貨車車體液壓鉚釘機(jī)的改進(jìn)分析

劉艷賓

（中車齊齊哈爾車輛有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

貨車車體液壓鉚釘機(jī)的改進(jìn)分析

劉艷賓

（中車齊齊哈爾車輛有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

液壓鉚釘機(jī)適合于鋼板、不銹鋼板、鋁板及非金屬夾層的連接。液壓鉚釘機(jī)對(duì)板件表面無(wú)任何要求，連接點(diǎn)處板件表面原有的鍍層、漆層不受損傷。貨車車體液壓鉚釘機(jī)是鐵道貨車生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，文章結(jié)合貨車制造中某廠家制造的車體鉚釘機(jī)存在諸多缺陷進(jìn)行了改進(jìn)與完善。

貨車；鉚接；液壓鉚釘機(jī)；改進(jìn)

液壓鉚釘機(jī)是利用沖壓機(jī)設(shè)備和專用連接模具通過(guò)一個(gè)瞬間強(qiáng)高壓加工過(guò)程，依據(jù)板件本身材料的冷擠壓變形，形成一個(gè)具有一定抗拉和抗剪強(qiáng)度的無(wú)應(yīng)力集中內(nèi)部鑲嵌圓點(diǎn)，即可將不同材質(zhì)不同厚度的兩層或多層板件連接起來(lái)。

貨車車體液壓鉚釘機(jī)是鐵道貨車生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，其性能的優(yōu)劣直接影響貨車的制造質(zhì)量。在貨車制造中，某廠家制造的車體鉚釘機(jī)存在諸多缺陷，造成設(shè)備故障較頻繁，鉚釘返修切換較多，給正常生產(chǎn)帶來(lái)諸多不便，針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)與完善。

1 鉚釘搶的改進(jìn)

（1）鉚釘槍油缸的改進(jìn)。原鉚釘槍在油壓小于20MPa下使用，鉚接力常常不足。因此，對(duì)鉚釘槍進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。新鉚釘槍的主要技術(shù)參數(shù)為：油壓凹MPa下，最大鉚接力為30t；鉚釘槍油缸內(nèi)徑為150mm；活塞桿直徑為60mm；油缸壁厚為13m，油缸密封因型式為Yx形密封圈加擋圍密封；同時(shí)在前蓋上增設(shè)了銅套，適當(dāng)加長(zhǎng)了導(dǎo)向長(zhǎng)度，提高了活塞桿的穩(wěn)定性，減少了活塞桿的磨耗。

（2）鉗體的改進(jìn)。原用鉚釘機(jī)鉗體強(qiáng)度不足，在危險(xiǎn)截面處經(jīng)常出現(xiàn)變形、裂紋甚至斷裂。改進(jìn)后，將危險(xiǎn)截面強(qiáng)度提高了20%，并對(duì)其強(qiáng)度重新作了校核。

2 升降機(jī)構(gòu)的改進(jìn)

（1）升降油缸的改進(jìn)。①升降油缸內(nèi)徑和行程。因升降油缸受力不大，但速度較快，故取升降油缸內(nèi)徑為100Wn。由于改進(jìn)后的鉚釘機(jī)還需鉚接位置較高的腳蹬鉚釘，故將行程加大至580m。②活塞桿直徑的確定。為方便維護(hù)，選取升降抽缸與工作油缸的活塞桿直徑相同，且升降油缸兩端與座及滾輪架的聯(lián)接方式均采用鉸接形式。③油缸壁厚和密封形式的改進(jìn)。考慮到升降油缸較長(zhǎng)，故改進(jìn)后的油缸壁厚取10nm。同時(shí)，將o形密封圈改為Yx形密封因加擋圈的密封形式。

（2）升降機(jī)構(gòu)的改進(jìn)。原升降機(jī)構(gòu)直接作用于活塞桿上，導(dǎo)向裝置也較粗糙，造成活塞桿伯磨，并產(chǎn)生變形，同時(shí)升降時(shí)晃動(dòng)較大。改進(jìn)后，升降機(jī)構(gòu)安裝有4對(duì)組合滾輪的滾輪架，通過(guò)升降油缸推動(dòng)滾輪架在軌道架上作升降運(yùn)動(dòng)，保證了運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，避免了活塞桿的變形與偏磨。同時(shí)，升降機(jī)構(gòu)與滾輪架采用螺栓聯(lián)接，方便了安裝與維修。另外，將整個(gè)計(jì)樣機(jī)構(gòu)放置鉚釘鉗的右側(cè),增加了工作空間，方便了操作。

（3）滾道架的設(shè)計(jì)。滾道架采用了1.5t普通叉車的軌道架結(jié)構(gòu)，允許重物偏離軌道中心最大為500m，而鉚釘機(jī)：升機(jī)構(gòu)總重為6670N，重心偏離軌道中心565m故可以不校核其強(qiáng)度。

（4）縱橫走行小車的改進(jìn)。為了提高縱橫走行小車的運(yùn)行平穩(wěn)性，將橫K小車的輪距由350 mm增大至500m并將縱向4車的輪距由320mm增大至470mm。

3 車體與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的改進(jìn)

（1）車體的改進(jìn)。原車體縱向剛度不足，造成車體下塌變形，影響使用，此次對(duì)車體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化與改進(jìn)，提高了剛度。同時(shí)，為了提高運(yùn)行平穩(wěn)性，將前后輪距1150mm增大至1580mm。

（2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的改進(jìn)。將原來(lái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，提高了傳動(dòng)效率，方便了檢修。同時(shí)，為減少車體運(yùn)行阻力，將滑動(dòng)軸承改為滾動(dòng)軸承。

（3）車體驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速機(jī)的選定。選用Y90S-4型電機(jī)。同時(shí)，為降低車體運(yùn)行速度，選用與之匹配的BwY-22-71型減速機(jī)。

（4）主、從動(dòng)軸的軸徑計(jì)算。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度公式，得主動(dòng)軸的軸徑44.9m，考慮將軸徑加大，為便于加工，取主、從動(dòng)軸的軸徑均為50mm，軸身直徑均為70mm。

（5）滾動(dòng)軸承的選型。考慮到主動(dòng)輪軸承受力較大，經(jīng)計(jì)算，每個(gè)主動(dòng)輪軸承承受的垂直載荷F：11050N。擬定軸承使用壽命LA=42000h。從安裝空間考慮，要求采用外徑小、寬度大且承載能力高的軸承，故試選雙列向心短圓柱滾子軸承。由于轉(zhuǎn)速M(fèi)=19.72r/min，故按額定靜、動(dòng)載荷進(jìn)行計(jì)算，取其中較大者。

4 液壓站的改進(jìn)

（1）油泵和電機(jī)的選取。考慮到工作油缸與升降油缸不同時(shí)工作，液壓系統(tǒng)可采用一個(gè)油泵供油。為避免升降速度過(guò)快，故按升降油缸速度來(lái)計(jì)算流量，可得油泵流量為161/min。按標(biāo)準(zhǔn)選用結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、噪音小，在低于額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有一定自吸能力且耐高壓的255CYl4-咀型斜盤式軸向柱塞泵，并選配Y18M-4型電機(jī)。

（2）油箱的改進(jìn)。為了盡量增大油料的散熱面積、降低油溫，取油箱有效容積為375L，并對(duì)油箱結(jié)構(gòu)與配置進(jìn)行了改進(jìn)與完善。

（3）液壓網(wǎng)的改進(jìn)。液壓系統(tǒng)盡量采用先進(jìn)且耐高壓的液壓閥。同時(shí)，為使液壓站結(jié)構(gòu)緊湊，液壓閥盡量采用板式集成聯(lián)接方式。①將電磁換向閥由干式改為濕式，降低噪音，延長(zhǎng)使用壽命。②將普通的溢流閥改為先導(dǎo)式溢流閥，不但可控制系統(tǒng)壓力，防止過(guò)載，保持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定，而且還可使系統(tǒng)卸荷。③在升降油缸進(jìn)油管路上增設(shè)了節(jié)流閥，以避免升降油缸上升速度過(guò)快。④在總進(jìn)油路上增設(shè)了平衡閥，既能起順序動(dòng)作和卸荷作用，又可防止升降油缸因自重而自行下落，起到液壓平衡支撐作用。

（4）散熱裝置的設(shè)計(jì)。原液壓系統(tǒng)僅利用油箱散熱，效果不佳，造成夏季油溫高，影響了系統(tǒng)正常工作。改進(jìn)后，安裝了蛇形散熱管，并采用強(qiáng)風(fēng)冷散熱。

經(jīng)計(jì)算得：當(dāng)液壓油溫升為21℃時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到平衡。即，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到30℃時(shí)，則工作油溫穩(wěn)定為51℃，滿足液壓系統(tǒng)正常工作時(shí)對(duì)油溫的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)以上一系列關(guān)鍵部位的重新設(shè)計(jì)與改進(jìn)，該貨車車體液壓鉚釘機(jī)的工作狀態(tài)大為改善，滿足了車體生產(chǎn)的要求。

Analysis of Improvement of Van Body Hydraulic Riveting M achine

LIU Yan-bin
（Qiqihar CRRC Corporation Limited，Qiqihar，Heilongjiang 161000，China）

Hydraulic rivetingmachine issuitable for connection steelplate，stainlesssteelplate，aluminum sheetand nonmetal interlayer.For there isno requirements for surface ofhydraulic rivetingmachine，original coating，paint layer on the surface of the plate at the connection isnotdamaged.Van body hydraulic rivetingmachine is the key equipmentin railway freightcarproduction. According tomany defects in van body hydraulic rivetingmachine，the papermakessome improvement.

van；riveting；hydraulic rivetingmachine；improvement

U272

A

2095-980X（2016）11-0053-01

2016-10-26

劉艷賓（1968-），山東諸城人，主要研究方向：鐵路起重機(jī)及特種貨車的鉚工組焊、機(jī)械加工、機(jī)械及液壓組裝等。