2019年,農(nóng)村一小伙發(fā)明了一款智能立桿車,這款神器不僅力大無窮,能輕松吸取數(shù)噸的重物,還極大地提高了我國鐵路的建設(shè)速度,那么這款神器究竟有何神奇之處?它又能幫我們解決哪些難題呢?
我國高鐵雖然比發(fā)達(dá)國家起步較晚,但經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展,已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位,我國高鐵能取得今天這樣的成就,離不開奮斗在基層的工作人員,尤其是在整個(gè)高鐵建設(shè)過程中會(huì)遇到各種各樣的難題,底層的工作人員卻憑借著自己的智慧,一次次地克服了各種難關(guān)。
劉桐就是一名鐵路干線的基層工作人員,在與鐵路打交道的過程中,他萌發(fā)了一個(gè)大膽的想法,發(fā)明一款快捷安裝鐵路支柱的機(jī)器,從而替代傳統(tǒng)的安裝方式。
確定了目標(biāo)后,年僅26歲的小劉便開始長期思索這個(gè)問題,經(jīng)過一年多的努力,終于研制出了一款智能立桿車。
一經(jīng)研制成功,便得到了施工隊(duì)的認(rèn)可,并開始大量投入使用,大大加快了京張鐵路的建設(shè)進(jìn)程,而談起小劉發(fā)明這款機(jī)器的原因,還要從京張鐵路的建設(shè)說起。
鐵路在建設(shè)過程中,鐵路兩側(cè)的支柱對整個(gè)高鐵運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用,不過讓工人頭疼的是,這些支柱的安裝是一件非常繁瑣的事情。
由于一些地區(qū)的地理環(huán)境比較惡劣,為了提高支柱的耐用性能,鐵路上所用的支柱一般是H型支柱,支柱上涂有厚厚的鍍鋅層,用以抵御風(fēng)沙雨雪的侵蝕。
在支柱的實(shí)際安裝中,起重機(jī)會(huì)通過繩索將支柱吊起,然后再將吊起的支柱準(zhǔn)確地與地面六個(gè)螺栓進(jìn)行對接。
別看整個(gè)操作非常簡單,其實(shí)對技術(shù)的要求水準(zhǔn)極高,支柱在吊起過程中不能出現(xiàn)任何的歪斜和偏移。
為了能使支柱抵御風(fēng)沙的腐蝕,延長支柱的使用壽命,吊機(jī)的繩索不能損傷支柱表面的鍍鋅層,支柱在立起的過程中,支柱的底部很容易與地面發(fā)生摩擦,所以起吊過程必須小心翼翼。
最后是支柱與螺栓的對接,也是整個(gè)安裝中最麻煩的一步,不僅需要吊車司機(jī)在一旁操控機(jī)器,還需要另外兩名工人對支柱進(jìn)行校正對接,對接過程中不能出現(xiàn)絲毫的誤差,否則就很難對接成功。
這種傳統(tǒng)的支柱安裝方式不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且還會(huì)對支柱造成損壞,那么能否發(fā)明出一種既能保證支柱不受損傷,又能方便快捷安裝支柱的機(jī)器呢?
有了這個(gè)想法,小劉決定嘗試一下,為了防止吊車?yán)K索損傷支柱的鍍鋅層,就需要采用其他的起重方式取代繩索。
小劉最初想到了機(jī)械手,通過機(jī)械手夾住支柱進(jìn)行立桿作業(yè),后來他用金屬桿替代支柱進(jìn)行模擬測試,但測試結(jié)果并不理想,由于機(jī)械手的力道很難控制,還是會(huì)對金屬桿的表面造成損傷,看來這種方法是行不通了,這也成為了困擾小劉的一個(gè)難題。
直到有一天,小劉來到車間里,看到一位正在工作的師傅在用電磁鐵吊起零件,小劉突然靈光一現(xiàn),如果用電磁鐵吊起立柱,是否就能減小繩索對支柱的損傷了呢?
為了驗(yàn)證這個(gè)猜想,于是小劉取來一塊鍍鋅層的鋼板,準(zhǔn)備用電磁鐵對其進(jìn)行測試。
由于鋼板的鍍鋅層較薄,稍有不慎就會(huì)造成損傷,在吊起過程中,為了測試電磁鐵對鍍鋅層的影響,小劉還特意用力晃動(dòng)了一下。
經(jīng)過一番搖晃后,鋼板的表面只有輕微的劃痕,并不會(huì)對鍍鋅層造成實(shí)際的損傷,于是小劉確定了這種方法可行。
在確定了支柱用電磁鐵起重后,接下來的設(shè)計(jì)過程就順利很多了,很快一臺智能立桿車便呈現(xiàn)在人們眼前。
智能立桿車采用的是門架型結(jié)構(gòu),機(jī)器在工作時(shí)首先會(huì)由電磁鐵吸附H型支柱,隨后四根液壓柱開始上升,升到一定高度后,中間的桁架橫梁開始旋轉(zhuǎn),然后經(jīng)過旋轉(zhuǎn)將支柱垂直于地面,最后四根液壓柱下降,并將支柱與地面上的螺栓進(jìn)行對接,整個(gè)過程非常方便快捷,而且還不會(huì)對支柱造成損傷,那么它的實(shí)際效果如何呢?
小劉迫不及待地開始對智能立桿車做起了測試,為了測試電磁鐵的吸附力,小劉先找來了幾個(gè)重量為40公斤的鐵墩,然后開始操控機(jī)器給電磁鐵通電,兩個(gè)鐵墩瞬間被機(jī)器吸起,隨后智能立桿車開始做各種動(dòng)作,但兩塊鐵墩絲毫沒有掉落的意思,可見電磁鐵的吸力還是可以的。
接下來的挑戰(zhàn)難度將要升級了,為了確保電磁鐵有足夠的吸力,這次吸起的鐵墩為四個(gè),重量也就是160公斤,經(jīng)過對機(jī)器的一番操作,鐵墩依舊被牢牢吸附在電磁鐵上。
接下來難度再次升級,這次吸附的是一個(gè)六邊形的工件,重量約為200公斤,工件再次被吸了起來,并成功完成了各種動(dòng)作。
連續(xù)的測試順利也讓小劉心情大增,小劉決定拿一塊H型鋼柱練練手,隨著測試的進(jìn)行,小劉對機(jī)器的操作也越來越熟練,只見H型鋼柱再次被電磁鐵牢牢吸住,并開始上升旋轉(zhuǎn),然而就在這時(shí)意外發(fā)生了,H型鋼柱突然從電磁鐵上重重摔了下來,這次測試最終以失敗告終。
經(jīng)過一番調(diào)查,小劉找到了意外發(fā)生的原因,原來是機(jī)器的發(fā)電機(jī)出現(xiàn)了故障,導(dǎo)致電磁鐵突然斷電,沒有了吸力。
雖然只是一次小失敗,但對小劉來說卻不容小覷,因?yàn)橐粋€(gè)輕微的失誤都有可能造成無法挽回的后果,尤其是鐵路上支柱數(shù)量足有上萬根,只要出現(xiàn)一次發(fā)電機(jī)故障,那么鐵路在建設(shè)過程中出現(xiàn)安全隱患都是難以估量的,因此立桿車的設(shè)計(jì)不允許出現(xiàn)任何差池。
經(jīng)歷了這次失敗,小劉開始尋找解決辦法,如何才能防止機(jī)器在工作過程中不出現(xiàn)斷電現(xiàn)象呢?
思考了許久,小劉一直沒有頭緒,直到有一次在查找資料時(shí),他又有了新的靈感,可以采用電永磁鐵取代電磁鐵。
這種磁鐵有一個(gè)特點(diǎn),那就是這種磁鐵一旦通電就會(huì)變成永磁材料,不需要機(jī)器對其持續(xù)供電,即使斷電了它的磁性也不會(huì)消失,除非有人為干預(yù)。
經(jīng)過了一系列的測試后,小劉開始將這種電永磁鐵用在了立桿車上,為了測試電永磁鐵的磁性,小劉再次用立桿車將H型鋼柱吸起,并將機(jī)器進(jìn)行斷電。
這次測試很成功,即使斷電后也沒出現(xiàn)上次的情況,但要證明這種方法可行,還要測試一下電永磁鐵在斷電情況下是否能吸起鋼柱維持一夜的時(shí)間,小劉在周圍拉起了警戒線,惴惴不安地等待著第二天的到來。
很快一夜過去了,鋼柱仍被電用磁鐵牢牢吸附在表面上,測試到此也證明了這種方式可行。
接下來是電永磁鐵的磁力測試,在實(shí)際的鐵路作業(yè)中,支柱的重量能達(dá)到15噸,因此電永磁鐵必須要有足夠的吸力。
小劉找來一個(gè)重達(dá)800公斤的挖斗,結(jié)果還沒吊起多久,挖斗就重重地掉在了地上,這次測試說明電永磁鐵的磁性還有待改進(jìn)。
為此,小劉經(jīng)過研究決定將電永磁鐵的整塊磁鐵改成小塊磁鐵,如此一來能使磁鐵的磁性更均勻,其次是增加每塊磁鐵的線圈數(shù)量,從而在很大程度上提高磁鐵的磁力。
經(jīng)過一番改進(jìn)后,小劉準(zhǔn)備再次對立桿車進(jìn)行測試,這次的測試相當(dāng)成功,不僅能夠成功吊起挖斗,還將挖斗做出各種旋轉(zhuǎn)動(dòng)作,整個(gè)過程非常穩(wěn)定。
最后要進(jìn)行的就是實(shí)戰(zhàn)環(huán)節(jié)了,小劉開著智能立桿車來到了京張鐵路的施工現(xiàn)場,開始按照以往的操作流程將支柱吊起,然后升高、旋轉(zhuǎn)、對接,整個(gè)安裝一氣呵成,用時(shí)比以往快了幾倍,大大縮短了工作時(shí)間。
而且,用智能立桿車安裝的支柱,表面還沒有任何鍍鋅層磨損的情況,對立桿車安裝的支柱進(jìn)行檢測,結(jié)果各種指標(biāo)都滿足了安裝標(biāo)準(zhǔn),智能立桿車的研制終于宣告成功。
后來,小劉的發(fā)明被廣泛應(yīng)用在鐵路建設(shè)中,有了智能立桿車,整個(gè)京張鐵路的建設(shè)效率也得到了極大的提高。
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