タンピングマシン
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タンピングマシンまたはバラストタンパーは、非公式には単にタンパーと呼ばれ、持ち上げライニングユニット（またはクランプ）を使用して線路（レールと接続された枕木）を非常に正確に配置し、機械化された一群の歯を使用して鉄道線路の下にバラストを詰める（またはタンピングする）ことで新しい位置を安定させるために使用される自走式のレール搭載型機械です。[ 1 ]
機械式タンパーが導入される前は、この作業はビーターを用いた手作業で行われていました。コンクリート枕木は重量が重く（通常250kg以上）、手で持ち上げることができないため、タンピングマシンはより高速、正確、効率的、そして労働集約的ではないという利点があるだけでなく、タンピングマシンの使用には不可欠です。
最も基本的な初期のタンピングマシンは、バラストを詰めるだけだった。ほぼすべての現代のマシンは、乗客と貨物の乗り心地を向上させ、通過する列車によってレールにかかる機械的負担を軽減するために、レールのアライメントを修正して平行かつ水平にする。これは、通過する列車の重みや凍結作用によって沈み込み、線路のたわみを引き起こしている枕木の場所を見つけることによって行われる。タンパーは各枕木とレールを持ち上げて、その下にバラストを詰める。[ 2 ]枕木を再び敷くと、たわんでいたレールは適切なレベルに置かれる。タンピングとアライメントを1台のマシンに統合することで、線路上で1台のマシンを走らせるだけで両方の機能を実行できるため、時間と費用を節約できる。
タンパーは、セクション クルーの一員として、 バラスト レギュレーターと連携して作業することがよくあります。
歴史
鉄道黎明期には、バラストのメンテナンスは手作業で行われ、ガンディダンサーがシャベルとビーターを使ってバラストを移動、清掃、圧縮していました。レールは大型のトラックジャッキで持ち上げられ、作業員が作業できるようにされていました。[ 2 ]この作業には非常に長い時間がかかり、人為的なミスも発生しやすいものでした。
1930年代から、タンピング用の自動工具が開発され、使用されるようになりましたが、依然として手作業で操作する必要がありました。その後数十年にわたり、レール上を走行する専用機械を用いたタンピングマシンが開発され、工程が自動化されました。[ 2 ]
近年では、タンピング機能に加え、ライニングやレールの持ち上げといった追加機能を備えた大型のタンピングマシンが開発されています。これらは北米ではプロダクションタンパーと呼ばれています。[ 2 ]
種類
タンパーマシンには、その目的に応じてさまざまな種類があります。
- プレーンラインタンピングマシン: ポイントやその他の複雑な線路構造がない線路セクションで使用され、一般的に生産マシンと呼ばれ、移動するタンピングヘッド位置を備えています。
- スイッチタンピングマシン: スイッチ、踏切、その他の複雑な線路構造をタンピングするために使用され、必要に応じてヘッドを分離できる可動タンピングヘッドを備えています。
タンピングプロセス
あらゆる種類のタンパーからのタンピングプロセスは、以下の基本的なステップで構成されています。[ 2 ]
- 昇降ライニングユニットは、タンピングユニットの下のレールと枕木を所定の垂直位置と水平位置に移動します。この段階では、昇降ライニングユニットが軌道を所定の位置に保持している間のみ、レールと枕木が所定の位置に維持されます。
- タンピングユニットは、振動・揺動するタイン（最適周波数42Hz）を、枕木両側のバラストにレールと平行に打ち込み、所定の圧入深さに達するまで押し込みます。このタインが高速で振動・揺動することで、バラストが液状化し、タインを容易に挿入できるようになります。
- 振動する歯は枕木の下で押し合わされ、吊り上げライニングユニットによって所定の位置に保持されている枕木の下にバラストを詰め込み、吊り上げライニングユニットによって解放されたときに枕木が所定の位置を保持するようにします。
- タンピングユニットはレール上端よりわずかに上の休止位置まで後退します。線路とまくらぎは、昇降ライニングユニットによって解放され、工程の前段階でバラストが修正されたことで、その位置を維持します。
- タンピングマシンは次の枕木に移動し、新しいサイクルを開始します。
標準的な配置
タンピング マシンの基本的な原理と機能は、メーカーに関係なく同じですが、デザインにわずかな違いがあるだけです。
ドライブ
履帯式掘削機の大部分はディーゼルエンジンで駆動されます。このエンジンは、油圧回路またはカルダンシャフトを介して駆動輪に動力を供給し、作業現場への移動や作業現場周辺の走行を可能にします。また、このエンジンは油圧ポンプを駆動し、様々な工具に動力を供給します。
リフティングライニングユニット
タンピングマシンのリフティングライニングユニット（クランプ）は、バラストを突き固めながら、軌道を持ち上げて正しい位置に保持します。この作業には、すべてのタイプのユニットで以下のコンポーネントが必要です。
- シャーシ
- 通常は長方形で、レールの上を走るための4つの車輪が付いています。
- リフティングシリンダー
- ユニットをメインマシンシャーシに接続し、ユニットがトラックを垂直に持ち上げることができるように、両側に1つのシリンダーがあります。
- ライニングシリンダー
- ユニットシャーシとメインマシンシャーシの間にある2つの水平シリンダーは、トラックを水平に押したり引いたりするために使用されます。
- クランプまたは「フック」アセンブリ
- これらは通常各レールの外側にあり、油圧シリンダーを使用してレールヘッドの側面をクランプし、持ち上げとライニングを開始する前にユニットシャーシにロックします。
ライニングユニットは通常、油圧式の長さ調整可能なトレーリングアームを介してメインマシンシャーシに固定されます。このアームは調整可能なため、ユニットは絶縁ジョイントや電線などの小さな障害物を避けて移動できます。
参照システム
軌道形状の正確性を保証するために、ほとんどのタンピング マシンでは光学システムを使用して、通常 A、B、C で示されるマシンの 3 点の相対位置を決定します。一部のマシンでは、B と C の間にある 4 番目の点を使用して品質管理測定を実行します。
A点は常に前方の基準点であり、未補正の軌道上に位置します。B点は、吊り上げライニングユニット（クランプ）に物理的に可能な限り近い位置に配置されます。B点は、機械制御システムによって、使用されるコードシステムの種類に応じてポテンショメータまたは光学フィルターを使用して軌道を正しく位置決めするために使用されます。
Cポイントは、吊り上げ・ライニングコードの最後尾の計測点およびアンカーポイントです。コードシステムの種類に応じて、Cポイントはテンションシリンダー付きワイヤーアンカーまたは光電式受光器のいずれかになります。
3点とも独立したレール台車であり、機械のシャーシとは独立して上下左右に自由に移動できるため、レール位置のわずかな変動にも追従します。作業時には、空気圧シリンダーを使用して、これらの台車を選択された基準レールに垂直方向と水平方向に軽く押し込みます。
この方法を用いる場合、タワーオペレーターは事前に測定した既存の軌道形状に基づいてA点アンカーの位置を決定します。A点の位置が決まると、機械が修正された軌道上に設置されているかのように、A点とC点の両方が正しい位置にあると想定されます。次に、機械はリフティングライニングユニットを用いて、レールとB点をA点とC点の位置合わせを行います。
タンピングユニット
ほとんどのタンピング マシンのタンピング ユニットは、次のものから構成されます。
- 枕木1本あたり8本または16本の歯を枕木の前部と後部に均等に分割したセット
- ユニット全体を直線的に上下に動かすための取り付けロッドまたは「ガイド」ロッド
- サポートフレーム
- 腕を握る
- タインマウントは、タンピングマシンの種類に応じて、スクイージングアームの一部にすることも、ピンを介してスクイージングアームに取り付けて回転できるようにすることもできます。
貫入と固化に必要な振動を発生させるには、主に次の 2 つの方法が一般的に使用されます。
- 圧搾シリンダの端に取り付けられた、または圧搾アームのピボットポイントとして機能する油圧駆動の偏心シャフトを使用する
- 特殊な圧縮シリンダーとバルブアセンブリを使用して歯を振動させる
あまり一般的ではないが、掘削機のタンピング ヘッド アタッチメントでよく見られる方法は、サポート フレームに直接ボルトで固定されたモーター駆動のバイブレーター アセンブリを使用することです。
特殊機械
連続動作タンピングマシン
連続作動タンピングマシン（CAT）は、一度に1本から4本の枕木を詰めることができ、通常320 m/hから2600 m/hの出力が期待されます。[ 3 ]
ダイナミックタンピングエクスプレス
「タンピング・エクスプレス」はプラッサー＆テューラー社が開発した機械で、英国および欧州では09-3Xと呼ばれています。この機械は、3本の枕木を連続して配置するための工具を備えた従来のCATスタイルのサテライトと、機械の最後尾の車両から吊り下げられた完全なDTS安定化ユニットで構成されています。[ 4 ]
DGS / DTS（ダイナミックトラックスタビライジング）
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タンピングと清掃作業は、線路の横方向移動に対する抵抗を低下させるという悪影響を及ぼします。列車の通過に伴い抵抗は徐々に回復しますが、その間は速度制限が必要となる場合があります。この「圧密」は、ダイナミックトラックスタビライザー（DTS）と呼ばれる機械装置を使用することで、より迅速かつ制御された方法で実現できます。
DTS は通常、線路の一部が突き固められ、位置合わせされた後にのみ使用されます。
DGSには、軌道を所定の位置に保持し、水平振動と垂直荷重を加えることで列車の通過を模擬する振動ユニットが搭載されています。軌道安定化前後のパラメータ（クロスレベル）は、前後の台車を通して確認できます。
動的トラック安定化には次のような利点があり、安全性が向上します。
- 横方向の動きに対するトラックの抵抗を増加させる
- 均質なバラスト層を形成する
- 速度制限の早期緩和を認める
- 鉄道交通による不均一な初期不同沈下を排除
- タンピングマシンのみを使用した場合よりも長期間、正しい軌道形状を維持します。
- 振動周波数：30～35 Hz
- 作業速度：1～2 km/h
- 垂直圧力：9.8メガパスカル（100 kgf/cm 2）
DGSの1回の通過で達成される安定化は、10万トンの交通量で達成される安定化と同等であり、20 km/hの速度制限を40 km/hに緩和することができる。
橋梁や高架構造物の周囲では、基礎が損傷するリスクがあるため、動的安定化は通常は避けられます。
タンピングと線路レイアウト
適切なタンピング手順とタンピング マシンは、線路のレイアウトによって部分的に異なります。
プレーントラックではすべてが非常に簡単で、どのブランドやモデルの機械でも使用できます。[ 5 ]
しかし、バラストを敷設する必要がないトンネルや橋梁では、バラスト軌道から非バラスト軌道への移行に特別な措置が必要です。例えば、グレンブルックトンネルの分岐器では、レールの延長や枕木 の間隔のばらつきに対応するために、調整可能なトングを備えた、より複雑なタンピングマシンが必要になります。パースとノーサム間の複線軌間も同様です。
理想的には、分岐器とダイヤモンドクロッシングはある程度の間隔を空けて配置するのが良いでしょう。そうすることで、各コンポーネントを突き固める際に、他のコンポーネントをすぐに突き固める必要がなくなります。しかし、線路コンポーネントの大部分は互いに隣接しているため、これらのコンポーネントはグループとして、複数の小さな段階に分けて突き固める必要があります。
線路センターは、2 つの分岐器で構成される渡り線の一方の端を、もう一方の線路で列車を走行させたまま、1 度に 1 つずつ突き固めることができるかどうかを判断します。
メーカー
- MATISA Matériel Industriel SA (スイス)
- プラッサー＆テウラー[ 2 ] [ 6 ] /プラッサー・アメリカン[ 7 ]
- バンベリー・アメイ[ 8 ]
- バルフォア・ビーティ[ 9 ]
- CHZ ポドビエツカ
- ハルスコ[ 2 ] [ 10 ]
- タンパー（会社） - 1992年にハースコに買収された[ 11 ]
画像ギャラリー
 | このセクションには、過剰または百科事典的ではない画像ギャラリーが含まれています。（2021年4月） |
- ポーランドのタンピングマシン。
- フランス製のタンピングマシン。
- チェコの狭軌タンピングマシン。
- 英国のAmeyタンピングマシン。
- 英国のバルフォア・ビーティーとカリリオン社のタンピングマシン。
- 神奈川県相模原市の相模湖駅で見られるマルチタイタンパー。
- Plasser & Theurer DGS 62 N ダイナミック トラック スタビライザー、続いて SSP 300 レギュレーター、そして Plasser 09-16 CAT 連続アクション タンパー (ニュージーランド、ブルースキン ベイ)。
参照
参考文献
- ^リヒトベルガー、ベルンハルト（2023年10月27日）。『軌道保守総合マニュアル 第1巻』Tredition. ISBN 978-3384047564。
- ^ a b c d e f gソロモン、ブライアン (2001).鉄道保守設備ウィスコンシン州オセオラ: MBI Pub. Co. pp. 79– 81. ISBN 0-7603-0975-2. OCLC 46976669 .
- ^ "09-4X Dynamic Tamping Express" . PlasserAmerican.com . Plasser & Theurer . 2010年. 2013年8月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年1月16日閲覧。
- ^ "09-3X Dynamic Tamping Express" . PlasserAmerican.com . Plasser & Theurer . 2010年. 2012年12月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年1月16日閲覧。
- ^プラッサー
- ^ 「Plasser & Theurer: 機械 - 安定化と統合：概要」 www.plassertheurer.com . 2021年7月28日閲覧。
- ^ 「Plasser American - Machines and Systems」www.plasseramerican.com . 2022年2月21日閲覧。
- ^ "Rail" . www.amey.co.uk. 2021年7月28日閲覧。
- ^ 「鉄道工場」 Balfour Beatty plc . 2021年7月28日閲覧。
- ^ 「鉄道路面整備設備 | Harsco Rail」www.harscorail.com . 2021年7月28日閲覧。
- ^ 「History | Harsco Rail」 . www.harscorail.com . 2021年7月28日閲覧。
さらに読む
- 25 KV AC電化線路で稼働する軌道機械（PDF）BRB（Residuary）Limited社、1986年、pp. 23～ 46、53～56、81～ 82、89～90。
{{cite book}}:|work=無視されました (ヘルプ) - コックス、スティーブ（1997年8月27日～9月9日）「Keeping the lines straight（線路をまっすぐに保つ）」『鉄道』第312号、EMAP Apex Publications、 30 ～ 34頁。ISSN 0953-4563。OCLC 49953699。
- PlasserとTheurerの軌道形状維持耐久性セミナー、アテネ、2011年10月11日、Rudolf Becker教授
- 「トラック・コンペンディウム」DWメディアグループGmbH I Eurailpress
外部リンク
