鐵路有蓋漏斗車的活動頂蓋兩端同步性研究

嚴(yán)蘇群， 劉俊雷

（中車太原機(jī)車車輛有限公司， 山西 太原 030002）

引言

隨著“打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”、“公轉(zhuǎn)鐵運(yùn)輸”等一系列國家環(huán)保政策的出臺，鐵路有蓋漏斗車因有利于保護(hù)貨物和環(huán)境以及具有便捷的裝卸性能，將成為打造綠色鐵路運(yùn)輸通道的首選，市場前景廣闊。鐵路有蓋漏斗車設(shè)計時須滿足當(dāng)前重載技術(shù)要求并適應(yīng)快捷裝貨的市場需求，其車體和活動頂蓋較長，活動頂蓋一般采用風(fēng)缸驅(qū)動，由于活動頂蓋和車體有制造誤差，以及布置在不同位置的風(fēng)缸進(jìn)、排氣量有差異，使得活動頂蓋在開閉過程中兩端很難同步，必須增設(shè)適當(dāng)?shù)耐窖b置。中車太原機(jī)車車輛有限公司從2005 年起持續(xù)對有蓋漏斗車進(jìn)行研發(fā)和技術(shù)研究，為解決活動頂蓋兩端同步性積累了一定的研究經(jīng)驗。

1 頂蓋風(fēng)缸設(shè)置單向節(jié)流閥

2007 年，中車太原機(jī)車車輛有限公司給山西太鋼不銹鋼股份有限公司研制了25 t 軸重石灰有蓋漏斗車，其活動頂蓋通過安裝在兩端的雙向作用風(fēng)缸控制開閉。為保證活動頂蓋開閉時兩端的同步性，在兩個雙向作用風(fēng)缸的進(jìn)、出氣口均設(shè)置了單向節(jié)流閥，見圖1。

單向節(jié)流閥為單向節(jié)流，反向不節(jié)流（圖2），當(dāng)從右端接通壓力空氣時，將調(diào)節(jié)旋鈕往“＋”號方向旋轉(zhuǎn)則提高通過閥的流量，往“－”號方向旋轉(zhuǎn)則減小流量；當(dāng)從左端接通壓力空氣時，此閥為全通狀態(tài)，沒有節(jié)流作用。

單向節(jié)流閥與雙向風(fēng)缸連接時，其安裝方向一般是進(jìn)氣節(jié)流，排氣不節(jié)流。通過調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥的進(jìn)氣流量，控制雙向作用風(fēng)缸推動活動頂蓋的運(yùn)動速度。若活動頂蓋開閉時兩端動作不協(xié)調(diào)，則相應(yīng)旋轉(zhuǎn)單向節(jié)流閥的調(diào)節(jié)旋扭調(diào)節(jié)完后，應(yīng)旋轉(zhuǎn)單向節(jié)流閥的鎖緊螺母與調(diào)節(jié)旋扭鎖緊。

圖1 雙向作用風(fēng)缸連接單向節(jié)流閥

圖2 單向節(jié)流閥示意圖

目前，25 t 軸重石灰有蓋漏斗車在太鋼不銹鋼股份有限公司已被應(yīng)用12 年，實踐證明采用單向節(jié)流閥解決活動頂蓋兩端同步性，簡單可行、成本很低。但是，調(diào)試繁瑣，基本上每輛車的四個單向節(jié)流閥都需要調(diào)試。

2 頂蓋一側(cè)設(shè)置傳動軸

圖3 是一種比較典型的有蓋漏斗車，其活動頂蓋一側(cè)布置了通長的傳動軸，該傳動軸起著使活動頂蓋兩端同步運(yùn)動的作用。當(dāng)車頂裝料口寬度較窄且長度較短時，只需要在頂蓋一端設(shè)置雙向作用風(fēng)缸或手動減速器，另一端只需要將傳動軸通過曲拐、連桿與頂蓋的搖桿連接即可；當(dāng)車頂裝料口寬度較寬且長度較長時，需要在頂蓋兩端設(shè)置雙向作用風(fēng)缸或手動減速器，同時，頂蓋一側(cè)布置的傳動軸與頂蓋兩端的搖桿通過曲拐、連桿連接成四桿機(jī)構(gòu)。

頂蓋一側(cè)布置傳動軸的活動頂蓋同步性很好，基本上不需要單向節(jié)流閥等其他方式調(diào)整。若取消傳動軸，則活動頂蓋兩端動作立馬不一致，甚至相互憋勁使頂蓋停止運(yùn)動。

圖3 頂蓋一側(cè)設(shè)置同步傳動軸

3 裝料口內(nèi)設(shè)置傳動軸

圖4 所示一種有蓋漏斗車將傳動軸布置在裝料口的下部，該傳動軸通過曲拐與活動頂蓋連接。該結(jié)構(gòu)的活動頂蓋同步性非常好，且活動頂蓋重量較輕。由于傳動軸和曲拐在靠近裝料口內(nèi)部，適宜糧食、石灰等顆粒較小的貨物定點裝載，不適宜車輛邊走邊裝，也不適宜裝載比重較大的大塊貨物，否則有可能使傳動軸和曲拐因受砸而變形，影響活動頂蓋的靈活開閉。

圖4 裝料口內(nèi)設(shè)置傳動軸

4 頂蓋中部布置驅(qū)動裝置

圖5 所示活動頂蓋的驅(qū)動裝置設(shè)置在頂蓋中部，活動頂蓋從中部受力通過頂蓋傳遞到兩端，使兩端從動。該結(jié)構(gòu)對頂蓋整體剛度要求較高，因此頂蓋較重。頂蓋及底門的驅(qū)動裝置均布置在車輛中部，車輛外觀整潔，但車體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，驅(qū)動裝置不便檢修。

5 頂蓋兩端設(shè)置升降裝置

圖5 驅(qū)動裝置布置在頂蓋中部

圖6 頂蓋兩端設(shè)置升降裝置

圖6 所示是一種折頁翻轉(zhuǎn)對開式通長頂蓋，該結(jié)構(gòu)在車輛兩端的中央位置設(shè)置了垂直升降裝置，兩扇活動頂蓋分別通過連桿與升降裝置連接，保證了兩個頂蓋的同步運(yùn)動，而同一個頂蓋兩端的同步性依靠頂蓋足夠的剛度保證，使得頂蓋較重。該結(jié)構(gòu)的裝料口寬度可至2.4 m，適用于較大寬度的裝料設(shè)施及刮平裝置。

6 結(jié)語

設(shè)置傳動軸解決活動頂蓋兩端同步性的效果最好；設(shè)置單項節(jié)流閥成本最低，但調(diào)試繁瑣；頂蓋中部設(shè)置驅(qū)動裝置和頂蓋兩端設(shè)置升降裝置，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、重量較重。這五種活動頂蓋同步裝置均已在實踐中得到了有效應(yīng)用，可作為有蓋漏斗車的設(shè)計參考，而在應(yīng)用中需綜合考慮裝料設(shè)施、裝載介質(zhì)、車輛限界、車輛容積及底門裝置等因素的影響。