柴油機發(fā)電機組專用可移動式電動平車的設(shè)計

巨興文 馮 波

（南車戚墅堰機車有限公司，江蘇 常州 213011）

0 概述

柴油機發(fā)電機組是內(nèi)燃發(fā)電機組的一種，以柴油機作為動力，驅(qū)動同步交流發(fā)電機發(fā)電的電源設(shè)備。柴油發(fā)電機組是目前世界上應(yīng)用非常廣泛的發(fā)電設(shè)備，主要用作電信、國防、醫(yī)院、學(xué)校、工礦企業(yè)及等的應(yīng)急備用電源；移動通信、戰(zhàn)地及野外作業(yè)、車輛及船舶等特殊領(lǐng)域的獨立電源；大電網(wǎng)不能輸送到的地區(qū)或不適合建立火電廠的地區(qū)的生產(chǎn)與生活所需的獨立供電電源等。隨著科技的不斷進步，一些新技術(shù)和新成果的應(yīng)用，柴油發(fā)電機組逐步的向自動化、智能化、低排放和低噪音的方向發(fā)展，以滿足現(xiàn)代社會對柴油發(fā)電機組越來越高的要求。

1 問題的提出

本單位生產(chǎn)的柴油機發(fā)電機組是以16V280型柴油機作為動力源，驅(qū)動同步交流發(fā)電機發(fā)電。主要部件有16V280型柴油機、交流同步發(fā)電機、控制箱、聯(lián)軸節(jié)、公共底架、輔助系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、機油系統(tǒng)、水系統(tǒng)等。

現(xiàn)有柴油機發(fā)電機組的公共底架結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。此種設(shè)計結(jié)構(gòu)為不可移動的部件，僅僅起到支撐作用。當(dāng)機組調(diào)試需要移動位置時，必須由吊車配合，操作繁瑣。若機組在臺位內(nèi)調(diào)試需要移動位置時，臺位并沒有足夠的空間，吊車無法進入，給生產(chǎn)造成瓶頸。為了方便機組的調(diào)運及調(diào)試，特設(shè)計柴油機發(fā)電機組專用可移動式電動平車。

圖1 公共底架

2 柴油機發(fā)電機組用平車的設(shè)計

圖2 柴油機發(fā)電機組專用可移動式電動平車

柴油機發(fā)電機組用電動平車由車體架、走形機構(gòu)、頂升機構(gòu)、固定裝置及動力機構(gòu)等五部分組成，如圖2所示。

柴油機發(fā)電機組在加裝本平車后，當(dāng)機組運行或調(diào)試需要移動位置時，無需吊車吊運，加裝動力機構(gòu)后走形方便，可以實現(xiàn)機組的自由移動。機組工作之前，通過液壓站控制，先將各油缸活塞桿伸出，頂起整個機組，使平車車輪懸空，將緩沖墊放置在車體架下部的支撐腳處，然后將車體架兩端的固定用螺母鎖緊。這樣保證了機組工作時各部件運行平穩(wěn)，基本消除振動。

2.1 車體架的設(shè)計

柴油機發(fā)電機組專用可移動式平車車體架結(jié)構(gòu)簡圖如圖3所示。車體架是平車的骨架，通過縱梁和橫梁承受著裝在其上整個機組的重量及自重，用時也承受著輪子的反力。為了滿足柴油發(fā)電機組各部件能夠正常工作，車體架必須具有足夠的強度和剛度，同時上部安裝面還需有較高的幾何精度。為此，車體架采用具有強度高、剛性好、重量較輕的箱式結(jié)構(gòu)。通過受力分析及計算，此車體架需要焊接兩條大梁，兩條端梁及四條中間梁，且為保證強度，各梁均需采用箱式結(jié)構(gòu)。在車體架上部，將柴油機、發(fā)電機及聯(lián)軸節(jié)的安裝座一并焊接在各箱型梁上。各安裝座須有較高的平面度，且保證柴油機和發(fā)電機安裝以后中心嚴(yán)格等高。

圖3 平車車體架

2.2 走形機構(gòu)的設(shè)計

圖4 走形機構(gòu)

2.3 頂升機構(gòu)的設(shè)計

頂升機構(gòu)由液壓站及油缸等組成，其原理如圖5所示。為了控制及移動方便，變量泵，控制閥，油箱等固定在件號1移動液壓平臺上。油缸安裝在車體架底部。當(dāng)油缸需要工作時，可移動液壓平臺控制各油缸單動或同時啟動。需要注意的是，油缸行程必須大于使車輪懸空需要的最小高度。當(dāng)機組運行時，油缸活塞桿伸出，確保車輪完全懸空，避免機組工作時機體晃動，考慮到機組的整體重量選用Enerpac品牌RCH-206型中空柱塞油缸。具體參數(shù)如表1所示。

圖5 液壓原理圖

2.4 固定裝置的設(shè)計

車體架兩端焊接四只支撐角，在臺位內(nèi)的相應(yīng)位置預(yù)先做好安裝孔。機組運行到位需要啟動工作時，將固定用長螺栓通過支撐角鎖緊在安裝孔處，避免機組工作時震動過大。

表1 油缸參數(shù)

2.5 動力機構(gòu)的設(shè)計

電動平車采用蓄電池組作為動力源，由免維護的鉛酸蓄電池組提供直流48V電源。通過直流調(diào)速器控制永磁無刷直流電機帶動整個設(shè)備運行。電機選用BS5.5-1000/96永磁無刷直流電機，功率5.5kW，額定轉(zhuǎn)速1000rpm，額定轉(zhuǎn)矩52.5 N.m，工作電壓DC48V。應(yīng)用永磁直流無刷電機驅(qū)動使得整個平車在牽引過程中具有性能穩(wěn)定，調(diào)速平穩(wěn)，動態(tài)響應(yīng)快等特點。并具有斷電抱閘，帶電停車鎖定功能，啟動和制動平穩(wěn)。平車上設(shè)置蓄電池電量顯示表、充電器插座、就地控制盒。此外平車電控部分具有電壓、電流、超速、過載、蓄電池過充過放保護，確保平車在運行過程中安全行駛。

3 結(jié)語

柴油機發(fā)電機組專用可移動式電動平車設(shè)計合理、工作可靠、操作簡便，省去吊車的麻煩，加裝動力機構(gòu)后可以實現(xiàn)機組的自由移動，方便調(diào)試，具有廣闊的市場前景和很高的推廣應(yīng)用價值。