電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架組裝臺(tái)車動(dòng)力改造設(shè)計(jì)方案

張曉政 牛森

摘要：現(xiàn)有轉(zhuǎn)向架組裝臺(tái)車通過人工推動(dòng)移動(dòng)至不同車間工位進(jìn)行電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架組裝工序，通過本方案設(shè)計(jì)、工裝改造，經(jīng)過現(xiàn)場驗(yàn)證，完全可以滿足生產(chǎn)需要。

關(guān)鍵詞：電力機(jī)車;轉(zhuǎn)向架組裝臺(tái)車;電機(jī);傳動(dòng)比;蓄電池

1引言

轉(zhuǎn)向架車間建設(shè)轉(zhuǎn)向架組裝精益生產(chǎn)示范線的過程中，需將轉(zhuǎn)向架組裝臺(tái)車（圖一）從驅(qū)動(dòng)單元擺放工位發(fā)運(yùn)至轉(zhuǎn)向架落成工位，以及轉(zhuǎn)向架落成后發(fā)送下工位，提出了轉(zhuǎn)向架組裝臺(tái)車動(dòng)力的需求，將現(xiàn)有轉(zhuǎn)向架組裝臺(tái)車通過增加電機(jī)、齒輪、蓄電池等部件達(dá)到可自動(dòng)移動(dòng)的功能。

2改造方案總體設(shè)計(jì)

2.1改造內(nèi)容

改造方案為：增加電機(jī)、減速器、主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪等部件，使用鏈傳動(dòng)，采用蓄電池供電，工裝更改具體見圖二、圖三。

2.2改造指標(biāo)

通過現(xiàn)場調(diào)研及計(jì)算確定改造的各項(xiàng)指標(biāo)：

①轉(zhuǎn)向架組裝臺(tái)車的行進(jìn)速度：0.2m/s;

②轉(zhuǎn)向架組裝臺(tái)車的牽引力：500kg（通過拉力計(jì)測量為270kg）;

③動(dòng)力輪安置在中間軸右側(cè)位置;

④蓄電池盡量安置在車架內(nèi)部，避免安全隱患，容量至少滿足使用兩周（使用時(shí)間：2min/次×2.5次/天×14天=72min（1.2h））;

⑤電機(jī)應(yīng)該帶有制動(dòng)功能，同時(shí)在不供電的情況下，電機(jī)可以自由旋轉(zhuǎn)，不得應(yīng)外部旋轉(zhuǎn)損傷電機(jī)。

2.3計(jì)算說明

2.3.1電機(jī)參數(shù)計(jì)算

指標(biāo)：轉(zhuǎn)向架組裝臺(tái)車行進(jìn)所需牽引力500kg。

根據(jù)組裝臺(tái)車前進(jìn)的需求，可計(jì)算所需電機(jī)的功率[1]：

2.3.2.減速機(jī)及鏈輪計(jì)算

指標(biāo)：①電機(jī)轉(zhuǎn)速：1500r/min;

②組裝臺(tái)車行進(jìn)速度：0.2m/s;

③組裝臺(tái)車主動(dòng)輪直徑：300mm。

可算得 [1]

采用兩級(jí)減速：一級(jí)有減速器完成，一級(jí)有鏈輪傳動(dòng)完成。

根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊鏈輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算推薦選擇主動(dòng)鏈輪齒數(shù)Z1=17、從動(dòng)鏈輪齒數(shù)Z2=34、傳動(dòng)比i=2、鏈號(hào)選擇16A，鏈輪中心距350mm、鏈條節(jié)數(shù)54、鏈條排數(shù)1排。

鏈輪安全校核

已知：16A鏈號(hào)極限拉伸載荷Qmin=55.6KN、節(jié)距P=25.4mm、電機(jī)效率η=0.8

計(jì)算鏈條拉力 [1]

由于鏈速V<0.6m/s是低速鏈傳動(dòng)，其主要失效形式是鏈條的靜拉斷，故安全系數(shù)應(yīng)S≥[S]=3～6

校核安全系數(shù) ≥[S][1]

結(jié)果滿足要求，鏈條故能夠安全使用。

主動(dòng)鏈輪與減速機(jī)用M12×40螺栓緊固;從動(dòng)鏈輪與車輪用M12×60螺栓緊固。

2.3.3蓄電池計(jì)算

指標(biāo)：①電機(jī)電壓48V;

②至少能夠使用兩周（使用時(shí)間：2min/次×2.5次/天×14天=72min（1.2h））。

電池組的理論電瓶容量為1500W*1.2h=1800 Wh=1800 VAh

電池組的理論額定電量為1800 VAh /48V=37.5 Ah

電池組的實(shí)際額定電量為 37.5 Ah*1.5=56.5 Ah

2.3.4.動(dòng)力部分接線

指標(biāo)：電路系統(tǒng)布線位置以及方法應(yīng)符合安全管理要求（圖四）。

2.3.5制動(dòng)

指標(biāo)：①轉(zhuǎn)向架組裝臺(tái)車應(yīng)有制動(dòng)系統(tǒng)。

制動(dòng)裝置（圖五）安置在轉(zhuǎn)向架組裝臺(tái)車一、三軸左右兩側(cè)位置。

3結(jié)束語

綜上所述，經(jīng)改造后轉(zhuǎn)向架組裝臺(tái)車（圖六）滿足不同工位之間的自動(dòng)移動(dòng)功能，節(jié)約了大量的時(shí)間和勞動(dòng)力，極大的提高了生產(chǎn)效率，且工裝在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，節(jié)約了制造成本。

圖六

參考文獻(xiàn)：

[1]趙明，機(jī)械工程師手冊，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000。

作者簡介：張曉政，男，中車大同公司加工中心高級(jí)技師、中車技能專家。

牛森，男，中車大同公司高級(jí)工程師。