鐵路貨車(chē)車(chē)軸專(zhuān)用設(shè)備4MN校直機(jī)改造

第明生 程光遠(yuǎn)

摘要：本設(shè)計(jì)的目的是要解決公司車(chē)軸校直機(jī)升降系統(tǒng)的失效故障，對(duì)原機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造，從根源上徹底解決長(zhǎng)期以來(lái)的升降缸泄漏、連接法蘭螺栓斷裂以及車(chē)軸校直后彎曲等問(wèn)題。車(chē)軸在壓機(jī)上鍛造成型后，會(huì)存在不同程度的彎曲，為了減少因彎曲帶來(lái)的車(chē)軸報(bào)廢，需要在鍛后進(jìn)行熱校直作業(yè)，校直機(jī)就是將鍛后熱態(tài)車(chē)軸進(jìn)行校直，確保車(chē)軸產(chǎn)品合格。因此，必須對(duì)原因結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，重新優(yōu)化方案，改造升降機(jī)構(gòu)，降低車(chē)軸廢品率的同時(shí)降低維修勞動(dòng)強(qiáng)度。本文重點(diǎn)描述了車(chē)軸校直機(jī)的改造過(guò)程。

關(guān)鍵詞：校直機(jī);升降機(jī)構(gòu);彈簧;改造

一.校直機(jī)簡(jiǎn)介

車(chē)軸校直過(guò)程：升降缸上升支撐車(chē)軸—托輥旋轉(zhuǎn)—識(shí)別車(chē)軸彎曲方向—鉗口夾緊校直車(chē)軸—鉗口松開(kāi)—重復(fù)旋轉(zhuǎn)托輥、夾緊—校直。

二.升降缸改造方案

1.升降缸失效原因和危害分析

鍛造后的熱態(tài)車(chē)軸，由吊鉗調(diào)運(yùn)落入校直鉗口中進(jìn)行校直作業(yè)，車(chē)軸的軸頸（兩端頭）被升降缸上安裝的托輥支撐，處于兩端支撐的架空狀態(tài)，校直機(jī)的夾緊油缸工作，驅(qū)動(dòng)夾臂圍繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝在夾臂上部的校直鉗口實(shí)現(xiàn)大圓弧運(yùn)動(dòng)，如圖二。

校直鉗口水平方向的作用力作用在車(chē)軸上，校直彎曲的車(chē)軸，鉗口垂直方向的分力作用在車(chē)軸上后，被傳遞到托輥和升降缸上，向下擠壓升降缸，托輥和升降缸承受了車(chē)軸自身重力和校直時(shí)的垂直力，如圖二。

懸臂梁結(jié)構(gòu)的托輥架和升降缸，當(dāng)處于完好狀態(tài)時(shí)，車(chē)軸的軸端部位處于水平高度不會(huì)發(fā)生變化，但軸身在校直垂直力的作用下會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，造成軸身和軸端的不同心，車(chē)軸軸端彎曲會(huì)造成廢品率的上升。

2、升降缸受力分析

通過(guò)對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行觀察，分析受力，升降缸承受的垂直方向力由兩部分構(gòu)成：車(chē)軸的軸重力和校直垂直分力即：F=G重+F垂。按車(chē)軸軸重600KG計(jì)，每只升降缸受力為G重的一半。

車(chē)軸放入后，彈簧的壓縮量過(guò)大，彈簧偏軟，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。因此，在每端設(shè)置兩個(gè)彈簧，在彈簧的芯部孔位置兩端各增加一個(gè)定位芯軸，分別焊接在底座和托輥?zhàn)酌妫糜趶椈傻膶?dǎo)向和定位，設(shè)置調(diào)整片調(diào)整彈簧高度，如圖四：

通過(guò)合理改造，在自由狀態(tài)時(shí)，托輥高度在原高度基礎(chǔ)上上升了5mm，當(dāng)車(chē)軸放置在托輥上后，在軸自身重力作用下，彈簧被壓縮，托輥下移約5mm，此時(shí)軸的中心正好處于鉗口中心，保證鉗口包合車(chē)軸，防止鉗口的邊緣擠壓軸身;在校直狀態(tài)時(shí)，車(chē)軸被擠壓向下運(yùn)動(dòng)，彈簧再次被壓縮，托輥?zhàn)詣?dòng)下降（最大極限下降量為5mm），避免了原剛性結(jié)構(gòu)帶來(lái)的軸端部彎曲;當(dāng)外力釋放后，在彈簧的作用下，托輥?zhàn)詣?dòng)上抬。通過(guò)改造，合理的解決了原升降缸的剛性固定帶來(lái)一系列泄漏、軸彎曲等問(wèn)題。

結(jié)論

本設(shè)計(jì)的目的是要解決公司車(chē)軸校直機(jī)升降系統(tǒng)的失效故障，對(duì)原機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造，從根源上徹底解決長(zhǎng)期以來(lái)的升降缸泄漏、連接法蘭螺栓斷裂以及車(chē)軸校直后彎曲等問(wèn)題。通過(guò)本方案的改造，已經(jīng)連續(xù)作業(yè)30個(gè)月，使用效果良好，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的測(cè)繪、資料查閱和計(jì)算、彈簧倔強(qiáng)系數(shù)設(shè)備故障得到了有效解決。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇沛群：《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》，電子科技大學(xué)出版社，2008年8月第1版;

[2]徐灝（主編）：《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社，1991年9月北京第1版;

[3]朱學(xué)敏：《動(dòng)力機(jī)械與液壓裝置》，機(jī)械工業(yè)出版社，2004年版。