機車柴油機升降翻轉架的設計原理及應用

崔長明

摘 要：機車柴油機升降翻轉架設備可用于鐵路機務段機車中修的過程中，它是柴油機機體拆卸和總裝作業(yè)的必要設備。目前，該設備已被廣泛應用在各鐵路機務段。經(jīng)過觀察北京內(nèi)燃機務段車間工人使用該設備的情況發(fā)現(xiàn)，工人在使用該設備時，存在2點不便之處：①該設備的盤車機構驅動裝置不能同時兼顧東風4型車和東風8型車的柴油機，一般柴油機升降翻轉架只設置1套盤車機構驅動裝置，工人們只能通過手動的方式來操作另一種車型柴油機的盤車機構；②現(xiàn)場沒有能解決柴油機油底殼拆裝的機械設備，工人們只能把油底殼架在木樁子上對其進行拆裝作業(yè)。這些問題反映出了柴油機升降翻轉架設計中的不足之處，需要改進其中存在的問題。主要闡述了柴油機升降翻轉架的設計原理和結構特性，同時，從設計的角度出發(fā)，改進了該設備自身存在的問題，以減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率。

關鍵詞：柴油機升降翻轉架；盤車機構驅動裝置；油底殼；工藝裝備

中圖分類號：U262.11 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.04.105

1 概述

機車柴油機升降翻轉架設備（簡稱翻轉架）是為東風4A、4B、4D型和東風8，11型機車柴油機而設計、制造的工藝裝備。它可用于鐵路機務段機車中修過程中，是柴油機機體拆卸、總裝作業(yè)中的必需設備之一。

根據(jù)裝配作業(yè)需求的不同，翻轉架可使機車柴油機（不含主發(fā)電機）做垂直升降運動，便于裝配工人站在地面或平臺上，對機車柴油機進行各項分解、裝配作業(yè)，也可使機車柴油機（不含主發(fā)電機）360°翻轉，并停在任何角度，以便柴油機上各個部件在拆除或裝入機體時處于最為有利的位置，便于工人裝配。

考慮到目前常見的機車柴油機有2種不同的盤車機構，所以，改進翻轉架，設置2套盤車機構驅動裝置，以滿足不同盤車機構的使用。

通過觀察車間工人對機車柴油機油底殼的拆裝過程，設計出了油底殼拆裝工裝，以減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率。

2 翻轉架的結構和工作原理

翻轉架采用地坑式設計，地坑2邊設置移動伸縮平臺。升降裝置通過圓柱狀支撐體和“V”形托架頭托舉翻轉裝置，有效地解決了升降過程中遇到的卡阻問題。

翻轉架是由主體結構和檢修輔助裝置組成。主體結構包括升降裝置、翻轉裝置、移動平臺裝置、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構驅動裝置、機體液壓撐開器和油底殼工裝3部分。

2.1 主體結構

2.1.1 升降裝置

升降裝置是由4組絲杠升降機組成的，可將其設置在地坑4角。驅動機構采用行星齒輪電機減速器，將其設置在升降機上方，升降機平衡誤差要控制在4 mm內(nèi)。4臺升降機單獨驅動，用PLC和編碼器控制4臺升降機的同步問題。

2.1.2 翻轉裝置

翻轉裝置是由可拆卸轉盤翻轉架、翻轉架銷齒輪驅動機構和升降平臺組成的。可拆卸翻轉架由2個轉盤與2根主梁鉸接；翻轉架銷齒輪驅動機構選用擺線針輪減速器和帶制動器的啟動電動機。驅動機構體積小、質(zhì)量輕、工作效率高；銷齒采用可拆卸式設計，磨損后方便更換；用2根梁將2個轉盤座連接起來，并在中間鋪設花紋鋼板，組成升降平臺。如果有特殊需要時，裝配人員可在此處作業(yè)，它能起到安全防護和防止零件不慎落入地坑的作用。主動端轉盤座開設工藝檢修孔，用于檢修加注油脂和齒輪更換。

2.1.3 移動平臺

移動平臺裝置是由驅動機構、導向機構、活動臺板和后臺等構成。驅動機構通過銷與活動臺板連接，臺板運動時不會發(fā)生犯卡現(xiàn)象。導向機構采用滾輪和導槽結構，制造簡單，使用可靠。在后臺處可放置螺栓、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

地坑設置蓋板和人梯。在翻轉主動端的蓋板開設人孔，并裝有翻起式人孔蓋。人梯自地面至地坑，地面以上設置扶手，以便于設備的維護和檢修。

2.1.5 電控系統(tǒng)

電控系統(tǒng)包括電控柜、安全警報、行程傳感和電氣連鎖等。將電控柜布置在翻轉主動端一側，方便監(jiān)測翻轉狀態(tài)和位置。電控柜形狀和按鈕布置貼合人機工程原則。各機構在運行時，均有狀態(tài)指示，并有蜂鳴音提醒工作人員注意安全距離。當電氣連鎖防止誤操作時，故障提示則以電鈴聲報警。

2.2 檢修輔助裝置

檢修輔助裝置是柴油機檢修過程中使用到的一些特殊工裝和設備，它們能減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率。

2.2.1 盤車機構驅動裝置

針對不同型號的柴油機，該設備配置了2套盤車機構驅動裝置。DF8型盤車機構驅動裝置（兼顧DF11車型）是由SLKA57BY減速電機和連接桿組成的。在現(xiàn)場調(diào)整好減速電機底座的位置后，將其焊接在翻轉臺從動輪上。在設備工作時，用連接桿連接減速機輸出軸和柴油機主發(fā)端輸出軸，連接好后可啟動減速機進行盤車過程。DF4型盤車機構驅動裝置是由XWDY1.5-3-35減速電機、鏈條和鏈輪組成的。在現(xiàn)場調(diào)整好減速電機底座位置后，將其焊接在翻轉臺從動輪上。在設備工作時，要先將鏈輪安裝在柴油機主發(fā)端輸出軸上，然后再用鏈條連接2個鏈輪。因為減速機底座中有腰圓槽，當鏈條過緊或過松、或者兩鏈輪不在同一平面時，可移動減速機或適當調(diào)整減速機底座，調(diào)整好后，可啟動減速機進行盤車過程。盤車機構驅動裝置如圖2所示。

2.2.2 機體液壓撐開器

該設備主要用于DF4、DF8等內(nèi)燃機、柴油機拆裝主軸承蓋，具有結構緊湊、使用方便、安全等優(yōu)點。機體液壓撐開器主要是由單作用油缸、手壓雙級油泵、高壓油管和快裝接頭等組成的。在設備工作時，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油泵的快裝接頭套對接，溝通油路后便可使用了。

2.2.3 油底殼工裝

該設備主要用于柴油機油底殼的安裝，適用于各種柴油機機型。該設備的主體結構是由型鋼制成，具有結構緊湊、承載能力強等特點。根據(jù)柴油機油底殼安裝工藝的要求，將該設備的承載平面制作成可以升降的平臺，而升降機構是由電液推桿驅動桿件機構組成的，升降形式為單側升降，升降幅度在180 mm。油底殼工裝如圖3所示。

3 翻轉架的操作步驟

柴油機升降翻轉架設備的操作步驟是：①準備就緒后，打開控制箱內(nèi)的總電源開關（QF）和各用電設備開關。②關閉好控制箱門，旋扭閉合“控制電源”開關，“電源指示燈”應亮。③根據(jù)需要旋扭“單動/聯(lián)動”轉換開關。單動開關用于設備調(diào)試、故障維修；聯(lián)動開關用于設備的正常運行。④按下“上升”鈕，此鈕燈亮，翻轉裝置和升降平臺則開始上升。等到了合適的高度后按下“停止”鈕，將其停在作業(yè)預備位置（移動平臺處于縮回到位狀態(tài)，翻轉裝置處于水平狀態(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嚴格按照鐵道部拆卸工藝作業(yè)，需旋轉時，則按下“翻轉正轉”或“翻轉反轉”鈕，直至其到了需要位置時按下“翻轉停止”鈕。⑧如果需要升降時，則按下“上升”或“下降”鈕，按下“停止”鈕即停止。⑨左右移動平臺分別運行，各設“前進”“后退”“停止”3個按鈕。⑩作業(yè)完畢后，設備恢復到作業(yè)預備位置。松開裝卡螺栓，打開壓板，吊出工件。○11重復步驟⑤～⑩，進入下一工件作業(yè)循環(huán)。○12全部工作完畢。○13旋扭關閉“控制電源”開關，打開控制箱門，拉下電源開關（QF）。

4 使用翻轉架時的注意事項

使用翻轉架時的注意事項有3點：①設備在做升降、回轉、伸縮等動作時，伴有蜂鳴音，提示工作人員保持一定的安全距離，這屬正常現(xiàn)象。②嚴格按照鐵道部拆卸工藝作業(yè)，不得提前進行翻轉作業(yè)。③如果發(fā)出電鈴聲，則屬于故障現(xiàn)象，應立即按下“急停”按鈕，并檢修設備。

5 結束語

本文全面介紹了機車柴油機升降翻轉架的設計原理和結構，并改進了該設備中存在的問題，增加了2套盤車機構驅動裝置和1個油底殼工裝，減輕了工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)的工作效率。綜上所述，建議各鐵路機務段有針對性地改造原有的機車柴油機升降翻轉架。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕