自翻車起動風缸拆裝機設計

田秋艷+++劉明強

摘 要：針對自翻車起動風缸體積較大，質(zhì)量較高，缺少專項檢修設備的情況，開發(fā)了自翻車起動風缸拆裝機。利用較為簡單的機械原理，解決了作業(yè)空間小，參與人員多，工作部件大等一系列問題。在工作效率、經(jīng)濟效益和現(xiàn)場安全三方面都產(chǎn)生了客觀的影響。

關(guān)鍵詞：自翻車；起動風缸；邏輯控制；自鎖邏輯

1 設計目的

鐵路運輸部現(xiàn)有16臺自翻車，主要承擔著鐵路沿線的土方、石子等建筑材料的運輸。自翻車是鐵路工程中不可缺少的工程車之一，在鐵路的建設中及鐵路沿線的維護工作中起到了極其重要的作用。自翻車在動作時，起主要作用的就在于車下的四個風缸，當車輛把貨物送到地點時，由機車車頭打風，通過主風管路沖入四個起動風缸中任意一側(cè)的兩個風缸內(nèi)，利用壓縮空氣的壓力推動起動風缸活塞，實現(xiàn)自動卸車的效果。

自翻車在段修以上的檢修工藝中，需要拆卸四個起動風缸，其體積較大，質(zhì)量較重，利用人力拆卸非常不便。我們現(xiàn)有的工藝是：用鋼絲繩掛接，利用天車斜拉的方式。此作業(yè)方式會產(chǎn)生兩個力，其中一個是水平方向的會使起吊件做鐘擺運動。由于我們的檢修場地空間有限，這一工藝容易造成碰撞、傷人等事故且對設備安全極為不利。其次在裝配過程中，由于質(zhì)量較大、體積較大，必須多人協(xié)同作業(yè)，全靠人力，并且由于裝配空間有限，工作者活動空間擁擠，非常容易造成事故。為了有效的解決這一實際工作中的困難，開發(fā)設計了這一套起動風缸拆卸系統(tǒng)。

2 設計原理

2.1 工作條件要求

2.1.1 自翻車的啟動風缸左右兩側(cè)各有兩個，可以任意單個拆卸，但是質(zhì)量較大，約300公斤，所以需動力充足。

2.1.2 在起動風缸拆裝過程中，由于拆裝空間有限，所以拆裝設備必須工作平穩(wěn)，速度可控性好，以免在拆裝過程中對其他部分造成沖擊。

2.1.3 在拆裝過程中，由于工藝的需要，風缸必須隨時能在上下方向和前后方向小幅度活動。

2.2 設計內(nèi)容

2.2.1 機械結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)設計中，我們采用三缸支撐一個平面的設計，如圖1。

圖1

三個液壓缸采取前一后二的設計，用以增加起升平臺的穩(wěn)定性。其次液壓缸上下兩端均采用同平行軸式連接（類似汽運翻斗車），在不工作的狀態(tài)下，三個液壓缸處于收縮狀態(tài)，平行收縮在平臺底架以下，這樣既可以有效降低平臺高度又可以有效的調(diào)節(jié)起升平面的前后傾斜度，有利于風缸的拆卸和裝配。車體下方采用萬向輪可以增加平臺的機動性。

在整體布局中將液壓油箱布局在后方，可以起到一定的配重的作用，防止在工作過程中，由于前方重量過大而引起設備的不平衡。平時不工作的時候，由于車體下方萬向輪的布局，可以有效地平衡設備本身的重量分布，所以在不工作時，設備的配重不會影響設備的正常移動。

2.2.2 液壓系統(tǒng)。由于工作空間的考慮和起動風缸外形和安裝場所的考慮，必須采用平臺托舉式。動力上本設備采用液壓系統(tǒng)為主動力，可以極大地增加工作過程中的穩(wěn)定性和可控性。在油泵和液壓缸的選擇上，首先必須考慮作業(yè)現(xiàn)場，因為在實際工作中，起動風缸據(jù)軌面不足700mm，所以在液壓缸的選擇上必須選擇缸徑在400mm以內(nèi)。在考慮到缸徑和動力要求的情況下我們選擇31.5MPa柱塞泵，缸徑等于150mm的部件相配套。原理圖為圖2。

圖2

根據(jù)結(jié)構(gòu)設計的特點，其中的II缸和III缸同步工作，而I缸和II缸、III缸不能同步作業(yè)。三個液壓缸的動作主要由I、II兩個電磁換向閥來控制。閥III為一組組合式溢流閥，主要用來回流，同時也起到控制液壓系統(tǒng)工作壓力的作用。

2.2.3 電器控制。控制電路主要是利用自鎖和互鎖來實現(xiàn)邏輯控制，這樣就可以控制液壓部分的動作先后順序。其電路圖如圖3。

圖3

其中SB1為液壓油泵啟動按鈕和KM0線圈及長開開關(guān)KM0形成自鎖邏輯，從而控制油泵電機的啟動；KM1、KM3線圈所在電路用來控制電磁閥I，KM2、KM4線圈所在電路用來控制電磁閥II，這四條電路通過互鎖實現(xiàn)了液壓缸I和液壓缸II、III不能同時工作的邏輯控制，同時在控制電路中添加了KT和KM5，KT為延時開關(guān)，可以有效的控制單側(cè)液壓缸的工作時間，對設備本身起到有效的保護作用，而KM5主要用來控制組合式調(diào)壓閥的動作。長閉合按鈕SB2主要控制整個設備的停機。由于此設備在使用過程中需要經(jīng)常更換作業(yè)地點，所以此設備會在使用過程中頻繁停機與開機，因此在電路中設計了過熱保護，以免在使用過程中損壞電動機。整個控制電路的電源采用的是由一組變壓器供給的24V安全電壓，這樣操作者的人身安全也得到了有效的保障，充分實現(xiàn)了本質(zhì)安全型。

3 效益及影響

在效益上，可以從三方面來考證，首先可以有效的提高自翻車輛的檢修效率，有效減少工時投入，原來拆卸一個起動風缸f需要6個工人配合作業(yè)，拆卸四個起動風缸，大約需要一天時間，裝配時同樣需要6人協(xié)調(diào)配合，約一天時間裝配好四個起動風缸，現(xiàn)在只需要兩人相互配合，而且只需要一天時間就可以完成以上的拆、裝工作，從人力和工時上都節(jié)省了一半有余；其次從安全效益上，有效的增加了單個工人的勞動空間，降低工人的勞動強度，保障職工的安全，降低了設備損壞的風險，降低了公司的安全風險；再次可以有效的體現(xiàn)出我們有自主開發(fā)自動化設備的能力。

參考文獻

[1]濮良貴，紀明剛.機械設計（第八版）[M].高等教育出版社，2006，5. [2]成大先.機械設計手冊（第四版）[M].化學工業(yè)出版社，2007，6.

[3]《鐵路職業(yè)技能鑒定實作演練叢書》編委會.車輛鉗工（第一版）[M].中國鐵路出版社，2003.

[4]西南交通大學.車輛構(gòu)造（第四版）[M].中國鐵路出版社，1987.

作者簡介：田秋艷（1970-），女，助理工程師，1993年7月畢業(yè)于阜新煤炭工業(yè)學校露天機械專業(yè)，現(xiàn)任鐵路運輸部修造公司技術(shù)員。

劉明強（1964-），男，工程師，2009年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學機械工程及自動化專業(yè)，現(xiàn)任鐵法能源公司鐵路運輸部修造公司副經(jīng)理。endprint

摘 要：針對自翻車起動風缸體積較大，質(zhì)量較高，缺少專項檢修設備的情況，開發(fā)了自翻車起動風缸拆裝機。利用較為簡單的機械原理，解決了作業(yè)空間小，參與人員多，工作部件大等一系列問題。在工作效率、經(jīng)濟效益和現(xiàn)場安全三方面都產(chǎn)生了客觀的影響。

關(guān)鍵詞：自翻車；起動風缸；邏輯控制；自鎖邏輯

1 設計目的

鐵路運輸部現(xiàn)有16臺自翻車，主要承擔著鐵路沿線的土方、石子等建筑材料的運輸。自翻車是鐵路工程中不可缺少的工程車之一，在鐵路的建設中及鐵路沿線的維護工作中起到了極其重要的作用。自翻車在動作時，起主要作用的就在于車下的四個風缸，當車輛把貨物送到地點時，由機車車頭打風，通過主風管路沖入四個起動風缸中任意一側(cè)的兩個風缸內(nèi)，利用壓縮空氣的壓力推動起動風缸活塞，實現(xiàn)自動卸車的效果。

自翻車在段修以上的檢修工藝中，需要拆卸四個起動風缸，其體積較大，質(zhì)量較重，利用人力拆卸非常不便。我們現(xiàn)有的工藝是：用鋼絲繩掛接，利用天車斜拉的方式。此作業(yè)方式會產(chǎn)生兩個力，其中一個是水平方向的會使起吊件做鐘擺運動。由于我們的檢修場地空間有限，這一工藝容易造成碰撞、傷人等事故且對設備安全極為不利。其次在裝配過程中，由于質(zhì)量較大、體積較大，必須多人協(xié)同作業(yè)，全靠人力，并且由于裝配空間有限，工作者活動空間擁擠，非常容易造成事故。為了有效的解決這一實際工作中的困難，開發(fā)設計了這一套起動風缸拆卸系統(tǒng)。

2 設計原理

2.1 工作條件要求

2.1.1 自翻車的啟動風缸左右兩側(cè)各有兩個，可以任意單個拆卸，但是質(zhì)量較大，約300公斤，所以需動力充足。

2.1.2 在起動風缸拆裝過程中，由于拆裝空間有限，所以拆裝設備必須工作平穩(wěn)，速度可控性好，以免在拆裝過程中對其他部分造成沖擊。

2.1.3 在拆裝過程中，由于工藝的需要，風缸必須隨時能在上下方向和前后方向小幅度活動。

2.2 設計內(nèi)容

2.2.1 機械結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)設計中，我們采用三缸支撐一個平面的設計，如圖1。

圖1

三個液壓缸采取前一后二的設計，用以增加起升平臺的穩(wěn)定性。其次液壓缸上下兩端均采用同平行軸式連接（類似汽運翻斗車），在不工作的狀態(tài)下，三個液壓缸處于收縮狀態(tài)，平行收縮在平臺底架以下，這樣既可以有效降低平臺高度又可以有效的調(diào)節(jié)起升平面的前后傾斜度，有利于風缸的拆卸和裝配。車體下方采用萬向輪可以增加平臺的機動性。

在整體布局中將液壓油箱布局在后方，可以起到一定的配重的作用，防止在工作過程中，由于前方重量過大而引起設備的不平衡。平時不工作的時候，由于車體下方萬向輪的布局，可以有效地平衡設備本身的重量分布，所以在不工作時，設備的配重不會影響設備的正常移動。

2.2.2 液壓系統(tǒng)。由于工作空間的考慮和起動風缸外形和安裝場所的考慮，必須采用平臺托舉式。動力上本設備采用液壓系統(tǒng)為主動力，可以極大地增加工作過程中的穩(wěn)定性和可控性。在油泵和液壓缸的選擇上，首先必須考慮作業(yè)現(xiàn)場，因為在實際工作中，起動風缸據(jù)軌面不足700mm，所以在液壓缸的選擇上必須選擇缸徑在400mm以內(nèi)。在考慮到缸徑和動力要求的情況下我們選擇31.5MPa柱塞泵，缸徑等于150mm的部件相配套。原理圖為圖2。

圖2

根據(jù)結(jié)構(gòu)設計的特點，其中的II缸和III缸同步工作，而I缸和II缸、III缸不能同步作業(yè)。三個液壓缸的動作主要由I、II兩個電磁換向閥來控制。閥III為一組組合式溢流閥，主要用來回流，同時也起到控制液壓系統(tǒng)工作壓力的作用。

2.2.3 電器控制?？刂齐娐分饕抢米枣i和互鎖來實現(xiàn)邏輯控制，這樣就可以控制液壓部分的動作先后順序。其電路圖如圖3。

圖3

其中SB1為液壓油泵啟動按鈕和KM0線圈及長開開關(guān)KM0形成自鎖邏輯，從而控制油泵電機的啟動；KM1、KM3線圈所在電路用來控制電磁閥I，KM2、KM4線圈所在電路用來控制電磁閥II，這四條電路通過互鎖實現(xiàn)了液壓缸I和液壓缸II、III不能同時工作的邏輯控制，同時在控制電路中添加了KT和KM5，KT為延時開關(guān)，可以有效的控制單側(cè)液壓缸的工作時間，對設備本身起到有效的保護作用，而KM5主要用來控制組合式調(diào)壓閥的動作。長閉合按鈕SB2主要控制整個設備的停機。由于此設備在使用過程中需要經(jīng)常更換作業(yè)地點，所以此設備會在使用過程中頻繁停機與開機，因此在電路中設計了過熱保護，以免在使用過程中損壞電動機。整個控制電路的電源采用的是由一組變壓器供給的24V安全電壓，這樣操作者的人身安全也得到了有效的保障，充分實現(xiàn)了本質(zhì)安全型。

3 效益及影響

在效益上，可以從三方面來考證，首先可以有效的提高自翻車輛的檢修效率，有效減少工時投入，原來拆卸一個起動風缸f需要6個工人配合作業(yè)，拆卸四個起動風缸，大約需要一天時間，裝配時同樣需要6人協(xié)調(diào)配合，約一天時間裝配好四個起動風缸，現(xiàn)在只需要兩人相互配合，而且只需要一天時間就可以完成以上的拆、裝工作，從人力和工時上都節(jié)省了一半有余；其次從安全效益上，有效的增加了單個工人的勞動空間，降低工人的勞動強度，保障職工的安全，降低了設備損壞的風險，降低了公司的安全風險；再次可以有效的體現(xiàn)出我們有自主開發(fā)自動化設備的能力。

參考文獻

[1]濮良貴，紀明剛.機械設計（第八版）[M].高等教育出版社，2006，5. [2]成大先.機械設計手冊（第四版）[M].化學工業(yè)出版社，2007，6.

[3]《鐵路職業(yè)技能鑒定實作演練叢書》編委會.車輛鉗工（第一版）[M].中國鐵路出版社，2003.

[4]西南交通大學.車輛構(gòu)造（第四版）[M].中國鐵路出版社，1987.

作者簡介：田秋艷（1970-），女，助理工程師，1993年7月畢業(yè)于阜新煤炭工業(yè)學校露天機械專業(yè)，現(xiàn)任鐵路運輸部修造公司技術(shù)員。

劉明強（1964-），男，工程師，2009年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學機械工程及自動化專業(yè)，現(xiàn)任鐵法能源公司鐵路運輸部修造公司副經(jīng)理。endprint

摘 要：針對自翻車起動風缸體積較大，質(zhì)量較高，缺少專項檢修設備的情況，開發(fā)了自翻車起動風缸拆裝機。利用較為簡單的機械原理，解決了作業(yè)空間小，參與人員多，工作部件大等一系列問題。在工作效率、經(jīng)濟效益和現(xiàn)場安全三方面都產(chǎn)生了客觀的影響。

關(guān)鍵詞：自翻車；起動風缸；邏輯控制；自鎖邏輯

1 設計目的

鐵路運輸部現(xiàn)有16臺自翻車，主要承擔著鐵路沿線的土方、石子等建筑材料的運輸。自翻車是鐵路工程中不可缺少的工程車之一，在鐵路的建設中及鐵路沿線的維護工作中起到了極其重要的作用。自翻車在動作時，起主要作用的就在于車下的四個風缸，當車輛把貨物送到地點時，由機車車頭打風，通過主風管路沖入四個起動風缸中任意一側(cè)的兩個風缸內(nèi)，利用壓縮空氣的壓力推動起動風缸活塞，實現(xiàn)自動卸車的效果。

自翻車在段修以上的檢修工藝中，需要拆卸四個起動風缸，其體積較大，質(zhì)量較重，利用人力拆卸非常不便。我們現(xiàn)有的工藝是：用鋼絲繩掛接，利用天車斜拉的方式。此作業(yè)方式會產(chǎn)生兩個力，其中一個是水平方向的會使起吊件做鐘擺運動。由于我們的檢修場地空間有限，這一工藝容易造成碰撞、傷人等事故且對設備安全極為不利。其次在裝配過程中，由于質(zhì)量較大、體積較大，必須多人協(xié)同作業(yè)，全靠人力，并且由于裝配空間有限，工作者活動空間擁擠，非常容易造成事故。為了有效的解決這一實際工作中的困難，開發(fā)設計了這一套起動風缸拆卸系統(tǒng)。

2 設計原理

2.1 工作條件要求

2.1.1 自翻車的啟動風缸左右兩側(cè)各有兩個，可以任意單個拆卸，但是質(zhì)量較大，約300公斤，所以需動力充足。

2.1.2 在起動風缸拆裝過程中，由于拆裝空間有限，所以拆裝設備必須工作平穩(wěn)，速度可控性好，以免在拆裝過程中對其他部分造成沖擊。

2.1.3 在拆裝過程中，由于工藝的需要，風缸必須隨時能在上下方向和前后方向小幅度活動。

2.2 設計內(nèi)容

2.2.1 機械結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)設計中，我們采用三缸支撐一個平面的設計，如圖1。

圖1

三個液壓缸采取前一后二的設計，用以增加起升平臺的穩(wěn)定性。其次液壓缸上下兩端均采用同平行軸式連接（類似汽運翻斗車），在不工作的狀態(tài)下，三個液壓缸處于收縮狀態(tài)，平行收縮在平臺底架以下，這樣既可以有效降低平臺高度又可以有效的調(diào)節(jié)起升平面的前后傾斜度，有利于風缸的拆卸和裝配。車體下方采用萬向輪可以增加平臺的機動性。

在整體布局中將液壓油箱布局在后方，可以起到一定的配重的作用，防止在工作過程中，由于前方重量過大而引起設備的不平衡。平時不工作的時候，由于車體下方萬向輪的布局，可以有效地平衡設備本身的重量分布，所以在不工作時，設備的配重不會影響設備的正常移動。

2.2.2 液壓系統(tǒng)。由于工作空間的考慮和起動風缸外形和安裝場所的考慮，必須采用平臺托舉式。動力上本設備采用液壓系統(tǒng)為主動力，可以極大地增加工作過程中的穩(wěn)定性和可控性。在油泵和液壓缸的選擇上，首先必須考慮作業(yè)現(xiàn)場，因為在實際工作中，起動風缸據(jù)軌面不足700mm，所以在液壓缸的選擇上必須選擇缸徑在400mm以內(nèi)。在考慮到缸徑和動力要求的情況下我們選擇31.5MPa柱塞泵，缸徑等于150mm的部件相配套。原理圖為圖2。

圖2

根據(jù)結(jié)構(gòu)設計的特點，其中的II缸和III缸同步工作，而I缸和II缸、III缸不能同步作業(yè)。三個液壓缸的動作主要由I、II兩個電磁換向閥來控制。閥III為一組組合式溢流閥，主要用來回流，同時也起到控制液壓系統(tǒng)工作壓力的作用。

2.2.3 電器控制?？刂齐娐分饕抢米枣i和互鎖來實現(xiàn)邏輯控制，這樣就可以控制液壓部分的動作先后順序。其電路圖如圖3。

圖3

其中SB1為液壓油泵啟動按鈕和KM0線圈及長開開關(guān)KM0形成自鎖邏輯，從而控制油泵電機的啟動；KM1、KM3線圈所在電路用來控制電磁閥I，KM2、KM4線圈所在電路用來控制電磁閥II，這四條電路通過互鎖實現(xiàn)了液壓缸I和液壓缸II、III不能同時工作的邏輯控制，同時在控制電路中添加了KT和KM5，KT為延時開關(guān)，可以有效的控制單側(cè)液壓缸的工作時間，對設備本身起到有效的保護作用，而KM5主要用來控制組合式調(diào)壓閥的動作。長閉合按鈕SB2主要控制整個設備的停機。由于此設備在使用過程中需要經(jīng)常更換作業(yè)地點，所以此設備會在使用過程中頻繁停機與開機，因此在電路中設計了過熱保護，以免在使用過程中損壞電動機。整個控制電路的電源采用的是由一組變壓器供給的24V安全電壓，這樣操作者的人身安全也得到了有效的保障，充分實現(xiàn)了本質(zhì)安全型。

3 效益及影響

在效益上，可以從三方面來考證，首先可以有效的提高自翻車輛的檢修效率，有效減少工時投入，原來拆卸一個起動風缸f需要6個工人配合作業(yè)，拆卸四個起動風缸，大約需要一天時間，裝配時同樣需要6人協(xié)調(diào)配合，約一天時間裝配好四個起動風缸，現(xiàn)在只需要兩人相互配合，而且只需要一天時間就可以完成以上的拆、裝工作，從人力和工時上都節(jié)省了一半有余；其次從安全效益上，有效的增加了單個工人的勞動空間，降低工人的勞動強度，保障職工的安全，降低了設備損壞的風險，降低了公司的安全風險；再次可以有效的體現(xiàn)出我們有自主開發(fā)自動化設備的能力。

參考文獻

[1]濮良貴，紀明剛.機械設計（第八版）[M].高等教育出版社，2006，5. [2]成大先.機械設計手冊（第四版）[M].化學工業(yè)出版社，2007，6.

[3]《鐵路職業(yè)技能鑒定實作演練叢書》編委會.車輛鉗工（第一版）[M].中國鐵路出版社，2003.

[4]西南交通大學.車輛構(gòu)造（第四版）[M].中國鐵路出版社，1987.

作者簡介：田秋艷（1970-），女，助理工程師，1993年7月畢業(yè)于阜新煤炭工業(yè)學校露天機械專業(yè)，現(xiàn)任鐵路運輸部修造公司技術(shù)員。

劉明強（1964-），男，工程師，2009年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學機械工程及自動化專業(yè)，現(xiàn)任鐵法能源公司鐵路運輸部修造公司副經(jīng)理。endprint