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移动上砂小车在动车组列车与机车整备作业中的应用研究

丁莉

(铁道第三勘察设计院集团有限公司机械环工处，天津300142)

摘要:针对整备加砂作业中存在的高污染、大强度、低效率的问题，将气力输送技术与电动驾驶小车技术相结合，研究移动加砂工艺、移动上砂小车，及其在动车组列车和机车加砂作业中的应用，实现室内狭小空间安全、环保、高效的连续加砂作业，可完全替代原始的人工推小车加砂作业。

关键词:移动上砂小车;整备加砂作业;移动加砂工艺;动车组;应用

1概述

整备加砂作业起始于普速客货运机车，机车在牵引过程中为保证安全减速制动需要撒砂系统向轮轨间撒砂以增加阻力，因此，机车回段首要的整备作业是将砂箱充满。早期的机车加砂作业由于运量不大机车较少，机车在入段(走行)线，或人工推着小车加砂，或采用压力输送到高位自流加砂，受上砂效率影响人工加砂对集中到达的机车入段影响较大，受砂型(黄砂)规格影响压力输送设备磨损严重。随着高速铁路和客货运量的快速发展，铁路客运动车组进入了快速递增，普速客货运机车进入更新换代的发展阶段，与之匹配的砂型更换为成品砂。对于朝发夕至的客运动车组晚间集中入动车段(所)检查库整列进行加砂整备，对于客货运机车一个交路长度即入机务(折返)段整备场(棚内)加砂整备，整备后即出段担当下一个交路，高频率大作业量的加砂整备需求，以及成品砂的使用，有必要研制新的加砂设备［1］。

2009年铁道第三勘察设计院与湖北远程科技有限公司联合，将气力输送技术与电动驾驶小车相结合，研究移动式加砂新设备，并于2010年开始广泛地应用于客运动车组的整备作业中，2011年通过改进结构应用于客货运机车的整备作业中，完成了从初级的人工加砂到机械化的移动上砂小车加砂的跨越。目前新的自动输送系统加砂正在研制中。

2目前整备加砂工艺需求

(1)加砂作业需求

客运动车组的整备加砂作业要求整列动车组进检查库后，在检查台位两侧按编组不解体顺序进行加砂作业，加砂作业在作业平台的下面，加砂作业移动范围为整列动车组长度，加砂作业集中在夜间与保洁、检查等作业同步。根据作业要求若有清理砂箱(吸砂)作业应在加砂作业之前。

客货运机车的整备加砂作业要求机车进入整备棚后，在整备台位两侧顺序进行加砂作业，加砂作业在作业平台的下面，加砂作业移动范围为机车长度，加砂作业要求随机车入段既加既走出段且与整备、检查等作业同步。根据作业要求若有清理砂箱(吸砂)作业应在加砂作业之前［2］。

(2)库(棚)内布局要求(图1、图2)

动车组检查库:根据停车线数不同一般设计要求库长按16辆编组，库宽按线间距7.0～8.5m。

机车整备棚:根据整备线数不同、机型不同一般设计要求棚长大于机车长度，棚宽按机型不同线间距6.0～7.5m。

每条停车(整备)线两侧设置三层整备作业平台，上砂小车位于一层地面且穿梭于平台立柱之间，受空间限制上砂小车应满足机动灵活、小尺寸、小转弯的使用要求。

图1动车组检查库剖面(单位:mm)

图2机车整备棚剖面(单位:mm)

3目前整备加砂工艺(作业)存在的问题

多年来由于技术滞后，大部分机务(折返)段由于管道磨损严重，致使压力输送加砂设备长期放置无法使用，加砂作业始终采用人工加砂作业，灰尘大污染环境，有害灰尘伤害人体健康，劳动强度大作业效率低，而动车组砂箱体积小但数量多，机车砂箱体积大数量少，采用原始的人工加砂作业很难适应目前这种大编组动车组和机车高频度加砂需求。

4移动上砂小车加砂工艺研究

4.1气力输送的基本原理

气力输送的基本原理是根据物料的特性，通过气流与物料混合达到一定的比例，将物料在密闭的管道中按照一定的走向送到指定的砂箱(罐)中。气力输送分为正压输送和负压输送两大类。

正压输送:是气力输送系统的最基本形式，利用系统起点的风机，将高于大气压的压缩空气通入输送系统，物料定量送入高速运行的气流中，在气流的带动下，物料到达输送系统终点，经过滤后空气与物料分离排入大气中。

负压输送:利用输送系统终点的风机抽吸系统内的空气，在系统中形成低于大气压的负压气流，物料与空气一起从吸嘴进入系统内并随气流到达终点，经过滤分离将空气排入大气中［3］。

4.2气力输送装置的要求

若满足动车组或机车库(棚)内补砂、加砂、卸砂的要求，气力输送装置应具备如下特点:

(1)物料应在密闭管道内输送，粉尘应有回收装置;

(2)气控系统可随补砂、加砂、卸砂功能调整［4］;

(3)加砂系统、砂枪可随机型不同、加砂量不同定型匹配［5］;

(4)加砂软管可适应不同高度和距离的砂箱口加砂。

4.3电动驾驶小车的要求

为满足动车组及机车整备作业要求，移动小车应具备如下特点:

(1)车身自重应与承载加砂系统相匹配，转弯半径小，外形尺寸、外观颜色应与使用环境相匹配;

(2)大容量铅酸电池系统，动力强劲，使