汽缸蓋螺母液壓拆裝機改造

譚 曉

(廣西嘉德機械股份有限公司，廣西 玉林 537000)

1概述

在機車檢修過程中，柴油發(fā)動機是最為重要和有力的環(huán)節(jié)之一。柴油發(fā)動機維護程序和精度的要求也是最重要和嚴格的。汽缸為16缸(短缸)，每缸蓋交叉6個螺母。柴油發(fā)動機安裝時，應同時拆下汽缸蓋上的6個螺母，以確保汽缸蓋密封良好[1]。缸蓋的密度特性是一項重要指標。根據(jù)大修工藝要求，保證各缸蓋螺母固定力一致，否則將造成機車事故，給公司和鐵路局造成重大損失。近幾年來，隨著公司鐵路機車的投入使用，檢修需求增加，檢修負荷增加，檢修周期壓縮。只能通過維修裝配設備實現(xiàn)，具有較高的自動化程度和控制精度。

2問題提出

液力泵驅動液壓馬達產(chǎn)生扭矩，并固定氣缸蓋。在采用傳統(tǒng)電控方式控制各液壓發(fā)動機壓力的同時，由于當時生產(chǎn)工藝及技術條件的限制，無法實現(xiàn)同步精確控制。研究表明，液壓缸蓋拆裝機各液壓馬達的印刷誤差較大，不平衡和起動不穩(wěn)定。內(nèi)燃機試驗臺測試時，由于各缸蓋的預電壓不能保持相等，因此，在進行缸蓋密封性能測試時，往往會出現(xiàn)密封性能變化，從而影響了缸蓋的密封性能。拆裝氣缸蓋需要4～5 h或更少的時間[2]。汽缸蓋的拆卸與整修，加大了工人的勞動強度，影響機車柴油機的維修進度。為此，在市場調研和技術論證的基礎上，決定采用 PLC控制技術對汽缸蓋液壓拆裝進行改造，以保證機車檢修的順利實施。

3改造方案

3.1汽缸蓋拆裝機改造方案概述

液缸蓋總成及卸料器由液缸、電氣控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)組成。水壓油箱可裝載10OLN68號液壓油。電控包括電源和PLC控制，西門子sr20則是PLC的選擇。液壓系統(tǒng)包括水力分配器，高壓油管和液壓發(fā)動機。液力分配模塊包括直動式安全閥，雙向換向閥和三通換向閥[3]。汽缸蓋組裝機液壓系統(tǒng)的調壓部由直動式安全閥、三位四通導向閥及6個二通閥組成。然而，如果壓力有變化，或者相應的液壓元件被更換，壓力應該進行調整。

3.2系統(tǒng)設計

對原有液壓缸蓋螺母拆裝機存在的問題進行了系統(tǒng)改進及說明。(1)由變量泵和定量分析機組成的閉式容積控制系統(tǒng)取代開式節(jié)流控制系統(tǒng)，從而極大地降低了能耗，節(jié)約了能源。(2)為避免液壓驅動頭在拆卸缸蓋時發(fā)生軸向位移，減少其漂浮磨損，采用具有Y 行中位機能的三面四通換向閥，控制液壓驅動頭的作用，既能滿足拆卸的要求，又對液壓馬達的轉向頭在拆卸過程中產(chǎn)生較小的軸向力。(3)對漏水的液壓系統(tǒng)進行維護是非常不實際的。他必須把引擎拆開再修。將液壓機安裝在油箱內(nèi)，整體性強。

3.3液壓元件的選擇

液壓泵是液壓傳動系統(tǒng)的能量來源和核心部件。本系統(tǒng)選用高效低噪音的軸向柱塞泵作為能量來源，提高了汽缸蓋拆卸操作的安全性，改善了人員工作環(huán)境。主要性能參數(shù)如下：

型號：10MYCY14-1B 額定壓力：31.5 MPa

額定轉速：1000 r/min 理論排量：10 m3/h

針對柴油機維修工藝的要求，選擇低速大扭矩液壓機。

型號：1QJMO2-0.4Z 排量：0.406L/REV

額定壓力：10 MPa 最多轉速：120 r/min。

額定輸出扭矩：600 N·m

3.4電氣控制系統(tǒng)設計

采用西門子 PLC控制器(sr20型)取代了傳統(tǒng)的分離式電控拆裝的舊設備，提高了汽缸蓋拆裝機的穩(wěn)定性和可靠性，使每臺液壓機的驅動力保持平衡，消除了原液壓退役機驅動力不一致所導致的系統(tǒng)故障，使每臺馬達輸出扭矩都能達到平衡。

4操作及功能

4.1軟件操作說明

(1)切換到屏幕，延時正常操作面。

(2)在軟件操作中有人工和自動操作2種形式，按住√按鈕可以實現(xiàn)這兩者的任意切換。

(3)在人工操作松緊界面，按下有三角形圖標的按鈕可以對下一次操作次數(shù)進行設置，同時也可以選擇當前的方式，當扭矩達到輸入數(shù)值之后，系統(tǒng)就會停止操作。

(4)在自動操作界面，點擊相應的按鈕，系統(tǒng)會自動旋松或擰緊6個螺母，當按中間鍵時就會停止操作。

4.2接通電源總開關，啟動油泵電機

壓穩(wěn)后，選擇“緊固”功能按鈕，6個螺釘頭依次順時針旋轉。

4.3柴油機汽缸蓋的分解操作

(1)使用天車將拆裝機提升到柴油機缸蓋位置，然后緩慢下降。

(2)將操作界面轉換成手動操作，選擇扳手，輸入數(shù)值，然后按下松開鍵套入螺絲頭，之后將界面切換到自動操作狀態(tài)，按下松鍵將螺母旋松1～2個周期。

(3)重復以上步驟，分解其它缸蓋。

(4)最后關閉油泵，順利地吊起拆裝機。

(5)使用電動或氣動扳手，將旋松的汽缸蓋螺母旋下。

4.4柴油機汽缸蓋的組裝操作

(1)在拆裝機使用之前，先用電扳手或氣扳手緊固汽缸蓋螺母，使其產(chǎn)生30～50 nm的力矩。

(2)按照上述步驟，將拆裝機的扳頭對準螺母。

(3)切換自動界面，按下“緊”鍵，6個扳頭分別交替動作，直至徹底上緊。

(4)其余汽缸蓋螺母按上述的操作分別用“緊固”螺母。

(5)關閉油泵馬達和電源，拆裝機應妥善放置于固定位置。

5結語

經(jīng)改進的液壓汽缸蓋母拆裝機，通過 PLC控制各液壓機的工作壓力，使各液壓機的啟動點平衡，提高工作效率，工廠每臺柴油機無效工時減少3 h，按150臺大修機車計算，年節(jié)余約5×3×2×16×150=48000 kW·h，按0.9元/kW時計算，每年可節(jié)省費用4.32萬元。