ZY(J)7電液轉轍機油管變形模的設計與改進

付雨澤

摘 要 ZY（J）7電液轉轍機及其配套的安裝裝置與外鎖閉裝置是為滿足我國提速線路需要而研制的新型道岔轉換系統。本文通過對ZY（J）7電液轉轍機φ6油管變形模的設計及改進過程進行簡單介紹，解決了φ6油管在工作中與其他種類油管同時變形沖突的問題，減少了油管變形過程中工裝拆卸、裝夾、調試過程的繁瑣問題，提高了工作效率，對于油管變形操作者以及工裝設計者在工作中提供了新的思路和方法。

關鍵詞 油管變形模 ZY（J）7電液轉轍機 模擬仿真

中圖分類號：U284 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）06-0001-03

ZY（J）7電液轉轍機及其配套的安裝裝置與外鎖閉裝置，是為滿足我國提速線路需要而研制的新型道岔轉換系統。它能轉換、鎖閉國內現有各種規格、型號的內、外鎖閉道岔，并能正確反映尖軌及可動心軌轍叉的位置和狀態。整機采用液壓傳動、機械鎖閉，達到磨損小、壽命長、鎖閉可靠的效果。油管作為連接液壓系統各零部件的組成部分，其結構與性能對系統有著重要作用。[1]ZY（J）7電液轉轍機用油管有φ6、φ10、φ12三種型號（油管分布見圖1），采用材料牌號均為1Cr18Ni9Ti的精拔不銹鋼無縫鋼管，具有耐腐蝕、成本低、使用壽命長、安裝方便、承受壓力高等優點。

φ10、φ12油管由于結構復雜，為保證精度和外形要求我們使用自動彎管機進行油管變形，變形過程為：根據油管種類（管徑）選擇相應的工裝，安裝到自動彎管機上，然后進行工裝、程序的調試，經過多次調試，待調試合格后方可進行油管的變形工序。而φ6油管由于結構較簡單，只有一道直角彎（見圖2），使用自動彎管機后雖然可以實現變形，但每次變形前都得對工裝進行拆卸、裝夾，過程繁瑣，裝好工裝還需進行多次調試，工作效率不高。因此，我們決定設計一套手動油管變形模，專門針對φ6的油管變形，可實現與自動彎管機（彎管機主要對φ10、φ12油管變形）同時使用，減少工裝的裝夾及調試次數，提高生產效率。

1 設計思路

通過多次研究自動彎管機油管變形過程，我們將輪模和導模（彎管機變形油管用工裝）轉換為兩個壓輪，壓緊模轉換為壓緊機構，先對油管進行定位，油管通過兩個壓輪到達指定位置后將油管夾緊，其中一個壓輪只可以繞壓輪中心旋轉，另一壓輪以前一個壓輪中心為軸，人工轉動把手帶動壓輪旋轉，通過壓輪對油管的擠壓實現油管的變形，完成后手動取出油管，油管變形流程圖見圖3。

2 油管變形模的組成

本套油管變形模主要由變形機構、壓緊機構和定位機構三大部分組成，見圖4。

壓緊機構主要由靜壓緊塊、動壓緊塊、緊固安裝板、緊固螺栓和搖把組成，主要作用是油管到達指定位置后通過緊固螺栓的螺旋運動帶動動壓緊塊運動，與靜壓緊塊共同對油管進行壓緊，保證其變形過程中位置保持不變。

變形機構主要由兩個壓輪、主軸、壓輪軸、動作板和把手等組成，主要作用是通過把手帶動兩個壓輪旋轉，對油管進行擠壓實現油管的變形，得到油管所需形狀。[2-3]

定位機構主要由定位板、定位螺栓、緊固安裝板組成，其作用是通過調節及固定定位機構對油管初始位置進行準確定位，保證變形后油管的外形尺寸一致[4-5];此外，還可以通過調節定位機構螺栓的尺寸實現變形機構旋轉角度的控制，得到所需油管外形角度[6]。

3 項目改進

（1）通過模擬仿真及計算[7]，所設計的油管變形模可以實現電液轉轍機用其中一種φ6油管的變形，但另一種φ6油管變形過程中，壓輪旋轉時會與定位機構螺栓發生干涉現象，壓輪無法順利到達指定位置，故決定將兩個大小相同的壓輪改進為大、小不同的壓輪，并調整兩壓輪之間的間距，使小壓輪可以順利通過定位機構，避免旋轉過程中壓輪與油管定位機構螺栓產生干涉，從而實現油管的變形（壓輪改進方案見圖5）。

（2）油管變形后由于油管直線段與定位機構中的螺栓處在同一條直線上，且油管與壓輪之間間隙較小，故造成油管取出時困難。因此，我們需對定位機構進行改進，由原先固定的定位機構改為轉動定位板上加裝定位螺栓，轉動定位板在一側時定位螺栓與油管在同一直線位置，起到油管定位作用;待油管變形完成后將轉動定位板旋轉到另一側正好可以使定位螺栓避開油管，從而實現油管的順利取出（轉動定位板結構見圖6）。此外，還對壓輪尺寸進行修正，增大其與油管間隙，增大壓輪圓角，使油管取出時更加順暢。

（3）油管變形模試驗過程中，發現變形機構在旋轉過程中由于摩擦阻力較大造成旋轉過程較困難，于是我們將變形模底板和與底板接觸的大、小壓輪進行了磨削處理，使其粗糙度值達到1.6以上，并定期進行涂油潤滑，很好的解決了變形機構旋轉困難的問題。

4 技術特點

（1）整個油管變形過程無需更換、調試工裝，首先將定位機構調整到位，放入φ6油管并夾緊后，通過旋轉變形機構即可實現油管變形，不僅操作簡單，省時省力，且工作效率高。

（2）通過調節定位機構中螺栓的長度位置可以實現兩種φ6油管的變形，具有通用性。

（3）通過旋轉定位機構中的轉動定位板可以實現油管定位與變形后油管的順利取出之間的相互轉換。

（4）通過此油管變形模的使用可以實現φ6油管與其他種類油管的同時變形，提高生產效率。

5 結語

ZY（J）7電液轉轍機油管變形模設計并制造完成后，積極投入到生產工作中，可以同時實現兩種φ6油管的變形，實現了φ6油管與其他種類油管的同時變形，解決了φ6油管變形時需要拆裝原有工裝并進行多次調試的問題，且工作強度不大，工作效率較原來提高了5倍以上。以年產10000組電液轉轍機為例，所需φ6回油管10000根，若使用自動彎管機進行變形，綜合下來大約需要1.5分鐘變形1根油管，使用本套油管變形模后，1.5分鐘可以實現5根油管的變形，每年可以節約1萬元左右，達到了很好的效果。

參考文獻：

[1] 杜元籌.鐵路道岔轉轍機[M].北京：中國鐵道出版社，2017.

[2] 濮良貴，紀名剛.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2011.

[3] 聞邦椿.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2018.

[4] 孫恒，陳作模，葛文杰.機械原理[M].北京：高等教育出版社，2010.

[5] 何慶復.機械工程材料及選用[M].北京：中國鐵道出版社，2015.

[6] 鄭愛云.機械制圖[M].北京：機械工業出版社，2017.

[7] 胡仁喜，康士延.Solidworks2012有限元、虛擬樣機與流場分析從入門到精通[M].北京：機械工業出版社，2012.