薛如慈 陈辉 张弛 王昊

摘要：液压起复机具是铁路机车车辆脱轨救援的重要设备，具有承载力高、操作方便、结构紧凑的特点，本论述介绍了液压起复机具的组成和工作原理，提出了液压起复机具液压系统优化设计方案，进行了详细分析，给出了液压起复机具液压系统使用建议，为铁路机车车辆快速、安全、有效的实施救援提供参考。

关键词：机车车辆;液压起复机具;液压系统;优化

中图分类号：U294.27文献标志码：A

铁路运输中，安全是重中之重。因此对于铁路运输中因超速、碰撞、线路质量等原因引发的脱轨问题必须进行及时的有效处理，以尽快恢复正常运输生产秩序。目前常用的复轨方法有顶复法、吊复法和拉复法。顶复法采用液压起复机具通过顶升、横移、落位的动作完成复轨作业，因具有复轨距离大、操作简便、设备易运输等特点而应用广泛。吊复法采用起重机、吊具和索具等将事故车吊起实现复轨，需要使用专门的大型起重设备，不适合用于隧道、橋梁等不易实施作业的环境。拉复法采用复轨器、逼轨器或借助线路设备的自然条件，沿线路方向牵引实现复轨，也是原线开通法的一种，拉复法救援设备简单，但不适用于线路损坏严重或脱轨列车倾斜严重的场合。近年来，在常见的脱轨事故进行救援工作中，起重机几乎己经完全被起复机具取代;在大事故、特别重大事故中，起重机与起复机具共同使用，发挥各自优势。

1液压起复机具的组成及工作原理

液压起复机具主要由支承部分、液压泵站、顶升和横移系统组成，具体如图1所示。

其中，支承部分主要由横移梁和垫梁组成，横移梁用于放置横移小车和顶升油缸，也是横移小车移动的主要工作面，横移梁有长横移梁和短横移梁，事故车脱轨后顶复点距轨面大于540 mm时选用长横移梁，反之则选用短横移梁;液压泵站由电动机、液压泵、控制阀组件组成，是整个液压系统的动力源和控制操作部分，为液压起复机具液压系统提供液压油，实现液压系统的动作控制;顶升和横移系统由顶升油缸、横移油缸、横移小车、旋柄式卡座组成，可实现脱轨机车车辆的顶升和横移，完成机车车辆的复轨作业。

机车车辆脱轨后，首先需要完成液压起复机具的现场组装：轨道中间放置垫梁，将横移梁放置在轨道和垫梁上方，横移小车（含横移油缸）放置在横移梁上面，并将横移小车上的防溜车装置对准防溜孔，防止横移小车移动，使用销轴将横移油缸较链与旋柄式卡座相连，将顶升油缸放置在横移小车上，顶升油缸上放置油缸镐帽。完成组装后，操作控制阀组件进行起复作业：操作控制顶升油缸的换向阀，使顶升油缸伸出，顶起脱轨车体，当脱轨机车车辆轮缘高于轨面20 mm以上时，停止顶升作业;操作控制横移油缸的换向阀，使横移油缸活塞杆伸出，推动旋柄式卡座向前移动，当旋柄式卡座落入横移梁上的方孔后，操作换向阀，使横移油缸反向进油，拉动横移油缸範体及横移小车向前移动，重复作业，直至脱轨车轮对正基本轨，完成横移作业;操作顶升油缸换向阀，使顶升油缸在车体自重作用下缓慢下降，完成落位作业。

2液压起复机具液压系统优化设计及分析

液压起复机具液压系统是液压起复机具实施“顶升—横移—落位”作业的动作执行系统，如何使液压系统的设计更合理、更安全，是保障铁路救援的关键。结合液压起复机具实现的功能及使用要求，进行了液压起复机系统优化设计，具体如图2所示。

液压起复机具液压系统工作过程：（1）顶升作业：启动电动机，液压泵站13为液压系统供油，调压阀11调整系统油液压力，操作换向阀5手柄，使油液经换向阀5左位进入双向液压锁6，然后进入三级顶升油缸8下腔，三级顶升油缸8进油后逐级伸出，当升至合适位置后，操作换向阀5手柄，保持车体顶升;⑵横移作业：操作换向阀10手柄，使油液经换向阀10左位进入横移油缸9无杆腔，横移油缸9活塞杆向外伸出，推动旋柄式卡座向前移动设定距离，随后，操作换向阀10，使油液经换向阀10右位进入横移油缸9有杆腔，横移油缸9缸体向前移动，带动与之相连的横移小车向前移动，反复操作带动车体移动至合适位置后，操作换向阀10手柄，保持横移油缸不再移动;（3）落位：操作换向阀5手柄，使油液经换向阀5右位进入双向液压锁6，然后进入三级顶升油缸8上腔，三级顶升油缸8逐级下降，直至车轮接触轨面，完成础作业。

在液压起复机具液压系统中，主要从提高救援效率和使用安全性方面考虑，进行了以下优化设计：

（1）液压泵出油口增加单向阀。在液压泵站的液压泵出油口增加一个单向阀，可有效防止因系统异常而引发的油液逆向回流问题，同时防止拆卸油管时，发生油液泄漏和系统内部进入空气的问题。单向阀因进出油口压力差而发生反向关闭的特性，还可以使液压系统实现短时间保压，避免因液压泵站故障或系统压力异常发生油缸运动进而导致事故发生。

（2）采用先导式溢流阀卸荷回路。在液压系统中，采用先导式溢流阀和二位二通手动换向阀组成卸荷回路，实现液压系统的安全保护和液压泵的卸荷功能。通过二位二通手动换向阀不同工作位置的选择，可以使先导式溢流阀在液压系统正常工作时实现安全保护的作用，在系统暂不供油时实现液压泵的卸荷。先导式溢流阀的恒定压力性能优于直动式溢流阀，这种卸荷回路卸荷压力小，切换时较平稳。

（3）选用无弹簧定位型手动换向阀。换向阀是液压起复机具的主要操作阀件，其性能好坏直接影响液压系统的控制性和安全性。考虑到液压起复机具操作中，需同步进行观察、操作，因而选用手动换向阀。换向阀还应具有操作顺畅、工作位准确、工作位锁定等性能，因此选用无弹簧定位型手动换向阀，确保换向阀换位顺畅，且换位后能保持在当前工作位，直至下_次的操作，保证液压系统安全运行。

（4）顶升系统增加双向液压锁。双向液压锁是由两个液控单向阀组合而成，具有可靠的保压性能。顶升系统主要是进行车体顶升作业，顶升后需保持顶升状态进行横移作业，要求顶升油缸具有较高的承载力且能保持一段时间，因此在顶升系统中增加双向液压锁，可以为顶升油缸的保压过程提供安全保障。同时，在液压系统发生油液泄漏、爆管等异常情况时，由于系统压力急剧下降，双向液压锁出口压力大于进口压力，产生闭锁，可以保障顶升油缸和横移油缸短时间内不会发生突然回缩问题，避免发生车体倾覆事故。

（5）顶升油缸增加安全阀。在顶升油缸上连接一个溢流阀作为安全阀，对顶升油缸起到限压保护作用，当系统压力过大时，该溢流阀会因压力超限自动打开泄压，保护液压系统中的各元件，避免引发意外事故。

3液压起复机具液压系统使用建议

液压起复机具主要用于脱轨机车车辆的救援作业，由于列车脱轨现场情况复杂，使用环境各有不同，液压系统有其自身使用特点，因此在液压起复机具使用中应注意按照相关要求使用，以免引起液壓系统故障，无法顺利完成救援作业。

在液压起复机具液压系统使用中，应做好使用维护和定期维护。使用维护是指在液压起复机具液压系统使用中，需观察液位计指示情况检查液压泵站储油量，操作控制阀组件手柄检查控制阀是否能顺畅操作，观察压力表示数检查液压泵站工作情况及阀件、系统是否存在漏油情况，及时扣合油管防尘帽防止污染油管及液压油。定期维护是指依据液压系统各部件特点进行定期检查维护：定期紧固液压缸、阀件、油管中的连接件，至少每月紧固一次;定期观察液压油油量、颜色、气味，检查液压油是否变质或混入空气，及时进行油箱清洗和液压油更换;观察是否存在泄漏，定期更换密封件，密封件的使用寿命一般为一年半左右;定期清洁液压泵、油缸、阀件、油箱、油管接头的灰尘污物，液压阀应每隔一年清洗一次，液压缸每隔五年清洗一次，油箱每隔12-18个月清洗一次，液压管道每隔一年清洗一次，清洗时应同时更换密封件;定期清洗或更换过滤器滤芯，需根据过滤器具体使用条件制订清洗或更换周期。

液压起复机具是铁路救援中的重要设备，其性能的优劣直接影响救援效率与安全性。本论述在现有液压起复机具液压系统的基础上，从提高液压起复机具的救援效率和使用安全性角度，对液压系统进行了优化设计，通过在液压泵站中增加单向阀、采用先导式溢流阀卸荷回路的方式提高液压泵站的安全性和使用效率，采用无弹簧定位型手动换向阀使液压系统换向工作更加可靠，顶升系统增加双向液压锁和安全阀保障顶升作业安全可靠，提高了液压起复机具的适用性、安全性和可操作性，对于提升我国铁路救援装备有着重要意义。

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