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鋼軌是鐵路軌道的主要組成部件，用于引導機車車輛的車輪前進，承受車輪的巨大壓力，并傳遞到軌枕上。鋼軌為車輪提供連續、平順及阻力最小的滾動表面，在電氣化鐵道或自動閉塞區段，鋼軌還可兼做軌道電路之用，與軌枕、道床(含路基)組成一個完整的鐵路線，支承及引導機車車輛的車輪，使列車安全運行。由于鋼軌精度對于軌道交通至關重要，需確保高度方向和水平線性方向精度。為符合高速鐵路的建設質量，對鐵路采用的主要鋼材(鋼軌、車輪和車軸)的生產，各國都采取了嚴格的生產工藝和先進的檢測技術，以此來保證鋼材的質量，從而保證鐵路行車的安全。世界各國對鋼軌的要求是：高強度、高韌性、高純凈度、高精度和良好的可焊性。為了達到上述要求，必須做到“三精”，即精煉、精軋和精整。對于鋼軌的精整工序，傳統的鋼軌壓力矯直設備只包括一對壓頭，需要不停地檢測鋼軌形狀缺陷并進行調節矯正，且操作繁瑣，效率低，尤其是矯正鋼軌軌端的直線度超差、留有超標準的彎曲量等。針對傳統精整設備的不足，本公司研發了一種雙向鋼軌精整液壓機，可以同時對鋼軌高度方向和水平線性方向進行矯正，提高鋼軌精度，操作簡單，工作效率高。

一、雙向鋼軌精整液壓機介紹

雙向鋼軌精整液壓機主要用于高錳鋼系列鋼軌精整，矯直轍叉軌底面、頂面平面度及工作邊直線度也適用于冷矯各種長形板塊、型鋼、細長軸類件。雙向鋼軌精整液壓機使用條件見表1，主要技術參數見表2。

1機器結構形式和功能

⑴雙向鋼軌精整液壓機由主機、液壓傳動系統、移動工作臺送料系統、冷卻系統、潤滑系統和電氣控制系統組成，見圖1、圖2。⑵雙向鋼軌精整液壓機的操作方式設有調整、手動、半自動三種操作方式，操作方式由轉換開關進行選擇，按鈕集中控制。⑶移動工作臺的操作方式設有調整、手動兩種操作方式，操作方式由轉換開關進行選擇，按鈕集中控制。⑷雙向鋼軌精整液壓機本體機身為水平C形整體機身和三梁四柱式機身相結合結構形式，水平C形整體機身同時也是三梁四柱式機身的底座，主要構件為鋼板焊接結構。⑸垂直滑塊為上傳動單缸加壓結構形式，油缸為活塞式油缸。⑹水平滑塊為水平傳動單缸加壓結構形式，油缸為活塞式油缸，滑塊導向為45°平面導軌導向，水平滑塊設有快速缸，具有快速前進功能。⑺液壓系統主控制系統采用二通插裝閥集成系統。⑻垂直滑塊主油缸采用活塞式油缸。⑼水平滑塊主油缸采用活塞式油缸，快速缸采用柱塞式油缸。⑽雙向鋼軌精整液壓機帶有移動工作臺，移動工作臺左右移出，可自動移送50米長鋼軌。⑾動力系統和電氣箱放置在地面上，操作箱放置在機器右前部。⑿移動按鈕站設有雙手操作按鈕，液壓系統設有過載保護裝置和液壓安全支撐保險回路。⒀液壓系統設有油位指示、油液冷卻和過濾系統，油液冷卻選用工業空調制冷。⒁滑塊導軌潤滑采用稀油集中潤滑，自動潤滑器設有故障報警裝置。⒂液壓系統中關鍵部位設有壓力檢測點，通過壓力檢測點可以快速診斷液壓機出現的故障，監測液壓機的工作狀態。⒃垂直滑塊的壓力控制采用壓力傳感器控制，可實現數字顯示和控制。調壓元件采用比例閥和遠控調壓閥調控，壓力在觸摸屏上顯示和設定，調壓范圍為公稱壓力的15％～100％。⒄水平滑塊的壓力控制采用壓力傳感器控制，可實現數字顯示和控制。調壓元件采用比例閥和遠控調壓閥調控，壓力在觸摸屏上顯示和設定，調壓范圍為公稱壓力的15％～100％。⒅垂直滑塊和水平滑塊行程可數字顯示和控制，行程檢測采用數字量磁柵尺位移傳感器來控制，控制精度高。移動工作臺⑴雙向鋼軌精整液壓機帶有左右移動式工作臺，移動工作臺臺體為鋼板焊接結構，焊接采用CO2氣體保護焊，焊后時效處理。移動工作臺臺體承受模具和工件重量及工作載荷，并把工作載荷傳遞到機身底座上。⑵移動工作臺采用變頻器減速機齒輪傳動實現，并可變頻調速。剛性擋塊和行程開關兩端限位，液壓油缸使移動工作臺浮起和落下；移動工作臺中設有三組工件頂起缸，頂起缸為柱塞式油缸；為防止移動工作臺上平面磕碰和砸傷，移動工作臺上平面鑲嵌安裝有一層淬火鋼板；移動工作臺和主機動作互鎖。⑶移動工作臺裝有16個浮動車輪，液壓油缸推動浮動車輪使移動工作臺浮起和落下；內部裝有驅動裝置，本機移動工作臺裝置采用“三合一”減速機齒輪驅動裝置驅動，變頻器使電動機變頻調速，動作平穩可靠。⑷移動工作臺采用電纜線拖鏈拖動防護。液壓傳動和控制系統液壓傳動和控制系統主要由泵、閥塊、充液閥、冷卻過濾系統、壓力顯示和控制系統，管路等組成，借助于電氣系統的控制，完成液壓機各種動作的控制。⑴動力系統。1)液壓系統中的主油泵采用手動變量柱塞泵和定量葉片泵，此泵結構先進，性能優越。垂直油缸和水平油缸采用相同的泵組供油。2)液壓系統中閥塊采用二通插裝閥塊，高度集成，減少管路。二通插裝閥具有結構緊湊、響應快、內泄小、動作靈敏可靠、流量大、抗污染能力強、使用維護方便、壽命長等優點。3)雙向鋼軌精整液壓機移動工作臺上所用油泵采用軸向柱塞泵。⑵充液閥。垂直油缸和水平油缸所用充液閥選用常閉式充液閥，此閥為標準產品，性能優良可靠。⑶冷卻過濾系統。液壓系統中設有工業空調，用以保持系統的清潔度和保持油液溫度在液壓系統允許的溫度范圍內。⑷管路。液壓系統高壓管路采用法蘭連接，防止管路泄漏，管路安裝時要進行酸洗、鈍化處理。⑸油箱。油箱為鋼板焊接結構，其上安裝有油位指示計，油箱安裝時要進行酸洗、鈍化和防銹處理。⑹壓力顯示裝置。主系統壓力顯示采用壓力表顯示和數字顯示，由壓力傳感器采集的信號在觸摸屏上顯示，輔助系統壓力顯示采用耐振壓力表顯示，壓力傳感器選用進口件。電氣控制系統⑴電氣控制箱內設置有照明燈和通風換氣裝置，電氣控制箱具有良好的密封性，能有效的防止灰塵侵入。電氣控制系統分為動力系統和控制系統兩部分。⑵動力系統包括控制總電源，各個電動機的啟停及保護開關等。電動機采用降壓啟動，電源采用三相四線制，AC380V，50Hz。⑶控制系統包括控制箱、主操作臺和移動操作臺?？刂葡浒惭bPLC可編程控制系統，可完成對該機全部動作的控制；主操作臺可完成該機的全部動作的操作，設有液壓機各部分動作的操作按鈕，具備功能轉換開關、觸摸屏、各個電機的啟停按鈕、各部分的報警、監視指示燈等；移動操作臺上有雙手壓制按鈕，回程和急停按鈕以及有電指示燈。⑷控制裝置采用PLC可編程序控制器控制；顯示裝置采用觸摸屏顯示，觸摸屏安裝在主操作臺上；位移控制裝置采用光電編碼器控制水平滑塊和垂直滑塊行程，由光電編碼器采集信號，PLC處理，在觸摸屏上數字顯示位移和速度，并可控制位移；操作方式有調整、手動、半自動三種操作方式；控制方式有定壓壓制和定程壓制兩種方式。

2潤滑系統

水平滑塊和垂直滑塊采用各自獨立的潤滑系統，采用稀油集中潤滑，保證各運動部件之間潤滑。

二、雙向鋼軌精整液壓機精整描述

為實現同時對鋼軌高度方向和水平線性方向進行精整目的，根據雙向鋼軌精整液壓機包括機身、移動工作臺以及安裝在機身上的液壓缸的結構特性，從設備結構、校準原理、精度關鍵與快速空進四個方面描述。

1設備結構

垂直液壓缸的輸出端安裝有垂直壓頭，水平液壓缸的輸出端安裝有水平壓頭；工作臺砧板上具有與鋼軌寬度一致的工作槽，工作槽的底部安裝有頂起缸；垂直液壓缸的豎直中心線與工作槽寬度中心線重合，水平液壓缸的水平中心線與工作槽高度中心線重合；頂起缸的缸頭寬度小于工作槽的寬度；垂直液壓缸的外端還設有垂直液壓缸導向機構，水平液壓缸的外端還設有水平液壓缸導向機構。

2校準原理

鋼軌放在移動工作臺上的工作槽中，頂起缸處于退回狀態，垂直油缸帶動垂直壓頭對鋼軌施加壓力進行高度方向上的矯直，水平油缸帶動水平壓頭對鋼軌施加壓力進行水平線性方向的矯直；當工件壓制完成時，水平油缸和垂直油缸處于退回狀態，頂起缸把工件頂起，便于工件的下料；垂直液壓缸導向機構和水平液壓缸導向機構分別對垂直液壓缸和水平液壓缸進行導向，導向精度高，保證了鋼軌的矯正精度。

3精度關鍵

利用導向機構避免了活塞桿在伸縮過程中產生變形，提高了液壓缸的導向精度、使用壽命以及雙向鋼軌精整液壓機的精整精度。

4快速空進

充液箱在空程快進時對水平液壓缸和垂直液壓缸進行快速充油，達到快速空進的目的；泵站在加壓工進時對水平液壓缸和垂直液壓缸進行充油，達到高壓工進的目的。

三、設備試制精度

根據TB/T3276-2011《高速鐵路用鋼軌》標準的要求，鋼軌平直度和扭曲允許偏差要求見表3。對現場試制工件進行檢測，工件的平直度和扭曲完全在TB/T3276-2011《高速鐵路用鋼軌》標準的要求范圍內，產品合格。

四、結束語

本公司研發的雙向鋼軌精整液壓機具有雙向精整功能，可以一次上料，同時對鋼軌進行水平線性方向和高度方向的矯直，把握精度關鍵和快速空進，與傳統矯直設備相比，生產效率提高了40%，工件合格率提高了15%，保證了工件質量。

作者:尋寶明 馬超群 王磊 張婭莉 單位:江蘇省徐州鍛壓機床廠集團有限公司 中國礦業大學