移一个模具位,到位后,到位后,钢丝绳牵引机自动翻转回起始位;之后液压顶推装置启动,将被顶推的模具整体前移一个模具位,到位后,液压顶推装置自动回到起始位。

自动功能:

在自动功能状态下,每隔48分钟,钢丝绳牵引机自动拉模一次,之后液压顶推,自动顶推一次。

(间隔时间由工艺要求而定)

紧急情况按下急停钮,设备停止。

 

环形生产线主要生产设备说明之

(五)、钢丝绳牵引机构

1、设备描述

牵引运模小车进入养护通道。

1.1结构组成

钢丝绳牵引装置包括卷扬机、滑轮机构、张紧机构、拖拉小车、钢丝绳及调整机构、电气系统等部分。

1.2功能描述

钢丝绳牵引装置利用卷扬机带动钢丝绳牵引运模小车进入养护通道,该装置每次牵引通道内小车走行一个运模小车工位,空行程返回循环下一次工作,卷扬机往复式转动工作。

一条养护通道配置一套。

1.3主要技术参数

电机驱动的动力装置:

1台,功率为3kw(可改为5.5kw)

带缓冲装置的定滑轮及滑轮座:

1套

牵引钢丝绳:

规格6×19-20-1870

感应控制开关:

3个

不可逆棘轮:

1个

组合型锚固锚钉:

1套

牵引速度:

0-0.06m/s

牵引力:

50kN,行程20米

重量:

1500kg

2.设备操作说明

钢丝绳牵引(1通道和2通道操作方法相同)

操作前确认油泵已启动。

(在油泵停止的情况下,按下油泵启停钮,油泵启动;在油泵运行的情况下,按下油泵启停钮,油泵停止。

手动功能:

在启动液压顶推之前,必须确认先启动钢丝绳拉模机一次。

按下拉模机正转钮,钢丝绳牵引机正转,将被牵引的模具整体前移一个模具位;到位后,钢丝绳牵引机自动翻转回起始位。

持续按下液压顶推钮6秒,液压顶推装置启动,将被顶推的模具整体前移一个模具位;到位后,液压顶推装置自动回到起始位。

按下顶推拉模启动钮,首先钢丝绳牵引机正转,将被牵引模具整体前移一个模具位,到位后,到位后,钢丝绳牵引机自动翻转回起始位;之后液压顶推装置启动,将被顶推的模具整体前移一个模具位,到位后,液压顶推装置自动回到起始位。

自动功能:

在自动功能状态下,每隔48分钟,钢丝绳牵引机自动拉模一次,之后液压顶推,自动顶推一次。

(间隔时间由工艺要求而定)

紧急情况按下急停钮,设备停止。

 

环形生产线主要生产设备说明之

(六)、钢模吊具

1设备描述

用来吊装完成振动后的带枕钢模到静停区,以及养护完成后的轨枕及钢模至下一台位,又可吊装运模小车在养护通道和返回轨道之间的移位。

1.1结构及组成

用钢板和型钢焊接而成。

 

1.2主要技术参数

1)长度:

2830mm

宽度:

1030mm

总高度:

760mm

2)吊重能力:

30KN

3)重量:

280kg

 

环形生产线主要生产设备说明之

(七)、运模小车

1、设备描述

运输码放六层的带制品模具,经运模小车牵引装置通过养护通道,实现对轨枕的养护。

1.1结构组成

运模小车车架用型材和板材焊接而成,四个走行轮走行于养护通道内导轨上,依靠钢丝牵引并通过车体传递,通道内所有小车同步前进,车体刚性可靠,走行轮转动灵活。

1.2功能描述:

由模型吊具吊装小车进入养护通道的走行轨道,码放六层实模后经运模小车牵引

装置牵引通过养护通道,再由模型吊具吊至返回通道,用人力推送返回浇注区。

1.3主要技术参数

车体型钢结构框架外形尺寸:

3120×1700

装有4个车轮:

轮直径:

170/200mm

负载能力:

150kN

重量:

325kg

环形生产线主要生产设备说明之

(八)、缓存辊道

1、设备描述

缓存辊道用来放置养护好的带制品模具,并送至脱模往返运输小车上运至翻转脱模装置。

1.1结构组成

缓存辊道由一个2辊无驱动的辊道和一个6辊带1驱动输送辊道组成。

 

1.2功能简述

1)采用2棍、6辊组合形式,中间为脱模往返运输小车走行位置。

从养护线吊运

来的带制品模具经6辊道驱动,前行至2辊道顶端自动停下,多功能运输小车过来将其顶起、运往脱模装置。

2)当多功能运输小车托着脱完模的空模具返回清理辊道始端时,带制品模具自动进行避让。

3)辊道的运行、停止、避让,由PLC控制及多功能运输小车联动。

1.3技术参数

驱动功率:

1.1kw(或根据要求改为1.5kw)

输送辊间距:

800/1250(空当间距)/410(2辊间距)mm

输送辊直径:

Φ140mm

辊道速度:

变频调速,0-0.4m/s

6辊道长度:

4300mm

2辊道长度:

610mm

辊道总长度:

4300+1000(空当)+610=5910mm

辊道内宽度:

1520mm

辊中心高度:

550mm

1.4性能指标

1)辊道速度误差≤2%。

2)各辊中心线,平行度误差≤0.5mm。

 

环形生产线主要生产设备说明之

(九)、多功能小车

1、设备描述

运输养护后的实模、脱模后的轨枕和脱模后的空模具。

1.1结构组成

脱模运输小车包括车体、升降机构、走行机构、电气系统等部分。

 

1.2功能简述

多功能小车按程序规定的动作走行,走行由减速机通过链轮带动车轮走行,举升下降是由减速机通过齿条、齿轮实现。

小车通过程序控制,定位由传感器提供信号。

该运输小车的功能是运输养护完成后的实模、脱模后的轨枕和模型。

多功能运输小车由控制系统自动控制,所有工作均在设定程序时间内完成。

1.3主要技术参数

行走驱动功率:

0.75kw

举升驱动功率:

4.0kw

电压:

220V/380V/50Hz

举升力:

30kN

举升行程:

200mm

走行速度:

0-0.5m/s

2.设备操作说明

手动功能:

按下上升钮,多功能小车升起至上限位停止;按下下降钮,多功能小车下降至下限位停止。

按下右向行走钮,多功能小车右向行走;按下左向行走钮,多功能小车左向行走。

在上述运行中,按下总停钮,多功能小车停止。

自动功能:

多功能小车在6辊缓存辊道定位处待机,待6辊缓存辊道送出模具后,多功能小车升起,驮起待脱模模具,右向行走至脱模台位停止(在满足翻转机联动条件的情况下),多功能小车下降,将模具放置到脱模台上,右向行走至接料车位,待翻转机翻转脱模后,多功能小车左向行走至脱模台位,多功能小车升起,驮起轨枕右向行走至轨枕接收支架后,多功能小车下降将轨枕放置在轨枕接收支架上,多功能小车左向行走至脱模台位,升起将已反翻完毕的空模具驮起,多功能小车左行至输送线位,多功能小车下降将空模具放置在输送线上,多功能小车右向行走至6辊缓存辊道待机。

紧急情况按下急停钮,设备停止。

 

环形生产线主要生产设备说明之

(十)、翻转脱模装置

1、设备描述

将养护后带制品模具翻转、放置到脱模台上进行抖动式的脱模。

1.1设备组成

翻转脱模装置由翻转装置、脱模台、液压系统、电气系统、空气系统组成。

翻转装置由两个对称结构翻转机构组成,翻转机构又可分为固定台座、开合机构、提升机构、翻转机构、模具保护机构。

脱模台由4套模具支撑、4套模具振动机构、2套轨枕托架组成。

 

1.2主要参数

液压系统压力:

16MPa

油箱容量:

180升

翻转机构尺寸:

长×宽×高5400mm×2000mm×3000mm

提升能力:

30kN

提升高度:

700mm

翻转功率:

2×0.75kw

脱模台尺寸:

长度×宽度=1600mm×3000mm

脱模顶升能力:

30kN

载重能力:

30kN

2.操作注意事项

牵引装置由蒸养通道中拉出模具,试验人员检测抗压试块强度,试件强度不小于40Mpa即可进行脱模。

操作人员用天车吊模具至缓存辊道上,松开桁架固定夹旋转90度转到两桁架钢筋的中间位置。

多功能小车运送模具道翻转脱模装置,在翻转之前要用保护装置将模具内的轨枕加以保护,翻转180度后,下部的支撑结构将轨枕支住后,撤除保护装置,通过冲击完成脱模。

3.设备操作说明

操作前确认油泵已启动。

手动功能:

按下套筒插入钮,翻转机左右套筒同时插入;按下套筒收回钮,翻转机左右套筒同时收回。

按下压模夹压紧钮,左右压模夹压紧;按下压模夹松开钮,左右压模夹松开。

按下上升钮,左右翻转机构上升;按下下降钮,左右翻转机构下降。

按下正翻转钮,翻转机构正向翻转,按下反翻转钮,翻转机构反向翻转。

按下脱模启动钮,脱模机构开始脱模;按下脱模停止按钮,脱模机构停止脱模。

自动功能:

在满足自动启动条件时,翻转机左右套筒插入,左右压模夹压紧到位后,翻转机构上升,当上升至上限位时,翻转机构正向翻转180度后下降,当下降至下限位时,压模夹松开,左右套筒收回,开始脱模;脱模成功后左右套筒插入,翻转机构上升,上升至上限位后反翻转180度,待多功能将轨枕驮走后,下降至下限位,左右套筒收回。

紧急情况按下急停钮,设备停止。

4.液压系统操作说明

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