大功率內燃和諧機車動力組檢修工藝研究

杜 萍

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司機械環工處，天津 300251)

1 概述

我國目前引進的內燃大功率機車主要有HXN3和HXN5兩種。分別由大連機車廠和戚墅堰廠與美國的EMD和GE兩家公司合作開發。由于和諧型大功率交流機車在設計理念、結構形式、傳動方式、集成化程度以及控制技術方面與國內既有機車有著較大區別，從而也決定了維護保養、檢修的理念和模式存在著較大的不同。從2種和諧機車外方建議的檢修修程和檢修作業內容來看，大功率機車運行1年或20萬km以下，基本以性能和安全性檢查為主;運行2年或50萬km以上，以深度檢查和定期檢修為主。根據GE/EMD提供的檢修/維護修程規定，機車檢修周期結構為:新造(大修)——二年修——四年修——六年修，僅就HXN5型大功率內燃機車動力組二年修程檢查檢修工位設置進行探討。

2 GE大功率內燃機車動力組結構介紹

GE大功率內燃機車柴油機采用的動力組，是一個整體更換的部件。其大部分組件需隨動力組整體拆卸后再進行分解，否則無法予以拆卸。動力組主要包括如下單元:氣缸蓋裝配附件(內含氣缸蓋罩、搖臂組件、搖臂軸、搖臂軸座、橫臂組件、推桿組件、噴油器、減壓閥、燃油管、氣門彈簧、氣門彈簧座、鎖夾、旋轉機構、氣門、氣缸蓋);氣缸套/座組合(內含氣缸套、氣缸定位座、頂杠組件、噴油泵、高低壓油管);活塞連桿組(內含活塞組、活塞裙、活塞銷、連桿、活塞環)。動力組主要部件如圖1所示。

3 動力組修程介紹

二年修是以中等范圍(主要部件)檢修解體，恢復基本性能為目的，在完成規定的檢修周期和運用安全可靠的基礎上，盡力減少“過剩”修。GE/EMD動力組二年修規范通常情況下采取抽檢方式，以保持其良好的運用狀態。每次抽檢原則上任意抽取2個或4個動力組，當檢查發現有1個動力組狀態異常時，擴大1倍抽檢，直至全部拆檢。但在目前，國內二年修仍按動力組進行全面解體檢修配置檢修設備以及輔助設施。

圖1 動力組主要部件結構

圖2 動力組檢修流程

4 動力組檢修工藝設計

(1)動力組檢修流程

動力組主要檢修流程為:動力組自柴油機上拆解→動力組各零部件分解→各零部件清洗→各零部件檢查/檢修→動力組組裝→動力組在柴油機上總組裝。其具體流程詳見圖2。

(2)動力組檢修工位設計

根據以上工藝流程可將動力組檢修分間設計為:動力組分解區、動力組零部件清洗區、動力組檢查/檢修區三大區域。

①動力組分解區

動力組自柴油機間拆下進入動力組分解區后，進行動力組各零部件的進一步分解。分解區根據動力組結構組成，可設置動力組總分解工位、氣缸蓋分解工位、氣缸套/座分解工位、活塞連桿分解工位，詳見圖3。

圖3 動力組分解區工位布置

②動力組零部件清洗區

考慮零件清洗對檢修車間環境的影響及清洗設備利用率的提高，動力組分解后的各個零部件可送至專門的零件清洗區進行清洗，清洗區內設置具有兼容性的清洗設備。

③動力組零部件探傷區

對于需進行探傷檢查的零部件，清洗干燥后送至統一設置的探傷區。對連桿組件、活塞組、軸類零件、氣門彈簧、氣缸蓋火力面分別進行磁粉探傷。對活塞裙進行著色探傷檢查。

④動力組檢查/檢修區

經過清洗、探傷后的各零部件回到動力組檢查/檢修區送至各對應檢修工位，進行對各零件的檢查檢修，并完成各零件的組裝。可設置活塞連桿檢修區、氣缸套檢修區、氣缸定位座檢修區、氣缸蓋檢修區，詳見圖4。

圖4 動力組分解區工位布置示意

氣缸蓋檢修區主要完成以下工作:各零部件清潔度檢查;氣門導管、氣門座、噴油器套筒運用狀態及裝配狀態檢查，并清除輕微不良狀態，必要時更換;氣缸蓋側漏試驗、氣門導管孔徑尺寸公差和圓度公差檢測、氣門座與氣門導管孔同軸度檢測、氣門桿徑尺寸公差和圓度公差測量、安裝氣門、安裝氣門蓋板、安裝氣門附件、安裝噴油器、安裝橫臂、搖臂軸座/軸、安裝氣缸蓋孔塞、氣門座安裝孔徑尺寸公差和圓度公差檢測、壓裝氣門座、拔氣門導管、氣門導管安裝孔徑尺寸公差和圓度公差檢測、壓裝氣門導管、修正氣門座與氣門導管孔徑同軸度。

活塞連桿檢修區主要完成以下工作:連桿組預裝配、連桿組尺寸公差及形狀位置公差檢測、連桿組分解、活塞銷孔徑、活塞環槽檢測、活塞銷軸徑檢測、活塞連桿組裝配。

氣缸套檢修區主要完成以下工作:檢查氣缸孔表面狀態、冷卻水腔表面清潔度及穴蝕狀態、修復輕度不良、檢查氣缸孔徑。

氣缸定位座檢修區主要完成以下工作:清潔度檢查并安裝頂桿裝配、安裝噴油泵、壓裝氣缸套。

動力組組裝區主要完成以下工作:安裝推桿裝配、搖臂裝配和氣缸蓋罩;安裝活塞組;安裝活塞連桿組固定器。

(3)應用實例

通過以上對動力組檢修工藝流程的研究分析，在HERB大功率內燃機車檢修基地設計項目，動力組檢修分間設備平面布置如圖5所示。

圖5 動力組檢修分間設備平面布置

5 結論

根據上述對動力組檢修工藝的研究，可以勾勒出滿足上述檢修工藝需求所需要的各項檢修設備及檢修工位的布置形式。另由于各工位完成檢修的內容及所需時長不同，為使各工位工裝設備利用率達到最高，可將所需時長較長的工位設置數量增加。據此可以將動力組檢修設備集成為流水線形式，降低建設成本，節約了資源。同時設備利用率、勞動生產率也會大幅度提高，管理成本大幅度減少，相應降低了運營成本。

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