機(jī)車柴油機(jī)升降翻轉(zhuǎn)架的設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用

崔長(zhǎng)明

摘 要：機(jī)車柴油機(jī)升降翻轉(zhuǎn)架設(shè)備可用于鐵路機(jī)務(wù)段機(jī)車中修的過(guò)程中，它是柴油機(jī)機(jī)體拆卸和總裝作業(yè)的必要設(shè)備。目前，該設(shè)備已被廣泛應(yīng)用在各鐵路機(jī)務(wù)段。經(jīng)過(guò)觀察北京內(nèi)燃機(jī)務(wù)段車間工人使用該設(shè)備的情況發(fā)現(xiàn)，工人在使用該設(shè)備時(shí)，存在2點(diǎn)不便之處：①該設(shè)備的盤車機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置不能同時(shí)兼顧東風(fēng)4型車和東風(fēng)8型車的柴油機(jī)，一般柴油機(jī)升降翻轉(zhuǎn)架只設(shè)置1套盤車機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置，工人們只能通過(guò)手動(dòng)的方式來(lái)操作另一種車型柴油機(jī)的盤車機(jī)構(gòu)；②現(xiàn)場(chǎng)沒有能解決柴油機(jī)油底殼拆裝的機(jī)械設(shè)備，工人們只能把油底殼架在木樁子上對(duì)其進(jìn)行拆裝作業(yè)。這些問題反映出了柴油機(jī)升降翻轉(zhuǎn)架設(shè)計(jì)中的不足之處，需要改進(jìn)其中存在的問題。主要闡述了柴油機(jī)升降翻轉(zhuǎn)架的設(shè)計(jì)原理和結(jié)構(gòu)特性，同時(shí)，從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，改進(jìn)了該設(shè)備自身存在的問題，以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī)升降翻轉(zhuǎn)架；盤車機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置；油底殼；工藝裝備

中圖分類號(hào)：U262.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.04.105

1 概述

機(jī)車柴油機(jī)升降翻轉(zhuǎn)架設(shè)備（簡(jiǎn)稱翻轉(zhuǎn)架）是為東風(fēng)4A、4B、4D型和東風(fēng)8，11型機(jī)車柴油機(jī)而設(shè)計(jì)、制造的工藝裝備。它可用于鐵路機(jī)務(wù)段機(jī)車中修過(guò)程中，是柴油機(jī)機(jī)體拆卸、總裝作業(yè)中的必需設(shè)備之一。

根據(jù)裝配作業(yè)需求的不同，翻轉(zhuǎn)架可使機(jī)車柴油機(jī)（不含主發(fā)電機(jī)）做垂直升降運(yùn)動(dòng)，便于裝配工人站在地面或平臺(tái)上，對(duì)機(jī)車柴油機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)分解、裝配作業(yè)，也可使機(jī)車柴油機(jī)（不含主發(fā)電機(jī)）360°翻轉(zhuǎn)，并停在任何角度，以便柴油機(jī)上各個(gè)部件在拆除或裝入機(jī)體時(shí)處于最為有利的位置，便于工人裝配。

考慮到目前常見的機(jī)車柴油機(jī)有2種不同的盤車機(jī)構(gòu)，所以，改進(jìn)翻轉(zhuǎn)架，設(shè)置2套盤車機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置，以滿足不同盤車機(jī)構(gòu)的使用。

通過(guò)觀察車間工人對(duì)機(jī)車柴油機(jī)油底殼的拆裝過(guò)程，設(shè)計(jì)出了油底殼拆裝工裝，以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

2 翻轉(zhuǎn)架的結(jié)構(gòu)和工作原理

翻轉(zhuǎn)架采用地坑式設(shè)計(jì)，地坑2邊設(shè)置移動(dòng)伸縮平臺(tái)。升降裝置通過(guò)圓柱狀支撐體和“V”形托架頭托舉翻轉(zhuǎn)裝置，有效地解決了升降過(guò)程中遇到的卡阻問題。

翻轉(zhuǎn)架是由主體結(jié)構(gòu)和檢修輔助裝置組成。主體結(jié)構(gòu)包括升降裝置、翻轉(zhuǎn)裝置、移動(dòng)平臺(tái)裝置、蓋板和人梯、電控系統(tǒng)5部分，如圖1所示；檢修輔助裝置包括盤車機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)體液壓撐開器和油底殼工裝3部分。

2.1 主體結(jié)構(gòu)

2.1.1 升降裝置

升降裝置是由4組絲杠升降機(jī)組成的，可將其設(shè)置在地坑4角。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用行星齒輪電機(jī)減速器，將其設(shè)置在升降機(jī)上方，升降機(jī)平衡誤差要控制在4 mm內(nèi)。4臺(tái)升降機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，用PLC和編碼器控制4臺(tái)升降機(jī)的同步問題。

2.1.2 翻轉(zhuǎn)裝置

翻轉(zhuǎn)裝置是由可拆卸轉(zhuǎn)盤翻轉(zhuǎn)架、翻轉(zhuǎn)架銷齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和升降平臺(tái)組成的?？刹鹦斗D(zhuǎn)架由2個(gè)轉(zhuǎn)盤與2根主梁鉸接；翻轉(zhuǎn)架銷齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)選用擺線針輪減速器和帶制動(dòng)器的啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)體積小、質(zhì)量輕、工作效率高；銷齒采用可拆卸式設(shè)計(jì)，磨損后方便更換；用2根梁將2個(gè)轉(zhuǎn)盤座連接起來(lái)，并在中間鋪設(shè)花紋鋼板，組成升降平臺(tái)。如果有特殊需要時(shí)，裝配人員可在此處作業(yè)，它能起到安全防護(hù)和防止零件不慎落入地坑的作用。主動(dòng)端轉(zhuǎn)盤座開設(shè)工藝檢修孔，用于檢修加注油脂和齒輪更換。

2.1.3 移動(dòng)平臺(tái)

移動(dòng)平臺(tái)裝置是由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、活動(dòng)臺(tái)板和后臺(tái)等構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)銷與活動(dòng)臺(tái)板連接，臺(tái)板運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)發(fā)生犯卡現(xiàn)象。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用滾輪和導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)，制造簡(jiǎn)單，使用可靠。在后臺(tái)處可放置螺栓、連桿、銷和工具等裝配小零配件，方便取用。

2.1.4 蓋板和人梯

地坑設(shè)置蓋板和人梯。在翻轉(zhuǎn)主動(dòng)端的蓋板開設(shè)人孔，并裝有翻起式人孔蓋。人梯自地面至地坑，地面以上設(shè)置扶手，以便于設(shè)備的維護(hù)和檢修。

2.1.5 電控系統(tǒng)

電控系統(tǒng)包括電控柜、安全警報(bào)、行程傳感和電氣連鎖等。將電控柜布置在翻轉(zhuǎn)主動(dòng)端一側(cè)，方便監(jiān)測(cè)翻轉(zhuǎn)狀態(tài)和位置。電控柜形狀和按鈕布置貼合人機(jī)工程原則。各機(jī)構(gòu)在運(yùn)行時(shí)，均有狀態(tài)指示，并有蜂鳴音提醒工作人員注意安全距離。當(dāng)電氣連鎖防止誤操作時(shí)，故障提示則以電鈴聲報(bào)警。

2.2 檢修輔助裝置

檢修輔助裝置是柴油機(jī)檢修過(guò)程中使用到的一些特殊工裝和設(shè)備，它們能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

2.2.1 盤車機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置

針對(duì)不同型號(hào)的柴油機(jī)，該設(shè)備配置了2套盤車機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置。DF8型盤車機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置（兼顧DF11車型）是由SLKA57BY減速電機(jī)和連接桿組成的。在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整好減速電機(jī)底座的位置后，將其焊接在翻轉(zhuǎn)臺(tái)從動(dòng)輪上。在設(shè)備工作時(shí)，用連接桿連接減速機(jī)輸出軸和柴油機(jī)主發(fā)端輸出軸，連接好后可啟動(dòng)減速機(jī)進(jìn)行盤車過(guò)程。DF4型盤車機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置是由XWDY1.5-3-35減速電機(jī)、鏈條和鏈輪組成的。在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整好減速電機(jī)底座位置后，將其焊接在翻轉(zhuǎn)臺(tái)從動(dòng)輪上。在設(shè)備工作時(shí)，要先將鏈輪安裝在柴油機(jī)主發(fā)端輸出軸上，然后再用鏈條連接2個(gè)鏈輪。因?yàn)闇p速機(jī)底座中有腰圓槽，當(dāng)鏈條過(guò)緊或過(guò)松、或者兩鏈輪不在同一平面時(shí)，可移動(dòng)減速機(jī)或適當(dāng)調(diào)整減速機(jī)底座，調(diào)整好后，可啟動(dòng)減速機(jī)進(jìn)行盤車過(guò)程。盤車機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置如圖2所示。

2.2.2 機(jī)體液壓撐開器

該設(shè)備主要用于DF4、DF8等內(nèi)燃機(jī)、柴油機(jī)拆裝主軸承蓋，具有結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便、安全等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)體液壓撐開器主要是由單作用油缸、手壓雙級(jí)油泵、高壓油管和快裝接頭等組成的。在設(shè)備工作時(shí)，只需將油管兩端的快裝接頭分別與單作用油缸和手壓雙級(jí)油泵的快裝接頭套對(duì)接，溝通油路后便可使用了。

2.2.3 油底殼工裝

該設(shè)備主要用于柴油機(jī)油底殼的安裝，適用于各種柴油機(jī)機(jī)型。該設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)是由型鋼制成，具有結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力強(qiáng)等特點(diǎn)。根據(jù)柴油機(jī)油底殼安裝工藝的要求，將該設(shè)備的承載平面制作成可以升降的平臺(tái)，而升降機(jī)構(gòu)是由電液推桿驅(qū)動(dòng)桿件機(jī)構(gòu)組成的，升降形式為單側(cè)升降，升降幅度在180 mm。油底殼工裝如圖3所示。

3 翻轉(zhuǎn)架的操作步驟

柴油機(jī)升降翻轉(zhuǎn)架設(shè)備的操作步驟是：①準(zhǔn)備就緒后，打開控制箱內(nèi)的總電源開關(guān)（QF）和各用電設(shè)備開關(guān)。②關(guān)閉好控制箱門，旋扭閉合“控制電源”開關(guān)，“電源指示燈”應(yīng)亮。③根據(jù)需要旋扭“單動(dòng)/聯(lián)動(dòng)”轉(zhuǎn)換開關(guān)。單動(dòng)開關(guān)用于設(shè)備調(diào)試、故障維修；聯(lián)動(dòng)開關(guān)用于設(shè)備的正常運(yùn)行。④按下“上升”鈕，此鈕燈亮，翻轉(zhuǎn)裝置和升降平臺(tái)則開始上升。等到了合適的高度后按下“停止”鈕，將其停在作業(yè)預(yù)備位置（移動(dòng)平臺(tái)處于縮回到位狀態(tài)，翻轉(zhuǎn)裝置處于水平狀態(tài)）。⑤松開裝卡螺栓，打開壓板，吊入工件。⑥旋緊四周的頂絲，定位工件——將壓板放置在工件的觀察孔上，擰緊螺栓，卡住工件。⑦嚴(yán)格按照鐵道部拆卸工藝作業(yè)，需旋轉(zhuǎn)時(shí)，則按下“翻轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)”或“翻轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)”鈕，直至其到了需要位置時(shí)按下“翻轉(zhuǎn)停止”鈕。⑧如果需要升降時(shí)，則按下“上升”或“下降”鈕，按下“停止”鈕即停止。⑨左右移動(dòng)平臺(tái)分別運(yùn)行，各設(shè)“前進(jìn)”“后退”“停止”3個(gè)按鈕。⑩作業(yè)完畢后，設(shè)備恢復(fù)到作業(yè)預(yù)備位置。松開裝卡螺栓，打開壓板，吊出工件?！?1重復(fù)步驟⑤～⑩，進(jìn)入下一工件作業(yè)循環(huán)?！?2全部工作完畢?！?3旋扭關(guān)閉“控制電源”開關(guān)，打開控制箱門，拉下電源開關(guān)（QF）。

4 使用翻轉(zhuǎn)架時(shí)的注意事項(xiàng)

使用翻轉(zhuǎn)架時(shí)的注意事項(xiàng)有3點(diǎn)：①設(shè)備在做升降、回轉(zhuǎn)、伸縮等動(dòng)作時(shí)，伴有蜂鳴音，提示工作人員保持一定的安全距離，這屬正?，F(xiàn)象。②嚴(yán)格按照鐵道部拆卸工藝作業(yè)，不得提前進(jìn)行翻轉(zhuǎn)作業(yè)。③如果發(fā)出電鈴聲，則屬于故障現(xiàn)象，應(yīng)立即按下“急?！卑粹o，并檢修設(shè)備。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文全面介紹了機(jī)車柴油機(jī)升降翻轉(zhuǎn)架的設(shè)計(jì)原理和結(jié)構(gòu)，并改進(jìn)了該設(shè)備中存在的問題，增加了2套盤車機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置和1個(gè)油底殼工裝，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)的工作效率。綜上所述，建議各鐵路機(jī)務(wù)段有針對(duì)性地改造原有的機(jī)車柴油機(jī)升降翻轉(zhuǎn)架。

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〔編輯：白潔〕